KR20080012460A

KR20080012460A - 전자동 주차 브레이크용 에이치 브리지 구동회로

Info

Publication number: KR20080012460A
Application number: KR1020060073294A
Authority: KR
Inventors: 전재형
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2008-02-12
Also published as: KR101116132B1

Abstract

본 발명은 모터 구동 회로에 관한 것으로, 특히 전자동 주차 브레이크(Electric Parking Brake : EPB)에 이용되는 에이치 브리지(H-bridge) 회로를 기계식 접점(Relay)과 전자소자(FET)의 장점을 결합하여 효율적으로 구동하도록 전원전압과 접지 사이의 제1, 제2 경로에 위치한 복수 개의 스위치와 각각 접속되는 트윈(Twin) 접점을 구비한 기계식 접점(Relay)으로 구성된 에이치 브리지 구동회로에 상기 트윈 접점에 공통 연결되어 제어신호에 따라 모터의 다양한 제어를 수행하는 제어선택수단을 포함하여 구성한 장치를 제공함으로써, 기계식 접점(Relay)보다 다양한 모터 제어를 수행할 수 있으며, 4개의 전자소자(FET)로 구성된 회로보다는 간단한 구성과 저렴한 가격으로 모터를 제어하고, 4개의 FET로 구성된 회로보다 제어 모드가 간단하지만 동일한 제어가 가능하기 때문에 보다 빠른 스위칭 제어를 수행할 수 있는 등의 효과가 있다

기계식 접점(Relay), Power FET, 에이치 브리지 회로

Description

전자동 주차 브레이크용 에이치 브리지 구동회로{H-bridge circuit For Electric Parking Brake}

도 1은 종래 전자 브레이크용 에이치 브리지 구동회로 중 기계식 접점을 이용한 회로도.

도 2는 도 1에서 기계식 접점을 이용할 때 각 접점 방향에서의 출력 파형을 보인 그래프.

도 3은 종래 전자 브레이크용 에이치 브리지 구동회로 중 전자소자(FET)를 이용한 회로도.

도 4는 도 3에서 전자소자(FET)를 이용할 때 각 FET에서의 출력 파형을 보인 그래프.

도 5는 본 발명에 따른 브레이크용 에이치 브리지 구동회로의 구성을 보인 회로도.

도 6은 도 5에서 기계식 접점 및 전자소자(FET)를 이용할 때 각 접점 및 FET에서의 출력 파형을 보인 그래프.

*** 도면의 주요부분에 대한 설명 ***

100, 101 : 스위치 110 : DC 모터

120, 150 : 게이트 구동부 130 ~ 133, 140 : FET

본 발명은 모터 구동 회로에 관한 것으로, 특히 전자동 주차 브레이크(Electric Parking Brake : EPB)에 이용되는 에이치 브리지(H-bridge) 회로를 기계식 접점(Relay)과 전자소자(FET)의 장점을 결합하여 효율적으로 구동하는 전자동 주차 브레이크용 에이치 브리지 구동회로에 관한 것이다.

일반적으로, 전자동 주차 브레이크(Electric Parking Brake : EPB)는 간단한 스위치 조작을 통해 자동으로 주차 브레이크를 작동 및 해제시키는 시스템으로, 비상제동, 엔진 정지시 주차 브레이크 자동체결, 경사로 밀림방지 등 여러 기능을 제공하여 운전자에게 편의성과 안전성을 주는 시스템이다.

통상적으로, EPB는 특성상 DC 전기 모터를 정회전 또는 역회전 구동해야 하는데, 주로 에이치 브리지라 명명된 회로가 널리 이용된다. 이와 같은 에이치 브리지의 구성은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같다.

도 1은 종래 전자 브레이크용 에이치 브리지 구동회로 중 기계식 접점을 이용한 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 제1 스위치(100)가 제어명령에 따라 ⓐ 방향으로 스위칭을 하면 제2 스위치(101)는 ⓓ 방향으로 스위칭을 하여 전류는 ⓐ 방향에서 ⓓ 방향으로 흐르게 되어 모터(110)는 정방향 회전을 하게 되고, 반대로 상기 제1 스위치(100)가 ⓑ 방향으로 스위칭하고 상기 제2 스위치(101)가 ⓒ 방향으로 스위칭하면 전류는 ⓑ 방향에서 ⓒ 방향으로 흐르게 되어 상기 모터(110)가 역방향 회전을 하게 되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 정방향과 역방향 모두 온/오프(On/Off)의 제어만 가능하여 고속 스위칭 제어를 할 수 없는 문제점이 있었다.

도 3은 종래 전자 브레이크용 에이치 브리지 구동회로 중 전자소자(FET)를 이용한 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 4개의 FET(130 ~ 133)에 게이트 구동부(120)가 연결되어 있고, 이 게이트 구동부(120)를 통해 상기 각 FET를 제어하는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이 ⓐ 방향의 FET(130)와 ⓓ 방향의 FET(133)를 턴-온시키면 모터(110)는 정방향 회전을 하게 되면 이때, 에이치 브리지 구동회로는 ⓐ 방향의 FET(130)와 ⓓ 방향의 FET(133) 모두 온/오프 모드, ⓐ 방향의 FET(130)는 온/오프, ⓓ 방향의 FET(133)는 펄스폭 변조(Puls Width Modulation : PWM) 모드, 상기 ⓐ 방향의 FET(130)는 PWM, ⓓ 방향의 FET(133)는 온/오프 모드, ⓐ 방향의 FET(130)와 ⓓ 방향의 FET(133) 모두 PWM 모드의 총 4 가지의 모드를 수행할 수 있다. 역방향 회전의 경우도 상기와 동일하다.

그러나, FET를 이용한 에이치 브리지 구동회로는 모터 속도를 조절하는 고속 스위칭은 가능하나 기계식 접점 방식보다 회로 구성이 복잡하고 고가의 부품을 사용하기 때문에 제품의 단가가 비싸지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 기계식 접점(Relay)과 전자소자(FET)의 장점을 결합하여 효율적으로 구동하는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전자동 주차 브레이크용 에이치 브리지 회로는 전원전압과 접지 사이의 제1, 제2 경로에 위치한 복수 개의 스위치와 각각 접속되는 트윈(Twin) 접점을 구비한 기계식 접점(Relay)으로 구성된 에이치 브리지 구동회로에 있어서, 상기 트윈 접점에 공통 연결되어 제어신호에 따라 모터의 다양한 제어를 수행하는 제어선택수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 브레이크용 에이치 브리지 구동회로의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 전원전압(Vcc)과 접지 사이의 제1, 제2 경로에 위치한 복수 개의 스위치(100, 101)와 각각 접속되는 트윈(Twin) 접점(ⓐ,ⓑ,ⓒ,ⓓ)을 구비한 기계식 접점(Relay)으로 구성된 에이치 브리지 구동회로에 있어서, 상기 트윈 접점(ⓐ,ⓑ,ⓒ,ⓓ)에 공통 연결되어 제어신호에 따라 모터(110)의 다양한 제어를 수행하는 파워 전계 효과 트랜지스터(Power Field Effect Transistor: FET, 140)와, 제어신호를 상기 파워 FET(140)로 출력하는 1-핀(pin) 게이트 구동부(150)로 구성한다.

이와 같이 구성한 본 발명에 따른 실시에를 첨부한 도 6을 참조하여 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 6은 도 5에서 기계식 접점 및 전자소자(FET)를 이용할 때 각 접점 및 FET에서의 출력 파형을 보인 그래프로서, 이에 도시한 바와 같이 제1 스위치(100)를 ⓐ 방향의 접점으로 스위칭을 하고 제2 스위치(101)를 ⓓ 방향의 접점으로 스위칭 을 하면 전류는 제1 및 제2 경로를 따라 흐르고, 모터(110)는 정방향 회전을 시작하며, 동시에 게이트 구동부(150)는 제어신호를 Power FET(140)로 출력하며, Power FET(140)는 이때, 제어 모드를 선택하게 되는데, 모드 1과 같이 온/오프 제어만을 할 수 있고, 모드 2와 같이 모터(110)의 속도를 가변할 수 있는 펄스폭 변조(PWM) 제어를 수행할 수 있으며, 상기 기계식 접점(Relay)은 모터(110)의 구동방향 설정만을 하는데 사용한다.

마찬가지로, 역방향 회전인 경우, 상기 Power FET(140)는 상기 설명한 정방향 회전 때와 동일하게 동작을 하므로, 그에 대한 동작 과정은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 전자동 주차 브레이크용 에이치 브리지 회로는 기계식 접점(Relay)보다 다양한 모터 제어를 수행할 수 있으며, 4개의 전자소자(FET)로 구성된 회로보다는 간단한 구성과 저렴한 가격으로 모터를 제어하고, 4개의 FET로 구성된 회로보다 제어 모드가 간단하지만 동일한 제어가 가능하기 때문에 보다 빠른 스위칭 제어를 수행할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

전원전압과 접지 사이의 제1, 제2 경로에 위치한 복수 개의 스위치와 각각 접속되는 트윈(Twin) 접점을 구비한 기계식 접점(Relay)으로 구성된 에이치 브리지 구동회로에 있어서,

상기 트윈 접점에 공통 연결되어 제어신호에 따라 모터의 다양한 제어를 수행하는 제어선택수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 전자동 주차 브레이크용 에이치 브리지 회로.
제1항에 있어서, 상기 제어선택수단은

하나의 파워 전계 효과 트랜지스터(Power Field Effect Transistor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자동 주차 브레이크용 에이치 브리지 회로.
제1항에 있어서, 상기 제어선택수단은

제어신호를 상기 파워 FET로 출력하는 1-핀(pin) 게이트 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자동 주차 브레이크용 에이치 브리지 회로