KR100220997B1 - 에스알 모터의 전원공급회로 - Google Patents

에스알 모터의 전원공급회로 Download PDF

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Abstract

[목적]
본 발명은 모터가 구동되도록 스위칭수단에 안정적인 전원이 공급되도록 구성되는 에스알 모터의 전원공급회로를 제공하기 위함이다.
[구성]
본 발명은 제어신호가 입력되는 제1포토커플러부와, 상기 제1포토커플러부에 구동전원이 공급되도록 되는 제1전원부와, 상기 제1포토커플러부의 출력에 의하여 스위칭되는 제1스위칭수단과, 제어신호가 입력되는 제2포토커플러부와, 상기 제1포토커플러부에 구동전원이 공급되도록 되는 제2전원부와, 상기 제2포토커플러부의 출력에 의하여 스위칭되고 상기 제1스위칭수단의 에미터에 콜렉터가 연결되는 제2스위칭수단으로 구성되는 것이다.

Description

에스알 모터의 전원공급회로
제1도는 종래 기술에 따른 에스알 모터의 전원공급회로도.
제2도는 본 발명에 따른 에스알 모터의 전원공급회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제1포토커플러부 10a : 제1전원부
20 : 제1스위칭수단 30 : 제2포토커플러부
30a : 제2전원부 40 : 제2스위칭수단
본 발명은 에스알(SR : Switched Reluctance) 모터의 전원공급회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스위칭 소자의 게이트 드라이에 필요한 전원을 공급하기 위한 에스알 모터의 전원공급회로에 관한 것이다.
일반적으로 에스알 모터는 철재질로 성형된 회전자인 로터(Rotor)가 있고, 상기 로터의 회전하는 외주면에 고정자인 스테이터(Stator)가 구성되어 있으며, 스테이터에 코일이 감겨서 코일에 흐르는 전류가 스테이터를 자화시켜서 발생하는 자력으로 스테이터가 로터의 극을 잡아당김으로 인하여 발생하는 힘을 사용하여서 로터가 회전하게 된다.
또한, 에스알 모터는 급격한 속도제어가 가능하기 때문에 수류조절을 이용하여 세탁을 하거나, 안전을 위한 급격한 동작 정지를 필요로 하는 세탁기에 사용되고, 상기의 급격한 속도제어에 의하여 운동을 제어할 수 있기 때문에 자동차에 사용하여 출발과 정지를 제어할 수 있도록 사용되기도 한다. 종래의 자동차의 브레이크 시스템은 시간이 지남에 따라서 부품이 소모되는 경우가 발생하지만 상기의 에스알 모터를 사용하면, 전기적으로 정지를 하기 때문에 부품이 소모되지 않음으로써 반영구적으로 사용이 가능하고, 에스알 모터의 제어는 상기의 경우와 같이 넓은 범위의 적용이 된다.
제1도는 종래 기술에 따른 에스알 모터의 전원공급회로도이다.
종래 기술에 따른 에스알 모터의 전원공급회로는 제어신호가 입력되고, 구동전원(Vcc1)이 연결되는 제1포토커플러부(10)와, 상기 제1포토커플러부(10)의 출력에 의하여 스위칭되는 게이트 절연 트랜지스터(IGBT)인 제1스위칭수단(20)과, 제어신호가 입력되고, 구동전원(Vcc2)이 연결되는 제2포토커플러부(30)와, 상기 제2포토커플러부(30)의 출력에 의하여 스위칭되는 게이트 절연 트랜지스터인 제2스위칭 수단(40)으로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 에스알 모터의 전원공급회로는 스위칭되는 게이트 절연 트랜지스터(IGBT)인 제1스위칭수단(20)과 제2스위칭수단(40)의 게이트가 제어되기 위하여 각각 독립된 구동전원(Vcc1)(Vcc2)이 인가되어야 하고, 상기와 같이 각각 독립된 구동전원(Vcc1)(Vcc2)에 의하여 제1포토커플러부(10)와, 제2포토커플러부(30)가 동작됨으로써, 제1스위칭수단(20)과 제2스위칭수단(40)이 제어되고, 모터가 구동되도록 된다.
그러나 종래 기술에 따른 에스알 모터의 전원공급회로는 포토커플러를 동작시키기 위하여 각각 독립적으로 전원이 구성되기 때문에 생산성이 저감되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 발명의 주된 목적은 모터가 구동되도록 스위칭수단에 안정적인 전원이 공급되도록 구성되는 에스알 모터의 전원공급회로를 제공하기 위함이다.
그리고 이를 위한 특징적인 구성은 제어신호가 입력되는 제1포토커플러부와, 상기 제1포토커플러부에 구동전원이 공급되도록 되는 제1전원부와, 상기 제1포토커플러부의 출력에 의하여 스위칭되는 제1스위칭수단과, 제어신호가 입력되는 제2포토커플러부와, 상기 제1포토커플러부에 구동전원이 공급되도록 되는 제2전원부와, 상기 제2포토커플러부의 출력에 의하여 스위칭되고 상기 제1스위칭수단의 에미터에 콜렉터가 연결되는 제2스위칭수단으로 구성되는 에스알 모터의 전원공급회로에 있는 것이다.
이하 첨부도면과 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 발명에 따른 에스알 모터의 전원공급회로도이다.
본 발명에 따른 에스알 모터의 전원공급회로는 제어신호가 입력되는 제1포토커플러부(10)와, 상기 제1포토커플러부(10)에 구동전원이 공급되도록 되는 제1전원부(10a)와, 상기 제1포토커플러부(10)의 출력에 의하여 스위칭되는 게이트 절연 트랜지스터인 제1스위칭수단(20)과, 제어신호가 입력되는 제2포토커플러부(30)와, 상기 제1포토커플러부(10)에 구동전원이 공급되도록 되는 제2전원부(30a)와, 상기 제2포토커플러부(30)의 출력에 의하여 스위칭되고 상기 제1스위칭수단(20)의 에미터에 게이트 절연 트랜지스터의 콜렉터가 연결되는 제2스위칭수단(40)으로 구성된다.
상기 제1전원부(10a)는 입력전원(Vi)에 저항(R2)와 직렬로 연결되는 저항(R1) 및 콘덴서(C1)이 병렬로 연결되고, 저항(R2)를 통하여 연결되는 상기 입력전원(Vi)은 다이오드(D1)를 통하여 제1포토커플러부(10)의 구동전원과 콘덴서(C2)에 병렬로 연결되며, 상기 다이오드(D1)과 콘덴서(C2) 사이에 병렬로 제너다이오드(D2)가 연결된다.
상기 제2전원부(30a)는 상기 제너다이오드(D2)에 저항(R4)와 직렬로 연결되는 저항(R3) 및 콘덴서(C3)가 병렬로 연결되고, 저항(R4)를 통하여 연결되는 상기 입력전원(Vi)은 다이오드(D3)를 통하여 제1포토커플러부(10)의 구동전원과 콘덴서(C4)에 병렬로 연결되며, 상기 다이오드(D3)와 콘덴서(C4) 사이에 병렬로 제너다이오드(D4)가 연결된다.
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동상태에 대해서 설명한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 에스알 모터의 전원공급회로는 제1포토커플러부(10)의 출력에 의하여 스위칭되는 게이트 절연 트랜지스터인 제1스위칭수단(20)의 전원은 콘덴서(C2)의 전압과 같다. 즉, 제1스위칭수단(20)이 온되는 경우에 콘덴서(C1)의 전압은 다이오드(D2)를 통하여 거의 방전된다. 그리고, 제1스위칭수단(20)이 오프되는 경우에 저항(R1), 콘덴서(C1), 다이오드(D1)을 통하여 콘덴서(C2)가 충전된다. 이때, 콘덴서(C2)에 충전되는 전압은 콘덴서(C1)에 충전되는 전압과 같다. 따라서, 콘덴서(C1)의 크기를 조절됨으로써, 콘덴서(C2)의 전압도 크기가 조절된다.
상기와 같이 콘덴서(C1)는 제1스위칭수단(20)의 온 또는 오프에 따라서 충전과 방전이 되고 콘덴서(C2)에 전원이 공급되도록 된다.
한편, 제너다이오드인 다이오드(D2)가 사용되는 것은 콘덴서(C2)에 공급되는 전압이 레귤레이션되어 정전압이 되도록 구성된 것이고, 상기 제1전원부(10a)가 연결되는 제1포토커플러부(10), 게이트 절연 트랜지스터인 제1스위칭수단(20)은 회로의 일측에 구성되기 때문에 상측(High Side)이라고 하고, 제2전원부(30a)가 연결되는 제2포토커플러부(30), 게이트 절연 트랜지스터인 제2스위칭수단(40)은 회로의 타측에 구성되기 때문에 하측(Low Side)라고 하는데 상기와 같이 구성되는 상측과 하측의 회로에 의하여 모터가 구동되는 하나의 전압이 선택되는 것이고, 상기의 상측과 하측의 회로와 같은 회로가 다수개 구성되어 여러개의 전압이 순차적으로 스위칭됨으로써, 에스알 모터를 구성하는 회전자가 회전되도록 된다.
또한, 제2전원부(30a)의 동작은 상기 제1전원부(10a)의 동작과 같은 원리로 되기 때문에 제2전원부(30a)의 동작에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 모터가 구동되도록 스위칭수단에 안정적인 전원이 공급되도록 별도의 독립된 구동전원을 사용하지 않으면서 스위칭수단에 구동전압이 공급되도록 구성되는 특징을 지닌 것이다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.

Claims (4)

  1. 제어신호가 입력되는 제1포토커플러부; 상기 제1포토커플러부에 구동전원이 공급되도록 되는 제1전원부; 상기 제1포토커플러부의 출력에 의하여 스위칭되는 제1스위칭수단; 제어신호가 입력되는 제2포토커플러부; 상기 제1포토커플러부에 구동전원이 공급되도록 되는 제2전원부; 및 상기 제2포토커플러부의 출력에 의하여 스위칭되고 상기 제1스위칭수단의 에미터에 콜렉터가 연결되는 제2스위칭수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에스알 모터의 전원공급회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1스위칭수단과 제2스위칭수단은 게이트 절연 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 에스알 모터의 전원공급회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1전원부는 입력전원에 저항과 직렬로 연결되는 저항(R1) 및 콘덴서(C1)가 병렬로 연결되고, 저항(R2)를 통하여 연결되는 상기 입력전원은 다이오드(D1)를 통하여 제1포토커플러부의 구동전원과 콘덴서(C2)에 병렬로 연결되며, 상기 다이오드(D1)과 콘덴서(C2) 사이에 병렬로 제너다이오드(D2)가 연결되는 것을 특징으로 하는 에스알 모터의 전원공급회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2전원부는 상기 제너다이오드(D2)에 저항(R4)와 직렬로 연결되는 저항(R3) 및 콘덴서(C3)이 병렬로 연결되고, 저항(R4)를 통하여 연결되는 상기 입력전원은 다이오드(D3)를 통하여 제1포토커플러부의 구동전원과 콘덴서(C4)에 병렬로 연결되며, 상기 다이오드(D3)과 콘덴서(C4) 사이에 병렬로 제너다이오드(D4)가 연결되는 것을 특징으로 하는 에스알 모터의 전원공급회로.
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