KR101655130B1 - 모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 모터 구동장치 - Google Patents

모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 모터 구동장치 Download PDF

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KR101655130B1
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김형수
김해진
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(주)모토닉
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    • 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
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors

Abstract

모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 모터 구동장치에 관한 것으로, 모터 구동장치의 제어부에서 미리 설정된 주파수의 펄스 신호가 전달되면 전압 레귤레이터에서 제2 전원을 공급받아 충전하고 상기 펄스 신호가 미전달되거나 상기 제2 전원이 미공급되면 충전된 전원을 방전하는 전압 충전부, 상기 전압 충전부에서 방전되는 전원을 공급받아 스위칭 동작하는 스위칭부 및 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 기초해서 배터리에서 인가되는 제1 전원을 미리 설정된 전압레벨의 구동전원으로 변환해서 모터 컨트롤러로 공급하는 전원변환부를 포함하는 구성을 마련하여, 제어부 또는 전압 레귤레이터의 고장이나 이상 발생시 배터리에서 인가되는 전원의 전압레벨을 변환해서 모터 컨트롤러에 공급함으로써, 모터를 지속적으로 구동할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 모터 구동장치{SAFETY CIRCUIT FOR MOTOR DRIVING AND MOTOR DRIVING APPARATUS WITH THE SAME}
본 발명은 모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 모터 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 각 연료펌프 또는 오일펌프 등에 적용되는 모터를 구동하는 모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 모터 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 가솔린이나 디젤, 가스 연료를 사용하는 자동차에서 연료탱크에 저장되어 있는 연료는 연료펌프의 펌핑 동작에 의해 엔진으로 공급된다.
차량의 메인 제어부는 자동차의 속도 등에 기초하여 연료펌프 구동용 모터의 회전속도를 제어함으로써, 엔진에 공급되는 연료의 양을 조절한다.
이와 같이, 연료펌프를 구동하는 연료펌프 구동용 모터는 직류 모터(Direct Current Motor, 이하 'DC 모터'라 함) 또는 높은 효율과 장 수명 및 신뢰성 확보를 위해, 브러시리스 직류 모터(Brushless DC Motor, 이하 'BLDC 모터'라 함)를 사용하는 것이 일반적이다.
BLDC 모터는 선형적인 토크 대 전류, 속도 대 전압 특성을 가지며, 기계적ㆍ전기적인 잡음이 없고, 가감속 제어가 용이하며, 토크 대 관성의 비가 매우 높아 소형으로 높은 출력을 낼 수 있다는 장점이 있다.
한편, 최근에는 자동차의 연비를 향상시키기 위하여 많은 연구 개발이 이루어지고 있다.
본 출원인은 연료펌프용 모터의 회전속도를 정밀하게 제어하여 자동차의 연비를 향상시킬 수 있는 연료펌프 모터 구동장치 기술을 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2 등에 개시하여 등록받은 바 있다.
특허문헌 1에 따른 연료펌프 모터 구동장치는 전원부로부터 공급되는 자동차의 전원 전압을 직접적으로 스위칭하여 연료펌프 모터를 구동함에 따라, 설정된 회전 속도에 대한 모터의 응답성을 향상시켜 회전속도를 정밀하게 제어하는 효과가 있다.
특허문헌 2에 따른 연료펌프 모터 구동장치는 연료공급라인의 실제 연료압력에 기초하여 연료펌프 구동용 모터의 구동을 제어해서 차량의 연비를 향상시키는 효과가 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-0649355호(2006년 11월 27일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1244844호(2013년 3월 19일 공고)
그러나 특허문헌 1 및 특허문헌 2를 포함하는 종래기술에 따른 모터 구동장치는 3상 BLDC 모터 또는 DC 모터를 구동하기 위한 제어기 또는 내부의 정전압 출력 회로의 고장이 발생하는 경우, 모터를 지속적으로 구동하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제어기 또는 정전압 출력회로의 고장 발생시에도 모터를 지속적으로 구동할 수 있는 모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 모터 구동장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 모터 구동용 안전회로는 모터 구동장치의 제어부에서 미리 설정된 주파수의 펄스 신호가 전달되면 전압 레귤레이터에서 제2 전원을 공급받아 충전하고 상기 펄스 신호가 미전달되거나 상기 제2 전원이 미공급되면 충전된 전원을 방전하는 전압 충전부, 상기 전압 충전부에서 방전되는 전원을 공급받아 스위칭 동작하는 스위칭부 및 상기 스위칭부의 스위칭 동작에 기초해서 배터리에서 인가되는 제1 전원을 미리 설정된 전압레벨의 구동전원으로 변환해서 모터 컨트롤러로 공급하는 전원변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전압 충전부는 상기 펄스 신호를 출력하는 주파수 출력부와 베이스 단이 연결되고, 컬렉터 단을 통해 상기 제2 전원을 공급받는 제1 트랜지스터 및 상기 제1 트랜지스터의 이미터 단에 연결되고 상기 펄스 신호의 로우 상태에서 제2 전원을 충전하며 상기 펄스 신호가 미출력되거나 상기 제2 전원이 미공급되면 충전된 전원을 방전하는 제1 커패시터를 포함하고, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제어부의 정상 동작시 상기 제2 전원의 전압레벨을 기준으로 상기 펄스 신호가 로우 상태일 때 상기 제2 전원을 상기 제1 커패시터로 공급해서 충전하도록 턴-온 동작하는 PNP형 트랜지스터로 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 스위칭부는 상기 제1 커패시터와 게이트 단이 연결되고, 상기 제1 전원의 입력단과 드레인 단이 연결되어 상기 제1 커패시터의 방전시 오프 동작하는 제2 트랜지스터와 상기 제1 전원을 각각 베이스 단과 컬렉터 단에 인가받고 이미터 단과 베이스 단이 서로 연결되어 상기 제2 트랜지스터의 오프 동작시 턴-온 동작해서 상기 제1 전원을 상기 전원변환부로 공급하는 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 트랜지스터는 N채널 FET로 마련되고, 상기 제3 트랜지스터와 제4 트랜지스터는 각각 NPN형 트랜지스터와 PNP형 트랜지스터로 마련되며, 상기 제4 트랜지스터의 이미터 단은 상기 전원변환부의 제1 다이오드와 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 전원변환부는 상기 스위칭부에 마련된 제4 트랜지스터의 이미터 단에 캐소드 단이 연결되고 상기 제1 전원을 미리 설정된 제3 전압레벨의 전원으로 변환하는 제1 다이오드와 상기 제1 다이오드에서 제3 전압레벨로 변환된 전원을 미리 설정된 제4 전압레벨로 변환하는 제2 및 제3 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 다이오드는 상기 제1 전원에 역방향으로 접속되는 제너다이오드로 마련되고, 일측에 상기 제1 다이오드에 병렬로 연결되는 하나 이상의 저항과 함께 정전압 조정회로를 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 모터 구동용 안전회로가 적용된 모터 구동장치는 모터 구동용 안전회로를 포함하고, 모터의 구동을 제어하는 제어부 및 상기 모터에 구동전원을 인가하는 전압 레귤레이터의 고장이나 이상 발생시 상기 모터 구동용 안전회로에서 출력되는 구동전원을 이용해서 상기 모터를 지속적으로 구동하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 모터 구동장치에 의하면, 제어부 또는 전압 레귤레이터의 고장이나 이상 발생시 배터리에서 인가되는 전원의 전압레벨을 변환해서 모터 컨트롤러에 공급함으로써, 모터를 지속적으로 구동할 수 있다는 효과가 얻어진다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 제어부 또는 전압 레귤레이터의 고장이나 이상이 발생하더라도, 모터를 지속적으로 구동해서 차량의 정상적인 주행이 가능하게 할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 연료펌프 모터 구동장치의 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동용 안전회로의 회로도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 모터 구동용 안전회로가 적용되는 연료펌프 모터 구동장치의 블록 구성도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 모터 구동장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시 예에서는 엘피지 액상 분사(Liquefied Petroleum Injection, 이하 '엘피아이'라 함) 시스템에 적용되는 연료펌프 모터 구동장치를 이용해서 설명한다.
상기 엘피아이 시스템은 가스 연료 차량의 연비를 개선하기 위해 개발된 가스 연료 시스템으로서, 액체 상태의 가스 연료를 엔진에 공급하고, 엔진에서 분사되고 남은 가스 연료를 다시 봄베로 회수하도록 구성된다.
이를 위해, 엘피아이 시스템은 가스 연료가 저장되는 봄베, 봄베에 저장된 연료를 펌핑하는 연료펌프, 연료펌프에 의해 펌핑된 연료를 엔진에 공급하는 연료공급라인, 엔진에서 분사되고 남은 가스 연료를 다시 봄베로 리턴시키는 연료회수0라인 및 연료회수라인을 통해 회수되는 가스 연료의 압력을 미리 설정된 압력으로 유지하는 레귤레이터를 구비한다.
여기서, 연료펌프는 봄베 내부에 설치되는 내장형 연료펌프나 봄베 외부에 설치되는 외장형 연료펌프 모두를 포함한다.
또, 본 발명은 엘피아이 시스템뿐만 아니라, 일반적인 엘피지 차량, 디젤 차량, 가솔린 차량, 하이브리드 및 플러그인 하이브리드 차량 등의 연료 시스템에도 적용하도록 변경될 수 있음에 유의하여야 한다.
또한, 본 발명은 연료펌프 구동용 모터뿐만 아니라, 오일펌프 등 차량에 마련되는 다양한 장치를 구동하기 위한 모터 구동장치에 적용 가능하도록 변경될 수 있음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 연료펌프 모터 구동장치의 블록 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동 안전회로가 적용되는 연료펌프 모터 구동장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전원공급부(11)로부터 전원을 공급받아 연료펌프 구동용 모터(이하 '모터'라 함)(12)를 구동하는 모터 구동부(13), 모터 구동부(13)를 통해 모터(12)의 로터 위치(각도)와 모터(12)에 공급되는 전류를 검출하고 모터 구동부(13)에 구비된 FET 소자의 스위칭에 필요한 스위칭 신호를 전달하는 모터 컨트롤러(14) 및 차량의 메인 제어부(도면 미도시)로부터 전달되는 구동속도와 모터 컨트롤러(14)로부터 전달되는 모터(12)의 회전속도 데이터를 비교한 결과에 기초해서 듀티값을 산출하고 산출된 듀티값의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 모터 컨트롤러(14)로 출력하는 제어부(15)를 포함한다.
모터 컨트롤러(14)는 상기 스위칭 신호에 따라 FET 소자의 게이트를 턴 온/턴 오프 시키는 게이트 드라이버(도면 미도시)를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서 모터는 3상 BLDC 모터로 마련된다.
전원공급부(11)는 이그니션 키 입력전원을 제어부(15)와 모터 컨트롤러(14)에 마련된 게이트 드라이버를 각각 구동하기 위한 전압레벨, 예컨대 약 3.3V와 약 5V로 변환하는 전압 레귤레이터(16)를 포함할 수 있다.
이와 함께, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동용 안전회로가 적용되는 연료펌프 모터 구동장치(10)는 제어부(15) 또는 전원공급부(11)에 마련되는 정전압 출력회로, 즉 전압 레귤레이터(16)의 고장이나 이상 발생시 모터 컨트롤러(14)에 모터(12)를 구동하기 위해 미리 설정된 전압레벨의 전원을 출력하는 모터 구동용 안전회로(20)를 더 포함한다.
이하에서는 배터리(도면 미도시)에서 인가되는 약 12V 전압레벨의 전원을 제1 전원(VCC1)이라 하고, 전압 레귤레이터(16) 또는 모터 구동용 안전회로(20)에서 모터 컨트롤러(14)로 공급되는 약 5V 전압레벨의 전원을 제2 전원(VCC2)이라 한다.
도 2를 참조하여 모터 구동용 안전회로의 구성을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동용 안전회로의 회로도이다.
제어부(15)는 모터 구동용 안전회로(20)에 미리 설정된 주파수, 예컨대 약 100㎐의 펄스 신호를 일정하게 출력하는 주파수 출력부(V1)를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동용 안전회로(이하 '안전회로'라 함)(20)는 주파수 출력부(V1)와 연결되고 주파수 출력부(V1)에서 펄스 신호가 전달되면 전압 레귤레이터(16)에서 제2 전원(VCC2)을 공급받아 충전하고 펄스 신호가 미전달되거나 제2 전원이 미공급되면 충전된 전원을 방전하는 전압 충전부(21), 전압 충전부(21)에서 방전되는 전원을 공급받아 스위칭 동작하는 스위칭부(22) 및 스위칭부(22)의 스위칭 동작에 기초해서 배터리에서 인가되는 제1 전원(VCC1)을 미리 설정된 전압레벨의 구동전원으로 변환해서 모터 컨트롤러(14)로 공급하는 전원변환부(23)를 포함한다.
전압 충전부(21)는 주파수 출력부(V1)와 베이스 단이 연결되고, 컬렉터 단을 통해 제2 전원(VCC2)을 공급받는 제1 트랜지스터(Q1) 및 제1 트랜지스터(Q1)의 이미터 단에 연결되고 펄스 신호의 로우 상태에서 제2 전원(VCC2)을 충전하는 제1 커패시터(C1)를 포함할 수 있다.
주파수 출력부(V1)와 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스 단 사이에는 제1 저항(R1)과 제2 커패시터(C2)가 연결되고, 제2 커패시터(C2)와 제2 전원(VCC2)의 입력단 사이에는 제2 저항(R2)이 연결될 수 있다.
제1 트랜지스터(Q1)의 이미터 단과 제1 커패시터(C1) 사이에는 제3 저항(R3)이 연결되고, 제3 저항(R3)과 기저전위라인(GND) 사이에는 제1 커패시터(C1)와 병렬로 제4 저항(R4)이 연결될 수 있다.
제1 트랜지스터(Q1)는 제어부(15)의 정상 동작시 제2 전원(VCC2)의 전압레벨을 기준으로 펄스 신호가 로우(low) 상태일 때 제2 전원(VCC2)을 제1 커패시터(C1)로 공급하도록 턴-온 동작하는 PNP형 트랜지스터로 마련될 수 있다.
제1 커패시터(C1)는 제1 트랜지스터(Q1)의 턴-온 동작시 공급되는 제2 전원(VCC2)을 충전한다.
한편, 제어부(15)에서 펄스 신호가 미출력되거나 제2 전원(VCC2)이 미공급되면, 제1 커패시터(C1)는 충전된 전원을 방전한다.
스위칭부(22)는 제1 커패시터(C1)와 게이트 단이 연결되고, 제1 전원(VCC1)의 입력단과 드레인 단이 연결되어 제1 커패시터(C1)의 방전시 오프 동작하는 제2 트랜지스터(Q2)와 제1 전원(VCC1)을 각각 베이스 단과 컬렉터 단에 인가받고 이미터 단과 베이스 단이 서로 연결되어 제2 트랜지스터(Q2)의 오프 동작시 턴-온 동작해서 제1 전원(VCC1)을 전원변환부(23)로 공급하는 제3 트랜지스터(Q3) 및 제4 트랜지스터(Q4)를 포함할 수 있다.
제2 트랜지스터(Q2)는 N채널 FET로 마련되고, 제2 트랜지스터(Q2)의 소오스 단은 기저전위라인(GND)에 연결될 수 있다.
제3 트랜지스터(Q3)와 제4 트랜지스터(Q4)는 각각 NPN형 트랜지스터와 PNP형 트랜지스터로 마련되고, 제4 트랜지스터(Q4)의 이미터 단은 아래에서 설명할 전원변환부(23)의 제1 다이오드(D1)와 연결될 수 있다.
제1 전원(VCC1)의 입력단과 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스 단 사이에는 제5 저항(R5)이 연결되고, 제1 전원(VCC1)의 입력단과 제4 트랜지스터(Q4)의 컬렉터 단에는 제6 저항(R6)이 연결될 수 있다.
전원변환부(23)는 제4 트랜지스터(Q4)의 이미터 단에 캐소드 단이 연결되어 제1 전원(VCC1)을 미리 설정된 제3 전압레벨의 전원으로 변환하는 제1 다이오드(D1), 제1 다이오드(D1)에서 제3 전압레벨로 변환된 전원을 미리 설정된 제4 전압레벨로 변환하는 제2 및 제3 다이오드(D2,D3)를 포함할 수 있다.
상기 제3 전압레벨은 약 5.1V로 설정되고, 상기 제4 전압레벨은 약 4.5V로 설정될 수 있다.
이에 따라, 모터 컨트롤러(14)는 제2 및 제3 다이오드(D2,D3)에서 제4 전압레벨로 변환된 구동전원을 공급받아 제어부(15) 또는 전압 레귤레이터(16)의 고장이나 이상 발생시에도 모터(12)를 지속적으로 구동할 수 있다.
제1 다이오드(D1)는 제1 전원(VCC1)에 역방향으로 접속되는 제너다이오드로 마련되고, 일측에 병렬로 연결되는 제7 저항(R7) 및 서로 직렬 연결되는 제8 및 제9 저항(R8,R9)과 함께 정전압 조정회로를 구성할 수 있다.
제2 및 제3 다이오드(D2,D3)는 각각 제1 다이오드(D1)의 캐소드 단에 각각 애노드 단이 연결될 수 있다.
제2 다이오드(D2)와 제3 다이오드(D3)의 각 캐소드 사이에는 제10 저항(R10) 내지 제12 저항(R12)이 직렬 연결되어 폐루프를 형성할 수 있다.
다음, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 연료펌프 모터 구동장치의 작동방법을 상세하게 설명한다.
제어부(15)와 전압 레귤레이터(16)의 정상 동작시, 주파수 출력부(16)는 미리 설정된 주파수, 예컨대 약 100㎐의 펄스 신호를 일정하게 출력한다.
그러면, 모터 구동용 안전회로(20)에 마련된 전압 충전부(21)의 제1 트랜지스터(Q1)는 펄스 신호의 로우 상태에서 턴-온 동작하고, 제1 커패시터(C1)는 제2 전원(VCC2)의 전압레벨을 기준으로 전원을 충전한다.
이와 같이, 제1 커패시터(C1)에 제2 전원(VCC2)이 충전되면, 스위칭부(22)의 제2 트랜지스터(Q2)가 온 동작함에 따라, 제3 및 제4 트랜지스터(Q3,Q4)는 모두 오프 동작한다.
만약, 제어부(15)의 고장이나 이상이 발생해서 펄스 신호가 미출력되거나, 전압 레귤레이터(16)의 고장이나 이상이 발생해서 제2 전원(VCC2)이 미공급되면, 제1 트랜지스터(Q1)가 오프 동작함에 따라, 제1 커패시터(C1)는 충전된 전원을 방전한다.
그러면, 제2 트랜지스터(Q2)는 오프 동작하고, 제3 및 제4 트랜지스터(Q3,Q4)가 턴-온 되어 제1 전원(VCC1)이 전원변환부(23)의 제1 다이오드(D1)로 공급된다.
제1 전원(VCC1)에 역방향 접속된 제너다이오드로 마련된 제1 다이오드(D1)는 제1 전원(VCC1)을 미리 설정된 제3 전압레벨, 예컨대 약 5.1V로 변환하고, 제2 및 제3 다이오드(D2,D3)는 제3 전압레벨로 변환된 전원을 미리 설정된 제4 전압레벨, 예컨대 약 4.5V의 구동전원으로 변환한다.
이에 따라, 모터 컨트롤러(14)는 전원변환부(23)에서 변환된 구동전원을 공급받아 지속적으로 모터(12)를 구동한다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 제어부 또는 전압 레귤레이터의 고장이나 이상 발생시 배터리에서 인가되는 전원의 전압레벨을 변환해서 모터 컨트롤러에 공급할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 제어부 또는 전압레귤레이터의 고장이나 이상 발생시에도 모터를 지속적으로 구동할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 연료펌프 구동용 모터가 3상 BLDC 모터로 마련되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 모터 구동용 안전회로가 적용되는 연료펌프 모터 구동장치의 블록 구성도이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 모터 구동용 안전회로가 적용되는 연료펌프 모터 구동장치(10)에서 연료펌프 구동용 모터(12)는 도 3에 도시된 바와 같이, 단상 DC 모터로 마련된다.
이와 함께, 모터 컨트롤러(14)가 제거되고, 모터 구동부(13)는 제어부(15)의 PWM 제어신호 또는 안전회로(20)에서 구동전원을 공급받아 제1 전원(VCC1)을 스위칭하는 FET 소자를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 연료펌프 구동용 모터로 3상 BLDC 모터뿐만 아니라, 단상 DC 모터가 적용된 경우에도, 제어부 또는 전압 레귤레이터의 고장이나 이상 발생 여부와 무관하게 연료펌프 구동용 모터를 지속적으로 구동할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
상기의 실시 예들에서는 엘피아이 시스템에 적용되는 연료펌프 모터 구동장치를 이용해서 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 본 발명은 엘피아이 시스템뿐만 아니라, 일반적인 엘피지 차량, 디젤 차량, 가솔린 차량, 하이브리드 및 플러그인 하이브리드 차량 등의 연료 시스템에도 적용하도록 변경될 수 있다.
또한, 본 발명은 연료펌프 구동용 모터뿐만 아니라, 오일펌프 등 차량에 마련되는 다양한 장치를 구동하기 위한 모터 구동장치에 적용 가능하도록 변경될 수 있다.
본 발명은 제어부 또는 전압 레귤레이터의 고장이나 이상 발생시 배터리에서 인가되는 전원의 전압레벨을 변환해서 모터 컨트롤러에 공급함으로써, 모터를 지속적으로 구동하는 모터 구동용 안전회로 및 그가 적용되는 모터 구동장치 기술에 적용된다.
10: 연료펌프 모터 구동장치
11: 전원공급부 12: 모터
13: 모터 구동부 14: 모터 컨트롤러
15: 제어부 16: 전압 레귤레이터
20: 모터 구동용 안전회로
21: 전압 충전부 22: 스위칭부
23: 전원변환부 V1: 주파수 출력부
Q1 내지 Q4: 제1 내지 제4 트랜지스터
C1,C2: 제1,제2 커패시터
R1 내지 R12: 제1 내지 제12 저항

Claims (7)

  1. 모터 구동장치의 제어부에서 미리 설정된 주파수의 펄스 신호가 전달되면 전압 레귤레이터에서 제2 전원을 공급받아 충전하고 상기 펄스 신호가 미전달되거나 상기 제2 전원이 미공급되면 충전된 전원을 방전하는 전압 충전부,
    상기 전압 충전부에서 방전되는 전원을 공급받아 스위칭 동작하는 스위칭부 및
    상기 스위칭부의 스위칭 동작에 기초해서 배터리에서 인가되는 제1 전원을 미리 설정된 전압레벨의 구동전원으로 변환해서 모터 컨트롤러로 공급하는 전원변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동용 안전회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 충전부는 상기 펄스 신호를 출력하는 주파수 출력부와 베이스 단이 연결되고, 컬렉터 단을 통해 상기 제2 전원을 공급받는 제1 트랜지스터 및
    상기 제1 트랜지스터의 이미터 단에 연결되고 상기 펄스 신호의 로우 상태에서 제2 전원을 충전하며 상기 펄스 신호가 미출력되거나 상기 제2 전원이 미공급되면 충전된 전원을 방전하는 제1 커패시터를 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터는 상기 제어부의 정상 동작시 상기 제2 전원의 전압레벨을 기준으로 상기 펄스 신호가 로우 상태일 때 상기 제2 전원을 상기 제1 커패시터로 공급해서 충전하도록 턴-온 동작하는 PNP형 트랜지스터로 마련되는 것을 특징으로 하는 모터 구동용 안전회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스위칭부는
    상기 제1 커패시터와 게이트 단이 연결되고, 상기 제1 전원의 입력단과 드레인 단이 연결되어 상기 제1 커패시터의 방전시 오프 동작하는 제2 트랜지스터와
    상기 제1 전원을 각각 베이스 단과 컬렉터 단에 인가받고 이미터 단과 베이스 단이 서로 연결되어 상기 제2 트랜지스터의 오프 동작시 턴-온 동작해서 상기 제1 전원을 상기 전원변환부로 공급하는 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동용 안전회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 트랜지스터는 N채널 FET로 마련되고,
    상기 제3 트랜지스터와 제4 트랜지스터는 각각 NPN형 트랜지스터와 PNP형 트랜지스터로 마련되며,
    상기 제4 트랜지스터의 이미터 단은 상기 전원변환부의 제1 다이오드와 연결되는 것을 특징으로 하는 모터 구동용 안전회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전원변환부는
    상기 스위칭부에 마련된 제4 트랜지스터의 이미터 단에 캐소드 단이 연결되고 상기 제1 전원을 미리 설정된 제3 전압레벨의 전원으로 변환하는 제1 다이오드와
    상기 제1 다이오드에서 제3 전압레벨로 변환된 전원을 미리 설정된 제4 전압레벨로 변환하는 제2 및 제3 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동용 안전회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 다이오드는 상기 제1 전원에 역방향으로 접속되는 제너다이오드로 마련되고,
    일측에 상기 제1 다이오드에 병렬로 연결되는 하나 이상의 저항과 함께 정전압 조정회로를 구성하는 것을 특징으로 하는 모터 구동용 안전회로.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동용 안전회로를 포함하고,
    모터의 구동을 제어하는 제어부 및 상기 모터에 구동전원을 인가하는 전압 레귤레이터의 고장이나 이상 발생시 상기 모터 구동용 안전회로에서 출력되는 구동전원을 이용해서 상기 모터를 지속적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 모터 구동용 안전회로가 적용된 모터 구동장치.
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