KR20190063258A - 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스 - Google Patents

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KR20190063258A
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Abstract

본 발명에 따른 모터 구동장치는, 입력 전원으로부터 인가된 전력을 모터에 전달하는 인버터부, 인버터부의 동작을 제어하기 위해 듀티비 지령치를 생성하는 인버터 제어부를 포함하고, 상기 인버터부는 서로 직렬 연결된 스위치 쌍을 복수 개 구비함으로써, 상기 복수의 스위치 쌍에 각각 대응되는 복수의 상을 구현하고, 상기 복수의 스위치 쌍은 각각 복수의 션트저항과 연결되고, 상기 인버터 제어부는 상기 복수의 상에 대응되는 복수의 듀티비 지령치를 생성하고, 생성된 복수의 듀티비 지령치 중 최대인 어느 하나의 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상기 어느 하나의 듀티비 지령치에 대응되는 스위치를 풀 온 시키는 것을 특징으로 한다.

Description

모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스{MOTOR DRIVING APPARATUS AND HOME APPLIANCE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 입력 전원을 최대한으로 활용할 수 있는 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것이다.
모터 구동장치는, 회전 운동을 하는 회전자와 코일이 감긴 고정자를 구비하는 모터를 구동하기 위한 장치이다.
한편, 모터 구동장치는, 센서를 이용한 센서 방식의 모터 구동장치와 센서가 없는 센서리스(sensorless) 방식의 모터 구동장치로 구분될 수 있다.
최근, 제조 비용 저감 등을 이유로, 센서리스 방식의 모터 구동장치가 많이 사용되고 있으며, 이에 따라, 효율적인 모터 구동을 위해, 센서리스 방식의 모터 구동장치에 대한 연구가 수행되고 있다.
이러한 센서리스 방식의 모터 구동장치는 다양한 종류의 홈 어플라이언스에 탑재된다. 예를 들어, 홈 어플라이언스는 의류처리장치, 공기조화기 및 청소기를 포함할 수 있다.
이러한 홈 어플라이언스 중, 의류처리장치는 의류 투입방식에 따라 탑로딩 방식(top loading type)과 프론트 로딩 방식(front loading type)으로 구분될 수 있다.
탑로딩 방식의 의류처리장치는 외관을 형성하는 캐비닛, 상기 캐비닛의 내부에 구비되어 의류가 수용되는 공간을 제공하는 터브, 상기 캐비닛의 상부면에 구비되어 상기 터브에 연통하는 투입구를 포함하는 방식이다.
프론트 로딩 방식의 의류처리장치는 외관을 형성하는 캐비닛, 상기 캐비닛의 내부에 구비되어 의류가 수용되는 공간을 제공하는 터브, 상기 캐비닛의 전방면에 구비되어 상기 터브에 연통하는 투입구를 포함하는 방식이다.
이와 같이 의류처리장치는 의류를 수용하는 터브를 회전시키기 위해 모터 구동장치를 탑재한다. 최근, 터브의 회전축에 모터의 회전력을 간접적으로 전달하는 기존의 방식에서, 직접적으로 전달하는 다이렉트 드라이브(Direct Drive) 방식이 선호되고 있으며, 탈수성능 향상 및 신속한 탈수가 이루어지도록 회전속도 또한 큰 폭으로 증가하고 있다.
탈수성능의 향상은 모터의 출력 향상과 밀접한 상관관계를 지니는데, 모터의 출력을 향상시키기 위해서는 모터에 인가되는 전압의 이용률을 증가시키거나, 모터에 유입되는 전류의 크기를 향상시켜야 한다.
그러나, 모터 구동장치 및 모터의 안전성을 고려하면, 모터에 유입되는 전류의 크기를 증가시키는 데에는 한계가 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 모터 구동장치의 제어부는 인버터부의 일부분에 설치된 션트저항을 이용하여 모터의 상전류 또는 극전류를 감지하고, 감지결과를 이용하여 모터 구동장치의 동작을 제어한다.
인버터부는 서로 직렬연결된 한쌍의 스위치를 복수 개 포함하며, 한쌍의 스위치는 하나의 상을 구현하게 된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 것과 같이, 인버터부는 3상을 구현하도록 3개의 병렬연결된 스위치 쌍을 구비할 수 있다.
참고로, 각 상에 대응되는 상전류를 감지하기 위하여, 각 상에 대응되는 스위치 쌍의 일단에 션트저항이 설치될 수 있다. 즉, 3상을 구현하는 인버터부는 3개의 션트저항을 구비할 수 있으며, 각 션트저항은 각 상의 하단 스위치의 일단에 연결된다.
참고로, 이하에서는 이와 같이 3개의 션트저항을 구비하는 모터 구동장치를 3-션트 모터 구동장치로 정의한다.
제어부는 상술한 션트저항으로 전류가 흐르는 경우, 각 상에 대응되는 상전류를 감지할 수 있다. 즉, 하단스위치가 모두 온 상태이고 상단 스위치가 모두 오프 상태일때, 3상의 션트저항에 모두 전류가 흐르므로, 제어부는 3상에 각각 대응되는 3개의 상전류를 감지할 수 있다.
따라서, 일반적인 모터 구동장치의 제어부는 스위치의 동작 주기가 시작 또는 종료되는 시점마다 하단 스위치가 온 상태이고 상단 스위치가 오프 상태이도록 인버터부를 제어해야만 3상에 대응되는 상전류를 감지할 수 있다.
아울러, 인버터부에 포함된 스위치가 온 상태에서 오프 상태로 또는 그 반대로 전환될때 스위칭 노이즈가 발생하므로, 상술한 방법으로 모터의 상전류를 센싱하기 위해서는 소정의 듀티가 요구된다.
이와 관련하여, 한국 공개특허 제10-2016-0120914호(공개일자 2016년 10월 19일)를 살펴보면, 레그-션트(Leg-shunt) 저항을 이용한 전류검출방식에 대해 개시하고 있다.
상기 공개특허를 살펴보면, 전류검출구간에 3상에 각각 대응되는 3개의 상암 스위치를 오프시켜야 하므로, 100%의 듀티로 스위치를 제어할 수 없는 문제점이 있다.
즉, 3-션트 모터 구동장치의 제어부는 어느 한 스위치에 설정할 수 있는 듀티비 값을 미리 설정된 한계 듀티비로 제한함으로써, 전류 감지 시점을 전후로 소정의 듀티동안에는 인버터부 내에서 스위칭이 발생하지 않도록 인버터부를 제어한다. 예를 들어, 스위칭 노이즈를 회피하면서 전류를 감지하기 위해 확보해야 하는 시간이 8μs이면, 한계 듀티비는 88%로 설정된다.
다시 말해, 기존의 모터 구동장치의 제어부는 전류 감지의 안전성을 확보하기 위해, 복수의 스위치를 듀티비 88% 이상으로 구동시킬 수 없으므로, 인가되는 전원을 최대한 활용할 수 없는 문제점이 있다.
즉, 일반적인 모터 구동장치의 제어부는 어느 하나의 상에 대한 듀티비를 최대값인 100%로 설정할 수 없고, 스위치에 최대 듀티비 값을 적용할 수 없으므로, 인버터부와 모터의 성능을 극대화시킬 수 없는 문제점이 있다.
아울러, 인버터부의 스위치에 적용되는 듀티비가 제한되면, 동일한 전력을 소모하기 위해 모터 및 인버터부에 흐르는 전류가 증가되기 때문에, 모터 구동장치의 안전에 위협 요소로 작용할 수 있는 문제점도 있다.
또한, 하단 스위치의 동작주기의 일 시점마다 하단 스위치를 억지로 온 시킴으로써, 인버터에 대한 제어 성능이 저하되고, 모터의 반응속도가 감소되는 문제점도 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 인버터부의 스위치에 대해 최대 듀티비 값인 100%를 적용할 수 있는 모터 구동장치 및 그의 제어방법과, 모터 구동장치를 포함하는 홈 어플라이언스를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 스위치에 최대 듀티비 값을 적용함으로써, 모터 구동장치의 성능을 극대화하면서도 상전류를 정확히 감지할 수 있는 모터 구동장치 및 그의 제어방법과, 모터 구동장치를 포함하는 홈 어플라이언스를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 스위치에 적용되는 극전압 값을 향상시킴으로써, 인버터부와 모터에 흐르는 전류를 감소시킬 수 있는 모터 구동장치 및 그의 제어방법과, 모터 구동장치를 포함하는 홈 어플라이언스를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 모터의 가속 성능을 향상시킬 수 있는 모터 구동장치 및 그의 제어방법과, 모터 구동장치를 포함하는 홈 어플라이언스를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치는, 입력 전원으로부터 인가된 전력을 모터에 전달하는 인버터부, 상기 인버터부의 동작을 제어하기 위해 듀티비 지령치를 생성하는 인버터 제어부를 포함하고, 상기 인버터부는, 서로 직렬 연결된 스위치 쌍을 복수 개 구비함으로써, 상기 복수의 스위치 쌍에 각각 대응되는 복수의 상을 구현하고, 상기 복수의 스위치 쌍은 각각 복수의 션트저항과 연결되고, 상기 인버터 제어부는 상기 복수의 상에 대응되는 복수의 듀티비 지령치를 생성하고, 생성된 복수의 듀티비 지령치 중 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상기 제1 듀티비 지령치에 대응되는 제1 상을 구현하는 스위치를 풀 온 시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상기 제1 상을 구현하는 스위치가 미리 설정된 듀티비로 동작하도록, 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 미리 설정된 주기마다 상기 제1 듀티비 지령치를 업데이트하고, 업데이트된 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 이전 주기의 상기 제1 듀티비 지령치와, 현재 주기에 업데이트된 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 듀티비 지령치를 업데이트하는 시점을 전후로, 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 온 상태로 유지시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 업데이트된 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 상기 제1 듀티비 지령치를 업데이트하는 시점으로부터 상기 미리 설정된 주기동안, 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 온 상태로 유지시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 미리 설정된 듀티비는 100%인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 제1 듀티비 지령치와 상기 기준 듀티비에 근거하여, 생성된 복수의 듀티비 지령치 중 제1 듀티비 지령치를 제외한 나머지 듀티비 지령치를 보정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 인버터부 내의 상전류를 감지하는 시점에, 상기 나머지 듀티비 지령치에 대응되는 스위치들이 오프 상태가 되도록, 상기 나머지 듀티비 지령치를 보정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 상기 제1 듀티비 지령치를 미리 설정된 최대 듀티비 값으로 증가시키고, 상기 제1 듀티비 지령치와 상기 최대 듀티비 값의 차이에 근거하여, 상기 나머지 듀티비 지령치를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 증가된 나머지 듀티비 지령치 중 제2 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상인지 여부를 판단하고, 판단결과에 근거하여 증가된 나머지 듀티비 지령치를 다시 보정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터부는, 제1 스위치 쌍, 제2 스위치 쌍 및 제3 스위치 쌍을 구비함으로써, 상기 제1 내지 제3 스위치 쌍에 각각 대응되는 3상을 구현하고, 상기 제1 스위치 쌍은 제1 션트저항과 직렬연결되고, 상기 제2 스위치 쌍은 제2 션트저항과 직렬연결되고, 상기 제3 스위치 쌍은 제3 션트저항과 직렬연결되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 제1 스위치 쌍에 대응되는 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 상기 제1 스위치 쌍을 미리 설정된 최대 듀티비 값으로 작동시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 최대 듀티비 값으로부터 상기 제1 듀티비 지령치를 감산하고, 감산결과를, 상기 제2 스위치 쌍에 대응되는 제2 듀티비 지령치 및 상기 제3 스위치 쌍에 대응되는 제3 듀티비 지령치에 합산함으로써, 상기 제2 및 제3 듀티비 지령치를 보정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 보정된 상기 제2 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 상기 제2 스위치 쌍을 상기 기준 듀티비로 작동시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 보정된 상기 제2 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 상기 기준 듀티비로부터 보정된 상기 제2 듀티비 지령치를 감산하고, 감산결과의 절반에 대응되는 값을 보정된 상기 제3 듀티비 지령치에 합산함으로써, 상기 제3 듀티비 지령치를 다시 보정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상기 복수의 상 중 상기 제1 상을 제외한 나머지 상에 대응되는 상전류들을 감지하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 감지된 상기 나머지 상에 대응되는 상전류들을 이용하여, 상기 제1 상에 대응되는 상전류를 산출하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상기 인버터부로부터 상기 입력 전원 측으로 전류가 흐르는 상태에서 상전류를 감지하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상전류를 감지하는 시점에, 상기 제1 듀티비 지령치에 대응되는 스위치가 온 상태이고, 상기 복수의 듀티비 지령치 중 상기 제1 듀티비 지령치를 제외한 나머지 듀티비 지령치에 대응되는 스위치들이 오프 상태이도록 상기 인버터부의 스위칭 상태를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 미만이면, 상전류를 감지하는 시점에, 상기 복수의 듀티비 지령치에 대응되는 모든 스위치들이 오프 상태이도록 상기 인버터부의 스위칭 상태를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 복수의 듀티비 지령치를 미리 설정된 주기마다 업데이트하고, 상기 복수의 듀티비 지령치가 업데이트되는 시점에, 상기 인버터부의 상전류를 감지하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 펄스 폭 변조(Pulse Wave Modulation, PWM) 온 시퀀스(On Sequence) 방식으로 상기 복수의 스위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 이전 주기의 듀티비 지령치와 현재 주기의 듀티비 지령치를 비교하고, 비교결과에 근거하여, 상기 인버터부의 상전류를 감지하는 시점에, 스위칭 동작이 발생되지 않도록, 현재 주기에서 스위치를 온 시키는 구간을 조정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 이전 주기의 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 미만이고, 현재 주기의 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 현재 주기에서 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 온 시키는 구간을 소정의 시간 간격만큼 뒤로 시프트시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 업데이트 주기가 경과함에 따라, 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 미만에서 그 이상으로 증가되면, 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 온 시키는 시점을 상기 인버터부의 상전류를 감지하는 시점 이후로 지연시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 이전 주기의 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이고, 현재 주기의 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 미만이면, 현재 주기에서 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 온 시키는 구간을 소정의 시간 간격만큼 앞으로 시프트시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 업데이트 주기가 경과함에 따라, 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 미만에서 그 이상으로 증가되면, 이전 주기에서 현재 주기로 전환되는 시점에서 스위치가 온 상태를 유지하도록 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 온 시키는 시점을 앞 당기는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 복수의 듀티비 지령치를 미리 설정된 주기마다 업데이트하고, 상기 주기의 중간 시점에, 상기 인버터부의 상전류를 감지하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 펄스 폭 변조(Pulse Wave Modulation, PWM) 오프 시퀀스(Off Sequence) 방식으로 상기 복수의 스위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인버터 제어부는, 상기 복수의 듀티비 지령치를 업데이트하는 시점에, 상기 복수의 듀티비 지령치에 대응되는 각각의 스위치를 온 상태로 유지시키는 것을 특징으로 한다.
본원발명의 인버터 제어장치에 따르면, 듀티비 지령치를 보정함으로써, 일 스위치에 최대 듀티비 값을 적용하면서도 상전류를 정확히 감지할 수 있는 효과가 도출된다.
또한, 최대 듀티비 값을 적용하여 인버터부와 모터의 성능을 극대화시킬 수 있는 효과가 도출된다. 구체적으로, 모터의 가속 성능과 인버터부의 제어 반응성이 향상되는 효과가 도출된다.
또한, 인버터부의 극전압이 향상됨으로써, 인버터부에 흐르는 전류의 평균치가 감소하여, 인버터부 및 모터의 구동 안정성이 향상된다.
아울러, 전류의 평균치가 감소함으로써, 제어부의 온도가 과다하게 상승하는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 제어부의 온도가 감소됨으로써, 제어부에 탑재되는 IPM의 크기를 획기적으로 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동장치를 도시한 회로도이다.
도 2a는 모터 구동장치의 인버터부 내의 각 스위치의 스위칭 상태를 나타내는 개념도이다.
도 2b 내지 도 2e는 스위치의 스위칭 상태에 따라 변경되는 인버터부 내의 전류 흐름을 나타내는 개념도이다.
도 3a는 인버터부의 3상 전압을 나타내는 그래프이다.
도 3b는 인버터부의 각 스위의 스위칭 상태에 따른, 공간 벡터 기반의 전압 벡터를 나타내는 개념도이다.
도 3c는 일반적인 모터 구동장치의 제어부가 전류 감지를 위해 스위치의 듀티비를 제한하는 것을 나타내는 그래프이다.
도 4는 전류 감지 시점과 스위칭 노이즈 발생 시점이 중첩되는 것을 나타내는 그래프이다.
도 5는 스위칭 노이즈가 발생 중일 때, 감지된 전류의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 6은 일반적인 모터 구동장치와, 본 발명에 따른 모터 구동장치의 전압 벡터, 극전압 및 상전압을 비교하는 표이다.
도 7은 본 발명에 따른 모터 구동장치의 제어방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 모터 구동장치가 듀티비를 조정하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 8d는 도 8a 내지 도 8c에서 설명된 방법이 적용된 스위치의 스위칭 상태를 나타내는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 모터 구동장치에 포함되는 오차 보정부를 나타내는 회로도이다.
도 10은 본 발명에 따른 모터 구동장치가 전류를 감지하는 제1 방법과 관련된 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 11a 내지 도 11c는 도 10에 도시된 제1 방법과 관련하여, 스위칭 노이즈를 회피하는 전류 감지 방법을 나타내는 개념도이다.
도 12는 본 발명에 따른 모터 구동장치가 전류를 감지하는 제2 방법과 관련된 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 13a 내지 도 13c는 도 12에 도시된 제2 방법과 관련하여, 스위칭 노이즈를 회피하는 전류 감지 방법을 나타내는 개념도이다.
도 14a 및 도 14b는 전압 이용률이 증가하는 경우, d축 전류의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 15는 전압 이용률이 증가하는 경우, 제어부 내의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치(620)는, 센서리스(sensorless) 방식으로 모터(630)를 구동하기 위한 것으로서, 인버터부(420), 인버터 제어부(430)를 포함할 수 있다.
참고로, 인버터 제어부(430)는 모터 구동장치(620)가 탑재된 홈 어플라이언스의 구성요소를 제어하는 제어유닛과 실질적으로 동일한 구성일 수도 있고, 상기 제어유닛을 구성하는 회로의 일부분에 대응될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치(620)는, 컨버터(410), dc 단 전압 검출부(B), 평활 커패시터(C), 리액터(L), 직류단 전류 검출부(Rs) 및 상전류 검출부(S1, S2, S3)를 포함할 수 있다.
리액터(L)는, 상용 교류 전원(405, vs)과 컨버터(410) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행한다. 또한, 리액터(L)는 컨버터(410)의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다.
인버터 제어부(430)는, 상용 교류 전원(405)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 도 1에 도시되지는 않았으나, 교류 전원(405)과 컨버터(410) 사이에는 입력 전류(is)를 감지하기 위한 입력 전류 검출용 션트 저항이 배치될 수 있다.
컨버터(410)는, 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원(405)을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원(405)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(405)의 종류에 따라 컨버터(410)의 내부 구조도 달라진다.
한편, 컨버터(410)는, 스위치 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 4개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원인 경우, 6개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있다.
한편, 컨버터(410)는, 예를 들어, 2개의 스위치 및 4개의 다이오드가 연결된 하프 브릿지형의 컨버터가 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원의 경우, 6개의 스위치 및 6개의 다이오드가 사용될 수도 있다.
컨버터(410)가, 스위치를 구비하는 경우, 해당 스위치의 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행할 수 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, 도면에서는, 컨버터(410)의 출력단에 접속되는 것으로 예시하나, 이에 한정되지 않고, 직류 전원이 바로 입력될 수도 있다., 예를 들어, 태양 전지로부터의 직류 전원이 평활 커패시터(C)에 바로 입력되거나 직류/직류 변환되어 입력될 수도 있다. 이하에서는, 도면에 예시된 부분을 위주로 기술한다.
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, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.
인버터부(420)는, 복수개의 인버터 스위치를 구비하고, 스위치의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(630)에 출력할 수 있다.
인버터부(420)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위치(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위치(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위치가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위치(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.
즉, 제1 상암 스위치(Sa) 및 제1 하암 스위치(S'a)는 제1 상을 구현하고, 제2 상암 스위치(Sb) 및 제2 하암 스위치(S'b)는 제2 상을 구현하며, 제3 상암 스위치(Sc) 및 제3 하암 스위치(S'c)는 제3 상을 구현할 수 있다.
또한, 제1 스위치 쌍(Sa, S'a) 중 제1 하암 스위치(S'a)의 일단에는 제1 션트저항(S1)이 연결된다. 마찬가지로, 제2 하암 스위치(S'b)의 일단에는 제2 션트저항(S2)이 연결되고, 제3 하암 스위치(S'c)의 일단에는 제3 션트저항(S3)이 연결되된다.
인버터부(420) 내의 스위치들은 인버터 제어부(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위치들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(630)에 출력되게 된다.
인버터 제어부(430)는, 센서리스 방식을 기반으로, 인버터부(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(idc)를 입력받을 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 인버터부(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터부(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(idc)을 기초로 생성되어 출력된다. 인버터 제어부(430) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 6를 참조하여 후술한다.
직류단 전류 검출부(Rs)는, 3상 모터(630) 사이에 흐르는 출력전류(idc)를 검출할 수 있다.
직류단 전류 검출부(Rs)는, dc단 커패시터(C)와 인버터부(420) 사이에 배치되어 모터에 흐르는 출력전류(Idc)를 검출할 수 있다.
특히, 직류단 전류 검출부(Rs)는, 1개의 션트 저항 소자(Rs)를 구비할 수 있다.
직류단 전류 검출부(Rs)는, 1개의 션트 저항 소자(Rs)를 사용하여, 인버터부(420)의 하암 스위치의 턴 온시, 시분할로, 모터(630)에 흐르는 출력 전류(idc)인 상 전류(phase current)를 검출할 수 있다.
한편, 각 상의 하암스위치에는 상전류검출부(S1, S2, S3)가 연결될 수 있으며, 상기 상전류검출부(S1, S2, S3)는 복수의 스위치 중 적어도 하나에 흐르는 상전류를 검출 할 수 있다.
검출된 출력전류(idc)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(idc)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(idc)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로하여 기술한다.
한편, 3상 모터(630)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 모터(630)는, 브러시리스(BrushLess와, BLDC) DC 모터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 모터(630)는, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interidcr 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.
이하 도 2a에서는 모터 구동장치의 인버터부 내의 각 스위치의 스위칭 상태를 나타내는 개념도이다.
참고로, 도 2a에서 '0'은 직렬로 연결된 한 쌍의 스위치 중 상암 스위치가 오프되고 하암 스위치가 온되는 상태를 의미한다. 또한, 도 2a에서 '1'은 직렬로 연결된 한 쌍의 스위치 중 상암 스위치가 온되고 하암 스위치가 오프되는 상태를 의미한다.
도 2a에서 도시된 것과 같이, 스위칭 상태는 제1 내지 제3 상암 스위치(Sa, Sb, Sc)를 기준으로 정의된다. 인버터 동작 시, 스위치 쌍 중 어느 하나는 온 상태이고, 나머지 하나는 오프 상태이므로, 이하에서도 상암 스위치를 기준으로 스위칭 동작을 설명한다.
따라서, 이하에서 설명되는 듀티비 또는 듀티비 지령치는 제1 내지 제3 상암 스위치(Sa, Sb, Sc)에 대응되는 것으로 정의한다. 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하는 것은 아니다.
아울러, 3개의 스위치 쌍을 포함하는 인버터부(420)의 스위칭 상태는 벡터로 표현될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 세개의 스위치 쌍이 (0,0,0)인 제1 상태(V0)와, (1,0,0)인 제2 상태(V1)와, (1,1,0)인 제3 상태(V2) 및 (1,1,1)인 제4 상태(V7)가 도시된다.
도 2b는 제1 상태(V0)에서 인버터부(420) 내의 전류 흐름이 도시된다.
도 2c는 제2 상태(V1)에서 인버터부(420) 내의 전류 흐름이 도시된다.
도 2d는 제3 상태(V2)에서 인버터부(420) 내의 전류 흐름이 도시된다.
도 2e는 제4 상태(V7)에서 인버터부(420) 내의 전류 흐름이 도시된다.
도 2b 내지 도 2e를 비교하면, 상전류검출부(S1, S2, S3)에 동시에 전류가 흐르는 상태는 제1 상태(V0)임이 확인된다.
도 2b 및 도 2e를 참조하면, 인버터부(420)의 스위칭 상태가 제1 상태(V0) 또는 제4 상태(V7)일 경우, 인버터부(420)와 전원(405) 측 사이에 전류가 흐르지 않는다. 이에, 제1 상태(V0)에 대응되는 제1 벡터(0,0,0)와, 제4 상태(V7)에 대응되는 제4 벡터(1,1,1)을 '제로 벡터'로 정의한다.
도 2c 및 도 2d를 참조하면, 인버터부(420)의 스위칭 상태가 제2 상태(V1) 또는 제3 상태(V2)일 경우, 인버터부(420)와 전원(405) 측 사이에 전류가 흐른다. 이에, 제2 상태(V1)에 대응되는 제2 벡터(1,0,0)와, 제3 상태(V2)에 대응되는 제3 벡터(1,1,0)을 '유효 벡터'로 정의한다.
도 2b 내지 도 2e를 비교하면, 상전류검출부(S1, S2, S3)에 동시에 전류가 흐르는 상태는 제1 상태(V0)인바, 기존의 모터 구동장치는 전류 센싱 시점이 도래하기 소정의 시점 전에, 인버터부(420)의 스위칭 상태를 제1 상태(V0)로 제어한다.
도 3a는 모터의 3상 전압을 나타내는 그래프이다.
도 3b는 인버터부의 각 스위치의 스위칭 상태에 따른, 공간 벡터 기반의 전압 벡터를 나타내는 개념도이고, 도 3c는 기존 모터 구동장치의 스위칭 상태를 나타내는 그래프이다.
도 3c에 도시된 것과 같이, 기존의 모터 구동장치는 소정의 주기마다 전류를 감지하기 위해, 인버터부(420)의 스위칭 상태를 제1 상태(V0)로 제어한다.
구체적으로, 도 3c에 도시된 그래프의 시작 시점과 종료 시점이 모두 전류를 감지하는 시점에 대응된다. 즉, 도 3c는 전류를 감지하는 한 주기 동안의 스위칭 상태를 나타낸 것이다.
참고로, 도 3c는 전류를 감지하는 시점과, 듀티비를 업데이트하는 시점이 동일한 경우를 기준으로 도시되었다.
도 3c를 참조하면, 시작 시점의 전압 벡터와 종료 시점의 전압 벡터가 모두 (0,0,0)임을 확인할 수 있다.
기존의 모터 구동장치는, 임의의 스위치가 온 상태에서 오프 상태로 전환되는 과정에서 스위칭 노이즈가 발생하는 점을 고려하여, 상기 스위칭 노이즈를 회피하여 전류를 감지하기 위해, 한계 듀티비 이하의 듀티비 값만으로 인버터부를 제어한다.
예를 들어, 스위칭 노이즈를 회피하기 위한 최소한의 듀티비가 12%로 설정되면, 기존의 모터 구동장치는 인버터부의 스위치에 대해 88%를 초과하는 듀티비 지령치를 설정할 수 없다.
도 3b에서는, 미리 설정된 한계 듀티비 이하의 값을 이용하여 스위치를 제어하는 기존의 모터 구동장치에 의해 생성되는 전압 벡터의 범위가 점선으로 도시된다. 또한, 도 3b에서는 입력 전원을 최대로 이용했을 때 생성되는 전압 벡터의 범위가 실선으로 도시된다.
도 3b의 실선에 의해 형성되는 범위와 점선에 의해 형성되는 범위를 비교하면, 기존의 모터 구동장치에서 한계 듀티비를 적용함으로써, 전압 변조의 범위가 감소하는 것을 확인할 수 있다.
만약 기존의 모터 구동장치가 한계 듀티비를 설정하지 않고, 88%를 초과하는 듀티비 값으로 스위치를 제어한다면, 도 4에 도시된 것과 같이, 스위칭 노이즈가 발생하는 구간과 전류를 감지하는 시점이 겹치게 된다.
도 5는 스위칭 노이즈가 발생 중일 때, 감지된 전류의 파형을 나타내는 그래프이다. 도 5에 도시된 것과 같이, 스위칭 노이즈가 발생하는 구간과 전류를 감지하는 시점이 겹치면, 획득된 전류의 파형에는 과도한 왜곡이 발생될 수 있다.
도 5에 도시된 것과 같은 전류 파형으로는 모터 구동장치 및 모터를 정확하게 제어할 수 없으므로, 기존 모터 구동장치의 전류 감지 방법을 이용하여 안정적인 전류 파형을 획득하기 위해서는, 스위치의 듀티비를 최대 값인 100%로 설정할 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 인버터부에 포함된 스위치에 대해 듀티비를 최대 값으로 설정할 수 있는 모터 구동장치를 제안한다.
특히, 인버터부(420)가 3상에 각각 대응되는 3개의 스위치 쌍을 구비하고, 각 스위치 쌍 중 하암 스위치가 상전류검출부(S1, S2, S3)와 직렬 연결되는 모터 구동장치에 있어서, 100% 듀티비로 작동하는 스위치를 포함하는 인버터부(420)를 포함하는 모터 구동장치와 그를 제어하는 방법 및 그를 구비하는 홈 어플라이언스에 대해 제안한다.
도 6은 일반적인 모터 구동장치와, 본 발명에 따른 모터 구동장치(620)의 전압 벡터, 극전압 및 상전압을 비교하는 표이다.
도 6을 참조하면, 일반적인 모터 구동장치와 비교하여, 본 발명에 따른 모터 구동장치(620)는 극접압과 상전압이 모두 상승하는 것을 확인할 수 있다.
아울러, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 모터 구동장치(620)의 인버터 제어부(430)에 의해 생성되는 전압 벡터의 범위가, 모터 구동장치(620)에 입력되는 전원(405)을 최대로 이용했을 때 생성되는 전압 벡터의 범위와 대응된다.
즉, 본 발명에 따른 모터 구동장치(620)의 인버터 제어부(430)는 입력 전원(405)에 의해 인가되는 사인파 형태와 대응되는 파형을 형성하는 상전압을 출력하도록 3상에 각각 대응되는 3개의 스위치 쌍을 제어할 수 있다.
이하의 도 7에서는 본 발명에 따른 모터 구동장치(620)의 제어방법이 설명된다.
먼저, 인버터 제어부(430)는 듀티비 지령치가 기준 지령치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S701).
구체적으로, 인버터 제어부(430)는 미리 설정된 주기로 듀티비 지령치를 업데이트할 수 있다. 즉, 인버터 제어부(430)는 미리 설정된 주기마다 제1 내지 제3 상암 스위치(Sa, Sb, Sc)에 대응되는 제1 내지 제3 듀티비 지령치를 업데이트할 수 있다.
아울러, 인버터 제어부(430)는 듀티비 지령치가 업데이트될 때마다 업데이트된 듀티비 지령치가 기준 지령치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 인버터 제어부(430)는 3상에 대응되는 제1 내지 제3 듀티비 지령치가 업데이트될 때마다, 상기 제1 내지 제3 듀티비 지령치 중 가장 큰 어느 하나가 기준 지령치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
이하에서, 설명의 편의를 위하여, 제1 내지 제3 듀티비 지령치 중 가장 큰 값이 제1 듀티비 지령치인 것으로 정의한다.
한편, 기준 지령치는 스위칭 노이즈가 발생하는 시간 간격에 근거하여 설정될 수 있다. 일 예에서, 스위칭 노이즈가 발생하는 시간 간격이 8μs일 때, 기준 지령치는 88%로 설정될 수 있다.
듀티비 지령치가 기준 지령치 보다 큰 것으로 판단되면, 인버터 제어부(430)는 듀티비 지령치에 대응되는 어느 한 상의 스위치를 풀 온(Full On) 시킬 수 있다(S702).
여기에서, 스위치를 풀 온(Full On) 시킨다는 것은, 스위치의 듀티비를 최대 값으로 설정하는 것을 의미한다. 즉, 풀 온 상태의 스위치에 적용된 듀티비는 100%일 수 있다.
구체적으로, 제1 듀티비 지령치가 기준 지령치 보다 크면, 인버터 제어부(430)는 제1 듀티비 지령치에 대응되는 제1 상암 스위치(Sa)를 풀 온 상태로 제어할 수 있다.
즉, 제1 듀티비 지령치가 기준 지령치 보다 크면, 인버터 제어부(430)는 소정의 시간 간격동안 제1 상암 스위치(Sa)를 온 상태로 유지시킬 수 있다.
이와 같이, 인버터 제어부(430)는 제1 듀티비 지령치가 기준 지령치 보다 크면, 제1 상암 스위치(Sa)가 미리 설정된 최대 듀티비로 동작하도록 상기 제1 상암 스위치(Sa)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 최대 듀티비는 100%일 수 있다.
다시 말해, 인버터 제어부(430)는 업데이트된 제1 듀티비 지령치가 기준 지령치 보다 크면, 상기 업데이트된 제1 듀티비 지령치는 100%로 변경시켜, 상기 제1 상암 스위치(Sa)에 적용할 수 있다. 이 경우, 인버터 제어부(430)는 업데이트된 제1 듀티비 지령치를 100%로 변경시키기 전에, 상기 업데이트된 제1 듀티비 지령치를 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 인버터 제어부(430)는 업데이트된 제1 듀티비 지령치가 기준 지령치 보다 크면, 듀티비 지령치를 업데이트하는 다음 시점이 도래할 때까지, 제1 상암 스위치(Sa)를 온 상태로 유지시킬 수 있다.
즉, 인버터 제어부(430)는 업데이트된 제1 듀티비 지령치가 기준 지령치 보다 크면, 상기 제1 듀티비 지령치를 업데이트하는 시점으로부터 미리 설정된 주기동안, 제1 상암 스위치(Sa)를 온 상태로 유지시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 인버터 제어부(430)는 이전 주기의 제1 듀티비 지령치와, 현재 주기에 업데이트된 제1 듀티비 지령치가 모두 기준 듀티비 이상이면, 듀티비 지령치를 업데이트하는 시점을 전후로, 제1 상암 스위치(Sa)를 온 상태로 유지시킬 수 있다.
다음으로, 인버터 제어부(430)는 나머지 상의 스위치에 설정되는 듀티비를 보정할 수 있다(S703).
상술한 바와 같이, 인버터 제어부(430)는 업데이트된 제1 듀티비 지령치가 기준 지령치보다 큰 경우, 제1 상암 스위치(Sa)의 듀티비를 미리 설정된 최대 듀티비로 동작시킴으로써, 제1 상암 스위치(Sa)에 적용된 실제 듀티비와 업데이트된 제1 듀티비 지령치 사이에 차이가 발생된다.
즉, 인버터 제어부(430)는 제1 듀티비 지령치가 기준 지령치보다 큰 경우, 상기 제1 듀티비 지령치를 최대 듀티비인 100%로 보정하여, 제1 상암 스위치(Sa)에 적용할 수 있다.
위와 같이 발생된 차이를 보정하기 위해, 인버터 제어부(430)는 업데이트된 제1 듀티비 지령치와 기준 듀티비에 근거하여, 생성된 복수의 듀티비 지령치 중 제1 듀티비 지령치를 제외한 나머지 듀티비 지령치를 보정할 수 있다.
구체적으로, 인버터 제어부(430)는 인버터부(420) 내의 상전류를 감지하는 시점에, 나머지 듀티비 지령치에 대응되는 스위치들이 오프 상태가 되도록, 상기 나머지 듀티비 지령치를 보정할 수 있다.
3상을 구현하는 모터 구동장치인 경우, 인버터 제어부(430)는 제1 듀티비 지령치 및 기준 지령치에 근거하여, 제2 듀티비 지령치 및 제3 듀티비 지령치를 보정할 수 있다.
나머지 듀티비 지령치를 보정하는 방법은 이하와 같다.
인버터 제어부(430)는 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상기 제1 듀티비 지령치와 상기 최대 듀티비 값의 차이에 근거하여, 나머지 듀티비 지령치를 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 인버터 제어부(430)는 최대 듀티비 값으로부터 제1 듀티비 지령치를 감산하고, 감산결과를 제2 듀티비 지령치 및 제3 듀티비 지령치에 합산함으로써, 상기 제2 및 제3 듀티비 지령치를 보정할 수 있다.
한편, 인버터 제어부(430)는 보정된 제2 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하면, 제2 상암 스위치를 기준 듀티비로 작동시킬 수 있다.
즉, 인버터 제어부(430)는 1차적으로 보정된 제2 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하는지 여부를 판단하고, 보정된 제2 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하면, 상기 보정된 제2 듀티비 지령치를 기준 듀티비로 2차적으로 보정할 수 있다.
아울러, 인버터 제어부(430)는 1차적으로 보정된 제2 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하면, 기준 듀티비로부터 보정된 상기 제2 듀티비 지령치를 감산하고, 감산결과의 절반에 대응되는 값을 1차적으로 보정된 제3 듀티비 지령치에 합산함으로써, 보정된 제3 듀티비 지령치를 2차적으로 보정할 수 있다.
또한, 인버터부(420)는 인가되는 전압을 최대로 이용하는 PWM 파형을 출력할 수 있다(S704).
상술한 바와 같이, 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하는 경우, 제1 듀티비 지령치를 미리 설정된 최대 듀티비 값으로 변경시킴으로써, 인버터부(420)는 입력 전원으로부터 인가되는 전압을 최대로 이용하는 PWM 파형을 출력할 수 있다.
이하의 도 8a 내지 도 8c에서는 본 발명에 따른 모터 구동장치가 듀티비를 조정하는 방법이 설명된다.
도 8a 내지 도 8c에 도시된 그래프는 도 2a와 마찬가지로, 제1 내지 제3 상암 스위치(Sa, Sb, Sc)를 기준으로 도시된다.
또한, 도 8a 내지 도 8c에서는 미리 설정된 최대 듀티비를 100%로 설정하고, 기준 듀티비 값을 88%로 설정하였으나, 최대 듀티비 및 기준 듀티비는 사용자에 의해 변경될 수 있다.
도 8a를 참조하면, 인버터 제어부(430)는 제1 듀티비 지령치(Duty[a])가 기준 듀티비를 초과하면, 최대 듀티비와 제1 듀티비 지령치(Duty[a])의 차이를 제2 듀티비 지령치(Duty[b]) 및 제3 듀티비 지령치(Duty[c])에 합산할 수 있다. 참고로, 제1 듀티비 지령치는 복수의 듀티비 지령치 중 최대값으로 정의된다.
이후, 인버터 제어부(430)는 제1 듀티비 지령치(Duty[a])를 최대 듀티비로 변경할 수 있다.
위와 같이, 제1 내지 제3 듀티비 지령치에 대한 1차적 보정이 완료되면, 인버터 제어부(430)는 변경된 제2 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 제2 듀티비 지령치는 복수의 듀티비 지령치 중 두번째로 큰 값으로 정의된다.
도 8b를 참조하면, 인버터 제어부(430)는 변경된 제2 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하면, 기준 듀티비와 변경된 제2 듀티비 지령치의 차이의 절반을 변경된 제3 듀티비 지령치로부터 감산함으로써, 변경된 제3 듀티비 지령치를 2차적으로 보정할 수 있다.
이후, 인버터 제어부(430)는 변경된 제2 듀티비 지령치를 기준 듀티비로 다시 변경시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 제1 내지 제3 듀티비 지령치에 대한 1차적 보정이 완료되거나, 1차 및 2차적 보정이 완료되면, 인버터 제어부(430)는 제2 상암 스위치(Sb) 및 제3 상암 스위치(Sc)에 흐르는 상전류를 감지할 수 있다.
즉, 인버터 제어부(430)는 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 복수의 상 중 상기 제1 상을 제외한 나머지 상에 대응되는 상전류들을 감지할 수 있다.
또한, 인버터 제어부(430)는 감지된 나머지 상에 대응되는 상전류들을 이용하여, 제1 상에 대응되는 상전류를 산출할 수 있다.
도 8c를 참조하면, 인버터 제어부(430)는 상술한 바와 같이 제1 내지 제3 듀티비 지령치를 보정한 후, 보정된 듀티비 지령치가 적용되는 시점에 제2 상암 스위치(Sb)에 흐르는 상전류(Ib)와, 제3 상암 스위치(Sc)에 흐르는 상전류(Ic)를 감지할 수 있다.
도 8c에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따르는 인버터 제어부(430)는 스위칭 노이즈에 제한받지 않도록, 스위치를 최대 듀티비로 동작시킬 수 있다.
아울러, 인버터 제어부(430)는 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 인버터부(420)로부터 입력 전원(405) 측으로 전류가 흐르는 상태에서, 복수의 상 중 제1 상을 제외한 나머지 상전류를 감지할 수 있다.
구체적으로, 인버터 제어부(430)는 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상전류를 감지하는 시점에, 제1 듀티비 지령치에 대응되는 스위치가 온 상태이고, 복수의 듀티비 지령치 중 제1 듀티비 지령치를 제외한 나머지 듀티비 지령치에 대응되는 스위치들이 오프 상태이도록 인버터부(420)의 스위칭 상태를 제어할 수 있다.
이와 관련하여, 도 8c를 참조하면, 상술한 것과 같이, 제1 내지 제3 듀티비 지령치를 보정하는 경우, 스위치의 동작 주기의 시작 시점에서, 인버터부(420)의 전압 벡터가 (1, 0, 0)인 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 8c에는 도시되지 않았으나, 인버터 제어부(430)는 모든 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이하이면, 상전류를 감지하는 시점에, 복수의 듀티비 지령치에 대응되는 모든 스위치들이 오프 상태이도록 인버터부(420)를 제어할 수 있다. 이는 일반적인 상전류 감지 방법에 대응된다.
이하의 도 9에서는 본 발명의 모터 구동장치에 포함되는 오차 보정부(910)가 설명된다.
도 9에 도시된 것과 같이, 오차 보정부(910)는 복수의 저항 및 오피앰프에 의해 구성될 수 있다.
오차 보정부(910)의 입력단은 상전류검출부(S1, S2, S3) 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 또한, 오차 보정부(910)의 출력단은 인버터 제어부(430)에 연결될 수 있다.
인버터 제어부(430)는 오차 보정부(910)의 출력 값(Vout)을 이용하여, 인버터부(420) 외에 존재하는 저항성분(RGND)에 의해 발생되는 오차 성분과 관련된 정보를 검출할 수 있다.
아울러, 인버터 제어부(430)는 인버터부(420)에 유효벡터가 인가되면, 검출된 오차 성분과 관련된 정보를 이용하여, 감지된 상전류(ib, ic)를 보정할 수 있다.
예를 들어, 도 9에서 오피앰프의 음의 단자 및 양의 단자와 제3 션트저항(S3) 사이에 연결된 저항이 각각 1kΩ이고, 상기 음의 단자와 출력단 사이에 연결된 저항이 10kΩ이고, 상기 양의 단자와 그라운드 사이에 연결된 저항이 10kΩ이고, 상기 양의 단자와 소정 전압 사이에 연결된 저항이 18kΩ이며, 상기 소정 전압이 5V일 경우, 인버터 제어부(420)는 이하의 수학식을 이용하여, 오차 성분을 검출할 수 있다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에서, V-는 오피앰프의 음의 단자 전압이고, V+는 오피앰프의 양의 단자 전압으로 정의된다.
또한, i2는 제2 션트저항(S2)에 흐르는 전류이고, i3은 제3 션트저항(S3)에 흐르는 전류이고, R3은 제3 션트저항(S3)의 저항 값으로 정의된다. 특히, 상기 수학식 1에서 "0.48(i2-i3)RGND"가 오차 성분으로 검출된다.
도 10은 본 발명에 따른 모터 구동장치가 전류를 감지하는 제1 방법과 관련된 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 10을 참조하면, 인버터 제어부(430)는 듀티비 지령치를 업데이트 하는 시점에, 제1 내지 제3 션트저항(S1, S2, S3) 중 적어도 하나를 이용하여, 인버터부(420) 내의 상전류를 감지할 수 있다.
즉, 상전류를 감지하는 제1 방법에 의하면, 듀티비 지령치를 업데이트하는 시점과, 상전류를 감지하는 시점이 대응된다.
또한, 도 10에 도시된 것과 같이, 상전류를 감지하는 제1 방법에 의하면, 듀티비 지령치가 업데이트되는 주기 중에, 스위치가 온 상태인 구간이 스위치가 오프 상태인 두 개의 구간 사이에 배치된다.
즉, 인버터 제어부(430)는 듀티비 지령치가 0%보다 큰 경우, 스위치를 온 상태로 유지시키는 구간이, 듀티비 지령치가 업데이트되는 주기 중 가운데에 위치하도록 스위치의 동작을 제어할 수 있다.
이러한 방식으로 인버터부를 제어하는 것을 PWM 온 시퀀스(On Sequence) 방식이라 정의한다.
도 11a 내지 도 11c에서는 도 10에 도시된 제1 방법을 이용하는 인버터 제어부(430)의 PWM 제어 방법이 설명된다.
도 11a는 이전 주기의 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이하이고, 현재 주기의 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하는 경우, 인버터 제어부(430)의 PWM 제어 방법이 설명된다.
도 11a를 참조하면, 인버터 제어부(430)는 이전 주기(n-1)의 듀티비 지령치와 현재 주기(n)의 듀티비 지령치를 비교하고, 비교결과에 근거하여, 인버터부의 상전류를 감지하는 시점에, 스위칭 동작이 발생되지 않도록, 현재 주기(n)에서 스위치를 온 시키는 구간을 조정할 수 있다.
구체적으로, 인버터 제어부(430)는 이전 주기(n-1)의 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이하이고, 현재 주기(n)의 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하면, 현재 주기(n)에서 제1 상암 스위치(S1)를 온 시키는 구간을 소정의 시간 간격만큼 뒤로 시프트시킬 수 있다.
즉, 인버터 제어부(430)는 업데이트 주기가 경과함에 따라, 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 미만에서 그 이상으로 증가되면, 제1 상암 스위치를 온 시키는 시점을 상전류를 감지하는 시점 이후로 지연시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 인버터 제어부(430)는 이전 주기(n-1)의 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이하이고, 현재 주기(n)의 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하면, 현재 주기(n)의 제1 듀티비 지령치를 적용하는 시점을 뒤로 시프트시킴으로써, 스위칭 동작 시점과 회피하여 상전류를 감지할 수 있다.
또한, 도 11b를 참조하면, 인버터 제어부(430)는 이전 주기(n-1)의 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하고, 현재 주기(n)의 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이하이면, 현재 주기에서 제1 상암 스위치를 온 시키는 구간을 소정의 시간 간격만큼 앞으로 시프트시킬 수 있다.
즉, 인버터 제어부(430)는 업데이트 주기가 경과함에 따라, 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 미만에서 그 이상으로 증가되면, 이전 주기(n-1)에서 현재 주기(n)로 전환되는 시점에서 스위치가 온 상태를 유지하도록 제1 상암 스위치를 온 시키는 시점을 앞당길 수 있다.
일 실시예에서, 인버터 제어부(430)는 이전 주기(n-1)의 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이하이고, 현재 주기(n)의 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하면, 현재 주기(n)의 제1 듀티비 지령치를 적용하는 시점을 뒤로 시프트시킴으로써, 스위칭 동작 시점과 회피하여 상전류를 감지할 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 모터 구동장치가 전류를 감지하는 제2 방법과 관련된 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 12를 참조하면, 인버터 제어부(430)는 듀티비 지령치를 업데이트 하는 시점과 다른 시점에, 제1 내지 제3 션트저항(S1, S2, S3) 중 적어도 하나를 이용하여, 인버터부(420) 내의 상전류를 감지할 수 있다.
구체적으로, 인버터 제어부(430)는 복수의 듀티비 지령치를 미리 설정된 주기마다 업데이트하고, 듀티비 지령치를 업데이트하는 주기의 중간 시점에, 인버터부(420)의 상전류를 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 상전류를 감지하는 제2 방법에 의하면, 듀티비 지령치를 업데이트하는 연속된 두 시점의 중간 시점과, 상전류를 감지하는 시점이 대응된다.
또한, 도 12에 도시된 것과 같이, 상전류를 감지하는 제2 방법에 의하면, 듀티비 지령치가 업데이트되는 주기 중에, 스위치가 오프 상태인 구간이 스위치가 온 상태인 두개의 두간 사이에 배치된다.
즉, 인버터 제어부(430)는 듀티비 지령치가 100% 미만인 경우, 스위치를 오프 상태로 유지시키는 구간이, 듀티비 지령치가 업데이트되는 주기 중 가운데에 위치하도록 스위치의 동작을 제어할 수 있다.
이러한 방식으로 인버터부를 제어하는 것을 PWM 오프 시퀀스(Off Sequence) 방식이라 정의한다.
이하의 도 13a 내지 도 13c에서는 도 12에 도시된 제2 방법과 관련하여, 스위칭 노이즈를 회피하는 전류 감지 방법이 설명된다.
도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 인버터 제어부(430)가 PWM 오프 시퀀스 방식으로 인버터부(420)를 제어하는 경우, PWM 시프트를 수행하지 않아도, 상전류를 감지하는 시점에서 스위칭 동작이 발생하지 않는다.
도 13a 내지 도 13c에 도시된 것과 같이, 인버터 제어부(430)는 이전 주기(n-1)의 제1 듀티비 지령치와 현재 주기(n)의 제1 듀티비 지령치가 0%를 초과하면, 이전 주기(n-1)에서 현재 주기(n)로 전환되는 시점을 전후로, 제1 상암 스위치를 온 상태로 유지시킬 수 있다.
또한, 인버터 제어부(430)는 PWM 오프 시퀀스 방식을 이용함으로써, 상전류를 감지하는 시점에, 스위치가 온 상태로 유지되거나, 오프 상태로 유지되도록 인버터부(420)를 제어할 수 있다.
이하의 도 14a 및 도 14b에서는 전압 이용률이 증가하는 경우, d축 전류의 변화를 나타내는 그래프가 도시된다.
참고로, 도 14a는 한계 듀티비 이하로만 스위칭 제어를 수행하는 기존의 모터 구동장치의 모터 속도, 상전류를 나타낸 것이고, 도 14b는 본 발명에서 제안되는 스위칭 제어 방법을 수행하는 모터 구동장치의 모터 속도, 상전류를 나타낸 것이다.
도 8a 내지 도 8c에 도시된 방법에 의해, 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비를 초과하는 경우, 제1 상암 스위치가 최대 듀티비로 동작되고, 제2 및 제3 듀티비 지령치가 보정되면, 제1 상암 스위치의 전압 이용률이 증가하게 된다.
즉, 기존에 안정적으로 상전류를 감지하기 위해 한계 듀티비 이하로만 스위치를 제어했던 방법과 비교하여, 본 발명에서 제안하는 스위칭 제어 방법은 스위치를 최대 듀티비까지 동작시킬 수 있으므로, 상기 스위칭 제어 방법을 수행하는 모터 구동장치는, 입력 전원에 의해 인가되는 전압을 최대로 이용할 수 있다.
따라서, 기존의 모터 구동장치와 비교하여, 상기 스위칭 제어 방법을 수행하는 본 발명의 모터 구동장치는 모터에 동일한 전력을 공급하는 때, 상기 모터에 더 작은 전류가 흐르도록 인버터부(420)를 제어할 수 있다.
도 14a에 도시된 상전류의 평균 값은 1.7A이고, 도 14b에 도시된 상전류의 평균 값은 1.06A이다. 즉, 도 14a 및 도 14b를 비교하면, 본 발명에 따른 스위칭 제어 방법을 적용하는 경우, 모터 구동장치 및 모터에 흐르는 상전류의 크기가 감소하게 된다.
또한, 도 14a를 참조하면, 모터의 속도가 400RPM 이상 가속되는 경우, 약계자 영역에 도달하여 가속 능력이 저하되는 것을 확인할 수 있다.
반면, 본 발명과 관련된 도 14b를 참조하면, 모터의 속도가 전영역에서 약계자 영역에 도달하지 않으므로, 기존 모터 구동장치에 비해 가속 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
아울러, 도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 모터 구동장치는 100%의 전압 이용률을 구현함으로써, 전압이용률이 88%에 그치는 기존 모터 구동장치에 비해, 모터 구동장치 내의 온도가 감소된다.
이와 같이, 모터 구동장치 내의 온도 감소에 의해, 상기 모터 구동장치의 안정성이 향상되는 효과가 도출된다.
또한, 모터 구동장치의 온도가 감소함으로써, 지능형 전력 모듈(Intelligent Power Module, IPM)의 크기를 감소시켜도, 모터 구동장치가 동일한 성능을 유지할 수 있는 장점이 있다.
본원발명의 인버터 제어장치에 따르면, 듀티비 지령치를 보정함으로써, 일 스위치에 최대 듀티비 값을 적용하면서도 상전류를 정확히 감지할 수 있는 효과가 도출된다.
또한, 최대 듀티비 값을 적용하여 인버터부와 모터의 성능을 극대화시킬 수 있는 효과가 도출된다. 구체적으로, 모터의 가속 성능과 인버터부의 제어 반응성이 향상되는 효과가 도출된다.
또한, 인버터부의 극전압이 향상됨으로써, 인버터부에 흐르는 전류의 평균치가 감소하여, 인버터부 및 모터의 구동 안정성이 향상된다.
아울러, 전류의 평균치가 감소함으로써, 제어부의 온도가 과다하게 상승하는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 제어부의 온도가 감소됨으로써, 제어부에 탑재되는 IPM의 크기를 획기적으로 감소시킬 수 있다.

Claims (30)

  1. 입력 전원으로부터 인가된 전력을 모터에 전달하는 인버터부;
    상기 인버터부의 동작을 제어하기 위해 듀티비 지령치를 생성하는 인버터 제어부를 포함하고,
    상기 인버터부는,
    서로 직렬 연결된 스위치 쌍을 복수 개 구비함으로써, 상기 복수의 스위치 쌍에 각각 대응되는 복수의 상을 구현하고,
    상기 복수의 스위치 쌍은 각각 복수의 션트저항과 연결되고,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 복수의 상에 대응되는 복수의 듀티비 지령치를 생성하고,
    생성된 복수의 듀티비 지령치 중 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상기 제1 듀티비 지령치에 대응되는 제1 상을 구현하는 스위치를 풀 온 시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상기 제1 상을 구현하는 스위치가 미리 설정된 듀티비로 동작하도록, 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    미리 설정된 주기마다 상기 제1 듀티비 지령치를 업데이트하고,
    업데이트된 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    이전 주기의 상기 제1 듀티비 지령치와, 현재 주기에 업데이트된 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 듀티비 지령치를 업데이트하는 시점을 전후로, 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 온 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    업데이트된 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 상기 제1 듀티비 지령치를 업데이트하는 시점으로부터 상기 미리 설정된 주기동안, 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 온 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 미리 설정된 듀티비는 100%인 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제1 듀티비 지령치와 상기 기준 듀티비에 근거하여, 생성된 복수의 듀티비 지령치 중 제1 듀티비 지령치를 제외한 나머지 듀티비 지령치를 보정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 인버터부 내의 상전류를 감지하는 시점에, 상기 나머지 듀티비 지령치에 대응되는 스위치들이 오프 상태가 되도록, 상기 나머지 듀티비 지령치를 보정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 상기 제1 듀티비 지령치를 미리 설정된 최대 듀티비 값으로 증가시키고,
    상기 제1 듀티비 지령치와 상기 최대 듀티비 값의 차이에 근거하여, 상기 나머지 듀티비 지령치를 증가시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    증가된 나머지 듀티비 지령치 중 제2 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상인지 여부를 판단하고, 판단결과에 근거하여 증가된 나머지 듀티비 지령치를 다시 보정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 인버터부는,
    제1 스위치 쌍, 제2 스위치 쌍 및 제3 스위치 쌍을 구비함으로써, 상기 제1 내지 제3 스위치 쌍에 각각 대응되는 3상을 구현하고,
    상기 제1 스위치 쌍은 제1 션트저항과 직렬연결되고,
    상기 제2 스위치 쌍은 제2 션트저항과 직렬연결되고,
    상기 제3 스위치 쌍은 제3 션트저항과 직렬연결되는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제1 스위치 쌍에 대응되는 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 상기 제1 스위치 쌍을 미리 설정된 최대 듀티비 값으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 최대 듀티비 값으로부터 상기 제1 듀티비 지령치를 감산하고,
    감산결과를, 상기 제2 스위치 쌍에 대응되는 제2 듀티비 지령치 및 상기 제3 스위치 쌍에 대응되는 제3 듀티비 지령치에 합산함으로써, 상기 제2 및 제3 듀티비 지령치를 보정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    보정된 상기 제2 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 상기 제2 스위치 쌍을 상기 기준 듀티비로 작동시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    보정된 상기 제2 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 상기 기준 듀티비로부터 보정된 상기 제2 듀티비 지령치를 감산하고,
    감산결과의 절반에 대응되는 값을 보정된 상기 제3 듀티비 지령치에 합산함으로써, 상기 제3 듀티비 지령치를 다시 보정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상기 복수의 상 중 상기 제1 상을 제외한 나머지 상에 대응되는 상전류들을 감지하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    감지된 상기 나머지 상에 대응되는 상전류들을 이용하여, 상기 제1 상에 대응되는 상전류를 산출하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상기 인버터부로부터 상기 입력 전원 측으로 전류가 흐르는 상태에서 상전류를 감지하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 이상이면, 상전류를 감지하는 시점에, 상기 제1 듀티비 지령치에 대응되는 스위치가 온 상태이고, 상기 복수의 듀티비 지령치 중 상기 제1 듀티비 지령치를 제외한 나머지 듀티비 지령치에 대응되는 스위치들이 오프 상태이도록 상기 인버터부의 스위칭 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제1 듀티비 지령치가 기준 듀티비 미만이면, 상전류를 감지하는 시점에, 상기 복수의 듀티비 지령치에 대응되는 모든 스위치들이 오프 상태이도록 상기 인버터부의 스위칭 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 복수의 듀티비 지령치를 미리 설정된 주기마다 업데이트하고,
    상기 복수의 듀티비 지령치가 업데이트되는 시점에, 상기 인버터부의 상전류를 감지하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    펄스 폭 변조(Pulse Wave Modulation, PWM) 온 시퀀스(On Sequence) 방식으로 상기 복수의 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    이전 주기의 듀티비 지령치와 현재 주기의 듀티비 지령치를 비교하고,
    비교결과에 근거하여, 상기 인버터부의 상전류를 감지하는 시점에, 스위칭 동작이 발생되지 않도록, 현재 주기에서 스위치를 온 시키는 구간을 조정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    이전 주기의 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 미만이고, 현재 주기의 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이면, 현재 주기에서 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 온 시키는 구간을 소정의 시간 간격만큼 뒤로 시프트시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    업데이트 주기가 경과함에 따라, 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 미만에서 그 이상으로 증가되면, 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 온 시키는 시점을 상기 인버터부의 상전류를 감지하는 시점 이후로 지연시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    이전 주기의 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 이상이고, 현재 주기의 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 미만이면, 현재 주기에서 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 온 시키는 구간을 소정의 시간 간격만큼 앞으로 시프트시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    업데이트 주기가 경과함에 따라, 상기 제1 듀티비 지령치가 상기 기준 듀티비 미만에서 그 이상으로 증가되면, 이전 주기에서 현재 주기로 전환되는 시점에서 스위치가 온 상태를 유지하도록 상기 제1 상을 구현하는 스위치를 온 시키는 시점을 앞 당기는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  28. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 복수의 듀티비 지령치를 미리 설정된 주기마다 업데이트하고,
    상기 주기의 중간 시점에, 상기 인버터부의 상전류를 감지하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    펄스 폭 변조(Pulse Wave Modulation, PWM) 오프 시퀀스(Off Sequence) 방식으로 상기 복수의 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 복수의 듀티비 지령치를 업데이트하는 시점에, 상기 복수의 듀티비 지령치에 대응되는 각각의 스위치를 온 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
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