KR20190037531A - 모터 구동 장치 - Google Patents

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KR20190037531A
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유승진
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주식회사 만도
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Abstract

모터 구동 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 모터 구동 장치는 복수의 제 1 스위칭 소자의 턴온(Turn On) 동작에 의해 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 설정된 목표 스위칭 동작 신호이면, 복수의 제 1 스위칭 소자가 정상 상태인 것으로 판단하고, 복수의 제 1 스위칭 소자 및 모터의 3상(Phase)과 각각 연결된 복수의 제 2 스위칭 소자를 턴온 동작시켜, 모터의 3상에 모터를 구동하기 위한 제 1 구동 신호를 공급하는 제 1 신호 제공부; 및 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 복수의 제 1 스위칭 소자중 해당 제 1 스위칭 소자가 고장 상태인 것으로 판단하고, 해당 제 1 스위칭 소자와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자를 턴오프(Turn Off) 동작시키면서, 모터의 중성점과 연결된 제 3 스위칭 소자를 턴온 동작시켜, 모터의 중성점에 모터를 구동하기 위한 제 2 구동 신호를 공급하는 제 2 신호 제공부를 포함한다.

Description

모터 구동 장치{Motor driving apparatus}
본 발명은 모터 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 종래 모터를 구동하는 인버터에 내장된 스위칭 소자는 과전류에 의해 손상되었다.
일예로, 대한민국공개특허공보 10-2015-0037512(2015.04.08)에 기재된 바와 같이, 인버터 회로의 회로전류가 과전류 기준치를 초과하면 과전류 보호신호를 출력함과 아울러, 인버터 회로의 회로전류가 과전류 기준치보다 높은 단락전류 기준전압을 초과하면 단락전류 보호신호를 출력하는 이상검출회로를 이용하여 모터를 구동시키기 위한 모터 드라이버가 개시되었다.
그런데, 종래 모터 드라이버는 모터의 토크 발생을 위해 소요되는 부품 수를 줄이면서, 3상중 고장 상태가 아닌 상과 모터의 중성점을 통해 모터를 구동시키는데에 한계가 있었다.
따라서, 종래 모터 드라이버는 모터의 토크 발생을 위해 소요되는 제작비용의 상승을 억제시키는데에 한계가 있으면서, 모터의 토크를 효율적으로 발생시키는데에 한계가 있었고, 일정 수준의 제동 압력을 발생시키는데에 한계가 있어 제동의 효율성 및 제동의 안정성을 향상시키는데에 한계가 있었다.
따라서, 최근에는 모터의 토크 발생을 위해 소요되는 제작비용의 상승을 억제시키면서, 모터의 토크를 효율적으로 발생시키고, 제동의 효율성 및 제동의 안정성을 향상시키기 위한 개선된 모터 구동 장치의 연구가 지속적으로 행해져 오고 있다.
대한민국공개특허공보 10-2015-0037512(2015.04.08)
본 발명의 실시 예는, 모터의 토크 발생을 위해 소요되는 제작비용의 상승을 억제시킬 수가 있는 모터 구동 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는, 모터의 토크를 효율적으로 발생시킬 수가 있는 모터 구동 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는, 제동의 효율성 및 제동의 안정성을 향상시킬 수가 있는 모터 구동 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 제 1 스위칭 소자의 턴온(Turn On) 동작에 의해 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 설정된 목표 스위칭 동작 신호이면, 복수의 제 1 스위칭 소자가 정상 상태인 것으로 판단하고, 복수의 제 1 스위칭 소자 및 모터의 3상(Phase)과 각각 연결된 복수의 제 2 스위칭 소자를 턴온 동작시켜, 모터의 3상에 모터를 구동하기 위한 제 1 구동 신호를 공급하는 제 1 신호 제공부; 및 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 복수의 제 1 스위칭 소자중 해당 제 1 스위칭 소자가 고장 상태인 것으로 판단하고, 해당 제 1 스위칭 소자와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자를 턴오프(Turn Off) 동작시키면서, 모터의 중성점과 연결된 제 3 스위칭 소자를 턴온 동작시켜, 모터의 중성점에 모터를 구동하기 위한 제 2 구동 신호를 공급하는 제 2 신호 제공부를 포함할 수가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제 1 구동 신호는 배터리 전원을 포함하고; 제 1 신호 제공부는 배터리 전원을 직류 전압으로 저장하는 제 1 저장부; 복수의 제 1 스위칭 소자의 턴온 동작에 의해 현재 스위칭 동작 신호를 감지하는 감지부; 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호이면, 턴온 동작하여 모터의 3상에 모터를 구동하기 위한 직류 전압을 공급하는 복수의 제 2 스위칭 소자를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제 1 구동 신호는 배터리 전원을 포함하고; 제 1 신호 제공부는 배터리 전원을 직류 전압으로 저장하는 제 1 저장부를 포함하며; 제 2 구동 신호는 모터의 중성점이 일정 레벨의 전위가 되도록 배터리 전원의 조절된 직류 전압을 포함하고; 제 2 신호 제공부는 배터리 전원의 조절된 직류 전압을 저장하는 제 2 저장부; 복수의 제 1 스위칭 소자의 턴온 동작에 의해 현재 스위칭 동작 신호를 감지하는 감지부; 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 고장 상태인 것으로 판단한 해당 제 1 스위칭 소자와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자의 턴오프 동작일 때에, 턴온 동작하여 모터의 중성점에 모터를 구동하기 위한 배터리 전원의 조절된 직류 전압을 공급하는 제 3 스위칭 소자를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제 1 구동 신호는 배터리 전원을 포함하고; 제 1 신호 제공부는 배터리 전원을 직류 전압으로 저장하는 제 1 저장부를 포함하며; 제 2 구동 신호는 배터리 전원의 일정 레벨로 충전될 때의 직류 전압을 포함하고; 제 2 신호 제공부는 배터리 전원의 일정 레벨로 충전될 때의 직류 전압을 저장하는 제 3 저장부; 복수의 제 1 스위칭 소자의 턴온 동작에 의해 현재 스위칭 동작 신호를 감지하는 감지부; 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 고장 상태인 것으로 판단한 해당 제 1 스위칭 소자와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자의 턴오프 동작일 때에, 턴온 동작하여 모터의 중성점에 모터를 구동하기 위한 배터리 전원의 일정 레벨로 충전될 때의 직류 전압을 공급하는 제 3 스위칭 소자를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제 1 구동 신호는 배터리 전원을 포함하고; 제 1 신호 제공부는 배터리 전원을 직류 전압으로 저장하는 제 1 저장부를 포함하며; 제 2 구동 신호는 목표 시간에 맞춰진 직류 전압을 포함하고; 제 2 신호 제공부는 직류 전압을 선택적으로 공급하는 적어도 하나의 제 4 스위칭 소자; 복수의 제 1 스위칭 소자의 턴온 동작에 의해 현재 스위칭 동작 신호를 감지하는 감지부; 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 고장 상태인 것으로 판단한 해당 제 1 스위칭 소자와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자의 턴오프 동작일 때에, 제 4 스위칭 소자의 턴온 동작과 함께 턴온 동작하여 모터의 중성점에 모터를 구동하기 위한 목표 시간에 맞춰진 직류 전압을 공급하는 제 3 스위칭 소자를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제 1 신호 제공부는 복수의 제 2 스위칭 소자에 턴온 동작 신호를 제공하는 MCU(Micro Control Unit)를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제 2 신호 제공부는 제 2 스위칭 소자에 턴오프 동작 신호를 제공하고, 제 3 스위칭 소자에 턴온 동작 신호를 제공하는 MCU를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제 2 신호 제공부는 제 2 스위칭 소자에 턴오프 동작 신호를 제공하고, 제 3 스위칭 소자에 턴온 동작 신호를 제공하며, 제 4 스위칭 소자에 턴온 동작 신호를 제공하는 MCU를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 현재 스위칭 동작 신호는 현재 스위칭 동작 전류와 현재 스위칭 동작 전압중 적어도 하나이고; 목표 스위칭 동작 신호는 목표 스위칭 동작 전류와 목표 스위칭 동작 전압중 적어도 하나일 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제 1 스위칭 소자는 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor), 기계식 릴레이 스위치, 전자식 릴레이 스위치중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제 2 스위칭 소자는 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor), 기계식 릴레이 스위치, 전자식 릴레이 스위치중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제 3 스위칭 소자는 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor), 기계식 릴레이 스위치, 전자식 릴레이 스위치중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제 4 스위칭 소자는 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor), 기계식 릴레이 스위치, 전자식 릴레이 스위치중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 모터 구동 장치는 전자식 브레이크에 적용될 수가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 구동 장치는, 모터의 토크 발생을 위해 소요되는 제작비용의 상승을 억제시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 구동 장치는, 모터의 토크를 효율적으로 발생시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 구동 장치는, 제동의 효율성 및 제동의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치가 배터리 및 모터에 연결된 상태를 나타낸 블럭 구성도.
도 2는 도 1에 도시한 모터 구동 장치를 일예로 나타낸 블럭 구성도.
도 3은 도 2에 도시한 배터리와 제 1 신호 제공부 및 제 2 신호 제공부와 모터를 일예로 나타낸 회로도.
도 4는 도 2에 도시한 배터리와 제 1 신호 제공부 및 제 2 신호 제공부와 모터를 다른 일예로 나타낸 회로도.
도 5는 도 2에 도시한 배터리와 제 1 신호 제공부 및 제 2 신호 제공부와 모터를 또 다른 일예로 나타낸 회로도.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치가 배터리 및 모터에 연결된 상태를 나타낸 블럭 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시한 모터 구동 장치를 일예로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시한 배터리와 제 1 신호 제공부 및 제 2 신호 제공부와 모터를 일예로 나타낸 회로도이고, 도 4는 도 2에 도시한 배터리와 제 1 신호 제공부 및 제 2 신호 제공부와 모터를 다른 일예로 나타낸 회로도이다.
도 5는 도 2에 도시한 배터리와 제 1 신호 제공부 및 제 2 신호 제공부와 모터를 또 다른 일예로 나타낸 회로도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치(100)는 제 1 신호 제공부(102) 및 제 2 신호 제공부(104)를 포함한다.
제 1 신호 제공부(102)는 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)의 턴온(Turn On) 동작에 의해 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 설정된 목표 스위칭 동작 신호이면, 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)가 정상 상태인 것으로 판단한다.
여기서, MCU(Micro Control Unit)(A)는 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)의 턴온(Turn On) 동작에 의해 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 설정된 목표 스위칭 동작 신호인 것으로 판단하면, 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)가 정상 상태인 것으로 판단할 수가 있다.
또한, 제 1 신호 제공부(102)는 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)가 정상 상태인 것으로 판단하면, 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6) 및 모터(30)의 3상(Phase)(U상, V상, W상)과 각각 연결된 복수의 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)를 턴온 동작시켜, 모터(30)의 3상에 모터(30)를 구동하기 위한 제 1 구동 신호를 공급한다.
일예로, 제 1 구동 신호는 배터리 전원(BV)을 포함할 수가 있다.
제 2 신호 제공부(104)는 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)중 해당 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)가 고장 상태인 것으로 판단한다.
여기서, MCU(Micro Control Unit)(A)는 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호가 아닌 것으로 판단하면, 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)중 해당 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)가 고장 상태인 것으로 판단할 수가 있다.
또한, 제 2 신호 제공부(104)는 해당 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)가 고장 상태인 것으로 판단하면, 해당 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)를 턴오프(Turn Off) 동작시키면서, 모터(30)의 중성점과 연결된 제 3 스위칭 소자(SW3)를 턴온 동작시켜, 모터(30)의 중성점에 모터(30)를 구동하기 위한 제 2 구동 신호를 공급한다.
일예로, 제 2 구동 신호는 모터(30)의 중성점이 일정 레벨의 전위가 되도록 배터리 전원(BV)의 조절된 직류 전압을 포함할 수가 있고, 배터리 전원(BV)의 일정 레벨로 충전될 때의 직류 전압을 포함할 수가 있으며, 목표 시간에 맞춰진 직류 전압을 포함할 수가 있다.
여기서, 제 2 구동 신호는 배터리 전원(BV)의 50%로 충전될 때의 직류 전압을 포함할 수가 있다.
일예로, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 신호 제공부(102)는 제 1 저장부(C1)와 감지부(S1, S2, S3) 및 복수의 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)를 포함할 수가 있다.
제 1 저장부(C1)는 배터리 전원(BV)을 직류 전압으로 저장할 수가 있고, 제 1 저장부(C1)는 커패시터일 수가 있다.
감지부(S1, S2, S3)는 제 1 저장부(C1)와 연결된 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)와 연결될 수가 있고, 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)의 턴온 동작에 의해 현재 스위칭 동작 신호를 감지할 수가 있으며, 감지부(S1, S2, S3)는 전류 센서 또는 전압 센서일 수가 있다.
복수의 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)는 감지부(S1, S2, S3) 및 모터(30)의 3상과 연결될 수가 있고, 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호이면, 턴온 동작하여 모터(30)의 3상에 모터(30)를 구동하기 위한 직류 전압을 공급할 수가 있다.
여기서, MCU(A)는 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호인지를 판단할 수가 있고, 복수의 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)에 턴온 동작 신호를 제공할 수가 있다.
일예로, MCU(A)는 복수의 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)에 턴온 동작 신호인 제 1 PWM(Pulse Width Modulation) 펄스를 발생하여 제공할 수가 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 제 2 신호 제공부(104)는 제 2 저장부(C2)와 감지부(S1, S2, S3) 및 제 3 스위칭 소자(SW3)를 포함할 수가 있다.
제 2 저장부(C2)는 제 1 저장부(C1)와 배터리 전원(BV) 및 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)와 연결될 수가 있고, 배터리 전원(BV)의 조절된 직류 전압을 저장할 수가 있으며, 제 2 저장부(C2)는 커패시터일 수가 있다.
감지부(S1, S2, S3)는 제 1 저장부(C1) 및 제 2 저장부(C2)와 연결된 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)와 연결될 수가 있고, 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)의 턴온 동작에 의해 현재 스위칭 동작 신호를 감지할 수가 있으며, 감지부(S1, S2, S3)는 전류 센서 또는 전압 센서일 수가 있다.
제 3 스위칭 소자(SW3)는 제 1 저장부(C1)와 제 2 저장부(C2) 및 모터(30)의 중성점과 연결될 수가 있고, 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 고장 상태인 것으로 판단한 해당 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)의 턴오프 동작일 때에, 턴온 동작하여 모터(30)의 중성점에 모터(30)를 구동하기 위한 배터리 전원(BV)의 조절된 직류 전압을 공급할 수가 있다.
여기서, MCU(A)는 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호가 아닌지를 판단할 수가 있고, 해당 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)에 턴오프 동작 신호를 제공할 수가 있으며, 제 3 스위칭 소자(SW3)에 턴온 동작 신호를 제공할 수가 있다.
일예로, MCU(A)는 해당 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)에 턴오프 동작 신호인 제 2 PWM 펄스를 제공할 수가 있으며, 제 3 스위칭 소자(SW3)에 턴온 동작 신호인 제 3 PWM 펄스를 제공할 수가 있다.
또 다른 일예로, 도 4에 도시된 바와 같이 제 2 신호 제공부(104)는 제 3 저장부(C3)와 감지부(S1, S2, S3) 및 제 3 스위칭 소자(SW3)를 포함할 수가 있다.
제 3 저장부(C3)는 배터리 전원(BV) 및 제 1 저장부(C1)와 연결될 수가 있고, 배터리 전원(BV)의 일정 레벨로 충전될 때의 직류 전압을 저장할 수가 있으며, 제 3 저장부(C3)는 커패시터일 수가 있다.
감지부(S1, S2, S3)는 제 1 저장부(C1)와 연결된 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)와 연결될 수가 있고, 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)의 턴온 동작에 의해 현재 스위칭 동작 신호를 감지할 수가 있으며, 감지부(S1, S2, S3)는 전류 센서 또는 전압 센서일 수가 있다.
제 3 스위칭 소자(SW3)는 제 3 저장부(C3) 및 모터(30)의 중성점과 연결될 수가 있고, 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 상기 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 고장 상태인 것으로 판단한 해당 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)의 턴오프 동작일 때에, 턴온 동작하여 모터(30)의 중성점에 모터(30)를 구동하기 위한 배터리 전원(BV)의 일정 레벨로 충전될 때의 직류 전압을 공급할 수가 있다.
이러한, 제 3 스위칭 소자(SW3)는 모터(30)의 중성점에 모터(30)를 구동하기 위한 직류 전압을 빠르게 공급할 수가 있으므로, 모터(30)의 토크 발생 시간을 단축시킬 수가 있다.
여기서, MCU(A)는 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호가 아닌지를 판단할 수가 있고, 해당 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)에 턴오프 동작 신호를 제공할 수가 있으며, 제 3 스위칭 소자(SW3)에 턴온 동작 신호를 제공할 수가 있다.
일예로, MCU(A)는 해당 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)에 턴오프 동작 신호인 제 2 PWM 펄스를 제공할 수가 있으며, 제 3 스위칭 소자(SW3)에 턴온 동작 신호인 제 3 PWM 펄스를 제공할 수가 있다.
또 다른 일예로, 도 5에 도시된 바와 같이 제 2 신호 제공부(104)는 적어도 하나의 제 4 스위칭 소자(SW4-1, SW4-2)와 감지부(S1, S2, S3) 및 제 3 스위칭 소자(SW3)를 포함할 수가 있다.
적어도 하나의 제 4 스위칭 소자(SW4-1, SW4-2)는 배터리 전원(BV) 및 제 1 저장부(C1)와 연결될 수가 있고, 직류 전압을 선택적으로 공급할 수가 있다.
감지부(S1, S2, S3)는 적어도 하나의 제 4 스위칭 소자(SW4-1, SW4-2)와 연결된 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)와 연결될 수가 있고, 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)의 턴온 동작에 의해 현재 스위칭 동작 신호를 감지할 수가 있으며, 감지부(S1, S2, S3)는 전류 센서 또는 전압 센서일 수가 있다.
제 3 스위칭 소자(SW3)는 적어도 하나의 제 4 스위칭 소자(SW4-1, SW4-2) 및 모터(30)의 중성점과 연결될 수가 있고, 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 고장 상태인 것으로 판단한 해당 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)의 턴오프 동작일 때에, 제 4 스위칭 소자(SW4-1, SW4-2)의 턴온 동작과 함께 턴온 동작하여 모터(30)의 중성점에 모터(30)를 구동하기 위한 목표 시간에 맞춰진 직류 전압을 공급할 수가 있다.
이러한, 제 3 스위칭 소자(SW3)는 모터(30)의 중성점에 모터(30)를 구동하기 위한 직류 전압을 목표 시간에 맞춰 공급할 수가 있으므로, 모터(30)의 토크 발생 을 정확한 시점에서 발생시킬 수가 있다.
여기서, MCU((A)는 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 목표 스위칭 동작 신호가 아닌지를 판단할 수가 있고, 해당 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)에 턴오프 동작 신호를 제공할 수가 있으며, 제 3 스위칭 소자(SW3)에 턴온 동작 신호를 제공할 수가 있고, 제 4 스위칭 소자(SW4-1, SW4-2)에 턴온 동작 신호를 제공할 수가 있다.
일예로, MCU((A)는 해당 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)에 턴오프 동작 신호인 제 2 PWM 펄스를 제공할 수가 있으며, 제 3 스위칭 소자(SW3)에 턴온 동작 신호인 제 3 PWM 펄스를 제공할 수가 있고, 제 4 스위칭 소자(SW4-1, SW4-2)에 턴온 동작 신호인 제 4 PWM 펄스를 제공할 수가 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치(100)의 현재 스위칭 동작 신호는 현재 스위칭 동작 전류와 현재 스위칭 동작 전압중 적어도 하나일 수가 있고, 목표 스위칭 동작 신호는 목표 스위칭 동작 전류와 목표 스위칭 동작 전압중 적어도 하나일 수가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치(100)의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)와 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3) 및 제 3 스위칭 소자(SW3)와 제 4 스위칭 소자(SW4-1, SW4-2)는 스위칭 손실율과 소비 전력을 고려하여 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor), 기계식 릴레이 스위치, 전자식 릴레이 스위치중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
이러한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치(100)는 도시하지는 않았지만, 전자식 브레이크(미도시)에 적용될 수가 있다.
일예로, 전자식 브레이크(미도시)는 부스팅력과 제동력을 하나의 모터(30)로 발생시킬 수 있는 IDB(Integrated Dynamic Brake)일 수가 있다.
여기서, 전자식 브레이크(미도시)의 압력은 모터(30)의 토크를 이용하여 생성될 수가 있고, 3상의 전류는 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)가 포함된 인버터로 제어될 수가 있으며, 3상의 전압은 감지부(S1, S2, S3)의 비교 결과에 따라 모터(30)의 토크를 발생시키도록 제어될 수가 있다.
이와 같은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치(100)는 제 1 신호 제공부(102) 및 제 2 신호 제공부(104)를 포함한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치(100)는 복수의 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)중 해당 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)가 고장 상태이면, 해당 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자(SW2-1 내지 SW2-3)를 턴오프(Turn Off) 동작시키면서, 모터(30)의 중성점과 연결된 제 3 스위칭 소자(SW)를 턴온 동작시킬 수가 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치(100)는 모터(30)의 토크 발생을 위해 소요되는 부품 수를 줄이면서, 3상중 고장 상태가 아닌 상과 모터(30)의 중성점을 통해 모터(30)를 구동시킬 수가 있게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치(100)는 모터(30)의 토크 발생을 위해 소요되는 제작비용의 상승을 억제시키면서, 모터(30)의 토크를 효율적으로 발생시킬 수가 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치(100)는 전자식 브레이크(미도시)에 적용될 경우, 해당 제 1 스위칭 소자(SW1-1 내지 SW1-6)가 고장 상태이면, 3상중 고장 상태가 아닌 상과 모터(30)의 중성점을 통해 모터(30)를 구동시킬 수가 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치(100)는 일정 수준의 제동 압력을 발생시킬 수가 있으므로, 제동의 효율성 및 제동의 안정성을 향상시킬 수가 있게 된다.

Claims (14)

  1. 복수의 제 1 스위칭 소자의 턴온(Turn On) 동작에 의해 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 설정된 목표 스위칭 동작 신호이면, 상기 복수의 제 1 스위칭 소자가 정상 상태인 것으로 판단하고, 상기 복수의 제 1 스위칭 소자 및 모터의 3상(Phase)과 각각 연결된 복수의 제 2 스위칭 소자를 턴온 동작시켜, 상기 모터의 3상에 상기 모터를 구동하기 위한 제 1 구동 신호를 공급하는 제 1 신호 제공부; 및
    상기 현재 스위칭 동작 신호가 상기 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 상기 복수의 제 1 스위칭 소자중 해당 제 1 스위칭 소자가 고장 상태인 것으로 판단하고, 상기 해당 제 1 스위칭 소자와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자를 턴오프(Turn Off) 동작시키면서, 상기 모터의 중성점과 연결된 제 3 스위칭 소자를 턴온 동작시켜, 상기 모터의 중성점에 상기 모터를 구동하기 위한 제 2 구동 신호를 공급하는 제 2 신호 제공부를 포함하는 모터 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 신호는 배터리 전원을 포함하고;
    상기 제 1 신호 제공부는,
    상기 배터리 전원을 직류 전압으로 저장하는 제 1 저장부;
    상기 복수의 제 1 스위칭 소자의 턴온 동작에 의해 상기 현재 스위칭 동작 신호를 감지하는 감지부;
    상기 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 상기 목표 스위칭 동작 신호이면, 턴온 동작하여 상기 모터의 3상에 상기 모터를 구동하기 위한 상기 직류 전압을 공급하는 복수의 제 2 스위칭 소자를 포함하는 모터 구동 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 신호는 배터리 전원을 포함하고;
    상기 제 1 신호 제공부는 상기 배터리 전원을 직류 전압으로 저장하는 제 1 저장부를 포함하며;
    상기 제 2 구동 신호는 상기 모터의 중성점이 일정 레벨의 전위가 되도록 상기 배터리 전원의 조절된 직류 전압을 포함하고;
    상기 제 2 신호 제공부는,
    상기 배터리 전원의 조절된 직류 전압을 저장하는 제 2 저장부;
    상기 복수의 제 1 스위칭 소자의 턴온 동작에 의해 상기 현재 스위칭 동작 신호를 감지하는 감지부;
    상기 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 상기 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 상기 고장 상태인 것으로 판단한 상기 해당 제 1 스위칭 소자와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자의 턴오프 동작일 때에, 턴온 동작하여 상기 모터의 중성점에 상기 모터를 구동하기 위한 상기 배터리 전원의 조절된 직류 전압을 공급하는 제 3 스위칭 소자를 포함하는 모터 구동 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 신호는 배터리 전원을 포함하고;
    상기 제 1 신호 제공부는 상기 배터리 전원을 직류 전압으로 저장하는 제 1 저장부를 포함하며;
    상기 제 2 구동 신호는 상기 배터리 전원의 일정 레벨로 충전될 때의 직류 전압을 포함하고;
    상기 제 2 신호 제공부는,
    상기 배터리 전원의 일정 레벨로 충전될 때의 직류 전압을 저장하는 제 3 저장부;
    상기 복수의 제 1 스위칭 소자의 턴온 동작에 의해 상기 현재 스위칭 동작 신호를 감지하는 감지부;
    상기 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 상기 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 상기 고장 상태인 것으로 판단한 상기 해당 제 1 스위칭 소자와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자의 턴오프 동작일 때에, 턴온 동작하여 상기 모터의 중성점에 상기 모터를 구동하기 위한 상기 배터리 전원의 일정 레벨로 충전될 때의 직류 전압을 공급하는 제 3 스위칭 소자를 포함하는 모터 구동 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 신호는 배터리 전원을 포함하고;
    상기 제 1 신호 제공부는 상기 배터리 전원을 직류 전압으로 저장하는 제 1 저장부를 포함하며;
    상기 제 2 구동 신호는 목표 시간에 맞춰진 직류 전압을 포함하고;
    상기 제 2 신호 제공부는,
    상기 직류 전압을 선택적으로 공급하는 적어도 하나의 제 4 스위칭 소자;
    상기 복수의 제 1 스위칭 소자의 턴온 동작에 의해 상기 현재 스위칭 동작 신호를 감지하는 감지부;
    상기 감지된 현재 스위칭 동작 신호가 상기 목표 스위칭 동작 신호가 아니면, 상기 고장 상태인 것으로 판단한 상기 해당 제 1 스위칭 소자와 연결된 해당 제 2 스위칭 소자의 턴오프 동작일 때에, 상기 제 4 스위칭 소자의 턴온 동작과 함께 턴온 동작하여 상기 모터의 중성점에 상기 모터를 구동하기 위한 상기 목표 시간에 맞춰진 직류 전압을 공급하는 제 3 스위칭 소자를 포함하는 모터 구동 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 제공부는,
    상기 복수의 제 2 스위칭 소자에 턴온 동작 신호를 제공하는 MCU(Micro Control Unit)를 포함하는 모터 구동 장치.
  7. 제 1 항과 제 3 항 및 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 신호 제공부는,
    상기 제 2 스위칭 소자에 턴오프 동작 신호를 제공하고, 상기 제 3 스위칭 소자에 턴온 동작 신호를 제공하는 MCU를 포함하는 모터 구동 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 신호 제공부는,
    상기 제 2 스위칭 소자에 턴오프 동작 신호를 제공하고, 상기 제 3 스위칭 소자에 턴온 동작 신호를 제공하며, 상기 제 4 스위칭 소자에 턴온 동작 신호를 제공하는 MCU를 포함하는 모터 구동 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 현재 스위칭 동작 신호는 현재 스위칭 동작 전류와 현재 스위칭 동작 전압중 적어도 하나이고;
    상기 목표 스위칭 동작 신호는 목표 스위칭 동작 전류와 목표 스위칭 동작 전압중 적어도 하나인 모터 구동 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 소자는,
    MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor), 기계식 릴레이 스위치, 전자식 릴레이 스위치중 적어도 하나를 포함하는 모터 구동 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 소자는,
    MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor), 기계식 릴레이 스위치, 전자식 릴레이 스위치중 적어도 하나를 포함하는 모터 구동 장치.
  12. 제 1 항과 제 3 항 및 제 4 항과 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 스위칭 소자는,
    MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor), 기계식 릴레이 스위치, 전자식 릴레이 스위치중 적어도 하나를 포함하는 모터 구동 장치.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 4 스위칭 소자는,
    MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor), 기계식 릴레이 스위치, 전자식 릴레이 스위치중 적어도 하나를 포함하는 모터 구동 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터 구동 장치는 전자식 브레이크에 적용된 모터 구동 장치.
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