KR20130047144A - 전동기 구동장치 및 이를 구비하는 청소기 - Google Patents

전동기 구동장치 및 이를 구비하는 청소기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동기 구동장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 전동기 구동장치는, 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 변환된 직류 전원을 저장하는 평활 커패시터와, 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 이용하여 충전되는 배터리와, 평활 커패시터에 저장된 직류 전원이 공급되거나, 배터리에 저장된 직류 전원이 공급되는 경우, 해당 직류 전원을 펄스폭 가변 방식에 따라 교류 전원으로 변환하여, 전동기를 구동하는 인버터를 포함한다. 이에 의해,상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 전동기를 구동하거나 배터리에 저장된 전원을 이용하여 전동기를 구동할 수 있게 된다.

Description

전동기 구동장치 및 이를 구비하는 청소기 {MOtor driver and cleaner including the same}
본 발명은 전동기 구동장치 및 이를 구비하는 청소기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 전동기를 구동하거나 배터리에 저장된 전원을 이용하여 전동기를 구동할 수 있는 전동기 구동장치 및 이를 구비하는 청소기에 관한 것이다.
근래, 환경 문제를 고려하여, 가전기기에서 효율적인 전력 소모를 위한 다양한 방법이 강구되고 있다. 이에 따라, 동기 전동기(Synchronous Motor; SM)의 사용이 증대되고 있는 추세이다.
본 발명의 목적은, 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 전동기를 구동하거나 배터리에 저장된 전원을 이용하여 전동기를 구동할 수 있는 전동기 구동장치 및 이를 구비하는 청소기를 제공함에 있다.
한편, 본 발명의 다른 목적은, 상용 교류 전원이 공급되는 코드 모드(cord mode)인 경우와, 상용 교류 전원이 공급되지 않는 코드리스 모드(cordless mode)인 경우, 모두, 동일한 인버터를 이용함으로써, 전동기를 효율적으로 구동할 수 있는 전동기 구동장치 및 이를 구비하는 청소기를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전동기 구동장치는, 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 변환된 직류 전원을 저장하는 평활 커패시터와, 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 이용하여 충전되는 배터리와, 평활 커패시터에 저장된 직류 전원이 공급되거나, 배터리에 저장된 직류 전원이 공급되는 경우, 해당 직류 전원을 펄스폭 가변 방식에 따라 교류 전원으로 변환하여, 전동기를 구동하는 인버터를 포함한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 청소기는, 본체 내부에 배치되는 집진통과, 회전력을 발생하는 전동기와, 전동기에 의해 회전하여 흡입력을 발생하는 팬과, 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터, 변환된 직류 전원을 저장하는 평활 커패시터, 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 이용하여 충전되는 배터리, 평활 커패시터에 저장된 직류 전원이 공급되거나, 배터리에 저장된 직류 전원이 공급되는 경우, 해당 직류 전원을 펄스폭 가변 방식에 따라 교류 전원으로 변환하여, 전동기를 구동하는 인버터를 포함하는 전동기 구동부를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전동기 구동 장치가 평활 커패시터 및 배터리를 구비함으로써, 전동기 구동시, 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 이용하거나, 배터리에 저장된 직류 전원을 이용할 수 있게 된다.
한편, 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 이용하는 코드 모드(cordless mode) 경우, 및 배터리에 저장된 직류 전원을 이용하는 코드리스 모드(cordless mode) 경우, 모두, 동일한 인버터를 이용하여 전동기를 구동함으로써, 전동기를 효율적으로 구동할 수 있게 된다.
즉, 인버터에 공급되는 직류 전원을, 펄스폭 가변 방식의 스위칭 제어 신호를 이용하여, 교류 전원으로 변환하여, 전동기를 구동함으로써, 전동기를 효율적으로 구동할 수 있게 된다. 이에 따라, 전동기를 하이브리드 형태가 아닌 단일 모드로 동작시킬 수 있게 된다.
한편, 코드 모드(cord mode), 코드리스 모드(cordless)에 따라, 인버터에 인가되는 스위칭 제어 신호의 펄스폭을 가변함으로써, 전동기를 효율적으로 구동할 수 있게 된다.
한편, 배터리 전압의 레벨에 따라, 인버터에 인가되는 스위칭 제어 신호의 펄스폭을 가변함으로써, 전동기를 효율적으로 구동할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 청소기는, 청소시 흡입된 공기를 이용하여 전자소자를 효율적으로 방열하는 장점이 있다.
또한, 청소시 흡입된 공기가 전자소자로 유동되지 않도록 방열부재를 이용하여 전자소자에서 발생된 열을 전달하여 전자소자가 공기에 포함된 미세한 이물에 의하여 손상되지 않는 장점도 있다.
또한, 방열부재가 공기의 유동을 방해하지 않도록 배치되는 장점도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 사시도이다.
도 2는 내지 도 6은 도 1에 도시된 청소기의 본체 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 7는 도 1의 청소기의 전동기 구동부의 내부 회로도의 일예이다.
도 8은 도 7의 컨버터의 내부 회로도의 일예이다.
도 9 내지 도 12는 도 7의 절환부와 스위칭부의 다양한 동작을 예시하는 도면이다.
도 13은 도 7의 인버터의 내부 회로도의 일예이다.
도 14는 코드 모드 또는 코드리스 모드에 따라 가변되는 스위칭 제어 신호의 펄스폭을 예시한다.
도 15는 배터리 전압의 레벨에 따라 가변되는 스위칭 제어 신호의 펄스폭을 예시한다.
도 16는 도 7의 제어부의 내부 블록도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 청소기는 바닥면에 근접한 상태로 이동되면서 공기와 이물을 흡입하는 흡입노즐체(50)와, 흡입노즐체(50)의 일단에 연결되는 연장관(60)과, 연장관(60)과 연결되어 흡입노즐체(50)를 통해 유입되는 공기와 이물을 안내하는 신축성 재질의 연결호스(70)와, 연결호스(70)와 연결되고 다수의 부품들이 내장되는 본체(100)를 포함한다.
흡입노즐체(50)는 본체(100)와 연장관(60) 및 연결호스(70)로 연결된다. 본체(100)에 구비된 후술할 팬이 회전하여 흡입력이 발생되면, 흡입노즐체(50)에서 공기와 이물을 흡입한다.
연장관(60)의 일단은 흡입노즐체(50)와 연결되고, 연장관(60)의 타단은 연결호스(70)와 연결될 수 있다. 연장관(60) 내부에는 흡입노즐체(50)에서 흡입된 공기와 이물이 유동된다. 공기와 이물은 연장관(60)과 연결된 연결호스(70)로 유동된다.
연장관(60)을 실시예에 따라 길이가 가변되도록 설계될 수 있다. 이 경우, 사용자의 조작에 의해 연장관(60)의 길이가 조절될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 연장관(60)이 길이가 가변되지 않도록 일체로 형성될 수도 있다.
연결호스(70)의 일단은 연장관(60)과 연결되며, 연결호스(70)의 타단은 본체(100)와 연결된다. 연결호스(70)는 실시예에 따라 길이가 가변될 수 있고 움직임의 자유도가 높은 주름관 형태로 실시될 수 있다. 연결호스(70) 내부에는 흡입노즐체(50)에서 흡입되어 연장관(60)을 통하여 유동되는 공기와 이물이 유동된다.
본체(100)는 외관을 형성하는 케이스(110, 130)와, 케이스(110, 130)의 양측에 구비되어 본체(100)의 이동을 원활하게 하는 바퀴(111)와, 케이스(110, 130)의 전방 상부에 구비되며 상기 연결호스(70)와 연결되는 집진통(120)을 포함한다.
케이스(110, 130)의 내부에는 후술할 팬, 전동기, 전동기 챔버, 전및 방열부재와 같은 부품들이 수용된다. 케이스(110, 130)는 하부 외관을 형성하는 하부 케이스(110)와 상부 외관을 형성하는 상부 케이스(130)를 포함한다.
집진통(120)은 연결호스(70)와 연결되어 흡입노즐체(50)에서 흡입되어 연장관(60) 및 연결호스(70)을 통하여 유동되는 공기와 이물에서 이물을 분리하여 포집한다.
하부 케이스(110)는 본체(100)의 바닥면을 형성하며 상측에 상부 자소자, 케이스(130)가 결합된다. 하부 케이스(110)의 전방에는 집진통(120)이 안착된다. 상부 케이스(130)의 전방에는 집진통(120)이 배치된다. 상부 케이스(130)의 후방에는 배기구(141)가 형성되는 배기커버(140)가 구비될 수 있다. 흡입노즐체(50)에서 흡입되어 연장관(60) 및 연결호스(70)을 통하여 유동된 후 집진통(120)에서 이물이 분리된 공기는 배기구(141)를 통하여 외부로 배출된다.
도 2는 내지 도 6은 도 1에 도시된 청소기의 본체 내부 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공 청소기의 본체(100)는, 회전력을 발생하는 전동기(195)와, 전동기(195)에 의하여 회전하여 흡입력을 발생하는 팬(191)과, 전동기(195)의 외부에 배치되며 팬에 의하여 흡입된 공기가 유동하는 전동기 챔버(199)와, 전동기 챔버(199)의 외부에 배치되며 전동기에 전원을 공급하는 전자소자(200)와, 전자소자(200)에서 발생되는 열을 전동기 챔버(199) 내부로 전달하는 방열부재(221, 222)를 포함한다.
전동기(195)는 회전력을 발생하여 팬(191)을 회전한다. 전동기(195)는 전자소자(200)에서 공급되는 전원에 의하여 회전력을 발생한다. 전동기(195)는 원통형의 형상으로 형성된다. 전동기(195)는 팬(191)에서 공기가 토출되는 방향인 팬(191)의 후방에 배치된다. 전동기(195)의 전방에는 팬(191)이 배치되며, 전동기(195)의 둘레에는 전동기 챔버(199)가 배치된다.
팬(191)은 전동기에 의하여 회전하여 흡입력을 발생한다. 팬(191)은 흡입력을 발생하여 흡입노즐체(50)에서 공기와 이물을 흡입하고, 흡입된 공기와 이물 중 이물은 집진통(120)에서 분리되어 집진통(120)에 포집되고, 이물이 분리된 공기는 전동기 챔버(199)를 유동하여 상부 케이스(130)의 배기구(141)로 배출된다.
팬(191)의 전방에는 구획부재(135)가 배치되고, 팬(191)의 후방에는 전동기(195)가 배치되며, 팬(191)의 후방에는 전동기 챔버(199)가 결합된다. 팬(191)은 전방에 구획부재(135)를 사이에 두고 배치되는 집진통(120)의 공기를 흡입하여 후방의 전동기 챔버(199) 내부로 토출한다.
구획부재(135)는 집진통(120)을 지지하며 집진통(120)과 팬(191)을 연통한다. 구획부재(135)는 하부 케이스(110)에 결합되며 집진통(120)과 팬(191) 사이를 구획한다. 구획부재(135)는 집진통(120)과 팬(191)을 연통하도록 중간에 홀이 형성될 수 있으며, 홀에는 필터가 구비될 수 있다.
전동기 챔버(199)는 팬(191)의 후방에 결합되어 팬(191)에 의하여 흡입된 공기가 유동한다. 전동기 챔버(199)는 전동기(195)의 둘레를 감싸도록 배치되며 외부에 전자소자(200)가 배치되어, 팬(191)에 의하여 흡입된 공기가 전자소자(200)로 유동되지 않도록 한다. 전동기 챔버(199)는 팬(191)에 의하여 흡입된 공기에 포함된 미세 이물이 전자소자(200)로 유동되지 않도록 한다.
전동기 챔버(199)는 팬(191)에 의하여 흡입된 공기가 배출되는 배출구(199a)가 형성된다. 배출구(199a)는 전동기 챔버(199)의 후방에 상부 케이스(130)의 배기구(141)와 대응되도록 형성된다. 전동기 챔버(199)의 배출구(199a)로 배출되는 공기는 배기구(141)를 통하여 외부로 배출된다.
전동기 챔버(199)의 일측에는 배터리(180)가 구비된다. 배터리(180)는 하부 케이스(110) 상에서 전동기 챔버(199)와 바퀴(111) 사이에 배치된다. 배터리(180)는 외부 교류 전원이 전자소자(200)에 의하여 직류 전원으로 컨버팅되어 충전된다. 배터리(180)에 충전된 직류 전원은 전자소자(200)에 의하여 교류 전원으로 인버팅되어 전동기(195)를 구동한다.
전자소자(200)는 전동기 챔버(199)의 외부에 배치되어 전동기(195)에 전원을 공급한다. 전자소자(200)는 전동기 챔버(199)의 상측에 배치되는 회로기판(210)에 구비된다. 전자소자(200)에는 방열부재(221, 222)가 접촉되어 발생되는 열이 전동기 챔버(199) 내부로 전달되어 방열된다.
전자소자(200)는 컨버터 또는 인버터의 소자이거나 커패시터, 트랜스 등 전동기(195)에 전원을 공급하는 다양한 소자(290)일 수 있다. 본 실시예에서 전자소자(200)는 커패시터, 트랜스 등 기타 소자(290)와 전원을 전환하거나 선택하는 스위칭 소자(291, 292)를 포함한다. 스위칭 소자(291, 292)는 회로기판(210)의 일측 가장자리에 구비된다. 본 실시예에서 스위칭 소자(291, 292)는 복수로 구비되어 회로기판(210)의 양측 가장자리에 구비된다.
방열부재(221, 222)는 전자소자(200)에서 발생되는 열을 전동기 챔버(199) 내부로 전달하여 전동기 챔버(199) 내부를 유동하는 공기에 의하여 방열한다. 방열부재(221, 222)는 열을 전달하는 히트파이프, 전열판 등 다양한 부재일 수 있으며, 본 실시예서 방열부재(221, 222)는 직사각형의 판형 금속 부재이다.
방열부재(221, 222)의 일부는 전자소자(200)와 접촉하고 다른 일부는 전동기 챔버(199) 내부에 배치된다. 방열부재(221, 222)는 전동기 챔버(199) 내부로 삽입되어 전자소자(200)의 열을 공기가 유동되는 전동기 챔버(199) 내에서 방열되도록 한다.
본 실시예에서 직사각형의 판형인 방열부재(221, 222)는 상부가 스위칭 소자(291, 292)와 접촉되고 회로기판(210)의 가장자리에서 전동기 챔버(199)를 관통하도록 구비되며 하부는 전동기 챔버(199) 내에서 전동기 챔버(199)와 전동기(195) 사이에 구비된다. 실시예에 따라 방열부재(221, 222)의 상부는 회로기판(210)을 관통할 수 있다.
직사각형의 판형 방열부재(221, 222)은 전동기 챔버(199) 내에서 공기의 유동 방향과 평행하게 배치되어 공기의 유동을 방해하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 직사각형의 판형 방열부재(221, 222)은 일면이 전동기(195)의 측면을 향하도록 배치되고 타면은 전동기 챔버(199)의 내부 측벽을 향하도록 배치된다.
방열부재(221, 222)는 스위칭 소자(291, 292)가 회로기판(210)의 양측 가장자리에 복수로 구비되는 경우 복수로 구비되어 회로기판(210)의 양측 가장자리에 배치된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 진공 청소기의 작용을 설명하면 다음과 같다.
전자소자(200)가 전동기(195)에 전원을 공급하면 전동기(195)가 회전력을 발생하여 팬(191)을 회전한다. 팬(191)이 회전하여 흡입력을 발생하며 흡입노즐체(50)에서 공기와 이물을 흡입하고 흡입된 공기와 이물은 연장관(60) 및 연결호스(70)을 거쳐 집진통(120)으로 유동한다. 집진통(120)으로 유동된 이물은 분리되어 집진통(120)에 포집되고 이물이 분리된 공기는 구획부재(135)를 통하여 전동기 챔버(199)로 유동된다. 전동기 챔버(199)를 유동하는 공기는 방열부재(221, 222)의 열을 흡수하여 방열시키고 배출구(199a)로 배출된 후 배기구(141)를 통하여 외부로 배출된다.
전자소자(200) 중 전원을 전환하거나 선택하는 스위칭 소자(291, 292)에서 발생된 열은 방열부재(221, 222)로 전달되고 방열부재(221, 222)는 스위칭 소자(291, 292)의 열을 전동기 챔버(199) 내에서 방열시킨다.
도 7는 도 1의 청소기의 전동기 구동부의 내부 회로도의 일예이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 전동기 구동부(700)는, 컨버터(710), 인버터(720), 제어부(730), 배터리(740), 절환부(760), 스위칭부(770), dc 단 전압 검출부(B), 평활 커패시터(C), 및 출력전류 검출부(E)를 포함할 수 있다. 또한, 구동부(700)는, 입력 전류 검출부(A), 배터리 전압 검출부(D) 등을 더 포함할 수도 있다.
입력 전류 검출부(A)는, 상용 교류 전원(705)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)로, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(730)에 입력될 수 있다.
컨버터(710)는, 상용 교류 전원(705)을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원(705)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(705)의 종류에 따라 컨버터(710)의 내부 구조도 달라진다.
본 발명의 실시예예서는 도 8과 같이 공진형 컨버터를 사용하는 것을 예시한다. 이에 대해서는 도 8을 참조하여 후술한다.
한편, 컨버터(710)는, 공진형 컨버터 외에 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 스위칭 소자 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작만을 수행할 수도 있다.
평활 커패시터(C)는, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, 평활 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다.
한편, 평활 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다.
dc 단 전압 검출부(B)는 평활 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(730)에 입력될 수 있다.
스위칭부(770)는, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 배터리(740)로 공급한다. 특히, 스위칭 소자를 구비하여, 스위칭 동작에 따라 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 배터리(740)로 공급한다.
한편, 스위칭부(770)의 스위칭 동작은, 제어부(730)에서 제어될 수 있다. 즉, 스위칭 제어 신호(Ss2)가 제어부(730)에서 공급될 수 있다. 이에 대해서는 도 9 내지 도 12를 참조하여 후술한다.
한편, 스위칭부(770)는, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 레벨 변환하고, 변환된 레벨의 직류 전원을 배터리(740)로 공급할 수 있다. 이를 위해, 스위칭부(770)는, dc/dc 컨버터로 구현될 수 있다.
배터리(740)는, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 공급받아, 이를 저장한다. 한편, 전동기 구동을 위해, 저장된 배터리 전압을 절환부(760)를 거쳐, 인버터(720)로 공급한다.
배터리 전압 검출부(D)는 배터리 전압(VBAT)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, 배터리 전압 검출부(D)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 배터리 전압(VBAT)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(730)에 입력될 수 있다.
절환부(760)는, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 인버터(720)에 공급하거나, 배터리(740)에 저장된 직류 전원을 인버터(720)에 공급할 수 있다.
이를 위해, 절환부(760)는, 릴레이 소자를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상용 교류 전원이 공급되는 코드 모드(cord mode)인 경우, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 인버터(720)에 공급하며, 상용 교류 전원이 공급되지 않는 코드리스 모드(cordless mode)인 경우, 배터리(740)에 저장된 직류 전원을 인버터(720)에 공급할 수 있다.
한편, 절환부(760)의 스위칭 동작은, 제어부(730)에서 제어될 수 있다. 즉, 스위칭 제어 신호(Ss1)가 제어부(730)에서 공급될 수 있다. 이에 대해서는 도 9 내지 도 12를 참조하여 후술한다.
인버터(720)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원이 공급되거나, 배터리(740)에 저장된 직류 전원이 공급되는 경우, 해당 직류 전원을 펄스폭 가변 방식에 따라 교류 전원으로 변환하여, 전동기(750)를 구동할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원이 공급되거나, 배터리(740)에 저장된 직류 전원이 공급되는 경우, 모두, 펄스폭 가변 방식의 스위칭 제어 신호를 이용하여, 전동기를 구동한다.
코드 모드시, 교류 전원을 바로 트라이악(Triac)을 이용하여, 전동기에 공급하거나, 코드리스 모드시, 배터리 전원을 인버터(inverter)를 이용하여 전동기에 공급하는, 종래의 하이브리드 전동기 구동 방식의 경우, 각 모드에 따라, 트라이악과 인버터를 별개로 이용하여야 하는 불편이 있었다. 또한, 이러한 별개 모드 구동에 따라, 전동기를 분할 권선으로 구성하여, 2중 설계를 하여야 하는 불편이 있었다.
본 발명의 실시예에서는, 상용 교류 전원이 공급되는 코드 모드인 경우, 상용 교류 전원이 공급되지 않는 코드리스 모드인 경우, 모두, 동일한 인버터(720)를 이용함으로써, 전동기를 효율적으로 구동할 수 있게 된다.
전동기(750)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다.
이러한 전동기(750)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 전동기(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다.
제어부(730)는, 인버터(720)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(730)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.
제어부(730)는, 인버터(720)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(720)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)로부터 검출되는 출력전류값(io)을 기초로 생성되어 출력된다. 제어부(730) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 16를 참조하여 후술한다.
한편, 제어부(730)는, 입력 전류 검출부(A)로부터 검출된 입력 전류(is)를 입력받을 수 있으며, 입력 전류(is)에 기초하여, 상용 교류 전원이 공급되는 지 여부를 판단할 수 있다.
이에 따라, 상용 교류 전원이 공급되는 코드 모드와, 상용 교류 전원이 공급되지 않는 코드리스 모드를 간단하게 판단할 수 있게 된다.
제어부(730)는, 코드 모드 또는 코드리스 모드에 따라, 절환부(760)의 동작을 제어하도록 스위칭 제어 신호(Ss1)를 절환부(760)에 출력한다. 이에 따라, 절환부(760)는, 코드 모드인 경우, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 인버터(720)에 공급하고, 코드리스 모드인 경우, 배터리(740)에 저장된 직류 전원을 인버터(720)에 공급한다.
한편, 제어부(730)는, dc 단 전압 검출부(B)로부터 검출된 dc 단 전압(Vdc)를 입력받을 수 있으며, dc 단 전압(Vdc)에 기초하여, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 배터리(740)로 공급하도록 스위칭부(770)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(730)는, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원 레벨이 소정치 이상인 경우, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 배터리(740)로 공급하도록 하는 스위칭 제어 신호(Ss2)를 스위칭부(770)로 출력할 수 있다.
한편, 제어부(730)는, 배터리 전압 검출부(D)로부터 검출된 배터리 전압(VBAT)을 입력받을 수 있으며, 배터리 전압(VBAT)에 기초하여, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 배터리(740)로 공급하도록 스위칭부(770)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(730)는, 배터리(740) 전원 레벨이 기준치 이하인 경우, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 배터리(740)로 공급하도록 하는 스위칭 제어 신호(Ss2)를 스위칭부(770)로 출력할 수 있다.
한편, 제어부(730)는, dc 단 전압 검출부(B)로부터 검출된 dc 단 전압(Vdc) 또는 입력 전류 검출부(A)로부터 검출되는 입력 전류(is) 에 기초하여, 컨버터(710)의 동작을 제어하는 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)를 컨버터(710)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 검출된 dc 단 전압(Vdc)의 레벨이 낮아질수록, 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)의 듀티를 증가시킬 수 있다.
출력전류 검출부(E)는, 인버터(720)와 전동기(750) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 전동기(750)에 흐르는 전류를 검출한다. 전동기(750)가 삼상 전동기인 경우, 출력전류 검출부(E)는, 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.
출력전류 검출부(E)는 인버터(720)와 전동기(750) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.
검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(730)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다.
도 8은 도 7의 컨버터의 내부 회로도의 일예이다.
도면을 참조하면, 도 8은 공진형 컨버터의 일예이다. 이러한 컨버터(710)는, 제1 정류부(810), 정류 스위칭부(820), 레벨 변환부(830), 및 제2 정류부(840)를 포함할 수 있다.
제1 정류부(810)는, 다이오도 소자 및 커패시터 소자(C1)를 구비할 수 있으며, 상용 교류 전원(705)을 정류, 및 평활할 수 있다.
정류 스위칭부(820)는, 스위칭 소자(Q1,Q2)를 구비하며, 정류된 전원을 교류 전원과 유사하게 변환할 수 있다. 또한, 정류 스위칭부(820)는, 레벨 변환부(830)로 해당 교류 전원을 공급할 수 있다.
레벨 변환부(830)는, 변압기(835), 및 공진용 커패시터 소자(Cr), 인덕터 소자 소자(Lr)를 구비하며, 정류 스위칭부(820)의 스위칭 동작에 따라, 공급되는 교류 전원을 이용하여, 교류 전원의 레벨을 변환한다.
제2 정류부(840)는, 다이오도 소자를 구비할 수 있으며, 레벨 변환된 교류 전원을 정류할 수 있다. 정류된 직류 전원은, 평활 커패시터(C)로 공급된다.
상용 교류 전원이 220V AC인 경우, 평활 커패시터(C)에는 대략, 73V DC 전원이 공급될 수 있다.
한편, 이러한 공진형 컨버터는, 고용량 고효율의 전원 변환을 위해 사용 가능하며, 본 발명의 실시예와 같이, 청소기의 흡입 전동기를 위해 사용될 수 있다.
한편, 발열량이 많은, 정류 스위칭부(820)의 스위칭 소자(Q1,Q2)와, 제2 정류부(840)의, 다이오드 소자는, 도 1 내지 도 6에서 상술한 바와 같이, 이격되어, 각각 방열부재(221, 222)에 접촉할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 소자(Q1,Q2)는, 제1 방열 부재(221)에 접촉하고, 제2 정류부(840)의, 다이오드 소자는, 제2 방열 부재(222)에 접촉할 수 있다. 다른 예로, 그 역의 경우도 가능하다.
한편, 컨버터(710)가 제1 방열 부재(221)에 접촉하고, 인버터(720)가 제2 방열 부재(222)에 접촉하는 것도 가능하다.
도 9 내지 도 12는 도 7의 절환부와 스위칭부의 다양한 동작을 예시하는 도면이다.
한편, 도 9와 도 10은, 상용 교류 전원이 공급되므로, 코드 모드(cord mode)로서 동작한다. 즉, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원(Vdc)을 인버터(720)로 공급한다.
먼저, 도 9는, 상용 교류 전원의 공급이 시작되는 경우, 절환부(760)가 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원(Vdc)을 인버터(720)로 공급하는 것을 예시한다. 이때, 배터리(740)에 저장된 전원 레벨이 기준치 이하이나, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원의 레벨도 낮으므로, 일단, 스위칭부(770)는, 턴 오프되어, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 배터리(740)로 공급하지 않는 것으로 한다.
다음, 도 10은, 상용 교류 전원의 공급이 일정시간 계속된 경우, 절환부(760)가 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원(Vdc)을 인버터(720)로 공급하며, 스위칭부(770)가 턴 온되어, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 배터리(740)로 공급하는 것을 예시한다.
이때는, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원(Vdc)이 소정치 이상인 경우, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원이 인버터(720)로 공급됨에도 불구하고, 안정적으로, 배터리(740)를 충전할 수 있게 된다.
한편, 도 11와 도 12는, 상용 교류 전원이 공급되지 않으므로, 코드리스 모드(cordless mode)로서 동작한다. 즉, 배터리(740)에 저장된 직류 전원(VBAT)을 인버터(720)로 공급한다.
다음, 도 11은, 상용 교류 전원의 공급이 중단되는 경우, 절환부(760)가 배터리(740)에 저장된 직류 전원(VBAT)을 인버터(720)로 공급하는 것을 예시한다. 이때는, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원(Vdc)이 소정치 이상인 경우, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원이 배터리(740)로 공급될 수 있게 된다.
다음, 도 12는, 상용 교류 전원의 공급이 중단되는 경우, 절환부(760)가 배터리(740)에 저장된 직류 전원(VBAT)을 인버터(720)로 공급하며, 스위칭부(770)가 턴 오프되어, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 배터리(740)로 공급하지 않는 것을 예시한다.
평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원(Vdc)이 소정치 미만인 경우, 또는 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원(Vdc)이 배터리(740)에 저장된 직류 전원(VBAT) 보다 그 레벨이 낮은 경우, 배터리(740)에 저장된 직류 전원(VBAT)을 안정적으로 인버터(720)에 공급하기 위해, 스위칭부(770)가 턴 오프 된다.
도 13은 도 7의 인버터의 내부 회로도의 일예이다.
도면을 참조하면, 전동기(750)가 삼상 전동기인 경우, 인버터(720)는, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원(Vdc) 또는 배터리(740)에 저장된 직류 전원(VBAT)을 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 전동기(750)에 출력할 수 있다.
이를 위해, 인버터(720)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.
인버터(720) 내의 스위칭 소자들은 제어부(730)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 전동기(750)에 출력되게 된다.
제어부(730)는, 인버터(720)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(730)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.
출력전류 검출부(E)는, 인버터(720)와 삼상 전동기(750) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 전동기(750)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.
출력전류 검출부(E)는 인버터(720)와 전동기(750) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.
션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인버터(720)와 동기 전동기(750) 사이에 위치하거나, 인버터(720)의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다. 한편, 삼상 평형을 이용하여, 2개의 션트 저항이 사용되는 것도 가능하다. 한편, 1개의 션트 저항이 사용되는 경우, 상술한 커패시터(C)와 인버터(720) 사이에서 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.
검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(730)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(io)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로하여 기술한다.
도 14는 코드 모드 또는 코드리스 모드에 따라 가변되는 스위칭 제어 신호의 펄스폭을 예시한다.
도면을 참조하면, 제어부(730)는, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원이 공급되는 경우 보다, 배터리(740)에 저장된 직류 전원이 공급되는 경우에, 스위칭 제어 신호(Sic)의 펄스 폭이 더 커지도록 제어할 수 있다.
배터리(740)에 저장되는 전압은, 평활 커패시터(C)에 저장된 직류 전원을 이용하여, 저장되는 것으로서, 그 레벨이 낮을 수 있다. 이러한 차이를 보상하기 위해, 그리고, 전동기 구동시, 코드 모드와 코드리스 모드시, 스위칭 제어 신호(Sic)의 펄스 폭을 가변할 수 있다.
도 14(a)는, 코드 모드에서, 인버터(720)에 인가되는 스위칭 제어 신호(Sic)를 예시하며, 도 14(b)는, 코드리스 모드에서, 인버터(720)에 인가되는 스위칭 제어 신호(Sic)를 예시한다.
도면과 같이, 코드리스 모드에서, 인버터(720)에 인가되는 스위칭 제어 신호(Sic)의 펄스 폭이, ΔW 만큼 더 큰 것을 알 수 있다.
도 15는 배터리 전압의 레벨에 따라 가변되는 스위칭 제어 신호의 펄스폭을 예시한다.
도면을 참조하면, 제어부(730)는, 배터리(740)에 저장된 직류 전원이 인버터(720)에 공급되는 경우에, 배터리(740) 전압(VBAT)이 낮아질수록, 스위칭 제어 신호(Sic)의 펄스 폭이 더 커지도록 제어할 수 있다
배터리(740)에 저장되는 전압은, 인버터(720)로 공급할수록 그 레벨이 낮아질 수 있다. 이때, 전동기(750)를 동일한 출력으로 회전시키기 위해, 배터리 전압(VBAT)을 고려하여. 스위칭 제어 신호(Sic)의 펄스 폭을 가변할 수 있다.
도 15(a)는, 배터리 전압(VBAT)이 제1 레벨(VB1)인 경우, 인버터(720)에 인가되는 스위칭 제어 신호(Sic)를 예시하며, 도 15(b)는, 배터리 전압(VBAT)이 제1 레벨(VB1) 보다 낮은 제2 레벨(VB2)인 경우, 인버터(720)에 인가되는 스위칭 제어 신호(Sic)를 예시한다.
도면과 같이, 배터리 전압(VBAT)이 제1 레벨(VB1) 보다 낮은 제2 레벨(VB2)인 경우, 인버터(720)에 인가되는 스위칭 제어 신호(Sic)의 펄스 폭이, ΔW 만큼 더 큰 것을 알 수 있다.
도 16는 도 7의 제어부의 내부 블록도이다.
도 16를 참조하면, 제어부(730)는, 위치 감지부(1505), 축변환부(1510), 속도 연산부(1520), 전류 지령 생성부(1530), 전압 지령 생성부(1540), 축변환부(1550), 및 스위칭 제어신호 출력부(1560)를 포함할 수 있다.
축변환부(1510)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.
한편, 축변환부(1510)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다.
속도 연산부(1520)는, 위치 감지부(1505)로 부터 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여, 속도(
Figure pat00001
)를 연산할 수 있다. 즉, 위치 신호에 기반하여, 시간에 대해, 나누면, 속도를 연산할 수 있게 된다.
한편, 속도 연산부(1520)는, 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여 연산된 위치(
Figure pat00002
)와 연산된 속도(
Figure pat00003
)를 출력할 수 있다.
한편, 전류 지령 생성부(1530)는, 연산 속도(
Figure pat00004
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(1530)는, 연산 속도(
Figure pat00005
)와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(1535)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다.
한편, 전류 지령 생성부(1530)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
다음, 전압 지령 생성부(1540)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(1530) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(1540)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(1544)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(1540)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(1548)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, 전압 지령 생성부(1540)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(1550)에 입력된다.
축변환부(1550)는, 속도 연산부(1520)에서 연산된 위치(
Figure pat00006
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.
먼저, 축변환부(1550)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(1520)에서 연산된 위치(
Figure pat00007
)가 사용될 수 있다.
그리고, 축변환부(1550)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(1050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.
스위칭 제어 신호 출력부(1560)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다.
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(720) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(720) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.
본 발명의 실시에에 따른 전동기 구동장치는, 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 전동기 구동장치의 동작방법은 전동기 구동장치에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
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.

Claims (18)

  1. 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터;
    상기 변환된 직류 전원을 저장하는 평활 커패시터;
    상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 이용하여 충전되는 배터리; 및
    상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원이 공급되거나, 상기 배터리에 저장된 직류 전원이 공급되는 경우, 해당 직류 전원을 펄스폭 가변 방식에 따라 교류 전원으로 변환하여, 전동기를 구동하는 인버터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 상기 인버터에 공급하거나, 상기 배터리에 저장된 직류 전원을 상기 인버터에 공급하는 절환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 절환부는,
    상기 상용 교류 전원 공급시, 상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 상기 인버터에 공급하며,
    상기 상용 교류 전원이 공급되지 않는 경우, 상기 배터리에 저장된 직류 전원을 상기 인버터에 공급하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작을 하여, 상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 상기 배터리로 공급하는 스위칭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 배터리 전원 레벨이 기준치 이하인 경우, 상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 상기 배터리로 공급하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원이 상기 인버터로 공급되는 상태에서, 상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원 레벨이 소정치 이상인 경우, 상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 상기 배터리로 공급하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인버터에 펄스폭 가변 방식의 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원이 공급되는 경우 보다, 상기 배터리에 저장된 직류 전원이 공급되는 경우에, 상기 스위칭 제어 신호의 펄스 폭이 더 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리에 저장된 직류 전원이 인버터에 공급되는 경우에, 상기 배터리 전압이 낮아질수록, 상기 스위칭 제어 신호의 펄스 폭이 더 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 상용 교류 전원의 입력 전류를 검출하는 입력 전류 검출부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 검출된 입력 전류에 기초하여, 상기 상용 교류 전원의 공급 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 전동기에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 검출된 출력 전류에 기초하여, 상기 스위칭 제어 신호를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 평활 커패시터에 저장되는 전압을 검출하는 dc 단 전압 검출부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 검출된 dc 단 전압에 따라, 상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 상기 배터리로 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전동기에 흐르는 출력 전류에 기초하여 속도를 연산하는 속도 연산부;
    상기 연산된 속도와 속도 지령치에 기초하여, 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부;
    상기 전류 지령치에 기초하여 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부; 및
    상기 전압 지령치에 기초하여, 펄스폭 변조 방식에 따른 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터는,
    다이오드 소자를 구비하며, 상기 상용 교류 전원을 정류하는 제1 정류부;
    스위칭 소자를 구비하며, 상기 정류된 전원을 스위칭하여 교류 전원으로 변환하는 정류 스위칭부;
    변압기를 구비하며, 상기 변환된 교류 전원의 레벨을 변환하는 레벨 변환부; 및
    다이오드 소자를 구비하며, 상기 변환된 레벨의 교류 전원을 정류하는 제2 정류부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 구동장치.
  15. 본체 내부에 배치되는 집진통;
    회전력을 발생하는 전동기;
    상기 전동기에 의해 회전하여 흡입력을 발생하는 팬; 및
    상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터, 상기 변환된 직류 전원을 저장하는 평활 커패시터, 상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 이용하여 충전되는 배터리, 상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원이 공급되거나, 상기 배터리에 저장된 직류 전원이 공급되는 경우, 해당 직류 전원을 펄스폭 가변 방식에 따라 교류 전원으로 변환하여, 전동기를 구동하는 인버터를 포함하는 전동기 구동부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 청소기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전동기 구동부는,
    상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 상기 인버터에 공급하거나, 상기 배터리에 저장된 직류 전원을 상기 인버터에 공급하는 절환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 전동기 구동부는,
    스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작을 하여, 상기 평활 커패시터에 저장된 직류 전원을 상기 배터리로 공급하는 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 컨버터 내의 회로 소자, 또는 상기 인버터 내의 회로 소자 중 적어도 일부에 접촉하여 열을 방출하는 방열부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
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