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KR101856695B1 - 프로그래머블 오버 드라이빙 회로를 탑재한 구동 장치 - Google Patents

프로그래머블 오버 드라이빙 회로를 탑재한 구동 장치 Download PDF

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KR101856695B1
KR101856695B1 KR1020160168553A KR20160168553A KR101856695B1 KR 101856695 B1 KR101856695 B1 KR 101856695B1 KR 1020160168553 A KR1020160168553 A KR 1020160168553A KR 20160168553 A KR20160168553 A KR 20160168553A KR 101856695 B1 KR101856695 B1 KR 101856695B1
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KR
South Korea
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voltage
unit
programmable
voltage application
overdriving
Prior art date
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KR1020160168553A
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English (en)
Inventor
김종호
조규철
박영식
Original Assignee
현대오트론 주식회사
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Publication date
Application filed by 현대오트론 주식회사 filed Critical 현대오트론 주식회사
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치는, 프로그래머블 오버 드라이빙부를 포함하는 마이크로컨트롤러 유닛; 모터에 전류를 공급하는 구동 스위치부; 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 PWM 신호를 수신하고, 상기 PWM 신호에 기초하여 상기 구동 스위치부에 구동 신호를 인가하는 구동부를 포함하며, 상기 프로그래머블 오버 드라이빙부는 상기 PWM 신호를 상기 PWM 신호의 각 펄스가 제 1 전압 및 상기 제 1 전압 보다 낮은 제 2 전압을 가지도록 생성할 수 있다.

Description

프로그래머블 오버 드라이빙 회로를 탑재한 구동 장치{An Driving Device with A Programmable Over Driving Circuit}
본 발명은 프로그래머블 오버 드라이빙 회로를 탑재한 구동 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 모터, 솔레노이드 밸브 등 차량용 제어기에 프로그래머블 오버 드라이빙을 적용하여 응답속도를 향상시키는 오버 드라이빙 구동 장치에 관한 것이다.
자동차의 전자화가 진전되면서, 자동차의 부품을 이루는 전자 제어 장치의 수와 이들이 가지는 역할이 나날이 증가하고 있다. 최근 고급차에는 전자 제어 장치들이 더욱 많이 장착되는 경향을 보이고 있다. 이러한 전자식 제어 장치에서는 차량 및 탑승 인원의 안전을 위하여 빠른 응답 속도가 필수적이다.
한편, 기존에 빠른 응답 속도를 필요로 하는 회로들, 예컨대, LCD 등 타 기술 분야의 회로들에서는 응답 속도의 향상을 위하여 오버 드라이빙 회로들이 많이 적용되어 있으나, 차량용 구동 장치에는 이러한 오버드라이빙 회로들이 아직 미적용되어 있다.
본 발명은 상술한 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따르면, 차량의 구동에 필요한 출력전압 특성 조절을 통해 응답속도를 향상시키는 프로그래머블 오버 드라이빙 회로를 탑재한 차량용 구동 장치가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치는, 프로그래머블 오버 드라이빙부를 포함하는 마이크로컨트롤러 유닛; 모터에 전류를 공급하는 구동 스위치부; 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 PWM 신호를 수신하고, 상기 PWM 신호에 기초하여 상기 구동 스위치부에 구동 신호를 인가하는 구동부를 포함하며, 상기 프로그래머블 오버 드라이빙부는 상기 PWM 신호를 상기 PWM 신호의 각 펄스가 제 1 전압 및 상기 제 1 전압 보다 낮은 제 2 전압을 가지도록 생성할 수 있다.
이 경우, 상기 프로그래머블 오버 드라이빙부는 복수의 저항 및 어드레싱부를 포함하는 프로그래머블 저항 어레이 및 풀다운 저항을 포함하는 전압 인가부를 포함하며, 상기 어드레싱부는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 어드레싱 신호를 받아서 상기 복수의 저항에 기초하여 상기 프로그래머블 저항 어레이의 저항값을 변하게 하며, 상기 전압 인가부는 상기 프로그래머블 저항 어레이와 상기 풀다운 저항의 분압 전압을 출력할 수 있다.
또한, 상기 프로그래머블 오버드라이빙부는 제 1 전압 인가부 및 제 2 전압 인가부를 포함하며, 상기 제 1 전압 인가부는 제 1 전압 인가 인에이블 스위치 및 제 1 풀다운 저항을 포함하고, 상기 제 2 전압 인가부는 제 2 전압 인가 인에이블 스위치, 제 2 풀다운 저항 및 프로그래머블 저항 어레이를 포함하며, 제 1 전압 인가 인에이블 스위치 및 상기 제 2 전압 인가 인에이블 스위치는 상기 제 1 전압 인가 인에이블 스위치가 턴온 되면 상기 제 2 전압 인가 인에이블 스위치가 턴오프되고 상기 제 1 전압 인가 인에이블 스위치가 턴오프 되면 상기 제 2 전압 인가 인에이블 스위치가 턴온되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 전압 인가부는 상기 제 1 전압 인가 인에이블 스위치가 턴온 되면 전원 전압을 출력할 수 있다.
또한, 상기 어드레싱부는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 어드레싱 신호를 받아서 상기 복수의 저항에 기초하여 상기 프로그래머블 저항 어레이의 저항값을 변하게 하며, 상기 제 2 전압 인가부는 상기 프로그래머블 저항 어레이와 상기 풀다운 저항의 분압 전압을 출력할 수 있다.
또한, 상기 어드레싱 신호는 2비트 신호일 수 있다.
또한, 상기 제 1 전압은 오버드라이빙 구간 동안 인가되고, 상기 제 2 전압은 주 전압 인가 구간 동안 인가되며, 상기 오버드라이빙 구간의 크기는 상기 제 1 전압의 크기에 따라 결정될 수 있다.
또한, 상기 구동 스위치부와 직렬로 연결되는 션트저항을 포함하는 전압 측정부를 더 포함하며, 상기 마이크로컨트롤러 유닛은 상기 전압 측정부에서 측정된 전압에 기초하여 상기 제 1 전압의 전압값을 조절할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 또 다른 오버 드라이빙 구동 장치는, 프로그래머블 오버 드라이빙부; 상기 프로그래머블 오버 드라이빙부와 연결되며, 모터에 전류를 공급하는 구동 스위치부; 마이크로컨트롤러 유닛; 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 PWM 신호를 수신하고, 상기 PWM 신호에 기초하여 상기 구동 스위치부에 구동 신호를 인가하는 구동부를 포함하며, 상기 프로그래머블 오버 드라이빙부는 상기 PWM 신호의 각 펄스가 제 1 전압 및 상기 제 1 전압 보다 작은 제 2 전압을 가지도록 상기 PWM 신호를 생성할 수 있다.
이 경우, 상기 프로그래머블 오버 드라이빙부는 복수의 저항 및 어드레싱부를 포함하는 프로그래머블 저항 어레이 및 풀다운 저항을 포함하는 전압 인가부를 포함하며, 상기 어드레싱부는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 어드레싱 신호를 받아서 상기 복수의 저항에 기초하여 상기 프로그래머블 저항 어레이의 저항값을 변하게 하며, 상기 전압 인가부는 상기 프로그래머블 저항 어레이와 상기 풀다운 저항의 분압 전압을 출력할 수 있다.
또한, 상기 프로그래머블 오버드라이빙부는 제 1 전압 인가부 및 제 2 전압 인가부를 포함하며, 상기 제 1 전압 인가부는 제 1 전압 인가 인에이블 스위치 및 제 1 풀다운 저항을 포함하고, 상기 제 2 전압 인가부는 제 2 전압 인가 인에이블 스위치, 제 2 풀다운 저항 및 프로그래머블 저항 어레이를 포함하며, 제 1 전압 인가 인에이블 스위치 및 상기 제 2 전압 인가 인에이블 스위치는 상기 제 1 전압 인가 인에이블 스위치가 턴온 되면 상기 제 2 전압 인가 인에이블 스위치가 턴오프되고 상기 제 1 전압 인가 인에이블 스위치가 턴오프 되면 상기 제 2 전압 인가 인에이블 스위치가 턴온되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 전압 인가부는 상기 제 1 전압 인가 인에이블 스위치가 턴온 되면 전원 전압을 출력할 수 있다.
또한, 상기 어드레싱부는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 어드레싱 신호를 받아서 상기 복수의 저항에 기초하여 상기 프로그래머블 저항 어레이의 저항값을 변하게 하며, 상기 제 2 전압 인가부는 상기 프로그래머블 저항 어레이와 상기 풀다운 저항의 분압 전압을 출력할 수 있다.
또한, 상기 어드레싱 신호는 2비트 신호일 수 있다.
또한, 상기 제 1 전압은 오버드라이빙 구간 동안 인가되고, 상기 제 2 전압은 주 전압 인가 구간 동안 인가되며, 상기 오버드라이빙 구간의 크기는 상기 제 1 전압의 크기에 따라 결정될 수 있다.
또한, 상기 구동 스위치부와 직렬로 연결되는 션트저항을 포함하는 전압 측정부를 더 포함하며, 상기 마이크로컨트롤러 유닛은 상기 전압 측정부에서 측정된 전압에 기초하여 상기 제 1 전압의 전압값을 조절할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 가변력 솔레노이드 밸브는, 프로그래머블 오버 드라이빙부를 포함하는 마이크로컨트롤러 유닛; 가변력 솔레노이드 밸브에 전류를 공급하는 구동 스위치부; 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 PWM 신호를 수신하고, 상기 PWM 신호에 기초하여 상기 구동 스위치부에 구동 신호를 인가하는 구동부를 포함하며, 상기 프로그래머블 오버 드라이빙부는 상기 PWM 신호를 상기 PWM 신호의 각 펄스가 제 1 전압 및 상기 제 1 전압 보다 낮은 제 2 전압을 가지도록 생성할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 프로그래머블 오버 드라이빙 구동 장치는 기존 방식 대비 차량용 구동 회로의 응답속도를 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 차량용 구동 회로의 성능이 향상될 수 있다. 또한 본 발명의 프로그래머블 오버드라이빙 구동 장치는 전장기기 전 부문에 적용이 가능하며 다양하게 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로그래머블 오버 드라이빙 회로가 탑재된 차량용 모터 구동장치의 실시예이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프로그래머블 오버드라이빙을 적용한 전압 변화 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로그래머블 오버 드라이빙부 구동 회로이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시예에 따른 프로그래머블 오버 드라이빙부 구동 회로이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로그래머블 오버 드라이빙부 구동 회로이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로그래머블 오버 드라이빙부 구동 회로이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로그래머블 오버 드라이빙 회로를 탑재한 차량용 모터 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 8는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로그래머블 오버 드라이빙 회로를 탑재한 차량용 모터 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 9은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로그래머블 오버 드라이빙 회로를 적용한 솔레노이드 밸브를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로그래머블 오버 드라이빙 회로가 탑재된 차량용 모터 구동장치의 실시예이다. 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 차량용 모터 구동장치에 프로그래머블 오버 드라이빙 회로가 탑재된 예를 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치는 구동 스위치부(110), 전압 측정부(160), 마이크로컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit, 130) 및 구동부(120)를 포함한다.
구동 스위치부(110)는 고전압 측 스위칭부(113) 및 저전압측 스위칭 부(115)를 포함할 수 있다. 여기서, 전체적인 전류는 전원(Vsys)으로부터 고전압 측 스위칭부(113), 모터(100) 및 저전압 스위칭부(115)를 순차적으로 거쳐 전압 측정부(160)의 션트 저항(163)을 통하여 접지로 흐를 수 있다.
전압 측정부(160)는 션트저항(163) 및 버퍼(165)를 포함할 수 있다. 여기서, 션트저항(163)은 모터(100), 고전압 측 스위칭부(113) 및 저전압 측 스위칭 부(115)와 직렬로 연결된다. 따라서, 전체 모터 회로를 통과하는 전류가 션트저항(163)을 통하여 측정될 수 있다. 버퍼(165)는 션트저항(163) 양단에 걸린 전압을 마이크로컨트롤러 유닛(130)으로 전송할 수 있다.
마이크크로컨트롤러 유닛(130)은 아날로그-디지털 변환기(ADC, 150), 프로그래머블 오버 드라이빙부(140)를 포함할 수 있다. 이 경우, 마이크로컨트롤러 유닛(130)은 버퍼(165)로부터 인가 받은 전압을 아날로그 신호를 입력 받아 아날로그-디지털 변환기(ADC: Analog Digital Converter, 150)를 통하여 디지털 값으로 읽을 수 있다.
마이크로컨트롤러 유닛(130)은 션트저항(163)에 걸린 전압의 디지털 값을 연산하여 모터에 흐르는 평균 전류를 산출하고, 평균 전류값에 기초하여 모터(100)를 제어할 수 있다. 예컨대, 모터에 흐르는 평균 전류 값을 변화시키기 위하여 PWM(Pulse-width modulation) 신호의 듀티비를 변경할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 마이크로컨트롤러 유닛(130)은 응답 속도를 증가시키기 위하여 프로그래머블 오버 드라이빙부(140)를 통하여 제 1 전압 및 상기 제 1 전압 보다 낮은 제 2 전압을 인가하여 생성한 펄스를 포함하는 오버 드라이빙 PWM 신호를 생성할 수 있다. 이때, 상술한 전압 측정부(160)에 의하여 측정된 전압을 바탕으로 제 1 전압(오버드라이빙 전압)의 전압값을 조절할 수 있다. 또는 필요한 경우에는 제 2 전압(주 인가 전압)의 전압값도 조절할 수 있다.
또한, 마이크로컨트롤러 유닛(130)은 프로그래머블 오버 드라이빙부 (140)를 통해 생성된 오버 드라이빙 PWM 신호를 PWM 전송선(173)을 통해 구동부(120)에 송신할 수 있으며, PWM 신호를 구동부(120)의 각 입력부(PWM_X)에 인가할 수 있다.
이 때, 프로그래머블 오버 드라이빙부(140)는 PWM 신호의 각 펄스가 적어도 제 1 전압 및 제 1 전압 보다 작은 제 2 전압을 가지도록 파형을 성형할 수 있다. 프로그래머블 오버 드라이빙이 적용됨으로 인하여 PWM 신호의 스루레이트(Slew rate)를 변화시켜 응답 속도를 향상시키거나, 필요에 따라 변경하는 것이 가능하다. 이러한 응답 속도의 향상을 통하여 모터나 솔레노이드 밸브 등의 회로에서 즉각적인 응답이 가능하고 효율적인 제어가 가능하다. 프로그래머블 오버 드라이빙부(140)에 대한 자세한 설명은 도 2에 관한 설명에서 상세히 후술하도록 한다.
한편, 구동부(120)는 고전압 측 게이트 제어부(123), 저전압 측 게이트 제어부(125)를 포함할 수 있으며, 마이크로컨트롤러 유닛(130)으로부터 수신한 PWM 신호에 기초하여 구동 스위치부(110)를 제어하여 모터(100)에 전류를 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 구동부(120)는 PWM 신호에 기초하여 고전압 측 스위칭부(113) 및 저전압 측 스위칭부(115) 중 제어하고자 하는 스위치의 게이트에 고전압(high voltage) 또는 저전압(Low voltage)을 인가하여 구동 스위치부(110) 내의 전력 소자를 턴온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프로그래머블 오버드라이빙을 적용한 전압 변화 그래프이다. 프로그래머블 오버 드라이빙부(140)는 시간 구간에 따라 다른 전압을 적용하여 전압 파형을 변화시킬 수 있다.
먼저, 프로그래머블 오버 드라이빙부(140)는 오버드라이빙 구간(P1)에서 제 1 전압(V2)을 인가한다. 그리고, 주 전압 인가 구간(P2)에서는 제 1 전압(V2)보다 낮은 제 2 전압(V1)을 인가한다.
이 때, 설계상으로 인가되어야 할 목표 전압은 제 2 전압(V1)이지만, 최초 전압 상승 구간에서 제 2 전압(V1) 보다 높은 제 1 전압(V2)를 인가함으로써 전체적으로 전압 상승의 기울기가 크게 높아 지는 것을 알 수 있다. 처음부터 설계상의 인가 전압인 제 2 전압(V1)을 가했다면 그래프(220)와 같이 전압이 증가했겠지만, 제 2 시간 구간의 앞부분인 제 1 시간 구간에 제 1 전압(V2)를 인가함으로써 그래프(210)과 같이 빠른 전압 상승을 기대할 수 있다.
따라서, 목표 전압인 제 2 전압(V1)까지 빨리 도달할 수 있어서 응답 속도의 향상이 가능하다.
한편, 오버드라이빙 구간(P1)에서 오버드라이빙 전압을 더 높은 전압(V3)으로 설정할 경우에는 더 빠른 응답속도의 상승이 가능하다. 단, 전압의 급격한 상승으로 오버 드라이빙 구간(P1)의 길이가 더 짧아질 수 있다. 즉, 제 1 전압의 크기에 따라 오버 드라이빙 구간(P1)의 시간 길이가 결정된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 프로그래머블 오버 드라이빙을 적용함으로써, 제 1 전압(V2)와 예컨대 제 2 전압(V1)의 차이를 자유롭게 조절 가능함으로, 전압 상승 레이트(Slew rate)의 조절이 가능하다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 프로그래머블 오버드라이빙부를 설명한다.
도 3을 참조하면, 프로그래머블 오버 드라이빙부(140)는 제 1 전압 인가부(310) 및 제 2 전압 인가부(320)를 포함하며, 제 1 전압 인가부(310)는 제 1 전압 인가 인에이블 스위치(313) 및 제 1 풀다운 저항(RB)을 포함하고, 제 2 전압 인가부(320)는 제 2 전압 인가 인에이블 스위치(329) 및 직렬로 연결된 제 2 풀다운 저항(Rc) 및 프로그래머블 저항 어레이(400)을 포함할 수 있다.
여기서 제 1 전압 인가 인에이블 스위치(313)은 입력부(Vin) 및 입력 저항(340)과 직접 연결되어 있지만, 제 2 전압 인가 인에이블 스위치(329)는 입력부(Vin) 및 입력 저항(340)과 NOT 게이트(323)를 통하여 연결되어 있다.
따라서, 제 1 전압 인가 인에이블 스위치(313)가 턴-온 되는 경우에 제 2 전압 인가 인에이블 스위치(320)는 턴 오프되며, 반대로 제 1 전압 인가 인에이블 스위치(313)가 턴-오프 되는 경우에 제 2 전압 인가 인에이블 스위치(320)는 턴-온 된다. 한편, 전압 출력부(Vout)는 제 1 전압 인가 인에이블 스위치(313)와 제 1 풀다운 저항(RB) 사이의 노드 및 제 2 전압 인가 인에이블 스위치(329)와 제 1 풀다운 저항(RC) 사이의 노드와 연결되어 있다.
저항 어레이(400)는 어드레싱부(410) 및 저항부(420)을 포함한다. 본 실시예에서, 어드레싱부(410)는 복수의 스위치로 구성되는데, 각 스위치는 저항부(420)의 복수의 저항들과 대응되어 연결되어 있다. 즉, 스위치 1(SW1), 스위치 2(SW2), 스위치 3(SW3) 및 스위치 4(SW4)는 각각 제 1 저항(R1), 제 2 저항(R2), 제 3 저항(R3) 및 제 4 저항(R4)과 대응되어 연결되어 있다.
저항부(420)의 각 저항은 저항값이 다를 수 있다. 예컨대, 저항부(420)의 각 저항값의 비는 예를 들어, (제 1 저항(R1)):(제 2 저항(R2)):(제 3 저항(R3)): (제 4 저항(R4)) = 1:2:4:8일 수 있다.
어드레싱부의 각 스위치(SW1~SW4)는 마이크로컨트롤러 유닛(130)에 의하여 어드레싱 신호를 받을 수 있다. 이 때, 마이크로컨트롤러 유닛(130)의 어드레싱 신호는 예를 들어, 스위치 1(SW1), 스위치 2(SW2), 스위치 3(SW3) 및 스위치 4(SW4)의 순서대로 나열된 4 비트 신호일 수 있다.
예컨대, 어드레싱 신호로서, "1000" 이 인가되면, 스위치 1(SW1)만 턴-온 되며, 전압 출력부(Vout)는 제 1 저항(R1)과 제 2 풀다운 저항(Rc)이 형성하는 전압 분배기 회로의 분압 전압(VddⅩR1/(R1+Rc))을 출력할 수 있다. 또한, 어드레싱 신호로서, "0100" 이 인가되면, 전압 출력부(Vout)는 제 2 저항(R2)과 제 2 풀다운 저항(Rc)이 형성하는 전압 분배기 회로의 분압 전압 (VddⅩR2/(R2+Rc))을 출력할 수 있다.
이러한 회로를 이용하여, 예를 들어, 도 2의 제 1 시간 구간(t0~t1)에서는 제 1 전압 인가부(310)를 통하여 Vdd 전압을 인가하고, 제 2 시간 구간(t0~t2)에서는 제 2 전압 인가부(310)을 통하여 Vdd 전압보다 낮은 전압을 인가할 수 있다.
단, 본 회로에서는 오버드라이빙을 하기 위한 전원으로 마이크로컨트롤러 유닛(130)의 전원 전압(Vdd)을 인가하는 것으로 나타내었지만, 마이크로컨트롤러 유닛(130)의 전원 전압(Vdd) 보다 더 높은 전압을 사용하는 것도 가능하다.
따라서, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 오버 드라이빙부는 프로그래머블 저항 어레이를 구비하여 인가 전압을 다양하게 적용한 오버 드리이빙을 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로그래머블 오버 드라이빙부를 나타낸 도면이다.
도 4의 동작은 기본적으로 도 3의 동작과 유사하므로, 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 도 4와 도 3은 프로그래머블 저항 어레이(400)의 어드레싱부(410)의 구성이 상이하다.
본 실시예에서, 어드레싱부(410)는 복수의 스위치로 구성되는데, 각 스위치는 저항부(420)의 복수의 저항들과 대응되어 연결되어 있다. 보다 상세하게는, 스위치 1(SW1) 및 스위치 2(SW2)는 제 1 저항(R1)과, 스위치 3(SW3) 및 스위치 4(SW4)는 제 2 저항(R2)과, 스위치 5(SW5) 및 스위치 6(SW6)는 제 3 저항(R3)과, 스위치 7(SW7) 및 스위치 8(SW8)는 제 4 저항(R4)과 대응되어 연결되어 있다.
또한, 각 스위치는 컨트롤 비트(CB1, CB2)의 2비트 컨트롤로 어드레싱된다. 보다 상세하게는, 예를 들어, 제 1 컨트롤 비트(CB1)는 스위치 1(SW1) 및 스위치 3(SW3)를 제어하고, 제 1 컨트롤 비트(CB1)가 반전된 제 1 컨트롤 비트의 역상(/CB1)은 스위치 5(SW5) 및 스위치 7(SW7)을 제어한다. 또한, 제 2 컨트롤 비트(CB2)는 스위치 2(SW2) 및 스위치 6(SW6)를 제어하고, 제 2 컨트롤 비트(CB2)가 반전된 제 1 컨트롤 비트의 역상(/CB2)은 스위치 4(SW4) 및 스위치 8(SW8)을 제어한다.
예컨대, 어드레싱 신호로서, "11" 이 인가되면, 스위치 1(SW1) 및 스위치 2(SW2)만 턴-온 되며, 전압 출력부(Vout)는 제 1 저항(R1)과 제 2 풀다운 저항(Rc)이 형성하는 전압 분배기 회로의 분압 전압(VddⅩR1/(R1+Rc))을 출력할 수 있다. 또한, 어드레싱 신호로서, "10"이 인가되면, 전압 출력부(Vout)는 제 2 저항(R2)과 제 2 풀다운 저항(Rc)이 형성하는 전압 분배기 회로의 분압 전압 (VddⅩR2/(R2+Rc))을 출력할 수 있다.
저항부(420)의 각 저항은 저항값이 다를 수 있다. 예컨대, 저항부(420)의 각 저항값의 비는 예를 들어, (제 1 저항(R1)):(제 2 저항(R2)):(제 3 저항(R3)): (제 4 저항(R4)) = 1:2:4:8일 수 있다.
이러한 회로를 이용하여, 예를 들어, 도 2의 제 1 시간 구간(t0~t1)에서는 제 1 전압 인가부(310)를 통하여 Vdd 전압을 인가하고, 제 2 시간 구간(t0~t2)에서는 제 2 전압 인가부(310)을 통하여 Vdd 전압보다 낮은 전압을 인가할 수 있다.
이하에서는, 도 7 및 도 8를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모터 구동 회로를 설명한다. 도 7 및 도 8을 설명함에 있어서, 설명의 간략화를 위하여 도 1과 동일한 부분의 설명부분은 생략한다.
도 7의 실시예는 기본적으로 도 1의 실시예와 동일하지만, 오버드라이빙부(140)가 전원부(Vsys)와 고전압 스위칭부(113)의 전력 소자들의 콜렉터단(IGBT의 경우, 파워 MOSFET인 경우에는 드레인단) 사이에 연결되어 있다.
나머지 구성에 대해서는 도 1의 구성과 동일하다.
도 8의 실시예는 기본적으로 도 1의 실시예와 동일하지만, 제 1 오버드라이빙부(140)는 마이크로컨트롤러 유닛(130)의 PWM 신호 인가부에 탑재되어 있으며, 제 2 오버드라이빙부(140-1)는 전원부(Vsys)와 고전압 스위칭부(113)의 전력 소자들의 콜렉터단(IGBT의 경우, 파워 MOSFET인 경우에는 드레인단) 사이에 연결되어 있다.
도 7 및 도 8을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 프로그래머블 오버드라이빙부는 펄스를 인가하는 회로로서 빠른 응답속도를 필요로 하는 차량 내 다양한 부분에 적용이 가능하다.
도 9는 솔레노이드 밸브에 프로그래머블 오버 드라이빙부(140)를 적용한 도면이다.
도 8과 유사하게, 프로그래머블 오버 드라이빙부(140)는 마이크로컨트롤러 유닛(130)에서 구동부(구동 IC)(120)로 PWM 신호를 인가하는 PWM 신호 인가부에도 적용될 수 있으며, 구동 스위치부(110)의 전원 공급부에도 탑재가 가능하다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 프로그래머블 오버 드라이빙 구동 장치는 기존 방식 대비 차량용 구동 회로의 응답속도를 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 차량용 구동 회로의 성능이 향상될 수 있다. 또한 본 발명의 프로그래머블 오버드라이빙 구동 장치는 전장기기 전 부문에 적용이 가능하며 다양하게 활용될 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 모터
110: 구동 스위치부
120: 구동부
130: 마이크로컨트로러 유닛
140: 프로그래머블 오버 드라이빙부
100: 모터

Claims (17)

  1. 프로그래머블 오버 드라이빙부를 포함하는 마이크로컨트롤러 유닛;
    모터에 전류를 공급하는 구동 스위치부;
    상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 PWM 신호를 수신하고, 상기 PWM 신호에 기초하여 상기 구동 스위치부에 구동 신호를 인가하는 구동부를 포함하며,
    상기 프로그래머블 오버 드라이빙부는 복수의 저항 및 어드레싱부를 포함하는 프로그래머블 저항 어레이 및 풀다운 저항을 포함하는 전압 인가부를 포함하며,
    상기 어드레싱부는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 어드레싱 신호를 받아서 상기 복수의 저항에 기초하여 상기 프로그래머블 저항 어레이의 저항값을 변하게 하며,
    상기 전압 인가부는 상기 프로그래머블 저항 어레이와 상기 풀다운 저항의 분압 전압을 출력하며,
    상기 프로그래머블 오버 드라이빙부는 상기 PWM 신호를 상기 PWM 신호의 각 펄스가 제 1 전압 및 상기 제 1 전압 보다 낮은 제 2 전압을 가지도록 생성하는,
    모터 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로그래머블 오버드라이빙부는 제 1 전압 인가부 및 제 2 전압 인가부를 포함하며,
    상기 제 1 전압 인가부는 제 1 전압 인가 인에이블 스위치 및 제 1 풀다운 저항을 포함하고,
    상기 제 2 전압 인가부는 제 2 전압 인가 인에이블 스위치, 제 2 풀다운 저항 및 프로그래머블 저항 어레이를 포함하며,
    제 1 전압 인가 인에이블 스위치 및 상기 제 2 전압 인가 인에이블 스위치는 상기 제 1 전압 인가 인에이블 스위치가 턴온 되면 상기 제 2 전압 인가 인에이블 스위치가 턴오프되고 상기 제 1 전압 인가 인에이블 스위치가 턴오프 되면 상기 제 2 전압 인가 인에이블 스위치가 턴온되도록 구성되는,
    모터 구동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 전압 인가부는 상기 제 1 전압 인가 인에이블 스위치가 턴온 되면 전원 전압을 출력하는,
    모터 구동 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 어드레싱부는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 어드레싱 신호를 받아서 상기 복수의 저항에 기초하여 상기 프로그래머블 저항 어레이의 저항값을 변하게 하며,
    상기 제 2 전압 인가부는 상기 프로그래머블 저항 어레이와 상기 풀다운 저항의 분압 전압을 출력하는,
    모터 구동 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 어드레싱 신호는 2비트 신호인,
    모터 구동 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전압은 오버드라이빙 구간 동안 인가되고, 상기 제 2 전압은 주 전압 인가 구간 동안 인가되며, 상기 오버드라이빙 구간의 크기는 상기 제 1 전압의 크기에 따라 결정되는,
    모터 구동 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 스위치부와 직렬로 연결되는 션트저항을 포함하는 전압 측정부를 더 포함하며,
    상기 마이크로컨트롤러 유닛은 상기 전압 측정부에서 측정된 전압에 기초하여 상기 제 1 전압의 전압값을 조절하는,
    모터 구동 장치.
  9. 프로그래머블 오버 드라이빙부;
    상기 프로그래머블 오버 드라이빙부와 연결되며, 모터에 전류를 공급하는 구동 스위치부;
    마이크로컨트롤러 유닛;
    상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 PWM 신호를 수신하고, 상기 PWM 신호에 기초하여 상기 구동 스위치부에 구동 신호를 인가하는 구동부를 포함하며,
    상기 프로그래머블 오버 드라이빙부는 복수의 저항 및 어드레싱부를 포함하는 프로그래머블 저항 어레이 및 풀다운 저항을 포함하는 전압 인가부를 포함하며,
    상기 어드레싱부는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 어드레싱 신호를 받아서 상기 복수의 저항에 기초하여 상기 프로그래머블 저항 어레이의 저항값을 변하게 하며,
    상기 전압 인가부는 상기 프로그래머블 저항 어레이와 상기 풀다운 저항의 분압 전압을 출력하며,
    상기 프로그래머블 오버 드라이빙부는 상기 PWM 신호의 각 펄스가 제 1 전압 및 상기 제 1 전압 보다 작은 제 2 전압을 가지도록 상기 PWM 신호를 생성하는,
    오버 드라이빙 구동 장치.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로그래머블 오버드라이빙부는 제 1 전압 인가부 및 제 2 전압 인가부를 포함하며,
    상기 제 1 전압 인가부는 제 1 전압 인가 인에이블 스위치 및 제 1 풀다운 저항을 포함하고,
    상기 제 2 전압 인가부는 제 2 전압 인가 인에이블 스위치, 제 2 풀다운 저항 및 프로그래머블 저항 어레이를 포함하며,
    제 1 전압 인가 인에이블 스위치 및 상기 제 2 전압 인가 인에이블 스위치는 상기 제 1 전압 인가 인에이블 스위치가 턴온 되면 상기 제 2 전압 인가 인에이블 스위치가 턴오프되고 상기 제 1 전압 인가 인에이블 스위치가 턴오프 되면 상기 제 2 전압 인가 인에이블 스위치가 턴온되도록 구성되는,
    오버 드라이빙 구동 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 전압 인가부는 상기 제 1 전압 인가 인에이블 스위치가 턴온 되면 전원 전압을 출력하는,
    오버 드라이빙 구동 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 어드레싱부는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 어드레싱 신호를 받아서 상기 복수의 저항에 기초하여 상기 프로그래머블 저항 어레이의 저항값을 변하게 하며,
    상기 제 2 전압 인가부는 상기 프로그래머블 저항 어레이와 상기 풀다운 저항의 분압 전압을 출력하는,
    오버 드라이빙 구동 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 어드레싱 신호는 2비트 신호인,
    오버 드라이빙 구동 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 전압은 오버드라이빙 구간 동안 인가되고, 상기 제 2 전압은 주 전압 인가 구간 동안 인가되며, 상기 오버드라이빙 구간의 크기는 상기 제 1 전압의 크기에 따라 결정되는,
    오버 드라이빙 구동 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 구동 스위치부와 직렬로 연결되는 션트저항을 포함하는 전압 측정부를 더 포함하며,
    상기 마이크로컨트롤러 유닛은 상기 전압 측정부에서 측정된 전압에 기초하여 상기 제 1 전압의 전압값을 조절하는,
    오버 드라이빙 구동 장치.
  17. 프로그래머블 오버 드라이빙부를 포함하는 마이크로컨트롤러 유닛;
    가변력 솔레노이드 밸브에 전류를 공급하는 구동 스위치부;
    상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 PWM 신호를 수신하고, 상기 PWM 신호에 기초하여 상기 구동 스위치부에 구동 신호를 인가하는 구동부를 포함하며,
    상기 프로그래머블 오버 드라이빙부는 복수의 저항 및 어드레싱부를 포함하는 프로그래머블 저항 어레이 및 풀다운 저항을 포함하는 전압 인가부를 포함하며,
    상기 어드레싱부는 상기 마이크로컨트롤러 유닛으로부터 어드레싱 신호를 받아서 상기 복수의 저항에 기초하여 상기 프로그래머블 저항 어레이의 저항값을 변하게 하며,
    상기 전압 인가부는 상기 프로그래머블 저항 어레이와 상기 풀다운 저항의 분압 전압을 출력하며,
    상기 프로그래머블 오버 드라이빙부는 상기 PWM 신호를 상기 PWM 신호의 각 펄스가 제 1 전압 및 상기 제 1 전압 보다 낮은 제 2 전압을 가지도록 생성하는,
    가변력 솔레노이드 밸브.
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