KR101551066B1 - 차량용 모터 구동 장치 - Google Patents

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박충섭
송호득
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 모터 구동 장치에 관한 것으로서, 특히 EMC(Electromagnetic compatibility)를 최적화할 수 있도록 하는 BLDC(Brushless DC) 모터 구동 장치에 관한 기술이다. 이러한 본 발명은, 스위칭 소자의 동작에 모터의 구동을 제어하는 모터 제어부, 및 기 설정된 레지스터 값에 따라 모터 제어부의 구동 전류를 제어하되, 모터 제어부에 충방전되는 구동 전류에 따라 스위칭 소자의 스위칭 시간을 조정하여 EMC(Electromagnetic compatibility) 튜닝을 제어하는 구동 반도체를 포함한다.

Description

차량용 모터 구동 장치{Motor driving device for a vehicle}
본 발명은 차량용 모터 구동 장치에 관한 것으로서, 특히 EMC(Electromagnetic compatibility)를 최적화할 수 있도록 하는 BLDC(Brushless DC) 모터 구동 장치에 관한 기술이다.
BLDC 모터는 일반적인 DC 모터에서 정류자(commutator) 역할을 하는 브러시(brush)를 제거하고 DC 모터의 성질은 그대로 유지되도록 고안된 것이다. 그 구성으로는 회전자, 3상 코일(U상 코일, V상 코일, W상 코일)로 이루어진 고정자, 영구 자석으로 이루어진 회전자, 그리고 위치 검출 센서를 포함한다.
이러한 BLDC 모터는 3상 BLDC 모터의 고정자측 코일의 각 상으로 전류를 흘려주고, 이 전류에 의해 코일에 자계가 발생하도록 하여 회전자를 회전시킨다. 이때, BLDC 모터는 회전자의 자계의 세기를 검출하고, 검출된 자계의 세기에 따라 코일의 각상에 흐르는 전류의 방향을 전환시키기 위한 스위칭 소자들을 순차적으로 온, 오프시킴으로써 회전자가 한쪽 방향으로 계속해서 회전하도록 한다.
한편, EMC(Electromagnetic compatibility)는 타 기기에서 발생 된 전자파에 의해 대상기기가 영향을 받는 것을 말한다. EMC의 영향을 받는 경우 모터나 제어기의 오작동률이 증가된다.
종래의 모터 구동 반도체의 경우 반도체 외부에 있는 저항 및 커패시터를 교환하여 모터 제어부에 구비된 스위칭 소자의 스위칭 타임을 조정함으로써 EMC(Electromagnetic compatibility) 튜닝을 실시한다. 즉, 개발 과정 중 모터 제어부 내의 수동소자, 예를 들어, 저항, 커패시터 등을 일일이 교체하여 전자파 튜닝을 실시하게 된다.
하지만, 이러한 경우 모터 제어 펄스의 라이징 타임(Rising time) 및 폴링 타임(Falling time)을 구분하여 정교하게 튜닝하는 것이 어렵다. 또한, 외부 전원의 변동에 영향을 받아 EMC(Electromagnetic compatibility) 튜닝의 기술적 한계성을 갖는다.
본 발명은 구동 반도체 내부의 레지스터를 통해 슬루율을 제어하고 충방전 전류량을 여러 단계로 구분하여 정밀하게 정전류 제어가 가능하도록 한다.
또한, 본 발명은 미리 설정된 소프트웨어의 알고리즘에 따라 EMC(Electromagnetic compatibility) 튜닝이 용이하도록 하는 특징을 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 모터 구동 장치는, 스위칭 소자의 동작에 따라 모터를 구동하기 위한 구동 전류의 충방전 동작이 제어되는 모터 제어부; 기 설정된 레지스터 값에 대응하여 구동 전압을 제어하고, 구동 전압에 따라 스위칭 소자의 스위칭 시간을 조정하여 EMC(Electromagnetic compatibility) 튜닝을 제어하는 구동 반도체를 포함하고, 구동 반도체는 기 설정된 레지스터 값에 따라 슬루율을 조정하기 위한 펄스폭 변조신호를 출력하는 레지스터; 펄스폭 변조신호에 대응하여 전류를 구동하는 구동부; 구동부의 출력단과 제 1노드 사이에 연결되어 전류에 대응하는 구동전압을 출력하는 제 2저항; 및 제 1노드와 모터 제어부 사이에 연결된 제 3저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 구동 반도체 자체에서 외부 모터 제어부에 구비된 모스 트랜지스터의 스위칭 타임을 구분하여 정밀하게 제어할 수 있도록 한다.
둘째, 외부 소자 외에도 미리 설정된 소프트웨어의 알고리즘에 따라 EMC(Electromagnetic compatibility) 튜닝이 가능하여 개발 기간이 단축되고 전자파 목표 성능 달성이 용이하다.
셋째, 구동 반도체 내부에서 정전류 제어 방식을 통해 외부 전원의 변동에 무관하게 모터 제어부를 구동할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
아울러 본 발명의 실시예는 예시를 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 모터 구동 장치의 구성도.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 차량용 모터 구동 장치의 동작 타이밍도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 모터 구동 장치의 구성도.
도 4는 도 3의 실시예에 따른 차량용 모터 구동 장치의 동작 타이밍도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 모터 구동 장치의 구성도이다.
본 발명의 실시예는 구동 반도체(100)와, 모터 제어부(200)를 포함한다. 여기서, 구동 반도체(100)는 레지스터(110), 구동부(120) 및 저항 Rext, Rg을 포함한다. 그리고, 구동부(120)는 구동 저항 Rhi을 포함한다. 또한, 모터 제어부(200)는 복수의 커패시터 Cgd, Cgs, Cds와, 다이오드 D1 및 스위칭 소자 MT1를 포함한다.
레지스터(110)는 구동부(120)의 턴 온 시간을 제어하기 위한 슬루율(Slew rate)에 관한 정보를 저장한다. 이러한 레지스터(110)는 구동부(120)의 슬루율을 조정하기 위한 펄스폭 변조신호 PWM(pulse width modulation)를 구동부(120)에 출력한다. 이 펄스폭 변조신호 PWM에 따라 스위칭 소자 MT1의 스위칭 타임을 구동 반도체(100) 내부에서 조절함으로써 EMC(Electromagnetic compatibility) 최적화 튜닝을 용이하게 한다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 레지스터(110)의 내부에 슬루율 제어를 위한 알고리즘을 미리 소프트웨어적으로 설정한다. 이에 따라, 레지스터(110)에 설정된 값에 따라 펄스폭 변조신호 PWM의 하이 레벨 인에이블 구간을 설정하게 된다.
예를 들어, 레지스터(110)에 설정된 값이 제 1값인 경우 펄스폭 변조신호 PWM의 하이 레벨 인에이블 구간을 제 1지연시간으로 설정하여 스위칭 소자 MT1의 턴 온 시간이 제 1시간이 되도록 제어한다. 그리고, 레지스터(110)에 설정된 값이 제 2값인 경우 펄스폭 변조신호 PWM의 하이 레벨 인에이블 구간을 제 1지연시간보다 긴 제 2지연시간으로 설정하여 스위칭 소자 MT1의 턴 온 시간이 제 1시간보다 긴 제 2시간이 되도록 제어한다.
그리고, 구동부(120)는 펄스폭 변조신호 PWM에 따라 모터를 제어하기 위한 충방전 전류를 구동하여 출력한다. 즉, 구동부(120)는 펄스폭 변조신호 PWM에 대응하여 스위칭 소자 MT1의 구동을 위한 전압값 및 전류값을 갖는 신호로 변환한다.
이러한 구동부(120)는 충방전 전류를 구동하기 위해 저항 Rhi를 이용한다. 저항 Rhi은 구동부(120)의 출력단과 백바이어스전압단 Vbb 사이에 연결되어 저항 Rext에 흐르는 전류 Ig를 제어한다. 그리고, 저항 Rhi의 저항값에 따라 스위칭 소자 MT1의 스위칭 타임이 조정될 수 있다.
그리고, 저항 Rext은 구동부(120)의 출력단과 노드 G 사이에 연결된다. 이때, 노드 G에 흐르는 전압은 구동전압 Vgs로 표현될 수 있다. 또한, 저항 Rg는 노드 G와 모터 제어부(200) 사이에 연결된다.
또한, 모터 제어부(200)는 저항 Rg을 통해 인가되는 구동전압 Vgs에 대응하여 모터에 공급되는 구동전류 Ids를 제어한다. 이에 따라, 모터 제어부(200)는 구동전류 Ids에 대응하여 모터를 일방향으로 구동시킨다.
커패시터 Cgd, Cgs, Cds는 구동전압 Vgs에 대응하여 모터에 공급되는 구동전류 Ids의 충전 동작을 제어한다. 여기서, 커패시터 Cgd, Cgs는 노드 D와 노드 S 사이에 직렬 연결된다. 그리고, 커패시터 Cds는 노드 D와 노드 S 사이에 연결된다. 또한, 모터 구동용 스위칭 소자 MT1는 구동전압 Vgs에 대응하여 구동전류 Ids의 충방전 동작을 제어한다.
이러한 스위칭 소자 MT1는 노드 D와 노드 S 사이에 연결되어 구동전압 Vgs에 의해 스위칭 상태가 제어된다. 여기서, 스위칭 소자 MT1의 스위칭 시간은 구동부(120)의 출력 전류 Ig, 저항 Rext 및 스위칭 소자 MT1의 기생 커패시터 값에 의해 제어된다. 본 발명의 실시예에서 스위칭 소자 MT1는 전계효과트랜지스터(MOSFET; Metal Oxide Silicon Field Effect Transister)로 이루어질 수 있다.
전계 효과 트랜지스터는 노드 D와 노드 S 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 구동전압 Vgs가 인가된다. 본 발명의 실시예에서는 스위칭 소자 MT1가 NMOS 형 MOSFET로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 스위칭 소자 MT1는 구동전압 Vgs가 로직 하이 레벨로 인가되는 경우 턴 온 상태가 되어 노드 D와 노드 S는 통해 구동전류 Ids가 흐르도록 한다. 반면에, 스위칭 소자 MT1는 구동전압 Vgs가 로직 로우 레벨로 인가되는 경우 턴 오프 상태가 되어 구동전류 Ids가 커패시터 Cgd, Cgs, Cds에 충전되도록 한다.
또한, 다이오드 D1는 노드 D와 노드 S 사이에 연결된다. 이러한 다이오드 D1는 노드 S와 노드 D 사이에 순방향으로 연결되어 Vds 전압 레벨을 갖는다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 동작 과정을 도 2의 동작 타이밍도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, T1 구간 이전에는 구동전압 Vgs과 전류 Ig 및 구동전류 Ids가 로우 레벨 상태를 유지한다. 그리고, 전압 Vds가 하이 레벨 상태를 유지하게 된다.
이후에, T1 구간에서는 펄스폭 변조신호 PWM가 인가되어 전류 Ig가 하이 레벨로 천이하게 되어 구동전압 Vgs가 서서히 상승하게 된다. 전류 Ig는 IgT2 이상의 전류 레벨로 상승하였다가 점점 그 레벨이 낮아진다. 그리고, 구동전압 Vgs는 문턱전압 Vth 레벨만큼 그 전압 레벨이 상승하게 된다.
이때, 전류 Ig가 과도하게 상승하지 않도록 구동부(120)의 저항 Rhi, 저항 Rext, Rg에 의해 전류를 제한하게 된다. 여기서, 구동부(120)의 저항 Rext은 저항 Rhi, Rg 보다 큰 그 저항값을 갖는다.
이어서, T2 구간에서는 전류 Ig의 레벨이 IgT2 레벨 이하까지 감소하게 된다. 그리고, 구동전압 Vgs의 레벨이 전압 Vpl까지 상승하게 된다. 여기서, 전압 Vpl은 구동전압 Vgs가 상승하게 되는 플래토(Plateau) 전압에 해당한다.
그러면, 모터 제어부(200)의 스위칭 소자 MT1가 턴 온 상태가 된다. 이때, 구동전압 Vgs이 문턱전압 Vth 레벨 이상이 되면 스위칭 소자 MT1가 턴 온 된다. 이에 따라, 구동전류 Ids의 전류 레벨이 T2 구간 동안 서서히 상승하게 되어 전류가 커패시터 Cgs에 충전된다.
여기서, 스위칭 소자 MT1의 스위칭 시간은 펄스폭 변조신호 PWM의 주파수와 연관된다. 스위칭 시간이 증가하면 펄스폭 변조신호 PWM의 하모닉 성분이 감소하여 주파수가 감소하게 된다. 이와 같이, EMC(Electromagnetic compatibility) 관점에서 보면 전압 Vds의 기울기는 스위칭 소자 MT1의 스위칭 시간과 EMC의 관계 설명에 있어서 중요한 항목이다.
이에 따라, 본 발명의 실시예는 소프트웨어적으로 레지스터(110)에 설정된 값에 따라 펄스폭 변조신호 PWM의 주파수 및 슬루율을 정밀하게 제어한다. 즉, 구동전압 Vds에 따라 스위칭 소자 MT1의 라이징(Rising) 타임 폴링(Falling) 타임을 구분하여 정밀하게 제어하도록 하여 EMC 튜닝이 용이하도록 한다. 스위칭 소자 MT1의 스위칭 시간은 저항 Rhi의 저항값, 스위칭 소자 MT1의 문턱전압 Vth, 플래토 전압 Vpl 및 공급 전압에 의해 영향을 받는다.
다음에, T3 구간에서는 구동전압 Vgs이 일정 전압 Vpl 레벨을 유지하게 된다. 그리고, 전류 Ig가 일정 전류 IgT2 레벨 이하가 되어 전류 IgT3 레벨을 유지하게 된다. 이에 따라, 전압 Vds의 전압 레벨이 서서히 감소하게 된다.
저항 Rhi에 의해 전류 Ig가 제한되는 경우 전압 Vds가 감소되는 기울기는 공급 전압에 영향을 받지 않는다. 그리고, 구동전류 Ids는 일정 전류 레벨을 유지하게 된다. 이때, 전압 Vds의 값이 0V가 되기 이전까지 전류 Ig의 전류 값이 커패시터 Cgd에 충전된다.
이와 같이, 스위칭 소자 MT1가 로직 하이 레벨로 인에이블 되기 이전까지의 라이징 시간은 T2+T3 구간이 된다. 그리고, 스위칭 소자 MT1의 폴링 시간은 라이싱 시간 T2+T3과 동일할 수 있다. 이에 따라, 스위칭 소자 MT1의 스위칭 시간은 저항 Rhi의 저항값에 의해 조절될 수 있다.
이어서, T4 구간에서는 구동전압 Vgs레벨이 전압 Vpl 이상으로 서서히 상승하게 된다. 그리고, 전류 Ig 레벨을 IgT3 이하의 레벨로 서서히 감소하게 된다. 그러면, 구동전압 Vds가 로우 레벨 상태로 천이하게 되고, 구동전류 Ids는 하이 레벨 상태를 유지하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예는 모터 제어부(200)에 충방전되는 전류의 양을 T1~T4 단계로 구분하여 정밀하게 제어함으로써 EMC 튜닝을 용이하게 할 수 있다. 또한, 이러한 본 발명의 실시예는 자동차 반도체, 바디 제어기 또는 BLDC(Brushless DC) 모터 구동 반도체 등에 적용될 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 모터 구동 장치의 구성도이다.
본 발명의 실시예는 구동 반도체(300)와, 모터 제어부(400)를 포함한다. 여기서, 구동 반도체(300)는 레지스터(310), 구동부(320) 및 저항 Rext, Rg을 포함한다. 그리고, 구동부(320)는 정전류원 CC를 포함한다. 또한, 모터 제어부(400)는 복수의 커패시터 Cgd, Cgs, Cds와, 다이오드 D2 및 스위칭 소자 MT2를 포함한다.
레지스터(310)는 구동부(320)의 턴 온 시간을 제어하기 위한 슬루율(Slew rate)에 관한 정보를 저장한다. 이러한 레지스터(310)는 구동부(320)의 슬루율을 조정하기 위한 펄스폭 변조신호 PWM(pulse width modulation)를 구동부(320)에 출력한다. 이 펄스폭 변조신호 PWM에 따라 스위칭 소자 MT2의 스위칭 타임을 구동 반도체(300) 내부에서 조절함으로써 EMC(Electromagnetic compatibility) 최적화 튜닝을 용이하게 한다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 레지스터(310)의 내부에 슬루율 제어를 위한 알고리즘을 미리 소프트웨어적으로 설정한다. 이에 따라, 레지스터(310)에 설정된 값에 따라 펄스폭 변조신호 PWM의 하이 레벨 인에이블 구간을 설정하게 된다.
예를 들어, 레지스터(310)에 설정된 값이 제 1값인 경우 펄스폭 변조신호 PWM의 하이 레벨 인에이블 구간을 제 1지연시간으로 설정하여 스위칭 소자 MT2의 턴 온 시간이 제 1시간이 되도록 제어한다. 그리고, 레지스터(310)에 설정된 값이 제 2값인 경우 펄스폭 변조신호 PWM의 하이 레벨 인에이블 구간을 제 1지연시간보다 긴 제 2지연시간으로 설정하여 스위칭 소자 MT2의 턴 온 시간이 제 1시간보다 긴 제 2시간이 되도록 제어한다.
그리고, 구동부(320)는 펄스폭 변조신호 PWM에 따라 모터를 제어하기 위한 충방전 전류를 구동하여 출력한다. 즉, 구동부(320)는 펄스폭 변조신호 PWM에 대응하여 스위칭 소자 MT2의 구동을 위한 전압값 및 전류값을 갖는 신호로 변환한다.
이러한 구동부(320)는 충방전 전류를 구동하기 위해 정전류원 CC을 이용한다. 정전류원 CC은 구동부(320)의 출력단과 접지전압단 사이에 연결되어 저항 Rext에 흐르는 전류 Ig의 레벨을 일정하게 제어한다. 여기서, 전류 Ig는 모터 제어부(400)를 구동하기 위한 프로그래머블 전류에 해당한다. 그리고, 정전류원 CC의 전류 값에 따라 변화되는 전류 Ig의 레벨에 따라 스위칭 소자 MT2의 스위칭 타임이 조정될 수 있다.
그리고, 저항 Rext은 구동부(320)의 출력단과 노드 G 사이에 연결된다. 저항 Rext는 구동부(320)의 출력이 로직 하이 레벨인 경우 노드 G에 흐르는 전류를 제한한다. 이때, 노드 G에 흐르는 전압은 구동전압 Vgs로 표현될 수 있다. 또한, 저항 Rg는 노드 G와 모터 제어부(300) 사이에 연결된다.
또한, 모터 제어부(300)는 저항 Rg을 통해 인가되는 구동전압 Vgs에 대응하여 모터에 공급되는 구동전류 Ids를 제어한다. 이에 따라, 모터 제어부(300)는 구동전류 Ids에 대응하여 모터를 일방향으로 구동시킨다.
커패시터 Cgd, Cgs, Cds는 구동전압 Vgs에 대응하여 모터에 공급되는 구동전류 Ids의 충전 동작을 제어한다. 여기서, 커패시터 Cgd, Cgs는 노드 D와 노드 S 사이에 직렬 연결된다. 그리고, 커패시터 Cds는 노드 D와 노드 S 사이에 연결된다. 또한, 모터 구동용 스위칭 소자 MT2는 구동전압 Vgs에 대응하여 구동전류 Ids의 충방전 동작을 제어한다.
이러한 스위칭 소자 MT2는 노드 D와 노드 S 사이에 연결되어 구동전압 Vgs에 의해 스위칭 상태가 제어된다. 여기서, 스위칭 소자 MT2의 스위칭 시간은 구동부(320)의 출력 전류 Ig, 저항 Rext 및 스위칭 소자 MT2의 기생 커패시터 값에 의해 제어된다. 본 발명의 실시예에서 스위칭 소자 MT2는 전계효과트랜지스터(MOSFET; Metal Oxide Silicon Field Effect Transister)로 이루어질 수 있다.
전계 효과 트랜지스터는 노드 D와 노드 S 사이에 연결되어 게이트 단자를 통해 구동전압 Vgs가 인가된다. 본 발명의 실시예에서는 스위칭 소자 MT2가 NMOS 형 MOSFET로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 스위칭 소자 MT2는 구동전압 Vgs가 로직 하이 레벨로 인가되는 경우 턴 온 상태가 되어 노드 D와 노드 S는 통해 구동전류 Ids가 흐르도록 한다. 반면에, 스위칭 소자 MT2는 구동전압 Vgs가 로직 로우 레벨로 인가되는 경우 턴 오프 상태가 되어 구동전류 Ids가 커패시터 Cgd, Cgs, Cds에 충전되도록 한다.
또한, 다이오드 D2는 노드 D와 노드 S 사이에 연결된다. 이러한 다이오드 D2는 노드 S와 노드 D 사이에 순방향으로 연결되어 Vds 전압 레벨을 갖는다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 동작 과정을 도 4의 동작 타이밍도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, T1 구간 이전에는 구동전압 Vgs과 전류 Ig 및 구동전류 Ids가 로우 레벨 상태를 유지한다. 그리고, 전압 Vds가 하이 레벨 상태를 유지하게 된다.
이후에, T1 구간에서는 펄스폭 변조신호 PWM가 인가되어 전류 Ig가 하이 레벨로 천이하게 되어 구동전압 Vgs가 서서히 상승하게 된다. 전류 Ig는 IgT3 레벨까지 상승하였다가 그 레벨을 T4 구간까지 유지하게 된다. 이때, 정전류원 CC의 정전류로 인해 전류 Ig 레벨이 급격히 상승하는 구간 없이 일정 전류 레벨 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 구동전압 Vgs는 문턱전압 Vth 레벨만큼 그 전압 레벨이 상승하게 된다.
이때, 전류 Ig가 과도하게 상승하지 않도록 구동부(320)의 정전류원 CC, 저항 Rext, Rg에 의해 전류를 제한하게 된다. 여기서, 구동부(320)의 저항 Rext은 저항 Rg 보다 큰 그 저항값을 갖는다.
이어서, T2 구간에서도 전류 Ig의 레벨이 IgT3 레벨을 유지하게 된다. 그리고, 구동전압 Vgs의 레벨이 전압 Vpl까지 상승하게 된다. 여기서, 전압 Vpl은 구동전압 Vgs가 상승하게 되는 플래토(Plateau) 전압에 해당한다.
그러면, 모터 제어부(300)의 스위칭 소자 MT2가 턴 온 상태가 된다. 이때, 구동전압 Vgs이 문턱전압 Vth 레벨 이상이 되면 스위칭 소자 MT2가 턴 온 된다. 이에 따라, 구동전류 Ids의 전류 레벨이 T2 구간 동안 서서히 상승하게 되어 전류가 커패시터 Cgs에 충전된다.
여기서, 스위칭 소자 MT2의 스위칭 시간은 펄스폭 변조신호 PWM의 주파수와 연관된다. 스위칭 시간이 증가하면 펄스폭 변조신호 PWM의 하모닉 성분이 감소하여 주파수가 감소하게 된다. 이와 같이, EMC(Electromagnetic compatibility) 관점에서 보면 전압 Vds의 기울기는 스위칭 소자 MT2의 스위칭 시간과 EMC의 관계 설명에 있어서 중요한 항목이다.
이에 따라, 본 발명의 실시예는 소프트웨어적으로 레지스터(110)에 설정된 값에 따라 펄스폭 변조신호 PWM의 주파수 및 슬루율을 정밀하게 제어한다. 즉, 구동전압 Vds에 따라 스위칭 소자 MT2의 라이징(Rising) 타임 폴링(Falling) 타임을 구분하여 정밀하게 제어하도록 하여 EMC 튜닝이 용이하도록 한다. 스위칭 소자 MT2의 스위칭 시간은 정전류원 CC의 전류값, 스위칭 소자 MT2의 문턱전압 Vth, 플래토 전압 Vpl 및 공급 전압에 의해 영향을 받는다.
다음에, T3 구간에서는 구동전압 Vgs이 일정 전압 Vpl 레벨을 유지하게 된다. 그리고, 전류 Ig가 일정 전류 IgT3 레벨을 그대로 유지하게 된다. 이에 따라, 전압 Vds의 전압 레벨이 서서히 감소하게 된다.
정전류원 CC에 의해 전류 Ig가 제한되는 경우 전압 Vds가 감소되는 기울기는 공급 전압에 영향을 받지 않는다. 그리고, 구동전류 Ids는 일정 전류 레벨을 유지하게 된다. 이때, 전압 Vds의 값이 0V가 되기 이전까지 전류 Ig의 전류 값이 커패시터 Cgd에 충전된다.
이와 같이, 스위칭 소자 MT2가 로직 하이 레벨로 인에이블 되기 이전까지의 라이징 시간은 T2+T3 구간이 된다. 그리고, 스위칭 소자 MT2의 폴링 시간은 라이싱 시간 T2+T3과 동일할 수 있다. 이에 따라, 스위칭 소자 MT2의 스위칭 시간은 w정전류원 CC의 전류 값에 의해 조절될 수 있다.
이어서, T4 구간에서는 구동전압 Vgs레벨이 전압 Vpl 이상으로 서서히 상승하게 된다. 그리고, 전류 Ig 레벨을 IgT3 이하의 레벨로 서서히 감소하게 된다. 그러면, 구동전압 Vds가 로우 레벨 상태로 천이하게 되고, 구동전류 Ids는 하이 레벨 상태를 유지하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예는 모터 제어부(400)에 충방전되는 전류의 양을 T1~T4 단계로 구분하여 정밀하게 제어함으로써 EMC 튜닝을 용이하게 할 수 있다.

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 스위칭 소자의 동작에 따라 모터를 구동하기 위한 구동 전류의 충방전 동작이 제어되는 모터 제어부;
    기 설정된 레지스터 값에 대응하여 구동 전압을 제어하고, 상기 구동 전압에 따라 상기 스위칭 소자의 스위칭 시간을 조정하여 EMC(Electromagnetic compatibility) 튜닝을 제어하는 구동 반도체를 포함하고,
    상기 구동 반도체는
    상기 기 설정된 레지스터 값에 따라 슬루율을 조정하기 위한 펄스폭 변조신호를 출력하는 레지스터;
    상기 펄스폭 변조신호에 대응하여 전류를 구동하는 구동부;
    상기 구동부의 출력단과 제 1노드 사이에 연결되어 상기 전류에 대응하는 상기 구동전압을 출력하는 제 2저항; 및
    상기 제 1노드와 상기 모터 제어부 사이에 연결된 제 3저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 레지스터에 설정된 값에 따라 상기 펄스폭 변조신호의 하이 레벨 인에이블 구간을 설정하여 상기 스위칭 소자의 턴 온 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 구동부는 제 1저항을 포함하여 상기 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1저항은 상기 구동부의 출력단과 백바이어스전압단 사이에 연결되어 상기 전류를 조정하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동 장치.
  6. 삭제
  7. 제 2항에 있어서, 상기 구동부는 정전류원을 포함하여 상기 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 정전류원은 상기 구동부의 출력단과 접지전압단 사이에 연결되어 상기 전류를 조정하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 스위칭 소자가 턴 온 되기 이전 구간에서 상기 구동부에서 출력되는 상기 전류는 상기 정전류원에 의해 일정하게 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동 장치.
  10. 제 2항에 있어서, 상기 모터 제어부는
    제 2노드와 제 3노드 사이에 연결되어 상기 구동 반도체의 상기 구동전압에 대응하여 상기 구동 전류의 충방전 동작을 제어하는 제 1커패시터, 제 2커패시터;
    상기 제 2노드와 상기 제 3노드 사이에서 상기 제 1커패시터, 상기 제 2커패시터와 병렬 연결된 제 3커패시터; 및
    상기 제 2노드와 상기 제 3노드 사이에 연결되어 상기 구동 반도체의 출력에 의해 스위칭 동작이 제어되는 상기 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 전계효과트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동 장치.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 스위칭 소자에 병렬 연결된 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동 장치.
  13. 제 2항에 있어서, 상기 모터 제어부는 상기 구동 반도체의 상기 구동 전압이 로직 하이 레벨로 인가되는 경우 상기 스위칭 소자가 턴 온 되어 상기 구동전류가 흐르도록 하고, 상기 구동 전압이 로직 로우 레벨로 인가되는 경우 상기 스위칭 소자가 턴 오프 되어 상기 구동전류가 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동 장치.
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