KR20080104869A - 모터 드라이버 시스템 및 모터 드라이버 보호방법 - Google Patents

모터 드라이버 시스템 및 모터 드라이버 보호방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080104869A
KR20080104869A KR1020070052250A KR20070052250A KR20080104869A KR 20080104869 A KR20080104869 A KR 20080104869A KR 1020070052250 A KR1020070052250 A KR 1020070052250A KR 20070052250 A KR20070052250 A KR 20070052250A KR 20080104869 A KR20080104869 A KR 20080104869A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
overcurrent
value
inverter
overcurrent detection
input
Prior art date
Application number
KR1020070052250A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101364204B1 (ko
Inventor
원준희
이경훈
이길수
안준호
오재윤
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020070052250A priority Critical patent/KR101364204B1/ko
Priority to US11/945,822 priority patent/US7936141B2/en
Priority to PCT/KR2008/001095 priority patent/WO2008147024A1/en
Priority to EP08723133.8A priority patent/EP2160832B1/en
Publication of KR20080104869A publication Critical patent/KR20080104869A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101364204B1 publication Critical patent/KR101364204B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/027—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an over-current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/04—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
    • H02H5/042—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature using temperature dependent resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

본 발명은 과전류여부를 판단하는 과전류감지값을 모터, 드라이브 등의 상태값에 따라 가변하는 모터 드라이버 시스템 및 모터 드라이버 보호방법이다. 특히 과전류레벨에 도달하기 전에 온도상승으로 인한 과전류상태인지 판단하여 과전류로부터 모터 드라이버 시스템을 보호한다.
또한 피크전류 등의 노이즈전류에 대한 반응도를 낮추어 과전류판단의 오동작을 예방한다.
온도, 과열, 과전류, 방지, 노이즈 전류, 접지

Description

모터 드라이버 시스템 및 모터 드라이버 보호방법{Motor Driver System and method for protecting motor drive}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터 드라이버 시스템의 블럭도,
도 2는 일반적인 과전류보호장치를 구비한 모터 드라이버 시스템의 블럭도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터 드라이버 시스템의 블럭도,
도 4와 도 5는 온도에 따른 저항값이 변하는 PTC 소자와 NTC 소자에 대한 특성 그래프,
도 6 내지 도 9는 도 3의 과전류감지부 중 증폭부의 내부구조에 대한 회로도,
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도 3의 과전류감지부 중 증폭부에 대한 회로도,
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 도 3의 과전류감지부 중 증폭부에 대한 회로도,
도 8과 도 9는 본 발명의 제5 및 제6 실시예에 따른 도 3의 과전류감지부에 대한 회로도,
도 10은 도 8의 과전류감지부가 모터 드라이버 시스템에 적용된 실시예에 대한 블럭도,
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 모터 드라이버 시스템의 블럭도,
도 12는 도 11의 인버터(225)의 스위칭 소자 구동 회로에 관한 회로도, 및
도 13은 본 발명의 제8 실시예에 따른 모터 드라이버 보호 방법에 관한 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1050: 과전류감지부 260 : 분로저항(Rshunt)
675 : 연산증폭기 680 : PTC 소자
685 : 게인조절용저항(Rf) 890 : 노이즈제거용저항(Rn)
본 발명은 과전류나 노이즈전류로 인한 전동기의 소손을 방지하는 모터 드라이버 시스템 및 모터 드라이버 보호방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 모터 드라이버 시스템에서 감지된 전류값이 동일해도 온도 등에 따라 과전류 상태 여부를 달리 판단하여 전동기나 인버터 등을 보호한다.
전동기와 전동기 드라이브를 소손시키는 원인 중 하나는 전동기로 유입되는 과전류이다. 종래의 과전류보호시스템은 전동기로 유입되는 전류를 감지하고 과전류감지값이 고정된 과전류레벨값을 초과하는 경우, 전동기의 구동을 정지시키거나 전원을 차단하는 방식이다.
그러나 과열이나 온도상승, 부품의 노화 등으로 인해 감지된 전류값이 과전류레벨값을 초과하지 않더라도 과전류상태에 도달할 수 있다. 종래에는 과전류레벨값이 고정되어 있어, 전동기나 드라이브 등이 과전류상태이어도 이를 감지하지 못해 인버터와 모터가 소손될 수 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 온도상승이나 노이즈 전류에 영향을 받지 않고 과전류여부를 판단하여 모터나 인버터의 소손을 방지할 수 있는 모터 드라이버 시스템 및 모터 드라이버 보호방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모터 드라이버 시스템은 인버터, 상기 인버터로 입력되는 전류값에 따라 산출되는 과전류감지입력값을 온도에 따라 가변하여 과전류감지값으로 출력하는 과전류감지부, 및 상기 과전류감지부에서 가변된 과전류감지값이 설정된 과전류레벨값을 초과하는 경우 모터를 정지시키는 마이컴를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모터 드라이버 시스템은 과전류감지값이 과전류레벨값을 초과하면 과전류감지신호를 출력하는 인버터, 게인조절용저항, 온도상승에 따라 저항값이 커지는 피티씨(PTC) 소자, 상기 인버터로 입력되는 전류값에 따라 산출되는 과전류감지입력값을 상기 게인조절용 저항의 저항값과 상기 피티씨 저항의 저항값의 비로 증폭하여 상기 과전류감지값으로 출력하는 증폭기, 및 상기 과전류감지신호를 입력받으면 모터를 정지시키는 마이콤을 포 함한다.
한편, 본 발명에 따른 모터 드라이버 시스템은 과전류감지값이 과전류레벨값을 초과하면 과전류감지신호를 출력하는 인버터, 게인조절용저항, 온도상승에 따라 저항값이 작아지는 엔티씨(NTC) 소자, 상기 인버터로 입력되는 전류값에 따라 산출되는 과전류감지입력값을 상기 게인조절용 저항의 저항값과 상기 엔티씨 저항의 저항값의 비로 증폭하여 상기 과전류감지값으로 출력하는 증폭기, 및 상기 과전류감지신호를 입력받으면 모터를 정지시키는 마이콤을 포함한다.
그리고, 본 발명에 따른 모터 드라이버 보호 방법은 과전류감지입력값을 온도에 따라 가변하여 과전류감지값으로 출력하는 단계, 및 상기 과전류감지값이 설정된 과전류레벨값을 초과하면 모터를 정지시키는 단계를 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터 드라이버 시스템의 블럭도로, 모터 드라이버 시스템은 교류전원부(100), 정류부(110), 인버터(120), 모터(130), 마이컴(140), 및 과전류감지부(150)를 포함한다.
교류전원부(100)는 모터(130)의 구동에 필요한 각 부하와 마이컴(140) 및 마이컴(140)의 주변회로를 구동하는데 필요한 전력을 공급한다. 정류부(120)는 교류전원부(100)로부터의 교류전압을 다이오드 및 콘덴서 등을 이용하여 직류로 변환하여 인버터(120)에 입력한다.
인버터(120)는 공급받은 직류 전원을 마이컴(140)의 구동신호에 따라 적정 주파수 및 진폭을 갖는 교류 전원으로 바꾼다.
마이컴(140)은 마이크로 컴퓨터의 약자로, 컴퓨터의 연산 처리부를 1개 또는 수 개의 대규모집적회로(LSI)로 구성한 마이크로프로세서에, 기억장치 및 주변장치와의 인터페이스 회로 등을 붙인 보드에 탑재한 극소형 컴퓨터이다. 마이컴(140)은 인버터(120)에 구동신호를 보내 인버터(120)에서 모터(130)로 전해지는 전원을 제어한다. 또한, 마이컴(140)은 과전류감지신호(F0)를 입력받으면 전원을 차단하여 모터 드라이버 시스템을 과전류로부터 보호한다.
과전류감지부(150)는 모터 드라이버 시스템에 과전류가 흐르는지 판단한다. 이를 위해, 인버터(120)로 입력되는 전류에 비례하는 과전류감지입력값(Sin)을 산출하고 이를 모터 드라이버 시스템의 온도(T)와 비례하는 과전류감지값(Sout)으로 출력한다.
과전류감지값이 과전류레벨값을 초과하는지의 판단은 과전류감지부(150), 마이컴(140), 인버터(120), 및 과전류탐지부(미도시) 중 어느 하나에서 한다. 본 실시예에서는 마이컴(140)이 과전류감지부(150)에 의해 산출된 과전류감지값이 과전류레벨값을 초과하여 모터 드라이버 시스템이 과전류레벨인지 판단한다. 마이컴(140)은 과전류레벨에 해당하면 인버터(120)에 Off 신호를 보내 모터(130)를 정지시켜 모터(130)나 인버터(120) 등을 보호한다.
도 2는 일반적인 과전류보호장치를 구비한 모터 드라이버 시스템의 블럭도로 교류전원부(100), 정류부(11), 인버터(220), 모터(130), 마이컴(240), 및 과전류감지부(250)로 구성된다.
과전류감지부(250)는 직류전류(idc)가 흐르는 도선에 작은 값을 갖는 분로저항(260)을 직렬연결하여 분로저항(260)에 걸린 전압(Vover)을 측정해 인버터(220)에 전달한다. 인버터(220)는 Vover를 설정된 과전류레벨값과 비교하여 Vover가 과전류레벨값을 초과하면 마이컴(240)으로 과전류감지신호(F0)를 보낸다. 마이컴(240)은 과전류감지신호(F0)가 입력되면 인버터(220)로 인가되는 구동신호(PWM신호)를 off하여 모터(130)를 정지시킨다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터 드라이버 시스템의 블럭도로, 교류전원부(100), 정류부(11), 인버터(220), 모터(130), 마이컴(240), 및 과전류감지부(350)를 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
과전류감지부(350)는 직류전류(idc)가 흐르는 도선에 직렬연결된 작은 값을 갖는 분로저항(260)에 걸린 전압을 측정해 과전류감지입력값(Vover)을 산출한다. 옴의 법칙에 의해 전류와 전압은 비례하므로, 분로저항(260)에 걸린 전압은 인버터에 입력되는 전류가 과전류인지의 판단기준이 될 수 있다.
과전류감지부(350)는 산출된 과전류감지입력값(Vover)을 온도(T)에 따른 과전류감지값(Vover')으로 가변하여 출력한다. 즉, 과전류감지부(350)는 입력받은 전압(Vover)을 온도(T)와 비례하게 증폭부(370)를 통해 증폭시킨다. 증폭된 전압(Vover')은 과전류감지입력값(Vover)이 가변된 과전류감지값(Vover')이다.
인버터(220)는 가변된 과전류감지값을 설정된 과전류레벨값과 비교한다. 과전류감지값이 과전류레벨값을 초과하면 마이컴(240)으로 과전류감지신호(F0)를 보낸다. 마이컴(240)은 과전류감지신호(F0)를 입력받으면 모터(130)를 정지시킨다.
증폭부(370)는 입력받은 값을 증폭률에 비례하여 출력한다. 본 실시예에서 증폭률은 모터 드라이버 시스템의 온도(T)에 비례하는 값을 갖는다. 즉, 분로저항에 걸린 전압(Vover)을 입력받아, 온도에 따른 증폭률에 비례하는 출력전압(Vover')을 출력한다.
온도 상승시 과전류감지부(350)에서 인버터(220)로 입력되는 과전류감지값(Vover')은 온도(T)와 비례하여 증폭부(370)를 통해 증폭된다. 따라서 인버터(220)는 정상온도에서보다 낮은 값을 가지는 전류값을 입력받아도 과전류감지신호(F0)를 출력한다. 이로 인해, 온도상승으로 인한 인버터(220)와 모터(130) 등의 소손이 방지된다.
과전류감지부(350)는 게인조절용저항(Rf)과 온도에 따라 저항값이 변하는 온도가변저항의 비의 증폭률을 갖는 증폭기를 포함한다. 온도가변저항으로는 서미스터, PTC 소자, 및 NTC 소자 등이 있다.
도 4와 도 5는 온도에 따른 저항값이 변하는 PTC 소자와 NTC 소자에 대한 특성 그래프이다.
PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자는 티탄산바륨계(系) 도자기로, 이 도자 발열체는 정비례 온도계수를 가지는 반전도성 세라믹 소자이다. PTC 소자는 임계온도(Tc)이하에서의 전기저항은 일정하며, 임계온도(Tc)에서 용융점에 이르는 동안 전기저항은 온도가 높아짐에 따라 현저하게 증가하는 특성을 가진다. 이것을 PTC효과라 하며 이에 대한 온도-저항 특성그래프가 도 4 이다.
NTC(Negative Temperature Coefficient) 소자는 PTC 소자와는 달리 저항체에 온도가 올라가면 저항이 감소하는 특성을 가지며, 이에 대한 온도-저항 특성그래프가 도 5 이다.
서미스터(thermister)는 코발트·구리·망간·철·니켈·티탄 등의 산화물을 적당한 저항률과 온도계수를 가지도록 2~3종류 혼합하여 소결(燒結)한 반도체로, 도전율이 주위 온도변화에 민감한 것을 이용한 전자회로용 소자(素子)이다. 상기 정특성온도계수를 가지는 PTC 소자와 부특성온도계수를 가지는 NTC 소자, 및 어떤 온도에서 저항값이 급변하는 CTR(critical temperature resistor) 소자 등이 있다.
도 6 내지 도 9는 도 3의 과전류감지부(350)에 대한 회로도로, 증폭기(675)와 온도가변저항, 게인조절용저항(Rf) 및 노이즈제거용저항(Rn)을 포함한다.
증폭부(350)는 과전류감지입력값(Vover)을 온도특성이 반영된 과전류감지값(Vover')으로 출력한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도 3의 과전류감지부(350) 중 증폭부(370)에 대한 회로도로, 특히 연산증폭기(675), PTC 소자(680), 및 게인조절용저 항(685)을 이용하여 과전류감지입력값(Vover)을 증폭시켜 과전류감지값(Vover')을 출력하는 회로도이다. 도 3을 참조한다.
연산증폭기(675)의 입력단의 양 단자 중, 비반전단자(+)는 과전류감지값(Vover)이 입력되고, 반전단자(-)는 출력단자와 직렬연결된 PTC 소자(680) 및 접지와 직렬연결된 게인조절용저항(685)과 병렬연결된다. 연산증폭기(675)를 이용한 비반전증폭기로 증폭율(G)은 식 1과 같다.
[식 1]
Figure 112007039436196-PAT00001
온도 증가에 따라 저항이 증가하는 PTC 소자의 저항값(RPTC)이 분자항에 있어, 온도상승시 증폭률(G)은 커진다. 따라서 과전류감지값(Vover')은 과전류감지입력값(Vover)에 온도특성이 반영된 값을 갖는다.
PTC 소자나 아래에 설명할 NTC 소자 등을 이용하여 회로를 구성하는 경우, PTC 소자 등을 인버터의 방열판 및 모터의 케이스 등에 부착함으로써 온도상승에 직접적 및 신속하게 반응하게 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 도 3의 과전류감지부(350) 중 증폭부(370)에 대한 회로도로, 연산증폭기(775), NTC 소자(780), 및 게인조절용저항(785)으로 구성된 회로도이다. 도 6과는 달리 PTC 소자 대신에 NTC 소자를 사용 하였는바, 온도상승에 따라 증폭율이 커지게 하기 위해 각 저항의 위치를 바꾸어 구성한 회로도이다. 도 3을 참조한다.
연산증폭기(675)의 입력단의 양 단자 중, 반전단자(-)는 과전류감지값(Vover)이 입력되고, 비반전단자(+)는 출력단자와 직렬연결된 NTC 소자(680) 및 접지와 직렬연결된 게인조절용저항(685)과 병렬연결된다. 역시 비반전증폭기로 구성되어 그 증폭율(G)은 식 2와 같다.
[식 2]
Figure 112007039436196-PAT00002
온도상승시, 온도 증가에 따라 저항이 감소하는 NTC 소자의 저항값(RNTC)이 분모항에 있어, 증폭율(G)은 커지며, 본래의 입력값에 온도특성이 반영된 값이 출력된다.
본 회로도에서 게인조절용저항(785, Rf)은 필요에 따라 임의의 저항값을 선택할 수 있는 가변저항으로 구성될 수 있다. 이 가변저항은 전자회로에서 부품의 오차에 의한 동작 상태를 조정해야 하는 경우 등에 사용하는, 통상 저항값을 바꾸지 않는 반고정 저항기로, 일정 온도에서 증폭율(G)을 조정할 수 있게 한다. 이는 도 6의 게인조절용저항(685, Rf)에도 적용가능하다. 식 1과 식 2에서 보듯 일정온도에서는 PTC 소자나 NTC 소자가 일정 저항값을 가지므로, 증폭율(G)도 일정하다. 즉 전체 시스템의 변화(부품의 노화, 교체 등)로 온도와 무관하게 증폭율(G)을 조정할 필요가 있을 경우, 게인조절용저항(Rf)의 저항값을 조절함으로써 그 필요성을 만족시킨다.
도 8과 도 9는 본 발명의 제5 및 제6 실시예에 따른 도 3의 과전류감지부(350)에 대한 회로도로, 특히 도 6과 도 7의 연산증폭기(675)의 출력부에 노이즈제거용저항(Rn; 890, 990)을 병렬연결한 회로도이다. 도 3, 도 6, 및 도 7을 참조한다.
마이컴(240)의 PWM신호에 의한 인버터(220)의 스위칭으로 인한 피크전류와 같은 노이즈전류가, 상기 증폭부(370, A)에 인입될 수 있다. 이 노이즈전류는 전동기시스템에 소손을 일으킬 정도가 아니나 연산증폭기(675)의 출력측에 높은 전압을 유발시켜, 인버터(220)에서 과전류감지신호(F0)를 발생케 할 수 있다. 특히 온도가변저항이나 게인조절용저항(Rf)이 큰 저항값을 갖는 경우 잦은 오동작을 일으킬 수 있다.
노이즈제거용저항(Rn)은 노이즈전류의 영향을 최소화하기 위해 연산증폭기(675)의 출력과 접지 사이에 연결되어, 대지로 노이즈전류가 흐르게 한다. 여기서 노이즈제거용저항(Rn)은 온도가변저항과 게인조절용저항(Rf)에 비해 작은 값을 가져야 한다. 그래야 노이즈전류가 노이즈제거용저항(Rn) 쪽으로 흐르기 때문이다. 저렴한 저항을 이용하여 경제적이고 효과적으로 노이즈전류를 제거하는 효과가 있 다. 도 8은 게인조절용저항(685, Rf)이 고정된 값을 갖는 경우이며, 도 9는 게인조절용저항(785, Rf)이 임의의 저항값으로 선택할 수 있는 저항 값을 갖는 경우의 회로도이다.
도 10은 도 8의 과전류감지부가 모터 드라이버 시스템에 적용된 실시예에 대한 블럭도이다. 도 3 및 도 8을 참조하여 설명한다.
교류전원(100)이 정류부(110)를 거쳐 직류화되어 인버터(220)에 입력된다. 인버터(220)는 마이컴(240)의 구동신호에 의해 모터(130)를 구동한다. 과전류감지부(1050)는 직류전류가 흐르는 도선에 직렬연결된 분로저항(260)에 인가된 전압을 과전류감지입력값으로 한다.
과전류감지부(1050)는 연산증폭기(675), PTC 소자(680), 및 게인조절용저항(685)을 이용하여 온도특성이 반영된 전압인 과전류감지값을 인버터(220)에 전달한다. 즉, 모터(130)의 동작으로 온도가 상승할 경우, 상온 상태에서의 과전류레벨보다 낮은 전류 레벨에서, 인버터(220)는 과전류감지신호를 출력한다. 과전류감지신호가 발생하면 모터(130)는 정지하게 되어 고온 및 과전류로부터 모터(130)나 인버터(220) 등의 소손을 방지한다.
노이즈제거용저항(890)은 스위칭 등으로 인한 피크전류 같은 노이즈전류의 영향을 최소화한다. 즉 노이즈전류로 인해 높은 전압이 인버터(220)에 전달되는 것을 방지하여 모터정지 등의 불필요한 오동작을 방지한다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 모터 드라이버 시스템의 불럭도로, 인 버터(225)의 각 상에 흐르는 직류전류(idc)로부터 전압을 센싱하여 과전류 감지부(1250)에 인가하는 블럭도이다. 도 12는 도 11의 인버터(225)의 스위칭 소자 구동 회로에 관한 회로도이다.
본 실시예에서 인버터(225)는 3상 인버터로, 양방향 전력 스위치 Sl, S2, S3, S4, S5, 및 S6는 능동(active) 전력 반도체 소자와 다이오드의 역병렬(Anti-Parallel) 구성으로 이루어진다. 인버터(225)는 마이콤(240)의 구동신호를 입력받아, 스위칭 동작을 통해 모터(130)에 3상 전원을 인가한다. 교류전원부(100)의 교류 전원은 정류부(110)에 의해 인버터(225)에 직류 전원으로 공급된다.
과전류감지부(1150)는 인버터(225)의 각 상에 분로저항(260)을 연결하여 각각의 분로저항(260)에 인가되는 전압을 센싱한다. 각각 센싱된 전압(V1, V2, V3)은 각각의 가산저항(1265)을 통해 합산되어 증폭부(370)에 전달된다. 이는 각각의 가산저항(1265)의 저항값이 같은 경우, 키르히호프의 전류법칙(KCL)에 의해 점 P에서의 전압 Vover는 V1, V2, 및 V3의 합이 된다.
본 실시예에서 과전류감지부(1150)는 인버터(225)의 각 상의 전압을 센싱하므로써 어느 한 상에 과전류가 흘러도 이를 쉽게 판단할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제8 실시예에 따른 모터 드라이버 보호 방법에 관한 순서도로, 특히 온도상승에 따른 과전류로부터 모터 드라이버을 보호한다. 도 3을 참조하여 설명한다.
과전류감지부(350)는 인버터(220)에 인입되는 직류전류(idc)에 따른 과전류 감지입력값을 탐지하고(S1310), 과전류감지입력값(Vover)에 온도특성이 반영되도록 가변한다(S1320). 저항이 일정할 경우 전류와 전압은 비례관계에 있어 전압의 크기로 과전류상태인지 여부를 판단할 수 있다. 본 실시예에서 과전류감지입력값(Vover)은 인버터(220)에 인입되는 직류전류가 흐르는 도선에 작은 값을 갖는 분로저항(260)을 직렬연결하여 분로저항(260)에 인가되는 직류전압으로 한다. 직류전압에 시스템의 온도가 상승하면 전압의 크기도 커지게 출력하여 온도특성을 반영한다.
과전류감지부(350)는 온도특성이 반영된 전압을 과전류감지값(Vover')으로 하여 출력한다(S1330).
인버터(220)는 과전류감지값(Vover')을 과전류레벨값과 크기를 비교한다(S1340). 과전류감지값(Vover')이 과전류레벨값보다 큰 경우, 마이컴(240)은 모터에 들어가는 전원을 차단하거나 인버터(220)에 off 신호를 보내는 등의 방법으로 모터를 정지시킨다(S1360). 과전류감지값(Vover')이 과전류레벨값 이하인 경우, 모터정지신호가 들어오지 않는 이상 모터 드라이버 시스템의 직류전압을 탐지한다(S1350).
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 온도상승에 따라 동일 전류가 인버터로 입력된 경우에도 과전류감지값을 가변하여 과전류상태로 판단하게 해준다. 특히 과전류레벨값이 고정되어 있어도 모터 드라이버 시스템의 온도가 상승하여 전동기나 인버터 등이 과전류로부터 소손되는 것을 방지하여 준다.

Claims (18)

  1. 인버터;
    상기 인버터로 입력되는 전류값에 따라 산출되는 과전류감지입력값을 온도에 따라 가변하여 과전류감지값으로 출력하는 과전류감지부; 및
    상기 과전류감지부에서 가변된 과전류감지값이 설정된 과전류레벨값을 초과하는 경우 모터를 정지시키는 마이컴를 포함하는 모터 드라이버 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터는 상기 변화된 과전류감지값이 과전류레벨값을 초과하면 상기 마이컴으로 과전류감지신호를 전송하고,
    상기 마이컴은 과전류감지신호를 입력받으면 상기 모터를 정지시키는 것을 특징으로 하는 모터 드라이버 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 과전류감지입력값은 상기 인버터에 입력되는 직류전류가 흐르는 도선에 직렬연결된 분로저항의 전압값인 것을 특징으로 하는 모터 드라이버 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 과전류감지입력값은 상기 인버터의 각 상에 흐르는 직류전류로부터 산 출된 것을 특징으로 하는 모터 드라이버 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 과전류감지부의 출력부와 접지사이에 병렬연결된 노이즈제거용저항을 더 포함하는 모터 드라이버 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 과전류감지부는 게인조절용저항;
    온도에 따라 저항값이 변하는 온도가변저항; 및
    상기 과전류감지입력값을 상기 게인조절용저항과 상기 온도가변저항의 비로 증폭하여 과전류감지입력값으로 출력하는 증폭기;를 포함하는 모터 드라이버 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 온도가변저항은 서미스터인 것을 특징으로 하는 모터 드라이버 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 온도가변저항이 온도상승에 따라 저항값이 커지는 피티씨(PTC) 소자인 경우,
    상기 온도가변저항은 상기 과전류감지값이 온도상승에 따라 증가하도록 상기 증폭기의 출력부와 상기 게인조절용저항에 연결된 것을 특징으로 하는 모터 드라이버 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 온도가변저항이 온도상승에 따라 저항값이 작아지는 엔티씨(NTC) 소자인 경우, 상기 온도가변저항은 상기 과전류감지값이 온도상승에 따라 증가하도록 증폭기의 입력부와 게인조절용저항에 연결된 것을 특징으로 하는 모터 드라이버 시스템.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 게인조절용저항은 임의의 저항값을 선택할 수 있는 저항인 것을 특징으로 하는 모터 드라이버 시스템.
  11. 과전류감지값이 과전류레벨값을 초과하면 과전류감지신호를 출력하는 인버터;
    게인조절용저항;
    온도상승에 따라 저항값이 커지는 피티씨(PTC) 소자;
    상기 인버터로 입력되는 전류값에 따라 산출되는 과전류감지입력값을 상기 게인조절용 저항의 저항값과 상기 피티씨 저항의 저항값의 비로 증폭하여 상기 과전류감지값으로 출력하는 증폭기; 및
    상기 과전류감지신호를 입력받으면 모터를 정지시키는 마이콤;을 포함하는 모터 드라이버 시스템.
  12. 과전류감지값이 과전류레벨값을 초과하면 과전류감지신호를 출력하는 인버터;
    게인조절용저항;
    온도상승에 따라 저항값이 작아지는 엔티씨(NTC) 소자;
    상기 인버터로 입력되는 전류값에 따라 산출되는 과전류감지입력값을 상기 게인조절용 저항의 저항값과 상기 엔티씨 저항의 저항값의 비로 증폭하여 상기 과전류감지값으로 출력하는 증폭기; 및
    상기 과전류감지신호를 입력받으면 모터를 정지시키는 마이콤;을 포함하는 모터 드라이버 시스템.
  13. 과전류감지입력값을 온도에 따라 가변하여 과전류감지값으로 출력하는 단계; 및
    상기 과전류감지값이 설정된 과전류레벨값을 초과하면 모터를 정지시키는 단계를 포함하는 모터 드라이버 보호방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    인버터에 입력되는 전류값에 따라 산출되는 과전류감지입력값을 탐지하는 단 계;를 더 포함하는 모터 드라이버 보호방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 과전류감지입력값은 상기 인버터로 입력되는 직류전류가 흐르는 도선에 직렬연결된 분로저항에 인가되는 전압인 것을 특징으로 하는 모터 드라이버 보호방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 과전류감지값이 상기 과전류레벨값을 초과하면 과전류감지신호를 출력하는 단계;
    상기 과전류감지신호가 발생되면 모터를 정지시키는 단계;를 포함하는 모터 드라이버 보호방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 출력하는 단계는 상기 과전류감지입력값이 온도상승에 따라 증폭되어 상기 과전류감지값으로 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 드라이버 보호방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 과전류감지값에 포함된 노이즈전류를 제거하는 단계;를 더 포함하는 모터 드라이버 보호방법.
KR1020070052250A 2007-05-29 2007-05-29 모터 드라이버 시스템 및 모터 드라이버 보호방법 KR101364204B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070052250A KR101364204B1 (ko) 2007-05-29 2007-05-29 모터 드라이버 시스템 및 모터 드라이버 보호방법
US11/945,822 US7936141B2 (en) 2007-05-29 2007-11-27 Motor driver system and method of protecting motor driver
PCT/KR2008/001095 WO2008147024A1 (en) 2007-05-29 2008-02-26 Motor driver system and method of protecting motor driver
EP08723133.8A EP2160832B1 (en) 2007-05-29 2008-02-26 Motor driver system and method of protecting motor driver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070052250A KR101364204B1 (ko) 2007-05-29 2007-05-29 모터 드라이버 시스템 및 모터 드라이버 보호방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080104869A true KR20080104869A (ko) 2008-12-03
KR101364204B1 KR101364204B1 (ko) 2014-02-17

Family

ID=40075222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070052250A KR101364204B1 (ko) 2007-05-29 2007-05-29 모터 드라이버 시스템 및 모터 드라이버 보호방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7936141B2 (ko)
EP (1) EP2160832B1 (ko)
KR (1) KR101364204B1 (ko)
WO (1) WO2008147024A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9997904B2 (en) 2015-02-25 2018-06-12 Lsis Co., Ltd. Method for controlling trip event of inverter
KR20200067030A (ko) * 2018-12-03 2020-06-11 엘지전자 주식회사 하드웨어 고장 감지를 수행하는 전력 변환 장치

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011088976A1 (de) * 2011-01-31 2012-08-02 Continental Automotive Gmbh Anordnung zur Ansteuerung einer elektrischen Vakuum-Pumpe
KR101539868B1 (ko) * 2013-12-30 2015-07-27 삼성전기주식회사 모터 구동 제어 장치 및 그 방법
CN104518482A (zh) * 2014-12-18 2015-04-15 平顶山中选自控系统有限公司 一种多通讯方式的智能低压电机综合保护装置
KR102014185B1 (ko) * 2018-03-27 2019-08-26 엘에스산전 주식회사 인버터 피크전류 검출장치
CN110557058B (zh) * 2019-08-29 2021-05-18 西安法士特汽车传动有限公司 一种直流无刷电机启动保护电路
WO2021069315A1 (en) 2019-10-07 2021-04-15 Belimo Holding Ag Motor protection device

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4683515A (en) * 1985-11-20 1987-07-28 Eaton Corporation Modular PTC thermistor overload protection system
JPH0349588A (ja) * 1989-07-14 1991-03-04 Omron Corp 離散時間型ａｃモータ制御装置
US5361637A (en) * 1992-11-06 1994-11-08 Mks Instruments, Inc. Temperature compensation circuitry employing a single temperature compensation element
JPH0759254A (ja) * 1993-08-12 1995-03-03 Pfu Ltd モータの過電流検出装置および方法
KR0145614B1 (ko) * 1995-07-03 1998-10-01 김광호 온도보상 기능을 갖는 직류 전동기 과전류 검출장치
JP3314852B2 (ja) 1995-11-20 2002-08-19 株式会社富士通ゼネラル 空気調和機の運転制御装置
CN1122356C (zh) * 1996-08-19 2003-09-24 大金工业股份有限公司 同步电动机驱动方法、压缩机驱动方法、用于这种方法的装置和无刷电动机驱动装置
KR100272230B1 (ko) * 1997-12-24 2001-03-02 윤종용 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법
US6426495B1 (en) * 1999-06-24 2002-07-30 Hitachi, Ltd. Temperature compensating circuit, temperature compensating logarithm conversion circuit and light receiver
KR100353357B1 (ko) 1999-10-16 2002-09-18 엘지전자주식회사 인버터 공기조화기의 제어회로
KR100618255B1 (ko) 1999-12-29 2006-09-01 두산인프라코어 주식회사 모터 과전류 검출회로
WO2001097355A1 (en) * 2000-06-09 2001-12-20 International Rectifier Corporation Dynamic motor drive torque control based on power switching device temperature feedback
JP3481205B2 (ja) * 2000-11-24 2003-12-22 松下電器産業株式会社 インバータ制御用半導体装置および制御方法
KR100421376B1 (ko) 2001-07-10 2004-03-09 엘지전자 주식회사 동기 릴럭턴스 모터의 회전 속도 제어장치
US7071649B2 (en) * 2001-08-17 2006-07-04 Delphi Technologies, Inc. Active temperature estimation for electric machines
WO2003032478A1 (fr) * 2001-09-25 2003-04-17 Daikin Industries, Ltd. Detecteur de courant de phase
US7136269B2 (en) * 2002-04-24 2006-11-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Inverted circuit overcurrent protection device and hybrid integrated circuit device with the same incorporated
JP2004040922A (ja) * 2002-07-04 2004-02-05 Sanyo Electric Co Ltd 温度検出回路を備えたインバータ回路装置
JP2005045974A (ja) 2003-07-25 2005-02-17 Denso Corp ブラシレスモータ駆動装置
WO2005062062A1 (de) 2003-12-10 2005-07-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur gleichstromversorgung eines elektrischen verbrauchers
JP4509735B2 (ja) * 2004-10-27 2010-07-21 三菱電機株式会社 電動機の駆動装置及びモールド電動機及び空気調和機及び冷蔵庫及び換気扇
US7356441B2 (en) * 2005-09-28 2008-04-08 Rockwell Automation Technologies, Inc. Junction temperature prediction method and apparatus for use in a power conversion module
US8344706B2 (en) * 2009-08-10 2013-01-01 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for rejecting DC current in power factor correction systems

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9997904B2 (en) 2015-02-25 2018-06-12 Lsis Co., Ltd. Method for controlling trip event of inverter
KR20200067030A (ko) * 2018-12-03 2020-06-11 엘지전자 주식회사 하드웨어 고장 감지를 수행하는 전력 변환 장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP2160832B1 (en) 2018-11-21
WO2008147024A1 (en) 2008-12-04
EP2160832A4 (en) 2011-09-28
US20090184673A1 (en) 2009-07-23
EP2160832A1 (en) 2010-03-10
US7936141B2 (en) 2011-05-03
KR101364204B1 (ko) 2014-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101364204B1 (ko) 모터 드라이버 시스템 및 모터 드라이버 보호방법
CN107887895B (zh) 检测装置、检测方法和检测系统
CN107276571B (zh) 用于高侧功率开关的系统和方法
US8270138B2 (en) Power supply controller and threshold adjustment method thereof
EP2605355B1 (en) Intrinsically safe energy limiting circuit
US20120063047A1 (en) Active Current Surge Limiters
US20120063043A1 (en) Active Current Surge Limiters
US20120176115A1 (en) Power supply controller
US20080304303A1 (en) Power converting device
JPWO2004017507A1 (ja) 過熱保護装置
KR101051832B1 (ko) 부하구동장치
US20020021539A1 (en) Protective circuit against overheating of a semiconductor switching device
JPS59156120A (ja) ｉ↑２ｔ保護装置
US8295022B2 (en) Overstress protection apparatus and method
EP0702455A2 (en) Overheat protection apparatus for self-turn-off device
WO2008018654A1 (en) Magnetic field-free temperature controller and temperature control method using dual timing signals
US6091223A (en) Contactor monitor for charging stations
KR101065482B1 (ko) 안전장치가 부가된 전열기구의 온도제어장치
US20200076349A1 (en) Method and circuit for detecting motor winding over temperature
US10559952B2 (en) Digital line protection
US7369383B2 (en) Protective circuit
JP2011053981A (ja) 電源装置および車載用電子機器
JP3465948B2 (ja) 誘導電力給電設備
KR100625171B1 (ko) 과전류 방지 장치
WO2022168335A1 (ja) 突入電流防止回路とその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170113

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180112

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190114

Year of fee payment: 6