KR102635649B1 - Optional Snubber Circuit - Google Patents

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KR102635649B1
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이규민
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주식회사 현대케피코
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Abstract

본 발명의 선택적 스너버 회로는, 모터 구동용 인버터를 구성하는 스위치 소자와 병렬인 전류 경로를 형성하며, 서로 직렬로 연결된 스너버 저항과 스너버 커패시터; 상기 스너버 저항과 스너버 커패시터의 전류 경로를 스위칭하는 스너버 단속 스위치; 및 상기 모터 구동용 인버터가 0 토크 제어 상황인 경우 상기 스너버 단속 스위치를 off 시키는 제어기를 포함할 수 있다.The selective snubber circuit of the present invention forms a current path parallel to the switch element constituting the inverter for driving the motor, and includes a snubber resistor and a snubber capacitor connected in series with each other; A snubber interruption switch that switches the current path of the snubber resistor and the snubber capacitor; And it may include a controller that turns off the snubber intermittent switch when the inverter for driving the motor is in a 0 torque control state.

Description

선택적 스너버 회로{Optional Snubber Circuit}Optional Snubber Circuit {Optional Snubber Circuit}

본 발명은 인버터의 구동조건에 따라 스너버 회로의 동작을 결정하는 방식의 선택적 스너버 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a selective snubber circuit that determines the operation of the snubber circuit according to the driving conditions of the inverter.

도 1은 종래기술에 따른 인버터 전력 스위치에 고정 연결된 스너버 회로를 도시한 회로도이다.Figure 1 is a circuit diagram showing a snubber circuit fixedly connected to an inverter power switch according to the prior art.

도 2는 도 1의 인버터 전력 스위치(10)의 on/off에 따른 스너버 회로의 동작을 나타낸 파형도이다.FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the snubber circuit according to on/off of the inverter power switch 10 of FIG. 1.

스너버 회로(snubber circuit)란 전력 스위치(10)의 스위칭 동작 시, 급격한 전압상승 등에 의한 surge를 차단하고 ringing 현상을 제거하기 위한 목적으로 인버터 회로에 부가되어 사용된다.A snubber circuit is used in addition to an inverter circuit for the purpose of blocking surges caused by sudden voltage increases and eliminating ringing phenomenon during the switching operation of the power switch 10.

도 2의 T4200 OFF 구간에서는 도 1의 아래 방향 화살표와 같은 전류가 흘러서, 스터버 커패시터가 충전되고, T4200 ON 구간에서는 위 방향 화살표와 같은 전류가 흘러서, 스터버 커패시터가 방전된다.In the T4200 OFF section of FIG. 2, a current as shown by the downward arrow in FIG. 1 flows, and the stirrer capacitor is charged, and in the T4200 ON section, a current as shown by the upward arrow flows, and the stirrer capacitor is discharged.

도 3은 도 1의 회로에서 스너버 유/무에 따른 온도차 발생을 도시한 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the occurrence of temperature difference depending on the presence/absence of a snubber in the circuit of Figure 1.

스너버 회로(snubber circuit)가 적용되면, 스위칭의 surge와 노이즈를 제거하는 순기능이 있는 반면, RC 직렬로 이루어진 소자(12, 14) 중 R(12)에 의한 발열과 효율이 저하 되는 역기능도 존재한다.When a snubber circuit is applied, while it has a positive function of eliminating switching surges and noise, it also has a negative function of reducing heat generation and efficiency by R(12) among the elements 12 and 14 made up of RC series. do.

특히, 차량의 타력 주행에 의해 구동축은 회전 중이지만 모터를 구동하기 직전 단계인 0토크 상태에서는, 모터 코일로 전류가 흐르지 않게 되어 인버터 제어기의 발열이 가장 심하다. 그런데, 연결된 스너버 회로(snubber circuit)에 의해 모터가 구동하지 않음에도 인버터 제어기의 온도가 상승하여 모터 성능을 떨어뜨리게 되고, 제품의 성능 또한 저하된다. In particular, the drive shaft is rotating due to the vehicle's coasting, but in the zero torque state, which is the stage immediately before driving the motor, current does not flow to the motor coil, and the inverter controller generates the most heat. However, even though the motor is not driven due to the connected snubber circuit, the temperature of the inverter controller rises, degrading motor performance, and the performance of the product also deteriorates.

즉, RC 스너버로 인하여 제어기 및 소자의 온도 상승 발생으로 효율을 저하시키고, 0토크 제어 구간에서는 모터코일로 전류가 흐르지 않아 인버터 내부에서만 열이 순환되며, 도 3의 경우 스너버 유/무에 따라 온도차 약 9도 발생함을 알 수 있다.In other words, the RC snubber causes the temperature of the controller and elements to rise, reducing efficiency, and in the 0 torque control section, current does not flow to the motor coil, so heat circulates only inside the inverter. In the case of Figure 3, the presence/absence of the snubber Accordingly, it can be seen that a temperature difference of about 9 degrees occurs.

대한민국 등록공보 10-0333089호Republic of Korea Registration Publication No. 10-0333089

본 발명은 RC 스너버의 전류 흐름을 선택적으로 제어함으로써 인버터 제어의 열 효율을 개선하는 선택적 스너버 회로를 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a selective snubber circuit that improves the thermal efficiency of inverter control by selectively controlling the current flow of the RC snubber.

본 발명의 일 측면에 따른 선택적 스너버 회로는, 모터 구동용 인버터를 구성하는 스위치 소자와 병렬인 전류 경로를 형성하며, 서로 직렬로 연결된 스너버 저항과 스너버 커패시터; 상기 스너버 저항과 스너버 커패시터의 전류 경로를 스위칭하는 스너버 단속 스위치; 및 상기 모터 구동용 인버터가 0 토크 제어 상황인 경우 상기 스너버 단속 스위치를 off 시키는 제어기를 포함할 수 있다.The selective snubber circuit according to one aspect of the present invention forms a current path parallel to the switch element constituting the inverter for driving the motor, and includes a snubber resistor and a snubber capacitor connected in series with each other; A snubber interruption switch that switches the current path of the snubber resistor and the snubber capacitor; And it may include a controller that turns off the snubber intermittent switch when the inverter for driving the motor is in a 0 torque control state.

여기서, 상기 제어기는, 차량의 VCU로부터 0 토크 지령을 접수받으면 0 토크 제어 상황으로 판단할 수 있다.Here, when the controller receives a 0 torque command from the vehicle's VCU, it can determine a 0 torque control situation.

여기서, 상기 스너버 커패시터의 일단은 상기 인버터 스위치 소자의 소스 단자에 연결되고, 타단은 상기 스너버 저항의 일단에 연결되며, 상기 스너버 단속 스위치의 일단은 상기 스너버 저항의 타단에 연결되고, 타단은 상기 인버터 스위치 소자의 드레인 단자에 연결될 수 있다.Here, one end of the snubber capacitor is connected to the source terminal of the inverter switch element, the other end is connected to one end of the snubber resistor, and one end of the snubber interrupt switch is connected to the other end of the snubber resistor, The other end may be connected to the drain terminal of the inverter switch element.

여기서, here,

상기 스너버 단속 스위치는, 소스가 상기 스너버 저항의 타단에 연결되고, 드레인이 상기 인버터 스위치 소자의 드레인 단자에 연결되고, 게이트로 상기 제어기의 on/off 지시 신호가 인가될 수 있다.The snubber intermittent switch may have a source connected to the other end of the snubber resistor, a drain connected to the drain terminal of the inverter switch element, and an on/off indication signal of the controller may be applied to the gate.

여기서, 상기 인버터 스위치 소자는 MOSFET이고, 상기 스너버 단속 스위치는, 상기 인버터 스위치 소자와 동일 타입 또는 동일 소재를 채택한 MOSFET일 수 있다.Here, the inverter switch element is a MOSFET, and the snubber interrupt switch may be a MOSFET of the same type or made of the same material as the inverter switch element.

본 발명의 다른 측면에 따른 선택적 스너버 회로는, 모터 구동용 인버터를 구성하는 스위치 소자와 병렬인 전류 경로를 형성하며, 서로 직렬로 연결된 스너버 저항과 스너버 커패시터; 상기 스너버 저항과 스너버 커패시터의 전류 경로 또는 상기 스너버 저항의 전류 경로에 대하여 바이패스 경로를 형성하는 스너버 바이패스 스위치; 및 상기 모터 구동용 인버터가 0 토크 제어 상황인 경우 상기 스너버 바이패스 스위치를 on 시키는 제어기를 포함할 수 있다.The selective snubber circuit according to another aspect of the present invention forms a current path parallel to the switch element constituting the inverter for driving the motor, and includes a snubber resistor and a snubber capacitor connected in series with each other; A snubber bypass switch that forms a bypass path with respect to the current path of the snubber resistor and the snubber capacitor or the current path of the snubber resistor; And it may include a controller that turns on the snubber bypass switch when the inverter for driving the motor is in a 0 torque control situation.

여기서, 상기 제어기는, 차량의 VCU로부터 0 토크 지령을 접수받으면 0 토크 제어 상황으로 판단할 수 있다.Here, when the controller receives a 0 torque command from the vehicle's VCU, it can determine a 0 torque control situation.

여기서, 상기 스너버 커패시터의 일단은 상기 인버터 스위치 소자의 소스 단자에 연결되고, 타단은 상기 스너버 저항의 일단에 연결되며, 상기 스너버 바이패스 스위치의 일단은 상기 스너버 저항의 타단에 연결되고, 타단은 상기 인버터 스위치 소자의 드레인 단자에 연결될 수 있다.Here, one end of the snubber capacitor is connected to the source terminal of the inverter switch element, the other end is connected to one end of the snubber resistor, and one end of the snubber bypass switch is connected to the other end of the snubber resistor. , the other end may be connected to the drain terminal of the inverter switch element.

여기서, 상기 스너버 바이패스 스위치는, 소스가 상기 스너버 저항의 타단에 연결되고, 드레인이 상기 인버터 스위치 소자의 드레인 단자에 연결되고, 게이트로 상기 제어기의 on/off 지시 신호가 인가될 수 있다.Here, the snubber bypass switch has a source connected to the other end of the snubber resistor, a drain connected to the drain terminal of the inverter switch element, and an on/off instruction signal of the controller may be applied to the gate. .

여기서, 상기 인버터 스위치 소자는 MOSFET이고, 상기 스너버 바이패스 스위치는, 상기 인버터 스위치 소자와 동일 타입 또는 동일 소재를 채택한 MOSFET일 수 있다.Here, the inverter switch element is a MOSFET, and the snubber bypass switch may be a MOSFET of the same type or made of the same material as the inverter switch element.

상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 선택적 스너버 회로를 실시하면, 스위치(FET)로 RC 스너버의 전류 흐름을 선택적으로 제어함으로써 열 효율을 개선하는 이점이 있다.If the selective snubber circuit according to the spirit of the present invention of the above-described configuration is implemented, there is an advantage of improving thermal efficiency by selectively controlling the current flow of the RC snubber with a switch (FET).

본 발명의 선택적 스너버 회로는 모터 구동용 인버터와 같은 모터 구동 장치의 열효율 개선으로 인하여 제품 성능을 향상시키는 이점이 있다.The selective snubber circuit of the present invention has the advantage of improving product performance by improving the thermal efficiency of a motor driving device such as an inverter for driving a motor.

도 1은 종래기술에 따른 인버터 전력 스위치에 고정 연결된 스너버 회로를 도시한 회로도이다.
도 2는 도 1의 인버터 전력 스위치의 on/off에 따른 스너버 회로의 동작을 나타낸 파형도이다.
도 3은 도 1의 회로에서 스너버 유/무에 따른 온도차 발생을 도시한 그래프이다.
도 4는 인버터의 토크 제어를 설명하기 위한 DC 모터의 등가 회로도이다.
도 5는 일반적으로 사용되는 H-bridge 인버터를 예시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 사상에 따른 선택적 스너버 회로의 일 실시예를 도시한 회로도이다.
도 7은 도 6의 선택적 스너버 회로에 의한 작동 메커니즘을 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 사상에 따른 선택적 스너버 회로의 다른 실시예를 도시한 회로도이다.
Figure 1 is a circuit diagram showing a snubber circuit fixedly connected to an inverter power switch according to the prior art.
FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the snubber circuit according to on/off of the inverter power switch of FIG. 1.
Figure 3 is a graph showing the occurrence of temperature difference depending on the presence/absence of a snubber in the circuit of Figure 1.
Figure 4 is an equivalent circuit diagram of a DC motor to explain torque control of an inverter.
Figure 5 is a circuit diagram illustrating a commonly used H-bridge inverter.
Figure 6 is a circuit diagram showing an embodiment of a selective snubber circuit according to the spirit of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing an operating mechanism by the selective snubber circuit of FIG. 6.
Figure 8 is a circuit diagram showing another embodiment of a selective snubber circuit according to the spirit of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. In describing the present invention, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components may not be limited by the terms. Terms are intended only to distinguish one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may be referred to as a first component without departing from the scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.When a component is mentioned as being connected or connected to another component, it can be understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in between. .

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. The terms used herein are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions may include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다. In this specification, terms such as include or have are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, including one or more other features or numbers, It can be understood that the existence or addition possibility of steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not excluded in advance.

또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Additionally, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.

먼저, 본 발명의 사상에 따른 선택적 스너버 회로가 관심을 두는 인버터의 0 토크 상황에 대하여 알아보겠다.First, let's look at the zero torque situation of the inverter, which is of interest to the selective snubber circuit according to the spirit of the present invention.

도 4는 인버터의 토크 제어를 설명하기 위한 DC 모터의 등가 회로도이다.Figure 4 is an equivalent circuit diagram of a DC motor to explain torque control of an inverter.

도 5는 일반적으로 사용되는 H-bridge 인버터를 예시한 회로도이다.Figure 5 is a circuit diagram illustrating a commonly used H-bridge inverter.

0 토크 제어는 차량이 구동력없이 관성이나 경사 구배에 의한 위치 에너지로 타력 주행하는 경우에 모터의 토크가 0Nm이 출력되도록 차량의 주행제어장치(일반적으로 VCU가 된다)가 제어하는 것을 의미한다.Zero torque control means that the vehicle's driving control device (generally a VCU) controls the motor's torque to output 0Nm when the vehicle coasts without driving force with potential energy due to inertia or slope gradient.

0 토크 제어가 필요한 이유는 다음과 같다.0 The reasons why torque control is necessary are as follows.

차량 구동 모터가 회전하면 하기 수학식 1과 같이 회전속도에 비례하여 역기전력이 발생한다.When the vehicle drive motor rotates, back electromotive force is generated in proportion to the rotation speed, as shown in Equation 1 below.

이때, 인버터를 제어하지 않고 타력에 의해서 모터가 빠르게 회전하게 되면, 큰 역기전력의 에너지가 소자를 소손시킬 수 있다. 따라서, 인버터 제어(0Nm 제어)를 통해서 폐루프를 형성하여 모터 회전 시 역기전력에 의한 소자의 소손을 방지하는 0 토크 제어를 수행한다.At this time, if the motor rotates quickly due to other force without controlling the inverter, the energy of the large back electromotive force may burn out the device. Therefore, a closed loop is formed through inverter control (0Nm control) to perform zero torque control to prevent damage to the device due to back electromotive force when the motor rotates.

그런데, 앞서 살펴본 바와 같이, 전력 스위치의 스위칭 동작 시 급격한 전압상승 등에 의한 surge를 차단하고 ringing 현상을 제거하기 위한 스너버 회로(snubber circuit)가 구비된 경우, 상술한 0 토크 제어시 스너버 저항에 의한 상당 수준의 발열이 발생한다.However, as seen above, if a snubber circuit is provided to block surges caused by rapid voltage rises during the switching operation of the power switch and to eliminate the ringing phenomenon, the snubber resistance during the above-described zero torque control A significant level of heat is generated.

도 6은 본 발명의 사상에 따라 0 토크 제어시 발열을 방지하는 선택적 스터버 회로의 일 실시예를 도시한 회로도이다.Figure 6 is a circuit diagram showing an embodiment of a selective stirrer circuit that prevents heat generation during zero torque control according to the spirit of the present invention.

도시한 선택적 스너버 회로는, 모터 구동용 인버터를 구성하는 스위치 소자(10)와 병렬인 전류 경로를 형성하며, 서로 직렬로 연결된 스너버 저항(120)과 스너버 커패시터(140); 상기 스너버 저항(120)과 스너버 커패시터(140)의 전류 경로를 스위칭하는 스너버 단속 스위치(160); 및 상기 모터 구동용 인버터가 0 토크 제어 상황인 경우 상기 스너버 단속 스위치(160)를 off 시키는 제어기(200)를 포함할 수 있다.The illustrated selective snubber circuit forms a current path parallel to the switch element 10 constituting the inverter for driving the motor, and includes a snubber resistor 120 and a snubber capacitor 140 connected in series with each other; A snubber intermittent switch 160 that switches the current path of the snubber resistor 120 and the snubber capacitor 140; And it may include a controller 200 that turns off the snubber control switch 160 when the inverter for driving the motor is in a 0 torque control state.

일반적으로 전기 자동차의 주행에 관련된 CPU들로서, 차량의 MCU(Moter Control Unit) 및 TCU(Transmission Control Unit), ECU(Electronic Control Unit), VCU(Vehicle Control Unit) 등이 구비된다. 상기 제어기(200)는, 상술한 CPU들 중 차량의 VCU로부터 0 토크 지령을 접수받으면 0 토크 제어 상황으로 판단하는 것이 일반적이다. 그러나, 다른 구현의 경우 다른 CPU로부터 0 토크 지령을 접수받을 수도 있다.Generally, CPUs related to the driving of an electric vehicle include the vehicle's Motor Control Unit (MCU), Transmission Control Unit (TCU), Electronic Control Unit (ECU), and Vehicle Control Unit (VCU). The controller 200 generally determines a 0 torque control situation when it receives a 0 torque command from the vehicle's VCU among the above-described CPUs. However, in other implementations, a 0 torque command may be received from another CPU.

도시한 회로도를 구체적으로 살펴보면, 상기 스너버 커패시터(140)의 일단은 상기 인버터 스위치 소자(10)의 소스 단자에 연결되고, 타단은 상기 스너버 저항(120)의 일단에 연결되며, 상기 스너버 단속 스위치(160)의 일단으로서 소스는 상기 스너버 저항(120)의 타단에 연결되고, 타단으로서 드레인은 상기 인버터 스위치 소자(10)의 드레인 단자에 연결됨을 알 수 있다.Looking at the illustrated circuit diagram in detail, one end of the snubber capacitor 140 is connected to the source terminal of the inverter switch element 10, the other end is connected to one end of the snubber resistor 120, and the snubber capacitor 140 is connected to the source terminal of the inverter switch element 10. It can be seen that the source as one end of the interrupt switch 160 is connected to the other end of the snubber resistor 120, and the drain as the other end is connected to the drain terminal of the inverter switch element 10.

즉, 도시한 상기 스너버 단속 스위치(160)는, 소스가 상기 스너버 저항(120)의 타단에 연결되고, 드레인이 상기 인버터 스위치 소자(10)의 드레인 단자에 연결되고, 게이트로 상기 제어기(200)의 on/off 지시 신호가 인가되는 MOSFET으로 구현된 것이다.That is, the snubber intermittent switch 160 shown has a source connected to the other end of the snubber resistor 120, a drain connected to the drain terminal of the inverter switch element 10, and a gate connected to the controller ( It is implemented as a MOSFET to which an on/off indication signal (200) is applied.

일반적으로 인버터의 전력 소자로서 스위치는 MOSFET이 널리 사용된다. 상기 스너버 단속 스위치(160)를 MOSFET으로 구현하는 경우, 해당 인버터 스위치 소자(10)와 동일 타입(N or P) 및/또는 동일 소재(GaAs, GaN, Si기반 소재 등)를 채택할 수 있다. 이 경우, 유사한 잡음 특성 및 스위칭 특성으로 서로 동일한 방식으로 on/off를 제어(타이밍제어)할 수 있는 이점이 있다.In general, MOSFET switches are widely used as power devices in inverters. When the snubber interrupt switch 160 is implemented as a MOSFET, the same type (N or P) and/or the same material (GaAs, GaN, Si-based material, etc.) as the corresponding inverter switch element 10 can be adopted. . In this case, there is an advantage that on/off can be controlled (timing control) in the same way with similar noise characteristics and switching characteristics.

도 7은 도 6의 선택적 스터버 회로에 의한 작동 메커니즘을 도시한 흐름도이다.FIG. 7 is a flowchart showing the operating mechanism of the selective stubber circuit of FIG. 6.

도시한 흐름도의 과정은 상기 제어기(200)에 의해 수행되며, 비교적 단순한 작업인 바, 상기 제어기(200)는 프로그래밍된 마이컴으로 구현될 수 있다.The process shown in the flowchart is performed by the controller 200, and since it is a relatively simple task, the controller 200 can be implemented with a programmed microcomputer.

도시한 바와 같이, 상기 제어기(200)는, 차량의 VCU 등에서 출력되는 지시에 따라 0 토크 제어 여부를 확인하는 단계(S20); 0 토크 제어 상황이면, 상기 스너버 단속 스위치(160)를 off 시켜서(S40), RC 스너버 경로로의 전류 흐름을 차단하는 단계(S45); 및 0 토크 제어 상황이 아니면, 상기 스너버 단속 스위치(160)를 on 시켜서(S40), RC 스너버 경로로의 전류 흐름을 유지하는 단계(S45)를 수행할 수 있다. 이에 따라, 인버터에 대한 0 토크 제어시에만 RC 스너버 스위치로서 스너버 단속 스위치(160)를 OFF 하여 발열 발생 제한하면서도, 0 토크 제어가 아닌 정상 모드로 회전 시에는 RC 스너버를 통한 스위칭 성능을 개선할 수 있다.As shown, the controller 200 checks whether zero torque control is performed according to an instruction output from the vehicle's VCU, etc. (S20); If it is a 0 torque control situation, turning off the snubber control switch 160 (S40) to block the current flow to the RC snubber path (S45); And if it is not a 0 torque control situation, the step of turning on the snubber control switch 160 (S40) and maintaining the current flow to the RC snubber path (S45) can be performed. Accordingly, heat generation is limited by turning off the snubber control switch 160 as an RC snubber switch only during zero torque control for the inverter, but switching performance through the RC snubber is maintained when rotating in normal mode instead of zero torque control. It can be improved.

이는, RC 스너버에 스너버 단속 스위치(160)를 달아, 특정 단계에서는 OFF 시켜 RC 스너버로 흐르는 전류를 차단하고, 모터가 구동하는 단계에서는 RC 스너버 스위치를 ON시켜 스위칭 특성을 개선함에 기인한다.This is due to installing a snubber intermittent switch 160 on the RC snubber, turning it OFF at a certain stage to block the current flowing to the RC snubber, and turning the RC snubber switch ON at the motor driving stage to improve switching characteristics. do.

도 8은 본 발명의 사상에 따른 선택적 스너버 회로의 다른 실시예를 도시한 회로도이다.Figure 8 is a circuit diagram showing another embodiment of a selective snubber circuit according to the spirit of the present invention.

도시한 선택적 스너버 회로는, 모터 구동용 인버터를 구성하는 스위치 소자(10)와 병렬인 전류 경로를 형성하며, 서로 직렬로 연결된 스너버 저항(120)과 스너버 커패시터(140); 상기 스너버 저항(120)과 스너버 커패시터(140)의 전류 경로 또는 상기 스너버 저항(120)의 전류 경로에 대하여 바이패스 경로를 형성하는 스너버 바이패스 스위치(162); 및 상기 모터 구동용 인버터가 0 토크 제어 상황인 경우 상기 스너버 바이패스 스위치(162)를 on 시키는 제어기(202)를 포함할 수 있다.The illustrated selective snubber circuit forms a current path parallel to the switch element 10 constituting the inverter for driving the motor, and includes a snubber resistor 120 and a snubber capacitor 140 connected in series with each other; A snubber bypass switch 162 that forms a bypass path with respect to the current path of the snubber resistor 120 and the snubber capacitor 140 or the current path of the snubber resistor 120; And it may include a controller 202 that turns on the snubber bypass switch 162 when the inverter for driving the motor is in a 0 torque control state.

상기 제어기(202)는, 차량의 VCU로부터 0 토크 지령을 접수받으면 0 토크 제어 상황으로 판단함은 도 6의 경우와 동일하나, 0 토크 제어 상황인 경우 상기 스너버 바이패스 스위치(162)를 on시키는데 차이가 존재한다.When the controller 202 receives a 0 torque command from the VCU of the vehicle, it determines a 0 torque control situation as in the case of FIG. 6, but in the case of a 0 torque control situation, the snubber bypass switch 162 is turned on. There is a difference in ordering.

구현에 따라, 상기 스너버 바이패스 스위치(162)는, 상기 스너버 저항(120) 및 스너버 커패시터(140)와 병렬 연결 관계이거나, 상기 스너버 저항(120)과 병렬 연결 관계일 수 있다. 도 8은 전자의 경우를 나타내었다.Depending on implementation, the snubber bypass switch 162 may be connected in parallel with the snubber resistor 120 and the snubber capacitor 140, or may be connected in parallel with the snubber resistor 120. Figure 8 shows the former case.

전자의 경우는, RC 스너버에 의한 발열을 보다 효과적으로 억제하는 이점이 있는 반면 쇼트 경로가 형성되므로 제어에 보다 주의가 필요하다는 단점이 있다. 후자의 경우는 스너버 커패시터(140)에 의해 직류 경로는 차단되어 제어가 보다 용이한 이점이 있으나, 스너버 커패시터(140)에 의한 부작용의 우려가 있는 단점이 있다.In the former case, there is an advantage in suppressing heat generated by the RC snubber more effectively, but there is a disadvantage in that more attention is required for control because a short path is formed. In the latter case, the direct current path is blocked by the snubber capacitor 140, which has the advantage of making control easier, but has the disadvantage of having a risk of side effects caused by the snubber capacitor 140.

도시한 상기 스너버 커패시터(140)의 일단은 상기 인버터 스위치 소자(10)의 소스 단자에 연결되고, 타단은 상기 스너버 저항(120)의 일단에 연결되며, 상기 스너버 바이패스 스위치(162)의 일단은 상기 스너버 저항(120)의 타단에 연결되고, 타단은 상기 인버터 스위치 소자(10)의 드레인 단자에 연결된다.One end of the illustrated snubber capacitor 140 is connected to the source terminal of the inverter switch element 10, the other end is connected to one end of the snubber resistor 120, and the snubber bypass switch 162 One end of is connected to the other end of the snubber resistor 120, and the other end is connected to the drain terminal of the inverter switch element 10.

구체적으로, 상기 스너버 바이패스 스위치(162)는, 소스가 상기 스너버 저항(120)의 타단에 연결되고, 드레인이 상기 인버터 스위치 소자(10)의 드레인 단자에 연결되고, 게이트로 상기 제어기의 on/off 지시 신호가 인가되는 MOSFET으로 구현됨을 알 수 있다. Specifically, the snubber bypass switch 162 has a source connected to the other end of the snubber resistor 120, a drain connected to the drain terminal of the inverter switch element 10, and a gate of the controller. It can be seen that it is implemented as a MOSFET to which the on/off indication signal is applied.

이때, 상기 인버터 스위치 소자(10)가 MOSFET인 경우, 상기 스너버 단속 스위치(162)는, 상기 인버터 스위치 소자와 동일 타입 또는 동일 소재를 채택한 MOSFET일 수 있다.At this time, when the inverter switch element 10 is a MOSFET, the snubber control switch 162 may be a MOSFET of the same type or made of the same material as the inverter switch element.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features, and that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. Just do it. The scope of the present invention is indicated by the claims described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .

10 : 인버터 스위치 소자
120 : 스너버 저항
140 : 스너버 커패시터
160 : 스너버 단속 스위치
162 : 스너버 바이패스 스위치
200, 202 : 제어기
10: Inverter switch element
120: Snubber resistance
140: snubber capacitor
160: Snubber disconnect switch
162: Snubber bypass switch
200, 202: Controller

Claims (10)

모터 구동용 인버터를 구성하는 스위치 소자와 병렬인 전류 경로를 형성하며, 서로 직렬로 연결된 스너버 저항과 스너버 커패시터;
상기 스너버 저항과 스너버 커패시터의 전류 경로를 스위칭하는 스너버 단속 스위치; 및
상기 모터 구동용 인버터가 0 토크 제어 상황인 경우 상기 스너버 단속 스위치를 off 시키는 제어기
를 포함하는 선택적 스너버 회로.
A snubber resistor and a snubber capacitor that form a current path parallel to the switch element constituting the motor driving inverter and are connected in series with each other;
A snubber interruption switch that switches the current path of the snubber resistor and the snubber capacitor; and
A controller that turns off the snubber intermittent switch when the inverter for driving the motor is in a 0 torque control situation.
Optional snubber circuit including.
제1항에 있어서,
상기 제어기는,
차량의 VCU로부터 0 토크 지령을 접수받으면 0 토크 제어 상황으로 판단하는 선택적 스너버 회로.
According to paragraph 1,
The controller is,
An optional snubber circuit that determines a 0 torque control situation when a 0 torque command is received from the vehicle's VCU.
제1항에 있어서,
상기 스너버 커패시터의 일단은 상기 인버터 스위치 소자의 소스 단자에 연결되고, 타단은 상기 스너버 저항의 일단에 연결되며,
상기 스너버 단속 스위치의 일단은 상기 스너버 저항의 타단에 연결되고, 타단은 상기 인버터 스위치 소자의 드레인 단자에 연결되는 선택적 스너버 회로.
According to paragraph 1,
One end of the snubber capacitor is connected to the source terminal of the inverter switch element, and the other end is connected to one end of the snubber resistor,
A selective snubber circuit in which one end of the snubber interrupt switch is connected to the other end of the snubber resistor, and the other end is connected to the drain terminal of the inverter switch element.
제3항에 있어서,
상기 스너버 단속 스위치는, 소스가 상기 스너버 저항의 타단에 연결되고, 드레인이 상기 인버터 스위치 소자의 드레인 단자에 연결되고, 게이트로 상기 제어기의 on/off 지시 신호가 인가되는 MOSFET인 선택적 스너버 회로.
According to paragraph 3,
The snubber intermittent switch is a selective snubber whose source is connected to the other end of the snubber resistor, whose drain is connected to the drain terminal of the inverter switch element, and which is a MOSFET to which the on/off indication signal of the controller is applied to the gate. Circuit.
제3항에 있어서,
상기 인버터 스위치 소자는 MOSFET이고,
상기 스너버 단속 스위치는, 상기 인버터 스위치 소자와 동일 타입 또는 동일 소재를 채택한 MOSFET인 선택적 스너버 회로.
According to paragraph 3,
The inverter switch element is a MOSFET,
The snubber intermittent switch is a selective snubber circuit that is a MOSFET of the same type or material as the inverter switch element.
모터 구동용 인버터를 구성하는 스위치 소자와 병렬인 전류 경로를 형성하며, 서로 직렬로 연결된 스너버 저항과 스너버 커패시터;
상기 스너버 저항과 스너버 커패시터의 전류 경로 또는 상기 스너버 저항의 전류 경로에 대하여 바이패스 경로를 형성하는 스너버 바이패스 스위치; 및
상기 모터 구동용 인버터가 0 토크 제어 상황인 경우 상기 스너버 바이패스 스위치를 on 시키는 제어기
를 포함하는 선택적 스너버 회로.
A snubber resistor and a snubber capacitor that form a current path parallel to the switch element constituting the motor driving inverter and are connected in series with each other;
a snubber bypass switch that forms a bypass path with respect to the current path of the snubber resistor and the snubber capacitor or the current path of the snubber resistor; and
A controller that turns on the snubber bypass switch when the inverter for driving the motor is in a 0 torque control situation.
Optional snubber circuit including.
제6항에 있어서,
상기 제어기는,
차량의 VCU로부터 0 토크 지령을 접수받으면 0 토크 제어 상황으로 판단하는 선택적 스너버 회로.
According to clause 6,
The controller is,
An optional snubber circuit that determines a 0 torque control situation when a 0 torque command is received from the vehicle's VCU.
제6항에 있어서,
상기 스너버 커패시터의 일단은 상기 인버터 스위치 소자의 소스 단자에 연결되고, 타단은 상기 스너버 저항의 일단에 연결되며,
상기 스너버 바이패스 스위치의 일단은 상기 스너버 저항의 타단에 연결되고, 타단은 상기 인버터 스위치 소자의 드레인 단자에 연결되는 선택적 스너버 회로.
According to clause 6,
One end of the snubber capacitor is connected to the source terminal of the inverter switch element, and the other end is connected to one end of the snubber resistor,
A selective snubber circuit in which one end of the snubber bypass switch is connected to the other end of the snubber resistor, and the other end is connected to the drain terminal of the inverter switch element.
제8항에 있어서,
상기 스너버 바이패스 스위치는, 소스가 상기 스너버 저항의 타단에 연결되고, 드레인이 상기 인버터 스위치 소자의 드레인 단자에 연결되고, 게이트로 상기 제어기의 on/off 지시 신호가 인가되는 MOSFET인 선택적 스너버 회로.
According to clause 8,
The snubber bypass switch is a selective switch whose source is connected to the other end of the snubber resistor, whose drain is connected to the drain terminal of the inverter switch element, and which is a MOSFET to which the on/off indication signal of the controller is applied to the gate. Nubber circuit.
제8항에 있어서,
상기 인버터 스위치 소자는 MOSFET이고,
상기 스너버 바이패스 스위치는, 상기 인버터 스위치 소자와 동일 타입 또는 동일 소재를 채택한 MOSFET인 선택적 스너버 회로.




According to clause 8,
The inverter switch element is a MOSFET,
The snubber bypass switch is a selective snubber circuit that is a MOSFET adopting the same type or material as the inverter switch element.




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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100333089B1 (en) 1999-06-02 2002-04-24 권영한 DC/DC convertor using digital signal processing
JP2009274489A (en) * 2008-05-12 2009-11-26 Jtekt Corp Vehicular steering device
KR20120039822A (en) * 2010-10-18 2012-04-26 주식회사 아모텍 Motor driving inverter for reducing electromagnetic noise and motor drive apparatus using the same
JP2014057494A (en) * 2012-09-14 2014-03-27 Denso Corp Rotary electric machine for vehicle
JP2014128066A (en) * 2012-12-25 2014-07-07 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor module
KR20200005281A (en) * 2018-07-06 2020-01-15 현대자동차주식회사 System and method for discharging direct current link capacitor of inverter for driving motor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100333089B1 (en) 1999-06-02 2002-04-24 권영한 DC/DC convertor using digital signal processing
JP2009274489A (en) * 2008-05-12 2009-11-26 Jtekt Corp Vehicular steering device
KR20120039822A (en) * 2010-10-18 2012-04-26 주식회사 아모텍 Motor driving inverter for reducing electromagnetic noise and motor drive apparatus using the same
JP2014057494A (en) * 2012-09-14 2014-03-27 Denso Corp Rotary electric machine for vehicle
JP2014128066A (en) * 2012-12-25 2014-07-07 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor module
KR20200005281A (en) * 2018-07-06 2020-01-15 현대자동차주식회사 System and method for discharging direct current link capacitor of inverter for driving motor

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