KR19990086881A - 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로에 관한 것으로, 직류 전원 입력단(Vi)에 콜렉터단이 연결되고 상호 병렬 연결된 복수개의 트랜지스터들(Q1~Q3)을 구비하는 상측 구동부(10), 및 접지단(GND)에 에미터단이 연결되고 상호 병렬 연결되며 상기 상측 구동부(10)의 각 트랜지스터(Q1~Q3)에 직렬 연결된 복수개의 트랜지스터(Q4~Q6)를 구비하는 하측 구동부(20)로 구성된 모터용 인버터에 있어서, 상기 각 트랜지스터(Q1~Q6)의 온/오프 상태를 감지하기 위한 감지부(50)와; 상기 각 감지부(50)의 출력 신호를 입력하여 상기 상호 직렬 연결된 한 쌍의 트랜지스터 Q1과 Q4 또는 Q2와 Q5 또는 Q3와 Q6가 동시 턴온 상태인가를 판별하는 논리 회로부(60); 및 상기 논리 회로부(60)로부터 제공되는 논리 신호에 의거하여 상기 각 트랜지스터(Q1~Q6)의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되어, 인버터의 구동시 암 쇼트(Arm Short)를 방지하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 모터용 인버터(Inverter)에 관한 것으로, 특히 인버터의 구동시 암 쇼트(Arm Short)를 방지하기 위한 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 삼상(三相) 모터용 인버터의 회로도로써, 동 도면에 도시된 바와 같이, 상측 구동부(High Side Arm)(10) 및 하측 구동부(Low Side Arm)(20)로 구성되어 있다. 상기 상측 구동부(10)는 콜렉터가 직류 입력 전원(Vi)단에 연결되어 있고 베이스는 스위칭 제어부(30)에 연결된 제 1 트랜지스터(Q1)와, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)에 병렬로 연결된 제 2 트랜지스터(Q2) 및 제 3 트랜지스터(Q3)를 구비하고 있다. 상기 하측 구동부(20)는 상기 제 1 내지 제 3 트랜지스터(Q1)(Q2)(Q3)의 에미터에 콜렉터가 각각 직렬 연결되고 각 에미터는 접지되어 있으며 각 베이스는 상기 제어부(30)에 연결된 제 4 내지 제 6 트랜지스터(Q4)(Q5)(Q6)를 구비하고 있다.
이어 도 1의 종래 모터 구동용 인버터의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 직류 전원 입력단(Vi)으로부터 전원이 입력되면, 상기 스위칭 제어부(30)는 상기 상측 구동부(10)와 하측 구동부(20)가 서로 교번하여 턴온 구동되도록 제어하여 u, v 및 w상에 대응하는 전류 신호를 모터(M)의 제 1 내지 제 3 코일(L1)(L2)(L3)에 제공함으로써 모터(M)가 구동되도록 한다. 즉, 상기 스위칭 제어부(30)는 상기 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 4 트랜지스터(Q4)가 교번하여 턴온되도록 제어하여 u상에 대응하는 구동 전류 신호가 모터의 제 1 코일(L1)에 제공되도록 하고, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)와 제 5 트랜지스터(Q5)가 교번하여 턴온되도록 제어하여 v상에 대응하는 구동 전류 신호가 모터의 제 2 코일(L2)에 제공되도록 하며, 상기 제 3 트랜지스터(Q3)와 제 6 트랜지스터(Q6)가 교번하여 턴온되도록 제어하여 w상에 대응하는 구동 신호가 모터의 제 3 코일(L3)에 제공되도록 함으로써 모터(M)를 구동시킨다.
그러나, 서로 직렬로 연결된 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 3 트랜지스터(Q3), 또는 제 2 트랜지스터(Q2)와 제 4 트랜지스터(Q4), 또는 제 3 트랜지스터(Q3)와 제 6 트랜지스터(Q6)가 동시에 턴온되는 암 쇼트(Arm Short) 형상이 발생하게 되면, 상기 입력 전압(Vi)에 의한 전류는 상호 직렬 연결된 한 쌍의 트랜지스터(Q1)(Q3), 또는 (Q2)(Q4), 또는 (Q3)(Q6)를 통해 접지(GND)로 흐르게 되기 때문에, 모터(M)의 제 1 내지 제 3 코일(L1)(L2)(L3)에 구동 전류가 제공되지 않게 되어 모터(M)가 구동되지 않고 상기 한 쌍의 트랜지서터에 과전류가 흐르게 되어 치명적인 손상을 입는 문제가 발생한다
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 모터용 인버터의 구동시 발생하는 암 쇼트 현상을 감지하여 회로를 보호하고 모터의 작동을 원할하게 제어할 수 있도록 하는 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로를 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로는, 직류 입력 전원단에 상호 병렬 연결된 복수개의 트랜지스터들을 구비하는 상측 구동부, 및 접지단에 상호 병렬 연결되고 상기 상측 구동부의 각 트랜지스터에 직렬 연결된 복수개의 트랜지스터를 구비하는 하측 구동부로 구성된 모터용 인버터에 있어서; 상기 각 트랜지스터의 온/오프 상태를 감지하기 위한 복수개의 감지부와, 상기 각 감지부의 출력 신호를 입력하여 상기 상호 직렬 연결된 한 쌍의 트랜지스터가 동시 턴온 상태인가를 판별하는 논리 회로부와, 상기 논리 회로부로부터 제공되는 논리 신호에 의거하여 상기 각 트랜지스터의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
도 1은 종래 기술에 따른 삼상(三相) 모터용 인버터의 회로도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터용 인버터의 회로도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 상측 구동부 20 : 하측 구동부
50 : 감지부 60 : 논리 회로부
70 : 제어부
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터용 인버터의 회로도로써, 동 도면에 도시된 바와 같이, 직류 전원 입력단(Vi)에 콜렉터단이 연결되고 상호 병렬 연결된 제 1 트랜지스터(Q1), 제 2 트랜지스터(Q2) 및 제 3 트랜지스터(Q3)가 있고, 상기 제 1 내지 제 3 트랜지스터(Q1)(Q2)(Q3)는 도 1의 상측 구동부(10)의 구성과 동일하다. 또한, 접지(GND)단에 에미터단이 연결되고 상기 제 1 내지 제 3 트랜지스터(Q1)(Q2)(Q3)의 에미터단에 콜렉터단이 각각 연결된 제 4 트랜지스터(Q4), 제 5 트랜지스터(Q5) 및 제 6 트랜지스터(Q6)가 구비되어 있다. 상기 제 4 내지 제 6 트랜지스터(Q4)(Q5)(Q6)는 도 1의 하측 구동부(20)의 구성과 동일하다.
도 2에서 본 발명에 따른 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로는, 상기 각 트랜지스터(Q1~Q6)의 온/오프 상태를 감지하기 위하여 상기 각 트랜지스터(Q1~Q6)에 대응되도록 설치된 복수개의 감지부(50)와; 상기 각 감지부(50)의 출력 신호를 입력하여 상기 상호 직렬 연결된 한 쌍의 트랜지스터, 즉 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 4 트랜지스터(Q4), 제 2 트랜지스터(Q2)와 제 5 트랜지스터(Q5), 및/또는 제 3 트랜지스터(Q3)와 제 6 트랜지스터(Q6)가 동시 턴온 상태인가를 판별하는 논리 회로부(60); 및 상기 논리 회로부(60)로부터 제공되는 논리 신호에 의거하여 상기 각 트랜지스터(Q1~Q6)의 스위칭 동작을 제어하는 제어부(70)를 포함하여 구성된다.
상기 감지부(50)는, 음극이 제 1 저항(R1)을 통해 상기 각 트랜지스터(Q1~Q6)의 콜렉터단 접속되어 있고 양극은 상기 각 트랜지스터(Q1~Q6)의 에미터단에 접속된 포토 다이오드(PD)와, 콜렉터단은 제 2 저항(R2)을 통해 전원단(Vcc)에 연결되어 있고 에미터단은 접지되어 있으며 베이스단은 상기 포토 다이오드의 출력 신호를 수신하는 포토 트랜지스터(PQ)로 구성된다.
상기 논리 회로부(60)는 상기 상호 직렬 연결된 한 쌍의 트랜지스터(즉, 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 4 트랜지스터(Q4), 제 2 트랜지스터(Q2)와 제 5 트랜지스터(Q5), 및 제 3 트랜지스터(Q3)와 제 6 트랜지스터(Q6))에 대응되도록 구성된 한 쌍의 감지부(50)의 각 포토 트랜지스터(PQ)의 콜렉터단으로부터 출력 되는 신호를 입력신호로 하고 출력신호는 상기 제어부(70)에 인가하도록 구성된 복수개의 낸드 게이트(60)(61)(62)로 구성된다.
이하 본 발명에 따른 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로의 동작에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 직류 전원 입력단(Vi)으로부터 전원이 입력되면, 상기 제어부(70)는 각 트랜지스터(Q1~Q6)의 베이스에 구동 제어 신호를 인가하여 모터의 코일에 전원을 공급함으로써 모터가 구동되도록 한다. 즉 삼상 모터일 경우, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 4 트랜지스터(Q4)가 교번하여 턴온되도록 제어하여 u상에 대응하는 구동 전류 신호가 모터의 제 1 코일(L1)에 제공되도록 하고, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)와 제 5 트랜지스터(Q5)가 교번하여 턴온되도록 제어하여 v상에 대응하는 구동 전류 신호가 모터의 제 2 코일(L2)에 제공되도록 하며, 상기 제 3 트랜지스터(Q3)와 제 6 트랜지스터(Q6)가 교번하여 턴온되도록 제어하여 w상에 대응하는 구동 신호가 모터의 제 3 코일(L3)에 제공되도록 함으로써 모터(M)를 구동시킨다.
상기와 같이, 상호 직렬 연결된 한 쌍의 트랜지스터, 즉 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 4 트랜지스터(Q4), 제 2 트랜지스터(Q2)와 제 5 트랜지스터(Q5), 및 제 3 트랜지스터(Q3)와 제 6 트랜지스터(Q6)가 교번하여 턴온되어 u, v, w상에 대응하는 전류 신호가 모터(M)의 제 1 내지 제 3 권선(L1~L3)에 인가될 시, 감지부(50)의 각 포토 트랜지스터(PQ)의 콜렉터단으로부터 출력되는 출력신호 S1~S6는, S1신호가 '하이(또는 로우)'일 경우 S4신호는 '로우(또는 하이)'가 되고, S2신호가 '하이(또는 로우)'일 경우 S5신호는 '로우(또는 하이)'가 되며, S3신호가 '하이(또는 로우)'일 경우 S6신호는 '로우(또는 하이)'가 된다. 따라서, 상기 감지부(50)로부터 출력된 S1~S6 신호는 상기 논리 회로부(60)의 낸드 게이트에 입력되고, 상기 논리 회로부(60)는 '하이' 신호를 출력하여 상기 제어부(70)에 제공하게 된다. 상기 제어부(70)는 상기 논리 회로부(60)로부터 '하이' 신호가 제공되면 상기 인버터가 암 쇼트 없이 정상 동작하고 있다고 판단하고 이를 기초로 상기 각 트랜지스터(Q1~Q6)에 구동 제어 신호(G)를 인가하여 계속적으로 정상 동작되도록 한다.
한편, 상기 상호 직렬 연결된 한 쌍의 트랜지스터, 즉 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 4 트랜지스터(Q4), 제 2 트랜지스터(Q2)와 제 5 트랜지스터(Q5), 및 제 3 트랜지스터(Q3)와 제 6 트랜지스터(Q6)가 교번하여 턴온되지 않고 동시에 턴온될 경우, 상기 감지부(50)로부터 출력되는 S1~S6)신호는, 상기 S1신호가 '하이'이면 S4신호도 하이', S2신호가 '하이'이면 S5신호도 '하이' 또는, S3신호가 '하이'이면 S6신호도 '하이'가 된다. 따라서, 상기 논리 회로부(60)의 낸드 게이트이 입력단에는 '하이' 및 '하이'신호가 입력되어 논리곱되고 반전되어 '로우'신호를 출력한다. 상기 제어부(70)는 상기 논리 회로부(60)로부터 '로우' 신호가 제공되면 상기 인버터에 암 쇼트 현상이 발생한 것으로 판단하고 이를 기초로 상기 각 트랜지스터(Q1~Q6)의 베이스에 암 쇼트를 방지할 수 있는 정상적인 구동 제어 신호(G)를 인가하여 계속적으로 정상 동작되도록 한다.
이상, 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로에 의하면, 상호 직렬로 연결된 한 쌍의 상측 구동부의 트랜지스터와 하측 구동부의 트랜지스터가 동시에 턴온되는 것을 감지 함으로써, 상기 한 쌍의 트랜지스터에 급격한 전류가 흐르게되어 모터를 정지시키고 인버터에 심한 손상을 입히게 되는 암 쇼트 현상을 방지할 수 있다.
Claims (3)
- 직류 입력 전원단에 콜렉터단이 연결되고 상호 병렬 연결된 복수개의 트랜지스터들을 구비하는 상측 구동부, 및 접지단에 에미터단이 연결되고 상호 병렬 연결되며 상기 상측 구동부의 각 트랜지스터에 직렬 연결된 복수개의 트랜지스터를 구비하는 하측 구동부로 구성된 모터용 인버터에 있어서,상기 각 트랜지스터의 온/오프 상태를 감지하기 위한 감지부와;상기 각 감지부의 출력 신호를 입력하여 상기 상호 직렬 연결된 한 쌍의 트랜지스터가 동시 턴온 상태인가를 판별하는 논리 회로부; 및상기 논리 회로부로부터 제공되는 논리 신호에 의거하여 상기 각 트랜지스터의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로.
- 제 1 항에 있어서, 상기 감지부는 음극이 제 1 저항을 통해 상기 각 트랜지스터의 콜렉터단 접속되어 있고 양극은 상기 각 트랜지스터의 에미터단에 접속된 포토 다이오드, 및 콜렉터단은 제 2 저항을 통해 전원단에 연결되어 있고 에미터단은 접지되어 있으며 베이스단은 상기 포토 다이오드의 출력 신호를 수신하는 포토 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로.
- 제 1 항에 있어서, 상기 논리 회로부는 상기 상호 직렬 연결된 한 쌍의 트랜지스터에 대응되도록 구성된 한 쌍의 감지부의 각 포토 트랜지스터의 콜렉터단으로부터 출력 되는 신호를 입력신호로 하고 출력신호는 상기 제어부에 인가하도록 구성된 낸드 게이트로 구성된 것을 특징으로 하는 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로.
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|---|---|---|---|
| KR1019980020060A KR19990086881A (ko) | 1998-05-30 | 1998-05-30 | 모터용 인버터의 암 쇼트 방지 회로 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109309473A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-02-05 | 广东嘉腾机器人自动化有限公司 | 一种防止有刷电机共态导通电路 |
-
1998
- 1998-05-30 KR KR1019980020060A patent/KR19990086881A/ko not_active Application Discontinuation
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| CN109309473A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-02-05 | 广东嘉腾机器人自动化有限公司 | 一种防止有刷电机共态导通电路 |
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