KR20190105372A - 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법 - Google Patents

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박성호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 명세서는 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법에 관한 것으로, 압축기 모터의 기동 상태에 따라 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하여 압축기 모터의 기동을 제어하는 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법에 관한 것이다.

Description

압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법{APPARATUS FOR CONTROLLING LINEAR COMPRESSOR AND CONTROL METHOD OF APPARATUS FOR CONTROLLING LINEAR COMPRESSOR}
본 명세서는 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법에 관한 것으로, 압축기 모터의 기동을 제어하기 위한 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법에 관한 것이다.
압축기 또는 압축기 모터는 다양한 전자기기에 적용된다. 압축기를 탑재한 전자기기는 압축기 모터의 동작을 제어하기 위한 인버터(Inverter)를 구비한다.
인버터는 교류전압을 직류전압으로 변환하고, PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 따라 상기 변환된 직류전압을 스위칭하여 교류전압을 생성한다. 인버터에서 생성된 교류전압은 부하(load)로 전달되어 사용되는데, 사용자가 원하는 전압 및 원하는 주파수의 교류전압을 부하로 공급하여 부하의 구동을 정밀하게 제어할 수 있다. 이러한 PWM 신호를 이용한 PWM 제어는, 일반적으로 단극성 스위칭(Unipolar PWM Switching) 방식으로 인버터를 제어하게 된다. 상기 단극성 스위칭 방식은, PWM 신호를 단극성으로 출력하여 인버터의 스위칭 소자를 단극성 스위칭 방식으로 동작하도록 제어하는 것으로, 양극성 스위칭 방식(Bipolar PWM Switching)에 비해 스위칭 손실이 적어 압축기의 모터 제어에 일반적으로 사용되어 진다. 즉, 상기 양극성 스위칭 방식으로 제어하는 경우, 스위칭 손실로 인해 효율이 급격히 저하되는 문제가 있어, 일반적으로는 상기 단극성 스위칭 방식으로 인버터를 제어하게 된다.
한편, 압축기의 제어장치 또는 인버터의 제어장치는 모터를 제어하기 위해, 모터에 흐르는 전류를 감지할 수 있다. 구체적으로 압축기의 제어장치 또는 인버터의 제어장치는 인버터와 입력전원 사이에 배치되는 션트(shunt)저항을 이용하여 모터에 흐르는 전류를 감지할 수 있다. 션트저항을 이용하여 모터에 흐르는 전류를 감지하는 방법은 고가의 센서를 이용할 필요가 없으므로, 압축기의 제어장치에서 널리 사용되고 있다. 그러나, 션트저항을 이용하는 경우, 상기 단극성 스위칭 방식으로 제어할 시에 스위칭 소자가 단극성 스위칭 방식으로 동작하게 되어 PWM ON 시에만 전류가 흐르게 되어, 모터 전류의 감지가 용이하게 이루어지지 못하게 되는 한계가 있다. 특히, 모터에 인가되는 전압이 부족한 초기 기동 시에는 전류가 더 작게 감지되어, 상기 션트저항에서 모터 전류의 감지가 정확하게 이루어지지 않게 되는 문제가 있다. 이는 곧, 모터 제어의 안정성 및 신뢰성이 저하되는 문제로 이어지게 된다.
또한, 션트저항을 이용하여 전류를 감지하기 위해서는 인버터의 스위치가 소정의 듀티비 값 이상으로 동작해야 하는 문제점이 있다. 이를 위해, 최소 듀티비 값을 설정하여, 상기 최소 듀티비 값이 유지되도록 스위칭 제어를 하게 된다. 그러나 이러한 경우, 모터의 초기 기동 시에 최소 듀티비 값으로 인해 DC LINK 커패시터의 전압이 불안정하게 되어, 모터 전압의 추정이 정확하게 이루어지지 않게 되는 문제를 야기하게 된다.
즉, 압축기의 초기 기동 시에는 모터 전압 및 스위치의 듀티비가 충분하지 않으므로, 모터 전류를 정확히 감지할 수 없는 문제점이 발생된다. 이에 따라, 압축기는 초기 기동 시에 불안정한 동작 상태에서 구동될 수 있는 문제점이 있다.
본 명세서는 종래기술의 한계를 개선하는 것을 과제로 하여, 압축기 모터의 기동 제어시 모터 전류를 정확하게 감지할 수 있는 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법을 제공하고자 한다.
또한, 기동 제어시 모터 전류를 정확하게 감지함으로써, 기동 제어시의 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법을 제공하고자 한다.
아울러, 인버터의 제어를 위한 PWM 제어신호의 최소 듀티비 설정에 따른 전압 불안정의 제약을 개선할 수 있는 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법은, 압축기 모터의 기동 상태에 따라, 상기 모터에 구동 전원을 공급하는 인버터의 스위칭 동작을 양극성 스위칭 모드(Bipolar Switching Mode) 또는 단극성 스위칭 모드(Unipolar Switching MOde)로 제어하는 것을 기술적 특징으로로 한다.
구체적으로는, 상기 모터에 인가되는 모터 전류가 일정 크기(감지 가능한 크기) 미만으로 감지되는 경우에는 상기 인버터의 스위칭 소자의 스위칭 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하고, 상기 모터 전류가 상기 일정 크기 이상으로 감지되는 경우에는 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하게 된다.
이와 같이 상기 모터 전류가 상기 일정 크기 미만으로 감지되는 경우에는 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하여, 상기 모터 전류가 감지되는 크기를 증가시키게 되어, 상기 모터 전류가 상기 일정 크기 이상으로 감지될 수 있게 된다.
즉, 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 압축기 제어방법은, 상기 모터의 기동 상태에 따라 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작 제어를 전환하는 것을 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 한다.
상기 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 하는 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치의 실시 예는, 외부 전원과 연결되어, 상기 외부 전원으로부터 입력된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 입력부, 상기 입력부 및 압축기의 모터와 연결되어, 상기 직류 전원을 상기 모터에 인가하기 위한 구동 전원으로 변환하여 상기 모터에 인가하는 복수의 스위칭 소자를 포함하는 인버터부, 상기 입력부 및 상기 인버터부 사이에 연결되어, 상기 모터에 인가되는 모터 전류가 감지되는 감지부 및 상기 감지부에서 상기 모터 전류를 감지하여, 감지 결과를 근거로 상기 스위칭 소자의 동작을 제어하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호를 상기 스위칭 소자에 인가하여 상기 스위칭 소자의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 모터의 기동 상태에 따라 상기 스위칭 소자의 동작을 양극성 스위칭 모드(Bipolar PWM Switching Mode) 또는 단극성 스위칭 모드(Unipolar PWM Switching Mode)로 제어한다.
또한, 상기 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 하는 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치의 압축기 제어방법의 실시 예는, 상기 모터에 상기 구동 전원을 인가하여 상기 모터를 기동시키는 단계, 기설정된 기준 시간 동안, 상기 스위칭 소자의 동작을 양극성 스위칭 모드(Bipolar PWM Switching Mode)로 제어하는 단계 및 상기 기준 시간 이후, 상기 모터의 기동 상태에 따라 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 단극성 스위칭 모드(Unipolar PWM Switching Mode)로 제어하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 하는 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법의 일 실시 예로, 상기 모터의 초기 기동 여부에 따라 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드로 제어할 수 있다.
이를테면, 상기 모터가 초기 기동에 해당하는 경우, 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하고, 상기 모터가 초기 기동을 완료한 경우, 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어할 수 있다.
또한, 상기 모터의 모터 전류의 감지 크기에 따라 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드로 제어할 수 있다.
이를테면, 상기 모터 전류가 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드의 선택 기준이 되는 기설정된 기준 전류 미만으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하고, 상기 모터 전류가 상기 기준 전류 이상으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어할 수 있다.
또한, 상기 모터에 인가되는 모터 전압에 따라 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드로 제어할 수 있다.
이를테면, 상기 모터 전압이 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드의 선택 기준이 되는 기설정된 기준 전압 미만인 경우, 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하고, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 이상인 경우, 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어할 수 있다.
본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법은, 상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 통해, 종래기술의 한계를 개선할 수 있다.
즉, 모터의 기동 상태에 따라 스위칭 소자의 스위칭 동작 제어를 전환함으로써, 상술한 바와 같은 과제를 해결하게 될 수 있다.
구체적으로, 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 압축기 제어방법은, 모터의 기동 상태에 따라 스위칭 소자의 스위칭 동작을 양극성 스위칭 모드 또는 단극성 스위칭 모드로 제어함으로써, 모터의 기동 상태에 따른 적절하고 효율적으로 스위칭 소자의 동작 제어가 이루어질 수 있는 효과가 있다.
특히, 모터의 초기 기동 시 양극성 스위칭 모드로 스위칭 소자의 동작을 제어하여 모터 전류가 감지 가능한 크기로 감지되도록 함으로써, 모터 전류의 감지가 어려운 초기 기동 시에도 모터 전류의 감지가 정확하고 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
이에 따라, 기동 제어시의 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있음은 물론, 모터 제어의 전반에 걸쳐 정확한 모터 전류의 감지가 이루어짐으로써 모터의 제어가 정확하게 이루어지게 될 수 있는 효과가 있다.
또한, 모터의 초기 기동 시 양극성 스위칭 모드로 스위칭 소자의 동작을 제어함으로써, 인버터의 제어를 위한 PWM 제어신호의 최소 듀티비 설정에 따른 전압 불안정의 제약을 개선할 수 있는 효과가 있다.
더불어, 모터의 초기 기동 완료 후 단극성 스위칭 모드로 스위칭 소자의 동작을 제어함으로써, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따른 불필요한 스위칭 손실을 저감시키게 될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치의 구성을 나타낸 구성도.
도 2는 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치의 구체적인 회로 구성의 실시 예를 나타낸 구성도.
도 3은 양극성 스위칭 모드에 따른 PWM 제어신호의 파형을 나타낸 예시도.
도 4는 단극성 스위칭 모드에 따른 PWM 제어신호의 파형을 나타낸 예시도.
도 5는 양극성 스위칭 모드에 따른 모터 전류의 감지 결과 예시를 나타낸 예시도.
도 6은 단극성 스위칭 모드에 따른 모터 전류의 감지 결과 예시를 나타낸 예시도.
도 7은 양극성 스위칭 모드에 따른 전류의 흐름을 나타낸 예시도.
도 8은 단극성 스위칭 모드에 따른 전류의 흐름을 나타낸 예시도.
도 9는 단극성 스위칭 모드 시 모터 전압이 작은 경우의 전압 추정 파형을 나타낸 예시도.
도 10은 단극성 스위칭 모드 시 모터 전압이 큰 경우의 전압 추정 파형을 나타낸 예시도.
도 11은 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법의 구체적인 제어 예시의 순서를 나타낸 예시도 1.
도 12는 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법의 구체적인 제어 예시의 순서를 나타낸 예시도 2.
도 13은 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법의 구체적인 제어 예시의 순서를 나타낸 예시도 3.
도 14는 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법의 구체적인 실시 예에 따른 초기 기동 제어의 순서를 나타낸 예시도.
도 15는 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치의 압축기 제어방법의 순서를 나타낸 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법의 실시 예를 상세히 설명하되, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하고, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
[압축기 제어장치]
먼저, 도 1 내지 도 14를 참조하여 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치의 실시 예를 설명한다.
도 1은 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 압축기 제어장치의 구체적인 회로 구성의 실시 예를 나타낸 구성도이다.
도 3은 양극성 스위칭 모드에 따른 PWM 제어신호의 파형을 나타낸 예시도이다.
도 4는 단극성 스위칭 모드에 따른 PWM 제어신호의 파형을 나타낸 예시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 바와 같은 PWM 제어신호에 따른 모터 전류의 감지 결과 예시를 나타낸 예시도.
도 6은 도 4에 도시된 바와 같은 PWM 제어신호에 따른 모터 전류의 감지 결과 예시를 나타낸 예시도이다.
도 7은 양극성 스위칭 모드에 따른 전류의 흐름을 나타낸 예시도이다.
도 8은 단극성 스위칭 모드에 따른 전류의 흐름을 나타낸 예시도이다.
도 9는 단극성 스위칭 모드 시 모터 전압이 작은 경우의 전압 추정 파형을 나타낸 예시도이다.
도 10은 단극성 스위칭 모드 시 모터 전압이 큰 경우의 전압 추정 파형을 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법의 구체적인 제어 예시의 순서를 나타낸 예시도 1이다.
도 12는 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법의 구체적인 제어 예시의 순서를 나타낸 예시도 2이다.
도 13은 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법의 구체적인 제어 예시의 순서를 나타낸 예시도 3이다.
도 14는 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법의 구체적인 실시 예에 따른 초기 기동 제어의 순서를 나타낸 예시도이다.
본 명세서에 개시된 압축기 제어장치는, 압축기를 제어하는 제어장치, 압축기를 이용하는 모든 전자기기 또는 이의 제어장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 압축기를 포함하는 냉장고, 공기조화기, 또는 이의 제어장치에 적용될 수 있다. 특히, 초소형 리니어 압축기의 모터의 기동을 제어하는 제어장치, 또는 제어방법에 유용하게 적용되어 실시될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치는 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 기존의 모든 압축기의 제어장치, 압축기의 제어방법, 모터 제어장치 및 모터 제어방법에도 적용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 압축기 제어장치는(이하, 제어장치라 칭한다), 압축기의 모터를 제어하는 제어수단을 의미한다.
이를테면, 압축기의 모터를 제어하는 인버터 장치일 수 있다.
여기서, 상기 인버터 장치는, 상기 압축기 또는 상기 모터에 내장되거나, 또는 별개의 구성으로 이루어져 상기 모터를 제어하는 제어모듈을 의미할 수 있다.
상기 제어장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 입력부(110), 인버터부(120), 감지부(130) 및 제어부(140)를 포함하여, 상기 압축기(200)의 모터(210)를 제어한다.
여기서, 상기 모터(210)는, 단상 모터일 수 있다.
상기 입력부(110), 상기 인버터부(120), 상기 감지부(130) 및 상기 제어부(140)를 포함하는 상기 제어장치(100)의 구체적인 회로 구성은, 도 2에 도시된 바와 같을 수 있다.
상기 입력부(110)는, 상기 제어장치(100)에서 전원이 입출력되는 입출력수단을 의미한다.
상기 입력부(110)는, 외부 전원(10)과 연결되어, 상기 외부 전원(10)으로부터 교류 전원을 입력받고, 또한 상기 인버터부(120)와 연결되어, 입력받은 전원을 상기 인버터부(120)로 출력한다.
상기 입력부(110)는, 상기 외부 전원(10)과 연결되어, 상기 외부 전원(10)으로부터 입력된 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다.
여기서, 상기 교류 전원 및 상기 직류 전원은, 교류 전압 및 직류 전압을 의미할 수 있다.
상기 입력부(110)는, 상기 교류 전원을 상기 직류 전원으로 정류하는 정류부(111) 및 상기 정류부(111)에서 정류된 직류 전원을 평활화하는 평활부(112)를 포함할 수 있다.
상기 정류부(111)는, 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류 다이오드로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 브릿지 다이오드 형태로 이루어질 수 있다.
상기 정류부(111)는, 상기 외부 전원(10)과 연결되어, 상기 외부 전원(10)으로부터 상기 교류 전원을 입력받고, 입력받은 상기 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환할 수 있다.
즉, 상기 정류부(111)에서 일정한 레벨의 직류 전압이 출력될 수 있다.
여기서, 상기 외부 전원(10)과 상기 정류부(111) 사이에는, 리액터(미도시)가 더 포함될 수 있다.
상기 리액터는 인덕터로 형성될 수 있으며, 상기 정류부(111)에 상기 교류 전원이 입력될 때, 상기 정류부(111)에서 발생할 수 있는 돌입전류를 제한할 수 있다.
상기 정류부(111)에서 출력된 직류 전원은, 상기 평활부(112)로 전달될 수 있다.
상기 평활부(112)는, 직류 전원을 평활화하고 저장하는 커패시터일 수 있으며, 바람직하게는 직류 링크 커패시터(DC link Capacitor)일 수 있다.
상기 평활부(112)는, 상기 정류부(111)의 양단과 연결되어, 상기 정류부(111)로부터 전달받은 직류 전원을 평활화하여 저장할 수 있다.
상기 평활부(112)에서 평활화된 직류 전원은, 상기 인버터부(120)에 전달될 수 있다.
상기 인버터부(120)는, 상기 제어장치(100)에서 상기 모터(210)에 인가하기 위한 구동 전원을 출력하는 인버터를 의미한다.
상기 인버터부(120)는, 상기 입력부(110)와 연결되어, 상기 입력부(110)로부터 전원을 입력받고, 또한 상기 모터(210)와 연결되어, 상기 모터(210)에 인가하기 위한 구동 전원을 상기 모터(210)로 출력한다.
여기서, 상기 구동 전원은, 상기 모터(210)를 구동하는 교류 전압을 의미할 수 있다.
상기 인버터부(120)는, 상기 입력부(110) 및 상기 모터(210)와 연결되어, 상기 직류 전원을 상기 구동 전원으로 변환하여 상기 모터(210)에 인가하는 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)를 포함한다.
즉, 상기 인버터부(120)는, 상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)를 통해, 상기 입력부(110)로부터 입력받은 상기 직류 전원을 상기 구동 전원으로 변환하여, 변환한 상기 구동 전원을 상기 모터(210)에 인가하게 될 수 있다.
상기 인버터부(120)는, 상기 모터(210)의 각 단과 연결되는 두 쌍(SW1-SW3, SW2-SW4)의 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)는, 스위칭 제어신호에 의해 스위칭 동작하는 MOSFET 또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)일 수 있다.
상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)는, 상기 평활부(112)의 양단과 연결되어, 상기 평활부(112)로부터 전달받은 상기 직류 전원을 스위칭 동작을 통해 상기 구동 전원으로 변환하여, 상기 모터(210)에 인가할 수 있다.
여기서, 상기 구동 전원은, 상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)의 스위칭 동작을 통해 제어될 수 있다.
즉, 상기 모터(210)에 인가되는 상기 구동 전원은, 상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)의 스위칭 동작의 제어를 통해 제어될 수 있다.
상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)는, 상기 제어부(140)에 의해 스위칭 동작이 제어될 수 있다.
즉, 상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)의 스위칭 동작 및 상기 모터(210)에 인가되는 상기 구동 전원은, 상기 제어부(140)에 의해 제어될 수 있다.
상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)는, 상기 제어부(140)로부터 전달받은 제어신호에 의해 스위칭 동작하게 될 수 있다.
즉, 상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)는, 상기 제어부(140)로부터 전달받은 제어신호에 따라 스위칭 동작하게 되고, 상기 스위칭 동작에 따라 상기 구동 전원을 변환하게 되어, 상기 제어부(140)의 제어에 의해 상기 구동 전원을 상기 모터(210)에 인가하게 될 수 있다.
상기 인버터부(120)는, 상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)를 통해 상기 모터(210)에 상기 구동 전원을 인가하여, 상기 모터(210)를 구동하게 될 수 있다.
상기 감지부(130)는, 상기 제어장치(100)에서 상기 모터(210)에 인가되는 모터 전류를 감지하기 위한 검출 저항, 즉 션트 저항(Shunt Resistor)을 의미한다.
상기 감지부(130)는, 상기 입력부(110) 및 상기 인버터부(120) 사이에 연결되어, 상기 모터 전류가 감지된다.
상기 감지부(130)는, 상기 평활부(112)의 하단과 상기 인버터부(120)의 하단의 스위치(SW3-SW4) 사이에 연결되어, 상기 인버터부(120)에 의해 상기 모터(210)에 인가되는 상기 모터 전류가 유기되어, 상기 모터 전류가 감지될 수 있다.
여기서, 상기 모터 전류는, 상기 모터(210)의 상전류를 의미할 수 있다.
상기 감지부(130)에 유기되는 상기 모터 전류는, 상기 제어부(140)에 의해 감지될 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 제어장치(100)에서 상기 인버터부(120)의 동작을 제어하는 제어수단을 의미한다.
상기 제어부(140)는, 상기 인버터부(120) 및 상기 감지부(130)와 연결되어, 상기 인버터부(120)의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 상기 인버터부(120)에 출력하고, 상기 감지부(130)에 유기되는 상기 모터 전류를 감지한다.
상기 제어부(140)는, 상기 인버터부(120)의 상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4) 각각 및 상기 감지부(130)의 양단과 연결되어, 상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4) 각각의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 감지부(130)에 유기되는 상기 모터 전류를 감지할 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 구동 전원을 제어하기 위해 상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)를 제어하는 상기 제어신호를 상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4) 각각에 전달하여, 상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)(이하, 설명의 편의를 위해 상기 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4) 모두를 지칭하는 경우 '스위칭 소자(SW)'로 지칭하여 설명한다)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 감지부(130)에서 상기 모터 전류를 감지하여, 감지 결과를 근거로 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 제어하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호를 상기 스위칭 소자(SW)에 인가하여 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 제어한다.
여기서, 상기 제어신호는, 펄스 폭 변조(PWM) 제어신호로, 상기 스위칭 소자(SW)의 듀티비(Duty Ratio)를 조절하여 스위칭 동작을 제어하는 신호를 의미할 수 있다.
이처럼, 상기 제어부(140)가 상기 제어신호를 통해 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 제어하여, 상기 스위칭 소자(SW)에서 상기 구동 전원을 변환하여 상기 모터(210)에 인가하도록 제어함으로써, 상기 모터(210)의 기동을 제어하게 될 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 제어신호를 통해 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 제어함으로써, 상기 모터(210)에 인가되는 상기 구동 전원을 제어하게 되고, 이에 따라 상기 모터(210)의 기동을 제어하게 될 수 있다.
이와 같이 상기 제어신호를 통해 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 제어하여 상기 모터(210)의 기동을 제어하는 상기 제어부(140)는, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작을 양극성 스위칭 모드(Bipolar PWM Switching Mode) 또는 단극성 스위칭 모드(Unipolar PWM Switching Mode)로 제어할 수 있다.
여기서, 상기 양극성 스위칭 모드는, 상기 스위칭 소자(SW)가 도 3에 도시된 바와 같은 양극성 PWM 제어신호에 의해 양극성 스위칭 방식으로 동작하도록 제어하는 모드를 의미하고, 상기 단극성 스위칭 모드는, 상기 스위칭 소자(SW)가 도 4에 도시된 바와 같은 단극성 PWM 제어신호에 의해 단극성 스위칭 방식으로 동작하도록 제어하는 모드를 의미한다.
상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 경우, 상기 감지부(130)에서 감지되는 상기 모터 전류의 파형은 도 5에 도시된 바와 같을 수 있고, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 경우, 상기 감지부(130)에서 감지되는 상기 모터 전류의 파형은 도 6에 도시된 바와 같을 수 있다.
도 5 및 도 6은 동일한 초기 기동 상태에서의 상기 양극성 스위칭 모드 및 상기 단극성 스위칭 모드 각각에 따른 상기 모터 전류의 감지 파형을 나타낸 것으로, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 경우는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 상기 감지부(130)에 유기되지만, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 경우는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 모터 전류가 감지가 어려운 크기로 상기 감지부(130)에 유기될 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 양극성 스위칭 모드로 상기 스위칭 소자(SW)를 제어하는 경우, 상기 제어신호를 도 3에 도시된 바와 같은 양극성의 PWM 제어신호로 생성하여 상기 스위칭 소자(SW)에 인가하고, 상기 단극성 스위칭 모드로 상기 스위칭 소자(SW)를 제어하는 경우, 상기 제어신호를 도 4에 도시된 바와 같은 단극성의 PWM 제어신호로 생성하여 상기 스위칭 소자(SW)에 인가할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 양극성 스위칭 모드로 상기 스위칭 소자(SW)를 제어하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제어신호를 생성하여 상기 스위칭 소자(SW)에 인가하여, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 양극성 스위칭 방식으로 제어하고, 상기 단극성 스위칭 모드로 상기 스위칭 소자(SW)를 제어하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제어신호를 생성하여 상기 스위칭 소자(SW)에 인가하여, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 단극성 스위칭 방식으로 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 모터(210)의 기동 상태에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드로 제어한다.
상기 제어부(140)는, 상기 모터(210)의 기동 상태에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하여, 상기 감지부(130)에 상기 모터 전류가 감지 가능한 크기로 유기되도록 할 수 있다.
상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)가 상기 양극성 스위칭 방식으로 동작하게 되어 도 7에 도시된 바와 같이 상기 감지부(130)에 양방향의 스위칭(PWM ON 및 PWM OFF)시의 전류가 모두 유기되고, 이에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 감지될 수 있게 되지만, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)가 상기 단극성 스위칭 방식으로 동작하게 되어 도 8에 도시된 바와 같이 상기 감지부(130)에 한방향의 스위칭(PWM ON) 시의 전류만 유기되고, 이에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 상기 모터 전류가 감지가 어려운 크기로 감지될 수 있게 된다.
상기 모터 전류의 감지가 어려운 경우, 상기 제어신호의 생성 근거가 되는 상기 모터 전류가 정확하게 감지되지 않게 됨으로써, 상기 모터(210)의 상태에 따른 제어, 또는 제어 지령에 따른 상기 제어신호의 생성이 정확하게 이루어지지 않게 되어, 상기 모터(210)의 제어가 부정확/불안정하게 이루어질 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 모터(210)의 기동 상태에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드로 제어함으로써, 상기 감지부(130)에서 상기 모터 전류가 정확하게 감지되도록 하고, 이에 따라 상기 모터(210)의 기동을 제어하기 위한 상기 제어신호의 생성이 용이하게 이루어지도록 하게 되어, 상기 모터(210) 제어의 안정성 및 정확성을 향상시키게 될 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 구동 전원이 적어 상기 모터 전류가 감지가 어려운 크기로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 구동 전원이 적어 상기 모터 전류가 감지가 어려운 크기로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하여, 상기 스위칭 소자(SW)가 상기 양극성 스위칭 방식으로 동작하도록 함으로써, 상기 감지부(130)에서 상기 모터 전류가 감지 가능한 크기로 감지되도록 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 구동 전원이 충분하여 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 구동 전원이 충분하여 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하여, 상기 스위칭 소자(SW)가 상기 단극성 스위칭 방식으로 동작하도록 함으로써, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 줄여 스위칭 손실이 저감되도록 제어하게 될 수 있다.
도 9 및 도 10은 상기 모터 전압이 적은 경우 및 충분한 경우 각각에 상기 단극성 스위칭 모드로 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 제어할 시의 전압 추정 파형을 나타내는 것으로, 상기 모터 전압이 적은 경우 상기 단극성 스위칭 모드로 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 제어하게 되면, 상기 모터 전류의 크기가 감지가 어려운 크기로 감지됨과 더불어, 도 4에 도시된 바와 같은 상기 단극성 스위칭 모드의 제어신호에 설정된 최소 듀티비 값에 의해 도 9에 도시된 바와 같이 전압의 추정이 정확하게 이루어지지 않게 될 수 있고, 상기 모터 전압이 충분한 경우에는 상기 단극성 스위칭 모드로 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 제어하여도, 상기 모터 전류의 크기가 감지가 가능한 크기로 감지됨으로 인해, 도 10에 도시된 바와 같이 전압의 추정이 정확하게 이루어지게 될 수 있다.
따라서, 상기 제어부(140)는, 상기 구동 전원이 적어 상기 모터 전류가 감지가 어려운 크기로 감지되는 경우에는, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하여, 상기 모터 전류가 감지 가능한 크기로 감지되도록 제어함과 더불어, 상기 최소 듀티비 값에 의해 발생하는 전압 추정의 불안정성이 억제되도록 제어하고, 상기 구동 전원이 충분하여 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 감지되는 경우에는, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하여, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 동작을 줄여 스위칭 손실이 저감되도록 제어할 수 있다.
상기 모터(210)의 기동 상태에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 상기 제어부(140)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 모터(210)의 기동이 시작된 후부터 현재까지 기동이 이루어진 기동 시간을 기설정된 기준 시간과 비교(C1)하여, 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B) 또는 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(140)는, 상기 기동 시간이 상기 기준 시간 미만인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어하고, 상기 기동 시간이 상기 기준 시간 이상인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어할 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 모터(210)의 기동이 시작된 후 상기 기준 시간 동안, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 수 있다.
여기서, 상기 기준 시간은, 상기 모터(210)의 기동 중 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 필요가 있는 시간을 의미할 수 있다.
상기 기준 시간은, 상기 모터(210)의 기동이 시작되어 초기 기동이 이루어지는 초기 기동 시간일 수 있고, 구체적인 예를 들면, 상기 모터(210)가 기동을 시작한 시점부터 60[s] 내외의 시간으로 설정될 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 모터(210)의 초기 기동 시간 동안, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 수 있다.
상기 모터(210)의 기동이 시작된 초기 기동 시에는, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어할 경우 상기 모터 전압이 부족하여 상기 모터 전류가 감지가 어려운 크기로 감지될 수 있어, 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 감지되도록 제어할 필요가 있다.
이처럼, 상기 제어부(140)는, 상기 모터(210)가 기동을 시작하여 상기 모터 전압이 부족한 초기 기동 시간 동안, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어함으로써, 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 감지되도록 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 기준 시간 이후, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 모터(210)의 초기 기동이 완료된 후, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 전환하여 제어할 수 있다.
상기 모터(210)의 초기 기동이 완료된 후에는, 상기 모터 전압이 충분하여 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어하여도 상기 모터 전류가 감지 가능한 크기로 감지될 수 있고, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 경우 상기 스위칭 소자(SW)의 불필요한 스위칭 소자의 손실이 증가하게 될 수 있어, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 손실이 저감되도록 제어할 필요가 있다.
이처럼, 상기 제어부(140)는, 상기 모터 전압이 충분한 상기 모터(210)의 초기 기동이 완료된 후, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)에서 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 전환하여 제어함으로써, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 손실이 저감되도록 제어하게 될 수 있다.
상기 모터(210)의 기동 상태에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 상기 제어부(140)는 또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 모터 전류의 감지 크기를 기설정된 기준 전류와 비교(C2)하여, 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B) 또는 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(140)는, 상기 모터 전류의 감지 크기가 상기 기준 전류 미만인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어하고, 상기 모터 전류의 감지 크기가 상기 기준 전류 이상인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어할 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 감지부(130)에서 감지되는 상기 모터 전류가 상기 기준 전류 미만으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 수 있다.
여기서, 상기 기준 전류는, 상기 모터 전류의 정확한 감지가 이루어질 수 있는 최소 감지 전류 기준을 의미할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 모터 전류가 최소 감지 전류 기준보다 미만으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 수 있다.
상기 모터 전류가 감지가 어려운 크기로 감지될 시에는, 상기 제어신호의 생성이 정확하게 이루어지기 어렵게 되어 제어의 안정성 및 정확성이 감소하게 되므로, 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 감지되도록 제어할 필요가 있다.
이처럼, 상기 제어부(140)는, 상기 모터 전류가 최소 감지 전류 기준보다 미만으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어함으로써, 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 감지되도록 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 모터 전류가 상기 기준 전류 이상으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 모터 전류가 최소 감지 전류 기준보다 이상으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 전환하여 제어할 수 있다.
상기 모터 전류가 최소 감지 전류 기준보다 이상으로 감지되는 경우, 상기 모터 전류의 크기가 충분하여 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어하여도 상기 모터 전류가 감지 가능한 크기로 감지될 수 있고, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 경우 상기 스위칭 소자(SW)의 불필요한 스위칭 소자의 손실이 증가하게 될 수 있어, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 손실이 저감되도록 제어할 필요가 있다.
이처럼, 상기 제어부(140)는, 상기 모터 전류가 최소 감지 전류 기준보다 이상으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)에서 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 전환하여 제어함으로써, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 손실이 저감되도록 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(140)는 또한, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어하는 중, 상기 모터 전류가 상기 기준 전류 미만으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어하는 중, 상기 모터 전류가 감소하여 상기 기준 전류 미만으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)에서 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 전환하여 제어할 수 있다.
상기 모터(210)의 기동 상태에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 상기 제어부(140)는 또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 모터 전압을 기설정된 기준 전압와 비교(C3)하여, 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B) 또는 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(140)는, 상기 모터 전압의 크기가 상기 기준 전압 미만인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어하고, 상기 모터 전압의 크기가 상기 기준 전압 이상인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어할 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 미만인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 수 있다.
여기서, 상기 기준 전압은, 상기 모터(210)의 초기 기동 이후 상기 모터(210)의 기동이 유지될 수 있는 최소 전압 기준, 또는 상기 모터 전류의 정확한 감지가 이루어질 수 있게 되는 최소 전압 기준을 의미할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 모터 전압이 최소 전압 기준보다 미만으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 수 있다.
상기 모터 전압이 최소 전압 기준보다 미만인 경우, 상기 모터 전압이 부족하여 상기 모터 전류가 감지가 어려운 크기로 감지되어, 상기 제어신호의 생성이 정확하게 이루어지기 어렵게 되어 제어의 안정성 및 정확성이 감소하게 되므로, 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 감지되도록 제어할 필요가 있다.
이처럼, 상기 제어부(140)는, 상기 모터 전압이 최소 전압 기준 미만인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어함으로써, 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 감지되도록 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 이상인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 모터 전압이 최소 전압 기준보다 이상인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 전환하여 제어할 수 있다.
상기 모터 전압이 최소 전압 기준보다 이상으로 감지되는 경우, 상기 모터 전압이 충분하여 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어하여도 상기 모터 전류가 감지 가능한 크기로 감지될 수 있고, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 경우 상기 스위칭 소자(SW)의 불필요한 스위칭 소자의 손실이 증가하게 될 수 있어, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 손실이 저감되도록 제어할 필요가 있다.
이처럼, 상기 제어부(140)는, 상기 모터 전압이 최소 전압 기준보다 이상인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)에서 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 전환하여 제어함으로써, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 손실이 저감되도록 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(140)는 또한, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어하는 중, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 미만으로 되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어하는 중, 상기 모터 전압이 감소하여 상기 기준 전압 미만으로 되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)에서 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 전환하여 제어할 수 있다.
이와 같이 상기 제어부(140)는, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 상기 모터(210)의 상기 기동 시간, 상기 모터 전류 및 상기 모터 전압 중 어느 하나 이상에 따른 상기 모터(210)의 상태에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 단극성 스위칭 모드로 제어함으로써, 상기 모터(210)의 초기 기동 시부터 초기 기동 완료 후 기동이 유지될 때까지, 상기 모터 전류의 감지가 감지 가능한 크기로 감지되도록 함과 동시에, 상기 스위칭 소자(SW)의 불필요한 스위칭 손실을 저감시키게 될 수 있다.
상기 제어부(140)는 또한, 상기 모터(210)의 기동이 시작된 후 상기 기준 시간 동안, 상기 모터(210)에 인가되는 상기 모터 전압이 증가되도록 제어할 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 모터 전압을 증가시켜, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 이상으로 증가되도록 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 모터(210)의 기동이 시작되어 상기 모터(210)의 초기 기동이 이루어지는 상기 기준 시간 동안, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 이상으로 증가되도록 제어할 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 기준 시간 동안, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하고, 상기 기준 시간 이후, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드에서 상기 단극성 스위칭 모드로 전환하여 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 모터(210)의 초기 기동이 이루어지는 상기 기준 시간 동안, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하며 상기 모터 전압을 증가시켜 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 이상으로 증가되도록 제어하고, 상기 기준 시간 이후, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드에서 상기 단극성 스위칭 모드로 전환하여 제어할 수 있다.
상기 제어부(140)는, 상기 기준 시간 이후, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 미만이 된 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드에서 상기 양극성 스위칭 모드로 전환하여 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(140)는, 상기 기준 시간 이후, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 중, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 미만이 된 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드에서 상기 양극성 스위칭 모드로 전환하여 제어할 수 있다.
상술한 바와 같은 실시 예에 따른 상기 제어장치(100)의 구체적인 적용 예는, 도 14에 도시된 바와 같을 수 있다.
도 14는 상기 모터(210)의 초기 기동 제어의 예시 순서를 나타낸 것으로, 상기 제어장치(100)는 도 14에 도시된 바와 같이 상기 모터(210)의 초기 기동을 제어하게 될 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이 상기 제어장치(100)는, 상기 모터(210)의 기동을 시작한 후, 상기 기동 시간 및 상기 기준 시간을 비교(P1)하고, 비교 결과 상기 기동 시간이 상기 기준 시간 미만인 경우, 즉 상기 모터(210)의 초기 기동에 해당하는 경우, 상기 양극성 스위칭 모드로 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 제어(P2)할 수 있다.
이후, 상기 압축기(200)의 스트로크를 기준 값과 비교(P3)하여, 비교 결과 상기 스트로크가 상기 기준 값 미만인 경우, 상기 모터 전압 및 상기 스트로크를 증가(P4)시키고, 상기 스트로크가 상기 기준 값 이상인 경우, 상기 기동 시간을 상기 기준 시간과 비교하여, 상기 모터(210)의 초기 기동 여부를 판단할 수 있다.
상기 기동 시간 및 상기 기준 시간을 비교(P1)한 결과, 상기 기동 시간이 상기 기준 시간 이상인 경우, 즉 상기 모터(210)의 초기 기동이 완료된 경우, 상기 모터 전압 및 상기 기준 전압을 비교하거나, 또는 상기 모터 전류 및 상기 기준 전류를 비교(P5)하여, 비교 결과에 따라 상기 단극성 스위칭 모드 또는 상기 양극성 스위칭 모드로 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 제어(P6 또는 P6')할 수 있다.
상기 모터 전압 및 상기 기준 전압을 비교하거나, 또는 상기 모터 전류 및 상기 기준 전류를 비교(P5)하여, 비교 결과 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 이상이거나, 또는 상기 모터 전류가 상기 기준 전류 이상인 경우, 상기 단극성 스위칭 모드로 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 제어(P6)하고, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 미만이거나, 또는 상기 모터 전류가 상기 기준 전류 미만인 경우, 상기 양극성 스위칭 모드로 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 제어(P6')하고, 이후, 기저장된 제어 로직에 따라 상기 모터(210)를 제어(P7)할 수 있다.
[압축기 제어방법]
이하, 도 15를 추가로 참조하여 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치의 압축기 제어방법의 실시 예를 설명하되, 앞서 [압축기 제어장치]에서 설명한 내용과 중복되는 부분은 가급적 생략하고, 상기 제어방법의 실시 예의 설명에 필요한 부분만 재차 인용하여 설명한다.
도 15는 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치의 압축기 제어방법의 순서를 나타낸 순서도이다.
본 명세서에 개시된 압축기 제어장치의 압축기 제어방법은, 압축기를 제어하는 제어장치, 압축기를 이용하는 모든 전자기기 및 이의 제어장치, 또는 이의 제어방법에 적용될 수 있다. 예를 들어, 압축기를 포함하는 냉장고, 공기조화기, 또는 이의 제어장치 또는 이의 제어방법에 적용될 수 있다. 특히, 초소형 리니어 압축기의 모터의 기동을 제어하는 제어장치, 또는 제어방법에 유용하게 적용되어 실시될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치의 제어방법은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 기존의 모든 압축기의 제어장치, 압축기의 제어방법, 모터 제어장치 및 모터 제어방법에도 적용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 압축기 제어장치의 압축기 제어방법(이하, 제어방법이라 칭한다), 압축기의 모터를 제어하는 제어방법을 의미한다.
이를테면, 압축기의 모터를 제어하는 인버터 장치의 제어방법일 수 있다.
여기서, 상기 인버터 장치는, 상기 압축기 또는 상기 모터에 내장되거나, 또는 별개의 구성으로 이루어져 상기 모터를 제어하는 제어모듈을 의미할 수 있다.
상기 제어방법은, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 외부 전원(10)으로부터 입력된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 입력부(110), 상기 직류 전원을 압축기(200)의 모터(210)에 인가하기 위한 구동 전원으로 변환하여 상기 모터(210)에 인가하는 복수의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)를 포함하는 인버터부(120), 상기 모터(210)에 인가되는 모터 전류가 감지되는 감지부(130) 및 상기 감지부(130)에서 상기 모터 전류를 감지하고, 감지 결과를 근거로 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 제어하여 상기 모터(210)의 기동을 제어하는 제어부(140)를 포함하는 압축기 제어장치(100)의 제어방법으로, 상기 제어장치(100)에 적용된다.
즉, 상기 제어방법이 적용되는 제어장치(100)는, 앞서 설명한 상기 제어장치(100)일 수 있다.
상기 제어방법은, 상기 모터(210)의 초기 기동을 제어하는 방법일 수 있다.
상기 제어방법은, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 모터(210)에 상기 구동 전원을 인가하여 상기 모터(210)를 기동시키는 단계(S10), 기설정된 기준 시간 동안, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 양극성 스위칭 모드(Bipolar PWM Switching Mode)로 제어하는 단계(S20) 및 상기 기준 시간 이후, 상기 모터(210)의 기동 상태에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 단극성 스위칭 모드(Unipolar PWM Switching Mode)로 제어하는 단계(S30)를 포함한다.
상기 제어방법은, 상기 제어장치(100)의 상기 제어부(140)에 의해 수행될 수 있다.
상기 제어방법의 구체적인 초기 기동 제어 적용 예는, 도 14에 도시된 바와 같은 순서로 이루어질 수 있다.
상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S20)는, 상기 모터(210)의 초기 기동 제어에 해당하는 단계(P1 내지 P4)일 수 있다.
상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S20)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 모터(210)의 기동 시간을 상기 기준 시간과 비교하여, 상기 기동 시간이 상기 기준 시간 이상이 될 때까지, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어(P1 내지 P4)할 수 있다.
상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S20)는, 상기 기준 시간 동안, 상기 모터에 인가되는 모터 전압을 증가시킬 수 있다.
즉, 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S20)는, 상기 기준 시간 동안, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어하며 상기 모터(210)에 인가되는 모터 전압을 증가시킬 수 있다.
상기 기준 시간은, 상기 모터(210)의 기동 중 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 제어할 필요가 있는 시간으로, 이를테면 상기 모터(210)의 기동이 시작(S10)되어 초기 기동이 이루어지는 초기 기동 시간일 수 있다.
상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S20)는, 상기 기준 시간 동안, 상기 모터(210)에 인가되는 상기 모터 전압을 상기 기준 전압 이상이 될 때까지 증가시킬 수 있다.
상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S20)는 또한, 상기 기준 시간 동안, 상기 압축기(200)의 스트로크를 기준 값 이상이 될 때까지 증가시킬 수 있다.
상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터(210)의 초기 기동 이후, 즉 초기 기동 완료 후 제어에 해당하는 단계(P5 내지 P7)일 수 있다.
상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터 전류를 기설정된 기준 전류와 비교하거나, 또는 상기 모터 전압을 기설정된 기준 전압과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B) 또는 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어하여, 상기 모터(210)를 제어하기 위한 제어 로직을 실행(P5 내지 P7)할 수 있다.
상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 감지부(130)에서 감지되는 상기 모터 전류 및 상기 기준 전류를 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B) 또는 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어할 수 있다.
상기 기준 전류는, 상기 모터 전류의 정확한 감지가 이루어질 수 있는 최소 감지 전류 기준을 의미할 수 있다.
상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터 전류가 상기 기준 전류 미만인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 유지하여 제어할 수 있다.
즉, 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 상기 기동 시간 이후, 즉 상기 모터(210)의 초기 기동 완료 후, 상기 모터 전류가 최소 감지 전류 기준 미만인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 유지하여 제어하여, 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 감지되도록 제어하게 될 수 있다.
상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터 전류가 상기 기준 전류 이상으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 전환하여 제어할 수 있다.
즉, 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 상기 기동 시간 이후, 즉 상기 모터(210)의 초기 기동 완료 후, 상기 모터 전류가 최소 감지 전류 기준 이상인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)에서 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 전환하여 제어하여, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 손실이 저감되도록 제어하게 될 수 있다.
상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어하는 중, 상기 모터 전류가 상기 기준 전류 미만으로 감지되는 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 전환하여 제어할 수 있다.
상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 모터(210)에 인가되는 상기 모터 전압과 상기 기준 전압을 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B) 또는 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어할 수 있다.
상기 기준 전압은, 상기 모터(210)의 초기 기동 이후 상기 모터(210)의 기동이 유지될 수 있는 최소 전압 기준, 또는 상기 모터 전류의 정확한 감지가 이루어질 수 있게 되는 최소 전압 기준을 의미할 수 있다.
상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 미만인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 유지하여 제어할 수 있다.
즉, 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 상기 기동 시간 이후, 즉 상기 모터(210)의 초기 기동 완료 후, 상기 모터 전압이 최소 전압 기준 미만인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 유지하여 제어하여, 상기 모터 전류가 감지가 가능한 크기로 감지되도록 제어하게 될 수 있다.
상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 이상인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 전환하여 제어할 수 있다.
즉, 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 상기 기동 시간 이후, 즉 상기 모터(210)의 초기 기동 완료 후, 상기 모터 전압이 최소 전압 기준 이상인 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)에서 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 전환하여 제어하여, 상기 스위칭 소자(SW)의 스위칭 손실이 저감되도록 제어하게 될 수 있다.
상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계(S30)는, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드(U)로 제어하는 중, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 미만이 된 경우, 상기 스위칭 소자(SW)의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드(B)로 전환하여 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법은, 모터의 기동 상태에 따라 스위칭 소자의 스위칭 동작을 양극성 스위칭 모드 또는 단극성 스위칭 모드로 제어함으로써, 모터의 기동 상태에 따른 적절하고 효율적으로 스위칭 소자의 동작 제어가 이루어질 수 있게 된다.
특히, 모터의 초기 기동 시 양극성 스위칭 모드로 스위칭 소자의 동작을 제어하여 모터 전류가 감지 가능한 크기로 감지되도록 함으로써, 모터 전류의 감지가 어려운 초기 기동 시에도 모터 전류의 감지가 정확하고 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
이에 따라, 기동 제어시의 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있음은 물론, 모터 제어의 전반에 걸쳐 정확한 모터 전류의 감지가 이루어짐으로써 모터의 제어가 정확하게 이루어지게 될 수 있고, 또한, 모터의 초기 기동 시 양극성 스위칭 모드로 스위칭 소자의 동작을 제어함으로써, 인버터의 제어를 위한 PWM 제어신호의 최소 듀티비 설정에 따른 전압 불안정의 제약을 개선할 수 있게 됨은 물론, 모터의 초기 기동 완료 후 단극성 스위칭 모드로 스위칭 소자의 동작을 제어함으로써, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따른 불필요한 스위칭 손실을 저감시키게 될 수 있게 된다.
결과적으로, 본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법은, 이상에서 설명한 바와 같은 실시 예들을 통해 상술한 바와 같은 효과를 기대할 수 있고, 본 발명의 과제를 해결할 수 있다.
본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법의 실시 예들은, 상술한 실시 예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시 예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하지 않는다.
본 명세서에 개시된 압축기 제어장치 및 이의 압축기 제어방법의 실시 예들은, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 기존의 모든 압축기의 제어장치, 압축기의 제어방법, 모터 제어장치 및 모터 제어방법에 개별 또는 조합된 형태로 적용되어 실시될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 외부 전원 100: 압축기 제어장치
110: 입력부 111: 정류부 112: 평활부
120: 인버터부 130: 감지부 140: 제어부
200: 압축기 210: 모터

Claims (20)

  1. 외부 전원과 연결되어, 상기 외부 전원으로부터 입력된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 입력부;
    상기 입력부 및 압축기의 모터와 연결되어, 상기 직류 전원을 상기 모터에 인가하기 위한 구동 전원으로 변환하여 상기 모터에 인가하는 복수의 스위칭 소자를 포함하는 인버터부;
    상기 입력부 및 상기 인버터부 사이에 연결되어, 상기 모터에 인가되는 모터 전류가 감지되는 감지부; 및
    상기 감지부에서 상기 모터 전류를 감지하여, 감지 결과를 근거로 상기 스위칭 소자의 동작을 제어하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호를 상기 스위칭 소자에 인가하여 상기 스위칭 소자의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 모터의 기동 상태에 따라 상기 스위칭 소자의 동작을 양극성 스위칭 모드(Bipolar PWM Switching Mode) 또는 단극성 스위칭 모드(Unipolar PWM Switching Mode)로 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터의 기동이 시작된 후 기설정된 기준 시간 동안,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기준 시간 이후,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지부에서 감지되는 상기 모터 전류가 기설정된 기준 전류 미만으로 감지되는 경우,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터 전류가 상기 기준 전류 이상으로 감지되는 경우,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터에 인가되는 모터 전압이 기설정된 기준 전압 미만인 경우,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터 전압이 상기 기준 전압 이상인 경우,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터의 기동이 시작된 후 기설정된 기준 시간 동안,
    상기 모터에 인가되는 모터 전압이 증가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기준 시간 동안,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 제어하고,
    상기 기준 시간 이후,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드에서 상기 단극성 스위칭 모드로 전환하여 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기준 시간 이후,
    상기 모터 전압이 상기 기준 전압 미만이 된 경우,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드에서 상기 양극성 스위칭 모드로 전환하여 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  11. 외부 전원으로부터 입력된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 입력부;
    상기 직류 전원을 압축기의 모터에 인가하기 위한 구동 전원으로 변환하여 상기 모터에 인가하는 복수의 스위칭 소자를 포함하는 인버터부;
    상기 모터에 인가되는 모터 전류가 감지되는 감지부; 및
    상기 감지부에서 상기 모터 전류를 감지하고, 감지 결과를 근거로 상기 스위칭 소자의 동작을 제어하여 상기 모터의 기동을 제어하는 제어부;를 포함하는 압축기 제어장치의 압축기 제어방법에 있어서,
    상기 모터에 상기 구동 전원을 인가하여 상기 모터를 기동시키는 단계;
    기설정된 기준 시간 동안, 상기 스위칭 소자의 동작을 양극성 스위칭 모드(Bipolar PWM Switching Mode)로 제어하는 단계; 및
    상기 기준 시간 이후, 상기 모터의 기동 상태에 따라 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 단극성 스위칭 모드(Unipolar PWM Switching Mode)로 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 양극성 스위칭 모드로 제어하는 단계는,
    상기 기준 시간 동안, 상기 모터에 인가되는 모터 전압을 증가시키는 것을 특징으로 하는 압축기 제어방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계는,
    상기 감지부에서 감지되는 상기 모터 전류 및 기설정된 기준 전류를 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계는,
    상기 모터 전류가 상기 기준 전류 미만으로 감지되는 경우,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 유지하여 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계는,
    상기 모터 전류가 상기 기준 전류 이상으로 감지되는 경우,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 전환하여 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계는,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 중, 상기 모터 전류가 상기 기준 전류 미만으로 감지되는 경우,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 전환하여 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계는,
    상기 모터에 인가되는 모터 전압과 기설정된 기준 전압을 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드 또는 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계는,
    상기 모터 전압이 상기 기준 전압 미만인 경우,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 유지하여 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계는,
    상기 모터 전압이 상기 기준 전압 이상인 경우,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 전환하여 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 단계는,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 단극성 스위칭 모드로 제어하는 중, 상기 모터 전압이 상기 기준 전압 미만이 된 경우,
    상기 스위칭 소자의 동작을 상기 양극성 스위칭 모드로 전환하여 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어방법.
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