KR20080054495A - Integrated semiconductor module for switched reluctance motor - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 단상 SRM 구동장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a general single-phase SRM driving apparatus.
도 2는 일반적인 SRM의 모터구동부의 구조를 나타내 보인 도면이다.2 is a view illustrating a structure of a motor driving unit of a general SRM.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM) 구동용 반도체 모듈을 나타내 보인 도면이다.3 is a diagram illustrating a semiconductor module for driving a single phase switched reluctance motor (SRM) according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 SRM 구동용 반도체 모듈의 응용을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.4 is a view illustrating an application of a single-phase SRM driving semiconductor module according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 단상 SRM 구동용 반도체 모듈 패키지의 외형을 나타내 보인 도면이다.5 is a view showing the external appearance of the semiconductor module package for driving a single-phase SRM of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2상 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM) 구동용 반도체 모듈을 나타내 보인 도면이다.6 is a diagram illustrating a semiconductor module for driving a two-phase switched reluctance motor (SRM) according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2상 SRM 구동용 반도체 모듈의 응용을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating an application of a two-phase SRM driving semiconductor module according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 2상 SRM 구동용 반도체 모듈 패키지의 하부 사시도 및 상부 사시도를 나타내 보인 도면이다.8 is a view showing a bottom perspective view and a top perspective view of a semiconductor module package for driving a two-phase SRM of the present invention.
본 발명은 모터 구동용 회로에 관한 것으로, 특히 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)를 구동하기 위한 회로를 하나의 패키지 내에 집적하여 모듈화한 스위치드 릴럭턴스 모터 구동용 반도체 모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit for driving a motor, and more particularly, to a semiconductor module for driving a switched reluctance motor in which a circuit for driving a switched reluctance motor (SRM) is integrated and modularized.
스위치드 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor; 이하, SRM이라 함)는 스위칭 제어장치가 결합된 형태의 모터로서, 고정자와 회전자 모두가 돌극형 구조로 되어 있다. 특히 고정자 부분에만 권선이 감겨져 있으며, 회전자 부분에는 어떠한 형태의 권선이나 영구자석도 존재하지 않으므로 구조가 간단하다. 이러한 구조상의 특징으로 인해, 제작 생산적인 측면에서 상당한 이점을 가지고 있으며, 직류 모터와 같이 기동특성이 좋고 토오크(torque)가 큰 반면에, 유지, 보수의 필요성이 적으며, 단위 체적당 토오크, 효율 및 컨버터의 정격 등 많은 부분에서 우수한 특성을 가지고 있어 사용분야가 점차 증가하고 있는 추세이다.A switched reluctance motor (hereinafter referred to as SRM) is a motor in which a switching control device is combined, and both the stator and the rotor have a salient pole structure. In particular, the winding is wound only on the stator part, and the structure is simple because there is no winding or permanent magnet of any type in the rotor part. Due to this structural feature, it has considerable advantages in terms of manufacturing and production, and has good starting characteristics and high torque as in DC motors, while requiring less maintenance and repair, torque per unit volume, and efficiency. And the field of use is gradually increasing because it has excellent characteristics in many parts, such as the rating of the converter.
도 1은 일반적인 단상(single phase) SRM 구동장치를 개략적으로 보여주는 블럭도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a general single phase SRM driving apparatus.
도 1을 참조하면, SRM 구동장치는 상용(AC) 전원(101)으로부터 인가되는 교류전압을 직류전압으로 정류 및 평활하는 정류 및 평활회로부(102)와, 상기 정류 및 평활회로부(102)로부터 공급되는 전압과 마이콤(106)으로부터 제어신호를 인가받아 모터(104)를 구동하기 위한 모터 구동부(103) 및 모터(104)의 위치 및 속도를 감지하여 상기 마이콤(106)으로 신호를 출력하는 홀 센서(105)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the SRM driving apparatus supplies a rectifying and
정류 및 평활회로부(102)는 입력되는 상용 전원(101)을 정류 및 평활한다. 정류 및 평활된 전압은 모터구동부(103)로 공급되고, 모터구동부(103)는 마이콤(106)의 제어신호에 따라 모터로 전압을 공급한다. 홀 센서(105)는 모터의 회전속도 및 위상을 검출하여 신호를 발생하게 되고, 마이콤(106)은 상기 홀 센서에서 발생된 신호를 입력으로 하여 상기 모터구동부(103)를 제어하며, 모터구동부(103)에서 모터(104)로 공급되는 전압을 제어하게 된다.The rectifying and
도 2는 일반적인 SRM의 모터구동부의 구조를 나타내 보인 도면이다.2 is a view illustrating a structure of a motor driving unit of a general SRM.
SRM의 모터구동부는, 입력되는 교류전원을 정류하기 위한 정류부(도시되지 않음)와, 정류된 전압을 평활하고 평활된 직류전압을 공급하는 DC링크 캐패시터(201)와, 상기 DC링크 캐패시터(201)와 병렬로 연결되고 SRM(207)의 회전자의 위치신호에 따라 모터를 정방향 또는 역방향으로 회전시키기 위한 게이트 구동신호를 출력하는 스위치 구동부(미도시)의 구동신호에 따라 온, 오프되도록 직렬 연결된 상, 하부 스위칭소자(202, 203)와, 상기 상, 하부 스위칭소자(202, 203)의 온, 오프 동작에 따라 토오크를 발생시키는 모터 권선(206) 및 상기 상부 스위칭소자(202)의 일단과 하부 스위칭소자(203)의 일단 사이에 연결된 제1 다이오드(204), 상기 상부 스위칭소자(202)의 타단과 상기 하부 스위칭소자(203)의 타단 사이에 연결된 제2 다이오드(205)로 구성되어 있다.The motor driver of the SRM includes a rectifier (not shown) for rectifying the input AC power, a
외부로부터 교류전압이 공급되면 이를 브리지 다이오드 등으로 이루어진 정류단(도시되지 않음)에서 정류하고, 정류된 전압을 DC링크 캐패시터(201)에서 평활한다. 이렇게 평활된 직류전압은 상, 하부 스위칭소자(202, 203)의 스위칭동작에 의해 모터 권선(206)으로 공급된다. 즉, SRM(207)의 회전자와 고정자의 위치에 따라 상부 스위칭소자(202) 및 하부 스위칭소자(203)가 일정 시간 온(on)되어 DC링크 캐패시터(201), 상부 스위칭소자(202), 모터 권선(206) 및 하부 스위칭소자(203)로 전류 통로가 형성되어 모터 권선(206)에 전압을 인가하고, SRM(207)의 고정자에 자기력을 발생시켜 회전자를 끌어당긴다. 이에 따라 SRM은 회전하게 된다. 이렇게 회전하다가 상부 및 하부 스위칭소자(202, 203)가 동시에 오프(off)되면, 권선에 인가되었던 상전류가 제1 다이오드(204), 모터 권선(206), 제2 다이오드(205) 및 DC링크 캐패시터(201)를 통해 제거된다.When an AC voltage is supplied from the outside, it is rectified in a rectifying stage (not shown) made of a bridge diode and the like, and the rectified voltage is smoothed in the
이와 같이, SRM은 모터 구동부를 구성하고 있는 상, 하부 스위칭소자의 온, 오프에 따라 모터에 전압을 공급 또는 차단하여 모터를 구동하게 된다. 이때, 상, 하부 스위칭소자에 인가되는 제어신호는 도 1에서 설명한 바와 같이 홀 센서에서 모터의 위상을 감지하여 마이콤으로 입력하면, 마이콤에서는 홀 센서로부터 입력된 신호로 PWM을 수행하여 PWM 듀티비(duty ratio)에 따라 상, 하부 스위칭소자의 온, 오프 동작을 제어하게 된다.As such, the SRM drives the motor by supplying or blocking a voltage to the motor according to the on and off of the upper and lower switching elements constituting the motor driving unit. At this time, when the control signal applied to the upper and lower switching elements is input to the microcomputer by detecting the phase of the motor in the hall sensor as described in FIG. 1, the microcomputer performs the PWM duty ratio (PWM) by performing a PWM signal input from the hall sensor. duty ratio) to control the on and off operation of the upper and lower switching elements.
한편, 반도체 패키지는 하나 혹은 다수의 반도체 칩을 리드프레임(lead frame) 내에 있는 칩 패드(chip pad) 위에 탑재한 후, 봉합수지(Epoxy Molding Compound; EMC)로 밀봉하여 내부를 보호한 뒤 인쇄회로기판(PCB)에 실장하여 사용한다. 최근 들어, 전자기기의 고속화, 대용량화 및 고집적화가 급진전되면서 자동차, 산업기기 및 가전제품에 적용되는 전력소자 역시 저비용으로 소형화 및 경량화를 달성해야 하는 요구에 직면하고 있다. 이와 동시에, 전력용소자는 저발열과 고 신뢰성을 달성하여야 한다. 이와 같은 요구들을 만족시키기 위한 방법으로, 하나의 반도체 패키지에 다수의 반도체 칩을 탑재하는 전력용 모듈 패키지가 일반화되고 있다. SRM의 경우에도 모터를 구동하기 위한 구동 회로부를 모듈화할 경우 경량화, 컴팩트(compact)하면서도 고효율, 고신뢰성 및 저비용의 요구를 충족시킬 수 있으나, SRM에 대한 모듈은 아직도 개발단계에 있는 상황이다.In the semiconductor package, one or more semiconductor chips are mounted on a chip pad in a lead frame, and then sealed with an epoxy molding compound (EMC) to protect the inside, and then, a printed circuit. It is mounted on a substrate (PCB) and used. In recent years, with the rapid progress of high speed, high capacity, and high integration of electronic devices, power devices applied to automobiles, industrial devices, and home appliances are also faced with the need to achieve miniaturization and light weight at low cost. At the same time, power devices must achieve low heat generation and high reliability. As a method for satisfying such demands, power module packages for mounting a plurality of semiconductor chips in one semiconductor package have been generalized. In the case of SRM as well, modularization of the drive circuit for driving the motor can meet the requirements of light weight, compactness, high efficiency, high reliability and low cost, but the module for SRM is still in the development stage.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, SRM 구동을 위한 회로를 하나의 반도체 패키지 내에 탑재하여 효율 및 신뢰성을 향상시킨 SRM 구동용 고집적 반도체 모듈을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a highly integrated semiconductor module for driving an SRM, in which a circuit for driving an SRM is mounted in one semiconductor package, thereby improving efficiency and reliability.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터구동을 위한 고집적 반도체 모듈은, 단상(single-phase) 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)를 구동하기 위한 구동회로에 있어서, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 일 입력단으로 구동전류를 흘려보내기 위한 제1 스위칭소자; 상기 제1 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 고전압 집적회로; 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 타 입력단으로부터 전류를 빼내기 위한 제2 스위칭소자; 상기 제2 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 저전압 집적회로; 및 상기 제1 및 제2 스위칭소자가 오프되었을 때 전류를 환류시키기 위한 제1 및 제2 다이오드가 하나의 반도체 패키지 내에 집적되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a highly integrated semiconductor module for driving a switched reluctance motor according to the present invention, in the driving circuit for driving a single-phase switched reluctance motor (SRM), the switched reluctance A first switching element for flowing a driving current to one input terminal of the motor; A high voltage integrated circuit controlling a switching operation of the first switching device; A second switching element for extracting current from the other input terminal of the switched reluctance motor; A low voltage integrated circuit controlling a switching operation of the second switching element; And first and second diodes for recirculating current when the first and second switching devices are turned off in one semiconductor package.
본 발명에 있어서, 상기 저전압 집적회로는, 상기 모듈 내부에서 과전류 또 는 저전압 등의 폴트(fault)가 검출되었을 때 외부로 폴트-아웃신호를 출력하거나 외부로부터 폴트-아웃신호를 입력받기 위한 폴트-아웃단자를 포함한다.In the present invention, the low voltage integrated circuit may output a fault-out signal to the outside or receive a fault-out signal from the outside when a fault such as an overcurrent or a low voltage is detected in the module. It includes an out terminal.
그리고, 상기 모듈 내에는 상기 모듈 내부의 온도를 감지하고, 상기 모듈 내부의 온도 변화에 따라 저항값이 변화하는 써미스터를 더 구비하는 것이 바람직하다.The module may further include a thermistor that senses a temperature inside the module and changes a resistance value according to a temperature change in the module.
상기 제1 및 제2 스위칭소자는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 또는 전력용 모스펫(MOSFET)이 될 수 있다.The first and second switching devices may be an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or a power MOSFET (MOSFET).
상기 반도체 모듈은 각 신호의 입출력을 위한 단자가 패키지의 양측으로 마련되는 듀얼인라인패키지(DIP) 구조로 이루어진다. 그리고, 상기 고전압 집적회로, 저전압 집적회로, 그리고 제1 및 제2 스위칭소자는 DBC(Direct Bonded Copper) 기판 위에 배치된다.The semiconductor module has a dual in-line package (DIP) structure in which terminals for input and output of each signal are provided at both sides of the package. The high voltage integrated circuit, the low voltage integrated circuit, and the first and second switching devices are disposed on a DBC substrate.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 스위치드 릴럭턴스 모터 구동용 반도체 모듈은, 2상(2-phase) 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM)를 구동하기 위한 구동회로에 있어서, 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 제1 및 제2 입력단으로 구동전류를 흘려보내기 위한 제1 및 제2 스위칭소자; 상기 제1 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 제1 고전압 집적회로; 상기 제2 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 제2 고전압 집적회로; 상기 스위치드 릴럭턴스 모터의 제3 및 제4 입력단으로부터 구동전류를 빼내기 위한 제3 제4 스위칭소자; 상기 제3 및 제4 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 저전압 집적회로; 및 상기 제1 내지 제4 스위칭소자가 오프되었을 때 전류를 환류시키기 위한 제1 내지 제4 다이오드가 하나의 반도체 패키지 내에 집적되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the semiconductor module for driving a switched reluctance motor according to the present invention is a driving circuit for driving a two-phase switched reluctance motor (SRM). First and second switching elements for flowing a driving current to the first and second input terminals; A first high voltage integrated circuit controlling a switching operation of the first switching device; A second high voltage integrated circuit controlling a switching operation of the second switching device; A third fourth switching element for extracting a driving current from third and fourth input terminals of the switched reluctance motor; A low voltage integrated circuit controlling a switching operation of the third and fourth switching devices; And first to fourth diodes for recirculating current when the first to fourth switching devices are turned off in one semiconductor package.
본 발명에 있어서, 상기 저전압 집적회로는, 상기 모듈 내부에서 과전류 또는 저전압 등의 폴트(fault)가 검출되었을 때 외부로 폴트-아웃신호를 출력하기 위한 폴트-아웃단자를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the low voltage integrated circuit preferably includes a fault-out terminal for outputting a fault-out signal to the outside when a fault such as an overcurrent or a low voltage is detected in the module.
상기 모듈 내에는 상기 모듈 내부의 온도를 감지하고, 상기 모듈 내부의 온도 변화에 따라 저항값이 변화하는 써미스터를 더 구비할 수 있다.The module may further include a thermistor configured to sense a temperature inside the module and change a resistance value according to a temperature change in the module.
상기 제1 및 제2 스위칭소자는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 또는 전력용 모스펫(MOSFET)이 될 수 있다.The first and second switching devices may be an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or a power MOSFET (MOSFET).
상기 제1 고전압 집적회로 및 제2 고전압 집적회로로의 부트스트랩 전압 인가를 위해 각각 연결되도록 배치되는 제1 및 제2 부트스트랩 다이오드를 더 구비할 수 있다. 제1 및 제2 부트스트랩 다이오드의 각 애노드는 상기 제1 및 제2 고전압 집적회로의 각 전압입력단자에 공통적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 부트스트랩 다이오드의 각 캐소드는 상기 제1 및 제2 고전압 집적회로의 각 플로팅전압단자에 연결된다.The display device may further include first and second bootstrap diodes disposed to be connected to each other to apply a bootstrap voltage to the first high voltage integrated circuit and the second high voltage integrated circuit. Each anode of the first and second bootstrap diodes is commonly connected to each voltage input terminal of the first and second high voltage integrated circuits, and each cathode of the first and second bootstrap diodes is connected to the first and second bootstrap diodes. 2 is connected to each floating voltage terminal of the high voltage integrated circuit.
상기 모듈은 각 신호의 입출력을 위한 단자가 패키지의 일 측으로 마련되는 싱글인라인패키지(SIP) 구조로 배치된다. 상기 제1 및 제2 고전압 집적회로, 저전압 집적회로, 그리고 제1 내지 제4 스위칭소자는 절연금속기판(IMS) 기판 위에 배치된다.The module is arranged in a single in-line package (SIP) structure in which terminals for input and output of each signal are provided on one side of the package. The first and second high voltage integrated circuits, the low voltage integrated circuits, and the first to fourth switching devices are disposed on an insulating metal substrate (IMS) substrate.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으 며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as limited by the embodiments described below.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM) 구동용 반도체 모듈을 나타내 보인 도면으로서, 단상(single phase) SRM을 구동하기 위한 반도체 모듈을 도시한다.3 is a diagram illustrating a semiconductor module for driving a switched reluctance motor (SRM) according to an embodiment of the present invention, which illustrates a semiconductor module for driving a single phase SRM.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 SRM 구동용 반도체 모듈(300)은 고압측 구동부와 저압측 구동부로 이루어진다. 고압측 구동부는 고전압 집적회로(310H)와 제1 스위칭소자(321)로 구성되고, 저압측 구동부는 저전압 집적회로(310L)와 제2 스위칭소자(322)로 구성된다. 상기 제1 및 제2 스위칭소자(321, 322)는 도시된 바와 같이 절연게이트형 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 전력형 모스트랜지스터(power MOSFET) 같은 다른 전력형 트랜지스터로 구성될 수도 있다.Referring to FIG. 3, the single-phase SRM driving
고전압 집적회로(310H)는 제1 스위칭소자(321)의 온, 오프를 제어하기 위한 스위칭제어신호를 출력한다.The high voltage
고전압 집적회로(310H)는 플로팅전압단자(VB), 공급전압단자(VCC), 공통접지단자(COM), 입력단자(IN), 출력단자(OUT) 및 플로팅리턴전압단자(VS)를 갖는다. 고압측 플로팅전압단자(VB)는 외부로부터 플로팅전압(VB)을 입력받는 데 사용되고, 공급전압단자(VCC)는 외부로부터 공급전압(Vcc)을 입력받는 데 사용된다. 공통접지단자(COM)는 외부로부터 공통접지신호(COM)를 입력받는 데 사용되고, 입력단자(IN)는 외부로부터 구동용 입력신호(IN(H))를 입력받는 데 사용된다.The high voltage
출력단자(OUT)는 입력단자(IN)를 통해 입력되는 구동용 입력신호(IN(H))에 의해 고압측 스위칭제어신호를 출력시키는 데 이용된다. 상기 고전압 집적회로(310H)의 출력단자(OUT)로부터 출력된 스위칭제어신호는 제1 스위칭소자(321)의 게이트로 입력되어 제1 스위칭소자(321)를 턴-온 또는 턴-오프시킨다.The output terminal OUT is used to output the high voltage side switching control signal by the driving input signal IN (H) input through the input terminal IN. The switching control signal output from the output terminal OUT of the high voltage
저전압 집적회로(310L)는 제2 스위칭소자(322)의 온, 오프를 제어하기 위한 스위칭제어신호를 출력한다. 저전압 집적회로(310L)는 단락전류단자(CSC), 폴트-아웃 듀레이션(duration) 단자(CFOD), 폴트-아웃단자(VFO), 입력단자(IN(L)), 공통접지단자(COM), 공급전압단자(VCC) 및 출력단자(OUT(L))를 갖는다. The low voltage integrated
단락전류단자(CSC)로는 단락회로보호 신호가 입력되고, 폴트-아웃단자(VFO)는 외부로 폴트-아웃신호(VFO)를 출력하거나 외부로부터 폴트-아웃신호(VFO)를 입력받는 데 사용된다. 구체적으로, 내부에서 폴트(fault)가 검출되었을 때, 예컨대 과전류가 검출되거나 공급전압(Vcc)이 낮게 입력되는 경우, 소자가 파괴되는 것을 방지하기 위하여 폴트-아웃신호(VFO)를 출력하고, 반도체 모듈(300)을 셧-다운(shutdown)시킨다. 또는, 외부에서 임의로 모듈(300)을 셧다운시키기 위하여 폴트-아웃신호(VFO)를 폴트-아웃단자(VFO)를 통해 입력시킬 수도 있다.Short-circuit current terminal (CSC) roneun the short circuit protection signal is input, the fault-out terminal (VFO) is an external fault - for receiving an out-signals (V FO) - output the out signals (V FO) or the fault from outside Used. Specifically, when a fault is detected internally, for example, when an overcurrent is detected or a low supply voltage V cc is input, a fault-out signal V FO is output to prevent the device from being destroyed. The
폴트-아웃 듀레이션 단자(CFOD)로는 폴트-아웃 상황이 발생했을 때 모듈을 셧-다운시키는 시간(duration)을 결정하기 위한 신호가 입력된다. 폴트-아웃 듀레 이션 단자(CFOD)에는 모듈 외부에서 소정 용량의 캐패시터가 연결되어 캐패시터의 충전, 방전을 통해 셧-다운 시간을 조절하게 된다.The fault-out duration terminal CFOD is input with a signal for determining a duration for shutting down the module when a fault-out situation occurs. A capacitor of a predetermined capacity is connected to the fault-out duration terminal (CFOD) to adjust the shutdown time through charging and discharging of the capacitor.
저전압 집적회로(310L)의 입력단자(IN(L))는 저압측의 입력신호를 입력받는 데 사용된다. 공통접지단자(COM)는 외부로부터 공통접지신호(COM)를 입력받는 데 사용되고, 공급전압단자(VCC)는 공급전압을 입력받는 데 사용된다. 출력단자(OUT(L))는 제2 스위칭소자(322)의 온, 오프를 제어하기 위한 스위칭제어신호를 출력시키는 데 이용된다. 저전압 집적회로의 출력단자(OUT(L))로부터 출력된 스위칭제어신호는 제2 스위칭소자(322)의 게이트로 입력되어 제2 스위칭소자(322)를 턴-온 또는 턴-오프시킨다.The input terminal IN (L) of the low voltage integrated
다음, 고압측의 제1 스위칭소자(321)의 컬렉터에는 SRM을 구동하기 위한 전원단자(P)가 연결되고, 게이트에는 고전압 집적회로(310H)의 출력단자(OUT)가 연결되며, 에미터에는 상기 SRM으로 구동신호를 출력하기 위한 제1 출력단자(A)가 연결된다. 그리고, 상기 제1 스위칭소자(321)의 게이트와 에미터에는 제1 스위칭소자의 스위칭속도를 조절하기 위하여 모듈 외부에서 캐패시터가 연결될 수 있도록 되어 있다.Next, a power supply terminal P for driving SRM is connected to the collector of the
저압측의 제2 스위칭소자(322)의 컬렉터에는 SRM으로 구동신호를 출력하기 위한 제2 출력단자(B)가 연결되고, 게이트에는 저전압 집적회로(310L)의 출력단자(OUT(L))가 연결되며, 에미터에는 (-)전원단자(NB1, NB2)가 연결된다. 상기 제2 스위칭소자(322)의 게이트와 에미터 사이에도 스위칭속도를 조절하기 위한 캐패시터 가 모듈 외부에서 연결될 수 있도록 되어 있다. 상기 (-)전원단자(NA, NB1, NB2)는 전원단자(P)로 공급된 전류가 모듈 내부의 소자 및 SRM을 거쳐 빠져나가는 단자로서, 모듈 외부에서 션트저항(shunt resistor)을 연결하여 전류를 검출할 수 있다.A second output terminal B for outputting a driving signal to the SRM is connected to the collector of the
상기 제1 스위칭소자(321) 및 제2 스위칭소자(322)가 동시에 턴-오프되었을 때 전류를 환류시키기 위한 제1 다이오드(331) 및 제2 다이오드(332)가 배치된다. 제1 다이오드(331)의 일 단은 제1 스위칭소자(321)의 컬렉터 및 전원단자(P)사이에 연결되고, 다른 일 단은 제2 출력단자(B)와 연결된다. 제2 다이오드(332)의 일 단은 제1 스위칭소자(321)의 에미터와 제1 출력단자(A) 사이에 연결되고, 다른 일 단은 (-)전원단자(NA)와 연결된다. 제1 스위칭소자(321)와 제2 스위칭소자(322)가 동시에 턴-오프되면 모터에 인가되었던 전류가 제1 다이오드(331), 모터권선(도시되지 않음), 제2 다이오드(332)를 통해 제거된다.When the
한편, 본 발명의 반도체 모듈에는, 모듈의 내부온도를 감지하여 내부 회로를 보호하기 위한 써미스터(thermistor)(340)가 집적된다. 상기 써미스터(340)는, 예를 들어 온도가 상승하면 전기저항이 감소하는 특징을 갖는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 써미스터로 이루어진다. 상기 써미스터(340)의 일 단은 모듈(300) 내부의 온도변화에 따른 전기저항값을 측정할 수 있는 단자(RTH)와 연결되고, 다른 일 단은 써미스트에 의한 전기저항값의 변화를 측정하기 위한 전압을 공급하는 단자(VTH)와 연결된다. 상기 단자(RTH)에는 써미스터(340)의 저항값의 변화 를 측정하기 위하여 외부저항(도시되지 않음)이 연결되고, 상기 단자(VTH)에는 상기 써미스터(340)의 저항값의 변화를 측정하기 위하여 5V 정도의 전압이 공급된다.Meanwhile, in the semiconductor module of the present invention, a
이와 같이, 써미스터(340)를 모듈 내부에 집적하면 모듈 내부의 온도 변화를 용이하게 파악할 수 있고, 과도한 온도의 변화로 인한 소자의 오동작 또는 파괴를 사전에 방지할 수 있다.As such, by integrating the
한편, 본 발명의 상기 고전압 집적회로(310H)와 저전압 집적회로(310L)는 스위칭소자들이 불충분한 구동전압 하에서 동작하는 것을 방지하기 위한 저전압 락아웃(Low Voltage Lock Out) 기능을 갖는다. 스위칭소자들을 제어 및 구동하기 위한 구동전압은 모듈의 공급전압단자(VCC)와 공통접지단자(COM) 사이에 연결된 15V의 직류전원으로부터 공급된다. 안정된 동작을 위하여 이 전압은 15V ± 10% 정도로 조절된다. 구동전압(VCC, VB)이 소정의 저전압 락아웃 레벨보다 낮은 레벨로 떨어질 경우, 고전압 집적회로(310H)에 연결된 스위칭소자(321) 및 저전압 집적회로(310L)에 연결된 스위칭소자(322)는 입력펄스신호에 상관없이 턴-오프되어 전류가 흐르지 않도록 한다.Meanwhile, the high voltage
또한, 상기 저전압 집적회로(310L)에는 단락회로(short circuit)가 형성될 경우 모듈내의 소자를 보호하는 기능이 내장된다. 즉, 저전압 집적회로(310L)는 단락전류단자(CSC)로 입력되는 전압을 모니터링(monitoring)하여 이 전압이 소정의 기준전압(VSC( ref ))을 초과할 경우 폴트-아웃신호를 발생시키고 스위칭소자를 턴-오프시킨다.In addition, the low voltage integrated
이와 같이, 구동전압이 일정 레벨보다 떨어질 경우 또는 단락회로가 형성되어 과도한 전류가 흐를 경우 스위칭소자들을 턴-오프시키기 때문에 이상동작에 의한 소자의 손상 또는 파괴를 방지할 수 있다.As such, when the driving voltage falls below a predetermined level or when a short circuit is formed and excessive current flows, the switching devices are turned off, thereby preventing damage or destruction of the device due to an abnormal operation.
도 4는 본 발명에 따른 단상 SRM 구동용 반도체모듈의 응용을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 3과 동일한 참조번호는 동일한 요소를 나타낸다.4 is a view illustrating an application of a single-phase SRM driving semiconductor module according to the present invention. The same reference numerals as in FIG. 3 denote the same elements.
반도체모듈(300)의 제1 출력단자(A) 및 제2 출력단자(B)는 SRM을 구동하기 위하여 단상 SRM(400)과 연결된다. 반도체모듈(300)의 전원단자(P)와 (-)전원단자들(NA, NB1, NB2) 사이에는 반도체모듈(300)에 전압을 공급하기 위한 전원(410)이 배치되고, 이 전원(410)과 병렬로 DC링크 캐패시터(411)가 배치된다.The first output terminal A and the second output terminal B of the
고압측 플로팅전압단자(VB)에는 고전압 집적회로(310H)로의 전원공급을 위한 부트스트랩 다이오드(420)와 부트스트랩 저항(421)이 연결되고, 모듈의 제1 출력단자(A, VS (H))와 고압측 플로팅전압단자(VB) 사이에는 전원안정을 위한 캐패시터들(430, 431)이 연결된다. 반도체모듈(300)의 플로팅리턴전압단자(Vs)와 제1 출력단자(A) 사이에는 플로팅리턴전압단자(Vs)로 입력되는 신호의 노이즈를 제거하고, 고전압 집적회로와 연결된 제1 스위칭소자의 게이트저항을 변화시켜 스위칭속도를 제어하기 위한 저항(RE (H))이 연결된다. The
반도체모듈(300)의 고전압 집적회로 공급전압단자(VCC (H))와 저전압 집적회로공급전압단자(VCC (L))에는 고전압 집적회로(310H) 및 저전압 집적회로(310L) 내의 소 자들(도시되지 않음)에 동작전압을 공급하기 위하여 15V 정도의 DC 전압이 인가되고, 고전압 집적회로 및 저전압 집적회로의 공급전원단자(VCC) 및 접지단자(COM) 사이에는 전원안정을 위한 캐패시터들(440, 441)이 배치된다.The elements in the high voltage
반도체모듈(300)의 단락전류단자(CSC)에는 단락회로보호를 위한 신호가 캐패시터(450)와 저항(451)으로 이루어진 필터를 통해 입력된다. 폴트-아웃 듀레이션 단자(CFOD)에는 폴트-아웃 시간을 결정하기 위한 캐패시터(452)가 연결된다.A short circuit protection signal is input to the short circuit current terminal C SC of the
반도체모듈(300)의 고압측 입력신호단자(IN(H)) 및 저압측 입력신호단자(IN(L))는 마이크로프로세서(CPU)(500)에 연결되어, 마이크로프로세서(CPU)(500)로부터 모듈(300) 내의 고전압 집적회로(310H) 및 저전압 집적회로(310L)의 동작을 위한 입력신호를 공급받는다. 이 과정에서 잡음 제거를 위해 마이크로프로세서(CPU)(500)와 모듈(300) 사이에 필터들이 배치될 수 있다.The high voltage side input signal terminal IN (H) and the low voltage side input signal terminal IN (L ) of the
그리고, 반도체모듈(300)의 폴트아웃단자(VFO)도 마이크로프로세서(CPU)(500)에 연결된다. 상기 폴트아웃단자(VFO)는 양방향 단자로서, 반도체모듈(300)로부터의 폴트아웃 정보를 마이크로프로세서(CPU)(500)에 전송하기도 하고, 마이크로프로세서(CPU)(500)로부터 폴트아웃 명령을 입력받기도 한다.In addition, the fault out terminal V FO of the
이와 같이 구성된 SRM 구동장치의 동작을 간단히 설명하면, 외부로부터 전원(410) 및 DC링크 캐패시터(411)를 통해 입력된다. 입력된 전압은 제1 스위칭소자(321) 및 제2 스위칭소자(322)의 스위칭동작에 의해 SRM(400)으로 공급된다. 고 전압 집적회로(310H) 및 저전압 집적회로(310L)는 마이크로프로세서(500)의 제어신호에 따라 제1 스위칭소자(321) 및 제2 스위칭소자(322)의 온, 오프를 제어하게 된다. 제1 및 제2 스위칭소자의 스위칭동작에 의해 모터로 전압이 공급되면, SRM(400)의 회전자와 고정자의 위치에 따라 제1 스위칭소자(321) 및 제2 스위칭소자(322)가 일정 시간 턴-온되고, DC링크 캐패시터(411), 제1 스위칭소자(321), 모터(400) 및 제2 스위칭소자(322)로 전류 통로(path)가 형성되어 SRM(400)이 회전하게 된다. 그 후, 마이크로프로세서(500)의 제어신호에 따라 제1 및 제2 스위칭소자(321, 322)가 턴-오프되면, 모터(400)에 인가되었던 전류가 제1 다이오드(331), 모터(400), 제2 다이오드(332) 및 DC링크 캐패시터(411)를 통해 제거된다.The operation of the SRM driving device configured as described above will be briefly described, through the
도 5는 본 발명에 의한 단상 SRM 구동용 반도체 모듈 패키지의 외형을 나타내 보인 도면이다.5 is a view showing the external appearance of a semiconductor module package for driving a single-phase SRM according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 모듈 패키지는, 모듈 외부와의 신호전달을 위한 핀(370)들이 몰딩재(360)의 양 측면으로 배치되는 듀얼 인라인 패키지(Dual Inline Package; DIP) 구조로 되어 있다. 상기 패키지는 DBC(Direct bonded Copper) 기판 위에 고전압 집적회로(도시되지 않음) 등의 반도체소자가 배치되고, 이 DBC 기판의 측면 및 상부면을 몰딩재(360)로 둘러싸는 구조로 이루어진다. 상기 DBC 기판의 바닥면(380)은 몰딩재(360)의 외부로 돌출되는데, 이 돌출된 바닥면에 의해 파워 모듈 패키지 내부의 열이 외부로 용이하게 방출된다.As shown, the semiconductor module package of the present invention has a dual inline package (DIP) structure in which pins 370 for signal transmission to the outside of the module are disposed on both sides of the
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 SRM 구동용 반도체 모듈을 나타내 보인 도면으로서, 2상(2-phase) SRM을 구동하기 위한 회로를 포함한다.FIG. 6 is a diagram illustrating an SRM driving semiconductor module according to another embodiment of the present invention and includes a circuit for driving a two-phase SRM.
본 발명에 따른 2상 SRM 구동용 모듈(600)은, 2상 SRM의 U상을 구동하기 위한 U상 고전압 집적회로(610U) 및 제1 스위칭소자(621)와, SRM의 V상을 구동하기 위한 V상 고전압 집적회로(610V) 및 제2 스위칭소자(622)를 포함하는 고압측 구동부와, U상 및 V상을 구동하기 위한 저전압 집적회로(610L) 및 제3 및 제4 스위칭소자(623, 624)를 포함하는 저압측 구동부로 이루어진다.The two-phase
U상 고전압 집적회로(610U)는 외부로부터 고압측 플로팅전압(VB(U))을 입력받기 위한 플로팅전압단자(VB), 외부로부터 공급전압(Vcc (U))을 입력받기 위한 공급전압단자(VCC), 외부로부터 공통접지신호(COM)를 입력받는 공통접지단자(COM), 외부로부터 U상 구동용 입력신호(IN( UH ))를 입력받는 입력단자(IN), U상 출력단자(U)에 연결된 플로팅리턴전압단자(VS) 및 입력단자(IN)를 통해 입력되는 U상 구동용 입력신호(IN( UH ))에 의해 고압측 출력신호를 출력시키기 위한 출력단자(OUT)를 갖는다. U상 고전압 집적회로(610U)의 출력단자(OUT)로부터 출력된 신호는 제1 스위칭소자(621)의 게이트로 입력되어 제1 스위칭소자(621)를 턴-온 또는 턴-오프시킨다.The U-phase high voltage
V상 고전압 집적회로(610V)는 외부로부터 고압측 플로팅전압(VB(V))을 입력받기 위한 플로팅전압단자(VB), 공급전압(Vcc (V))을 입력받기 위한 공급전압단자(VCC), 공통접지신호(COM)를 입력받는 공통접지단자(COM), V상 구동용 입력신호(IN( VH ))를 입력받는 입력단자(IN), V상 출력단자(V)에 연결된 플로팅리턴전압단자(VS) 및 입력단자(IN)를 통해 입력되는 V상 구동용 입력신호(IN( VH ))에 의해 고압측 출력신호를 출력시키기 위한 출력단자(OUT)를 갖는다. V상 고전압 집적회로(610V)의 출력단자(OUT)로부터 출력된 신호는 제2 스위칭소자(622)의 게이트로 입력되어 제2 스위칭소자(622)를 턴-온 또는 턴-오프시킨다.The V-phase high voltage
고압측 구동부의 제1 스위칭소자(621)의 컬렉터에는 모터구동을 위한 전원단자(P)가 연결되고, 게이트에는 U상 고전압 집적회로(610U)의 출력단자(OUT)가 연결되며, 에미터에는 모듈의 U상 출력단자(U+, VS (U))가 연결된다.The power terminal P for driving the motor is connected to the collector of the
제2 스위칭소자(621)의 컬렉터에는 모터구동을 위한 전원단자(P)가 연결되고, 게이트에는 V상 고전압 집적회로(610V)의 출력단자(OUT)가 연결되며, 에미터에는 모듈의 V상 출력단자(V+, VS (V))가 연결된다.The power terminal P for driving the motor is connected to the collector of the
저압측 구동부의 저전압 집적회로(610L)는 단락회로 보호신호가 입력되는 단락전류단자(CSC), 폴트-아웃시간을 결정하기 위한 신호가 입력되는 폴트-아웃 듀레이션 단자(CFOD), 외부로 폴트-아웃신호(VFO)를 출력하거나 외부로부터 폴트-아웃신호(VFO)를 입력받기 위한 폴트-아웃단자(VFO), 저압측의 U상 및 V상 입력신호를 입력받기 위한 입력단자(IN(UL), IN(VL)), 외부로부터 공통접지신호(COM)를 입력받기 위한 공통접지단자(COM), 공급전압(Vcc (L))을 입력받기 위한 공급전압단자(VCC), 그리고 저압측의 스위칭소자를 구동하기 위한 U상 및 V상 출력신호를 출력시키는 데 사용되는 출력단자(OUT(UL), OUT(VL))를 갖는다. 저전압 집적회로(610L)의 출력단자(OUT(UL), OUT(VL))로부터 출력되는 출력신호는 제3 및 제4 스위칭소자(623, 624)의 게이트로 각각 입력되어 상기 스위칭소자들을 턴-온 또는 턴-오프시킨다.The low voltage integrated
상기 폴트-아웃(VFO) 단자는, 앞의 실시예의 경우와 마찬가지로, 내부에서 폴트(fault)가 검출되었을 때 예컨대 과전류가 검출되거나 공급전압(Vcc)이 낮게 입력되는 경우, 소자가 파괴되는 것을 방지하기 위하여 폴트-아웃신호(VFO)를 출력하고, 모듈(600)을 셧다운(shutdown)시킨다. 또는, 외부에서 임의로 모듈(600)을 셧다운시키기 위하여 폴트-아웃신호(VFO)를 폴트-아웃단자(VFO)를 통해 입력시킬 수도 있다.The fault-out (VFO) terminal, as in the case of the previous embodiment, when the inside is the fault (fault) detected for example, when the over-current is detected, or the supply voltage (V cc) input low, an device from being destroyed To prevent this, a fault-out signal (V FO ) is output and the
저압측의 제3 스위칭소자(623)의 컬렉터에는 모듈의 U상 출력단자(U-)가 연결되고, 게이트에는 저전압 집적회로(610L)의 U상 출력단자(OUT(UL))가 연결되며, 에미터에는 (-)전원단자(N)가 연결된다.The U phase output terminal (U-) of the module is connected to the collector of the
그리고, 제4 스위칭소자(624)의 컬렉터에는 모듈의 V상 출력단자(V-)가 연결되고, 게이트에는 저전압 집적회로(610L)의 V상 출력단자(OUT(VL))가 연결되며, 에미터에는 (-)전원단자(N)가 연결된다.The V-phase output terminal V- of the module is connected to the collector of the
그리고, 스위칭소자들이 턴-오프될 때 전류를 환류시켜주기 위한 네 개의 다이오드가 배치된다. 제1 다이오드(631)의 일 단은 제1 스위칭소자(621)의 에미터와 모듈의 U상 출력단자(U+) 사이에 연결되고, 다른 일 단은 제4 스위칭소자(624)의 에미터와 (-)전원단자(N) 사이에 연결된다. 제2 다이오드(632)의 일 단은 제1 스위칭소자(621)의 컬렉터와 전원단자(P) 사이에 연결되고, 다른 일 단은 제3 스위칭소자(623)의 컬렉터와 모듈의 U상 출력단자(U-) 사이에 연결된다. 제3 다이오드(633) 의 일 단은 제2 스위칭소자(622)의 에미터와 모듈의 V상 출력단자(V+) 사이에 연결되고, 다른 일 단은 제4 스위칭소자(624)의 에미터와 모듈의 (-)전원단자(N) 사이에 연결된다. 제4 다이오드(634)의 일 단은 제1 스위칭소자(621)의 컬렉터, 제2 스위칭소자(632)의 컬렉터 및 전원단자(P) 사이에 연결되고, 다른 일 단은 제4 스위칭소자(634)의 컬렉터 및 모듈의 V상 출력단자(V-)에 연결된다.Then, four diodes are arranged to reflux the current when the switching elements are turned off. One end of the
그리고, 본 발명의 2-상(2-phase) SRM 구동용 반도체모듈(600)에도, 모듈의 내부온도를 감지하여 내부 회로를 보호하기 위하여, 예를 들어 NTC 써미스터(640)가 집적된다. 상기 써미스터(640)는 모듈(500) 내부의 온도를 감지하고, 모듈 내부의 온도변화에 따라 저항값의 변화를 나타낸다. 즉, 모듈의 온도가 변화하면 써미스터(640)의 전기저항이 변화하고, 모듈의 RTH단자에 연결되는 외부저항을 이용하여 써미스터(640)의 저항값의 변화를 읽을 수 있으므로, 모듈 내부의 온도변화를 용이하게 검출할 수 있다.In addition, in the two-phase SRM driving
한편, 본 발명의 2상 SRM 구동용 반도체모듈에(600) 내에는 부트스트랩(bootstrap) 회로를 구성하기 위한 제1 및 제2 부트스트랩 다이오드(651, 652)가 집적될 수도 있다. 제1 부트스트랩 다이오드(651)는 U상 고전압 집적회로(610U)의 부트스트랩 전원회로를 구성하고, 제2 부트스트랩 다이오드(652)는 V상 고전압 집적회로(610V)의 부트스트랩 전원회로를 구성한다. 제1 및 제2 부트스트랩 다이오드(651, 652)의 애노드는 모듈의 공급전압단자(VCC)와, U상 및 V상 고전압 집적회로(610U, 610V)의 각 전압입력단자(VCC)에 공통적으로 연결된다. 제1 부트스트랩 다이오드(651)의 캐소드는 U상 고전압 집적회로(610U)의 플로팅전압단자(VB)와, 모듈(600)의 U상 고압측 플로팅전압단자(VB(U))에 공통적으로 연결된다. 제2 부트스트랩 다이오드(652)의 캐소드는 V상 고전압 집적회로(610V)의 플로팅전압단자(VB)와, 모듈(600)의 V상 플로팅전압단자(VB (V))에 공통적으로 연결된다. Meanwhile, in the two-phase SRM driving
이와 같이 부트스트랩 다이오드가 모듈 내에 집적되므로, 부트스트랩 회로를 별도로 구비할 경우에 비해 장치의 부피를 줄일 수 있고 제조단가를 절감할 수 있는 등 여러 가지 이점이 있다.As such, since the bootstrap diode is integrated in the module, there are various advantages such as a reduction in the volume of the device and a reduction in manufacturing cost as compared to the case where the bootstrap circuit is separately provided.
본 실시예의 모듈에도 저전압 락아웃 기능 및 과전류 락아웃기능이 내장됨은 앞의 실시예의 경우와 동일하다.The low voltage lockout function and the overcurrent lockout function are also incorporated in the module of this embodiment as in the previous embodiment.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2상 SRM 구동용 반도체모듈의 응용을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 6과 동일한 참조번호는 동일한 요소를 나타낸다.7 is a view illustrating an application of a two-phase SRM driving semiconductor module according to an embodiment of the present invention. The same reference numerals as in FIG. 6 denote the same elements.
2상 SRM을 구동하기 위하여 반도체모듈(600)의 U상 출력단자(U+, U-)와 V상 출력단자(V+, V-)가 2상 SRM(700)과 연결된다. 반도체모듈(600)의 전원단자(P)와 전류검출단자(N) 사이에는 반도체모듈(600)에 전압을 공급하기 위한 전원(710)이 배치되고, 이 전원(710)과 병렬로 DC링크 캐패시터(711)가 배치된다. 상기 (-)전원단자(N)와 전원(710) 사이에는 모듈의 전류를 검출하기 위한 션트저항(shunt resistor; RS)이 연결된다.In order to drive the two-phase SRM, the U-phase output terminals U + and U- and the V-phase output terminals V + and V- of the
고압측의 U상 출력단자(U+, VS (U))와 U상 고압측 플로팅전압단자(VB (U)) 사이에 는 제1 고전압 집적회로(610U)로 공급되는 부트스트랩 전원의 안정을 위한 캐패시터(720)가 배치되고, V상 출력단자(V+, VS (V))와 V상 고압측 플로팅전압단자(VB (V)) 사이에도 제2 고전압 집적회로(610V)로 공급되는 부트스트랩 전원의 안정을 캐패시터(730)가 배치된다.The stability of the bootstrap power supplied to the first high voltage
반도체모듈(600)의 공급전원단자(VCC)로는 제1 및 제2 고전압 집적회로(610U, 610V) 및 저전압 집적회로(610L) 내의 소자들(도시되지 않음)에 동작전원을 공급하기 위하여 15V의 전원이 공급되고, 상기 공급전원단자(VCC)와 공통접지단자(COM) 사이에는 전원안정을 위한 캐패시터들(740, 741)이 배치된다.The power supply terminal V CC of the
반도체모듈(600)의 U상 고압측 입력신호단자(IN( UH )) 및 U상 저압측 입력신호단자(IN( UL )), V상 고압측 입력신호단자(IN( VH )) 및 V상 저압측 입력신호단자(IN(VL))는 마이크로프로세서(CPU)(800)에 연결되어, 마이크로프로세서(CPU)(800)로부터 모듈(600) 내의 제1 및 제2 고전압 집적회로(610U, 610V) 및 저전압 집적회로(610L)의 동작을 위한 입력신호를 공급받는다. 이 과정에서 잡음 제거를 위해 마이크로프로세서(CPU)(800)와 모듈(600) 사이에 저항기와 커패시터가 병렬로 배치되는 필터(750)가 배치된다.U-phase high voltage input signal terminal (IN ( UH ) ) and U-phase low voltage input signal terminal (IN ( UL ) ), V-phase high voltage input signal terminal (IN ( VH ) ) and V-phase of
반도체모듈(600)의 폴트아웃단자(VFO)도 마이크로프로세서(CPU)(800)에 연결된다. 모듈(600)의 폴트아웃단자(VFO)는 양방향 단자로서, 모듈(600)로부터의 폴트아웃 정보를 마이크로프로세서(CPU)(800)에 전송하기도 하고, 마이크로프로세 서(CPU)(800)로부터 폴트아웃 명령을 입력받기도 한다. 반도체모듈(600)의 전류검출단자(N)로 출력되는 전류는 저항기(Rf) 및 캐패시터(CSC)로 이루어진 필터를 거쳐 모듈(600)의 단락전류단자(CSC)로 입력된다.The fault out terminal V FO of the
이와 같이 구성되는 2상 SRM 구동장치는 이미 설명한 단상 SRM 구동장치와 같은 원리로 동작하므로 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.Since the two-phase SRM driving device configured as described above operates on the same principle as the single-phase SRM driving device described above, a description thereof will be omitted.
도 8은 본 발명의 2상 SRM 구동용 반도체 모듈 패키지의 하부 사시도 및 상부 사시도를 나타내 보인 도면이다.8 is a view showing a bottom perspective view and a top perspective view of a semiconductor module package for driving a two-phase SRM of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 모듈 패키지는, 모듈 외부와의 신호전달을 위한 핀(820)들이 몰딩재(810)의 일 측면에만 배치되는 싱글 인라인 패키지(Single Inline Package; SIP) 구조로 되어 있다. 상기 패키지는 절연금속기판(IMS; Insulated Metal Substrate) 위에 고전압 집적회로 등의 소자가 배치되고, 이 절연금속기판의 측면 및 상부면을 몰딩재(810)로 둘러싸는 구조로 이루어진다. 상기 절연금속기판은 금속판, 절연판 및 도전성 패턴이 순차적으로 배치되는 구조로 이루어진다. 이 절연금속기판의 바닥면은 몰딩재(810) 외부로 노출되는데, 이 노출된 바닥면(830)에 의해 반도체 모듈 패키지 내부의 열이 외부로 용이하게 방출될 수 있다.As shown, the semiconductor module package of the present invention has a single inline package (SIP) structure in which pins 820 for signal transmission to the outside of the module are disposed on only one side of the
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. Do.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터 구동용 반도체모듈에 의하면, 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하기 위한 구동회로를 하나의 반도체 칩에 집적하여 모듈화하였으므로 사용이 편리하고, 컴팩트하며, 제조단가를 절감할 수 있는 이점이 제공된다. 또한, 각 소자의 특성을 고려하여 설계되어 제작되므로 고효율 및 고신뢰성의 SRM 구동이 가능하다.As described so far, according to the semiconductor module for driving a switched reluctance motor according to the present invention, since the driving circuit for driving the switched reluctance motor is integrated and modularized in one semiconductor chip, it is easy to use, compact, and manufactured. The advantage of reducing the unit price is provided. In addition, since it is designed and manufactured in consideration of the characteristics of each device, high efficiency and high reliability SRM driving is possible.
또한, 상기 반도체모듈에는 과전류 및 저전압 보호기능이 내장되고, 모듈의 온도를 모니터링할 수 있는 써미스터가 내장되어 소자의 신뢰성을 더 높일 수 있다.In addition, the semiconductor module has a built-in over-current and low-voltage protection function, and the thermistor for monitoring the temperature of the module is built-in can further increase the reliability of the device.
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