KR101059975B1 - 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로 - Google Patents

전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로 Download PDF

Info

Publication number
KR101059975B1
KR101059975B1 KR1020110046058A KR20110046058A KR101059975B1 KR 101059975 B1 KR101059975 B1 KR 101059975B1 KR 1020110046058 A KR1020110046058 A KR 1020110046058A KR 20110046058 A KR20110046058 A KR 20110046058A KR 101059975 B1 KR101059975 B1 KR 101059975B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
charge
boost capacitor
side switching
voltage
capacitor
Prior art date
Application number
KR1020110046058A
Other languages
English (en)
Inventor
정세정
Original Assignee
대화기전 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대화기전 주식회사 filed Critical 대화기전 주식회사
Priority to KR1020110046058A priority Critical patent/KR101059975B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101059975B1 publication Critical patent/KR101059975B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/18—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00—Electricity: motor control systems
    • Y10S388/907—Specific control circuit element or device
    • Y10S388/9075—Computer or microprocessor

Abstract

본 발명은 인버터의 하이 사이드 스위칭소자와 로우 사이드 스위칭소자가 온오프 스위칭하여 교류전원의 구동전압을 공급하여 모터를 구동시키는 모터 구동회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하이 사이드 스위칭소자의 안정적인 턴온을 위한 부스팅전압을 공급하는 부스트캐패시터를 지속적인 펌핑 작용으로 충전시키는 전하 펌핑부를 구비하여, 초기 기동(즉 하이 사이드 스위칭소자의 턴온)을 위한 충전을 별도로 필요로 하지 아니하여 신속 정확한 기동이 가능하고, 저속 구동(즉, 턴온 상태의 장기화) 시에도 적은 용량의 부스트캐패시터를 사용하더라도 안정적인 구동이 가능하고, 전하 펌핑부의 회로구성을 단순 간소화하여 저렴하고 설치공간을 적게 차지하는 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로는 하이 사이드 스위칭소자와 로우 사이드 스위칭소자를 포함하는 인버터; 상기 인버터의 하이 사이드 스위칭소자와 로우 사이드 스위칭소자의 스위칭을 제어하여 전압원의 전원이 모터에 구동전압으로 공급되도록 하는 드라이버; 상기 드라이버가 상기 인버터의 하이 사이드 스위칭소자를 턴온시킬 수 있도록 부스팅전압을 공급하는 부스트캐피시터; 지속적인 펌핑 작용으로 상기 부스트캐패시터를 충전시키는 전하 펌핑부;를 포함하여 이루어진다.

Description

전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로{Motor driving circuit equipped with charge pump}
본 발명은 인버터의 하이 사이드 스위칭소자와 로우 사이드 스위칭소자가 온오프 스위칭하여 교류전원의 구동전압을 공급하여 모터를 구동시키는 모터 구동회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하이 사이드 스위칭소자의 안정적인 턴온을 위한 부스팅전압을 공급하는 부스트캐패시터를 지속적인 펌핑 작용으로 충전시키는 전하 펌핑부를 구비하여, 초기 기동(즉 하이 사이드 스위칭소자의 턴온)을 위한 충전을 별도로 필요로 하지 아니하여 신속 정확한 기동이 가능하고, 저속 구동(즉, 턴온 상태의 장기화) 시에도 적은 용량의 부스트캐패시터를 사용하더라도 안정적인 구동이 가능하고, 전하 펌핑부의 회로구성을 단순 간소화하여 저렴하고 설치공간을 적게 차지하는 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로에 관한 것이다.
일반적으로 교류전원으로 구동되는 모터의 구동회로는 온오프 스위칭하여 전압원의 직류전원을 교류전원 변환하여 모터에 구동전압을 공급하는 인버터와, 상기 인버터의 스위칭을 제어하여 모터의 구동을 제어하는 메인컨트롤러유닛(MCU)을 포함하여 구성된다.
인버터는 온오프 스위칭하는 하이 사이드 스위칭소자와 로우 사이드 스위칭소자로 구성되는데, 단상 모터에서는 하이 사이드 스위칭소자와 로우 사이드 스위칭소자가 한 쌍 구비되고, 2상 모터에서는 두 쌍이 구비되고, 3상 모터에서는 세 쌍이 구비되며, 2상 모터와 3상 모터에서는 각 쌍의 스위칭소자가 상보적으로 스위칭되어 입력되는 직류전원을 2상 교류전원 또는 3상 교류전원으로 변환하여 모터에 구동전원으로 공급한다.
인버터의 스위칭소자로는 최근에 신호 응답성이 신속하고, 안정적인 온오프 스위칭동작이 가능한 전압제어형 소자인 FET 또는 IGBT가 주로 사용되고 있다.
인버터의 스위칭소자는 메인컨트롤유닛에 의해 직접 온오프 스위칭이 제어되기도 하지만, 전압제어형 스위칭소자를 사용하는 때 안정적인 온오프 스위칭 제어를 위해서, 그리고 특히 스위칭소자에 인가되는 제어 전압이 고압일 때에는 저내압 특성을 갖는 메인커트롤유닛의 보호를 위해서,
고내압의 특성을 갖고 하이 사이드 스위칭을 위하여 부트스트랩 기능을 가지는 드라이버를 메인컨트롤유닛과 인버터 사이에 연결하여, 메인컨트롤유닛을 보호하면서 메인컨트롤유닛에서 입력되는 제어신호에 따라 인버터의 스위칭소자가 안정적으로 스위칭 동작을 하도록 한다.
도1은 위와 같이 인버터에 전압제어형 스위칭소자를 사용하며, 메인컨트롤유닛에서 입력되는 제어신호에 따라 스위칭소자의 스위칭을 제어하는 드라이버로 구성되는 종래기술에 따른 모터 구동회로를 도시한 것이다.
도1을 참조하여 종래기술에 따른 모터 구동회로의 드라이버(100)와 하이 사이드와 로우 사이드 스위칭 소자(H-S/W, L-S/W)의 동작 개요를 설명하면 다음과 같다.
드라이버(100)는 메인컨트롤유닛으로부터 독립된 두개의 제어신호(Hin, Lin)를 입력받고, 입력된 두 제어신호(Hin, Lin)에 따라 각각 하이 사이드 스위칭소자(H-S/W)와 로우 사이드 스위칭소자(L-S/W)의 온오프를 제어하는 제어전압을 두 스위칭소자(H-S/W, L-S/W)의 게이트단자에 인가한다.
이때, 상기 메인컨트롤유닛이 드라이버(100)에 입력하는 제어신호(Hin, Lin)는 일반적으로 PWM 펄스신호이고, 드라이버(100)는 두 스위칭소자(H-S/W, L-S/W)의 온, 오프 상태가 역으로 되도록 스위칭을 제어한다. 다만, 항시 두 스위칭소자(H-S/W, L-S/W)의 온, 오프 상태가 역으로 되는 것은 아니고, 두 스위칭소자 모두가 오프 상태가 되기도 한다. 그러나 두 스위칭소자가 모두 온 상태가 되지는 않는다. 예를 들어, 3상 모터에서는 여섯 개의 스위칭소자(3쌍의 스위칭소자)를 사용하는데, 여섯 개 중에서 두 개(세 쌍 중 다른 쌍에 속해 있음)는 온 상태이고 네 개는 오프 상태로 된다.
그리고 상기 드라이버(100)에는 부스트캐패시터(C1)가 연결되어 있고, 상기 부스트캐패시터(C1)는 하이 사이드 스위칭소자(H-S/W)에 제어신호가 안정적으로 전달되도록 한다.
상기 부스트캐패시터(C1)는 로우 사이드 스위칭소자(L-S/W)가 온 상태일 때에 다이오드(D1)를 통해 전압원(Vcc)의 전압에 의해 충전되고, 드라이버(100)에서 하이 사이드 스위칭소자(H-S/W)의 턴온 신호가 출력되면 방전하여 하이 사이드 스위칭소자(H-S/W)를 턴온시키며, 턴오프 신호가 출력되기 전까지 방전하여 하이 사이드 스위칭소자(H-S/W)의 게이트 단자 전압을 일정 레벨 이상으로 유지시켜 턴온 상태를 유지하도록 한다.
이처럼 부스트캐패시터(C1)가 로우 사이드 스위칭소자(L-S/W)가 온 상태일 때 전압원의 전압으로 충전되는 종래기술에서는 하이 사이드 스위칭소자(H-S/W)의 안정적인 온오프 스위칭 제어에 여러 문제가 있다.
우선, 드라이버가 하이 사이드 스위칭소자(H-S/W)의 턴온 신호를 출력하더라도 부스트캐패시터(C1)가 충분히 충전되어 있지 아니하면, 하이 사이드 스위칭소자(H-S/W)를 턴온시킬 수 없는 문제가 있다. 즉, 로우 사이드 스위칭소자(L-S/W)의 턴온 상태가 부스트캐패시터(C1)를 충분한 전압으로 충전시킬 수 있는 시간 동안 지속되지 아니하면 하이 사이드 스위칭소자(H-S/W)를 드라이버(100)의 턴온 신호에도 불구하고 턴온되지 못한다.
그리고 하이 사이드 스위칭소자(H-S/W)가 턴온된 상태에서는 부스트캐패시터(C1)가 방전하여 하이 사이드 스위칭소자(H-S/W)의 게이트 단자의 전압을 일정 레벨 이상으로 유지시켜야 하는데, 모터가 저속으로 구동되는 경우에 턴온 상태가 길어져 방전되는 부스트캐패시터(C1)가 게이트 단자의 전압을 일정레벨 이상으로 유지시키지 못하여 드라이버(100)가 턴온상태 신호를 출력함에도 턴오프되는 문제가 있다.
이러한 종래기술에 따른 문제를 해결하는 방안의 하나로, 대용량의 부스트캐패시터를 사용하는 것이 제안될 수 있지만, 대용량의 부스트캐패시터는 고가이고, 부피가 커서 설치공간을 많이 차지하는 문제가 있다.
또한, 모터를 구동시키기 전에는 부스트캐패시터는 자연방전된 상태에 있다가 모터를 구동하기 위해 전원이 투입되면 충전이 되는데, 대용량 부스트캐패시터를 일정 레벨 이상으로 충전하는 과정을 거쳐야 하는 문제가 있어, 모터를 구동시키기 위해서 별도의 시퀀스가 필요하며, 부하의 관성 또는 다른 이유로 모터가 회전하고 있는 상태에서 이 충전 시퀀스를 동작시키면 모터의 역기전력으로 인해 구동회로가 소손될 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 위와 같이 종래기술에 따른 모터 구동회로의 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 지속적인 펌핑 작용으로 부스트캐패시터를 일정 레벨 이상의 전압으로 유지되도록 충전시키는 전하 펌핑부를 도입하여 드라이버에서 턴온 신호가 출력되면 즉시로 스위칭소자를 턴온시키고, 저속구동시에도 스위칭 소자의 게이트 단자에 일정 레벨 이상의 제어전압을 유지시켜 모터 구동의 안정성이 확보되고, 적은 용량의 부스트캐패시터를 사용하더라도 스위칭 소자의 턴온과 턴온상태 유지를 담보하여 모터 구동의 안정성을 확보할 수 있고, 전하 펌핑부의 회로구성을 단순화, 간소화하여 추가적인 비용 부담이 적고, 설치 공간을 협소하게 차지하는 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로를 제공함을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로는
하이 사이드 스위칭소자와 로우 사이드 스위칭소자를 포함하는 인버터;
상기 인버터의 하이 사이드 스위칭소자와 로우 사이드 스위칭소자의 스위칭을 제어하여 전압원의 전원이 모터에 구동전압으로 공급되도록 하는 드라이버;
상기 드라이버가 상기 인버터의 하이 사이드 스위칭소자를 턴온시킬 수 있도록 부스팅전압을 공급하는 부스트캐피시터;
지속적인 펌핑 작용으로 상기 부스트캐패시터를 충전시키는 전하 펌핑부;를 포함하여 이루어진다.
그리고 상기 전하 펌핑부는
전압원으로부터 입력되는 전원을 발진시켜 클럭전원을 출력하는 발진부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 전하 펌핑부는
상기 발진부에서 출력되는 클럭전원을 이용하여 상기 부스트캐패시터의 음극으로부터 전하를 펌핑하고, 음극으로부터 펌핑된 전하를 정류하여 상기 부스트캐패시터의 양극으로 공급하는 정류부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 정류부는
상기 발진부에서 출력되는 클럭전원의 파형을 전달하는 전달캐패시터와,
상기 전달캐패시터에서 전달되는 클럭전원을 이용하여 상기 부스트캐패시터의 음극으로부터 전하를 펌핑하는 펌핑다이오드와,
상기 펌핑다이오드를 통하여 펌핑된 전하를 정류하여 상기 부스트캐패시터의 양극에 공급하는 정류다이오드와,
상기 펌핑다이오드로 전하가 펌핑되는 것을 도와주는 헬핑캐패시터와,
상기 정류다이오드에서 출력되어 상기 부스트캐패시터에 공급되는 충전전원의 크기를 일정하게 유지시키는 제너다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로는 전압원의 전원이 투입됨과 동시에 부스트캐패시터가 충전되고, 지속적인 펌핑 작용으로 부스트캐패시터가 일정 레벨 이상의 전압으로 충전상태를 유지하여, 드라이버에서 스위칭 제어신호가 출력되면 즉시로 제어신호에 따라 스위칭소자를 턴온 또는 턴오프 시키고, 저속 구동시에도 턴온 상태를 장시간 안정적으로 유지시켜 모터 구동의 안정성이 뛰어나다.
또한, 지속적인 펌핑 작용으로 일정 레벨 이상의 전압으로 충전상태를 유지므로, 용량이 적은 부스트캐패시터를 사용하더라도 스위칭소자의 온오프 스위칭제어를 충분히 안정적으로 소화할 수 있다.
그리고 전하 펌핑부의 회로구성이 단순하고 간소하므로 추가적인 제조원가의 상승을 최소화하고, 설치공간을 협소하게 차지한다.
도 1 은 종래기술에 따른 모터 구동회로의 회로도.
도 2 는 본 발명에 따른 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로의 회로도.
이하, 도2를 참조하여 본 발명에 따른 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로는 인버터(10), 드라이버(U1, U2, U3), 부스트캐패시터(C4, C5, C6), 전하펌핑부(20)를 포함하여 이루어지고, 메인컨트롤유닛(MCU)과 피드백부(30)를 더 포함할 수 있다.
참고로, 도면은 3상 교류전압으로 구동되는 모터를 위한 모터 구동회로를 도시하여, 인버터에 세 쌍의 스위칭소자(Q1, Q2 / Q3, Q4/ Q5, Q6)가 구비되고, 세 쌍의 스위칭소자를 제어하기 위해 드라이버(U1 / U2 / U3) 역시 세 개를 구비하고 있다.
이하에서는 A상, B상, C상으로 구성되는 3상 모터 구동회로에서 A상에 대하여 설명한다.
상기 메인컨트롤유닛(MCU)는 모터의 구동을 제어하기 위해 상기 드라이버(U1)에 독립된 두 개의 제어신호를 전송하고,
상기 피드백부(30)는 상기 모터의 구동 상태를 감지하고, 이를 상기 메인컨트롤유닛(MCU)으로 피드백하여 전송한다.
상기 메인컨트롤유닛(MCU)은 상기 피드백부(30)로부터 모터의 구동 상태에 대한 신호를 피드백 받고 그에 따라 모터의 구동이 안정적으로 이루어지도록 하는 제어신호를 생성한다.
상기 메인컨트롤유닛(MCU)이 생성하여 상기 드라이버(U1)로 전송하는 독립된 두개의 제어신호는 각각 하이 사이드 스위칭소자(Q1)와 로우 사이드 스위칭소자(Q2)의 스위칭을 위한 신호이고, PWM 형태의 펄스신호이다.
상기 인버터(10)는 한 쌍을 이루는 하이 사이드 스위칭소자(Q1)와, 로우 사이드 스위칭소자(Q2)로 구성되고, 상기 드라이버(U1)의 제어에 의해 온오프 스위칭하여 전압원의 직류전압을 교류전압으로 변환하여 상기 모터(M;Motor)에 구동전압으로 공급한다.
상기 드라이버(U1)는 상기 메인컨트롤유닛(MCU)으로부터 모터(M)의 구동을 위한 PWM 펄스 형태의 제어신호를 각각 HIN핀과 LIN핀으로 입력받고, 입력된 제어신호에 따라 상기 인버터(10)의 하이 사이드 스위칭소자(Q1)와, 로우 사이드 스위칭소자(Q2)의 온오프 스위칭을 제어하는 스위칭신호를 각각 HO핀과 LO핀으로 출력한다.
그리고 상기 드라이버(U1)의 출력라인에는 입력되는 제어신호를 안정적으로 스위칭소자(Q1, Q2)에 전달되도록 하는 저항(R10 / R11)이 연결되어 있다.
상기 부스트캐패시터(C4)는 상기 드라이버(U1)의 Vs 단자와 Vb 단자에 연결되고, 상기 드라이버(U1)의 Vs 단자는 하이 사이드 스위칭소자(Q1)의 소스 단자에 연결되어 상기 드라이버(U1)의 Vs 단자는 하이 사이드 스위칭소자(Q1)의 소스 단자에 대하여 Vcc 만큼 높은 전위(즉, Vb 단자 전압 = Vs 단자 전압 + Vcc)를 설정하고,
하이 사이드 스위칭소자(Q1)가 턴온 될 수 있도록 상기 드라이버(U1)의 HO 단자를 통하여 충전전하를 방전하여 하이 사이드 스위칭소자(Q1)의 게이트 단자에 부스팅전압(일정 레벨 이상의 제어전압)을 공급한다.
상기 부스트캐패시터(C4)는 상기 드라이버(U1)에 연결되어 있는 다이오드(D2) 및 저항(R7)을 통해 상기 로우 사이드 스위칭소자(Q2)가 온 상태일 때 전압원(Vcc)의 전압을 받아 충전되지만, 이때는 전술한 바와 같이 여러 문제가 발생될 수 있다.
그래서 본 발명은 상기 부스트캐패시터(C4) 양단에 전하 펌핑부(20)를 연결하여 부스트캐패시터(C4)가 항상 일정 레벨 이상의 전압으로 충전상태를 유지하도록 한다.
상기 부스트캐패시터(C4)는 상기 전하 펌핑부(20)의 지속적인 펌핑 작용으로 항시 일정 레벨 이상의 전압으로 충전이 되므로, 정전 용량이 적더라도 하이 사이드 스위칭소자(Q1)를 안정적으로 턴온시킬 수 있고, 턴온 상태를 지속적으로 유지할 수 있다.
상기 전하 펌핑부(20)는 전압원(Vcc)의 전원을 발진하여 클럭전원(Va)을 생성하는 발진부(21)와, 상기 발진부(21)의 출력 클럭전원(Va)을 이용하여 상기 부스트캐패시터(C4)의 음극으로부터 양극으로 전하를 펌핑 및 정류하여 충전시키는 정류부(23)을 포함하여 이루어진다.
참고로, 도면과 같이 3상 모터용 구동회로에서는 상기 발진부(21)는 각 상이 공유하고, 정류부(23, 23-1, 23-2)는 각 상이 개별적으로 구비하도록 구성할 수 있다.
상기 발진부(21)에서 발진되는 출력 파형은 발진 전원의 크기(상한치; Vcc의 전압과 동일한)가 일정하게 유지된 연속적인 클럭형태(구형 펄스 형태)의 전원(Va)이다.
상기 정류부(23)는
상기 발진부(21)에서 출력되는 클럭전원의 파형을 전달하는 전달캐패시터(C8)와,
상기 전달캐패시터(C8)에서 전달되는 클럭전원을 이용하여 상기 부스트캐패시터(C4)의 음극으로부터 전하를 펌핑하는 펌핑다이오드(D6)와,
상기 펌핑다이오드(D6)를 통하여 펌핑된 전하를 정류하여 상기 부스트캐패시터(C4)의 양극에 공급하는 정류다이오드(D5)와,
상기 펌핑다이오드(D6)에 펌핑 전하가 효과적으로 공급되도록 도와주는 헬핑캐패시터(C7)와,
정류되어 상기 부스트캐패시터(C4)에 인가되는 충전전압의 크기를 일정하게 유지시키고, 상기 부스트캐패시터(C4)가 과충전되지 않도록 하는 제너다이오드(ZD1)을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 정류다이오드(D5)와 펌핑다이오드(D6)는 적은 기생 커패시턴스를 가지는 신호용 다이오드를 선정하는 것이 바람직하고,
상기 전달캐패시터(C8)와 헬핑캐패시터(C7)는 모터에 인가되는 전압에 맞추어 적절한 내압을 가지는 것을 선정함으로써, 저전압과 고전압 모터 구동회로 모두에 적용 가능하다.
상기 정류부(23)에서 상기 부스트캐패시터(C4)에 전하를 펌핑하는 과정을 간략히 설명하면 다음과 같다.
상기 발진부(21)에서 발진되어 출력되는 클럭전원의 Low 상태가 상기 전달캐패시터(C8)에 전달되면, 상기 부스트캐패시터(C4)의 음극 전위는 상기 전달캐패시터(C8)의 전위 보다 높은 상태가 되어, 상기 부스트캐패시터(C4)의 전하가 상기 펌핑다이오드(D6)를 통해 펌핑되어 상기 전달캐패시터(C8)에 충전이 된다.
그리고 상기 발진부(21)에서 발진되어 출력되는 클럭전원의 High 상태가 상기 전달캐패시터(C8)에 전달되면, 상기 전달캐패시터(C8)의 전위는 상기 부스트캐패시터(C4)의 전위 보다 높은 상태가 되어 상기 펌핑디이오드(D6)는 턴오프되고, 상기 전달캐패시터(C8)의 전위는 발진부(21) 클럭전원의 최고치 전압인 Vcc 만큼 높게 된다. 즉, [전달캐패시터의 전압 = 부스트캐패시터 음극 전압 + Vcc] 이다.
그런데 부스트캐패시터(C4) 양극의 전압은 부스트캐패시터가 만충된 상태에서 음극의 전압보다 Vcc 만큼 높지만, 만충 전, 즉, 완전히 충전되지 않은 상태에서는 부스트캐패시터(C4) 양극의 전압은 전달캐패시터(C8)의 전압보다 항상 낮게 되므로, 정류다이오드(D5)는 턴온되어 상기 부스트캐패시터(C4)의 음극에서 펌핑되어 상기 전달캐패시터(C8)에 충전된 전하를 다시 상기 부스트캐패시터(C4)의 양극으로 방전시켜 충전한다.
위와 같이 발진부(21)와 정류부(23)로 구성되는 본 발명에 따른 전하 펌핑부(20)는 구조가 단순하고, 회로구성이 간소화되어, 제조비용이 저렴하고, 이를 장착하기 위해 필요한 설치공간이 적게 차지하며, 기존에 사용하고 있는 모터 구동회로의 부스트캐패시터 양단에 간편하게 연결하여 사용할 수도 있어, 매우 유용하고 경제적이다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 회로를 갖는 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
MCU : 메인컨트롤유닛 U1 : 드라이버
10 : 인버터 Q1 : 하이 사이드 스위칭소자
Q2 : 로우 사이드 스위칭소자
20 : 전하 펌핑부
21 : 발진부 23 : 정류부

Claims (4)

  1. 하이 사이드 스위칭소자와 로우 사이드 스위칭소자를 포함하는 인버터;
    상기 인버터의 하이 사이드 스위칭소자와 로우 사이드 스위칭소자의 스위칭을 제어하여 전압원의 전원이 모터에 구동전압으로 공급되도록 하는 드라이버;
    상기 드라이버가 상기 인버터의 하이 사이드 스위칭소자를 턴온시킬 수 있도록 부스팅 전압을 공급하는 부스트캐패시터;
    지속적인 펌핑 작용으로 상기 부스트캐패시터를 충전시키는 전하 펌핑부;를 포함하여 이루어지되,

    상기 전하 펌핑부는
    전압원으로부터 입력되는 전원을 발진시켜 클럭전원을 출력하는 발진부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전하 펌핑부는
    상기 발진부에서 출력되는 클럭전원을 이용하여 상기 부스트캐패시터의 음극으로부터 전하를 펌핑하고, 음극으로부터 펌핑된 전하를 정류하여 상기 부스트캐패시터의 양극으로 공급하는 정류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 정류부는
    상기 발진부에서 출력되는 클럭전원의 파형을 전달하는 전달캐패시터와,
    상기 전달캐패시터에서 전달되는 클럭전원을 이용하여 상기 부스트캐패시터의 음극으로부터 전하를 펌핑하는 펌핑다이오드와,
    상기 펌핑다이오드를 통하여 펌핑된 전하를 정류하여 상기 부스트캐패시터의 양극에 공급하는 정류다이오드와,
    상기 펌핑다이오드로 전하가 펌핑되는 것을 도와주는 헬핑캐패시터와,
    상기 정류다이오드에서 출력되어 상기 부스트캐패시터에 공급되는 충전전원의 크기를 일정하게 유지시키는 제너다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로.
KR1020110046058A 2011-05-17 2011-05-17 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로 KR101059975B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110046058A KR101059975B1 (ko) 2011-05-17 2011-05-17 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110046058A KR101059975B1 (ko) 2011-05-17 2011-05-17 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101059975B1 true KR101059975B1 (ko) 2011-08-30

Family

ID=44933862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110046058A KR101059975B1 (ko) 2011-05-17 2011-05-17 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101059975B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005160147A (ja) 2003-11-21 2005-06-16 Hitachi Ltd モータ制御装置及びこれを用いた機器
WO2008035519A1 (fr) 2006-09-22 2008-03-27 Panasonic Corporation Climatiseur

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005160147A (ja) 2003-11-21 2005-06-16 Hitachi Ltd モータ制御装置及びこれを用いた機器
WO2008035519A1 (fr) 2006-09-22 2008-03-27 Panasonic Corporation Climatiseur

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7113380B2 (en) Power supply device and control method thereof
CN101098103B (zh) 功率转换器开关驱动器的自供电电源
KR100541724B1 (ko) 모터전원공급장치 및 모터전원공급방법
US10511218B2 (en) Gate drive circuit, that supplies power to a gate of a semiconductor switching element, and carries out a driving on and off of the gate
CN102055398B (zh) 自励式发电机的容性负载保护装置
CN108450049B (zh) 电源转换装置
WO2015081630A1 (zh) 一种反激式快速启动驱动电路及驱动方法
JPH0614536A (ja) 自己生成共振電源及びトランジスタスイッチング回路用電力の生成方法
JP5990352B1 (ja) 電源回路およびその電源回路を備えた電子機器
CN112512861A (zh) 具有可控的中间电路中心点电压的充电设备以及具有这种充电设备的驱动系统
JP4030550B2 (ja) 電源装置
JP2004166480A (ja) モータ電源供給装置及びモータ電源供給方法
US9705423B1 (en) Controlled bootstrap driver for high side electronic switching device
JP4335132B2 (ja) チャージポンプ
KR101059975B1 (ko) 전하 펌핑부를 구비한 모터 구동회로
JP3636352B2 (ja) 太陽光発電用インバータ
KR20190090542A (ko) 능동전력필터 및 이를 포함하는 공기조화장치
EP1440501B1 (en) Motor control circuit and associated full bridge switching arrangement
US20020097019A1 (en) Motor controller for battery forklift
KR20030006423A (ko) 유도 전동기 구동회로
KR20040042618A (ko) 압축기 구동시스템
JP2010233447A (ja) ブートコンデンサの充電方法
JP2010104076A (ja) 電力変換回路
EP3723288A1 (en) Driver circuit for driving a semiconductor switching element, voltage converter, arrangement with an electric machine and a voltage converter and vehicle
KR100387502B1 (ko) 전기 자동차용 병렬 충전 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140620

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151112

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160822

Year of fee payment: 6