(57)【要約】【課題】本発明は、高電流負荷能力を有するモーター及びその制御回路を提供することである。【解決手段】本発明は、少なくとも二つのセンサーチップと、第一巻き線及び第二巻き線をそれぞれ有し、前記第一巻き線及び前記第二巻き線の一端が互いに電気的に接続され、前記第一巻き線及び前記第二巻き線のもう一端が互いに対応する前記センサーチップと電気的に接続される少なくとも二つの巻き線セットと、を含むモーターの制御回路である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つのセンサーチップと、
第一巻き線及び第二巻き線をそれぞれ有し、前記第一巻き線及び前記第二巻き線の一端が互いに電気的に接続され、前記第一巻き線及び前記第二巻き線のもう一端が互いに対応する前記センサーチップと電気的に接続される少なくとも二つの巻き線セットと、を含むモーターの制御回路。
【請求項２】
前記センサーチップは、互いに電気的に接続される請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記センサーチップは、正電源入力端子をそれぞれ有し、且つ前記正電源入力端子は、互いに電気的に接続される請求項１に記載の制御回路。
【請求項４】
前記センサーチップは、負電源入力端子、或いは接地端子をそれぞれ有し、且つ前記負電源入力端子は、互いに電気的に接続される請求項１に記載の制御回路。
【請求項５】
前記センサーチップは、ホール集積回路（Ｈａｌｌ ＩＣ）であり、且つどのセンサーチップが故障した時でも、もう一つのセンサーチップが支援し、前記モーターの回転を維持する請求項１に記載の制御回路。
【請求項６】
前記センサーチップの数量はＮ個であり、前記巻き線の数量は前記センサーチップの数量であるＮ個の倍数であり、且つＮは２以上の自然数である請求項１に記載の制御回路。
【請求項７】
複数の磁極を有する回転子と、
少なくとも二つのセンサアームを有し、前記磁極に対応する固定子と、
少なくとも二つのセンサーチップと第一巻き線及び第二巻き線とをそれぞれ有する少なくとも二組の巻き線セットと、を含み、前記第一巻き線及び前記第二巻き線が前記センサアームにそれぞれ巻き付けられ、且つ前記第一巻き線及び前記第二巻き線の一端が互いに電気的に接続され、もう一端が互いに対応する前記センサーチップと電気的に接続される制御回路を含むモーター。
【請求項８】
前記磁極は、複数のＮ極及び複数のＳ極を有し、それぞれ交互に配置される請求項７に記載のモーター。
【請求項９】
前記センサーチップは、正電源入力端子をそれぞれ有し、且つ前記正電源入力端子は、互いに電気的に接続される請求項７に記載のモーター。
【請求項１０】
前記センサーチップは、負電源入力端子、或いは接地端子をそれぞれ有し、且つ前記負電源入力端子は、互いに電気的に接続される請求項７に記載のモーター。
【請求項１１】
前記センサーチップは、ホール集積回路であり、且つどのセンサーチップが故障した時でも、もう一つのセンサーチップが支援し、前記モーターの回転を維持する請求項７に記載のモーター。
【請求項１２】
前記磁極と前記センサアームの個数は、偶数である請求項７に記載のモーター。
【請求項１３】
前記センサーチップの数量はＮ個であり、前記巻き線の数量は前記センサーチップの数量であるＮ個の倍数であり、且つＮは２以上の自然数である請求項７記載のモーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモーター及びその制御回路に関し、特に複数のセンサーチップによって制御されたモーター及びその制御回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来のモーター１の概略図である。モーター１は回転子１１及び固定子１２を有する。前記回転子１１は、二つのＮ極及び二つのＳ極を有し、且つ前記Ｎ極及び前記Ｓ極が交互に設置された複数の磁極を有する。前記固定子１２は、複数のシリコンスチール片が重なって構成される。前記固定子１２は、前記磁極と相対して設置された複数の巻き線アームを有する。
【０００３】
続いて、図２は、従来のモーター１の制御回路１３の概略図である。前記制御回路１３は、センサーチップ１３１及び巻き線セット１３２を含む。前記制御回路１３の前記センサーチップ１３１は、正電源入力端子Ｖ＋と負電源入力端子Ｖ−とを有し、且つ前記正電源入力端子Ｖ＋と正電源ＶＣＣは電気的に接続され、前記負電源入力端子Ｖ−と接地端子Ｖｇｒｏｕｎｄが電気的に接続される。また、前記センサーチップ１３１は、二つの出力ポートＡ及びＢを有する。前記巻き線セット１３２は、第一巻き線Ｌ１及び第二巻き線Ｌ２を有し、前記第一巻き線Ｌ１は前記出力ポートＢに、前記第二巻き線Ｌ２は前記出力ポートＡにそれぞれ電気的に接続される。
【０００４】
前記センサーチップ１３１は、前記回転子の磁極を検知し、前記第一巻き線Ｌ１及び前記第二巻き線Ｌ２に電流を流して前記巻き線アームに磁力を発生させ、その電流の方向を変えることで、前記回転子１１の回転を誘導する。
【０００５】
上述により、従来のモーターでは、一組の制御回路が一つのセンサーチップのみを有するため、一つのセンサーチップがモーター全体の巻き線セットを制御して、各巻き線に必要な電流を提供する。一般のセンサーチップが過大な電流に耐えることができないことから、このような制御回路は、高速回転、或いは大型のモーターに応用することができない。高速回転、或いは大型のモーターに対して応用されるセンサーチップにはより大きな電流に対する負荷能力がなければならず、通常、これはコストの高いセンサーチップを選ばなければならない。よって、如何にして大電流に耐えられるモーター及びその制御回路を提供するかが重要な課題となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の課題に鑑みて、本発明の目的は、高電流負荷能力を有するモーター及びその制御回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達するために、本発明に基づいたモーターの制御回路は、少なくとも二つのセンサーチップ及び少なくとも二組の巻き線セットを含む。前記センサーチップは互いに電気的に接続され、前記巻き線セットは第一巻き線及び第二巻き線をそれぞれ有し、且つ前記第一巻き線及び前記第二巻き線の一端が互いに電気的に接続され、もう一端は互いに対応する前記センサーチップと電気的に接続される。
【０００８】
上述の目的を達するために、本発明に基づいたモーターは回転子、固定子及び制御回路を含む。前記回転子は複数の磁極を有し、前記固定子は、複数のシリコンスチール片が重なって成り、且つ少なくとも二つのセンサアームを有し、且つ前記センサアームは、前記磁極とそれぞれ相対して設置される。前記制御回路は、少なくとも二つのセンサーチップ及び少なくとも二組の巻き線セットを含み、前記センサーチップは互いに電気的に接続される。巻き線セットは第一巻き線及び第二巻き線をそれぞれ有し、前記第一巻き線及び前記第二巻き線の一端が互いに電気的に接続され、もう一端が互いに対応する前記センサーチップと電気的に接続され、且つ前記第一巻き線及び前記第二巻き線は、前記シリコンスチール片の前記センサアームにそれぞれ巻きつけられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のモーター及び制御回路は、制御回路のセンサーチップを増加することで、一つのセンサーチップが一組の巻き線セットのみを制御する。よって、各センサーチップは、一組の巻き線セットの電流のみを負荷すれば良く、センサーチップの電流に対する負荷能力を下げることができる。複数のセンサーチップの組み合わせによって、低電流の負荷能力を有するセンサーチップでも高速回転及び大型のモーターに適用させることができる。また、制御回路が複数のセンサーチップを有することから、その中の一つのセンサーチップが故障した時、その他のセンサーチップが作動を支援することができ、モーター全体が運転を停止することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明についての目的、特徴、及び長所が一層明確に理解されるように、以下に実施形態を例示し、図面を参照しながら、詳細に説明する。
【００１１】
図３は、本発明の好ましい実施例に基づいたモーター２の概略図であり、図４は、前記モーター２の立体図である。前記モーター２は回転子２１、固定子２２、及び制御回路２３を含む。
【００１２】
前記回転子２１は、複数の磁極を有し、且つ前記磁極は、Ｎ極とＳ極がそれぞれ交互に設置される。本実施例では、前記回転子２１は、四つの磁極２１１、２１２、２１３、及び２１４を有し、２１１及び２１３はＮ極であり、２１２及び２１４はＳ極である。
【００１３】
前記固定子２２は、複数のシリコンスチール片が重なって構成され、各シリコンスチール片は、少なくとも二つのセンサアームを有し、且つ前記シリコンスチール片の前記センサアームは、前記磁極とそれぞれ相対して設置される。例えば、前記回転子の磁極の数を二、四、六、八、十…と設定した場合、前記固定子のセンサアームも二、四、六、八、十…と対応して設定される。本実施例では、前記固定子２２の前記シリコンスチール片は、前記回転子２１の磁極に合わせて、四つのセンサアーム２２１、２２２、２２３、及び２２４を有する。
【００１４】
また、図５を参照すると、前記制御回路２３は、第一センサーチップ２３１、第二センサーチップ２３２、第一巻き線セット２３３、及び第二巻き線セット２３４を含む。前記第一センサーチップ２３１は、正電源入力端子Ｖ１＋を有し、前記第二センサーチップ２３２は、正電源入力端子Ｖ２＋を有し、且つ前記正電源入力端子Ｖ１＋及びＶ２＋は、全て正電源ＶＣＣに電気的に接続される。また、前記第一センサーチップ２３１は、二つの出力ポートＡ１及びＢ１を有する。前記第二センサーチップ２３２は、二つの出力ポートＡ２及びＢ２を有する。
【００１５】
また、本実施例では、前記第一センサーチップ２３１及び前記第二センサーチップ２３２は、全て負電源入力端子Ｖ１−及びＶ２−を更に有し、且つ前記負電源入力端子Ｖ１−及びＶ２−は全て接地端子Ｖｇｒｏｕｎｄに電気的に接続される。本実施例では、前記センサーチップは、それぞれホール集積回路である。また、前記センサーチップ２３１、２３２は、規格の違いによって、三つのピンのみを有するホール集積回路を使用しても良く、ここでは制限しない。
【００１６】
また、前記第一巻き線セット２３３は、第一巻き線Ｌ１及び第二巻き線Ｌ２を有し、前記第二巻き線セット２３４は、第三巻き線Ｌ３及び第四巻き線Ｌ４を有する。前記第一巻き線Ｌ１及び前記第二巻き線Ｌ２の一端は、共通端子ＶＣＯＭ１に電気的に接続され、前記第一巻き線Ｌ１のもう一端は前記出力ポートＢ１に、前記第二巻き線Ｌ２のもう一端は前記出力ポートＡ１にそれぞれ電気的に接続される。同じように、前記第三巻き線Ｌ3及び前記第四巻き線Ｌ4の一端は、共通端子ＶＣＯＭ２に電気的に接続され、前記第三巻き線Ｌ3のもう一端は前記出力ポートＢ2に、前記第四巻き線Ｌ4のもう一端は前記出力ポートＡ2にそれぞれ電気的に接続される。すなわち、センサーチップの個数Ｎ（Ｎは２以上の自然数）であり、巻き線の数量はセンサーチップの数量であるＮ個の倍数となっている。
【００１７】
続いて、図３及び図５を同時に参考して前記モーター２の作動を説明することで、本発明の効果と技術特徴とを更に明確にする。
【００１８】
前記モーター２は、前記巻き線セット２３３及び２３４に流れる電流によって、前記センサアーム２２１、２２２、２２３及び２２４に磁力を発生させ、その電流方向により、前記回転子２２の回転を誘導する。前記センサーチップ２３１及び２３２は、前記巻き線セット２３３及び２３４の電流方向をそれぞれ制御する。また、前記センサーチップ２３１及び２３２は、前記回転子２１の前記磁極２１１、２１２、２１３、及び２１４の磁性を同時にセンサーし、前記出力ポートＡ１或いはＢ１、Ａ２或いはＢ２の導通を決定し、この動作によって、前記巻き線セット２３３及び２３４に流れる電流方向を変え、前記センサアーム２２１、２２２、２２３、及び２２４の磁性を変える。
【００１９】
また、前記モーター２の前記制御回路２３が、二つのセンサーチップ２３１及び２３２を有することから、仮に、その中の一つのセンサーチップが故障した時、もう一つが動作を支援し、前記モーター２を継続して運転させることができる。
【００２０】
図６及び図７を参考すると、本発明のもう一つの好ましい実施例に基づいたモーター３の概略図である。前記モーター３は、回転子３１、固定子３２及び制御回路３３を含む。前記回転子３１は複数の磁極を有する。前記固定子３２は複数のシリコンスチール片が重なって形成され、且つ各シリコンスチール片は少なくとも二つのセンサアームをそれぞれ有する。また、前記シリコンスチール片の前記センサアームは、前記磁極とそれぞれ相対して設置される。本実施例では、前記回転子３１は、八つの磁極３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、及び３１８を有し、前記固定子３２は、前記回転子３１に合わせて、八つのセンサアーム３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、及び３２８を有する。すなわち、前記磁極と前記センサアームの個数は偶数である。前記磁極３１１、３１３、３１５、及び３１７はＮ極であり、３１２、３１４、３１６及び３１８はＳ極であり、且つ前記Ｎ極及びＳ極は、それぞれ交互に設置される。
【００２１】
続いて、図７を参考すると、前記制御回路３３は、四つのセンサーチップ３３１、３３２、３３３及び３３４と、四組の巻き線セット３３５、３３６、３３７、及び３３８と、を含む。前記センサーチップ３３１、３３２、３３３、及び３３４は、正電源入力端子Ｖ１＋、Ｖ２＋、Ｖ３＋、及びＶ４＋と、負電源入力端子Ｖ１−、Ｖ２−、Ｖ３−、及びＶ４−と、をそれぞれ有し、且つ複数の出力ポートＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、及びＢ４を更に有する。前記巻き線セット３３５、３３６、３３７、及び３３８は、第一巻き線及び第二巻き線をそれぞれ有し、前記第一巻き線及び前記第二巻き線の一端が共通端子ＶＣＯＭ１、ＶＣＯＭ２、ＶＣＯＭ３、或いはＶＣＯＭ４にそれぞれ電気的に接続される。また、前記第一巻き線及び前記第二巻き線のもう一端が互いに対応する出力ポートと電気的に接続される。
【００２２】
前記モーター３及びその制御回路３３に関する効果と技術特徴は、前記モーター２及び制御回路２３と類似しているので、ここでは繰り返して述べない。注意するのは、前記モーター３は、四つのセンサーチップを用いて、四つの巻き線セットを制御していることであり、前記モーター２は、二つのセンサーチップを用いて、二つの巻き線セットを制御していることである。すなわち、センサーチップの個数Ｎ（Ｎは２以上の自然数）であり、巻き線の数量はセンサーチップの数量であるＮ個の倍数となっている。これよりわかるように、二つ以上のセンサーチップに、互いに対応する巻き線セットを足して用いるだけで、大電流モーターの電流を負荷することができる。また、本発明のモーターは、二つのセンサーチップが二組の巻き線だけに対応して制御するとは限らず、回路設計の違いに基づいて、二つのセンサーチップが四、六、八、十…組の巻き線セットに対応して制御することもできる。
【００２３】
上述により、本発明のモーター及び制御回路は、制御回路のセンサーチップを増加することで、一つのセンサーチップが一組の巻き線セットのみを制御する。よって、各センサーチップは、一組の巻き線セットの電流のみを負荷すれば良く、センサーチップの電流に対する負荷能力を下げることができる。複数のセンサーチップの組み合わせによって、低電流の負荷能力を有するセンサーチップでも高速回転及び大型のモーターに適用させることができる。また、制御回路が複数のセンサーチップを有することから、その中の一つのセンサーチップが故障した時、その他のセンサーチップが作動を支援することができ、モーター全体が運転を停止することはない。
【００２４】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来モーターの概略図である。
【図２】図１に示されるモーター制御回路の概略図である。
【図３】本発明の好ましい実施例に基づいたモーターの概略図である。
【図４】図３に示されるモーターの立体図である。
【図５】図３に示されるモーターの制御回路の概略図である。
【図６】本発明のもう一つの好ましい実施例に基づいたモーターの概略図である。
【図７】図６に示されるモーターの制御回路の概略図である。
【符号の説明】
【００２６】
１、２、３  モーター
１１、２１、３１  回転子
１２、２２、３２  固定子
１３、２３、３３  制御回路
１３１、２３１、２３２、３３１、３３２、３３３、３３４  センサーチップ
２１１、２１２、２１３、２１４、３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、
３１６、３１７、３１８  磁極
２２１、２２２、２２３、２２４、３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８  センサアーム
２３３、２３４、３３５、３３６、３３７、３３８  巻き線セット
ＶＣＣ  正電源
Ｖｇｒｏｕｎｄ   接地端子
Ｖ＋、Ｖ１＋、Ｖ２＋、Ｖ３＋、Ｖ４＋  正電源入力端子
Ｖ−、Ｖ１−、Ｖ２−、Ｖ３−、Ｖ４−  負電源入力端子
ＶＣＯＭ１、ＶＣＯＭ２、ＶＣＯＭ３、ＶＣＯＭ４  共通端子
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４  巻き線
Ａ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４  出力ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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