KR20080057970A - 3-phase asymmetric inverter circuit for asymmetric pwm method - Google Patents

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Abstract

A 3-phase asymmetric inverter circuit for an asymmetric PWM(Pulse Width Modulation) method is provided to improve power efficiency by positioning a switching element with high saturation voltage and switching speed at a high side and positioning a switching element with low saturation voltage and switching speed at a low-side. A 3-phase asymmetric inverter circuit includes a high side and a low side. The high side includes high voltage integration circuits(310U,310V,310W) and switching elements(321-323). The high voltage integration circuits output asymmetric PWM control signals to drive a 3-phase load. The switching elements generate 3-phase output signals according to the control signals of the high voltage integration circuits. The low side includes a low voltage integration circuit(310L) and switching elements(324-326). The low voltage integration circuit outputs an asymmetric PWM control signal to drive the 3-phase load. The switching elements generate 3-phase output signals according to the control signal of the low voltage integration circuit. The switching elements of the high and low sides have different power loss characteristic from each other.

Description

비대칭 ＰＷＭ 방식을 위한 3상 비대칭 인버터회로{3-phase asymmetric inverter circuit for asymmetric PWM method}3-phase asymmetric inverter circuit for asymmetric PWM method {3-phase asymmetric inverter circuit for asymmetric PWM method}

도 1은 일반적인 3상 인버터장치를 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a general three-phase inverter device.

도 2a는 3상 인버터의 스위칭소자가 스위칭 온할 때의 전류 및 전압 파형도이다.2A is a waveform diagram of current and voltage when the switching element of the three-phase inverter is switched on.

도 2b는 3상 인버터의 스위칭소자가 스위칭 오프할 때의 전류 및 전압 파형도이다.2B is a waveform diagram of current and voltage when the switching element of the three-phase inverter is switched off.

도 3은 여러 가지 3상 PWM 방식에서의 전압의 파형도를 나타낸 것이다.3 shows waveform diagrams of voltages in various three-phase PWM schemes.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 PWM 방식을 위한 3상 비대칭 인버터회로를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a three-phase asymmetric inverter circuit for the asymmetric PWM method according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비대칭 PWM 방식을 위한 3상 비대칭 인버터회로를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a three-phase asymmetric inverter circuit for the asymmetric PWM method according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비대칭 PWM 방식을 위한 3상 비대칭 인버터회로를 나타낸 도면이다.6 is a view showing a three-phase asymmetric inverter circuit for an asymmetric PWM method according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 고집적 파워 소자에 관한 것으로, 특히 비대칭 펄스폭변조(asymmetric PWM) 방식을 위한 3상 비대칭 인버터(3-phase asymmetric inverter) 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to highly integrated power devices, and more particularly to a three-phase asymmetric inverter circuit for asymmetric pulse width modulation (asymmetric PWM) schemes.

3상 인버터장치는 직류전압을 3상(3-phase)의 교류전압으로 변환하도록 온/오프제어되는 복수의 스위칭소자를 갖는 장치이다. 이러한 인버터장치의 스위칭소자들의 온/오프동작을 제어하기 위하여 펄스폭변조(Pulse Width Modulation) 제어신호가 사용된다.The three-phase inverter device is a device having a plurality of switching elements on / off controlled to convert a DC voltage into a 3-phase AC voltage. In order to control the on / off operation of the switching elements of the inverter device, a pulse width modulation control signal is used.

도 1은 일반적인 3상 인버터장치를 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a general three-phase inverter device.

도 1을 참조하면, 교류전원을 공급하는 전원부(10)가 있고, 상기 전원부(10)의 출력에는 교류전원을 인가받아 직류전원으로 변환시키고 이를 평활시키는 정류부(20)가 접속된다. 정류부(20)는 통상적으로 다수의 다이오드(D1~D6)가 쌍을 이루며 전원선상에 접속되어 구성된다. 정류부(20)의 출력에는 정류부에서 공급받은 직류전원을 교류전원으로 변환하여 3상 모터 등 부하(load)(40)에 공급하는 인버터부(30)가 접속된다. 인버터부(30)는 다수의 스위칭소자가 쌍을 이루며 동일선상에 결합된다. 인버터부(30)의 출력단에는 3상 모터 등 부하(40)가 접속된다. 인버터부(30)에는 인버터부에서 출력되는 교류전압을 제어하기 위한 게이트구동신호를 출력하는 제어장치(50)가 접속된다. 제어장치(50)는 3상 인버터로부터 출력되는 교류전압이 약 120도의 위상차를 지니도록 인버터부(30)를 구성하는 스위칭소자를 스위칭시키는 게이트구동신호를 출력한다.Referring to FIG. 1, there is a power supply unit 10 for supplying AC power, and a rectifier 20 is connected to an output of the power supply unit 10 to convert AC power to smooth DC power. The rectifier 20 typically includes a plurality of diodes D1 to D6 connected in pairs on a power line. The output of the rectifier 20 is connected to an inverter unit 30 that converts the DC power supplied from the rectifier into an AC power source and supplies it to a load 40 such as a three-phase motor. Inverter unit 30 is coupled to the same line in a plurality of switching elements are paired. A load 40 such as a three-phase motor is connected to the output terminal of the inverter unit 30. The inverter unit 30 is connected to a control device 50 for outputting a gate drive signal for controlling the AC voltage output from the inverter unit. The controller 50 outputs a gate drive signal for switching the switching elements constituting the inverter unit 30 such that the AC voltage output from the three-phase inverter has a phase difference of about 120 degrees.

상기한 인버터장치는 PWM 방식으로 제어되는데, 인버터에서 출력되는 교류전 압의 각각의 위상과 일치하는 정현파 변조신호를 생성하여 인버터의 출력을 제어하게 된다. 이와 같이 구성된 인버터에서 상측 세 개의 스위칭소자를 포함하는 하이-사이드(high-side)와 하측 세 개의 스위칭소자를 포함하는 로우-사이드(low-side)로 이루어진다.The inverter device is controlled by a PWM method, and generates a sine wave modulated signal corresponding to each phase of the AC voltage output from the inverter to control the output of the inverter. In the inverter configured as described above, a high-side including three upper switching elements and a low-side including three lower switching elements are included.

일반적으로 스위칭방식의 파워소자에는 전력의 손실(loss)이 존재하는데, 스위칭소자가 턴-온(turn on)되어 있는 동안 발생하는 전도손실(conduction loss)과 스위칭소자가 턴-온 또는 턴-오프(turn off)되는 순간에 발생하는 스위칭손실(switching loss), 그리고 스위칭소자가 턴-오프되어 있는 동안 전류누설에 의한 누설손실(leakage loss) 등이 있다. 누설손실은 파워소자에 있어서 거의 무시할 정도인 반면에 전도손실과 스위칭손실은 소자의 동작에 영향을 미칠 정도로 중요한 요소이다.In general, there is a loss of power in a switching power device. The conduction loss occurs while the switching device is turned on and the switching device is turned on or off. Switching loss occurring at the moment of turning off, and leakage loss due to current leakage while the switching device is turned off. Leakage losses are almost negligible for power devices, while conduction and switching losses are important enough to affect device operation.

도 2a는 스위칭소자의 스위칭 온 시의 전류 및 전압 파형도이고, 도 2b는 스위칭소자의 스위칭 오프 시의 전류 및 전압 파형도이다.2A is a waveform diagram of current and voltage when the switching element is switched on, and FIG. 2B is a waveform diagram of current and voltage when the switching element is switched off.

스위칭소자의 스위칭동작에서는 전압과 전류가 스위칭소자에 따라 일정한 지연(delay)과 기울기를 가지고 변화하기 때문에, 스위칭소자를 턴-온 또는 턴-오프시키게 되면 스위칭소자에 전압과 전류가 동시에 가해지는 구간이 발생하게 되며, 이에 따라 이 구간동안에는 전압과 전류의 곱에 해당하는 스위칭 손실이 발생하게 된다. 특히, 모스펫(MOSFET) 또는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 같은 소자는 도 2b에 도시된 바와 같이, 턴-오프시에 꼬리(tail) 전류가, 스위칭소자의 양단에 전압이 충분히 가해진 후에도 일정 구간(L)동안 흐르기 때문에, 상기한 바 와 같이 턴-오프시의 스위칭손실이 매우 크게 나타난다.In the switching operation of the switching device, since the voltage and current change with a constant delay and slope according to the switching device, when the switching device is turned on or off, the voltage and current are simultaneously applied to the switching device. Therefore, a switching loss corresponding to the product of voltage and current is generated during this period. In particular, a device such as a MOSFET or an insulated gate bipolar transistor (IGBT) may have a constant period even after a tail current is sufficiently applied at turn-off and a voltage is applied to both ends of the switching device as shown in FIG. 2B. Since it flows during (L), as described above, the switching loss at turn-off is very large.

한편, 3상 PWM 제어방식에는 여러 가지가 있는데, 크게 대칭형(symmetric) PWM 방식과 비대칭(asymmetric) PWM 방식으로 나뉘어진다. On the other hand, there are a number of three-phase PWM control method, largely divided into a symmetric (symmetric) PWM method and an asymmetric (asymmetric) PWM method.

도 3은 여러 가지 3상 PWM 방식에서의 전압의 파형도를 나타낸 것으로, 도면에서 실선은 폴(pole) 전압을 나타내고, 점선은 오프셋(offset) 전압을 나타낸다. 도 3의 (a) 내지 (f)는 대칭형 PWM 방식이고, (g)와 (h)는 비대칭 PWM 방식이다.3 is a waveform diagram of voltages in various three-phase PWM schemes, in which solid lines represent pole voltages and dotted lines represent offset voltages. (A) to (f) of FIG. 3 are symmetric PWM schemes, and (g) and (h) are asymmetric PWM schemes.

대칭형 PWM 방식에서는 하이-사이드의 스위칭소자의 전력손실과 로우-사이드의 스위칭소자의 전력손실이 동일하지만, 비대칭 PWM 방식에서는 하이-사이드의 스위칭소자의 전력손실과 로우-사이드의 스위칭소자의 전력손실이 다르게 나타난다. 즉, 비대칭 PWM 방식을 사용할 경우, 하이-사이드와 로우-사이드에서의 전도손실과 스위칭손실이 다르게 나타난다. 이 경우, 손실이 나타나는 분포에 따라 인버터의 하이-사이드와 로우-사이드의 스위칭소자를 다르게 설계할 경우 전력손실을 최소화하여 효율적으로 사용할 수가 있다.In the symmetrical PWM method, the power loss of the high-side switching device is the same as that of the low-side switching device. However, in the asymmetric PWM method, the power loss of the high-side switching device and the low-side switching device are lost. This appears different. In other words, when the asymmetric PWM method is used, the conduction loss and switching loss at the high-side and the low-side are different. In this case, if the high-side and low-side switching elements of the inverter are designed differently according to the distribution of losses, the power loss can be minimized and used efficiently.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 하이-사이드와 로우-사이드의 스위칭소자를 다르게 구성함으로써 전력손실을 최소화하여 전력효율을 증가시킬 수 있는 3상 인버터회로를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a three-phase inverter circuit that can increase the power efficiency by minimizing the power loss by configuring the high-side and low-side switching elements differently.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명에 따른 3상 비대칭 인버터회로는, 3상 부하(3-phase load)를 구동하기 위하여, 비대칭(asymmetric) PWM 제어신호 를 출력하는 고전압 집적회로와 상기 고전압 집적회로의 제어신호에 따라 3상 출력신호를 발생시키기 위한 스위칭소자로 이루어진 하이-사이드(high-side)와, 상기 3상 부하를 구동하기 위하여, 비대칭 PWM 제어신호를 출력하는 저전압 집적회로와 상기 저전압 집적회로의 제어신호에 따라 3상 출력신호를 발생시키기 위한 스위칭소자로 이루어진 로우-사이드(low-side)를 포함하는 3상 인버터 회로에 있어서, 상기 하이-사이드의 스위칭소자와 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 전력손실 특성이 다른 소자로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the three-phase asymmetric inverter circuit according to the present invention, a high voltage integrated circuit for outputting an asymmetric PWM control signal to drive a three-phase load (3-phase load) and the high voltage integrated circuit A high-side consisting of a switching element for generating a three-phase output signal according to a control signal of a low voltage integrated circuit for outputting an asymmetric PWM control signal to drive the three-phase load A three-phase inverter circuit comprising a low-side consisting of a switching element for generating a three-phase output signal in accordance with a control signal of the circuit, wherein the high-side switching element and the low-side switching The device is characterized in that it is composed of devices with different power loss characteristics.

본 발명에 있어서, 상기 고전압 집적회로 및 저전압 집적회로는 비대칭 PWM 방식 중 (h) 타입의 제어신호를 출력하며, 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 상기 로우-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 빠른 소자로 구성된다. 상기 로우-사이드 스위칭 소자는 상기 하이-사이드 스위칭소자에 비해 포화전압(Vce)이 낮은 소자로 구성된다.In the present invention, the high-voltage integrated circuit and the low-voltage integrated circuit outputs a control signal of the type (h) of the asymmetric PWM scheme, the high-side switching device is faster switching speed than the low-side switching device It consists of an element. The low-side switching device is composed of a device having a lower saturation voltage (Vce) than the high-side switching device.

상기 하이-사이드의 스위칭소자는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성되고, 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 상기 하이-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 느리면서 포화전압이 낮은 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성될 수 있다.The high-side switching device is composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT), and the low-side switching device is an insulated gate bipolar transistor having a slower switching speed and lower saturation voltage than the high-side switching device. IGBT).

또는, 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성되고, 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 상기 하이-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 느리면서 포화전압이 낮은 전력형 모스트랜지스터(MOOSFET)로 구성될 수 있다.Alternatively, the high-side switching device is composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT), and the low-side switching device has a lower switching speed and lower saturation voltage than the high-side switching device. It may be composed of a transistor (MOOSFET).

또는, 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 전력형 모스트랜지스터(MOSFET)로 구성되고, 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 상기 하이-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 느리면서 포화전압이 낮은 전력형 모스트랜지스터(MOSFET)로 구성될 수 있다.Alternatively, the high-side switching device is composed of a power type MOSFET, and the low-side switching device has a lower switching speed and lower saturation voltage than the high-side switching device. It may be composed of a transistor (MOSFET).

본 발명에 있어서, 상기 고전압 집적회로 및 저전압 집적회로는 비대칭 PWM 방식 중 (g) 타입의 제어신호를 출력하며, 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 상기 하이-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 빠른 소자로 구성된다. 상기 하이-사이드 스위칭 소자는 상기 로우-사이드 스위칭소자에 비해 포화전압(Vce)이 낮은 소자로 구성된다.In the present invention, the high voltage integrated circuit and the low voltage integrated circuit outputs a control signal of type (g) of the asymmetric PWM scheme, and the low-side switching device has a faster switching speed than the high-side switching device. It consists of an element. The high-side switching device is composed of a device having a lower saturation voltage (Vce) than the low-side switching device.

상기 로우 -사이드의 스위칭소자는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성되고, 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 상기 로우-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 느리면서 포화전압이 낮은 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성될 수 있다.The low-side switching device is composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT), and the high-side switching device has a lower switching speed and lower saturation voltage than the low-side switching device. IGBT).

또는, 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성되고, 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 상기 로우-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 느리면서 포화전압이 낮은 전력형 모스트랜지스터(MOOSFET)로 구성될 수 있다.Alternatively, the low-side switching device is composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT), and the high-side switching device has a lower switching speed and lower saturation voltage than the low-side switching device. It may be composed of a transistor (MOOSFET).

또는, 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 전력형 모스트랜지스터(MOSFET)로 구성되고, 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 상기 로우-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 느리면서 포화전압이 낮은 전력형 모스트랜지스터(MOSFET)로 구성 될 수 있다.Alternatively, the low-side switching device is composed of a power type MOSFET, and the high-side switching device has a lower switching speed and lower saturation voltage than the low-side switching device. It may be composed of a transistor (MOSFET).

그리고, 상기 하이-사이드는 상기 3상 부하에 U상 출력신호를 발생시키기 위한 제1 스위칭소자와, 상기 3상 부하에 V상 출력신호를 발생시키기 위한 제2 스위칭소자와, 상기 3상 부하에 W상 출력신호를 발생시키기 위한 제3 스위칭소자와, 상기 제1 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 제1 고전압 집적회로와, 상기 제2 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 제2 고전압 집적회로, 및 상기 제3 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 제3 고전압 집적회로를 포함하고, 상기 로우-사이드는 상기 3상 부하에 U상 출력신호를 발생시키기 위한 제4 스위칭소자와, 상기 3상 부하에 V상 출력신호를 발생시키기 위한 제5 스위칭소자와, 상기 3상 부하에 W상 출력신호를 발생시키기 위한 제6 스위칭소자, 및 상기 제4, 제5 및 제6 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 저전압 집적회로를 포함할 수 있다.The high-side may include a first switching device for generating a U-phase output signal to the three-phase load, a second switching device for generating a V-phase output signal to the three-phase load, and a three-phase load to the three-phase load. A third switching element for generating a W-phase output signal, a first high voltage integrated circuit for controlling a switching operation of the first switching element, a second high voltage integrated circuit for controlling a switching operation of the second switching element, and And a third high voltage integrated circuit controlling a switching operation of the third switching device, wherein the low-side includes: a fourth switching device for generating a U-phase output signal to the three-phase load, and a V to the three-phase load. A fifth switching element for generating a phase output signal, a sixth switching element for generating a W phase output signal to the three-phase load, and a low voltage for controlling the switching operation of the fourth, fifth and sixth switching elementsIt may include an integrated circuit.

상기 제1 내지 제6 스위칭소자는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)이고, 상기 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)의 에미터와 컬렉터에 그 양단이 접속된 프리휠링 다이오드(Free Wheeling Diode)를 더 구비할 수도 있다.The first to sixth switching elements may be insulated gate bipolar transistors (IGBTs), and may further include free wheeling diodes connected at both ends of emitters and collectors of the insulated gate bipolar transistors (IGBTs). have.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 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 being limited by the embodiments described below.

비대칭 PWM 방식 중 도 3의 (h)방식의 경우, 스위칭소자의 전도손실은 하이-사이드보다 로우-사이드가 크고, 스위칭손실은 하이-사이드가 로우-사이드보다 크 게 나타난다. 따라서, 스위칭손실이 크게 나타나는 하이-사이드에는 스위칭속도가 빠르고 포화전압(Vce)이 높은 스위칭소자를 배치하고, 전도손실이 크게 나타나는 로우-사이드에는 낮은 포화전압(Vce)과 느린 스위칭속도를 갖는 스위칭소자를 배치하면 전력손실을 최소화할 수 있다.3 (h) of the asymmetric PWM method, the conduction loss of the switching element is higher in the low-side than the high-side, the switching loss is higher in the high-side than the low-side. Therefore, a switching device with a high switching speed and a high saturation voltage (Vce) is disposed on the high-side where switching losses are large, and a switching with a low saturation voltage (Vce) and a slow switching speed on a low-side where the conduction losses are large. Placing the device minimizes power loss.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 PWM 방식의 3상 인버터 모듈을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a three-phase inverter module of the asymmetric PWM method according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터모듈(100)은, 세 개의 고전압 집적회로(HVIC)와 각 고전압 집적회로와 연결된 세 개의 스위칭소자로 이루어진 하이-사이드와, 하나의 저전압 집적회로(LVIC)와 이에 연결된 세 개의 스위칭소자로 이루어진 로우-사이드로 구성된다. 상기 하이-사이드 및 로우-사이드의 스위칭소자들은 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성된다.4, the inverter module 100 according to an embodiment of the present invention, a high-side consisting of three high voltage integrated circuit (HVIC) and three switching elements connected to each high voltage integrated circuit, and one low voltage It consists of an integrated circuit (LVIC) and a low-side composed of three switching elements connected thereto. The high-side and low-side switching elements are composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT).

상기 하이-사이드는, 예를 들어 3상 모터(motor)와 같은 3상 부하(load)의 U상을 구동하기 위한 U상 고전압 집적회로(110U) 및 제1 스위칭소자(123), 3상 부하의 V상을 구동하기 위한 V상 고전압 집적회로(110V) 및 제2 스위칭소자(122), 3상 부하의 W상을 구동하기 위한 W상 고전압 집적회로(11W) 및 제3 스위칭소자(121)를 포함한다.The high-side includes, for example, a U-phase high voltage integrated circuit 110U, a first switching element 123, and a three-phase load for driving the U-phase of a three-phase load such as a three-phase motor. V phase high voltage integrated circuit 110V and second switching element 122 for driving the V phase of the W phase high voltage integrated circuit 11W and the third switching element 121 for driving the W phase of the three phase load. It includes.

상기 U상 고전압 집적회로(110U)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(110U)의 출력단자(OUT)로부터 출력된 신호는 제1 스위칭소자(123)의 게이트로 입력되어 제1 스위칭소자(123)를 턴-온 또는 턴-오프시킨다.The U-phase high voltage integrated circuit 110U includes a floating voltage terminal VB for receiving the high voltage side floating voltage V B (U) from the outside and a supply voltage V cc (U) from the outside. Supply voltage terminal (VCC), common ground terminal (COM) receiving common ground signal (COM) from the outside, input terminal (IN), U phase receiving U-phase driving input signal (IN ( UH ) ) from the outside Output terminal OUT for outputting the high voltage side output signal by the U-phase driving input signal IN ( UH ) input through the floating return voltage terminal VS connected to the output terminal U and the input terminal IN. Has The signal output from the output terminal OUT of the U-phase high voltage integrated circuit 110U is input to the gate of the first switching device 123 to turn on or turn off the first switching device 123.

V상 고전압 집적회로(110V)는, 외부로부터 고압측 플로팅전압(VB(V))을 입력받기 위한 플로팅전압단자(VB), 외부로부터 공급전압(Vcc (V))을 입력받기 위한 공급전압단자(VCC), 외부로부터 공통접지신호(COM)를 입력받는 공통접지단자(COM), 외부로부터 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(110V)의 출력단자(OUT)로부터 출력된 신호는 제2 스위칭소자(122)의 게이트로 입력되어 제2 스위칭소자(122)를 턴-온 또는 턴-오프시킨다.The V-phase high voltage integrated circuit 110V supplies a floating voltage terminal VB for receiving the high voltage side floating voltage V B (V) from the outside and a supply voltage V cc (V) from the outside. Voltage terminal VCC, common ground terminal COM for receiving common ground signal COM from the outside, input terminal IN for receiving V phase driving input signal IN ( VH ) from the outside, and V phase output Output terminal OUT for outputting the high voltage side output signal by the V-phase driving input signal IN ( VH ) input through the floating return voltage terminal VS connected to the terminal V and the input terminal IN. Has The signal output from the output terminal OUT of the V-phase high voltage integrated circuit 110V is input to the gate of the second switching element 122 to turn on or turn off the second switching element 122.

W상 고전압 집적회로(110W)는, 외부로부터 고압측 플로팅전압(VB(W))을 입력받기 위한 플로팅전압단자(VB), 외부로부터 공급전압(Vcc (W))을 입력받기 위한 공급전압단자(VCC), 외부로부터 공통접지신호(COM)를 입력받는 공통접지단자(COM), 외부로부터 W상 구동용 입력신호(IN( WH ))를 입력받는 입력단자(IN), W상 출력단자(W)에 연결된 플로팅리턴전압단자(VS) 및 입력단자(IN)를 통해 입력되는 W상 구동용 입력신호(IN( WH ))에 의해 고압측 출력신호를 출력시키기 위한 출력단자(OUT)를 갖는다. W상 고전압 집적회로(110W)의 출력단자(OUT)로부터 출력된 신호는 제3 스위칭소자(121)의 게이트로 입력되어 제3 스위칭소자(121)를 턴-온 또는 턴-오프시킨다.W-phase high-voltage integrated circuit (110W) is, from the outside the high-pressure-side floating voltage (V B (W)) floating voltage terminal (VB) for inputting to the supply for receiving the supply voltage (V cc (W)) from the outside voltage terminal (VCC), a common receiving a common reference signal (COM) from the external ground terminal (COM), for the external W drive input signal (IN (WH)) the input receiving the input terminal (IN), W-phase output Output terminal OUT for outputting the high voltage side output signal by the W-phase driving input signal IN ( WH ) input through the floating return voltage terminal VS connected to the terminal W and the input terminal IN. Has The signal output from the output terminal OUT of the W-phase high voltage integrated circuit 110W is input to the gate of the third switching element 121 to turn on or turn off the third switching element 121.

한편, 로우-사이드는 저전압 집적회로(110L)와 제4 스위칭소자(124), 제5 스위칭소자(125) 및 제6 스위칭소자(126)로 구성되어 있다.On the other hand, the low-side is composed of a low voltage integrated circuit 110L, the fourth switching device 124, the fifth switching device 125 and the sixth switching device 126.

상기 로우-사이드의 저전압 집적회로(110L)는 단락전류를 검출하기 위한 단락전류단자(CSC), 폴트-아웃시간을 결정하기 위한 폴트-아웃 듀레이션단자(CFOD), 외부로 폴트-아웃신호(VFO)를 출력하기 위한 폴트-아웃단자(VFO), 저압측의 U상, V상 및 W상 입력신호를 입력받기 위한 입력단자(IN(UL), IN(VL), IN(WL)), 외부로부터 공통접지신호(COM)를 입력받기 위한 공통접지단자(COM), 공급전압(Vcc (L))을 입력받기 위한 공급전압단자(VCC), 그리고 로우-사이드의 스위칭소자를 구동하기 위한 U상, V상 및 W상 출력신호를 출력시키는 데 사용되는 출력단자(OUT(UL), OUT(VL), OUT(WL))를 갖는다. 저전압 집적회로(110L)의 출력단자(OUT(UL), OUT(VL), OUT(WL))로부터 출력되는 출력신호는 제4, 제5 및 제6 스위칭소자(124, 125, 126)의 게이트로 각각 입력되어 상기 스위칭소자들을 턴-온 또는 턴-오프시킨다.The low-side low voltage integrated circuit 110L includes a short circuit current terminal CSC for detecting a short circuit current, a fault-out duration terminal CFOD for determining a fault-out time, and a fault-out signal V to the outside. Fault-out terminal (VFO) for outputting FO ), input terminals (IN (UL), IN (VL), IN (WL)) for receiving U-phase, V-phase and W-phase input signals on the low pressure side, The common ground terminal COM for receiving the common ground signal COM from the outside, the supply voltage terminal VCC for receiving the supply voltage V cc (L ), and the low-side switching element for driving It has output terminals OUT (UL), OUT (VL), and OUT (WL) used to output the U-phase, V-phase, and W-phase output signals. The output signals output from the output terminals OUT (UL), OUT (VL), and OUT (WL) of the low voltage integrated circuit 110L are gates of the fourth, fifth, and sixth switching elements 124, 125, and 126. Are respectively input to turn on or off the switching elements.

상기 폴트-아웃(VFO) 단자는, 내부에서 폴트(fault)가 검출되었을 때, 예컨대 과전류가 검출되거나 공급전압(Vcc)이 낮게 입력되는 경우, 소자가 파괴되는 것 을 방지하기 위하여 폴트-아웃신호(VFO)를 출력하고, 인버터 모듈(100)을 셧다운(shutdown)시킨다.The fault-out (VFO) terminal, when it is within the fault (fault) detected, for example, when the over-current is detected, or the supply voltage (V cc) input low, the fault in order to prevent the device from being fracture-out The signal V FO is output and the inverter module 100 is shut down.

로우-사이드의 제4 스위칭소자(124)의 컬렉터는 하이-사이드의 제1 스위칭소자(121)의 에미터와 연결되고, 로우-사이드의 제5 스위칭소자(125)의 컬렉터는 하이-사이드의 제2 스위칭소자(122)의 에미터와 연결되고, 로우-사이드의 제6 스위칭소자(126)의 컬렉터는 하이-사이드의 제3 스위칭소자(123)의 에미터와 연결된다. 각 상의 하이-사이드 및 로우-사이드의 스위칭소자는 서로 다른 집적회로에 의해 제어된다.The collector of the low-side fourth switching element 124 is connected to the emitter of the high-side first switching element 121, and the collector of the low-side fifth switching element 125 is the high-side The collector of the sixth switching element 126 on the low side and the emitter of the third switching element 123 on the high side are connected to the emitter of the second switching element 122. The high-side and low-side switching elements of each phase are controlled by different integrated circuits.

한편, 하이-사이드의 제1 스위칭소자(121)의 컬렉터에는 모터구동을 위한 전원단자(P)가 연결되고, 게이트에는 W상 고전압 집적회로(110W)의 출력단자(OUT)가 연결되며, 에미터에는 W상 출력단자(W)가 연결된다. 상기 제1 스위칭소자(121)의 컬렉터와 에미터 사이에는 프리휠링 다이오드(Free Wheeling Diode)(131)가 역병렬(anti-parallel)로 연결된다.Meanwhile, the power terminal P for driving the motor is connected to the collector of the first switching element 121 of the high-side, and the output terminal OUT of the W phase high voltage integrated circuit 110W is connected to the collector. Is connected to the W-phase output terminal (W). A free wheeling diode 131 is connected in anti-parallel between the collector and the emitter of the first switching element 121.

하이-사이드의 제2 스위칭소자(121)의 컬렉터에는 모터구동을 위한 전원단자(P)가 연결되고, 게이트에는 V상 고전압 집적회로(110V)의 출력단자(OUT)가 연결되며, 에미터에는 V상 출력단자(V)가 연결된다. 상기 제2 스위칭소자(122)의 컬렉터와 에미터 사이에도 프리휠링 다이오드(132)가 역병렬로 연결된다. The power terminal P for driving the motor is connected to the collector of the second switching element 121 of the high-side, the output terminal OUT of the V-phase high voltage integrated circuit 110V is connected to the gate, and the emitter V phase output terminal (V) is connected. The freewheeling diode 132 is also connected in anti-parallel between the collector and the emitter of the second switching element 122.

마찬가지로, 하이-사이드의 제3 스위칭소자(123)의 컬렉터에는 모터구동을 위한 전원단자(P)가 연결되고, 게이트에는 U상 고전압 집적회로(110U)의 출력단 자(OUT)가 연결되며, 에미터에는 U상 출력단자(U)가 연결된다. 상기 제3 스위칭소자(123)의 컬렉터와 에미터 사이에도 프리휠링 다이오드(133)가 역병렬로 연결된다.Similarly, the power terminal P for driving the motor is connected to the collector of the third switching element 123 of the high-side, and the output terminal OUT of the U-phase high voltage integrated circuit 110U is connected to the gate. U-phase output terminal (U) is connected to the motor. The freewheeling diode 133 is also connected in anti-parallel between the collector and the emitter of the third switching element 123.

그리고, 로우-사이드의 제4, 제5 및 제6 스위칭소자의 컬렉터와 에미터 사이에도 각각 프리휠링 다이오드(134, 135, 136)가 역병렬로 연결된다. 상기 프리휠링 다이오드들(131, 132, 133, 134, 135, 136)은 스위칭소자들이 턴-오프된 동안 모터에 흐르는 전류를 우회환류시켜 모터를 흐르는 전류 자체는 스위칭에 의해 변화되지 않도록 하는 역할을 한다.In addition, the freewheeling diodes 134, 135, and 136 are also connected in anti-parallel between the collectors and the emitters of the low-side fourth, fifth, and sixth switching elements, respectively. The freewheeling diodes 131, 132, 133, 134, 135, and 136 bypass the current flowing through the motor while the switching elements are turned off so that the current flowing through the motor does not change by switching. do.

로우-사이드의 제4 스위칭소자(124)의 컬렉터에는 W상 출력단자(W)가 연결되고, 게이트에는 저전압 집적회로(110L)의 W상 출력단자(OUT(WL))가 연결되며, 에미터에는 W상 출력신호의 전류를 검출하는 데 이용되는 W상 전류검출단자(NW)가 연결된다.The W-phase output terminal W is connected to the collector of the low-side fourth switching element 124, and the W-phase output terminal OUT (WL) of the low voltage integrated circuit 110L is connected to the gate, and the emitter is connected. The W phase current detection terminal N W is used to detect the current of the W phase output signal.

그리고, 로우-사이드의 제5 스위칭소자(125)의 컬렉터에는 V상 출력단자(V)가 연결되고, 게이트에는 저전압 집적회로(110L)의 V상 출력단자(OUT(VL))가 연결되며, 에미터에는 V상 출력신호의 전류를 검출하는 데 이용되는 V상 전류검출단자(NV)가 연결된다.The V-phase output terminal V is connected to the collector of the low-side fifth switching device 125, and the V-phase output terminal OUT (VL) of the low voltage integrated circuit 110L is connected to the gate. The emitter is connected to a V phase current detection terminal N V which is used to detect the current of the V phase output signal.

마찬가지로, 로우-사이드의 제6 스위칭소자(126)의 컬렉터에는 U상 출력단자(U)가 연결되고, 게이트에는 저전압 집적회로(110L)의 U상 출력단자(OUT(UL))가 연결되며, 에미터에는 U상 출력신호의 전류를 검출하는 데 이용되는 U상 전류검출 단자(NU)가 연결된다.Similarly, the U-phase output terminal U is connected to the collector of the low-side sixth switching element 126, and the U-phase output terminal OUT (UL) of the low voltage integrated circuit 110L is connected to the gate. The emitter is connected to a U-phase current detection terminal N U , which is used to detect the current of the U-phase output signal.

상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터회로에 있어서, 상기 하이-사이드 및 로우-사이드의 스위칭소자들은 절연게이트형 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성된다. 이때, 언급한 바와 같이, 비대칭 PWM 방식 중 (h)타입에서는 전도손실은 로우-사이드가 크고, 스위칭손실은 하이-사이드가 크게 나타난다. 따라서, 전력손실을 최소화하기 위하여, 스위칭손실이 크게 나타나는 하이-사이드에는 스위칭속도가 빠르고 포화전압(Vce)이 높은 스위칭소자를 배치하고, 전도손실이 크게 나타나는 로우-사이드에는 낮은 포화전압(Vce)과 느린 스위칭속도를 갖는 스위칭소자를 배치한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하이-사이드의 스위칭소자들(121, 122, 123)은 정격전류가 50A인 IGBT를 사용하고, 로우-사이드의 스위칭소자들(124, 125, 126)은 정격전류가 100A인 IGBT를 사용할 수 있다.In the inverter circuit according to the embodiment of the present invention, the high-side and low-side switching elements are composed of an insulated gate type bipolar transistor (IGBT). At this time, as mentioned, in the (h) type of the asymmetric PWM method, the conduction loss is high in the low-side, the switching loss is high in the high-side. Therefore, in order to minimize power loss, a switching element having a high switching speed and a high saturation voltage (Vce) is disposed on the high-side where switching losses are large, and a low saturation voltage (Vce) on a low-side where the conduction losses are large. And a switching device having a slow switching speed. According to a preferred embodiment of the present invention, the high-side switching elements 121, 122, 123 use an IGBT with a rated current of 50 A, and the low-side switching elements 124, 125, 126 are rated. An IGBT with a current of 100A can be used.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비대칭 PWM 방식의 3상 인버터 모듈(200)을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a three-phase inverter module 200 of the asymmetric PWM method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 하이-사이드의 스위칭소자와 로우-사이드의 스위칭소자들이 IGBT 대신에 전력형 모스트랜지스터(power MOSFET)으로 구성되어 있다. 이 경우에도 마찬가지로, 하이-사이드의 스위칭소자들(221, 222, 223)은 정격전류가 50A인 전력형 MOSFET으로 구성하고, 로우-사이드의 스위칭소자들(224, 225, 226)은 정격전류가 100A인 전력형 MOSFET으로 구성할 수 있다.Referring to FIG. 5, the high-side switching elements and the low-side switching elements are composed of a power MOS transistor instead of an IGBT. In this case as well, the high-side switching elements 221, 222, and 223 are composed of a power MOSFET having a rated current of 50 A, and the low-side switching elements 224, 225, and 226 have a rated current. It can be configured as a power MOSFET of 100A.

스위칭소자로 전력형 MOSFET을 사용할 경우, IGBT와는 달리 MOSFET에는 바디 다이오드(body diode)가 내장되므로 IGBT의 경우와 같이 프리휠링 다이오드를 별도로 배치할 필요는 없다. 도면에서 참조번호 "231" 내지 "236"은 MOSFET 칩(chip)내에 내장되는 바디 다이오드를 나타낸다. 그 외의 다른 구성들은 도 4에 도시된 첫 번째 실시예의 경우와 동일하므로 설명을 생략하기로 한다.When using a power MOSFET as a switching device, unlike the IGBT, since the MOSFET has a built-in body diode, there is no need to place a freewheeling diode as in the case of the IGBT. In the drawings, reference numerals “231” to “236” denote body diodes embedded in a MOSFET chip. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 4, and thus description thereof will be omitted.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비대칭 PWM 방식의 3상 인버터 모듈(300)을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a three-phase inverter module 300 of the asymmetric PWM method according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 앞의 두 실시예의 경우와는 달리, 하이-사이드의 스위칭소자와 로우-사이드의 스위칭소자가 다르게 구성되어 있다. 즉, 하이-사이드의 스위칭소자들(321, 322, 323)은 정격전류가 50A인 IGBT로 구성된 반면에, 로우-사이드의 스위칭소자들(324, 325, 326)은 정격전류가 100A인 파워 모스펫(MOSFET)으로 구성되어 있다. 나머지 구성은 첫 번째 실시예의 경우와 동일하므로 설명을 생략하기로 한다.Referring to FIG. 6, unlike the previous two embodiments, the high-side switching device and the low-side switching device are configured differently. That is, the high-side switching elements 321, 322, and 323 are composed of IGBTs having a rated current of 50 A, while the low-side switching elements 324, 325, and 326 are power MOSFETs having a rated current of 100 A. (MOSFET). Since the rest of the configuration is the same as in the first embodiment, a description thereof will be omitted.

한편, 비대칭 PWM 제어방식 중 도 3에 도시된 (g) 타입의 경우에는 지금까지 설명한 (h) 타입과 반대의 특성을 갖는다. 따라서, 도 4 내지 도 6에 도시된 본 발명의 실시예에서 하이-사이드와 로우-사이드의 스위칭소자를 서로 반대로 구성할 수 있다. 즉, 하이-사이드의 스위칭소자들은 포화전압이 낮은 소자들로 구성하고, 로우-사이드의 스위칭소자들은 스위칭속도가 빠른 소자들로 구성하면 (g) 타입의 PWM 방식에서 전력손실을 최소화할 수 있다.On the other hand, in the case of the (g) type shown in Figure 3 of the asymmetric PWM control method has the characteristics opposite to the (h) type described so far. Therefore, in the embodiment of the present invention shown in Figures 4 to 6, the high-side and low-side switching elements can be configured opposite to each other. That is, if the high-side switching elements are composed of low saturation voltage elements and the low-side switching elements are composed of fast switching speed elements, power loss can be minimized in the (g) type PWM method. .

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 비대칭 PWM 제어방식의 3상 비 대칭 인버터 모듈에 따르면, 스위칭소자의 특성에 스위칭 및 포화전압 특성에 따라 하이-사이드와 로우-사이드의 스위칭소자를 다른 특성의 소자로 구성한다. 즉, 스위칭손실이 크게 나타나는 하이-사이드에는 높은 포화전압(Vce)과 빠른 스위칭속도를 갖는 스위칭소자를 배치하고, 전도손실이 크게 나타나는 로우-사이드에는 낮은 포화전압과 느린 스위칭속도를 갖는 스위칭소자를 배치함으로써, 전력손실을 최소화할 수 있다.As described so far, according to the three-phase asymmetric inverter module of the asymmetric PWM control method according to the present invention, the switching element of the high-side and low-side according to the switching and saturation voltage characteristics of the switching element, It consists of an element. In other words, a switching device having a high saturation voltage (Vce) and a fast switching speed is disposed on the high-side where switching losses are large, and a switching device having a low saturation voltage and a slow switching speed is provided on a low-side where the conduction losses are large. By arranging, power loss can be minimized.

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.

Claims (11)

3상 부하(3-phase load)를 구동하기 위하여, 비대칭(asymmetric) PWM 제어신호를 출력하는 고전압 집적회로와 상기 고전압 집적회로의 제어신호에 따라 3상 출력신호를 발생시키기 위한 스위칭소자로 이루어진 하이-사이드(high-side)와, A high voltage integrated circuit for outputting an asymmetric PWM control signal for driving a three-phase load and a switching element for generating a three-phase output signal according to the control signal of the high voltage integrated circuit. High-side, 상기 3상 부하를 구동하기 위하여, 비대칭 PWM 제어신호를 출력하는 저전압 집적회로와 상기 저전압 집적회로의 제어신호에 따라 3상 출력신호를 발생시키기 위한 스위칭소자로 이루어진 로우-사이드(low-side)를 포함하는 3상 인버터 회로에 있어서,In order to drive the three-phase load, a low-side comprising a low voltage integrated circuit for outputting an asymmetric PWM control signal and a switching element for generating a three phase output signal according to the control signal of the low voltage integrated circuit. In the three-phase inverter circuit comprising: 상기 하이-사이드의 스위칭소자와 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 전력손실 특성이 다른 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 PWM 제어방식의 3상 인버터회로.And the high-side switching element and the low-side switching element are constituted by elements having different power loss characteristics. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고전압 집적회로 및 저전압 집적회로는 비대칭 PWM 방식 중 (h) 타입의 제어신호를 출력하며,The high voltage integrated circuit and the low voltage integrated circuit output a control signal of type (h) of the asymmetric PWM scheme, 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 상기 로우-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 빠른 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 PWM 제어방식의 3상 인버터회로.The high-side switching device is a three-phase inverter circuit of the asymmetric PWM control method, characterized in that consisting of a faster switching speed than the low-side switching device. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성되고,The high-side switching device is composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT), 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 상기 하이-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 느리고 포화전압이 낮은 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 PWM 제어방식의 3상 인버터회로.The low-side switching device is an asymmetric PWM control method of the three-phase inverter circuit characterized in that the switching speed is lower than the high-side switching device and composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is low. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성되고,The high-side switching device is composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT), 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 상기 하이-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 느리고 포화전압이 낮은 전력형 모스트랜지스터(MOOSFET)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 PWM 제어방식의 3상 인버터회로.The low-side switching device is an asymmetric PWM control method of the three-phase inverter circuit characterized in that the switching speed is lower than the high-side switching device and the saturation voltage is composed of a power type transistor (MOOSFET). 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 전력형 모스트랜지스터(MOSFET)로 구성되고,The high-side switching device is composed of a power MOS transistor (MOSFET), 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 상기 하이-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 느리고 포화전압이 낮은 전력형 모스트랜지스터(MOSFET)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 PWM 제어방식의 3상 인버터회로.The low-side switching device is a three-phase inverter circuit of the asymmetric PWM control method characterized in that the switching speed is lower than the high-side switching device and the saturation voltage is composed of a power type MOS transistor (MOSFET). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고전압 집적회로 및 저전압 집적회로는 비대칭 PWM 방식 중 (g) 타입의 제어신호를 출력하며,The high voltage integrated circuit and the low voltage integrated circuit output a control signal of type (g) of the asymmetric PWM method, 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 상기 로우-사이드의 스위칭소자에 비해 포화전압이 작은 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 PWM 제어방식의 3상 인버터회로.The high-side switching element is a three-phase inverter circuit of the asymmetric PWM control method, characterized in that the saturation voltage is smaller than the low-side switching element. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성되고,The low-side switching device is composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT), 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 상기 로우-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 느리고 포화전압이 낮은 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 PWM 제어방식의 3상 인버터회로.The high-side switching device is an asymmetric PWM control method of the three-phase inverter circuit, characterized in that the switching speed is lower than the low-side switching device is composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT). 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 구성되고,The low-side switching device is composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT), 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 상기 로우-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 느리고 포화전압이 낮은 전력형 모스트랜지스터(MOOSFET)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 PWM 제어방식의 3상 인버터회로.The high-side switching device is a three-phase inverter circuit of the asymmetric PWM control method, characterized in that the switching speed is lower than the low-side switching device and composed of a power-type MOS transistor (MOOSFET) having a low saturation voltage. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 로우-사이드의 스위칭소자는 전력형 모스트랜지스터(MOSFET)로 구성되고,The low-side switching device is composed of a power MOS transistor (MOSFET), 상기 하이-사이드의 스위칭소자는 상기 로우-사이드의 스위칭소자에 비해 스위칭속도가 느리고 포화전압이 낮은 전력형 모스트랜지스터(MOSFET)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 PWM 제어방식의 3상 인버터회로.The high-side switching device is a three-phase inverter circuit of the asymmetric PWM control method characterized in that the switching speed is lower than the low-side switching device and composed of a power type MOS transistor (MOSFET) with a low saturation voltage. 제1항에 있어서, 상기 하이-사이드는,The method of claim 1, wherein the high-side, 상기 3상 부하에 U상 출력신호를 발생시키기 위한 제1 스위칭소자;A first switching element for generating a U-phase output signal to the three-phase load; 상기 3상 부하에 V상 출력신호를 발생시키기 위한 제2 스위칭소자;A second switching element for generating a V-phase output signal to the three-phase load; 상기 3상 부하에 W상 출력신호를 발생시키기 위한 제3 스위칭소자;A third switching element for generating a W phase output signal to the three phase load; 상기 제1 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 제1 고전압 집적회로;A first high voltage integrated circuit controlling a switching operation of the first switching device; 상기 제2 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 제2 고전압 집적회로; 및A second high voltage integrated circuit controlling a switching operation of the second switching device; And 상기 제3 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 제3 고전압 집적회로를 포함하고,A third high voltage integrated circuit controlling a switching operation of the third switching device, 상기 로우-사이드는,The low-side, 상기 3상 부하에 U상 출력신호를 발생시키기 위한 제4 스위칭소자;A fourth switching element for generating a U-phase output signal to the three-phase load; 상기 3상 부하에 V상 출력신호를 발생시키기 위한 제5 스위칭소자;A fifth switching element for generating a V-phase output signal to the three-phase load; 상기 3상 부하에 W상 출력신호를 발생시키기 위한 제6 스위칭소자; 및A sixth switching device for generating a W-phase output signal to the three-phase load; And 상기 제4, 제5 및 제6 스위칭소자의 스위칭동작을 제어하는 저전압 집적회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 비대칭 PWM 방식의 3상 인버터회로.And a low voltage integrated circuit controlling a switching operation of the fourth, fifth and sixth switching elements. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1 내지 제6 스위칭소자는 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)이고, 상기 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)의 에미터와 컬렉터에 그 양단이 접속된 프리휠링 다이오드(Free Wheeling Diode)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 3상 인버터회로. The first to sixth switching elements are insulated gate bipolar transistors (IGBTs), and further include free wheeling diodes connected at both ends of emitters and collectors of the insulated gate bipolar transistors (IGBTs). Three-phase inverter circuit characterized by.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101350684B1 (en) * 2012-07-02 2014-01-13 삼성전기주식회사 Gate driver circuit for inductive load, inverter module and inverter apparatus with the same
CN103715971A (en) * 2012-10-03 2014-04-09 日立空调·家用电器株式会社 Motor control device and air conditioner

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2277215B (en) 1993-04-16 1997-04-23 Marconi Gec Ltd A power control switch
AU2765599A (en) 1998-02-13 1999-08-30 Wisconsin Alumni Research Foundation Hybrid topology for multilevel power conversion
JP2001016083A (en) 1999-06-29 2001-01-19 Taiyo Yuden Co Ltd Switching control method, switching circuit, electronic component for switching, and electronic component for switching control

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101350684B1 (en) * 2012-07-02 2014-01-13 삼성전기주식회사 Gate driver circuit for inductive load, inverter module and inverter apparatus with the same
CN103715971A (en) * 2012-10-03 2014-04-09 日立空调·家用电器株式会社 Motor control device and air conditioner
JP2014075896A (en) * 2012-10-03 2014-04-24 Hitachi Appliances Inc Motor control device and air conditioner
KR101445960B1 (en) * 2012-10-03 2014-09-29 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤 Motor control device and air conditioner
CN103715971B (en) * 2012-10-03 2017-04-05 日立空调·家用电器株式会社 Controller for motor and air conditioner

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