KR101592702B1 - 공통모드 전압 저감 장치 및 방법 - Google Patents

공통모드 전압 저감 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

공통모드 전압 저감 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 장치는 구동 모터와 휠을 연결하는 구동 샤프트와 상기 구동 모터의 프레임 사이의 공통모드 전압을 검출하는 검출부, 구동 모터와 연결된 파워 모듈의 게이트 저항부 및 검출된 공통모드 전압의 크기와 기설정된 기준 전압의 크기에 기반하여 게이트 저항부의 저항의 크기를 변경시키는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

공통모드 전압 저감 장치 및 방법{Apparatus and method for reducing common mode voltage}
본 발명은 공통모드 전압 감소 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터의 용량성 결합 특성에 의한 공통모드 노이즈를 줄일 수 있는 구동 모터의 공통모드 전압 저감 장치 및 방법에 관한 것이다.
친환경 차량인 하이브리드 차량, 전기 차량 및 연료 전지 차량은 전기 모터를 이용한다는 측면에서 동일하다. 또한, 이들 차량은 구동 모터를 구동하기 위해 차량 운행 중에 충전과 방전을 반복하면서 구동에 필요한 전력을 공급하기 위한 고전압 배터리와 고전압 배터리의 전력을 구동 모터에 전달하여 구동력을 발생시키고, 구동 모터를 회전시키기 위한 인버터를 포함한다. 고전압 배터리는 요구 전력을 공급하면서, 회생 제동시에는 구동 모터로부터 전력을 공급받는다. 인버터는 고전압 배터리에서 공급되는 전력을 상변환시켜 구동 모터를 구동시킨다. 특히 인버터는 구동 모터의 구동 에너지 및 회생 제동 에너지를 고전압 배터리에 충전하기 위한 전력변환장치로서의 기능을 수행한다.
도 1은 친환경 차량에서 전자파 노이즈의 확산 패스를 대략적으로 도시한 도면이다. 전자파 노이즈는 차동모드 노이즈와 공통모드 노이즈를 포함한다. 인버터가 전력변환을 위해 고전압, 고주파 스위칭 동작할 때, 차동모드 노이즈는 고전압 케이블이나 구동 모터 및 구동 샤프트를 통해 차체로 전달 또는 방사된다. 공통모드 노이즈는 고전압 부품류의 기생커패시터 성분에 의한 용량성 결합 특성으로 인하여 차체로 고주파의 공통모드 전류가 흐르고, 공통모드 전압이 발생한다. 이러한 공통모드 전압에 따른 공통모드 노이즈는 차체로 확산되면서 차량 제어부들에 악영향을 주며, 차량 라디오 수신 성능을 악화시킬 수 있다.
도 2는 구동 모터의 공통모드 전압 발생 메커니즘과 공통모드 노이즈가 전달되는 패스를 개략적으로 도시한 도면이다. 구동모터의 구동력 발생을 목적으로 인버터가 고주파 스위칭 동작을 통해 전력변환을 할 때, 모터 내부의 고정자와 회전자, 회전자와 구동샤프트, 고정자와 고정자 권선, 고정자와 모터 바디, 모터 바디와 베어링 및 베어링과 구동샤프트 등에 기생하고 있는 기생커패시터 성분을 통해 공통모드 전류가 흘러가게 된다. 이에 의해 공통모드 전압이 생성되고, 전자기적으로는 전자파 노이즈를 유발하여 차량 제어기에 영향을 주며, 기계적으로는 시간이 지남에 따라 모터 베어링에 전식을 유발하여 소음 문제 및 구동력 전달 문제가 발생할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 구동 모터의 공통모드 전압을 감소시킬 수 있는 공통모드 전압 저감 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 공통모드 전압 저감 장치는, 구동 모터와 휠을 연결하는 구동 샤프트와 상기 구동 모터의 프레임 사이의 공통모드 전압을 검출하는 검출부; 상기 구동 모터와 연결된 파워 모듈의 게이트 저항부; 및 상기 검출된 공통모드 전압의 크기와 기설정된 기준 전압의 크기에 기반하여 상기 게이트 저항부의 저항의 크기를 변경시키는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 검출부는 상기 구동 샤프트에 접촉되는 접촉부를 포함할 수 있다.
상기 접촉부는 상기 구동 샤프트에 직접 접촉하는 브러시; 및 상기 브러시를 상기 구동 샤프트 방향으로 압착시키는 탄성체를 포함할 수 있다.
상기 접촉부는 상기 구동 샤프트를 감싸는 실 형태의 전도체를 포함할 수 있다.
상기 접촉부는 상기 구동 샤프트에 접하는 링 형태의 전도체와 상기 전도체를 고정하는 하우징을 포함할 수 있다.
상기 접촉부는 상기 구동 샤프트에 접하는 핀 형태의 전도체와 상기 전도체를 고정하는 하우징을 포함할 수 있다.
상기 검출부에서 검출된 공통모드 전압의 고주파 성분을 필터링하는 필터; 및 상기 필터에서 필터링된 공통모드 전압의 고주파 성분에서 피크(peak)값을 검출하여 상기 제어부에 송신하는 피크 검출부를 더 포함할 수 있다.
상기 게이트 저항부는 복수의 저항들; 및 상기 복수의 저항들 중 하나의 저항을 제외한 적어도 하나의 저항의 전단에 연결된 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 스위칭 소자의 온/오프는 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 검출된 공통모드 전압의 피크와 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하여 상기 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 검출된 공통모드 전압의 피크와 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하여 상기 공통모드 전압의 피크가 더 큰 경우 상기 적어도 하나의 스위칭 소자를 온(on)시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 방법은 구동 모터와 휠을 연결하는 구동 샤프트와 상기 구동 모터의 프레임 사이의 공통모드 전압을 검출하는 단계, 상기 검출된 공통모드 전압의 크기와 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 따라 상기 구동 모터에 연결된 파워모듈 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 검출된 공통모드 전압의 고주파 성분을 필터링하는 단계; 및 상기 필터링된 고주파 성분의 피크값을 검출하는 단계를 더 포함하며, 상기 비교하는 단계는 상기 검출된 고주파 성분의 피크값과 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하는 단계인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계는, 상기 비교 결과, 상기 공통모드 전압의 크기가 상기 기준 전압의 크기보다 작은 경우, 상기 게이트 저항의 크기를 가장 작게 변경시키는 단계인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계는 상기 게이트 저항을 구성하는 적어도 하나의 저항과 상기 구동 모터를 연결 또는 해제시키는 적어도 하나의 스위칭 소자의 온/오프를 제어하는 단계인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 비교하는 단계는, 상기 검출된 공통모드 전압의 크기와 기설정된 제1 기준 전압의 크기를 비교하는 단계를 포함하며, 상기 공통모드 전압의 크기가 상기 제1 기준 전압의 크기보다 큰 경우, 상기 공통모드 전압의 크기와 상기 제1 기준 전압보다 더 크게 기설정된 제2 기준 전압의 크기를 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계는, 상기 공통모드 전압의 크기와 상기 제2 기준 전압의 크기를 비교한 결과, 상기 공통모드 전압의 크기가 상기 제2 기준 전압의 크기보다 큰 경우, 상기 게이트 저항의 크기를 가장 크게 변경시키는 단계인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 공통모드 전압의 크기가 상기 기준 전압의 크기보다 작은 경우, 상기 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계는, 상기 게이트 저항을 구성하는 적어도 하나의 저항과 상기 구동 모터 간의 연결을 온/오프하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 모두 온(on)시키는 단계일 수 있다.
상기 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계는, 상기 공통모드 전압의 크기와 상기 제2 기준 전압의 크기를 비교한 결과, 상기 공통모드 전압의 크기가 상기 제2 기준 전압의 크기보다 큰 경우, 상기 게이트 저항을 구성하는 적어도 하나의 저항과 상기 구동 모터 간의 연결을 온/오프하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 모두 오프(off)시키는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 장치 및 방법에 따르면 공통모드 전압의 크기를 줄일 수 있어 전자파 노이즈를 감소시키고 베어링의 마모를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 친환경 차량에서 전자파 노이즈의 확산 패스를 대략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 구동 모터의 공통모드 전압 발생 메커니즘과 공통모드 노이즈가 전달되는 패스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 장치에서 파워 모듈의 게이트-소스 및 드레인-소스 전압의 변화를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 장치에 포함된 공통모드 전압 검출부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 3에 도시된 공통모드 전압 검출부의 구동샤프트 접촉부의 실시예들을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 방법을 도시한 순서도이다.
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 장치 및 방법의 적용시 측정된 공통모드 전압을 도시한 그래프이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 장치에서 파워 모듈의 게이트-소스 및 드레인-소스 전압의 변화를 도시한 그래프이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 장치에 포함된 공통모드 전압 검출부를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6a 내지 도 6c는 도 3에 도시된 공통모드 전압 검출부의 구동샤프트 접촉부의 실시예들을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 장치는 구동 모터(20)와 휠을 연결하는 구동 샤프트(15)와 구동 모터(20)의 프레임 사이의 공통모드 전압을 검출하는 검출부(10), 구동 모터(20)와 연결된 파워 모듈(30)의 게이트 저항부(40) 및 검출된 공통모드 전압의 크기와 기설정된 기준 전압의 크기에 기반하여 상기 게이트 저항부(40)의 저항(41, 42, 43)의 크기를 변경시키는 제어부(60)를 포함할 수 있다.
검출부(10)는 구동 샤프트(15)에 접촉되는 접촉부(13)를 포함하며, 접촉부(13)는 도 6a에 도시된 바와 같이 구동 샤프트(15)에 직접 접촉하는 브러시(611), 브러시(611)를 구동 샤프트(15) 방향으로 압착시키는 탄성체(612) 및 직접 공통모드 전압을 센싱하는 센싱부(17)를 포함할 수 있다. 브러시(611)는 흑연 또는 금속을 포함하는 흑연으로 이루어질 수 있고, 시간이 지남에 따라 마모될 수 있어, 탄성체(612)는 마모되는 브러시(611)를 위로 밀어올릴 수 있다. 브러시(611) 및 탄성체(612)는 케이스(613)에 의해 감싸져 있다. 이러한 브러시(611) 및 탄성체(612)는 와이어를 통해 센싱부(17)와 연결된다.
또한, 접촉부(13)는 도 6b에 도시된 바와 같이 구동 샤프트(15)를 감싸는 링 형태의 전도체(621)와 이러한 전도체(621)를 감싸는 케이스(622)를 포함할 수 있다. 구동 샤프트(15)는 회전을 하는 강성체로 이루어져 있으며, 구동 샤프트(15)와의 접촉을 위해 금속으로 이루어진 링 형태의 전도체(621)가 구동 샤프트(15)를 둘러싼다. 일 예로 링 형태의 전도체(621)는 금속 실로 이루어질 수 있다. 그리고 이러한 전도체(621)는 와이어를 통해 센싱부(17)와 연결된다.
또한, 접촉부(13)는 도 6c에 도시된 바와 같이 구동 샤프트(15)에 접하는 핀 형태의 전도체(631)와 이러한 전도체(631)를 고정하는 하우징(632)을 포함할 수 있다. 이러한 핀 형태의 전도체(631)는 매우 얇아 실과 같은 형태를 가질 수 있다. 그리고 이러한 전도체(621)는 와이어를 통해 센싱부(17)와 연결된다.
게이트 저항부(40)는 IGBT 파워 모듈(30)의 게이트 단 저항이며, 복수의 저항들(41, 42, 43)과 복수의 저항들(41, 42, 43) 중 하나의 저항(41)을 제외한 적어도 하나의 저항(42, 43)의 전단에 연결된 적어도 하나의 스위칭 소자(44, 45)를 포함할 수 있다. 이러한 스위칭 소자(44, 45)의 온/오프 제어는 제어부(60)에서 이루어진다. 제어부(60)는 PWM 신호를 게이트 구동회로(50)에 송신하고 게이트 구동회로(50)에서 파워 모듈(30)을 구동시킨다. 제어부(60)는 게이트 구동회로(50)와 파워모듈(50)의 게이트 사이의 게이트 저항부(40)를 구성하는 저항의 크기를 스위칭 소자의 온/오프로 조정할 수 있다.
구체적으로 제어부(60)는 검출부(10)에서 검출된 공통모드 전압의 피크와 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하여, 비교 결과에 따라 스위칭 소자(44, 45)의 온/오프를 제어할 수 있다. 제어부(60)는 검출부(10)에서 검출된 공통모드 전압의 피크와 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하여 공통모드 전압의 피크가 더 큰 경우 적어도 하나의 스위칭 소자(44, 45)를 온(on)시킬 수 있다. 즉, 공통모드 전압의 피크 전압값이 기준 전압보다 높을 때, 스위칭 소자(44, 45)의 온/오프를 조정하여 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 게이트 저항부(40)를 구성하는 저항들(41, 42, 43)의 병렬 연결을 변경시킬 수 있다. 제어부(60)는 이를 통해 전압의 시변 기울기(dV/dt)를 조정하여 공통모드 전압을 줄일 수 있다. 구동 샤프트(15)로 전달되는 공통모드 전압을 줄임에 있어, 시변 기울기를 피드백 제어하는 구성을 통하여 전자파 노이즈를 감소시키고, 베어링의 마모를 줄일 수 있다.
도 4a는 게이트 저항들(41, 42, 43)의 병렬 연결에 따른 게이트 신호의 변화를 도시한 그래프이다. ①의 경우 스위칭 소자들(44, 45)이 모두 오프(off) 상태일 때의 게이트 신호 파형이며, ②의 경우 스위칭 소자들(44, 45) 중 제1 스위칭 소자(44)는 온(on) 상태이고, 제2 스위칭 소자(45)는 오프(off) 상태일 때의 게이트 신호 파형이다. ③의 경우 스위칭 소자들(44, 45)이 모두 온(on) 상태일 때의 게이트 신호 파형이다.
도 4b는 게이트 저항들(41, 42, 43)의 병렬 연결에 따른 파워 모듈(30)의 드레인-소스 간의 전압 파형의 변화를 도시한 그래프이다. ①의 경우 스위칭 소자들(44, 45)이 모두 오프(off) 상태일 때의 드레인-소스 간의 전압 파형이며, ②의 경우 스위칭 소자들(44, 45) 중 제1 스위칭 소자(44)는 온(on) 상태이고, 제2 스위칭 소자(45)는 오프(off) 상태일 때의 드레인-소스 간의 전압 파형이다. ③의 경우 스위칭 소자들(44, 45)이 모두 온(on) 상태일 때의 드레인-소스 간의 전압 파형이다.
도 4a를 통해 확인할 수 있는 바와 같이 스위칭 소자(44, 45)들의 온/오프를 통해 게이트 저항부(40)를 구성하는 저항의 크기를 조정함으로써 게이트 신호의 기울기가 조정된다. 따라서, 파워 모듈(30)의 드레인-소스 간의 전압 진동이 조정되어 공통 모드 전압의 크기를 줄일 수 있으며, 따라서 전자파 노이즈를 감소시키고 베어링의 마모를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 제거 장치는 저주파는 제거하고, 고주파만을 통과시키는 고역통과필터(80) 및 고역통과필터(80)에서 필터링된 공통모드 전압의 고주파 성분의 피크 신호를 강조하기 위한 피크 검출 전처리 회로부인 유사미분회로(미도시) 및 공통모드 전압의 피크 전압을 검출하기 위한 피크 검출부(70)를 더 포함할 수 있다. 검출된 공통모드 전압의 피크 전압값은 제어부(60)에 입력되며, 제어부(60)는 입력된 피크 전압값과 제1 기준값(Vref1) 및 제2 기준값(Vref2)과 비교 처리하여 IGBT 파워모듈(30)의 게이트 저항을 조정할 수 있다. 그러나, 고역통과필터(80), 유사미분회로 및 피크 검출부(70)의 구성에 한정되지 않으며, 다른 방식으로도 적용가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 제거 장치는 게이트 저항부(40)를 제어부(60)와 전기적으로 절연하기 위한 절연부들(90, 95)을 더 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 방법을 도시한 순서도이다. 도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 장치 및 방법의 적용시 측정된 공통모드 전압을 도시한 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공통모드 전압 저감 방법은 구동 모터와 휠을 연결하는 구동 샤프트와 상기 구동 모터의 프레임 사이의 공통모드 전압을 검출하는 단계(S703), 검출된 공통모드 전압의 크기와 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하는 단계(S705, S707) 및 비교 결과에 따라 구동 모터에 연결된 파워모듈 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계(S709, S711, S713)를 포함할 수 있다.
또한, 검출된 공통모드 전압의 고주파 성분을 필터링하는 단계, 필터링된 고주파 성분의 피크값을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
검출된 공통모드 전압의 크기와 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하는 단계는 검출된 고주파 성분의 피크 전압값과 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하는 단계일 수 있다. 예컨대, 제어부(60)는 먼저 검출된 고주파 성분의 피크 전압값(VPEAK)과 기설정된 제1 기준 전압(VREF1)의 크기를 비교할 수 있다(S705). 피크 전압값이 제1 기준 전압보다 큰 경우, 제어부(60)는 다시 피크 전압값이 제1 기준 전압보다 크게 기설정된 제2 기준 전압보다 큰 지 여부를 비교할 수 있다(S707). 피크 전압값이 제1 기준 전압보다 작은 경우, 제어부(60)는 스위칭 소자(44, 45) 모두를 온(on) 시킴(S713)에 의해 게이트 저항부(40)를 구성하는 저항의 크기를 가장 작게 할 수 있다.
피크 전압값이 제2 기준 전압보다 큰 경우, 제어부(60)는 스위칭 소자(44, 45)를 모두 오프(off)시킴(S709)에 의해 게이트 저항부(40)를 구성하는 저항의 크기를 가장 크게 할 수 있다.
피크 전압값이 제2 기준 전압보다 작은 경우 스위칭 소자들(44, 45) 중 하나의 스위칭 소자만 온(on)시키고 나머지 스위칭 소자는 오프(off)시킬 수 있다(S711). 스위칭 소자의 온/오프에 따라 병렬연결된 저항의 크기가 결정될 수 있다.
게이트 저항부(40)의 저항의 크기에 따라 게이트 신호의 기울기가 조절되며, 이에 의해 도 8b에 도시된 바와 같이 파워 모듈(30) 양단의 진동이 조절되어 공통모드 전압의 크기가 감소될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 검출부 13 : 접촉부
15 : 구동 샤프트 17 : 센싱부
20 : 구동 모터 30 : 파워 모듈
40 : 게이트 저항부 41, 42, 43 : 저항
44, 45 : 스위칭 소자 50 : 게이트 구동회로
60 : 제어부 70 : 피크 검출부
80 : 필터 90, 95 : 절연부
100 : 인버터, 모터 제어부

Claims (18)

  1. 구동 모터와 휠을 연결하는 구동 샤프트와 상기 구동 모터의 프레임 사이의 공통모드 전압을 검출하는 검출부;
    상기 구동 모터와 연결된 파워 모듈의 게이트 저항부; 및
    상기 검출된 공통모드 전압의 크기와 기설정된 기준 전압의 크기에 기반하여 상기 게이트 저항부의 저항의 크기를 변경시키는 제어부를 포함하는,
    공통모드 전압 저감 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 구동 샤프트에 접촉되는 접촉부를 포함하는,
    공통모드 전압 저감 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접촉부는 상기 구동 샤프트에 직접 접촉하는 브러시; 및
    상기 브러시를 상기 구동 샤프트 방향으로 압착시키는 탄성체를 포함하는,
    공통모드 전압 저감 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 접촉부는 상기 구동 샤프트를 감싸는 실 형태의 전도체를 포함하는,
    공통모드 전압 저감 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 접촉부는 상기 구동 샤프트에 접하는 링 형태의 전도체와 상기 전도체를 고정하는 하우징을 포함하는,
    공통모드 전압 저감 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 접촉부는 상기 구동 샤프트에 접하는 핀 형태의 전도체와 상기 전도체를 고정하는 하우징을 포함하는,
    공통모드 전압 저감 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검출부에서 검출된 공통모드 전압의 고주파 성분을 필터링하는 필터; 및
    상기 필터에서 필터링된 공통모드 전압의 고주파 성분에서 피크(peak)값을 검출하여 상기 제어부에 송신하는 피크 검출부를 더 포함하는,
    공통모드 전압 저감 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 저항부는 복수의 저항들; 및
    상기 복수의 저항들 중 하나의 저항을 제외한 적어도 하나의 저항의 전단에 연결된 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하며,
    상기 스위칭 소자의 온/오프는 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는,
    공통모드 전압 저감 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 검출된 공통모드 전압의 피크와 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하여 상기 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자의 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 하는,
    공통모드 전압 저감 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 검출된 공통모드 전압의 피크와 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하여 상기 공통모드 전압의 피크가 더 큰 경우 상기 적어도 하나의 스위칭 소자를 온(on)시키는 것을 특징으로 하는,
    공통모드 전압 저감 장치.
  11. 구동 모터와 휠을 연결하는 구동 샤프트와 상기 구동 모터의 프레임 사이의 공통모드 전압을 검출하는 단계;
    상기 검출된 공통모드 전압의 크기와 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 따라 상기 구동 모터에 연결된 파워모듈 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계를 포함하는
    공통모드 전압 저감 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 검출된 공통모드 전압의 고주파 성분을 필터링하는 단계; 및
    상기 필터링된 고주파 성분의 피크값을 검출하는 단계를 더 포함하며,
    상기 비교하는 단계는 상기 검출된 고주파 성분의 피크값과 기설정된 기준 전압의 크기를 비교하는 단계인 것을 특징으로 하는,
    공통모드 전압 저감 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계는,
    상기 비교 결과, 상기 공통모드 전압의 크기가 상기 기준 전압의 크기보다 작은 경우, 상기 게이트 저항의 크기를 가장 작게 변경시키는 단계인 것을 특징으로 하는,
    공통모드 전압 저감 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계는 상기 게이트 저항을 구성하는 적어도 하나의 저항과 상기 구동 모터를 연결 또는 해제시키는 적어도 하나의 스위칭 소자의 온/오프를 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는,
    공통모드 전압 저감 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는,
    상기 검출된 공통모드 전압의 크기와 기설정된 제1 기준 전압의 크기를 비교하는 단계를 포함하며,
    상기 공통모드 전압의 크기가 상기 제1 기준 전압의 크기보다 큰 경우, 상기 공통모드 전압의 크기와 상기 제1 기준 전압보다 더 크게 기설정된 제2 기준 전압의 크기를 비교하는 단계를 더 포함하는,
    공통모드 전압 저감 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계는,
    상기 공통모드 전압의 크기와 상기 제2 기준 전압의 크기를 비교한 결과, 상기 공통모드 전압의 크기가 상기 제2 기준 전압의 크기보다 큰 경우, 상기 게이트 저항의 크기를 가장 크게 변경시키는 단계인 것을 특징으로 하는,
    공통모드 전압 저감 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 공통모드 전압의 크기가 상기 기준 전압의 크기보다 작은 경우,
    상기 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계는, 상기 게이트 저항을 구성하는 적어도 하나의 저항과 상기 구동 모터 간의 연결을 온/오프하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 모두 온(on)시키는 단계인,
    공통모드 전압 저감 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 게이트 저항의 크기를 변경시키는 단계는,
    상기 공통모드 전압의 크기와 상기 제2 기준 전압의 크기를 비교한 결과, 상기 공통모드 전압의 크기가 상기 제2 기준 전압의 크기보다 큰 경우, 상기 게이트 저항을 구성하는 적어도 하나의 저항과 상기 구동 모터 간의 연결을 온/오프하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 모두 오프(off)시키는 단계인,
    공통모드 전압 저감 방법.
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