KR0127025B1 - 세탁기의 세탁 모터 제어 장치 - Google Patents

세탁기의 세탁 모터 제어 장치

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KR0127025B1
KR0127025B1 KR1019940001067A KR19940001067A KR0127025B1 KR 0127025 B1 KR0127025 B1 KR 0127025B1 KR 1019940001067 A KR1019940001067 A KR 1019940001067A KR 19940001067 A KR19940001067 A KR 19940001067A KR 0127025 B1 KR0127025 B1 KR 0127025B1
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정승규
김학원
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구자홍
엘지전자주식회사
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Abstract

본 발명은 세탁기의 세탁 모터의 회전 구동을 제어하는 장치에 관한 것으로서, 특히 세탁 모터를 제동시킬때 정확한 제동력을 확보하고, 운전중 정전시의 제동력에 신뢰를 보장할 수 있도록 한 세탁기의 세탁 모터 제어 장치에 관한 것이다.
종래의 세탁기의 세탁 모터 제어 장치는, 세탁 모터(5)의 제동시에 제동 지령에 따라 스위칭 상태 결정부(15)가 기 프로그램된 스위칭 상태의 제어신호를 출력하여 스위칭 소자(Q1-Q6)가 제동될때 제동력이 약하고, 역상 제동으로 프로그램되었다고 하더라도 제동시에 PWM 지령에 의해 스위칭 상태 결정부(15)의 출력에 따른 스위칭 소자(Q1-Q6)가 모두 온/오프되지 않기 때문에 탈수 운전 도중에 세탁기의 정전이 발생되면 전원이 소멸되어 탈수조가 제동되지 않게 되므로 안전사고의 위험이 따르는 문제점이 있다.
본 발명은 제동시에는 역상 제동과 희생 제동을 실행하고, 역상 제도시에는 DC 링크 콘덴서에 충전된 전하가 세탁모터로 흘러들어가고 희생 제동시에는 스위칭 상태 결정부에 의해 결정된 스위칭 소자들이 모두 오프되도록 함으로써 세탁 모터에 흐르던 전류가 DC 링크 콘덴서로 되돌아가서 흐르게 하여 DC 링크 전원이 탈수조가 완전 정지할때까지 일정 전압을 유지하게 하며, 따라서 정전시에는 제동 완료될때까지 제어 전원이 유지되도록 하므로써 정전시에도 제동 동작에 고도의 신뢰를 확보할 수 있도록 한 세탁기의 세탁 모터 제어 장치이며, 전자동 세탁기의 세탁 모터 구동 제어 회로에 적용한다.

Description

세탁기의 세탁 모터 제어 장치
제 1 도는 세탁기 모터 제어 장치의 블록 구성도.
제 2 도는 종래의 세탁 모터 제어 장치에서 모터 전압 제어부의 상세 회로도.
제 3 도는 종래의 세탁 모터 제어 장치에서 스위칭 상태 결정부의 동작 테이블.
제 4 도는 본 발명의 세탁기의 세탁 모터 제어 장치의 회로도.
제 5 도의 (가), (나)는 제동시에 전류와 시간 관계를 나타낸 파형도.
제 6 도는 본 발명의 논리 연산수단의 동작 테이블.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
5 : 세탁 모터,6 : 위치 감지부,
5 : 전류 감지부,9 : 전류신호 처리부,
15 : 스위칭 상태 결정부,16-21 : 버퍼,
22 : 논리 연산부단,Q1-Q6 : 스위칭 소자,
D1-D6 : 프리휠 다이오드,C1 : 링크 콘덴서.
본 발명은 세탁기의 세탁 모터 회전 구동을 제어하는 장치에 관한 것으로서, 특히 세탁 모터를 재동시킬때 정확한 제동력을 확보하고, 운전중 정전시의 제동력에 신뢰를 보장할 수 있도록 한 세탁기의 세탁모터 제어 장치에 관한 것이다.
제 1 도는 전자동 세탁기의 제어 회로 구성을 나타낸 도면으로서, 이를 참조하면 전자동 세탁기 제어 회로는, 전원 온/오프 키명령, 기기의 동작/정지 키명령, 세탁코스 키명령, 세탁 키명령, 헹굼 키명령, 탈수 키명령, 수위 키명령을 입력하는 키입력부(1)와, 상기 키입력부(1)로 입력된 명령에 해당하는 속도로 모터를 구동시키기 위한 속도 지령 및 제동징령, 회전방향 지령, 모터 온/오프 지령을 출력하는 모터 운전 지령부(2)와, 상기 모터 운전 지령부(2)에서 출력된 속도 지령과 속도 연산부(7)에서 출력된 현재의 모터 속도 검출신호를 이용해서 속도 지령을 전압 지령으로 변환하여 출력하는 속도 제어부(3)와, 상기 속도 제어부(3)에서 출력된 전압지령과 상기 모터 운전 제어부(2)에서 출력된 제동 지령 및 방향 지령, 모터 온/오프 지령을 입력받아 각 지령에 적합한 스위칭 동작을 실행하여 세턱 모터(5)를 제어하는 모터 전압 제어부(4)와, 상기 모터 전압제어부(4)의 스위칭 구동 제어를 받아 동작하며 세탁 날개를 회전시켜 세탁, 헹굼, 탈수를 실행하는 세탁모터(5)와, 상기 세탁 모터(5)의 회전자 위치를 감지하여 모터 전압 제어부(4) 및 속도 연산부(7)에 공급하는 위치 감지부(6)와, 상기 위치 감지부(6)로 감지된 신호를 이용하여 세탁 모터(5)의 현재 회전속도를 연산하고, 이 연산된 회전 속도 정보를 상기 속도 제어부(3)에 공급하는 속도 연산부(7)와, 상기 세탁모터(5)에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부(8)와, 상기 전류 감지부(8)에서 감지된 전류를 신호 처리하여 모터 전압 제어부(4)에 전류 제한 신호(CURRENT LIMIT), 모터 전압 제어부(4)에 흐르는 순시 과전류를 억제하는 전류 억제신호(CURRENT PROTECT)를 공급하는 전류 신호 처리부(9)로 구성된다.
이와 같이 구성된 세탁기 제어 회로에 의한 세탁 모터(5)의 운전 제어는 다음과 같이 실행된다.
사용자가 키입력부(1)를 통해서 세탁 코스의 선택 명령, 세탁이나 헹굼 또는 탈수 명령, 수위 선택 명령, 세탁기 동작 또는 정지명령, 전원 온/오프 명령 등 각종 세탁 명령을 입력하면 이 세탁 명령을 모터 운전지령부(2)가 입력받아 사용자가 입력한 키명령에 해당되는 속도와 방향, 주기로 세탁 모터(5)를 운전제어하기 위한 속도 지령, 제동 지령, 방향 지령, 모터 온/오프 지령을 출력하다.
속도 지령은 세탁 모터(5)의 회전 구동 속도를 세탁이나 탈수, 헹굼 등에 적합한 속도로 구동 제어하기 위한 명령으로 속도 제어부(3)에 공급하고, 제동 지령은 세탁 모터(5)를 제동시켜 주기 위한 명령으로서 모터 전압 제어부(4)에 공급하며, 또한 모터의 회전 방향을 제어하기 위한 모터 회전 방향 지령과 세탁 모터(5)를 온 또는 오프시켜 주기 위한 모터 온/오프 명령은 모터 전압 제어부(4)에 공급한다.
속도 제어부(3)는 입력된 속도 지령과 속도 연산부(7)에서 연산된 세탁 모터(5)의 실제 회전 속도 검출 정보를 비교하여 그 차이를 산출하고, 이 차값에 해당되는 새로운 속도 전압 지령을 모터 전압 제어부(4)에 공급한다.
즉, 세탁 모터(5)가 회전될때 그 회전 위치를 위치 감지부(6)의 홀센서(Ua, Ub, Uc)로 감지하고, 이 감지된 위치신호로부터 속도 연산부(7)에서 세탁 모터(5)의 현재 회전 속도를 산출하여 속도 제어부(3)에 속도 제어부(3)에 현재 모터의 회전 속도 검출 정보로 제공하는 것이다.
그리고, 상기 위치 감지부(6)에서 감지된 위치 정보는 모터 전압 제어부(4)에도 공급된다.
모터 전압 제어부(4)는 입력된 각종 지령과 감지 신호를 이용해서 세탁 모터(5)의 온 또는 오프, 구동시의 회전 방향과 제동 여부를 결정하여 세탁 모터(5)를 구동 제어한다.
즉, 모터 운전 지령부(2)에서 입력되는 모터 회전 방향 지령에서 맞게 세탁 모터(5)의 전원을 스위칭하여 회전방향을 결정해 주고, 운전 지령부(2)에서 입력되는 모터 온, 오프 지령에 대응하여 세탁 모터(5)의 운전 여부를 제어하며, 또한 모터 운전 지령부(2)에서 제동 명령이 입력되면 세탁 모터(5)에 제동 전류를 흘려주어 제동을 실행하며, 이때 위치 감지부(6)로부터 감지된 모터 회전 위치 정보를 이용해서 적절한 타이밍에서의 구동 제어를 실행하며, 또한 전류 신호 처리부(9)에서 입력되는 전류 제한 신호(CURRENT LIMIT)나 전류 억제 신호(CURRENT PROTECT)를 입력받아 세탁 모터(5)에 과전류가 흐르지 않도록 제어하게 된다.
전류 신호 처리부(9)는 상기한 바와 같이 세탁 모터(5)에 흐르는 전류 레벨을 전류 감지부(8)로 감지하여 이 전류 레벨로부터 모터의 토크 제한을 위한 전류 제한신호(CURRENT LIMIT)와 모터 전압 제어부(4)에 흐르는 순시 과전류를 억제하기 위한 전류 억제 신호(CURRENT PROTECT)를 모터 전압 제어부(4)에 공급해 준다.
이러한 일련의 동작들이 각 구성요소 사이에서 유기적으로 이루어지면서 사용자가 입력한 명령에 적절한 속도와 방향, 주기로 세탁 모터(5)를 구동시켜 세탁, 헹궁, 탈수 등의 세탁기 운전이 실행되는 것이다.
제 2 도는 상기한 모터 전압 제어부(4)에 대한 종래의 회로 구성을 나타낸 도면으로서, 이를 참조하면 종래의 모터 전압 제어부는, 전압 지령을 PWM 변조시키기 위한 삼각파 신호를 발생하는 삼각파 발생기(10)와, 상기 삼각파 발생기(10)의 삼각파 신호를 전압 지령과 비교하여 PWM 변조 지령을 출력하는 비교기(11)와, 상기 비교기(11)에서 출력된 PWM 지령과 전류 억제 지령(CURRENT PROTECT)을 논리합하여 출력하는 오아 게이트(12)와, 상기 모터 온/오프 지령과 전류 제한 지령(CURRENT LIMIT)을 논리합하여 출력하는 오아 게이트(13)와, 상기 오아 게이트(12)(13)의 출력을 논리합하여 출력하는 오아 게이트(14)와, 방향 지령 및 제동 지령, 위치 감지 정보를 입력받아 모터의 회로 구동 제어를 위한 각 스위칭부(Q1-Q6)의 스위칭 상태를 결정하여 출력하여 스위칭 상태 결정부(15)와, 상기 오아 게이트(13)의 출력에 따라 상기 스위칭 상태 결정부(15)의 (+)주기 스위칭 제어 신호(Va+, Vb+, Vc+)를 스위칭 소자(Q2, Q4, Q6)에 각각 공급 또는 차단시키는 버퍼(16, 17, 18)와, 상기 오아 게이트(14)의 출력에 따라 상기 스위칭 상태 결정부(15)의 (-) 주기 스위칭 제어신호(Va-, Vb-, Vc-)를 스위칭 소자(Q1, Q3, Q5)에 각각 공급 또는 차단시키는 버퍼(19, 20, 21)와, 상기 각 버퍼(16-21)들의 출력에 따라 스위칭 온 또는 오프되어 세탁 모터(5)에 공급되는 전원을 스위칭 제어하는 스위칭 소자(Q1-Q6)와, 상기 각 스위칭 소자(Q1-Q6)들의 플라이 휠 다이오드(D1-D6)로 구성된다.
이와 같이 구성된 종래의 모터 전압 제어부에 의한 세탁 모터(5)의 제어 동작은 다음과 같이 실행된다.
전압지령이 속도 제어부(3)에서 출력되면 이 전압 지령은 삼각파 발생기(10)의 삼각파 신호와 비교기(11)에서 비교되어 PWM 지령(구형파 신호)으로 변환하고, 이 PWM 지령은 오아 게이트(12)에서 전류 억제 지령(CURRENT PROTECT)과 논리합되어 오아 게이트(14)를 통해 버퍼(19, 20, 21)를 온 또는 오프시켜준다.
그리고, 모터 온/오프 지령이 모터 운전 지령부(2)에서 출력되면 이 지령은 전류 신호 처리부(7)의 전류 제한 지령(CURRENT LIMIT)과 오아 게이트(13)에서 논리합되어 오아 게이트(14)에 공급됨과 함께 각 버퍼(16, 17, 18)를 온 또는 오프시켜 준다.
한편, 스위칭 상태 결정부(15)는 모터 운전 지령부(2)에서 출력되는 모터 회전 방향지령과 제동 지령, 위치 감지부(6)에서 출력되는 위치 감지 정보를 입력으로 하여 제 3 도에 나타낸 바와 같이 각 스위칭 소자(Q1-Q6)들의 스위칭 상태를 결정해 주는 스위칭 제어 신호(Va+, Va-, Vb+, Vb-, Vc+, Vc-)를 출력하게 되고, 이러한 스위칭 제어신호들은 각각 버퍼(16, 21)에 입력되어 오아 게이트(12)(14)들의 출력에 따라 스위칭소자(Q1-Q6)들에 공급 또는 차단 제어된다.
예를 들어 PWM 지령이 오프 명령으로 주어지면 버퍼(19, 20, 21)가 오프되어 전원(VDC)단의 (-)쪽의 스위칭 소자(Q3, Q4, Q5)가 모두 오프되고, 온 명령으로 주어지면 버퍼(19, 20, 21)가 온되어 스위칭 상태 결정부(154)에서 제 3 도의 도표와 같이 결정된 스위칭 소자만이 온되는 스위칭 제어가 이루어지게 되며, 이러한 동작은 프리휠링 구간 동안의 전류 리플을 감소시켜 PWM시의 전류 리플을 감소시켜 세탁기 시스템의 토크 리플에 의한 진동과 소음을 줄여주기 위한 노력이다.
그리고, 전류 신호 처리부(7)에서 출력되는 전류 제한 지령(CURRENT LIMIT)도 오아 게이트(13)를 통해 버퍼(16, 17, 18)를 오프시키며, 오아 게이트(14)를 통해 버퍼(19, 20, 21)를 오프시켜 상기한 바와 같이 스위칭 상태 결정부(15)에 의한 스위칭 소자(Q1-Q6)의 스위칭을 통제하게 되므로서 진동과 소음을 억제해 줄 수 있다.
한편, 모터 온/오프 지령이 모터 운전 지령부(2)로부터 오아 게이트(13)를 통해 각 버퍼(16-21)에 입력되므로 모터 온지령이 입력된 경우에는 각 버퍼(16-21)들이 온되어 스위칭 소자(QQ-Q6)들은 스위칭 상태로 결정부(15)에 의해 결정된 소자만이 온되며, 모터 오프지령이 입력된 경우에는 각 버퍼(16-21)들이 모두 오프되므로 스위칭 소자(Q1-Q6)들은 스위칭 상태 결정부(15)의 결정 결과에 관계없이 모두 오프된다.
이렇게 하여 프리휠링 구간 동안 (-)VDC전압이 온되어 있던 모터(5)의 라인 사이에 나타나 모터(6)에 흐르던 전류를 빠른 속도로 0으로 감소시켜 준다.
그리고, 전류 억제 지령(CURRENT PROTECT)도 오아 게이트(12)를 통해 제공되어 상기한 바와 같이 전류를 빠른 속도로 0으로 감소시켜 전원 스위칭 소자(Q1-Q6)들의 안전한 동작을 보장해 줄 수 있게 한다.
그러나 상기한 바와 같이 종래의 세탁 모터 제어 장치에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 세탁 모터(5)의 제동시에 제동 지령에 따라 스위칭 상태 결정부(15)가 기 프로그램된 스위칭 상태의 제어신호를 출력하여 스위칭 소자(Q1-Q6)가 제동될때 제동력이 약하고, 역상 제동으로 프로그램되었다고 하더라도 제동시에 PWM 지령에 의해 스위칭 상태 결정부(15)의 출력에 따른 스위칭 소자(Q1-Q6)가 모두 온/오프되지 않기 때문에 탈수 운전 도중에 세탁기의 정전에 발생되면 전원이 소멸되어 탈수조가 제동되지 않게 되므로 안전사고의 위험이 따르는 문제점이 있다.
본 발명은 제동시에는 역상 제동과 희생 제동을 실행하고, 역상 제동시에는 DC 링크 콘덴서에 충전된 저하가 세탁 모터로 흘러들어가고 희생 제동시에는 스위칭 상태 결정부에 의해 걸정된 스위칭 소자들이 모두 오프되도록 함으로써 세탁 모터에 흐르던 전류가 DC 링크 콘덴서로 되돌아가서 흐르게 하여 DC 링크 전원이 탈수조가 완전 정지할때까지 일정 전압을 유지하게 하며, 따라서 정전시에도 제동 완료될때까지 제어 전원이 유지되도록 하므로써 정전시에 제동 동작에 고도의 신뢰를 확보할 수 있도록 한 세탁기의 세탁 모터 제어 장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명의 세탁기의 세탁 모터 제어 장치는 도면 제 4 도를 참조하면, 세탁 모터(5)에 공급되는 전원의 스위칭을 실행하는 스위칭 소자(Q1-Q6) 및 프리휠 다이오드(D1-D6)와, 상기 스위칭 소자(Q1-Q6)들의 스위칭 상태를 결정하여 스위칭 제어신호를 출력하는 스위칭 상태 결정부(15)와, 상기 스위칭 상태 결정부(15)에서 출력된 스위칭 제어신호를 상기 스위칭 소자(Q1-Q6)에 공급 또는 차단시키는 버퍼(16-21)와, 제동 인에이블 신호(ENABLE*), 전류 억제 신호(CP), PWM 변조신호(PWM*), 전류 제한 신호(CL), 제동 명령을 입력으로 하여 제어 신호(GQ*, G2*)를 출력하여 상기 버퍼(16-21)를 (+)전원 또는 (-) 전원 스위칭 소자 그룹별로인에이블 및 디스에이블 제어하는 노리 연산수단(22)으로 구성된다.
상기 논리 연산수단(22)은, G1*=ENABLE*+CP+PWM*+CL
G2*=ENABLE*+CP+(PWM*+CL)
제동 지령의 논리 회로로 구성된다.
상기 논리 연산수단(22)을 구성하는 실시예로서, 제동 인에이블 신호(ENABLE*)와 전류 억제 신호(CP)를 논리합하여 오아 게이트(23)와, PWM 변조신호(PWM*)와 전류 제한 신호(CL)를 논리합하는 오아게이트(24)와, 상기 오아 게이트(23)이 출력과 앤드 게이트(26)의 출력을 논리합하여 (-)전원 그룹의 스위칭 소자(Q2, Q4, Q6) 제어용 버퍼(19, 20, 21)의 인에이블/디스에이블 제어 신호(G2*)를 출력하여 오아 게이트(25)와, 상기 오아 게이트(24)의 출력과 제동 지령을 논리곱하는 앤드 게이트(26)와, 상기 오아 게이트(23)(24)의 출력의 논리합하여 (+) 전원 그룹의 스위칭 소자(Q1, Q3, Q5) 제어용 버퍼(16, 17, 18)의 인에이브/디스에이블 제어 신호(G1*)를 출력하는 오아 게이트(27)로 구성된다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명이 세탁기의 세탁 모터 제어 장치에 의한 세탁 모터의 구동과 제동 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 세탁 모터(5)는 세탁이나 헹굼 탈수 등을 실행할때에는 적절한 회전속도와 방향으로 회전 구동되고, 이때 토크 제한을 위한 전류 제한 신호(CL)나 과전류 보호를 위한 전류 억제 신호(CP) 또는 펄스폭 변조신호(PWM), 모터 온/오프 신호의 제약을 받게 된다.
모터의 회전 구동의 경우에는 전류 제한 신호(CL)가 입력되거나 펄스폭 변조 신호(PWM)가 오프 신호로 입력될때에는 모터(5)에 흐르는 전류의 리플을 작게 하기 위하여 온되어 있던 스위칭 소자중에서 DC전압의 (+)단에 연결되어 있는 스위칭 소자(Q1, Q3, Q5)를 오프시키거나 또는 DC 전압의 (-)단자에 연결되어 있는 스위칭 소자(Q2, Q4, Q6)를 오프시킨다.
이때 (+)단자의 스위칭 소자(Q1, Q3, Q5)와 (-)단자의 스위칭 소자(Q2, Q4, Q6)를 모두 오프시키지는 않는다.
이와 같이 함으로써 모터(5)에 흐르던 전류가 반대의 스위칭 소자, 즉 (+)일 경우에는 (-), (-)일 경우에는 (+)으로 프리휠 다이오드(D1, D3, D5 또는 D2, D4, D6)를 통해 프리휠링(PREE WHEELING)되어 서로 통전된 모터(5)의 단자 사이의 전압이 0가 되어 스위칭 소자 오프시의 전류 기울기가 작아져서 전류의 리플이 작아지게 되는 것이다.
그리고 모터(5) 구동시에 모터 오프의 경우나 전류 전류 억제신호(CP)입력의 경우는 온도어 있던 스위칭 소자들을 모두 오프시켜서 (-)VDC로 프리휠되어 모터(5)에 흐르던 전류가 급격히 0으로 감소되도록 하게 된다.
즉, 상기 논리 연산식과 제 6 도에 보는 바와 같이, 모터 구동 모드에서는 제동 지령이 로우 신호(논리 '0')로 입력되어 앤드 게이트(26)의 출력은 로우가 되므로 제어 신호(G2*)는 PWM 변조 신호(PWM*)와 전류 제한 신호(CL)의 영향을 받지 않고, 제동 인에이블 신호(ENABLE*)와 전류 억제 신호(CP)의 영향을 받아 결정되면, 제어신호(G1*)는 제동 인에이블 신호(ENABLE*)와 전류 억제신호(CP)와 PWM 변조신호(PWM*), 전류 제한신호(CL)의 영향을 받아 결정된다.
그리고, 상기 논리 연산식과 제 6 도에서 보는 바와 같이, 제동 모드에서는 제동 지령이 하이 신호(논리 '1')로 입력되어 앤드 게이트(26)의 출력은 오아 게이트(24)의 논리합 결과를 출력하게 되므로 이 경우에 제어 신호(G1*)(G2*)는 입력신호(ENABLE*, CP, PWM*, CL)의 영향을 받아 결정된다.
상기한 바와 같은 제동 방식은 역상 제동과 희생 제동을 반복하여 실행하여 원하는 제동 효과를 확보하는 기술로서, 역상 제동은 제동 방식중 제동력이 가장 우수하기 때문에 세탁모터(5)의 회전 에너지가 크더라도 큰 제동력을 발휘하여 빠른 속도로 제동할 수 있고, 희생 제동은 제동시에 제어 전원이 계속 남아 있게 한다.
즉, 세탁 모터(5)의 운전 정지시까지 DC 링크 콘덴서(C1)의 전압이 계속 유지될 수 있고, 제 5 도의 (가) 및 (나)에서 보는 바와 같이, 제동시 모터(5)에 흐르는 전류(i)와 콘덴서(C1)에서 인버터 회로로 흐르는 전류(i1)(스위칭 소자로 흐르는 전류)를 살펴보면, 전류의 (+)부분이 콘덴서(C1)에서 세탁 모터(5)에 가해지는 전류이고(t1, t1', t1'' ; 역상 제동 시간), (-) 부분이 탈수조의 이너셔에 의하여 DC 링크 콘덴서(C1)로 재충전 되는 부분(t2, t2', t2''; 희생 제동 시간)으로 항상 (-)부분이 세탁 모터(5)가 회전중이면 커짐을 알 수 있다.
이때 PWM 제어시 모터 구동과는 다르게 PWM 신호에 따라서 스위칭 소자(Q1-Q6)의 스위칭이 스위칭 상태 결정부(15)에서 선택된 스위칭 상태에서 모두 온/오프되어야 위와 같이 제동동작을 보장할 수 있다.
또한 경우에 따라서 제동시 전류 제한 신호(CL)가 주어졌을때 스위칭 상태 결정부(15)에서 선택된 스위칭 소자들을 모두 오프시켜야할 필요가 있다.
이러한 결요성을 역상 제동시 역기전력과 DC 링크 콘덴서(C1)의 전압이 합해져서 결과적으로 높은 전압이 모터(5) 코일에 인가됨으로서 전류의 상승 기울기가 커지게 되므로 오프시 모든 스위칭 소자들을 오프하지 않으면 전류의 램프 업(PMAP UP)현상이 나타날 수 있기 때문이다.
여기서 램프 업 현상은 PWM 주기의 초기에 항상 스위칭 상태 결정부(15)에 의해 선택된 스위칭 소자가 온되고 가장 짧은 시간(tonMIN)에 상승된 전류가 PWM 주기(T)의 나머지 오프시간(toff=T-tonMIN)에 하강되고, 전류 보다 커서 전류가 점점 상승하는 현상으로 스위칭 소자가 손상될 수 있는 현상이다.
이러한 램프 업 현상 때문에 상기한 바와 같이 역상 제동 상태에서 전류 제한 신호(CL)입력시 스위칭 상태 결정부(15)에 의해 선택된 스위칭 소자들은 모두 오프시켜야할 필요성이 제기되는 것이다.
그러므로 세탁 모터(5)의 구동과 제동시의 조건을 모두 만족시키고, 또한 DC 전원(VDC)의 (+)단자에 연결된 스위칭 소자(Q1, Q3, Q5)의 인에이블 제어신호인 논리 연산 수단(22)의 출력신호(G1*)와, DC전원(VDC)의 (-)단자에 연결된 스위칭 소자(Q2, Q4, Q6)의 인에이블 제어신호인 논리 연산수단(22)의 출력신호(G2*)는,
G1*=ENABLE*+CP+PWM*+CL
G2*=ENABLE*+CP+(PWM*+CL)이다.
즉, 상기 제 4 도 및 제 6 도에서 보는 바와 같이,
상기한 논리 연산수단(22)의 제어 논리를 살펴보면, 제동시 제동 지령이 하이 신호로 인에이블되면 앤드게이트(26)의 일측에 하이 신호가 입력되어 앤드 게이트(26)의 출력은 타측에 입력되는 오아 게이트(24)의 출력신호, 즉 PWM 변조신호(PWM*)와 전류 제한 신호(CL)가 출력되어 오아 게이트(25)에서는 이 신호의 오아 게이트(23)의 출력신호(제동 인에이브 신호(ENABLE*) 및 전류 억제신호(CP)에 따라 제어신호(G2*)가 인에이블 또는 디스에이블 제어되게 되고, 또한 오아 게이트(24)의 출력신호인 PWM 변조신호(PWM*)와 전류 제한 신호(CL)가 오아 게이트(27)에서 오아 게이트(23)의 출력신호인 제동 인에이브 신호(ENABLE*) 및 전류 억제신호(CP)와 논리합되어 제어신호(G1*)를 인에이블 또는 디스에이블 제어하게 되는 것이다.
즉, PWM 신호(PWM*)와 전류 제한 신호(CL), 모터 온/오프 신호, 전류 억제신호(CP)에 따라 논리연산수단(22)의 출력신호(G1*)(G2*)를 인에이블/디스에이블 제어하게 되는 것이다.
그리고, 모터 구동 모드에서는 제동 지령이 로우가 되어 디스에이블 되므로 앤드 게이트(26)의 출력은 오아 게이트(24)의 출력인 PWM 신호(PWM*)나 전류 제한 신호(CL)에 상관없이 로우로 출력되므로 결국, 오아 게이트(27)의 출력 신호인 제어신호(G1*)는 오아 게이트(23)의 출력신호인 제동 인에이블 신호(ENABLE*)와 전류 억제신호(CP), 오아 게이트(23)에서 출력되는 PWM 신호(PWM*)와 전류 제한 신호(CL)에 따라서 인에이블 또는 디스에이블 제어되고, 오아 게이트(25)의 출력인 제어신호(G2*)는 오아 게이트(23)의 출력인 인에이블 신호(ENABLE*)와 전류 제한 신호(CP)에 따라서 인에이블 또는 디스에이블 제어될뿐, 앤드 게이트(26)가 오아 게이트(24)의 출력을 차단하기 때문에 PWM 신호(PWM*)나 전류 제한 신호(CL)는 제어신호(G2*)를 인에이블 또는 디스에이블 제어할 수 없게 된다.
이러한 모터 구동 모드 및 제동 모드에서의 제어신호(G1*)(G2*)에 따라 버퍼(16-21)가 인에이블(온) 또는 디스에이블(오프)되므로 상기한 바와 같이 스위칭 상태결정부(15)에서 결정된 스위칭 제어신호(Va+,...., Vc-)에 의한 스위칭 소자(Q1-Q6)들의 스위칭 제어 여부와 모든 스위칭 소자의 오프 제어 등 적절한 스위칭이 실행될 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에, 모터 구동 모드(MOTORING MODE)와 제동 모드를 구분하여 모터 구동 모드에서는 전류 리플을 작게 제어하여 세탁기의 소음과 진동등 토크 리플에 따른 문제점을 개선하고, 또한 빠른 전류의 감소가 필요한 모터 오프 또는 전류 억제 신호(CP)에는 빠르게 전류가 감소되게 하고, 제동시에는 역상 제동과 희생 제동에 대한 목적을 달성하기 위하여 PWM 신호가 모든 스위칭 소자쌍을 온, 오프하게 함으로 빠른 제동 특성과 또한 정전시에도 제동이 이루어지게 하였다.

Claims (3)

  1. 세탁 모터(5)에 공급되는 전원의 스위칭을 실행하는 스위칭 소자(Q1-Q6) 및 프리휠 다이오드(D1-D6)와, 상기 스위칭 소자(Q1-Q6)들의 스위칭 상태를 결정하여 스위칭 제어신호를 출력하는 스위칭 상태 결정부(15)와, 상기 스위칭 상태(15)에서 출력된 스위칭 제어신호를 상기 스위칭 소자(Q1-Q6)에 공급 또는 차단시키는 버퍼(16-21)와, 제동 인에이블 신호(ENABLE*), 전류 억제 신호(CP), PWM 변조신호(PWM*), 전류 제한 신호(CL), 제동 명령을 입력으로 하여 제어 신호(G1*, G2*)를 출력하여 상기 버퍼(16-21)를 (+)전원 또는 (-)전원 스위칭 소자 그룹별로 인에이블 및 디스에이블 제어하는 논리 연산수단(22)으로 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁 모터 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 논리 연산수단(22)은, G1*=ENABLE*+CP+PWM*+CL, G2*=ENABLE*+CP+(PWM*+CL)제동 지령의 논리 회로로 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁 모터 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 논리 연산 수단(22)은, 제동 인에이블 신호(ENABLE*)와 전류 억제 신호(CP)를 논리합하는 오아 게이트(23)와, PWM 변조신호(PWM*)와 전류 제한 신호(CL)를 논리합하는 오아 게이트(24)와, 상기 오아 게이트(23)의 출력과 앤드 게이트(26)의 출력을 논리합하여 (-)전원 그룹의 스위칭 소자(Q2, Q4, Q6) 제어용 버퍼(19, 20, 21)의 인에이블/디스에이블 제어 신호(G2*)를 출력하는 오아 게이트(25)와, 상기 오아 게이트(24)의 출력과 제동 지령을 논리곱하는 앤드 게이트(26)와, 상기 오아 게이트(23)(24)의 출력을 논리합하여 (*) 전원 그룹의 스위칭 소자(Q1, Q3, Q5) 제어용 버퍼(16, 17, 18)의 인에이블/디스에이블 제어 신호(G1*)를 출력하는 오아 게이트(27)로 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁 모터 제어 장치.
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