KR20140067475A - 구동 회로, 구동 모듈 및 모터 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력용 반도체 소자를 구동하는 구동 전류를 조절할 수 있는 구동 회로, 구동 모듈 및 모터 구동 장치에 관한 것으로, 복수의 구동 유닛을 구비하고, 선택 신호에 따라 상기 복수의 구동 유닛 중 해당하는 구동 유닛을 선택하여 반도체 소자를 구동하는 구동 신호의 전류 레벨을 결정하는 구동부; 상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 위상 천이 시간을 검출하고, 검출된 시간을 사전에 설정된 기준 시간과 비교하여 상기 구동 신호의 위상 천이 시간을 제어하는 타이밍 제어부; 및 외부로부터의 제어 신호와 상기 타이밍 제어부의 타이밍 제어 신호에 따라 상기 구동부의 복수의 구동 유닛 중 구동할 구동 유닛을 선택하는 상기 선택 신호를 제공하는 구동 제어부를 포함하는 구동 회로, 구동 모듈 및 모터 구동 장치를 제안한다.

Description

구동 회로, 구동 모듈 및 모터 구동 장치{DRIVING CIRCUIT, DRIVING MODULE AND DRIVING APPARATUS FOR MOTOR}
본 발명은 전력용 반도체 소자를 구동하는 구동 회로, 구동 모듈 및 모터 구동 장치에 관한 것이다.
일반적인 전력용 반도체 소자의 구동 회로에서, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등의 자기 소호형(self turn-off type)의 전력용 반도체 소자를 이용하는 경우, 하기의 선행 기술 문헌에 기재된 발명과 같이, 전력용 반도체 소자의 게이트에 구동을 위한 게이트 구동 신호를 제공하나, 각 제조사 별로 전력용 반도체 소자의 구동에 필요한 정격 전원이 서로 상이하여 전력용 반도체 소자의 턴 온 및 턴 오프 속도를 조절하기 곤란한 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2004-0023936호
본 발명의 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 전력용 반도체 소자를 구동하는 구동 전류를 조절할 수 있는 구동 회로, 구동 모듈 및 모터 구동 장치를 제안한다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1의 기술적인 측면으로는 복수의 구동 유닛을 구비하고, 선택 신호에 따라 상기 복수의 구동 유닛 중 해당하는 구동 유닛을 선택하여 반도체 소자를 구동하는 구동 신호의 전류 레벨을 결정하는 구동부; 상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 위상 천이 시간을 검출하고, 검출된 시간을 사전에 설정된 기준 시간과 비교하여 상기 구동 신호의 위상 천이 시간을 제어하는 타이밍 제어부; 및 외부로부터의 제어 신호와 상기 타이밍 제어부의 타이밍 제어 신호에 따라 상기 구동부의 복수의 구동 유닛 중 구동할 구동 유닛을 선택하는 상기 선택 신호를 제공하는 구동 제어부를 포함하는 구동 회로를 제안하는 것이다.
본 발명의 제1의 기술적인 측면에 따르면, 상기 타이밍 제어부는 상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 위상 천이 시간을 검출하는 검출부; 상기 기준 시간을 설정하는 설정부; 및 상기 검출부의 검출된 위상 천이 시간과 상기 설정부의 상기 기준 시간을 서로 비교하는 비교부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1의 기술적인 측면에 따르면, 상기 타이밍 제어부는 상기 구동 신호의 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.
본 발명의 제1의 기술적인 측면에 따르면, 상기 검출부는 상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나를 검출하고, 상기 설정부는 사전에 설정된 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 설정하며, 상기 비교부는 상기 검출부로부터의 검출된 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나와 상기 설정부의 상기 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 비교하여, 그 비교 결과를 상기 구동 제어부에 전달할 수 있다.
본 발명의 제1의 기술적인 측면에 따르면, 상기 구동부는 상기 구동 제어부의 제어 신호에 따라 동작하는 기본 구동 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1의 기술적인 측면에 따르면, 상기 복수의 구동 유닛 각각은 구동 전원 단과 접지 사이에 서로 병렬 연결되고, 상기 복수의 구동 유닛 각각은 상기 구동 전원 단과 접지 사이에 스택된 적어도 둘의 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1의 기술적인 측면에 따르면, 상기 둘의 트랜지스터는 각각 P MOS 트랜지스터 및 N MOS 트랜지스터일 수 있다.
본 발명의 제1의 기술적인 측면에 따르면, 상기 기본 구동 유닛은 구동 전원 단과 접지 사이에 스택된 P MOS 트랜지스터 및 N MOS 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제2의 기술적인 측면으로는 복수의 구동 유닛을 구비하고, 선택 신호에 따라 상기 복수의 구동 유닛 중 해당하는 구동 유닛을 선택하여 반도체 소자를 구동하는 구동 신호의 전류 레벨을 결정하는 구동부와, 상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나를 검출하고, 검출된 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나와 사전에 설정된 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 비교하여, 그 비교 결과를 상기 구동 제어부에 전달하는 타이밍 제어부와, 외부로부터의 제어 신호와 상기 타이밍 제어부의 타이밍 제어 신호에 따라 상기 구동부의 복수의 구동 유닛 중 구동할 구동 유닛을 선택하는 상기 선택 신호를 제공하는 구동 제어부를 갖는 적어도 하나의 구동 회로; 및 상기 적어도 하나의 구동 회로로부터의 구동 신호에 따라 스위칭 온/오프 동작하는 반도체 소자를 갖는 스위치부를 포함하는 구동 모듈을 제안하는 것이다.
본 발명의 제2의 기술적인 측면에 따르면, 상기 스위치부는 동작 전원단과 접지 사이에 스택된 적어도 둘의 반도체 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2의 기술적인 측면에 따르면, 상기 둘의 반도체 소자를 각각 구동시키는 제1 및 제2 구동 회로를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제3의 기술적인 측면으로는 복수의 구동 유닛을 구비하고, 선택 신호에 따라 상기 복수의 구동 유닛 중 해당하는 구동 유닛을 선택하여 반도체 소자를 구동하는 구동 신호의 전류 레벨을 결정하는 구동부와, 상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나를 검출하고, 검출된 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나와 사전에 설정된 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 비교하여, 그 비교 결과를 상기 구동 제어부에 전달하는 타이밍 제어부와, 외부로부터의 제어 신호와 상기 타이밍 제어부의 타이밍 제어 신호에 따라 상기 구동부의 복수의 구동 유닛 중 구동할 구동 유닛을 선택하는 상기 선택 신호를 제공하는 구동 제어부를 갖는 복수의 구동 회로를 갖는 구동 회로 그룹; 및 상기 구동 회로 그룹의 복수의 구동 회로로부터의 구동 신호에 따라 스위칭 온/오프 동작하는 반도체 소자를 각각 갖는 인버터 암을 구비하여 모터를 구동시키는 인버터를 포함하는 모터 구동 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 제3의 기술적인 측면에 따르면, 상기 인버터는 적어도 둘의 파워 스위칭 소자가 각각 스택된 3상 인버터 암을 구비할 수 있다.
본 발명의 제3의 기술적인 측면에 따르면, 상기 구동 회로 그룹은 상기 3상 인버터 암의 스택된 적어도 둘의 파워 스위칭 소자 중 하이 사이드 파워 스위칭 소자를 각각 구동시키는 복수의 하이 사이드 구동 회로; 및 상기 3상 인버터 암의 스택된 적어도 둘의 파워 스위칭 소자 중 로우 사이드 파워 스위칭 소자를 각각 구동시키는 복수의 로우 사이드 구동 회로를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력용 반도체 소자를 구동하는 구동 전류를 조절하여 전력용 반도체 소자의 턴 온 및 턴 오프 속도를 조절함으로써 전력용 반도체 소자의 스위칭 속도에 따른 전자기 간섭과 스위칭 손실 간의 트레이드 오프를 조절할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 구동 회로의 개략적인 구성도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 구동 회로에 채용된 타이밍 제어부의 동작 파형 그래프.
도 5는 본 발명의 구동 회로에 채용된 구동부의 개략적인 회로도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 구동 회로에 채용된 구동 제어부의 동작 파형 그래프.
도 8은 본 발명의 구동 회로의 주요 부분의 동작 파형 그래프.
도 9는 본 발명의 구동 모듈의 개략적인 구성도.
도 10은 본 발명의 모터 구동 장치의 개략적인 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다라고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때는 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 어떤 구성요소를 포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 구동 회로의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 구동 회로(100)는 구동부(110), 타이밍 제어부(120) 및 구동 제어부(130)를 포함할 수 있다.
구동부(110)는 도시되지 않았지만 복수의 구동 유닛을 포함하여 선택 신호에 따라 선택된 구동 유닛에 의해 스위치(S)를 구동하는 구동 전류를 조절할 수 있다.
이에 관해서는 도 5를 참조하여 보다 상세하게 후술하도록 한다.
타이밍 제어부(120)는 측정부(121), 설정부(122) 및 비교부(123)를 포함할 수 있다.
측정부(121)는 구동부(110)로부터 스위치(S)에 전달되는 구동 신호의 전압 레벨이 천이되는 위상 천이 시간을 측정할 수 있으며, 바람직하게는 구동 신호의 전압 레벨이 로우 레벨에서 하이 레벨로 상승하는 라이징 타임 또는 하이 레벨에서 로우 레벨로 하강하는 폴링 타임 중 적어도 하나를 측정할 수 있으며, 보다 바람직하게는 라이징 타임 및 폴링 타임 모두를 측정할 수 있다.
설정부(122)는 구동부(110)로부터 스위치(S)에 전달되는 사전에 설정된 기준 위상 천이 시간을 설정할 수 있으며, 바람직하게는 구동 신호의 전압 레벨의 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 사전에 설정할 수 있으며, 보다 바람직하게는 기준 라이징 타임 및 기준 폴링 타임 모두를 사전에 설정할 수 있다.
비교부(123)는 측정부(121)에 의해 측정된 구동 신호의 전압 레벨이 천이되는 위상 천이 시간과 설정부(122)의 기준 위상 천이 시간을 비교할 수 있으며, 바람직하게는 구동 신호의 전압 레벨의 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나와 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 비교할 수 있으며, 보다 바람직하게는 구동 신호의 전압 레벨의 라이징 타임 및 폴링 타임과 기준 라이징 타임 및 기준 폴링 타임을 각각 비교할 수 있다. 비교부(123)의 비교 결과는 구동 제어부(130)에 제공될 수 있다.
구동 제어부(130)는 외부로부터의 제어 신호와 비교부(123)로부터의 비교 결과에 따라 구동부(110)의 복수의 구동 유닛 중 적어도 일부를 선택하여 구동 신호의 전류 레벨을 조절할 수 있다. 이에 따라, 구동 신호의 전압 레벨의 라이징 타임 및 폴링 타임이 가변될 수 있고, 이는 다시 타이밍 제어부(120)에 의해 설정된 라이징 타임 및 폴링 타임과 비교되어 그 비교 결과가 구동 제어부(130)에 전달되어, 결과적으로는 타이밍 제어부(120)에서 설정한 라이징 타임 및 폴링 타임을 갖는 구동 신호가 스위치(S)에 전달되어 스위치(S)의 정격 전류에 해당하는 전류 레벨을 갖는 구동 신호가 자동으로 스위치(S)에 전달될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 구동 회로에 채용된 타이밍 제어부의 동작 파형 그래프이다.
도 1과 함께, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 스위치(S)를 스위칭 온시키기 위한 외부로부터의 제어 신호에 대비하여 설정부(122)는 기준 라이징 타임(Ta) 및 기준 폴링 타임(Tb)을 설정할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 측정부(121)는 외부로부터의 제어 신호에 대비하여 구동 신호의 전압 레벨의 라이징 타임(Tr) 및 폴링 타임(Tf)를 측정할 수 있으며, 이때, 구동 신호의 전압 레벨이 10%에서 90%로 상승하는 시간을 라이징 타임(Tr)으로 측정하고, 90%에서 10%로 하강하는 시간을 폴링 타임(Tf)으로 측정할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 비교부(123)는 설정부(122)의 기준 라이징 타임(Ta) 및 기준 폴링 타임(Tb)과 측정부(121)의 라이징 타임(Tr) 및 폴링 타임(Tf)을 각각 비교하여 그 차를 출력하여 구동 제어부(130)에 전달할 수 있다.
도 5는 본 발명의 구동 회로에 채용된 구동부의 개략적인 회로도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 구동 회로(100)에 채용된 구동부(110)는 전달부(111) 및 구동 유닛 그룹(112)를 포함할 수 있다.
전달부(111)는 구동 제어부(130)로부터의 제어 신호와 선택 신호를 각각 해당하는 구동 유닛에 전달할 수 있으며, 구동 유닛 그룹(112)는 기본 구동 유닛(112a)과 복수의 구동 유닛(112b)를 포함할 수 있고, 제어 신호는 기본 구동 유닛(112a)에 전달될 수 있고, 선택 신호는 복수의 구동 유닛(112b)에 전달되어 복수의 구동 유닛 중 적어도 일부를 선택하여 구동시킬 수 있으며 이에 따라 구동 신호의 전류 레벨이 조절될 수 있다.
기본 구동 유닛(112a)과 복수의 구동 유닛(112b)은 각각 구동 전원(Va)이 입력되는 구동 전원단과 접지 사이에 스택(stack)된 P MOS 트랜지스터와 N MOS 트랜지스터를 각각 구비할 수 있다.
제어 신호에 의해 구동되는 기본 구동 유닛(112a)에 의해 구동 신호의 기본 전류 레벨이 형성될 있고, 스위치(S)의 정격 전류에 따라서 보다 많은 전류가 필요한 경우 복수의 구동 유닛(112b)가 선택될 수 있으며, 이는 비교부(123)의 비교 결과에 따라 결정될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 구동 회로에 채용된 구동 제어부의 동작 파형 그래프이다.
도 1 및 도 5와 함께, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상술한 바와 같이 비교부(123)의 비교 결과에 따라 구동 제어부(130)로부터 복수의 구동 유닛(112b) 중 적어도 일부를 선택하는 선택 신호가 출력되며 예를 들어, 복수의 구동 유닛(112b)이 제1 내지 제3 구동 유닛을 구비하고, 제1 구동 유닛, 제2 구동 유닛, 제3 구동 유닛은 그 트랜지스터의 크기 또는 개수가 각각 1배,2배,4배인 경우, 선택 신호의 펄스는 '000' 부터 '111'까지 8 종류일 수 있다.
도 8은 본 발명의 구동 회로의 주요 부분의 동작 파형 그래프이다.
도 1 및 도 5와 함께, 도 8을 참조하면 본 발명의 구동 회로(100)의 전체 동작은 제어 신호에 따라 구동 신호의 전압 레벨이 출력되며, 복수의 구동 유닛(112b) 중 적어도 일부의 구동 유닛을 선택하여 구동 신호의 전류 레벨이 조절되어 구동 신호의 전압 레벨의 라이징 타임 및 폴링 타임은 설정된 기준 라이징 타임 및 기준 폴링 타임을 수렴하게 된다.
즉, 보다 상세하게는 선택 신호는 복수의 구동 유닛(112b) 중 각 구동 유닛의 P MOS 트랜지스터를 선택하는 인에이블(Enable) 출력 신호(P1,P2,P3)와 N MOS 트랜지스터를 선택하는 인에이블(Enable) 출력 신호(N1,N2,N3)가 있을 수 있다.
P MOS 트랜지스터를 선택하는 인에이블(Enable) 출력 신호(P1,P2,P3)와 N MOS 트랜지스터를 선택하는 인에이블(Enable) 출력 신호(N1,N2,N3)는 제어신호와 함께 각각 전달부(111)를 통해 기본 구동 유닛(112a) 및 복수의 구동 유닛(112b)의 해당하는 구동 유닛의 트랜지스터를 선택하는 게이트 신호(PG_0,PG_1,PG_2,PG_3,NG_0,NG_1,NG_2,NG_3)가 해당하는 트랜지스터의 게이트에 전달되어 트랜지스터의 턴 온 및 턴 오프를 제어할 수 있다.
이를, 도 8의 그래프를 참조하여 설명하면, 우선 제어 신호에 의해 게이트 신호(PG_0,NG_0)이 기본 구동 유닛에 전달되어 기본 구동 유닛의 P MOS 트랜지스터 및 N MOS 트랜지스터가 구동될 수 있으며, 이는 측정부의 라이징 타임(Tr1) 및 폴링 타임(Tf1)과 설정부의 기준 라이징 타임(Ta) 및 기준 폴링 타임(Tb)와 비교되어 비교부의 비교 결과(Pr1,Pf1)가 출력될 수 있다.
이에 따라, 측정부의 라이징 타임(Tr1) 및 폴링 타임(Tf1)과 설정부의 기준 라이징 타임(Ta) 및 기준 폴링 타임(Tb)이 도시된 바와 같이 차이가 발생하므로, 복수의 구동 유닛(112b) 중 제1 구동 유닛의 P MOS 트랜지스터 및 N MOS 트랜지스터를 선택 구동시키는 게이트 신호(PG_1,NG_1)가 제어 신호의 게이트 신호(PG_0,NG_0)와 함께 구동부(110)에 전달되어 해당하는 P MOS 트랜지스터 및 N MOS 트랜지스터가 구동되며 이에 따라 측정부의 라이징 타임(Tr2) 및 폴링 타임(Tf2)과 설정부의 기준 라이징 타임(Ta) 및 기준 폴링 타임(Tb)와 비교되어 비교부의 비교 결과(Pr2,Pf2)가 출력될 수 있다.
측정부의 라이징 타임(Tr2) 및 폴링 타임(Tf2)과 설정부의 기준 라이징 타임(Ta) 및 기준 폴링 타임(Tb)간에 비교 결과가 출력되지 않을 때까지, 제2 및 제3 구동 유닛의 P MOS 트랜지스터 및 N MOS 트랜지스터를 구동시키는 게이트 신호(PG_2,PG_3,NG_2,NG_3)가 구동부(110)에 전달되고, 측정부의 라이징 타임(Tr3,Tr4) 및 폴링 타임(Tf3,Tf4)과 설정부의 기준 라이징 타임(Ta) 및 기준 폴링 타임(Tb)와 비교되어 비교부의 비교 결과의 신호 레벨이 로우 레벨이 될때까지 비교부의 비교 결과(Pr3,Pf3)가 출력될 수 있다.
도 9는 본 발명의 구동 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 1에 도시된 본 발명의 구동 회로는 스위치와 함께 도 9에 도시된 바와 같이 구동 모듈을 형성할 수 있다.
상술한 구동 모듈은 동작 전원(VDD)을 공급하는 동작 전원단과 접지 사이에 스택된 적어도 둘의 트랜지스터(S1,S2)를 갖는 스위치부(300-1)와 둘의 트랜지스터(S1,S2)를 각각 구동시키는 제1 및 제2 구동 회로(100-1,200-2)을 포함할 수 있으며, 이러한 단위 회로(1000-1)을 복수개(1000-1~1000-N)구비할 수 있다.
제1 및 제2 구동 회로(100,200)에 관한 설명은 도 1 내지 도8에 도시된 도면 및 이에 관한 설명과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 10은 본 발명의 모터 구동 장치의 개략적인 구성도이다.
도 9에 도시된 구동 모듈은 모터 구동 장치에 사용될 수 있는데, 이를 위해 모터 구동 장치는 모터(M)을 구동시키는 인버터(1200) 및 구동 회로 그룹(1100)를 포함할 수 있다.
인버터(1200) 및 구동 회로 그룹(1100)은 구동 모듈을 형성할 수 있으며, 모터(M)가 3상(a,b,c) 모터인 경우, 인버터(1200)는 3상 인버터 암(1210,1220,1230)을 구비할 수 있고, 제1 내지 제3 인버터 암(1210,1220,1230) 각각은 동작 전원단과 접지 사이에 스택된 적어도 둘의 파워 스위칭 소자(M1,M2,M3,M4,M5,M6)를 가질 수 있다. 상술한 파워 스위칭 소자는 같은 극성의 트랜지스터 또는 IGBT 등이 될 수 있다.
구동 회로 그룹(1100)는 제1 내지 제3 하이사이드 구동회로(100,200,300) 및 제1 내지 제3 로우 사이드 구동 회로(400,500,600)을 포함할 수 있으며, 제1 내지 제3 하이사이드 구동회로(100,200,300)는 제1 내지 제3 인버터 암(1210,1220,1230)의 각 하이 사이드 트랜지스터(M1,M3,M5)를 구동시킬 수 있고, 제1 내지 제3 로우 사이드 구동 회로(400,500,600)는 제1 내지 제3 인버터 암(1210,1220,1230)의 각 로우 사이드 트랜지스터(M2,M4,M6)를 구동시킬 수 있다.
상술한 제1 내지 제3 하이사이드 구동회로(100,200,300) 및 제1 내지 제3 로우 사이드 구동 회로(400,500,600)의 동작 및 구성은 도 1 내지 도 8에 도시된 구성요소 및 동작과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전력용 반도체 소자를 구동하는 구동 전류를 조절하여 전력용 반도체 소자의 턴 온 및 턴 오프 속도를 조절함으로써 전력용 반도체 소자의 스위칭 속도에 따른 전자기 간섭과 스위칭 손실 간의 트레이드 오프를 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100,200: 구동 회로
110: 구동부
111: 전달부
112: 구동 유닛 그룹
112a: 기본 구동 유닛
112b: 복수의 구동 유닛
120: 타이밍 제어부
121: 측정부
122: 설정부
123: 비교부
130: 구동 제어부
1000: 구동 모듈
300: 스위치부
1100: 구동 회로 그룹
1200: 인버터
1210: 제1 인버터 암
1220: 제2 인버터 암
1230: 제3 인버터 암

Claims (20)

  1. 복수의 구동 유닛을 구비하고, 선택 신호에 따라 상기 복수의 구동 유닛 중 해당하는 구동 유닛을 선택하여 반도체 소자를 구동하는 구동 신호의 전류 레벨을 결정하는 구동부;
    상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 위상 천이 시간을 검출하고, 검출된 시간을 사전에 설정된 기준 시간과 비교하여 상기 구동 신호의 위상 천이 시간을 제어하는 타이밍 제어부; 및
    외부로부터의 제어 신호와 상기 타이밍 제어부의 타이밍 제어 신호에 따라 상기 구동부의 복수의 구동 유닛 중 구동할 구동 유닛을 선택하는 상기 선택 신호를 제공하는 구동 제어부
    를 포함하는 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 위상 천이 시간을 검출하는 검출부;
    상기 기준 시간을 설정하는 설정부; 및
    상기 검출부의 검출된 위상 천이 시간과 상기 설정부의 상기 기준 시간을 서로 비교하는 비교부
    를 포함하는 구동 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 구동 신호의 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나를 검출하는 구동 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나를 검출하고,
    상기 설정부는 사전에 설정된 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 설정하며,
    상기 비교부는 상기 검출부로부터의 검출된 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나와 상기 설정부의 상기 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 비교하여, 그 비교 결과를 상기 구동 제어부에 전달하는 구동 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 구동 제어부의 제어 신호에 따라 동작하는 기본 구동 유닛을 더 포함하는 구동 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구동 유닛 각각은 구동 전원 단과 접지 사이에 서로 병렬 연결되고,
    상기 복수의 구동 유닛 각각은 상기 구동 전원 단과 접지 사이에 스택된 적어도 둘의 트랜지스터를 포함하는 구동 회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 둘의 트랜지스터는 각각 P MOS 트랜지스터 및 N MOS 트랜지스터인 구동회로.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 기본 구동 유닛은 구동 전원 단과 접지 사이에 스택된 P MOS 트랜지스터 및 N MOS 트랜지스터를 포함하는 구동회로.
  9. 복수의 구동 유닛을 구비하고, 선택 신호에 따라 상기 복수의 구동 유닛 중 해당하는 구동 유닛을 선택하여 반도체 소자를 구동하는 구동 신호의 전류 레벨을 결정하는 구동부와, 상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나를 검출하고, 검출된 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나와 사전에 설정된 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 비교하여, 그 비교 결과를 상기 구동 제어부에 전달하는 타이밍 제어부와, 외부로부터의 제어 신호와 상기 타이밍 제어부의 타이밍 제어 신호에 따라 상기 구동부의 복수의 구동 유닛 중 구동할 구동 유닛을 선택하는 상기 선택 신호를 제공하는 구동 제어부를 갖는 적어도 하나의 구동 회로; 및
    상기 적어도 하나의 구동 회로로부터의 구동 신호에 따라 스위칭 온/오프 동작하는 반도체 소자를 갖는 스위치부
    를 포함하는 구동 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스위치부는 동작 전원단과 접지 사이에 스택된 적어도 둘의 반도체 소자를 포함하는 구동 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 둘의 반도체 소자를 각각 구동시키는 제1 및 제2 구동 회로를 포함하는 구동 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나를 검출하는 검출부;
    상기 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 설정하는 설정부; 및
    검출된 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나와 사전에 설정된 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 서로 비교하는 비교부
    를 포함하는 구동 모듈.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 구동 제어부의 제어 신호에 따라 동작하는 기본 구동 유닛을 더 포함하고,
    상기 기본 구동 유닛은 구동 전원 단과 접지 사이에 스택된 P MOS 트랜지스터 및 N MOS 트랜지스터를 포함하는 구동 모듈.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 구동 유닛 각각은 구동 전원 단과 접지 사이에 서로 병렬 연결되고,
    상기 복수의 구동 유닛 각각은 상기 구동 전원 단과 접지 사이에 스택된 P MOS 트랜지스터 및 N MOS 트랜지스터를 포함하는 구동 모듈.
  15. 복수의 구동 유닛을 구비하고, 선택 신호에 따라 상기 복수의 구동 유닛 중 해당하는 구동 유닛을 선택하여 반도체 소자를 구동하는 구동 신호의 전류 레벨을 결정하는 구동부와, 상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나를 검출하고, 검출된 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나와 사전에 설정된 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 비교하여, 그 비교 결과를 상기 구동 제어부에 전달하는 타이밍 제어부와, 외부로부터의 제어 신호와 상기 타이밍 제어부의 타이밍 제어 신호에 따라 상기 구동부의 복수의 구동 유닛 중 구동할 구동 유닛을 선택하는 상기 선택 신호를 제공하는 구동 제어부를 갖는 복수의 구동 회로를 갖는 구동 회로 그룹; 및
    상기 구동 회로 그룹의 복수의 구동 회로로부터의 구동 신호에 따라 스위칭 온/오프 동작하는 반도체 소자를 각각 갖는 인버터 암을 구비하여 모터를 구동시키는 인버터
    를 포함하는 모터 구동 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 인버터는 적어도 둘의 파워 스위칭 소자가 각각 스택된 3상 인버터 암을 구비하는 모터 구동 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 구동 회로 그룹은
    상기 3상 인버터 암의 스택된 적어도 둘의 파워 스위칭 소자 중 하이 사이드 파워 스위칭 소자를 각각 구동시키는 복수의 하이 사이드 구동 회로; 및
    상기 3상 인버터 암의 스택된 적어도 둘의 파워 스위칭 소자 중 로우 사이드 파워 스위칭 소자를 각각 구동시키는 복수의 로우 사이드 구동 회로
    를 포함하는 모터 구동 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 반도체 소자에 전달된 구동 신호의 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나를 검출하는 검출부;
    상기 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 설정하는 설정부; 및
    검출된 라이징 타임 또는 폴링 타임 중 적어도 하나와 사전에 설정된 기준 라이징 타임 또는 기준 폴링 타임 중 적어도 하나를 서로 비교하는 비교부
    를 포함하는 모터 구동 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 구동 제어부의 제어 신호에 따라 동작하는 기본 구동 유닛을 더 포함하고,
    상기 기본 구동 유닛은 구동 전원 단과 접지 사이에 스택된 P MOS 트랜지스터 및 N MOS 트랜지스터를 포함하는 모터 구동 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 구동 유닛 각각은 구동 전원 단과 접지 사이에 서로 병렬 연결되고,
    상기 복수의 구동 유닛 각각은 상기 구동 전원 단과 접지 사이에 스택된 P MOS 트랜지스터 및 N MOS 트랜지스터를 포함하는 모터 구동 장치.
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