WO2022092572A1 - 모터 및 히터 구동 복합 회로 및 그 제어 시스템 - Google Patents

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김민식
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김태완
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안경원
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    • H02P2205/03—Power loop, i.e. comparison of the motor power with a power reference

Definitions

  • the present invention relates to a control circuit, and more particularly, to a motor and heater driving complex circuit capable of controlling a three-phase motor and a heater individually or simultaneously, and a control system thereof.
  • products using a three-phase motor such as a vehicle engine cooling fan or an electric compressor, use six switching elements.
  • three switching elements for control are required for driving, and typically one to three switch elements for protection are also required.
  • a conventional three-phase motor circuit consists of a high voltage side switching unit 13 , a low voltage side switching unit 14 , and a three-phase motor 15 .
  • a conventional heater circuit consists of a heater switch 1 , a relay 3 and a contact 6 , and in the prior art 3 The phase motor and heater were individually circuited and controlled individually.
  • the controller size can be configured to be small, but there is a problem that individual protection of the heating element is not possible. .
  • the controller size can be configured to be small, but there is a problem that individual protection of the heating element is not possible.
  • a minimum of 10 and a maximum of 12 switching elements were used, causing an increase in cost and size of the controller.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a motor and heater driving complex circuit capable of controlling a heater by using a switching element of the motor circuit, and a system thereof.
  • the motor and heater driving complex circuit according to the present invention is connected to one end of each of the motor and the heating unit, and a first switching unit that transmits power to the motor and the heating unit, is connected to the other end of the motor to determine driving It may be characterized in that it comprises a second switching unit and a third switching unit connected to the other end of the heating unit to determine driving.
  • the motor consists of a three-phase motor, the first switching unit, the second switching unit, and the third switching unit each include three switches, and the heating part includes three heating elements.
  • the motor consists of a three-phase motor, the first switching unit, the second switching unit, and the third switching unit each include three switches, and the heating part includes three heating elements.
  • the motor and heater driving complex circuit control system is connected to one end of each of the motor and the heat generating unit, and a first switching unit that transmits power to the motor and the heat generating unit, and is connected to the other end of the motor to drive
  • a motor and heater driving complex circuit comprising a second switching unit to determine and a third switching unit connected to the other end of the heating unit to determine driving and connected to the motor and heater driving complex circuit, the motor and heater driving complex circuit It may be characterized in that it comprises a controller for controlling the.
  • the controller turns on all switches of the first switching unit and all switches of the second switching unit, and controls the first switching unit and the second switching unit using the SVPWM technique.
  • the controller sets a power control output value, turns on all switches of the third switching unit, and when the PWM duty of the third switching unit is the same as the power control output value, the first It may be characterized in that all switches of the switching unit are turned on.
  • the controller turns on all switches of the first switching unit and all switches of the second switching unit, and compares the PWM duty applied to each switch of the first switching unit, It may be characterized in that the switch of the third switching unit connected to the switch to which the largest PWM duty is applied is turned on.
  • the controller may control to apply the PWM duty of the third switching unit as the reference duty value.
  • the reference duty value may be 0.5.
  • the motor may be characterized in that it is applied to any one of a cooling fan, a compressor, or a blower.
  • the first switching unit is commonly used for the operation of the motor and the operation of the heater, thereby reducing the number of switches required than when the motor circuit and the heater circuit are respectively formed. Therefore, the size of the controller that controls the motor and heater can be reduced, the manufacturing cost can be lowered, and the heating element can be individually protected.
  • FIG. 5 is a flowchart of a heater operation control according to the present invention.
  • the motor and heater driving complex circuit is connected to one end of each of the motor 300 and the heating unit 400 , and power is supplied to the motor 300 and the heating unit 400 .
  • the first switching unit 100 is configured to include at least one switch (switch element) and is commonly used for motor control and heater control.
  • the second switching unit 200 is configured to include at least one switch and is used for motor control.
  • the motor 300 is configured to be connected between the first switching unit 100 and the second switching unit 200, and may be applied to any one of a cooling fan, a compressor, and a blower.
  • the heat generating unit 400 is configured to be connected between the first switching unit 100 and the third switching unit 500 , and may be of a resistance type, and serves as a heat source of the heater.
  • the third switching unit 500 is configured to include at least one switch and is used for heater protection and heater control.
  • the first switching unit 100 is commonly used for the operation of the motor and the operation of the heater, thereby reducing the number of switches required than when the motor circuit and the heater circuit are respectively formed. Therefore, it is possible to reduce the size of the controller that controls the motor and heater, and there is an effect of lowering the manufacturing cost.
  • the motor 300 is composed of a three-phase motor, and the first switching unit 100 , the second switching unit 200 and the third switching unit 500 each include three switches. and the heating unit 400 may be characterized in that it includes three heating elements.
  • the motor 300 is a three-phase motor, and the first switching unit 100 and the second switching unit 200 are each connected to a three-phase motor.
  • the heat generating unit 400 includes three heating elements respectively connected to the three switches of the first switching unit 100, and the third switching unit 500 includes three heating elements. It may include three switches connected to each.
  • the motor and heater driving complex circuit control system is connected to one end of each of the motor 300 and the heating unit 400 , and transmitting power to the motor 300 and the heating unit 400 .
  • the first switching unit 100 is configured to include at least one switch (switch element) and is commonly used for motor control and heater control.
  • the second switching unit 200 is configured to include at least one switch and is used for motor control.
  • the motor 300 is configured to be connected between the first switching unit 100 and the second switching unit 200, and may be applied to any one of a cooling fan, a compressor, and a blower.
  • the heat generating unit 400 is configured to be connected between the first switching unit 100 and the third switching unit 500 , and may be of a resistance type, and serves as a heat source of the heater.
  • the third switching unit 500 is configured to include at least one switch and is used for heater protection and heater control.
  • the controller operates the motor 300 and the heating unit 400 by controlling ON/OFF of the first switching unit 100 , the second switching unit 200 , and the third switching unit 500 . can be controlled.
  • the motor control circuit and the heater control circuit are composed of a single complex circuit, and the controller controls the motor and the circuit by connecting the motor control circuit and the heater control circuit to the complex circuit. Therefore, it is possible to reduce the number of switches required for control, thereby lowering the manufacturing cost, and reducing the size of the controller.
  • the controller when a motor operation command is input, the controller turns on all switches of the first switching unit and all switches of the second switching unit, and the first switching unit and the second switching unit using the SVPWM technique It may be characterized by controlling wealth.
  • the controller when the controller receives a motor operation command and a heater stop command through an external device such as an external operation device, the first common switch Sp1 , the second common switch Sp2 and the third common switch Sp1 formed in the first switching unit
  • the common switch Sp3 and the first motor switch Sm1, the second motor switch Sm2 and the third motor switch Sm3 formed in the second switching unit are turned on to turn on the first switching unit, the motor and the third motor switch Sm3. 2 Connect the switching parts to each other.
  • the controller controls the switches of the first switching unit and the second switching unit using the SVPWM technique until a motor stop command is input, and when the motor stop command is input, the switch of the first switching unit and the second switch 2 Turn off the switch of the switching part to stop the operation of the motor.
  • the controller sets a power control output value (Vpc_out), then turns on all switches of the third switching unit, and the PWM duty (Vhpwm) of the third switching unit is the When it is equal to the power control output value Vpc_out, all switches of the first switching unit may be turned on.
  • the controller sets the power control output value Vpc_out and then the first heater switch Sh1 formed in the third switching unit , the second heater switch Sh2 and the third heater switch Sh3 are turned on to connect the heating unit and the third switching unit to each other, and the PWM duty Vhpwm of the third switching unit is set to a power control output value (Vpc_out)
  • Vpc_out a power control output value
  • the first common switch (Sp1), the second common switch (Sp2) and the third common switch (Sp3) formed in the first switching unit are turned on to turn on the first switching unit, the heating element and the third
  • the heater is operated by connecting the switching units to each other.
  • the controller turns off the switch of the first switching unit and the switch of the third switching unit to stop the operation of the heater.
  • the controller turns on all switches of the first switching unit and all switches of the second switching unit, and the PWM duty applied to each switch of the first switching unit may be compared, and the switch (Shn) of the third switching unit connected to the switch to which the largest PWM duty is applied is turned on.
  • the first common switch Sp1 , the second common switch Sp2 and the third common switch formed in the first switching unit (Sp3) and the first motor switch (Sm1), the second motor switch (Sm2) and the third motor switch (Sm3) formed in the second switching unit are turned on to turn on the first switching unit, the motor and the second switching unit
  • the parts are connected to each other to operate the motor.
  • the control unit compares the first common PWM (Vp_pwm1), the second common PWM (Vp_pwm2), and the third common PWM (Vp_pwm3), which are the PWM duties of each of the switches formed in the first switching unit, to obtain the largest PWM duty (Vp_pwm_max) In order to select a switch of the first switching unit having ) to turn on the heater. At this time, since the switch of the first switching unit having the largest PWM duty Vp_pwm_max is changed periodically, the switch Shn of the third switching unit is also changed periodically.
  • the controller includes a first common switch Sp1 , a second common switch Sp2 , and a third common switch Sp3 formed in the first switching unit, and the second The first motor switch Sm1, the second motor switch Sm2, and the third motor switch Sm3 formed in the switching unit, as well as the first heater switch Sh1 and the second heater switch Sh2 formed in the third switching unit ) and the third heater switch (Sh3) are turned off to stop the operation of the motor and the heater.
  • the controller when the power control output value exceeds the reference duty value, the controller may be characterized in that the control by applying the PWM duty of the third switching unit as a reference duty value. When the power control output value does not exceed the reference duty value, the controller applies the same PWM duty as the power control output value of the third switching unit to control the heater power.
  • the controller may perform power control of the heater while turning on/off the third switching unit with a duty limit value.
  • the reference duty value may be 0.5. That is, the controller controls the power of the heater by specifying the reference duty value as 0.5.
  • the reason for selecting the reference duty value as 0.5 is that the PWM duty is continuously variable in the case of SVPWM and increases or decreases based on 0.5. This is to perform maximum power control of the heater because it has a value of 0.5 or more among the three-phase PWM duty.
  • the motor may be applied to any one of a cooling fan, a compressor, or a blower. That is, the motor mounted on the cooling fan, the compressor, or the blower may be applied as the motor, and the operation may be controlled by the controller.

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Abstract

본 발명은 제어 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3상 모터와 히터를 각각 또는 동시에 제어가 가능한 모터 및 히터 구동 복합 회로 및 그 제어 시스템에 관한 것이다. 상기한 목적을 이루기 위해 본 발명에 따른 모터 및 히터 구동 복합 회로는 모터 및 발열부 각각의 일단에 연결되고, 상기 모터와 상기 발열부에 전원을 전달하는 제1 스위칭부, 상기 모터의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제2 스위칭부 및 상기 발열부의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제3 스위칭부를 포함하여 이루어지는것을 특징으로 할 수 있다.

Description

모터 및 히터 구동 복합 회로 및 그 제어 시스템
본 발명은 제어 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3상 모터와 히터를 각각 또는 동시에 제어가 가능한 모터 및 히터 구동 복합 회로 및 그 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 엔진 쿨링팬 또는 전동 컴프레서 등과 같이 3상 모터를 활용한 제품은 6개의 스위칭 소자를 사용한다. 또한, 차량용 히터의 경우에도, 3개의 발열체를 사용하면, 구동을 위해 3개의 제어용 스위칭 소자가 필요하며, 통상적으로 1개 내지 3개의 보호용 스위치 소자도 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제10-2018-0007567호를 참조하면, 도 1과 같이, 종래의 3상 모터 회로는 고전압 측 스위칭부(13), 저전압 측 스위칭부(14) 및 3상 모터(15)로 이루어졌고, 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0059060호를 참조하면, 도 2와 같이, 종래의 히터 회로는 히터 스위치(1), 릴레이(3) 및 컨텍트(6)로 이루어졌으며, 종래에는 3상 모터와 히터는 개별적으로 회로가 구성되었으며, 제어 또한 개별적으로 이루어졌다.
종래에는 보호용 스위치 소자 1개를 사용할 경우 제어기 사이즈는 작게 구성이 가능하나, 발열체 개별 보호가 불가능하다는 문제가 있었고, 보호용 스위칭 소자를 3개 사용할 경우 발열체 개별 보호는 가능하나 제어기 사이즈가 커지는 문제가 있었다. 또한, 모터와 히터 각각을 별도의 회로로 구동하였을 경우, 스위칭 소자는 최소 10개에서 최대 12개까지 사용되어, 원가 및 제어기 크기의 상승을 유발했다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 모터 회로의 스위칭 소자를 활용하여 히터를 제어할 수 있는 모터 및 히터 구동 복합 회로 및 그 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 모터 및 히터 구동 복합 회로는, 모터 및 발열부 각각의 일단에 연결되고, 상기 모터와 상기 발열부에 전원을 전달하는 제1 스위칭부, 상기 모터의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제2 스위칭부 및 상기 발열부의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제3 스위칭부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
더 나아가, 상기 모터는 3상 모터로 이루어지고, 상기 제1 스위칭부, 상기 제2 스위칭부 및 상기 제3 스위칭부는 각각 3개의 스위치를 포함하여 이루어지며, 상기 발열부는 3개의 발열체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 모터 및 히터 구동 복합 회로 제어 시스템은, 모터 및 발열부 각각의 일단에 연결되고, 상기 모터와 상기 발열부에 전원을 전달하는 제1 스위칭부, 상기 모터의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제2 스위칭부 및 상기 발열부의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제3 스위칭부를 포함하여 이루어지는 모터 및 히터 구동 복합 회로 및 상기 모터 및 히터 구동 복합 회로와 연결되고, 상기 모터 및 히터 구동 복합 회로를 제어하는 제어기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
더 나아가, 상기 제어기는 모터 작동 지령이 입력되면, 상기 제1 스위칭부의 전체 스위치 및 상기 제2 스위칭부의 전체 스위치를 ON하고, SVPWM기법을 이용하여 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 히터 작동 지령이 입력되면, 전력 제어 출력값을 설정한 후, 상기 제3 스위칭부의 전체 스위치를 ON하고, 상기 제3 스위칭부의 PWM 듀티가 상기 전력 제어 출력값과 동일하면, 상기 제1 스위칭부의 전체 스위치를 ON하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 모터 작동 지령 및 히터 작동 지령이 입력되면, 상기 제1 스위칭부의 전체 스위치 및 상기 제2 스위칭부의 전체 스위치를 ON하고, 상기 제1 스위칭부의 각 스위치에 걸리는 PWM 듀티를 비교하고, 가장 큰 PWM 듀티가 걸리는 스위치와 연결된 상기 제3 스위칭부의 스위치를 ON하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 제어기는 전력 제어 출력값이 기준 듀티값을 초과하면, 상기 제3 스위칭부의 PWM 듀티를 기준 듀티값으로 적용하는 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기준 듀티값은 0.5 인 것을 특징으로 할 수 있다.
더 나아가, 상기 모터는 냉각팬, 컴프레서 또는 송풍기 중 어느 하나에 적용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 모터 및 히터 구동 복합 회로 및 그 제어 시스템은 제1 스위칭부가 모터의 작동 및 히터의 작동에 공용으로 사용됨으로써, 모터 회로 및 히터 회로가 각각 형성될 때보다 요구되는 스위치 개수를 줄일 수 있어 모터 및 히터를 제어하는 제어기 사이즈를 줄일 수 있고, 제작단가를 낮출 수 있고, 발열체의 개별 보호가 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 모터 제어 회로
도 2는 종래의 히터 제어 회로
도 3은 본 발명에 따른 모터 및 히터 구동 복합 회로
도 4는 본 발명에 따른 모터 작동 제어 흐름도
도 5는 본 발명에 따른 히터 작동 제어 흐름도
도 6은 본 발명의 따른 모터 및 히터 작동 제어 흐름도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 모터 및 히터 구동 복합 회로는, 모터(300) 및 발열부(400) 각각의 일단에 연결되고, 상기 모터(300)와 상기 발열부(400)에 전원을 전달하는 제1 스위칭부(100), 상기 모터(300)의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제2 스위칭부(200) 및 상기 발열부(400)의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제3 스위칭부(500)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 스위칭부(100)는 적어도 하나 이상의 스위치(스위치 소자)를 포함하여 이루어지며, 모터 제어 및 히터 제어에 공용으로 사용되는 구성이다.
상기 제2 스위칭부(200)는 적어도 하나 이상의 스위치를 포함하여 이루어지며, 모터 제어용으로 사용되는 구성이다.
상기 모터(300)는 상기 제1 스위칭부(100)와 상기 제2 스위칭부(200) 사이에 연결되는 구성이며, 냉각팬, 컴프레서 또는 송풍기 중 어느 하나에 적용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 발열부(400)는 상기 제1 스위칭부(100)와 상기 제3 스위칭부(500) 사이에 연결되는 구성이며, 저항 타입으로 구성될 수 있으며, 히터의 발열원이 된다.
상기 제3 스위칭부(500)는 적어도 하나 이상의 스위치를 포함하여 이루어지며, 히터 보호 및 히터 제어용으로 사용되는 구성이다.
본 발명에 따른 모터 및 히터 구동 복합 회로는 제1 스위칭부(100)가 모터의 작동 및 히터의 작동에 공용으로 사용됨으로써, 모터 회로 및 히터 회로가 각각 형성될 때보다 요구되는 스위치 개수를 줄일 수 있어 모터 및 히터를 제어하는 제어기 사이즈를 줄일 수 있고, 제작단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
이때, 상기 모터(300)는 3상 모터로 이루어지고, 상기 제1 스위칭부(100), 상기 제2 스위칭부(200) 및 상기 제3 스위칭부(500)는 각각 3개의 스위치를 포함하여 이루어지며, 상기 발열부(400)는 3개의 발열체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 모터(300)는 3상 모터로 이루어지고, 상기 제1 스위칭부(100) 및 상기 제2 스위칭부(200)는 각각이 3상 모터에 연결되는 3개의 스위치를 포함하여 이루어지고, 상기 발열부(400)는 상기 제1 스위칭부(100)의 3개의 스위치에 각각 연결되는 3개의 발열체를 포함하고, 상기 제3 스위칭부(500)는 3개의 발열체 각각과 연결되는 3개의 스위치를 포함하여 이루어질 수 있다.
이와 같은 구성을 통하여, 발열체의 개별 보호가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 모터 및 히터 구동 복합 회로 제어 시스템은, 모터(300) 및 발열부(400) 각각의 일단에 연결되고, 상기 모터(300)와 상기 발열부(400)에 전원을 전달하는 제1 스위칭부(100), 상기 모터(300)의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제2 스위칭부(200) 및 상기 발열부(400)의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제3 스위칭부(500)를 포함하여 이루어지는 모터 및 히터 구동 복합 회로 및 상기 모터 및 히터 구동 복합 회로와 연결되고, 상기 모터 및 히터 구동 복합 회로를 제어하는 제어기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 스위칭부(100)는 적어도 하나 이상의 스위치(스위치 소자)를 포함하여 이루어지며, 모터 제어 및 히터 제어에 공용으로 사용되는 구성이다.
상기 제2 스위칭부(200)는 적어도 하나 이상의 스위치를 포함하여 이루어지며, 모터 제어용으로 사용되는 구성이다.
상기 모터(300)는 상기 제1 스위칭부(100)와 상기 제2 스위칭부(200) 사이에 연결되는 구성이며, 냉각팬, 컴프레서 또는 송풍기 중 어느 하나에 적용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 발열부(400)는 상기 제1 스위칭부(100)와 상기 제3 스위칭부(500) 사이에 연결되는 구성이며, 저항 타입으로 구성될 수 있으며, 히터의 발열원이 된다.
상기 제3 스위칭부(500)는 적어도 하나 이상의 스위치를 포함하여 이루어지며, 히터 보호 및 히터 제어용으로 사용되는 구성이다.
상기 제어기는 상기 제1 스위칭부(100), 상기 제2 스위칭부(200), 상기 제3 스위칭부(500)의 ON/OFF를 제어함으로써 상기 모터(300)와 상기 발열부(400)의 작동을 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 모터 및 히터 구동 복합 회로 제어 시스템은, 모터 제어 회로와 히터 제어 회로가 복합 단일 회로로 구성되고, 제어기가 모터 제어 회로와 히터 제어 회로가 복합 회로와 연결되어 모터 및 회로를 제어할 수 있어, 제어에 필요한 스위치 개수를 줄여 제작단가를 낮출 수 있고, 제어기 크기를 축소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제어기는 모터 작동 지령이 입력되면, 상기 제1 스위칭부의 전체 스위치 및 상기 제2 스위칭부의 전체 스위치를 ON하고, SVPWM기법을 이용하여 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 상기 제어기는 외부 조작 장치와 같은 외부 장치를 통해 모터 작동 지령 및 히터 정지 지령이 입력되면, 상기 제1 스위칭부에 형성된 제1 공용 스위치(Sp1), 제2 공용 스위치(Sp2) 및 제3 공용 스위치(Sp3)와 상기 제2 스위칭부에 형성된 제1 모터 스위치(Sm1), 제2 모터 스위치(Sm2) 및 제3 모터 스위치(Sm3)를 ON하여 상기 제1 스위칭부, 상기 모터 및 상기 제2 스위칭부를 서로 연결시킨다. 상기 제어기는 모터 중지 지령이 입력되기 전까지는 상기 제1 스위칭부의 스위치와 상기 제2 스위칭부의 스위치를 SVPWM기법을 이용하여 스위치를 제어하고, 모터 중지 지령이 입력되면 상기 제1 스위칭부의 스위치와 상기 제2 스위칭부의 스위치를 OFF하여 모터의 작동을 정지시킨다.
도 5를 참조하면, 상기 제어기는 히터 작동 지령이 입력되면, 전력 제어 출력값(Vpc_out)을 설정한 후, 상기 제3 스위칭부의 전체 스위치를 ON하고, 상기 제3 스위칭부의 PWM 듀티(Vhpwm)가 상기 전력 제어 출력값(Vpc_out)과 동일하면, 상기 제1 스위칭부의 전체 스위치를 ON하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 상기 제어기는 외부 조작 장치와 같은 외부 장치를 통해 모터 정지 지령 및 히터 작동 지령이 입력되면, 전력 제어 출력값(Vpc_out)을 설정한 후에, 상기 제3 스위칭부에 형성된 제1 히터 스위치(Sh1), 제2 히터 스위치(Sh2) 및 제3 히터 스위치(Sh3)를 ON하여 상기 발열부와 상기 제3 스위칭부를 서로 연결시키고, 상기 제3 스위칭부의 PWM 듀티(Vhpwm)가 설정된 전력 제어 출력값(Vpc_out)과 동일해지면, 상기 제1 스위칭부에 형성된 제1 공용 스위치(Sp1), 제2 공용 스위치(Sp2) 및 제3 공용 스위치(Sp3)를 ON하여, 상기 제1 스위칭부, 상기 발열체 및 상기 제3 스위칭부를 서로 연결하여 히터를 작동시킨다. 상기 제어기는 히터 정지 지령이 입력되면 상기 제1 스위칭부의 스위치와 상기 제3 스위칭부의 스위치를 OFF하여 히터의 작동을 정지시킨다.
도 6을 참조하면, 상기 제어기는 모터 작동 지령 및 히터 작동 지령이 입력되면, 상기 제1 스위칭부의 전체 스위치 및 상기 제2 스위칭부의 전체 스위치를 ON하고, 상기 제1 스위칭부의 각 스위치에 걸리는 PWM 듀티를 비교하고, 가장 큰 PWM 듀티가 걸리는 스위치와 연결된 상기 제3 스위칭부의 스위치(Shn)를 ON하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어기는 외부 조작 장치와 같은 외부 장치를 통해 모터 작동 지령 및 히터 작동 지령이 입력되면, 상기 제1 스위칭부에 형성된 제1 공용 스위치(Sp1), 제2 공용 스위치(Sp2) 및 제3 공용 스위치(Sp3)와 상기 제2 스위칭부에 형성된 제1 모터 스위치(Sm1), 제2 모터 스위치(Sm2) 및 제3 모터 스위치(Sm3)를 ON하여 상기 제1 스위칭부, 상기 모터 및 상기 제2 스위칭부를 서로 연결하여 모터를 작동시킨다. 상기 제어부는 상기 제1 스위칭부에 형성된 스위치 각각의 PWM 듀티인 제1 공용 PWM(Vp_pwm1), 제2 공용 PWM(Vp_pwm2) 및 제3 공용 PWM(Vp_pwm3)를 비교하여, 가장 큰 PWM 듀티(Vp_pwm_max)를 갖는 상기 제1 스위칭부의 스위치를 선정하고, 가장 큰 PWM 듀티(Vp_pwm_max)를 갖는 상기 제1 스위칭부의 스위치에 연결된 발열체를 발열시키기 위하여, 해당 발열체와 연결되는 상기 제3 스위칭부의 해당하는 스위치(Shn)를 ON하여 히터를 작동시킨다. 이때, 가장 큰 PWM 듀티(Vp_pwm_max)를 갖는 상기 제1 스위칭부의 스위치가 주기적으로 변화하기 때문에 상기 제3 스위칭부의 스위치(Shn)도 주기적으로 변화된다.
이후, 상기 제어기는 모터 정지 지령 및 히터 정지 지령이 입력되면, 상기 제1 스위칭부에 형성된 제1 공용 스위치(Sp1), 제2 공용 스위치(Sp2) 및 제3 공용 스위치(Sp3), 상기 제2 스위칭부에 형성된 제1 모터 스위치(Sm1), 제2 모터 스위치(Sm2) 및 제3 모터 스위치(Sm3)는 물론 상기 제3 스위칭부에 형성된 제1 히터 스위치(Sh1), 제2 히터 스위치(Sh2) 및 제3 히터 스위치(Sh3)를 OFF하여 모터 및 히터의 작동을 중지한다.
또한, 상기 제어기는 전력 제어 출력값이 기준 듀티값을 초과하면, 상기 제3 스위칭부의 PWM 듀티를 기준 듀티값으로 적용하여 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 제어기는 전력 제어 출력값이 기준 듀티값을 초과하지 않으면, 상기 제3 스위칭부의 PWM 듀티를 전력 제어 출력값과 동일하게 적용하여 히터 전력 제어를 수행한다.
즉, 상기 제어기는 듀티 제한치를 두고 상기 제3 스위칭부를 ON/OFF 하면서 히터의 전력 제어를 수행할 수 있다.
이때, 상기 기준 듀티값은 0.5 인 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 상기 제어기는 상기 기준 듀티값을 0.5로 지정하여, 히터의 전력을 제어하는데, 상기 기준 듀티값을 0.5로 선정하는 이유는 SVPWM의 경우 PWM 듀티가 지속적으로 가변하는데 0.5 기준으로 증감을 하기 때문에 3상의 PWM 듀티 중 무조건 0.5 이상의 값은 가지게 되므로 히터의 최대 전력 제어를 수행하기 위함이다.
도시되지는 않았지만, 상기 모터는 냉각팬, 컴프레서 또는 송풍기 중 어느 하나에 적용되는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 상기 냉각팬, 컴프레서 또는 송풍기에 장착되는 모터는 상기 모터로 적용되어, 상기 제어기에 의해 작동이 제어될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
[부호의 설명]
P : 전원
100 : 제1 스위칭부
200 : 제2 스위칭부
300 : 모터
400 : 발열부
500 : 제3 스위칭부

Claims (9)

  1. 모터 및 발열부 각각의 일단에 연결되고, 상기 모터와 상기 발열부에 전원을 전달하는 제1 스위칭부;
    상기 모터의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제2 스위칭부; 및
    상기 발열부의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제3 스위칭부;
    를 포함하여 이루어지는 모터 및 히터 구동 복합 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모터는,
    3상 모터로 이루어지고,
    상기 제1 스위칭부, 상기 제2 스위칭부 및 상기 제3 스위칭부는,
    각각 3개의 스위치를 포함하여 이루어지며,
    상기 발열부는,
    3개의 발열체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 및 히터 구동 복합 회로.
  3. 모터 및 발열부 각각의 일단에 연결되고, 상기 모터와 상기 발열부에 전원을 전달하는 제1 스위칭부, 상기 모터의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제2 스위칭부 및 상기 발열부의 타단에 연결되어 구동을 결정하는 제3 스위칭부를 포함하여 이루어지는 모터 및 히터 구동 복합 회로; 및
    상기 모터 및 히터 구동 복합 회로와 연결되고, 상기 모터 및 히터 구동 복합 회로를 제어하는 제어기;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 및 히터 구동 복합 회로 제어 시스템.
  4. 제 3항에 있어서 상기 제어기는,
    모터 작동 지령이 입력되면, 상기 제1 스위칭부의 전체 스위치 및 상기 제2 스위칭부의 전체 스위치를 ON하고, SVPWM기법을 이용하여 상기 제1 스위칭부 및 상기 제2 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 및 히터 구동 복합 회로 제어 시스템.
  5. 제 3항에 있어서 상기 제어기는,
    히터 작동 지령이 입력되면, 전력 제어 출력값을 설정한 후, 상기 제3 스위칭부의 전체 스위치를 ON하고, 상기 제3 스위칭부의 PWM 듀티가 상기 전력 제어 출력값과 동일하면, 상기 제1 스위칭부의 전체 스위치를 ON하는 것을 특징으로 하는 모터 및 히터 구동 복합 회로 제어 시스템.
  6. 제 3항에 있어서 상기 제어기는,
    모터 작동 지령 및 히터 작동 지령이 입력되면, 상기 제1 스위칭부의 전체 스위치 및 상기 제2 스위칭부의 전체 스위치를 ON하고, 상기 제1 스위칭부의 각 스위치에 걸리는 PWM 듀티를 비교하고, 가장 큰 PWM 듀티가 걸리는 스위치와 연결된 상기 제3 스위칭부의 스위치를 ON하는 것을 특징으로 하는 모터 및 히터 구동 복합 회로 제어 시스템.
  7. 제 6항에 있어서 상기 제어기는,
    전력 제어 출력값이 기준 듀티값을 초과하면, 상기 제3 스위칭부의 PWM 듀티를 기준 듀티값으로 적용하는 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 및 히터 구동 복합 회로 제어 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 기준 듀티값은 0.5 인 것을 특징으로 하는 모터 및 히터 구동 복합 회로 제어 시스템.
  9. 제 3항에 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서 상기 모터는,
    냉각팬, 컴프레서 또는 송풍기 중 어느 하나에 적용되는 것을 특징으로 하는 모터 및 히터 구동 복합 회로 제어 시스템.
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