A Brushless DC Motor Drive System and Phase Current Estimation Method For Active Knee Prothesis

동력의지를 위한 BLDCM 구동 시스템 및 상전류 추정 기법

In this paper, we propose a brushless DC motor drive system for active knee prosthesis and low-cost estimation method for phase current from DC-link current. To control motor torque directly, current sensing is very important and current sensing point should be synchronized with voltage switching command to minimize the effect of switching noise in current measurement, For maintaining small form factor, simplifying control schemes and achieving low-cost system, control schemes using DC-link current are used. Moreover, we incorporated phase current estimation method using analog MUX for minimizing current estimation error between DC-link current and phase current. The validity of the proposed system is verified through experimental works.

본 논문에서는 동력의지를 위한 브러쉬리스 DC 모터 구동 시스템과 DC 링크단의 전류를 이용하여 상전류를 추정하는 기법을 제안한다. 토크제어를 위해서는 전류 측정이 매우 중요하며 전류 측정 시 스위칭 노이즈를 최소화하기 위해 전류 센싱 시점은 스위칭 전압 명령에 동기화 되어야 한다. 저가의 시스템, 공간의 절약 그리고 제어의 단순화하기 위해 DC 링크단 전류를 사용한 제어를 실시하였다. 또한 환류 다이오드를 통해 흐르는 전류에서 발생하는 DC 링크단 전류와 상전류간의 오차를 줄이기 위해 Analog MUX를 이용한 상전류 추정방법을 사용하였다. 실험 결과를 통해 제안한 시스템의 유효성을 검증하였다.