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전자1644

STM32 전원 꺼질 대 재부팅 현상 STM32의 내부 리셋 회로는 다음과 같다. NRST는 입력핀이지만 Watchdog이나 Power reset 등으로 내부에서 Low로 떨어질 수도 있다. 전원 전압이 천천히 떨어질 때 NRST 신호는 다음 그림과 같다. 위와 같은 일이 발생하면 전원이 꺼질 때 몇 차례 재부팅되는 현상이 일어난다. 리셋 펄스가 몇 차례 나오는 이유는 전압이 떨어져 리셋이 될때 소비 전류가 줄어들면서 순간적으로 전압이 상승하여 리셋이 해제되기 때문인 것으로 추정된다. 참고로 STM32F103의 PDR(Power Down Reset) 히스테리시스 전압은 40mV이다. 2023. 2. 27.
Sensorless BLDC 모터 시동 방법 BLDC 모터를 Sensorless 방식으로 구동할 때 다음의 3단계를 순차적으로 실행한다. 1. Alignment - 모터 상에 전류를 흘려 영구자석을 일정 방향으로 정렬 - 영구자석이 초기에 180도 위치에 있으면 1번 전류를 인가해서는 정렬안될 수가 있음 - 다른 상으로 2번 전류를 인가하여 정렬 2. Starting - 전압과 속도를 증가시킴 - V/f 제어 - 전류 제한 필요 - Back EMF가 발생하는 속도까지 증가시킴 (예를들면 최대속도의 10% 정도까지) 3. Running - Back EMF을 이용하여 영구자석 위치 검출 및 제어 Sensorless BLDC 모터 제어에서는 정지된 상태에서 시동할 때가 가장 까다롭다. 부하가 크면 시동에 실패할 수도 있다. 2023. 2. 26.
3상 모터 벡터 제어 블록 다이어그램 상전류는 DQ 변환하여 전류벡터를 구한다. 전류벡터의 2개 성분은 각각의 PI 제어기에서 처리된다. 전류 제어기에서는 2개의 전압벡터가 출력된다. 전압벡터는 DQ 역변환하여 상전압을 구한다. 전류와 전압은 벡터로 변환되어 처리한다. 벡터의 실수와 허수성분은 각각 D와 Q 성분이다, 2023. 2. 26.
DQ 변환식 DQ 변환은 Clarke 변환 후 Park 변환을 하는 것으로 다음 식과 같다. DQ 변환은 다음 식과 같다. DQ 역변환은 다음 식과 같다. 2023. 2. 26.
스위칭 레귤레이터 고장 (하드웨어 디버깅) 스위칭 레귤레이터가 고장나면 입력전압이 감압되지 않고 그대로 출력될 수가 있다. 이러한 고장이 발생하면 보드의 소비 전류가 정상보다 몇배 정도 많아진다. 개발된 보드를 시험할 때는 보드에 들어가는 전류를 항상 확인해야 한다. * 추정 스위칭 레귤레이터의 스위칭 주파수를 너무 높게 설정하면 레귤에이터가 고장날 수 있을 것 같다. 스위칭 주파수는 외부 C 값으로 조정할 수 있다. 2023. 2. 25.
2상 3상 벡터 변환 벡터제어는 상 신호를 벡터로 변환하여 제어하는 방식으로 벡터제어를 위해서는 신호를 벡터로 변환해야 한다. 벡터는 다음과 같이 복소수 평면으로 나타낼 수 있다. 실수부와 허수부 또는 크기와 위상각을 가진다. 90도 위상차를 가지는 2상 신호를 벡터로 변환하는 식은 다음과 같다. iγ는 영상성분이다. 120도 위상차를 가지는 3상 신호를 벡터로 변환하는 식은 다음과 같다 (알파베타 변환). iγ는 영상성분이다. ☞ 알파베타 변환 2023. 2. 25.
BiSS 통신 프레임 BiSS 통신 프레임은 다음과 같다. 마스터 클럭이 1MHz일 때 파형은 다음과 같다. 2023. 2. 25.
BiSS 통신 타임아웃 BiSS 통신에서 Timeout은 아래 그림의 빨강색 부분이다. 마스터의 클럭이 Timeout 시간동안 변화가 없으면 슬레이브는 통신이 종료된 것으로 판단한다. 마스터에서 Timeout을 명령하고 슬레이브에서 Timeout을 판단한다. Timeout 시간이 고정된 슬레이브 장비도 있고 Adaptive Timeout을 사용하는 슬레이브 장비도 있다. Adaptive Timeout은 마스터의 MA 클럭 속도에 따라 Timeout 시간이 변화된다. Adaptive Timeout은 마스트 클럭 주기의 1.5배를 Timeout으로 사용한다. 마스터 클럭이 빠르면 Timeout 시간이 줄어들고 마스트 클럭이 느리면 Timeout 시간이 길어진다. ☞ 참고 자료 2023. 2. 25.
PCB 트랙 저항 0.5oz와 1oz 동박의 트팩폭과 길이에 따른 저항은 다음과 같다. 0.5oz 동박 PCB에서 1mm 트랙폭이고 길이가 10mm일때 저항은 10mΩ이다. 2023. 2. 25.
3상 드라이버로 2상 스텝모터 구동 3상 드라이버로 2상 스텝모터를 구동할 수 없다고 생각하고 있었는데 이것이 가능하다는 자료를 발견했다. 3상 드라이버로 2상 스텝모터를 구동하는 회로는 다음과 같다. 스텝모터에 인가되는 전압 벡터는 다음과 같다. SVPWM과 비슷한 방식으로 스텝모터에 90도 위상차가 나는 전압을 인가한다. 2상을 독립적으로 제어하기는 어렵고 벡터 제어를 해야 될 것 같다. ☞ 참고 자료 ☞ SVPWM 2023. 2. 24.
UART 사용할 때 흔한 버그 (펌웨어 디버깅) 몇 개월 동안 잘 동작하던 보드를 오늘 파워을 켜는데 부팅이 제대로 되지 않았다. UART 디버그 포트를 꽃아 확인을 하려 하니 정상적으로 부팅되었다. UART 디버그 포트를 빼면 부팅이 되지 않고 UART 디버그 포트르 꽂으면 정상 부팅되었다. 몇 개월 동안 계속해서 UART 디버그 포트를 연결하고 시험하여 UART 디버그 포트를 빼고 부팅을 해보지 않았다. UART 입력이 인터럽터를 발생시키는데 UART 입력에 풀업이 되어 있지 않았다. 그래서, 부팅시 인터럽터가 계속 발생하여 제대로 동작하지 않은 것 같다. MCU 내부 풀업 저항을 Enable 시키니 문제가 해결되었다. UART에 풀업을 하지 않아 발생하는 문제는 원인을 찾기가 생각보다 까다롭다. 몇 년 전에도 UART에 풀업을 하지 않아 발생한 .. 2023. 2. 22.
영상전류 검출 회로 영상전류 검출 회로는 다음과 같다. 다음 회로에서 영상전류가 0이면 CT의 전류는 내부에서만 흐르고 검출회로에는 전류가 흐르지 않는다. 영상전류가 0이 아니면 검출회로에 전류가 흐른다. 다음 회로에서 영상전류가 0이면 CT를 포함한 전체 회로와 검출회로에 전류가 흐르지 않고 영상전류가 0이 아니면 검출회로에 전류가 흐른다. 다음 그림과 같이 영상변류기를 이용하여 영상전류를 검출할 수 있다. ☞ 누전차단기 원리 2023. 2. 22.
PADS 설치 안 될때 PADS 9.5나 VX 2.8 등의 설치파일을 실행하면 설치 창이 안 뜨는 경우가 있다. 이 때는 설치 프로그램 중에 Siemens로 시작되는 프로그램이 있는지 확인하고 있다면 삭제하면 된다. 2023. 2. 21.
모터 회생 전류 해석 (브릿지 회로) 아래 브릿지 회로에서 왼쪽으로 PWM가 입력된다. 모터로 동작할 때 전류는 다음과 같다. 전류는 PWM이 1일 때 증가하고 0일 때 감소한다. 모터로 동작하기 때문에 PWM이 0일 때 외부로 에너지가 빠져나가 free-wheeling 전류가 감소한다. 발전기로 동작할 때 전류는 다음과 같다. 전류는 PWM이 1일 때 증가하고 0일 때 감소한다. 발전기로 동작하기 때문에 PWM이 0일 때 외부의 에너지가 공급되어 free-wheeling 전류의 크기가 증가한다. 2023. 2. 21.
동기모터 벡터제어의 새로운 관점 PMSM 동기모터의 벡터 제어기의 일반적인 구성은 다음과 같다. 위의 벡터 제어기는 다음과 같이 볼 수 있다. 그림 1은 DQ 변환을 사용하는 방식이다. DQ 변환은 알파베타 변환 후 회전변환을 한것이다. 하지만, 그림 2는 DQ 변환 대신 알파베타 변환만 하고 회전하는 전류벡터를 지령으로 넣는다. 전류 지령 I*은 벡터값이다. I*의 크기는 출력하려는 토크에 비례하고 위상각은 모터 엔코더에서 입력되는 각도에 회전 방향에 따라 π/2을 더하거나 뺀다. 모터가 회전하면 θm이 회전하고 θe도 회전한다. 따라서, 다음 그림의 전류벡터 I*는 회전한다. 제어기는 벡터 제어기이다. 지령 전류 I*와 실제 전류 I의 차이로 PI 제어를 한다. 출력되는 V도 벡터이다. 2023. 2. 18.
3상 PWM의 특성 이해 3상 PWM은 다음 그림과 같다. 여기서 T1과 T2 시간이 같다면 입력을 받는 모터에서는 동일한 전압으로 인식한다 (고조파 특성은 다름). 다음 그림과 같이 PWM 신호 위치를 이동해도 T1과 T2가 동일하다면 모터에는 동일한 전압이 입력된다. 다음과 같이 3상 중 2개만 PWM를 해도 동일한 전압이 모터에 인가된다. 아래와 같은 방식을 DPWM이라고 한다. SVPWM은 3상 PWM을 항상 중앙에 위치시키는 방식이고 DPWM은 3상 중 2상만 인가하는 방식이다. 2023. 2. 18.
3상 PWM의 종류 3상 PWM의 종류에는 다음과 같은 것들이 있다. 1. SPMW (Sinusoidal PWM) 2. SVPWM (Space Vector PWM) 3. THIPWM (Third Harmonic Injection PWM) 4. DPWM (Discontinous PWM) 5. Optimal PWM 위와 같은 PWM 기법을 구현하기 위해 각각의 기본 원리를 통해 PWM 값을 계산할수도 있지만 전류 옵셋값을 조절하여 PWM 값을 계산할 수도 있다. 2023. 2. 18.
3상 파형 그림 2023. 2. 17.
알파베타 변환의 중요한 의미 알파베타 변환의 정의는 다음과 같다. 알파베타 변환에 사용되는 3상 신호는 다음과 같다 알파베타 변환한 값은 다음과 같다. 알파값은 다음과 같다. 베타값은 다음과 같다. 감마값은 다음과 같이 영상성분이다. 3상 순시값으로 알파베타 변환을 하여 A와 θ를 구할 수 있다. A와 θ는 3상 순시값으로 추정한 3상 평형신호의 크기와 위상각이다. 예를 들면, 3상 순시값이 ia=1, ib=-0.5, ic=-0.5 일 때 알파베타 변환은 다음과 같다. 3상 파형의 크기는 1이고 위상각은 0이다. 영상성분은 0이다. 2023. 2. 16.
DQ 변환의 의미 DQ 역변환 DQ 역변환의 정의는 다음과 같다. (영상성분이 영일때) 위 식을 정리하면 다음과 같다. vD와 상수이고 vQ가 0이면 크기가 vD이고 α가 0인 3상 신호이다. vQ가 0이 아니라면 vQ 크기에 땨라 3상 신호의 크기와 위상 α가 변한다. vD와 vQ가 시간에 따라 변한다면 3상 신호의 크기와 위상도 시간에 따라 변한다. vD와 vQ는 특정시점에서의 3상 신호의 크기와 위상을 나타낸다. 즉, D와 Q는 3상 신호의 크기와 위상을 나타낸다. DQ 변환 DQ 변환은 다음 식과 같다. (영상성분이 영일때) θ에서 3상 신호의 순시값이 ia, ib, ic라면 DQ 변환한 iD와 iQ는 3상 신호의 크기와 위상을 나타낸다. (순시값에서 사인파형의 크기와 위상을 계산) 3상 평형 신호라면 iD와 iQ.. 2023. 2. 16.
PCB 동박, 납 단면적 PCB의 0.5 oz 동박의 두께는 0.0174 mm이고 1mm 폭일 때 단면적은 0.9174 mm2이다. 동박에 1 mm 두께의 납이 있을 때 1 mm 폭일 때 단면적은 1 mm2이다. 위의 경우와 비교하여 약 57배 더 넓다. 하지만, 납은 구리에 비해 저항에 약 13배 더 크기 때문에 납의 실제 저항은 4.4배 정도 작아진다. 납의 두께가 0.22 mm일 때 0.5 oz 동박의 저항과 같다. 2023. 2. 15.
속도 감속 프로파일 감속시 속도 프로파일은 다음과 같다. 감속거리 S와 초기속도 V로 부터 감속시간 T를 다음과 같이 계산할 수 있다. 가속도는 다음과 같다. 감속거리 S를 다음과 같이 계산할 수 있다. 2023. 2. 14.
전류 제어기 타이밍 (PWM 타이머) PWM 타이머를 사용한 전류 제어기의 타이밍 구성은 다음과 같다. 전류 제어기 인터럽터가 발생하면 다음과 같은 순서로 실행한다. 1) AD 변환 시작 2) AD 변환 완료후 AD 값으로 전류 계산 3) 전류 제어기 실행 4) PWM 출력 5) ADC 설정 다음과 같이 타이밍을 구성할 수도 있다. 2023. 2. 12.
공간벡터와 알파베타 변환 3상 신호 3상 신호와 공간벡터는 다음과 같다. 1) 공간벡터는 3개의 벡터를 1개의 벡터(검정색)로 표현한다. 2) 영상성분이 0일 때 공간벡터의 3상에 대한 정사영은 3상의 순시값이 된다. 2상 신호 알파베타 변환은 3상 신호를 2상 신호로 변환한다. 1) 2상 신호를 1개 벡터(검정색)로 나타내면 위 그림의 오른쪽과 같다. 2) 벡터의 정사영은 2상의 순시값이 된다. 그림 1의 벡터와 그림 2의 벡터는 크기와 위상각이 동일하다. 즉, 알파베타 변환을 한다는 것은 3상의 공간벡터를 구하는 것과 동일하다. 2023. 2. 12.
공간벡터의 정사영 공간벡터는 다음 그림과 같다. 공간벡터 vabc의 벡터 c로의 정사영은 다음과 같이 계산한다. 공간벡터 vabc는 다음과 같다. 벡터 c는 다음과 같다. 공간벡터 vabc와 벡터 c의 내적은 다음과 같다. 공간벡터 vabc의 벡터 c로의 정사영은 다음과 같다. 영상성분이 0이라면 다음 식과 같다. 영상성분이 0이라면 공간벡터의 정사영의 크기는 순시값과 같다. ☞ 벡터 정사영 계산식 2023. 2. 12.
모터 듀티 IEC 표준 IEC에서 정의하는 모터 듀티는 다음과 같다. S1 (Continuous duty) - 모터를 일정부하로 연속적으로 동작 - 포화 온도 이하 - 정격에 특별한 표기가 없으면 S1 정격을 의미 S2 (Short-time duty) - 일정부하로 모터를 돌리고 포화 온도가 되기 전에 멈춘 후 상온이 될 때까지 식히기를 반복 - 포화 시간을 10분, 30분, 60분, 90분 등으로 표시 - 가장 많이 사용하는 것은 'S2-30분' S3 (Intermittent periodic duty) - "일정부하 동작 -> 정지" 반복 - 기동 전류에 의한 온도 상승은 거의 없다. - 포화 온도 이하 S4 (Intermittent periodic duty with starting) - "기동 -> 일정부하 동작 -> 정지.. 2023. 2. 11.
모터 드라이버 전류 측정 모터 드라이버의 전류 측정은 다음과 같은 3가지 방법이 있다. 1) Inline current sensing 2) Inverter leg current sensing 3) Single shunt current sensing Inline current sensing Inline current sensing은 가장 쉽게 구현할 수 있다. 타이밍에 대해 크게 고려하지 않고 홀 센서 등으로 쉽게 구현할 수 있다. Shunt 저항 션트 저항을 이용하여 전류측정할 때는 PWM 신호의 타이밍을 정밀하게 분석해야 한다. 전류 측정에서 문제가 발생할 가능성이 매우 높다. 3개의 션트 저항을 사용할 때는 각상의 출력이 Low일 때 션트 저항에 전류가 흐르기 때문에 PWM 신호가 Low일 때 AD 변환을 해야 한다. BLD.. 2023. 2. 11.
SVPWM 타이머 값 범위 SVPWM에서 타이머 값은 다음과 같다. SVPWM 출력이 Vdc/√3일 때 타이머 값은 다음과 같다. 여기서, Ps는 타이머의 최대값이다. PWM 신호는 다음과 같다. 2개의 PWM 크기가 같을 때는 다음과 같다. 2023. 2. 11.
2상 3상 다상 신호의 크기 계산 1개의 사인 신호는 벡터로 나타낼 수 있다. 공간벡터는 2상 이상의 신호를 한개의 벡터로 나타낸다. 2상 신호 크기 다음은 90도 위상차를 가지는 2상 신호이다. 위 2상 신호의 크기를 나타낼 때 보통 다음 식을 사용한다. 2상 신호를 공간벡터로 나타내면 다음과 같다. 공간벡터 Iab의 크기가 식 2와 같다. Ia와 Ib의 크기와 위상차에 따라 공간벡터 Iab는 원이 되거나 타원이 되거나 기울어진 타원 등이 된다 3상 신호 크기 3상 신호의 공각벡터는 다음과 같다. 위 공간벡터 Iabc의 크기로 3상 신호의 크기를 구할 수 있다. 다상 신호 크기 3상 이상의 다상 신호도 다음 식으로 크기를 구할 수 있다. 2023. 2. 11.
공간벡터가 원이 되는 이유 공간벡터의 정의는 다음과 같다. 3상 평형 입력 신호는 다음과 같다. 위 3상 평형 신호를 공간벡터 정의식에 대입하여 정리하면 다음과 같다. 위 식은 다음과 같이 쓸수 있다. 위 식에서와 같이 3상평형일 때 공간벡터는 원형으로 이동한다. 2023. 2. 10.
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