KR101347832B1 - Power supply device for all terrain vehicle using brushless dc motor - Google Patents

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KR101347832B1 KR1020130037587A KR20130037587A KR101347832B1 KR 101347832 B1 KR101347832 B1 KR 101347832B1 KR 1020130037587 A KR1020130037587 A KR 1020130037587A KR 20130037587 A KR20130037587 A KR 20130037587A KR 101347832 B1 KR101347832 B1 KR 101347832B1
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김용문
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선진모타테크주식회사
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Abstract

The present invention relates to a voltage divider device for supplying power to additional devices of an all-terrain vehicle from power required to drive the all-terrain vehicle using a brushless DC motor. In the DC voltage divider device outputting a divided DC voltage by interrupting a DC input voltage, the voltage divider device for an all-terrain vehicle using a brushless DC motor is characterized in that the power is supplied through a constant voltage circuit to a circuit of the divider device comprising a switching means for obtaining the output of a switch by interrupting a DC input; a smoothing circuit for obtaining a DC output voltage by smoothing the output of the switch; a PWM signal generating part for generating PWM signals which control the switching means; a triangle wave generating part for supplying triangle waves to the PWM signal generating part to generate the PWM signals; a variable resistor for controlling the duty of the PWM signals; and a gate driver for amplifying the PWM signals generated from the PWM signal generating part and supplying the PWM signals to the switching means by being arranged between the switching means and the PWM signal generating part. The voltage divider device according to the present invention can have a reduced weight and minimize power loss because the device does not use a transformer. [Reference numerals] (AA) Load

Description

브러시가 없는 직류 모터를 사용한 전지형 만능차용 전압 분압장치{Power supply device for all terrain vehicle using brushless DC motor}Power supply device for all terrain vehicle using brushless DC motor}

본 발명은 브러시가 없는 직류 모터를 사용한 전지형 만능차용 전압 분압장치에 관한 것으로서, 특히 브러시가 없는 직류 모터(BLDC 모터 ; brushless direct current motor)를 사용하는 전지형 만능차(ATV ; all terrain vehicle)의 전원으로부터 만능차의 부가장치들에 공급할 전원을 공급하기 위한 전압 분압장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage divider for an all-purpose universal vehicle using a brushless direct current motor, and more particularly to an all terrain vehicle (ATV) using a brushless direct current motor (BLDC motor). It relates to a voltage divider for supplying power to supply the additional devices of the universal vehicle from the power supply of.

일반적으로 ATV는 엔진으로 구동된다. 이와 같이 엔진에 의해 구동되는 ATV에 있어서 소음기, 전조등, 브레이크, 속도계, 배터리 잔량 표시기 등의 부가장치들은 일반 자동차에서 발전기에 의해 12V 또는 24V를 출력하여 배터리에 충전하고 부가장치들에 전원을 공급하는 것처럼 동일하게 발전기로서 전원을 공급한다.Typically, ATVs are powered by engines. In the engine driven ATV, the additional devices such as the silencer, the headlight, the brake, the speedometer, the battery level indicator, etc. output 12V or 24V by the generator in a general vehicle to charge the battery and supply the power to the additional devices. Likewise, it supplies power as a generator.

최근 ATV는 자동차와 마찬가지로 엔진을 사용하지 않고 모터를 사용하여 구동시키고 있는데 모터로서는 BLDC 모터를 사용한다.Recently, ATVs are driven using a motor instead of an engine like a car, and a BLDC motor is used as a motor.

ATV에서 사용하는 BLDC 모터는 출력이 커야하기 때문에 전원을 DC 48V를 사용한다. BLDC 모터를 제어하기 위한 제어회로에는 도 3에서 보는 바와 같이 DC 48V의 전압을 공급하고 있다.The BLDC motor used in the ATV uses a DC 48V power supply because the output must be large. The control circuit for controlling the BLDC motor is supplied with a voltage of DC 48V as shown in FIG.

하지만 ATV에서 사용되는 부가장치들 즉, 소음기, 전조등, 브레이크, 속도계, 배터리 잔량 표시기들은 사용되는 전원이 직류 5V, 12V, 24V를 주로 사용하고 있기 때문에 ATV의 BLDC 모터에서 사용되는 DC 48V의 전압을 다양하게 분압시켜야 할 필요가 있다.However, the additional devices used in the ATV, such as silencers, headlights, brakes, speedometers, and battery level indicators, are mainly powered by DC 5V, 12V and 24V. There needs to be various partial pressures.

이와 같은 것은 도 3에 도시된 도면부호 310에 해당되는 종래의 정전압회로를 사용하여 전압을 낮춰 사용할 수는 있지만 ATV의 부가장치들에서 사용되는 전력이 크기 때문에 전력손실이 크게 된다.This can be used to lower the voltage using a conventional constant voltage circuit corresponding to the reference numeral 310 shown in Figure 3, but the power loss is large because the power used in the ATV additional devices is large.

또한, DC-DC 컨버터를 사용할 수도 있지만 전압을 낮추기 위해 트랜스를 사용하기 때문에 그 구조가 복잡할 뿐만 아니라 트랜스의 무게나 트랜스에서 소비되는 손실을 감안하지 않을 수 없는 상황이다. In addition, a DC-DC converter can be used, but the transformer is used to lower the voltage, which makes the structure complicated and inevitably takes into account the weight of the transformer and the loss consumed by the transformer.

따라서, 본 발명자는 전력손실이 거의 발생되지 않으며, DC-DC 컨버터와 같이 트랜스를 사용하지 않으며, 필요한 전압을 용이하게 얻을 수 있는 전압 분압장치를 개발하는 방안에 착안하였다.Therefore, the inventors of the present invention have devised a way to develop a voltage divider device which hardly generates power loss, does not use a transformer, such as a DC-DC converter, and can easily obtain a required voltage.

본 발명자가 착안한 발명의 개념과 유사한 기술이 하기의 특허문헌 1 및 2에 개시되어 있다.Techniques similar to the concept of the invention devised by the inventors are disclosed in Patent Documents 1 and 2 below.

특허문헌 1은 다중 출력 전원 장치에 관한 것이다.Patent document 1 relates to a multiple output power supply device.

특허문헌 1에서 도 1은 다중출력 전원장치 구현을 위한 전원장치의 개략 구성을 나타내는 블록도로서, 도 1에서 각 기호는 Vin : 입력전압원, Vo1 : 제1 출력전압, Vo2 : 제2 출력전압, SW : 스위칭소자, SYNC : Synchronous Block(동기부), PWM : Pulse Width Modulation Block(펄스폭변조(PWM) 회로부), F/B : Feed-Back Block(피드백 회로부)을 나타내고 있다.In Patent Document 1, FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply device for implementing a multiple output power supply device. In FIG. 1, each symbol represents Vin: an input voltage source, Vo1: a first output voltage, Vo2: a second output voltage, SW: Switching element, SYNC: Synchronous Block (synchronous part), PWM: Pulse Width Modulation Block (PWM circuit part), F / B: Feed-Back Block (feedback circuit part).

도시되지 않은 SMPS(플라이백 컨버터)에 사용될 주출력측(SW1)은 출력으로부터 피드백(F/B1)을 받아 제어하고, 부출력측(SW2)은 SW1 신호를 SYNC에서 동기화한 결과와 PWM2를 합성하여 제어하는 방식을 개시하고 있다.The main output side SW1 to be used for the SMPS (flyback converter) (not shown) receives and controls the feedback (F / B1) from the output. The method of doing so is disclosed.

변압기 1차측에 인가되는 입력 전압원(Vin)을 스위칭하는 제1스위칭소자(SW1)를 포함하는 입력부(10)와, 상기 변압기의 1차측으로부터 2차측에 유도되는 제1전압(Vo1)을 출력하는 주출력부(20)와, 상기 변압기의 1차측으로부터 2차측에 유도되는 제2전압(Vo2)을 출력하되, 제2전압(Vo2)을 스위칭하는 제2스위칭소자(SW2)를 포함하는 부출력부(30)와, 상기 주출력부(20)에서 출력되는 제1전압(Vo1)을 피드백하여 상기 입력부(10)의 제1스위칭소자(SW1)에 제1스위칭 제어신호로서 인가하는 주출력 제어 수단(40)과, 상기 부출력부(30)에서 출력되는 제2전압(Vo2)을 피드백하여 상기 주출력부(20)로부터 피드백된 제1스위칭 제어신호와 동기하여 제2스위칭소자(SW2)에 제2스위칭 제어신호를 인가하는 부출력 제어 수단(50)으로 구성되어 있다.An input unit 10 including a first switching device (SW1) for switching the input voltage source (Vin) applied to the primary side of the transformer, and outputs a first voltage (Vo1) guided to the secondary side from the primary side of the transformer Negative output including a main output unit 20 and a second switching device (SW2) for outputting a second voltage (Vo2) induced from the primary side of the transformer to the secondary side, switching the second voltage (Vo2) Main output control which feeds back the unit 30 and the first voltage Vo1 output from the main output unit 20 to the first switching element SW1 of the input unit 10 as a first switching control signal. The second switching element SW2 in synchronization with the first switching control signal fed back from the main output unit 20 by feeding back the means 40 and the second voltage Vo2 output from the sub-output unit 30. And sub output control means 50 for applying a second switching control signal to the second switching control signal.

상기 주출력 제어수단(40)과 부출력 제어수단(50)에 있어서, 주출력 제어수단(40)은 주출력부(20)에서 출력되는 제1전압을 피드백하는 제1피드백부(41)와, 피드백된 신호를 펄스폭변조하여 제1스위칭제어신호를 생성하여 상기 제1스위칭소자(SW1)에 인가하는 제1펄스폭변조부(42)를 포함하고 있다. 상기 부출력 제어수단(50)은 상기 부출력부(30)에서 출력되는 제2전압을 피드백하는 제2피드백부(51)와, 피드백된 신호를 펄스폭변조하여 제2스위칭제어신호를 생성하여 상기 제2스위칭소자(SW2)에 인가하는 제2펄스폭변조부(52)와, 상기 주출력 제어수단(40)의 제1스위칭제어신호에 상기 제2펄스폭변조부(52)를 동기시키는 동기부(53)를 포함하고 있다.In the main output control means 40 and the sub output control means 50, the main output control means 40 and the first feedback portion 41 for feeding back the first voltage output from the main output unit 20 and And a first pulse width modulator 42 for generating a first switching control signal by applying pulse width modulation on the feedback signal and applying the first switching control signal to the first switching element SW1. The sub output control means 50 generates a second switching control signal by pulse width modulating the second feedback unit 51 for feeding back the second voltage output from the sub output unit 30 and the feedback signal. A second pulse width modulator 52 to be applied to the second switching element SW2 and the second pulse width modulator 52 are synchronized with the first switching control signal of the main output control means 40. The synchronization unit 53 is included.

특허문헌 1에서는 동기부(SYNC)(53) 및 제2펄스폭변조부(PWM2)(52) 블록의 용이한 설계를 위하여 왜곡이 없는 SW1의 게이트(G1) 신호를 사용한 것을 특징으로 하고 있으며, 이 신호와 동기를 맞추어 삼각파를 발생시키고, 삼각파와 출력전압의 레벨을 비교하여 펄스폭을 변조하여 SW2를 제어하고 있다.Patent Document 1 is characterized by using the gate (G1) signal of the SW1 without distortion for easy design of the synchronization unit (SYNC) 53 and the second pulse width modulator (PWM2) 52, In synchronism with this signal, a triangular wave is generated, and the pulse width is modulated by comparing the level of the triangular wave with the output voltage to control SW2.

그러나 이와 같은 특허문헌 1에서의 다중 출력 전원 장치는 출력되는 전압의 크기는 트랜스의 권선비에 따라 결정되기 때문에 필요로 하는 전압 즉, 필요로 하는 임의의 전압을 용이하게 변경할 수 없는 문제점이 있고, 트랜스의 무게와 트랜스에서 손실이 발생 등의 문제점이 있다.However, the multiple output power supply device in Patent Document 1 has a problem in that the magnitude of the output voltage is determined according to the turns ratio of the transformer, so that the necessary voltage, that is, any voltage required, cannot be easily changed. There are problems such as weight loss and loss in the transformer.

특허문헌 2는 ＰＷＭ 장치에 의해 구동되는 광원에 관한 것이다.PTL 2 relates to a light source driven by a PMB device.

도 2에서 장치(100)는 개략적으로 도시되어 있다.In FIG. 2 the device 100 is shown schematically.

광원의 발광 소자들을 구동하기 위한 구동 시스템을 제공하는 데에 예시적으로 적용 가능한 특허문헌 2에서의 장치(100)는 일반적으로 제1 주파수에서 원하는 해상도를 갖는 제1 PWM 신호를 출력(104)에서 생성하는 생성 모듈(102); 이 제1 PWM 신호를 출력(108)에서 제공되는 중간 신호(예를 들면, 제1 PWM 신호 듀티 사이클을 나타내는 아날로그 신호)로 변환하는 변환 모듈(106); 및 상기 중간 신호를 원하는 주파수를 나타내는 기준 신호(예를 들면, 원하는 주파수에서 생성된 기준 신호)와 비교하고 그에 의해 원하는 주파수 및 해상도를 갖는 제2 PWM 신호를 출력(114)에서 생성하도록 적응된 비교 모듈(110)을 포함하고, 상기 기준 신호는 신호 생성기(112)에 의해 생성된다.Apparatus 100 in Patent Document 2, which is illustratively applicable to providing a drive system for driving light emitting elements of a light source, generally outputs a first PWM signal having a desired resolution at a first frequency at output 104. A generating module 102 for generating; A conversion module 106 for converting the first PWM signal into an intermediate signal provided at the output 108 (eg, an analog signal representing a first PWM signal duty cycle); And a comparison adapted to compare the intermediate signal with a reference signal representing a desired frequency (eg, a reference signal generated at a desired frequency) and thereby produce a second PWM signal at the output 114 having a desired frequency and resolution. Module 110, wherein the reference signal is generated by signal generator 112.

그러나 특허문헌 2에서 광원을 구동시키기 위한 ＰＷＭ 장치에 의한 구동회로는 PWM 신호를 출력하는 것만 나타나 있을 뿐 필요한 전압 즉, 필요로 하는 임의의 전압을 용이하게 변경하여 출력할 수 없는 문제가 있다.
However, in Patent Document 2, the driving circuit by the PWM device for driving the light source only shows outputting a PWM signal, and there is a problem in that it is not possible to easily change and output a required voltage, that is, a required voltage.

한국 등록특허공보 제0817322호(2008. 03. 27. 공고)Korean Registered Patent Publication No. 0817322 (announced on March 27, 2008) 한국 공개특허공보 제2009-0051236호(2009. 05. 21. 공개)Korean Unexamined Patent Publication No. 2009-0051236 (published May 21, 2009)

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전력손실이 거의 발생되지 않으며, DC-DC 컨버터와 같이 트랜스를 사용하지 않고도 필요로 하는 임의의 전압을 용이하게 얻을 수 있는 전압 분압장치를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, almost no power loss occurs, it is possible to easily obtain any voltage required without using a transformer, such as a DC-DC converter To provide a voltage divider.

또한, 본 발명의 다른 목적은 출력단의 증폭부가 외부 노이즈에 의해 오동작하지 않으므로 안정된 전원을 공급할 수 있는 전압 분압장치를 제공하기 위한 것이다.
In addition, another object of the present invention is to provide a voltage divider that can supply a stable power supply because the amplifier of the output stage does not malfunction by external noise.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 브러시가 없는 직류 모터를 사용한 전지형 만능차용 전압 분압장치는 직류입력 전압을 단속하여 분압된 직류 전압을 출력하는 직류 전압 분압장치에 있어서, 직류입력을 단속하여 스위치의 출력을 얻기 위한 스위칭수단과, 상기 스위치의 출력을 평활하여 직류 출력전압을 얻기 위한 평활회로와, 상기 스위칭수단을 제어하는 PWM 신호를 발생하기 위한 PWM 신호발생부와, 상기 PWM 신호를 발생하도록 PWM 신호발생부에 삼각파를 공급하는 삼각파 발생부와,상기 PWM 신호의 듀티를 제어하는 가변 저항과, 상기 스위칭수단과 상기 PWM 신호발생부 사이에서 상기 PWM 신호발생부에서 발생시킨 상기 PWM 신호를 증폭하여 상기 스위칭수단으로 공급하는 게이트 드라이버를 포함하여 이룬 전압 분압장치의 회로에 공급되는 전원은 정전압회로를 거쳐 공급되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the voltage divider for a battery type universal vehicle using a brushless DC motor according to the present invention is a DC voltage divider for outputting a divided DC voltage by interrupting a DC input voltage. A switching means for obtaining an output of the switch, a smoothing circuit for obtaining a DC output voltage by smoothing the output of the switch, a PWM signal generator for generating a PWM signal for controlling the switching means, and generating the PWM signal A triangular wave generator for supplying a triangular wave to a PWM signal generator, a variable resistor for controlling the duty of the PWM signal, and the PWM signal generated by the PWM signal generator between the switching means and the PWM signal generator. Supplied to a circuit of a voltage divider device including a gate driver for amplifying and supplying the gate driver to the switching means. Source is being supplied through the constant voltage circuit.

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또, 본 발명의 전압 분압장치에 있어서, 상기 가변 저항은 필요로 하는 상기 직류 출력전압을 출력하도록 단계별로 변화되는 것을 특징으로 한다.In the voltage divider of the present invention, the variable resistor is characterized in that it is varied step by step to output the DC output voltage required.

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상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전압 분압장치에 의하면, 트랜스를 사용하지 않으므로 전력손실을 최소화하고 전압 분압장치의 중량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the voltage divider according to the present invention, since the transformer is not used, there is an effect of minimizing power loss and reducing the weight of the voltage divider.

또한, 본 발명에 따른 전압 분압장치에 의하면, 다양하게 필요한 전압을 용이하게 공급할 수 있는 효과도 있다.In addition, according to the voltage divider according to the present invention, there is an effect that can easily supply a variety of necessary voltage.

또한, 본 발명에 따른 전압 분압장치에 의하면, 외부 노이즈에 의해 오동작하지 않으므로 안정된 전원을 공급할 수 있는 효과도 있다.
In addition, according to the voltage dividing device according to the present invention, since there is no malfunction due to external noise, there is an effect that can supply a stable power supply.

도 1은 종래의 다중출력 전원장치 구현을 위한 전원장치의 개략 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 종래의 광원을 구동시키기 위한 ＰＷＭ 장치에 의한 구동회로도.
도 3은 본 발명에 따른 전압 분압장치의 회로도.
도 4는 본 발명에 따른 전압 분압장치의 PWM에 의한 전압 분압의 원리를 보여주는 도면.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply for implementing a conventional multiple output power supply.
Fig. 2 is a drive circuit diagram of a PMM device for driving a conventional light source.
3 is a circuit diagram of a voltage divider according to the present invention.
4 is a view showing the principle of the voltage divider by the PWM of the voltage divider according to the present invention.

본 발명의 목적과 특징은 본 명세서의 상세한 설명 및 첨부된 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.The objects and features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

우선, BLDC 모터를 사용하는 ATV의 전력계통에 대해 도 3에 따라 설명한다.First, a power system of an ATV using a BLDC motor will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명에 따른 브러시가 없는 직류 모터를 사용한 전지형 만능차용 전압 분압장치의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a voltage divider for an all-purpose universal vehicle using a brushless DC motor according to the present invention.

도 3에 있어서, 도면부호 250은 ATV를 구동하는 BLDC 모터의 전원이다. 이 BLDC 모터의 전원(250)은 DC 48V를 사용한다. In Fig. 3, reference numeral 250 denotes a power source of a BLDC motor for driving an ATV. The power supply 250 of this BLDC motor uses DC 48V.

ATV의 BLDC 모터는 일반 자동차에서 사용되는 전압인 DC 12V나 DC 24V보다 높은 DC 48V 전압을 사용하는데 일반 자동차에서는 이들 전원이 자동차를 움직이는 전력으로 사용되는 것이아니라 자동차의 소음기, 전조등, 브레이크, 속도계 등 부가장치들에 공급되는 것이기 때문에 낮은 전압을 사용하게 된다. 즉, ATV에서 BLDC 모터는 ATV를 움직이기 위해 큰 파워를 필요로 하기 때문에 일반 자동차의 전원회로에서의 전압(DC 12V나 DC 24V)보다 높은 전압(DC 48V)을 사용하게 된다.ATV's BLDC motors use DC 12V or DC 48V, which is higher than that used in ordinary cars.In a typical car, these power sources are not used to drive the car, but instead are used in the silencer, headlight, brake, speedometer, etc. The low voltage is used because it is supplied to additional devices. In other words, in the ATV, the BLDC motor requires a large power to move the ATV. Therefore, the BLDC motor uses a voltage higher than the voltage in the power supply circuit of a general vehicle (DC 12V or DC 24V) (DC 48V).

따라서, 도 3에서 보여주는 바와 같이 BLDC 모터(270)와 BLDC 모터(270)를 제어하는 BLDC 모터 제어장치(260)는 DC 48V의 전원(250)을 사용한다.Therefore, as shown in FIG. 3, the BLDC motor controller 260 that controls the BLDC motor 270 and the BLDC motor 270 uses a power source 250 of DC 48V.

그리고 ATV에서의 소음기, 전조등, 브레이크, 속도계, 배터리 잔량 표시기들을 이루는 부가장치는 직류 5V, 12V, 24V를 주로 사용하여야 한다.In addition, the auxiliary devices for silencers, headlights, brakes, speedometers, and battery level indicators in ATVs should use DC 5V, 12V and 24V.

이와 같은 상황에서 DC 48V의 전원(250)과 부가장치들에 사용되는 전원을 별도로 마련한다는 것은 대단한 손실이 아닐 수 없다. In such a situation, providing a separate power supply for the DC 48V power supply 250 and additional devices is a great loss.

따라서, DC 48V의 전원(250)으로부터 손실을 최소화하고, 간단한 회로로서 본 발명에 따른 전압 분압장치를 구현하게 된 것이다.Therefore, to minimize the loss from the power supply 250 of DC 48V, and to implement a voltage divider according to the present invention as a simple circuit.

이하에서는 본 발명에 따른 전압 분압장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a voltage divider according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 전압 분압장치는 DC 48V의 전원(250)으로부터 필요로 하는 DC 5V, 12V, 24V 등의 전압을 출력할 수 있는 회로를 제공한다. 또한, 필요로 하는 전압은 가변 저항을 조절하는 것으로 가능하다.The voltage divider according to the present invention provides a circuit capable of outputting a voltage of DC 5V, 12V, 24V, etc. required from a DC power supply 250 of 48V. In addition, the required voltage can be adjusted by adjusting the variable resistor.

우선, DC 48V의 전원(250)에서 공급되는 전압은 트랜지스터(Q6), 제너다이오드(ZD1) 등으로 이루어지는 정전압회로(310)에서 전압을 안정화시킨다. 안정된 전압은 본 발명에 따른 전압 분압장치를 이루는 회로의 구동전원으로서 공급된다. First, the voltage supplied from the DC power supply 250 of 48V stabilizes the voltage in the constant voltage circuit 310 including the transistor Q6 and the zener diode ZD1. The stable voltage is supplied as a driving power source for a circuit constituting the voltage divider according to the present invention.

그리고 정전압회로(310)에서 캐패시터(C3)는 정전압회로(310)의 전압을 평활화하기 위한 것이다.In the constant voltage circuit 310, the capacitor C3 is used to smooth the voltage of the constant voltage circuit 310.

그리고 도 3에 있어서, 도면부호 320은 삼각파 발생부, 330은 PWM 신호발생부, 340은 게이트 드라이버, 350은 스위칭수단, 360은 댐핑 및 평활회로이고, 400은 부하이다. 여기서 부하는 ATV에서의 부가장치들의 부하로서 예시적으로 보여주고 있다.In FIG. 3, reference numeral 320 denotes a triangular wave generator, 330 denotes a PWM signal generator, 340 denotes a gate driver, 350 denotes a switching means, 360 denotes a damping and smoothing circuit, and 400 denotes a load. The load is exemplarily shown as a load of additional devices in the ATV.

삼각파 발생부(320)는 정전압회로(310)에서 받는 전압으로부터 OP 앰프(U1)의 출력이 저항(R4) 및 캐패시터(C1)에 의해 정해지는 시정수에 의해 도 4(a)에서 보여주는 바와 같은 삼각파 신호를 노드(P1)에서 출력하여 후단의 PWM 신호발생부(330)로 보낸다.The triangle wave generator 320 has a time constant determined by the resistor R4 and the capacitor C1 from the voltage received from the constant voltage circuit 310 as shown in FIG. 4A. The triangular wave signal is output from the node P1 and sent to the PWM signal generator 330 at a later stage.

도 4는 본 발명에 따른 전압 분압장치의 PWM에 의한 전압 분압의 원리를 보여주는 도면이다.4 is a view showing the principle of the voltage divider by the PWM of the voltage divider according to the present invention.

PWM 신호발생부(330)는 삼각파 발생부(320)의 노드(P1)에서 보내온 삼각파 신호와 정전압회로(310)에서 가변 저항(VR1)을 거쳐 받는 도 4(b)에서 보여주는 바와 같은 전압으로부터 도 4(c)에서 보여주는 바와 같은 구형파를 발생하여 후단의 게이트 드라이버(340)로 보낸다.The PWM signal generator 330 may be formed from the triangle wave signal sent from the node P1 of the triangle wave generator 320 and the voltage as shown in FIG. 4 (b) received through the variable resistor VR1 in the constant voltage circuit 310. A square wave as shown in 4 (c) is generated and sent to the gate driver 340 at a later stage.

여기서, 도 4(a)에서의 삼각파의 신호는 시간축에 대하여 변화가 없다. 도 4(b)의 파형은 정전압회로(310)에서 공급되는 전압을 OP 앰프(U2)로 공급하기 위해 가변 저항(VR1)에서 조절하여 보내는 신호의 예를 보여주는 것으로서, 초기(시간(0))에는 높은 레벨을 유지하고 점차 레벨이 낮아지다가 일정 레벨을 유지하고 있는데 본 발명에 따른 전압 분압장치를 사용하는 사용자가 원하는 레벨을 설정할 수 있다는 것을 보여주고 있는 것이다.Here, the signal of the triangular wave in Fig. 4A does not change with respect to the time axis. The waveform of FIG. 4 (b) shows an example of a signal that is controlled by the variable resistor VR1 to supply the voltage supplied from the constant voltage circuit 310 to the OP amplifier U2, and is initially (time (0)). While maintaining a high level and gradually lowering the level is maintaining a constant level, it shows that the user using the voltage divider according to the present invention can set the desired level.

이와 같이 사용자가 원하는 레벨을 설정하는 레벨에 따라 PWM 신호발생부(330)에서 출력하는 구형파는 도 4(c)에서 보여주는 바와 같이 듀티의 변화를 갖는 PWM 신호를 출력하게 된다.As described above, the square wave output from the PWM signal generator 330 according to a level for setting a level desired by the user outputs a PWM signal having a change in duty as shown in FIG.

즉, 부하(400)에서 사용할 사용자가 원하는 직류 출력전압은 가변 저항(VR1)에 의해 듀티의 변화를 갖는 구형파인 PWM 신호에 의해 결정된다는 것을 보여준다.That is, the DC output voltage desired by the user to be used in the load 400 is determined by the PWM signal which is a square wave having a change in duty by the variable resistor VR1.

여기서, 가변 저항(VR1)은 일반의 리니어한 저항 조절을 하는 볼륨을 사용할 수 있지만, 부하(400)에서 필요로 하는 전압(예컨대, DC 3V, 5V, 12V, 24V 등)에 맞추어 단계별로 저항값을 변화시킬 수 있는 가변 저항을 사용할 수도 있다.Here, the variable resistor VR1 may use a volume for general linear resistance adjustment, but the resistance value may be stepped in accordance with the voltage (eg, DC 3V, 5V, 12V, 24V, etc.) required by the load 400. It is also possible to use a variable resistor that can change the voltage.

듀티 변화를 가질 수 있는 PWM 신호는 게이트 드라이버(340)에 공급되고, 게이트 드라이버(340)의 트랜지스터(Q1)을 거쳐 NPN 트랜지스터(Q2)와 PNP 트랜지스터(Q3)로 이루어지는 푸시풀 회로에서 충분한 전력이 되도록 증폭된다.The PWM signal, which may have a duty change, is supplied to the gate driver 340, and sufficient power is supplied in the push-pull circuit including the NPN transistor Q2 and the PNP transistor Q3 through the transistor Q1 of the gate driver 340. Amplified as much as possible.

푸시풀 회로에서 PWM 신호를 증폭시키는 이유는 후단의 FET(전계 효과 트랜지스터)(Q4)(Q5)들의 게이트에 구형파와 노이즈에 대한 S/N비를 높여 FET(Q4)(Q5)들의 스위칭 동작에서 노이즈에 의한 악영향을 줄이기 위한 것이다.The reason for amplifying the PWM signal in the push-pull circuit is to increase the S / N ratio of the square wave and noise to the gates of the FETs (Q4) and Q5 in the later stages in the switching operation of the FETs Q4 and Q5. This is to reduce the adverse effect of noise.

게이트 드라이버(340)에서 출력된 PWM 신호는 스위칭수단(350)에서의 FET(Q4)(Q5)들을 스위칭 동작시킨다. 즉, FET(Q4)(Q5)들의 스위칭 동작에 의해 DC 48V의 전원(250)에서 공급되는 전압을 스위칭한다. 여기서 스위칭되는 전력을 높이기 위해 FET(Q4)와 FET(Q5)를 병렬로 접속하여 사용하고 있다.The PWM signal output from the gate driver 340 switches the FETs Q4 and Q5 in the switching means 350. That is, the voltage supplied from the power supply 250 of DC 48V is switched by the switching operation of the FETs Q4 and Q5. In order to increase the switching power, the FET Q4 and the FET Q5 are connected in parallel.

본 실시예에서는 FET 2개를 병렬로 접속한 것으로 설명하였지만 필요로 하는 전력에 맞추어 그 이상 병렬로 접속하여 사용할 수도 있다.In the present embodiment, the two FETs have been described as being connected in parallel. However, the two FETs can be connected in parallel in accordance with the required power.

여기서 스위칭된 DC 48V의 전원(250)은 댐핑 및 평활회로(360)로 공급되고, 평활회로(361)에서 출력된 DC 전압은 부하(400)인 ATV의 부가장치들에 공급된다.Here, the switched DC 48V power supply 250 is supplied to the damping and smoothing circuit 360, and the DC voltage output from the smoothing circuit 361 is supplied to the additional devices of the ATV, which is the load 400.

댐핑 및 평활회로(360)에서 다이오드(D2)는 댐핑 다이오드이고, 도면부호 361은 평활회로의 블록을 나타낸다.In the damping and smoothing circuit 360, the diode D2 is a damping diode, and reference numeral 361 denotes a block of the smoothing circuit.

이하에서는 PWM 신호발생부(330), 게이트 드라이버(340), 스위칭수단(350)에서의 PWM 신호에 대한 동작을 설명한다.Hereinafter, an operation of the PWM signal from the PWM signal generator 330, the gate driver 340, and the switching means 350 will be described.

PWM 신호발생부(330)의 OP 앰프(U2)에서 PWM 신호의 "H" 신호가 출력된 경우에 게이트 드라이버(340)의 트랜지스터(Q1)의 콜렉터는 "L" 신호를 출력하고, 트랜지스터(Q2)와 트랜지스터(Q3)의 에미터에서는 역시 "L" 신호를 출력하여 스위칭수단(350)의 FET(Q4)(Q5)의 게이트에 공급하게 된다.When the "H" signal of the PWM signal is output from the OP amplifier U2 of the PWM signal generator 330, the collector of the transistor Q1 of the gate driver 340 outputs the "L" signal and the transistor Q2. ) And the emitter of transistor Q3 also output the "L" signal and supply it to the gate of FETs Q4 and Q5 of switching means 350.

반대로, PWM 신호발생부(330)의 OP 앰프(U2)에서 PWM 신호의 "L" 신호가 출력된 경우에 게이트 드라이버(340)의 트랜지스터(Q1)의 콜렉터는 "H" 신호를 출력하고, 트랜지스터(Q2)와 트랜지스터(Q3)의 에미터에서는 역시 "H" 신호를 출력하여 스위칭수단(350)의 FET(Q4)(Q5)의 게이트에 공급하게 된다.On the contrary, when the "L" signal of the PWM signal is output from the OP amplifier U2 of the PWM signal generator 330, the collector of the transistor Q1 of the gate driver 340 outputs the "H" signal, and the transistor The emitter of Q2 and transistor Q3 also outputs an "H" signal and supplies it to the gates of FETs Q4 and Q5 of the switching means 350.

이상, 본 발명에 따른 전압 분압장치에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하였지만, 도 3에 있어서 일부 생략된 OP 앰프(U1)의 바이어스, 평활회로(361) 등의 구체적인 회로는 이 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 공지의 기술로서 당연히 구현할 수 있는 것이다.
The voltage divider according to the present invention has been described in detail with reference to FIGS. 3 and 4, but specific circuits such as bias and smoothing circuit 361 of the OP amplifier U1 partially omitted in FIG. Those skilled in the art can be naturally implemented as known techniques.

본 발명에 따른 브러시가 없는 직류 모터를 사용한 전지형 만능차용 전압 분압장치는 브러시가 없는 직류 모터를 사용한 전지형 만능차의 부가장치들에 사용할 수 있다.The voltage divider for the all-round universal vehicle using the brushless direct current motor according to the present invention can be used for the additional devices of the all-round universal vehicle using the brushless direct current motor.

또한, 다양한 DC 출력전압의 변화를 요구하는 DC-DC 컨버터에서도 사용할 수 있다.
It can also be used in DC-DC converters that require a variety of DC output voltage variations.

250 : DC 전원 260 : BLDC 모터 제어장치
270 : BLDC 모터 310 : 정전압회로
320 : 삼각파 발생부 330 : PWM 신호발생부
340 : 게이트 드라이버 350 : 스위칭수단
400 : 부하 U1, U2 : OP 앰프
Q1, Q2, Q3, Q6 : 트랜지스터 Q4, Q5 : FET
ZD1 : 제너다이오드 D1, D2 : 다이오드
R1∼R10 : 저항 C1∼C5 : 캐패시터
VR1 : 가변 저항250: DC power supply 260: BLDC motor controller
270: BLDC motor 310: constant voltage circuit
320: triangle wave generator 330: PWM signal generator
340: gate driver 350: switching means
400: Load U1, U2: OP Amplifier
Q1, Q2, Q3, Q6: Transistors Q4, Q5: FET
ZD1: Zener Diodes D1, D2: Diodes
R1 to R10: resistors C1 to C5: capacitors
VR1: variable resistor

Claims (5)

직류입력 전압을 단속하여 분압된 직류 전압을 출력하는 직류 전압 분압장치에 있어서,
직류입력을 단속하여 스위치의 출력을 얻기 위한 스위칭수단과,
상기 스위치의 출력을 평활하여 직류 출력전압을 얻기 위한 평활회로와,
상기 스위칭수단을 제어하는 PWM 신호를 발생하기 위한 PWM 신호발생부와,
상기 PWM 신호를 발생하도록 PWM 신호발생부에 삼각파를 공급하는 삼각파 발생부와,
상기 PWM 신호의 듀티를 제어하는 가변 저항과,
상기 스위칭수단과 상기 PWM 신호발생부 사이에서 상기 PWM 신호발생부에서 발생시킨 상기 PWM 신호를 증폭하여 상기 스위칭수단으로 공급하는 게이트 드라이버를 포함하여 이룬 전압 분압장치의 회로에 공급되는 전원은 정전압회로를 거쳐 공급되는 것을 특징으로 하는 브러시가 없는 직류 모터를 사용한 전지형 만능차용 전압 분압장치.In the DC voltage divider for outputting the divided DC voltage by intermittent the DC input voltage,
Switching means for interrupting the DC input to obtain the output of the switch;
A smoothing circuit for smoothing the output of the switch to obtain a DC output voltage;
A PWM signal generator for generating a PWM signal for controlling the switching means;
A triangular wave generator for supplying a triangular wave to a PWM signal generator to generate the PWM signal;
A variable resistor for controlling the duty of the PWM signal;
The power supplied to the circuit of the voltage divider comprising a gate driver amplifying the PWM signal generated by the PWM signal generator between the switching means and the PWM signal generator and supplying the PWM signal to the switching means. A voltage divider device for an all-purpose universal vehicle using a brushless direct current motor, characterized in that it is supplied through. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 가변 저항은 필요로 하는 상기 직류 출력전압을 출력하도록 단계별로 변화되는 것을 특징으로 하는 브러시가 없는 직류 모터를 사용한 전지형 만능차용 전압 분압장치.
The method of claim 1,
And the variable resistor is varied step by step to output the required DC output voltage.
삭제delete
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Unitrode UC 1842 데이타쉬트(제목: Current Mode PWM Controller), 발표일 1999년 *
Unitrode UC 1842 데이타쉬트(제목: Current Mode PWM Controller), 발표일 1999년*
스위칭 전원의 기본 설계 서적(저자: 김희준, 출판사: 성안당), 출판일 2002년 1월 12일 *
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