KR101186735B1

KR101186735B1 - Drive stability device of motor

Info

Publication number: KR101186735B1
Application number: KR1020060085313A
Authority: KR
Inventors: 김춘택
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2012-09-28
Also published as: KR20080021996A

Abstract

본 발명은 모터의 구동 안정화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drive stabilization device for a motor.

본 발명에 따르면, 모터의 구동 안정화 장치는 전압을 부스트업하는 제 1 부스트업 전원부 및 제 2 부스트업 전원부를 포함하고, 스위칭 드라이버는 제 1 부스트업 전원부가 부스트업한 전압에 해당하는 레벨로 PWM 신호의 레벨을 부스트업한다. 그리고, 전류 증폭부는 제 2 부스트업 전원부가 부스트업한 전원으로 구동하여 스위칭 드라이버가 부스트업한 PWM 신호를 전류 증폭하고, 증폭한 PWM 신호에 따라 스위칭 소자를 스위칭시켜 AC 모터에 AC 전원을 공급한다.According to the present invention, the driving stabilization apparatus of the motor includes a first boost-up power supply unit and a second boost-up power supply unit for boosting a voltage, and the switching driver includes a PWM at a level corresponding to the voltage boosted by the first boost-up power supply unit. Boost up the level of the signal. Then, the current amplifier is driven by a power source boosted by the second boost-up power supply unit to amplify the current boosted PWM signal by the switching driver, switching the switching element according to the amplified PWM signal to supply AC power to the AC motor. .

전원공급, 스위칭, 인버터 Power supply, switching, inverter

Description

Drive stability device of motor

도 1은 일반적인 AC 모터 구동 장치의 회로도1 is a circuit diagram of a typical AC motor drive device

도 2는 도 1의 AC 모터 구동 장치에서 인버터부를 나타내는 회로도.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an inverter unit in the AC motor drive device of FIG. 1. FIG.

도 3은 도 2에서 1상분일 때의 구동 전류 흐름을 나타내는 도면.3 is a view showing a drive current flow when one phase in FIG.

도 4는 본 발명을 적용하는 AC 모터 구동 장치의 구성을 나타내는 블럭도.4 is a block diagram showing a configuration of an AC motor drive device to which the present invention is applied.

도 5는 도4에서 1상분일 때의 구동 전류 흐름을 나타내는 도면.FIG. 5 is a view showing a drive current flow when one phase in FIG. 4;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

410 : 제 1 부스트업 전원부 410: first boost-up power supply

220, 420 : 스위칭 드라이버 220, 420: switching driver

430 : 제 2 부스트업 전원부430: second boost-up power supply

240, 440 : 전류 증폭부 240, 440: current amplifier

250, 450 : 스위칭부 250, 450: switching unit

150, 450 : AC 모터 150, 450: AC motor

근래의 전동 지게차는 추진력을 얻거나 또는 유압구동력을 얻기 위해 종전의 DC 모터의 사용에서 AC 모터의 사용으로 변화하고 있다.In recent years, electric forklifts have shifted from the use of conventional DC motors to the use of AC motors to obtain propulsion or hydraulic drive.

AC 모터의 구동 장치는 DC 전원부, 로직 제어부, 인버터부로 구성된다.The driving device of the AC motor includes a DC power supply unit, a logic control unit, and an inverter unit.

인버터부는, 로직 제어부에서 발생하는 PWM 제어신호에 따라 DC 전원을 AC 모터에 공급하기 위한 3상(U상, V상, W상) AC 전원으로 변환한다. 상기 인버터부는 두 개의 스위칭 소자가 직렬로 접속되어 그 접점에서 1상에 해당하는 AC 전원을 발생하고, 상기 두 개의 스위칭 소자가 하나로 묶어져 병렬로 3개 연결되어 3상 AC 전원을 발생하게 된다. 그러므로 인버터부는 접점을 기준으로 상측의 스위칭 소자와 하측의 스위칭 소자로 구분할 수 있는데, 상기 스위칭 소자가 스위칭하기 위해서는 U상 접점을 기준으로 하는 U상 전원, V상 접점을 기준으로 하는 V상 전원, W상 접점을 기준으로 하는 W상 전원 및 하측의 스위칭 소자들이 접속된 그라운드(GND)에 대한 기준전원, 최소 4개의 전원이 필요하다.The inverter unit converts the DC power into a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) AC power source for supplying the DC power to the AC motor in accordance with the PWM control signal generated by the logic controller. In the inverter unit, two switching elements are connected in series to generate AC power corresponding to one phase at a contact thereof, and the two switching elements are bundled into one and connected three in parallel to generate three-phase AC power. Therefore, the inverter unit may be classified into an upper switching element and a lower switching element based on the contact point. In order to switch the switching element, the U phase power source based on the U phase contact point, the V phase power source based on the V phase contact point, At least four power sources are required for the ground power (GND) to which the W phase power source and the lower switching elements are connected based on the W phase contact point.

인버터부는 상기에서 필요한 전원들을 하나의 소스 전원을 이용하여 공급하는데, 그렇게 함으로써 공급되는 전원이 변동되어 오동작이 발생 될 수 있게 된다. 특히나 다수의 스위칭 소자가 동시에 스위칭되는 경우에 전원의 흔들림 현상은 몇배가 될 수 있다. The inverter unit supplies the necessary powers by using a single source power source, so that the power supplied may be changed to cause a malfunction. In particular, when a plurality of switching elements are simultaneously switched, the shaking of the power source may be several times.

본 발명의 목적은 역방향으로 전원이 흐르는 것을 방지하는 다이오드와 상기 다이오드와 직렬로 접속되는 충방전 캐패시터로 부스트업 전원을 생성하여 지연시간 없이 구동 전원을 공급하는 모터의 구동 안정화 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a driving stabilization apparatus for a motor for supplying driving power without a delay time by generating boost-up power with a diode which prevents power from flowing in a reverse direction and a charge / discharge capacitor connected in series with the diode. .

본 발명의 다른 목적은 상기의 목적을 이루어 하나의 소스 전원을 공동으로 사용함에 따라 발생하는 전원의 흔들림 현상을 방지함으로써 오동작을 막는 모터의 구동 안정화 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a drive stabilization apparatus for a motor that prevents malfunction by preventing the shaking of the power generated by using a single source power source to achieve the above object.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모터의 구동 안정화 장치는, 입력 전압을 부스트업하는 제 1 부스트업 전원부 및 제 2 부스트업 전원부; 상기 제 1 부스트업 전원부가 부스트업한 전압에 해당하는 레벨로 입력되는 PWM 신호의 레벨을 부스트업하여 출력하는 스위칭 드라이버; 상기 제 2 부스트업 전원부가 부스트업한 전압으로 구동하여 상기 스위칭 드라이버가 출력한 PWM 신호를 전류 증폭하는 전류 증폭부; 및 상기 전류 증폭부에서 증폭된 PWM 신호에 따라 스위칭 소자가 스위칭하여 AC 모터에 AC 전원을 공급하는 스위칭부;를 포함하여 이루어진다.Driving stabilization apparatus of the motor of the present invention for achieving this object, the first boost-up power supply and the second boost-up power supply for boosting the input voltage; A switching driver for boosting and outputting a level of a PWM signal input at a level corresponding to a voltage boosted by the first boost-up power supply unit; A current amplifier driving the second boost-up power supply by boosting the voltage to amplify the PWM signal output by the switching driver; And a switching unit for switching the switching element according to the PWM signal amplified by the current amplifier to supply AC power to the AC motor.

상기 제 1 부스트업 전원부와 제 2 부스트업 전원부 각각은; 전원이 역방향으로 흐르는 것을 방지하는 다이오드; 및 상기 다이오드의 후단에 직렬로 접속되어 충방전하는 캐패시터;로 구성된 것을 특징으로 한다.Each of the first boost-up power supply unit and the second boost-up power supply unit; A diode for preventing the power supply from flowing in the reverse direction; And a capacitor connected to the rear end of the diode in series and charged and discharged.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 모터의 구동 안정화 장치를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the drive stabilization device of the motor of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.However, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 1은 일반적인 AC 모터 구동 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a general AC motor drive device.

도 1을 참조하면, AC 모터 구동 장치는 DC 전원부(110)에서 AC 모터를 구동하기 위한 전력을 공급하고, DC 링크부(120)에 의해 DC 링크 전압의 변동을 없애고, 로직 제어부(160)에서 발생하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 따라 인버터부가 DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 AC 모터(150)로 공급한다. 또한, 인버터부(130)에서 AC 모터(150)로 전력을 공급하는 케이블 2상에는 전류를 센싱하기 위한 전류센서(141, 142)가 구비되어 센싱한 전류 값을 로직 제어부(160)로 전달한다.Referring to FIG. 1, the AC motor driving device supplies power for driving the AC motor from the DC power supply unit 110, eliminates the variation of the DC link voltage by the DC link unit 120, and the logic controller 160. The inverter converts DC power into AC power according to the generated PWM signal and supplies it to the AC motor 150. In addition, a current sensor 141, 142 for sensing current is provided on the cable 2 that supplies power from the inverter unit 130 to the AC motor 150, and transmits the sensed current value to the logic controller 160.

DC 전원부(110)는 AC 모터(150) 구동에 필요한 DC 전력을 공급해 준다.The DC power supply unit 110 supplies DC power necessary for driving the AC motor 150.

DC 링크부(120)는 캐패시터를 구비하여 DC 링크 전압의 변동을 없앤다. The DC link unit 120 includes a capacitor to eliminate the variation of the DC link voltage.

인버터부(130)는 DC 전원부(120)에서 공급되는 DC 전력을 3상 AC 전력으로 변환한다.The inverter unit 130 converts the DC power supplied from the DC power supply unit 120 into three-phase AC power.

상기 인버터부(130)를 도 2를 참조하여 다음과 같이 상세히 설명한다.The inverter unit 130 will be described in detail as follows with reference to FIG. 2.

도 2는 도 1의 AC 모터 구동 장치에서 인버터부를 나타내는 회로도이고, 도 3은 도 2에서 1상분 일 때의 구동 전류 흐름을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an inverter unit in the AC motor driving apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram illustrating a drive current flow when one phase is divided in FIG. 2.

제 1 부스트업 전원부(210)는 외부에서 입력되는 전원을 부스트업한다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 부스트 전원부(210)의 캐패시터(212)가 전원 "Vcc(+12V)"를 "GND" 기준으로 부스트업한다. 또한, 제 1 부스트업 전원부(210)의 캐패시터(214)가 다이오드(213)를 거친 전원 "Vcc(+12V)"를 "U"점을 기준으로 부스트업하고, 캐패시터(216)가 다이오드(215)를 거친 전원 "Vcc(+12V)"를 "V"점을 기준으로 부스트업하고, 캐패시터(218)가 다이오드(217)를 거친 전원 "Vcc(+12V)"를 "W"점을 기준으로 부스트업한다.The first boost-up power supply unit 210 boosts the power input from the outside. For example, as shown in FIG. 2, the capacitor 212 of the first boost power supply unit 210 boosts the power supply “Vcc (+ 12V)” based on the “GND” reference. In addition, the capacitor 214 of the first boost-up power supply unit 210 boosts the power supply "Vcc (+ 12V)" passed through the diode 213 based on the "U" point, and the capacitor 216 is the diode 215. Power supply "Vcc (+ 12V)" through) is boosted based on the "V" point, and the capacitor 218 power supply "Vcc (+ 12V)" through the diode 217 with respect to the "W" point. Boost up.

스위칭 드라이버(220)는 입력받은 PWM 신호를 상기 제 1 부스트업 전원부(210)에서 부스트업한 전압 레벨로 부스트업하여 출력한다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 스위칭 드라이버(220)의 PWM 신호 "HIN1"는 "U"점에 해당하는 "VS1"과 "Vb1"의 사이 전압 레벨로 부스트업하여 PWM 신호 "Ho1"를 출력하고, PWM 신호 "HIN2, HIN3"도 상기와 같이, PWM 신호 "Ho2, Ho3"를 각각 출력한다. 또한, 스위칭 드라이버(220)의 PWM 신호 "LIN1"는 "GND"에 해당하는 "Vso"와 "Vcc"의 사이 전압 레벨로 부스트업하여 PWM 신호 "Lo1"을 출력하고, PWM 신호 "LIN2, LIN3"도 상기와 같이, PWM 신호 "Lo2, Lo3"를 각각 출력한다. The switching driver 220 boosts and outputs the input PWM signal to the voltage level boosted by the first boost-up power supply 210. For example, as shown in FIG. 2, the PWM signal "HIN1" of the switching driver 220 is boosted up to a voltage level between "VS1" and "Vb1" corresponding to the "U" point, and the PWM signal "Ho1". And the PWM signals "HIN2 and HIN3" also output PWM signals "Ho2 and Ho3" as above. In addition, the PWM signal "LIN1" of the switching driver 220 is boosted to a voltage level between "Vso" and "Vcc" corresponding to "GND" to output the PWM signal "Lo1", and the PWM signals "LIN2 and LIN3". As shown above, the PWM signals " Lo2 and Lo3 " are respectively output.

전류 증폭부(240)는 상기 제 1 부스트업 전원부(210)에서 부스트업한 전원으로 구동되고, 상기 스위칭 드라이버(220)에서 부스트업된 PWM 신호를 전류증폭 한다. 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 전류 증폭부(241)는 직렬로 접속된 2개의 스위칭 소자 접점에서 상기 스위칭 소자들이 교대로 스위칭되면서 PWM 신호를 증폭한다. 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 부스트업 전원부(210)의 캐패시터(214)가 부스트업한 전원 "Vb2"에 의해 전류증폭부(241)는 스위칭 드라이버(220)의 출력 PWM 신호 "Ho2"를 전류증폭 한다. 또한, 상기 제 1 부스트업 전원 부(210)의 캐패시터(212)가 부스트업한 전원 "Vcc"에 의해 전류증폭부(242)는 스위칭 드라이버(220)의 출력 PWM 신호 "Lo2"를 전류증폭 한다.The current amplifier 240 is driven by the power boosted by the first boost-up power supply 210 and amplifies the PWM signal boosted by the switching driver 220. For example, as shown in FIG. 3, the current amplifier 241 amplifies the PWM signal while the switching elements are alternately switched at two switching element contacts connected in series. For example, as shown in FIG. 3, the current amplifier 241 outputs the output PWM of the switching driver 220 by the power supply "Vb2" boosted by the capacitor 214 of the first boost-up power supply 210. Current-amplify signal "Ho2". In addition, the current amplifier 242 amplifies the output PWM signal "Lo2" of the switching driver 220 by the power supply "Vcc" boosted by the capacitor 212 of the first boost-up power supply unit 210. .

스위칭부(250)는 6개의 스위칭 소자(251, 252, 253, 254, 255, 256)로 이루어지고, 상기 전류 증폭부(240)가 증폭한 PWM 신호에 따라 스위칭하여 AC 모터(150)를 구동하는 3상 AC 전력을 발생한다. The switching unit 250 is composed of six switching elements 251, 252, 253, 254, 255, and 256, and drives the AC motor 150 by switching according to the PWM signal amplified by the current amplifier 240. Generates three-phase AC power.

스위칭부(250)는, 로직 제어부(160)에서 발생하는 PWM 신호에 따라 상측의 스위칭 소자(251, 253, 255), 하측의 스위칭 소자(252, 254, 256) 각각은 서로 180도의 위상 차를 가지고 스위칭한다. 예를 들어 도 3을 참조하면, U상의 스위칭 소자(251)와 스위칭 소자(252)는 180도의 위상 차를 가진다. 또한, 로직 제어부(160)에서 발생하는 PWM 신호에 따라 상측의 스위칭 소자(251, 253, 255) 각각은 120도의 위상 차를 가지고 스위칭하고, 하측(252, 254, 256)의 스위칭 소자 각각도 120도의 위상 차를 가지고 스위칭한다. The switching unit 250, according to the PWM signal generated by the logic control unit 160, the upper switching elements 251, 253, 255 and the lower switching elements 252, 254, 256 each of the phase difference of 180 degrees Switch with it. For example, referring to FIG. 3, the switching element 251 and the switching element 252 on the U have a phase difference of 180 degrees. In addition, each of the upper switching elements 251, 253, and 255 switches with a phase difference of 120 degrees according to the PWM signal generated by the logic controller 160, and each of the switching elements of the lower sides 252, 254, and 256 is also 120. Switch with a phase difference in degrees.

스위칭부(250)는 스위칭 소자(251)와 스위칭 소자(252)가 직렬로 접속되어 스위칭 소자(251)의 소스와 스위칭 소자(252)의 드레인의 접점에서 U상 전원이 발생되고, 스위칭 소자(253)와 스위칭 소자(254)가 직렬로 접속되어 스위칭 소자(253)의 소스와 스위칭 소자(254)의 드레인의 접점에서 V상 전원이 발생되고, 스위칭 소자(255)와 스위칭 소자(256)가 직렬로 접속되어 스위칭 소자(255)의 소스와 스위칭 소자(256)의 드레인의 접점에서 W상 전원이 발생된다. 또한, 상기 U상, V상, W상에 해당하는 스위칭 소자들은 병렬로 접속된다.In the switching unit 250, the switching element 251 and the switching element 252 are connected in series to generate a U phase power at a contact point between a source of the switching element 251 and a drain of the switching element 252. 253 and the switching element 254 are connected in series to generate a V-phase power supply at the contact point of the source of the switching element 253 and the drain of the switching element 254, and the switching element 255 and the switching element 256 are W-phase power is generated at the contacts of the source of the switching element 255 and the drain of the switching element 256 by being connected in series. In addition, the switching elements corresponding to the U phase, V phase, and W phase are connected in parallel.

전류센서(141, 142)는 U상, W상의 전류 값을 센싱하여 로직 제어부(160)로 전달한다. 이 전류센서(141, 142)에서 센싱한 전류 값에 의해 로직 제어부(160)는 PWM 신호의 듀티 비(on시간과 off시간의 합:Duty rate)를 조절하여 AC 모터(150)의 회전속도를 제어한다. 전류센서(141, 142)는 3상 회로에서 3상 전류 값의 합이 0이 되는 것을 이용하여, 전류센서(141, 142)로 3상 중 2상의 전류 값을 센싱하여 나머지 상의 전류 값을 구한다.The current sensors 141 and 142 sense the current values of the U phase and the W phase, and transmit them to the logic controller 160. Based on the current values sensed by the current sensors 141 and 142, the logic controller 160 adjusts the duty ratio (a sum of on time and off time: duty rate) of the PWM signal to adjust the rotation speed of the AC motor 150. To control. The current sensors 141 and 142 obtain a current value of the remaining phases by sensing the current value of two phases of the three phases by using the current sensor 141 and 142 in which the sum of the three phase current values is zero. .

로직 제어부(160)는 엔코더(미도시)로 AC 모터(150)의 현재 회전자 속도를 계산하고, 상기 계산 값과 AC 모터(150)의 속도 지령 값을 비교하여 그 속도 오차 값에 해당하는 PWM 신호의 듀티 비를 가변시켜 발생함으로써 운전자로부터 입력받은 운전 지령명령(예로 액셀레이터의 동작신호 또는 작업기의 동작신호)에 따르는 속도 지령 값으로 차량이 동작할 수 있도록 한다. 로직 제어부(160)는, 도 2를 예를 들어보면, 상측의 스위칭 소자(251, 253, 255)를 제어하는 "HIN1", "HIN2", "HIN3" PWM 신호와, 하측 스위칭 소자(252, 254, 256)를 제어하는 "LIN1", "LIN2", "LIN3" PWM 신호를 발생한다.The logic controller 160 calculates a current rotor speed of the AC motor 150 with an encoder (not shown), compares the calculated value with the speed command value of the AC motor 150, and PWMs corresponding to the speed error value. By varying the duty ratio of the signal, the vehicle can be operated at a speed command value corresponding to a driving command command (for example, an operation signal of the accelerator or an operation signal of the work machine) received from the driver. Referring to FIG. 2, the logic controller 160 includes the "HIN1", "HIN2", and "HIN3" PWM signals that control the upper switching elements 251, 253, and 255, and the lower switching element 252. 254, 256) to generate the " LIN1 ", " LIN2 ", " LIN3 " PWM signals.

도 3을 참조하여 인버터부(130)의 동작을 살펴보면, 제 1 부스트업 전원부(210)의 캐패시터(214)가 다이오드(213)를 거친 전원 "Vcc(+12V)"를 "D"점을 기준으로 부스트업하고, 스위칭 드라이버(220)는 입력받은 PWM 신호 "HIN2"를 상기 제 1 부스트업 전원부(210)에서 부스트업한 전압 레벨로 부스트업하여 출력한다. 상기 제 1 부스트업 전원부(210)의 부스트업 전원으로 전류 증폭부(241)가 구동하고, 전류 증폭부(241)는 상기 스위칭 드라이버(220)가 출력한 부스트업한 PWM 신호 "Ho2"를 전류증폭한다. 스위칭 소자(251)의 게이트에 입력되는 상기 증폭된 PWM 신호에 따라 스위칭 소자(251)가 온(on) 되는 경우에 "D+"점에는 DC 전원부(110)의 배터리 전압 "Batt+"이 걸린다. 한편, 스위칭 소자(252)는 180도의 위상차를 가지는 PWM 신호에 따라 오프(off) 상태가 된다. 상기 "D+"점의 AC 전원은 AC 모터로 공급된다.Looking at the operation of the inverter unit 130 with reference to Figure 3, the capacitor 214 of the first boost-up power supply unit 210 is based on the power source "Vcc (+ 12V)" through the diode 213 "D" point And the switching driver 220 boosts and outputs the input PWM signal “HIN2” to the voltage level boosted by the first boost-up power supply unit 210. The current amplifier 241 is driven by the boost-up power of the first boost-up power supply 210, and the current amplifier 241 currents the boosted-up PWM signal "Ho2" output by the switching driver 220. Amplify. When the switching element 251 is turned on according to the amplified PWM signal input to the gate of the switching element 251, the battery voltage “Batt +” of the DC power supply unit 110 is applied to the “D +” point. On the other hand, the switching element 252 is turned off according to the PWM signal having a phase difference of 180 degrees. AC power at the "D +" point is supplied to an AC motor.

한편, 제 1 부스트업 전원부(210)의 캐패시터(212)가 전원 "Vcc(+12V)"를 "GND" 기준으로 부스트업하고, 스위칭 드라이버(220)는 입력받은 PWM 신호 "LIN2"를 상기 제 1 부스트업 전원부(210)에서 부스트업한 전압 레벨로 부스트업하여 출력한다. 상기 제 1 부스트업 전원부(210)의 부스트업 전원으로 전류 증폭부(242)가 구동하고, 전류 증폭부(242)는 상기 스위칭 드라이버(220)가 출력한 부스트업한 PWM 신호 "Lo2"를 전류증폭 한다. 스위칭 소자(252)의 게이트에 입력되는 상기 증폭된 PWM 신호에 따라 스위칭 소자(252)가 온(on) 되는 경우에 "D+"점에는 그라운드 전압 "GND"가 걸린다. 한편, 스위칭 소자(251)는 180도의 위상차를 가지는 PWM 신호에 따라 오프(off) 상태가 된다. 상기 "D+"점의 AC 전원은 AC 모터로 공급된다.Meanwhile, the capacitor 212 of the first boost-up power supply unit 210 boosts the power supply "Vcc (+ 12V)" based on "GND", and the switching driver 220 receives the input PWM signal "LIN2". 1 Boost-up The power-up unit 210 boosts to the voltage level boosted up and outputs it. The current amplifier 242 is driven by the boost-up power supply of the first boost-up power supply 210, and the current amplifier 242 currents the boosted-up PWM signal "Lo2" output by the switching driver 220. Amplify. When the switching element 252 is turned on according to the amplified PWM signal input to the gate of the switching element 252, the ground voltage "GND" is applied to the "D +" point. On the other hand, the switching element 251 is turned off according to the PWM signal having a phase difference of 180 degrees. AC power at the "D +" point is supplied to an AC motor.

상기에서는 도 3을 참조하여 1상분에 대해서만 설명을 하였으나 나머지 상에도 동일하게 적용된다.In the above, only one phase has been described with reference to FIG. 3, but the same applies to the remaining phases.

도 4는 본 발명을 적용하는 AC 모터 구동 장치의 구성을 나타내는 블럭도이고, 도 5는 도 4에서 1상분 일 때의 구동 전류 흐름을 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an AC motor drive apparatus to which the present invention is applied. FIG. 5 is a diagram showing a drive current flow when one phase is divided in FIG.

도 4를 참조하면, AC 모터 구동 장치는 배터리를 구비하는 DC 전원부(402)와, DC 링크 전압의 변동을 없애는 캐패시터를 구비하는 DC 링크부(404)와, 외부에서 입력되는 전원을 부스트업하는 제 1 부스트업 전원부(410) 및 제 2 부스트업 전원부(430)와, 상기 제 1 부스트업 전원부(410)가 부스트업한 전압 레벨로 PWM 신호를 부스트업하여 출력하는 스위칭 드라이버(420)와, 상기 제 2 부스트업 전원부(430)가 부스트업한 전원으로 구동되고, 상기 스위칭 드라이버(420)가 출력한 PWM 신호를 전류증폭 하는 전류 증폭부(440)와, 상기 전류 증폭부(440)에서 증폭된 PWM 신호에 따라 스위칭 소자가 스위칭하여 AC 전원을 발생하는 스위칭부(450)와, 상기 스위칭부(450)에 의한 AC 전원에 의해 구동하는 AC 모터(460)로 구성된다. Referring to FIG. 4, the AC motor driving apparatus includes a DC power supply unit 402 including a battery, a DC link unit 404 including a capacitor that eliminates a change in the DC link voltage, and a boost up power input from the outside. A first boost-up power supply 410 and a second boost-up power supply 430, a switching driver 420 for boosting and outputting a PWM signal at a voltage level boosted by the first boost-up power supply 410; A current amplifier 440 driven by a boosted power supply of the second boost-up power supply unit 430 to amplify the PWM signal output by the switching driver 420, and amplified by the current amplifier 440 The switching element is switched by the switching element according to the PWM signal to generate an AC power, and the AC motor 460 driven by the AC power by the switching unit 450.

본 발명의 제 1 부스트업 전원부(410) 및 제 2 부스트업 전원부(430)는 다이오드와 캐패시터를 이용하여 외부에서 입력되는 전원을 부스트업한다. 제 1 부스트업 전원부(410)는, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 부스트업 전원부(410)의 캐패시터(412)가 다이오드(411)를 거친 전원 "Vcc(+12V)"를 "GND" 기준으로 부스트업한다. 또한, 제 1 부스트업 전원부(410)의 캐패시터(414)가 다이오드(413)를 거친 전원 "Vcc(+12V)"를 "D"점을 기준으로 부스트업한다. 본 발명의 제 1 부스트업 전원부(410)는 다이오드(411)를 삽입함으로써 캐패시터(412)에 부스트업된 전원이 다른 전원에 영향을 미치지 않게 한다. The first boost-up power supply unit 410 and the second boost-up power supply unit 430 of the present invention boost up the power input from the outside using a diode and a capacitor. For example, as illustrated in FIG. 5, the first boost-up power supply 410 may have a power supply "Vcc (+ 12V)" through which the capacitor 412 of the first boost-up power supply 410 passes through the diode 411. Boost up on "GND" basis. In addition, the capacitor 414 of the first boost-up power supply unit 410 boosts the power supply "Vcc (+ 12V)" through the diode 413 based on the "D" point. The first boost-up power supply 410 of the present invention inserts the diode 411 so that the power boosted up by the capacitor 412 does not affect other power sources.

또한, 제 2 부스트업 전원부(430)는 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 부스트업 전원부(430)의 캐패시터(432)가 다이오드(431)를 거친 전원 "Vcc(+12V)"를 "D"점을 기준으로 부스트업한다. 또한, 제 2 부스트업 전원부(430) 의 캐패시터(434)는 다이오드(433)를 거친 전원 "Vcc(+12V)"를 "GND"를 기준으로 부스트업한다.In addition, as shown in FIG. 5, the second boost-up power supply 430 includes a power supply "Vcc (+ 12V)" through which the capacitor 432 of the second boost-up power supply 430 passes through the diode 431. Is boosted based on the "D" point. In addition, the capacitor 434 of the second boost-up power supply unit 430 boosts the power supply "Vcc (+ 12V)" through the diode 433 based on "GND".

제 2 부스트업 전원부(430)는 부스트업한 전원으로 전류 증폭부(440)를 구동하여 전류 증폭부(440)가 상기 스위칭 드라이버(420)가 출력하는 PWM 신호를 전류증폭하게 한다. 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 부스트업 전원부(430)의 캐패시터(432)가 부스트업한 전원 "VU"에 의해 전류증폭부(441)는 스위칭 드라이버(420)의 출력 PWM 신호 "Ho2"를 전류증폭 한다. 또한, 상기 제 2 부스트업 전원부(430)의 캐패시터(434)가 부스트업한 전원 "VL"에 의해 전류증폭부(442)는 스위칭 드라이버(220)의 출력 PWM 신호 "Lo2"를 전류증폭 한다.The second boost-up power supply 430 drives the current amplifier 440 with the boosted-up power so that the current amplifier 440 amplifies the PWM signal output by the switching driver 420. For example, as shown in FIG. 5, the current amplifier 441 outputs the output PWM of the switching driver 420 by the power supply "VU" boosted by the capacitor 432 of the second boost-up power supply 430. Current-amplify signal "Ho2". In addition, the current amplifier 442 amplifies the output PWM signal "Lo2" of the switching driver 220 by the power supply "VL" boosted by the capacitor 434 of the second boost-up power supply unit 430.

상기 증폭된 PWM 스위칭신호에 따라 스위칭부(450)의 스위칭소자(451, 452)가 스위칭하여 AC 전원을 AC 모터에 공급한다. The switching elements 451 and 452 of the switching unit 450 switch according to the amplified PWM switching signal to supply AC power to the AC motor.

상기와 같이 본 발명의 제 1 부스트업 전원부(410) 및 제 2 부스트업 전원부(430) 각각은 다이오드와 캐패시터로 이루어지고, 다이오드를 거쳐 전원을 캐패시터에 충전하고, 충전된 전원은 다이오드에 의해 다른 전원에 영향을 미치지 않게 분리됨으로써 하나의 전원을 사용함에 따라 발생하는 전원의 변동(Ripple)을 방지한다. As described above, each of the first boost-up power supply unit 410 and the second boost-up power supply unit 430 includes a diode and a capacitor, charges the power to the capacitor through the diode, and the charged power is different by the diode. By separating without affecting the power supply, it prevents the power ripple caused by using one power supply.

또한, 하나의 전원을 공동으로 사용함에 따라 회로 보드상에서 전원과의 거리가 멀 경우에 발생하는 지연시간을 방지한다. 특히, 제 2 부스트업 전원부(430)는 전류증폭부(440)를 구동하기 위한 전원으로 구동시에 제 2 부스트업 전원 부(430)의 캐패시터에 충전된 전원을 근거리에서 공급할 수 있으므로 지연 없이 전원이 공급되고, 그에 따라 스위칭부(450)의 빠른 스위칭이 가능하게 된다. 즉, 제 2 부스트업 전원부가 안정된 보조 전원의 역할을 하게 되는 것이다. In addition, the common use of one power supply prevents delay time that occurs when the distance from the power supply on the circuit board is far. In particular, since the second boost-up power supply unit 430 may supply power charged in the capacitor of the second boost-up power supply unit 430 at a short distance when the second boost-up power supply unit 430 is a power source for driving the current amplifying unit 440, the power may be supplied without delay. Is supplied, thereby enabling fast switching of the switching unit 450. That is, the second boost-up power supply unit serves as a stable auxiliary power supply.

본 발명의 캐패시터는 상기 캐패시터의 충전된 전원을 사용하는 부와 보드상에 가깝게 배치하는 것이 바람직하다.The capacitor of the present invention is preferably disposed close to the board and the portion using the charged power of the capacitor.

상기에서는 도 5을 참조하여 1상분에 대해서만 설명을 하였으나 나머지 상에도 동일하게 적용된다.In the above, only one phase is described with reference to FIG. 5, but the same applies to the remaining phases.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 용이하게 알 수 있다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, while the invention has been shown and described with respect to specific preferred embodiments, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the scope of the present invention with respect to the above-described embodiment It can be easily seen that it can be modified and changed. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다이오드와 캐패시터로 이루어지는 부스트업 전원부의 전원으로 필요시에 지연시간 없이 구동 전원을 사용하는 효과가 있다. 또한, 부스트업 전원부의 전원이 역방향으로 흐르는 것을 방지하는 다이오드로 다른 전원에 영향을 미치지 않게 하는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, there is an effect of using a driving power source without a delay time as a power source of a boost-up power supply unit consisting of a diode and a capacitor. In addition, it is an diode that prevents the power of the boost-up power supply from flowing in the reverse direction, so that it does not affect other power supplies.

그러므로, 공동의 전원을 사용함에 따라 발생하는 전원의 흔들림 현상이 발생하지 않게 되어 결국에는 전원이 흔들리면서 발생하는 오동작을 막을 수 있게 된다.Therefore, the shaking of the power generated by the use of the common power supply does not occur, and thus it is possible to prevent the malfunction caused by the shaking of the power source.

Claims

A first boost-up power supply unit and a second boost-up power supply unit for boosting an input voltage;

A switching driver for boosting and outputting a level of a PWM signal input at a level corresponding to a voltage boosted by the first boost-up power supply unit;

A current amplifier driving the second boost-up power supply by boosting the voltage to amplify the PWM signal output by the switching driver; And

And a switching unit for switching the switching element according to the PWM signal amplified by the current amplifier to supply AC power to the AC motor.

The apparatus of claim 1, wherein each of the first boost-up power supply unit and the second boost-up power supply unit comprises: a;

A diode for preventing the power supply from flowing in the reverse direction; And

And a capacitor connected to the rear end of the diode in series and charged and discharged.