KR100203067B1 - Switching element driving circuit of a switched reluctance motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은, N채널 스위칭소자 구동회로로부터의 1개 전원이 P채널 스위칭소자의 게이트로도 인가되어 P채널 스위칭소자가 구동됨으로써 1개의 전원회로로 구성되어 회로의 구성이 간단하게 될 수 있도록 된 스위치 릴럭턴스 모터(SRM)의 스위칭소자 구동회로에 관한 것으로, 제1, 제2 및 제3상 스위칭소자의 게이트 구동회로를 매개로 입력되는 전원(Vcc2)에 의해 동작되어 스위칭수단(21)을 동작시키는 구동수단(28)과, 이 구동수단(28)의 구동시 온상태로 되는 스위칭수단(21)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.According to the present invention, one power source from the N-channel switching element driving circuit is also applied to the gate of the P-channel switching element so that the P-channel switching element is driven so that the configuration of the circuit can be simplified. The switching element driving circuit of the switch reluctance motor (SRM), which is operated by the power supply (Vcc2) input through the gate driving circuit of the first, second and third phase switching element to operate the switching means 21. It is characterized in that it comprises a driving means 28 for operating and a switching means 21 which is turned on when the driving means 28 is driven.
Description
제1도는 종래의 스위치 릴럭턴스 모터의 구동회로도.1 is a driving circuit diagram of a conventional switch reluctance motor.
제2도는 제1도에 나타낸 스위치 릴럭턴스 모터의 스위칭소자 구동회로도.2 is a switching element driving circuit diagram of the switch reluctance motor shown in FIG.
제3도는 본 발명에 따른 스위치 릴럭턴스 모터의 스위칭소자 구동회로도.3 is a switching device driving circuit diagram of a switch reluctance motor according to the present invention.
제4도는 본 발명에 따른 스위치 릴럭턴스 모터의 스위칭소자 구동회로에 대한 다른 실시예를 나타낸 회로도.4 is a circuit diagram showing another embodiment of the switching element driving circuit of the switch reluctance motor according to the present invention.
제5도의 (a)는 스위치 릴럭턴스 모터의 CW방향을 나타낸 도면.(A) of FIG. 5 shows the CW direction of a switch reluctance motor.
제5도의 (b)는 스위치 릴럭턴스 모터의 CCW방향을 나타낸 도면이다.FIG. 5B shows the CCW direction of the switch reluctance motor.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
8, 9, 25, 45 : 캐패시터 10, 30 : 제1상 코일8, 9, 25, 45: capacitor 10, 30: first phase coil
13, 22, 26, 33, 41, 46 : 다이오드 15, 35 : 제1상 FET소자13, 22, 26, 33, 41, 46: diode 15, 35: first phase FET device
20, 40 : 제1상 광센서 21 : FET소자20, 40: first phase optical sensor 21: FET device
27 : 제1상 FET소자의 게이트 구동회로27: gate driving circuit of the first phase FET device
28 : FET소자(21)의 구동회로 T1, T2 : NPN형 트랜지스터28: driving circuit T1, T2 of the FET element 21: NPN type transistor
T3 : PNP형 트랜지스터T3: PNP type transistor
본 발명은 스위치 릴럭턴스 모터(SRM)의 스위칭소자 구동회로에 관한 것으로, 특히 N채널 스위칭소자 구동회로로부터의 1개 전원이 P채널 스위칭소자의 게이트로도 인가되어 P채널 스위칭소자가 구동됨으로써 1개의 전원회로로 구성되어 회로의 구성이 간단하게 될 수 있도록 된 스위치 릴럭턴스 모터의 스위칭소자 구동회로에 관한 것이다.The present invention relates to a switching element driving circuit of a switch reluctance motor (SRM). In particular, one power source from the N-channel switching element driving circuit is also applied to the gate of the P-channel switching element so that the P-channel switching element is driven. The present invention relates to a switching element driving circuit of a switch reluctance motor, which is composed of two power circuits, so that the configuration of the circuit can be simplified.
종래 스위치 릴럭턴스 모터의 FET소자 구동회로에 있어서 FET소자가 구동되기 위해서는 FET소자의 게이트에 FET소자를 구동시키기 위한 구동용 전원회로가 필요하게 되어 별도의 전원회로가 설치됨으로써 2개의 게이트 구동용 전원회로가 설치되게 되었다.In the FET device driving circuit of a conventional switch reluctance motor, a driving power supply circuit for driving the FET device is required at the gate of the FET device, so that a separate power supply circuit is installed, thereby providing two gate driving power supplies. The circuit is now installed.
제1도는 종래의 스위치 릴럭턴스 모터의 구동회로도로, 여기서 상기 회로는 3상 모터를 예로써 나타낸다. 그리고, 상기 3상 모터는 제1상 코일(100)과 제2상 코일(101) 및 제3상 코일(102)로 구성되고, 이 제1, 제2 및 제3상 코일(100, 101, 102)로 전압이 순차적으로 인가되도록 하기 위한 제1상 FET소자(105)와 제2상 FET소자(106) 및 제3상 FET소자(107)가 각각 직렬로 접속되어 있다.1 is a drive circuit diagram of a conventional switch reluctance motor, where the circuit shows a three-phase motor by way of example. The three-phase motor includes a first phase coil 100, a second phase coil 101, and a third phase coil 102, and the first, second and third phase coils 100, 101, The first phase FET device 105, the second phase FET device 106, and the third phase FET device 107 for sequentially applying voltage to the 102 are connected in series.
또한, 상기 제1, 제2 및 제3상 코일(100, 101, 102)과 상기 제1, 제2 및 제3상 FET소자(105, 106, 107)가 동작된 후 오프시의 잔류전류를 제거하기 위한 FET소자(110)가 제1, 제2 및 제3상 다이오드(111, 112, 113)를 매개로 상기 제1, 제2 및 제3상 FET소자(105, 106, 107)에 접속되어 있다.In addition, after the first, second, and third phase coils 100, 101, and 102 and the first, second, and third phase FET devices 105, 106, and 107 are operated, the residual current in the OFF state is measured. A FET device 110 for removal is connected to the first, second and third phase FET devices 105, 106 and 107 via the first, second and third phase diodes 111, 112 and 113. It is.
그리고, 상기 제1, 제2 및 제3상 다이오드(111, 112, 113)를 통해 상기 제1, 제2 및 제3상 코일(100, 101, 102)과 상기 제1, 제2 및 제3상 FET소자(105, 106, 107)로부터의 잔류전류가 충전되도록 하기 위한 캐패시터(115)가 상기 FET소자(110)와 상기 제1, 제2 및 제3상 FET소자(105, 106, 107)간에 접속되어 있다.The first, second, and third phase coils 100, 101, and 102 and the first, second, and third phases are formed through the first, second, and third phase diodes 111, 112, and 113. A capacitor 115 for charging residual current from the phase FET devices 105, 106, and 107 is provided with the FET device 110 and the first, second and third phase FET devices 105, 106, and 107. Are connected to each other.
제2도는 제1도에 나타낸 스위치 릴럭턴스 모터의 스위칭소자(TD) 구동회로도로, 여기서 상기 회로도는 제1도에 나타낸 3상 모터의 제1상 회로를 예로써 나타낸다.FIG. 2 is a circuit diagram showing the switching element T D of the switch reluctance motor shown in FIG. 1, wherein the circuit diagram shows, as an example, the first phase circuit of the three-phase motor shown in FIG.
한편, 광센서(120)는 저항(R100)을 매개로 전원(Vcc2)에 접속되고, 이 전원(Vcc2)으로부터 전류가 인가되면서 3상 모터의 로터(rotor) 위치에 따라 온상태로 되게 되면, 상기 전원(Vcc2)이 저항(R100, R101, R102)을 통해 제1상 FET소자(105)의 게이트로 인가되어 상기 제1상 FET소자(105)가 온상태로 되게 된다.On the other hand, the optical sensor 120 is connected to the power supply (Vcc 2 ) via a resistor (R100), and the current is applied from the power supply (Vcc 2 ) to be turned on in accordance with the rotor position of the three-phase motor. Then, the power supply Vcc2 is applied to the gate of the first phase FET device 105 through the resistors R100, R101, and R102, so that the first phase FET device 105 is turned on.
따라서, 전원(Vcc1)이 다이오드(103)와, 제1상 코일(100), 제1상 FET소자(105)로 이루어진 회로로 인가되어 상기 제1상 코일(100), 예컨대 제1상의 스테이터가 여자됨으로써 로터의 돌출부가 당겨지게 되어 로터가 회전되게 된다.Therefore, the power supply Vcc1 is applied to a circuit composed of the diode 103, the first phase coil 100, and the first phase FET device 105, so that the first phase coil 100, for example, the stator of the first phase is Excitation causes the protrusion of the rotor to be pulled so that the rotor rotates.
이때, 상기 전원(Vcc2)으로부터 제1상 FET소자(105)의 게이트로 인가된 전원이 오아게이트(116)와, 포토커플러(121), 저항(R106), 제1상 코일(100) 및, 제1상 FET소자로 이루어진 회로로 인가되어 상기 포토커플러(121)가 동작하게 되면, 전원(Vcc3)이 저항(R105)과, 포토커플러(121), 저항(R107), 제1상 코일(100) 및, 제1상 FET소자(105)로 이루어진 회로로 인가됨과 더불어 저항(R105)과, 포토커플러(121) 및, FET소자(110)의 게이트로 인가되게 된다.At this time, the power applied from the power supply Vcc2 to the gate of the first phase FET device 105 is the ora gate 116, the photocoupler 121, the resistor R106, the first phase coil 100, and When the photocoupler 121 is operated by being applied to a circuit composed of a first phase FET device, the power supply Vcc3 includes the resistor R105, the photocoupler 121, the resistor R107, and the first phase coil 100. And the first phase FET device 105, and the resistor R105, the photocoupler 121, and the gate of the FET device 110.
이후, 상기 FET소자(110)가 온상태로 됨으로써 캐패시터(115)에 충전된 전압이 상기 FET소자(110)를 통해 제2 및 제3상 코일로 인가되게 된다. 이때, 상기 제1, 제2 및 제3상 FET소자(105, 106, 107)와 FET소자(110)는 동시에 온·오프 동작을 수행하게 된다.Thereafter, the FET device 110 is turned on so that the voltage charged in the capacitor 115 is applied to the second and third phase coils through the FET device 110. In this case, the first, second and third phase FET devices 105, 106, and 107 and the FET device 110 simultaneously perform on / off operations.
상기한 바와 같이 종래에는 제1, 제2 및 제3상 FET소자(105, 106, 107)와 FET소자(110)로 인가되는 공급전원(Vcc2, Vcc3)이 각각 사용됨에 따라 회로가 복잡하고, 제작비용이 상승되는 문제점이 있었다.As described above, the circuit is complicated by using the first, second and third phase FET devices 105, 106, and 107 and the power supplies Vcc2 and Vcc3 applied to the FET device 110, respectively. There was a problem that the production cost is increased.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, N채널 스위칭소자 구동회로로부터의 1개 전원이 P채널 스위칭소자의 게이트로도 인가되어 P채널 스위칭소자가 구동됨으로써 1개의 전원회로로 구성되어 회로의 구성이 간단하게 될 수 있도록 된 스위치 릴럭턴스 모터의 스위칭소자 구동회로를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, one power source from the N-channel switching element driving circuit is also applied to the gate of the P-channel switching element is driven by the P-channel switching element is composed of one power supply circuit circuit It is an object of the present invention to provide a switching element driving circuit of a switch reluctance motor, in which the configuration of the circuit can be simplified.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1, 제2 및 제3상 스위칭소자의 게이트 구동회로를 매개로 입력되는 전원에 의해 동작되어 스위칭수단을 동작시키는 구동수단과, 이 구동수단의 구동시 온상태로 되는 스위칭수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the drive means for operating the switching means is operated by a power source input through the gate drive circuit of the first, second and third phase switching element, and the drive means It characterized in that it comprises a switching means that is turned on when the drive.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명은, N채널 스위칭소자 구동회로로부터의 전원이 P채널 스위칭소자의 게이트로 인가되어 P채널 스위칭소자가 구동됨으로써 1개의 N채널 스위칭소자 구동회로에 의해 전원이 인가되어 회로의 구성이 간단하게 될 수 있게 된다.According to the present invention configured as described above, the power from the N-channel switching element driving circuit is applied to the gate of the P-channel switching element and the P-channel switching element is driven so that the power is applied by one N-channel switching element driving circuit. The configuration of can be simplified.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
한편, 3상 모터는 제1, 제2 및 제3상 코일로 구성되고, 이 제1, 제2 및 제3상 코일로 전압이 순차적으로 인가되도록 하기 위한 제1, 제2 및 제3상 FET소자가 각각 직렬로 접속되게 된다.On the other hand, the three-phase motor is composed of first, second and third phase coils, and the first, second and third phase FETs for sequentially applying voltage to the first, second and third phase coils. The elements are each connected in series.
또한, 상기 제1, 제2 및 제3상 코일과 상기 제1, 제2 및 제3상 FET소자가 동작된 후 오프시의 잔류전류를 제거하기 위한 FET소자가 제1, 제2 및 제3상 다이오드를 매개로 상기 제1, 제2 및 제3상 FET소자에 접속되게 된다.The first, second and third phase coils and the first, second and third phase FET devices for removing the residual current during off after the first, second and third phase FET devices are operated are also provided. The first, second and third phase FET devices are connected via a phase diode.
그리고, 상기 제1, 제2 및 제3상 다이오드를 통해 상기 제1, 제2 및 제3상 코일과 상기 제1, 제2 및 제3상 FET소자로부터의 잔류전류가 충전되도록 하기 위한 캐패시터가 상기 FET소자와 상기 제1, 제2 및 제3상 FET소자간에 접속되게 된다.And a capacitor for charging residual currents from the first, second and third phase coils and the first, second and third phase FET devices through the first, second and third phase diodes. It is connected between the FET device and the first, second and third phase FET devices.
제3도는 본 발명에 따른 스위치 릴럭턴스 모터의 스위칭소자 구동회로도로, 여기서 상기 회로도는 3상 모터의 제1상 회로를 예로써 나타낸다.3 is a switching element driving circuit diagram of a switch reluctance motor according to the present invention, wherein the circuit diagram shows by way of example a first phase circuit of a three-phase motor.
먼저, 상기 회로는 제1상 스위칭소자(15)의 게이트 구동회로(27)를 매개로 입력되는 전원(Vcc2)에 의해 동작되어 P채널 MOSFET소자(21)를 동작시키는 구동회로(28)와, 이 구동회로(28)의 동작시 온상태로 되는 P채널 MOSFET소자(21)를 포함하여 구성되게 된다.First, the circuit is driven by a power supply (Vcc2) input via the gate driving circuit 27 of the first phase switching device 15 to operate the P-channel MOSFET device 21, and The P-channel MOSFET device 21 is turned on during the operation of the drive circuit 28.
또한, 상기 구동회로(28)는 NPN형 트랜지스터 소자(T1)와, 이 트랜지스터 소자(T1)의 베이스에 직렬로 접속된 저항소자(R17)와 다이오드 소자(26)로 구성되고, 상기 FET소자(21)는 P채널 MOSFET소자로 구성되게 된다.The driving circuit 28 is composed of an NPN transistor element T1, a resistor element R17 connected in series with the base of the transistor element T1, and a diode element 26. The FET element ( 21 is composed of a P-channel MOSFET device.
한편, 광센서(20)는 저항(R10)을 매개로 전원(Vcc2)에 접속되고, 이 전원(Vcc2)으로부터 전류가 인가되면서 3상 모터의 로터(rotor) 위치에 따라 온상태로 되게 되면, 상기 전원(Vcc2)이 저항(R10, R11, R12)을 통해 제1상 FET소자(15)의 게이트로 인가되어 상기 제1상 FET소자(15)가 온상태로 되게 된다.On the other hand, the optical sensor 20 is connected to the power supply (Vcc 2 ) via a resistor (R10), when the current is applied from the power supply (Vcc2) is turned on according to the rotor position of the three-phase motor The power supply Vcc2 is applied to the gate of the first phase FET device 15 through the resistors R10, R11, and R12, so that the first phase FET device 15 is turned on.
따라서, 전원(Vcc1)이 다이오드(13)와, 제1상 코일(10), 제1상 FET소자(15)로 이루어진 회로로 인가되어 상기 제1상 코일(10), 예컨대 제1상의 스테이터가 여자됨으로써 로터의 돌출부가 당겨지게 되어 로터가 회전되게 된다.Therefore, the power supply Vcc1 is applied to a circuit composed of the diode 13, the first phase coil 10, and the first phase FET device 15 so that the first phase coil 10, for example, the stator of the first phase Excitation causes the protrusion of the rotor to be pulled so that the rotor rotates.
이때, 상기 전원(Vcc2)으로부터 제1상 FET소자(15)의 게이트로 인가된 전원이 다이오드(26)와 저항(R17)을 통해 NPN형 트랜지스터(T1)의 베이스로 인가되어 상기 트랜지스터(T1)가 구동되게 된다.At this time, the power applied from the power supply Vcc 2 to the gate of the first phase FET device 15 is applied to the base of the NPN type transistor T1 through the diode 26 and the resistor R17 to supply the transistor T1. ) Is driven.
이후, 캐패시터(25)에 충전된 전압이 저항(R15, R16)과 트랜지스터(T1)로 이루어진 회로로 인가됨과 더불어 P채널 MOSFET소자(21)의 게이트로 인가되어 상기 FET소자(21)가 동작됨으로써 상기 FET소자(110)를 통해 제2 및 제3상 코일로 인가되게 된다. 이때, 상기 제1, 제2 및 제3상 FET소자와 스위칭소자(21)는 동시에 온·오프 동작을 수행하게 된다.Subsequently, the voltage charged in the capacitor 25 is applied to the circuit composed of the resistors R15 and R16 and the transistor T1, and is applied to the gate of the P-channel MOSFET device 21 to operate the FET device 21. Through the FET device 110 is applied to the second and third phase coil. In this case, the first, second and third phase FET devices and the switching device 21 perform on / off operations simultaneously.
한편, 제1상 FET소자(15)가 동작하게 되면, 제1상 코일(10)에 전압이 인가되어 스테이터가 자화됨으로써 모터가 회전하게 된다. 이후, 제1상 FET소자(15)가 오프되게 되면, 제1상 코일(10)에 남아 있는 전류가 제1상 다이오드(22)를 통해 캐패시터(25)에 충전되고, 충전된 전압은 제2상 코일이 동작될 때 제2상 FET소자와 FET소자(21)가 동시에 동작하여 제2상 코일에 전압을 인가하게 된다. 그리고, 캐패시터(25)에 충전된 전압은 FET소자(21)와, 제2상 코일 및, 제2상 FET소자로 이루어진 회로로 인가되어 방전되게 된다.On the other hand, when the first phase FET device 15 is operated, a voltage is applied to the first phase coil 10 to magnetize the stator so that the motor rotates. Then, when the first phase FET device 15 is turned off, the current remaining in the first phase coil 10 is charged to the capacitor 25 through the first phase diode 22, and the charged voltage is applied to the second phase. When the phase coil is operated, the second phase FET device and the FET device 21 simultaneously operate to apply a voltage to the second phase coil. Then, the voltage charged in the capacitor 25 is applied to the circuit consisting of the FET element 21, the second phase coil and the second phase FET element to be discharged.
또한, 상기와 같은 과정으로 제3상 FET소자가 동작하게 됨으로써 모터가 회전되게 된다.In addition, the third phase FET device is operated in the same process as described above to rotate the motor.
제4도는 본 발명에 따른 스위치 릴럭턴스 모터의 스위칭소자 구동회로에 대한 다른 실시예를 나타낸 회로도, 여기서 도면중 참조부호 30은 제1상 코일, 33, 41, 46은 다이오드, 35는 제1상 FET소자, 38, 45는 캐패시터, 40은 광센서, R은 저항, T2는 NPN형 트랜지스터, T3는 PNP형 트랜지스터를 나타내고 있다.4 is a circuit diagram showing another embodiment of the switching element driving circuit of the switch reluctance motor according to the present invention, wherein reference numeral 30 in the figure is a first phase coil, 33, 41, 46 is a diode, 35 is a first phase FET elements 38 and 45 represent capacitors, 40 represent photosensors, R represents resistors, T2 represents NPN transistors, and T3 represents PNP transistors.
제5도의 (a)는 스위치 릴럭턴스 모터의 CW방향을 나타낸 도면이고, 제5도의 (b)는 스위치 릴럭턴스 모터의 CCW방향을 나타낸 도면으로, 여기서 스위치 릴럭턴스 모터의 스테이터에 코일이 감겨지고, 이 코일은 상호 대응되는 스테이터와 직렬로 연결되면서 동시에 전압이 인가되게 된다.(A) of FIG. 5 shows the CW direction of the switch reluctance motor, and (b) of FIG. 5 shows the CCW direction of the switch reluctance motor, where a coil is wound around the stator of the switch reluctance motor. The coils are connected in series with corresponding stators and at the same time a voltage is applied.
제5도에 있어서, CCW방향 회전시 전압이 순차적으로 코일(A→B→C)로 인가되게 되면, 스테이터가 여자되어 로터(rotor)의 돌출부중 가까운 쪽으로 로터의 회전토오크가 발생함으로써 로터가 CCW방향으로 회전되게 된다.In FIG. 5, when the voltage is sequentially applied to the coils A → B → C during rotation in the CCW direction, the stator is excited to generate rotational torque of the rotor toward one of the protrusions of the rotor, thereby causing the rotor to become CCW. In the direction of rotation.
또한, 상기와 같은 과정으로 CW방향 회전은 전압이 순차적으로 코일(A→B→C)로 인가되어 CW방향으로 회전되게 된다.In addition, the CW direction rotation by the above process is applied to the coil (A → B → C) in order to rotate in the CW direction.
한편, 본원 청구범위의 각 구성요건에 병기된 도면참조부호는 본원 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 본원 발명의 기술적 범위를 도면에 도시한 실시예로 한정할 의도에서 병기한 것은 아니다.On the other hand, the reference numerals written in the components of the claims of the present application to facilitate the understanding of the present invention, and are not written in the intention to limit the technical scope of the present invention to the embodiments shown in the drawings.
또한, 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.Further, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, N채널 스위칭소자 구동회로로부터의 전원이 P채널 스위칭소자의 게이트로 인가되어 P채널 스위칭소자가 구동됨으로써 1개의 N채널 스위칭소자 구동회로에 의해 전원이 인가되어 회로의 구성이 간단하게 될 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the power from the N-channel switching element driving circuit is applied to the gate of the P-channel switching element and the P-channel switching element is driven so that the power is applied by one N-channel switching element driving circuit. The configuration of the circuit can be simplified.
Claims (4)
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| KR1019960017556A KR100203067B1 (en) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | Switching element driving circuit of a switched reluctance motor |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019960017556A KR100203067B1 (en) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | Switching element driving circuit of a switched reluctance motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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1996
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Also Published As
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| KR970077940A (en) | 1997-12-12 |
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