Kim, Minki;Heo, Sewan;Oh, Jimin;Suk, Jung-Hee;Yang, Yil Suk;Park, Ki-Tae;Kim, Jinsung
ETRI Journal
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제37권6호
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pp.1165-1175
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2015
This paper presents an advanced sensorless permanent magnet (PM) brushless motor controller integrated circuit (IC) employing an automatic lead-angle compensator. The proposed IC is composed of not only a sensorless sine-wave motor controller but also an isolated gate-driver and current self-sensing circuit. The fabricated IC operates in sensorless mode using a position estimator based on a sliding mode observer and an open-loop start-up. For high efficiency PM brushless motor driving, an automatic lead-angle control algorithm is employed, which improves the efficiency of a PM brushless motor system by tracking the minimum copper loss under various load and speed conditions. The fabricated IC is evaluated experimentally using a commercial 200 W PM brushless motor and power switches. The proposed IC is successfully operated without any additional sensors, and the proposed algorithm maintains the minimum current and maximum system efficiency under $0N{\cdot}m$ to $0.8N{\cdot}m$ load conditions. The proposed IC is a feasible sensorless speed controller for various applications with a wide range of load and speed conditions.
최근 각종 산업기기 및 자동화기기에는 회전자가 영구자석으로 구성된 브러시리스 전동기의 사용이 증가하고 있다. 그러나 회전자가 영구자석으로 이루어진 BLDC전동기의 경우 회전자 위치 판별 센서는 필수 요소이다. PM BLDC 전동기의 속도제어를 수행함에 있어 기존의 엔코더와 Hall-IC 3개를 이용하지 않고, 2개의 Hall-IC로 3상 motor의 나머지 한상의 Hall-IC 신호를 추정하였다. 또한 사용된 PM BLDC motor는 고속속도를 가지는 특성을 가지고 있지만 Hall-IC를 이용하여 속초제어를 하기 때문에 속도의 오차 량이 상당히 크다는 단점을 가지고 있다. 따라서 이러한 단점을 개선하기 위해 저가의 PLL회로를 적용하였다. 또한 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.
This paper presents a motor drive IC for automotive applications. The drive IC is dedicated to control and drive external MOSFETs which directly drive 3-phase motor with a high current. In case of driving high-side power switches, the bootstrap topology is widely used. however, it requires three bootstrap diode and three capacitor respectively. And it needs a minimum charging time to maintain high-side voltage. The motor drive IC uses a charge-pump circuit for all three high-side voltage with various protection schemes for automotive applications.
This paper presents a motor drive IC for automotive applications. The drive IC is dedicated to control and drive external MOSFETs which directly drive 3-phase motor with a high current. In case of driving high-side power switches, the bootstrap topology is widely used. However, it requires three bootstrap diode and three capacitor respectively. And it needs a minimum charging time to maintain high-side voltage. The motor drive IC uses a charge-pump circuit for all three high-side voltage with various protection schemes for automotive applications.
본 논문에서는 stepper motor 나 BLDC motor를 구동하기 위하여, 최신 microcontroller, PC, control IC board 등으로 구성된 새로운 시스템을 설명하는데 목적이 있다. 이 시스템에서는 인터넷으로 전송되는 microcontroller program를 이용하여 SPDS(smart power development system)을 구동시키고, 이로 인하여 dedicated drive IC를 제어하여 stepper 또는 BLDC motor를 구동시키게 되며, 원격지에 있는 사용자의 motor를 제어함을 목표로 하고 있다. 본 논문에서 사용된 drive IC 는 SGS-Thomson 제품으로써 stepper motor 용으로 L6205/6/7/8, 그리고 BLDC motor 용으로 L6235 이다. SPDS는 ST92F120 16-bit microcontroller를 사용하고 있다. 이 논문에서는 인터넷 Protocol Converter에 의한 프로그램 전송, Operating System Program 및 Driver Software Program의 생성 및 구성, Drive IC의 구성 및 특징, SPDS 의 hardware 및 software 의 구성 등에 대하여 설명한다.
본 논문은 Pyroelectric Sensor의 신호를 입력으로 받아 Stepping Motor 제어신호를 출력하는 Controller를 VHDL을 이용하여 ALTERA사의 EPM7128SLC84-7 CPLD칩으로 구현하여 자동문을 제작하였다. 동작은 센서부에서 사람을 감지하여 출력한 신호를 CPLD에서 받아들여 Stepping Motor구동부 회로의 제어신호로 사용하여 문을 동작시켰다.
Generally, Slotless PM BLDC drive system is necessary that the three Hall-ICs evenly be distributed around the stator circumference and encoder be installed in case of the 3 phase motor. So, the Hall-ICs are set up in this motor to detect the main flux from the rotor, and the output signal from Hall-ICs is used to drive a power transistor to control the winding current. However, instead of using three Hall-ICs and encoder, we used only two Hall-ICs for the permanent magnet rotor position and for the speed feedback signals, and also for a microcontroller of 16-bit type (80C196KC) with the 3 phase Slotless PM BLDC whose six stator and two rotor designed. Two Hall-IC Hc and $H_B$ are placed on the endplate at 120 degree intervals, and with these elements, we can estimate information of the others phase in sequence through a rotating rotor.
Oh, Jimin;Kim, Minki;Heo, Sewan;Suk, Jung-Hee;Yang, Yil Suk;Park, Ki-Tae;Kim, Jinsung
ETRI Journal
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제37권6호
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pp.1176-1187
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2015
This work proposes a highly efficient sensorless motor driver chip for various permanent-magnet synchronous motors (PMSMs) in a wide power range. The motor driver chip is composed of two important parts. The digital part is a sensorless controller consisting mainly of an angle estimation block and a speed control block. The analog part consists of a gate driver, which is able to sense the phase current of a motor. The sensorless algorithms adapted in this paper include a sliding mode observer (SMO) method that has high robust characteristics regarding parameter variations of PMSMs. Fabricated SMO chips detect back electromotive force signals. Furthermore, motor current-sensing blocks are included with a 10-bit successive approximation analog-to-digital converter and various gain current amplifiers for proper sensorless operations. Through a fabricated SMO chip, we were able to demonstrate rated powers of 32 W, 200 W, and 1,500 W.
In motor application, High efficiency is important. So Design engineer select small gate resistor for lower switching. But There is side effect with small gate resistor. It makes large dv/dt and system request large EMI filter. It makes price increase. This paper introduce about gate drive IC which have solution both of lower loss and EMI issue.
A simple hybrid circuit to control the two-phase AC motor of the nut-runners which employ the tightening torque control system is described in this paper. The circuit has emphasis on the low-cost implementation. The circuit constitutes of the V/F converter using a timer IC, the pulse width modulator using the fastening torque signal and the two-phase logic sequencer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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