초록 ▼

본 발명은 전자 기기에 탑재되는 모터를 구동시키는 모터 구동 장치의 게이트 드라이버를 고가의 IC 칩을 사용하지 않고, 간단한 회로 소자로 구현함에 의해 모터 구동 장치 및 전자 기기의 생산 단가를 최소화하는 게이트 드라이버 및 이를 이용한 로봇 청소기의 모터 구동 장치에 관한 것이다.본 발명은 모터의 회전자 위치에 따른 제1 내지 제3 위치신호를 출력하는 위치검출부와, 제어전압에 따라 모터의 3상 코일에 인가되는 통전시간이 결정되는 PWM 신호를 발생하는 신호발생수단과, 신호발생수단으로부터 출력되는 PWM 신호와 회전자의 위치신호

본 발명은 전자 기기에 탑재되는 모터를 구동시키는 모터 구동 장치의 게이트 드라이버를 고가의 IC 칩을 사용하지 않고, 간단한 회로 소자로 구현함에 의해 모터 구동 장치 및 전자 기기의 생산 단가를 최소화하는 게이트 드라이버 및 이를 이용한 로봇 청소기의 모터 구동 장치에 관한 것이다.본 발명은 모터의 회전자 위치에 따른 제1 내지 제3 위치신호를 출력하는 위치검출부와, 제어전압에 따라 모터의 3상 코일에 인가되는 통전시간이 결정되는 PWM 신호를 발생하는 신호발생수단과, 신호발생수단으로부터 출력되는 PWM 신호와 회전자의 위치신호를 조합하여, 제1 내지 제3 인버터의 제1 내지 제3 상측 구동트랜지스터를 선택적으로 구동하도록 각각 인가 타이밍이 서로 상이한 제1 내지 제3 PWM 신호로 이루어진 제1 내지 제3 게이트 구동신호와 하측 구동트랜지스터를 선택적으로 구동하기 위한 제1 내지 제3 게이트 신호를 발생하는 논리 제어부와, 제1 내지 제3 PWM 신호에 따라 제1 내지 제3 인버터의 제1 내지 제3 상측 구동트랜지스터를 구동하기 위한 프리 증폭을 실시하는 제1 내지 제3 게이트 드라이버를 포함한다.

대표청구항 ▼

직렬로 접속된 상측 및 하측 구동트랜지스터를 갖는 인버터를 구비하며, 상기 인버터의 상측 및 하측 구동트랜지스터의 접속점으로부터 모터로 전류를 공급하는 모터 구동 장치의 상측 구동트랜지스터를 구동하기 위한 게이트 드라이버에 있어서, 입력측에 인가되는 PWM(펄스폭변조) 신호에 따라 위상 반전된 출력을 발생하는 제1 트랜지스터와; 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터에 분압회로를 형성하도록 직렬 접속된 제1 저항 및 제2 저항과;상기 제1 저항에 캐소드가 연결되고 애노드에 공급전원(Vcc)이 연결되어 상기 공급전원 방향으로 전류가 흐르는 것

직렬로 접속된 상측 및 하측 구동트랜지스터를 갖는 인버터를 구비하며, 상기 인버터의 상측 및 하측 구동트랜지스터의 접속점으로부터 모터로 전류를 공급하는 모터 구동 장치의 상측 구동트랜지스터를 구동하기 위한 게이트 드라이버에 있어서, 입력측에 인가되는 PWM(펄스폭변조) 신호에 따라 위상 반전된 출력을 발생하는 제1 트랜지스터와; 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터에 분압회로를 형성하도록 직렬 접속된 제1 저항 및 제2 저항과;상기 제1 저항에 캐소드가 연결되고 애노드에 공급전원(Vcc)이 연결되어 상기 공급전원 방향으로 전류가 흐르는 것을 저지함과 동시에 정류하는 부트스트랩(Bootstrap) 다이오드와;상기 부트스트랩 다이오드의 캐소드 단자와 상측 및 하측 구동트랜지스터의 접속점 사이에 삽입되며 공급전원(Vcc)에 의해 충전이 이루어지는 부트스트랩 캐패시터와;상기 제1 저항 및 제2 저항의 분압회로 출력에 베이스가 연결되고 에미터 단자에 상기 부트스트랩 다이오드를 통하여 공급전원(Vcc)이 연결되며 부트스트랩 캐패시터의 일단에 연결되어 상기 제1 트랜지스터가 턴온되는 경우 콜렉터 출력측에 모터 상 전위와 부트스트랩 캐패시터에 충전된 전압으로 승압되고, 상기 제1 트랜지스터가 턴오프되는 경우 콜렉터 출력측에 모터 상 전위로 강하되는 제2 트랜지스터와;상기 제2 트랜지스터의 출력에 각각의 베이스가 공통 연결되고 공통 접속된 에미터로부터 전류 증폭된 출력이 인버터의 상측 구동트랜지스터에 인가되도록 상호간에 상보형 에미터 폴로워를 이루고 있으며, 상기 제2 트랜지스터가 턴온되는 경우 에미터 폴로워의 출력은 상측 구동트랜지스터를 구동시킬 수 있는 모터 상 전위와 부트스트랩 캐패시터에 충전된 전압으로 승압되고, 상기 제2 트랜지스터가 턴오프되는 경우 에미터 폴로워의 출력은 모터 상 전위로 강하되는 제3 및 제4 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치의 게이트 드라이버.제1항에 있어서, 상기 부트스트랩 캐패시터는 상기 하측 구동트랜지스터가 턴온 상태이고 상측 구동트랜지스터가 턴오프 상태일 때 상기 공급전원에 의해 전하가 충전되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치의 게이트 드라이버.제1항에 있어서, 상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터의 컬렉터 출력에 베이스가 연결되고 콜렉터가 상기 부트스트랩 다이오드를 통하여 공급전원(Vcc)이 연결되며 에미터로부터 전류 증폭된 출력이 인버터의 상측 구동트랜지스터에 인가되고, 상기 제4 트랜지스터는 상기 제2 트랜지스터의 컬렉터 출력에 베이스가 연결되고 콜렉터가 상측 및 하측 구동트랜지스터의 접속점에 연결되며 에미터가 상기 제3 트랜지스터의 에미터에 연결되어 에미터로부터 전류 증폭된 출력이 인버터의 상측 구동트랜지스터에 인가되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치의 게이트 드라이버.제1항에 있어서, 상기 모터는 3상 구동 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치의 게이트 드라이버.각각 직렬로 접속된 상측 및 하측 구동트랜지스터를 갖는 제1 내지 제3 인버터를 구비하며, 상기 인버터 각각의 상측 및 하측 구동트랜지스터의 접속점으로부터 3상 구동 모터로 전류를 공급하는 모터 구동 장치에 있어서, 상기 모터의 회전자 위치에 따른 제1 내지 제3 위치신호를 출력하는 위치검출부와;제어전압에 따라 모터의 3상 코일에 인가되는 통전시간이 결정되는 PWM 신호를 발생하는 신호발생수단과;상기 신호발생수단으로부터 출력되는 상기 PWM 신호와 제1 내지 제3 위치신호를 조합하여, 제1 내지 제3 인버터의 제1 내지 제3 상측 구동트랜지스터를 선택적으로 구동하도록 각각 인가 타이밍이 서로 상이한 제1 내지 제3 PWM 신호로 이루어진 제1 내지 제3 게이트 구동신호와 하측 구동트랜지스터를 선택적으로 구동하기 위한 제1 내지 제3 게이트 신호를 발생하는 논리 제어부와;각각 상기 제1 내지 제3 게이트 구동신호를 이루는 상기 인가 타이밍이 서로 상이한 제1 내지 제3 PWM 신호에 따라 제1 내지 제3 인버터의 제1 내지 제3 상측 구동트랜지스터를 구동하기 위한 프리 증폭을 실시하는 제1 내지 제3 게이트 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.제5항에 있어서, 상기 위치검출부는 상기 회전자의 자계의 세기에 대응하는 제1 내지 제3 위치신호를 발생하는 제1 내지 제3 홀IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.제5항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 게이트 드라이버는 각각 입력측에 인가되는 PWM 신호에 따라 위상 반전된 출력을 발생하는 제1 트랜지스터와; 상기 제1 트랜지스터의 콜렉터에 분압회로를 형성하도록 직렬 접속된 제1 저항 및 제2 저항과;상기 제1 저항에 캐소드가 연결되고 애노드에 공급전원(Vcc)이 연결되어 상기 공급전원 방향으로 전류가 흐르는 것을 저지함과 동시에 정류하는 부트스트랩(Bootstrap) 다이오드와;상기 부트스트랩 다이오드의 캐소드 단자와 상측 및 하측 구동트랜지스터의 접속점 사이에 삽입되며 공급전원(Vcc)에 의해 충전이 이루어지는 부트스트랩 캐패시터와;상기 제1 트랜지스터가 턴온되는 경우 턴온되어 출력이 모터 상 전위와 부트스트랩 캐패시터에 충전된 전압으로 승압되고, 상기 제1 트랜지스터가 턴오프되는 경우 턴오프되어 출력이 모터 상 전위로 강하하는 제2 트랜지스터와;상기 제2 트랜지스터의 출력에 각각의 베이스가 공통 연결되고 공통 접속된 에미터로부터 전류 증폭된 출력이 인버터의 상측 구동트랜지스터에 인가되도록 상호간에 상보형 에미터 폴로워를 이루고 있으며, 상기 제2 트랜지스터가 턴온되는 경우 에미터 폴로워의 출력은 상측 구동트랜지스터를 구동시킬 수 있는 모터 상 전위와 부트스트랩 캐패시터에 충전된 전압으로 승압되고, 상기 제2 트랜지스터가 턴오프되는 경우 에미터 폴로워의 출력은 모터 상 전위로 강하되는 제3 및 제4 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.제7항에 있어서, 상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 저항 및 제2 저항의 분압회로 출력에 베이스가 연결되고 에미터 단자에 상기 부트스트랩 다이오드를 통하여 공급전원(Vcc)이 연결되며 부트스트랩 캐패시터의 일단에 연결되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.제5항에 있어서, 상기 논리 제어부는 상기 제1 내지 제3 위치신호를 위상이 180도 차이가 나도록 반전시킨 제1 내지 제3 반전 위치신호를 발생하는 제1 내지 제3 반전기와;상기 PWM 신호와 제1 내지 제3 위치신호 및 제1 내지 제3 반전 위치신호를 조합하여, 제1 내지 제3 인버터의 제1 내지 제3 상측 구동트랜지스터를 선택적으로 구동하도록 각각 인가 타이밍이 서로 상이한 제1 내지 제3 PWM 신호로 이루어진 제1 내지 제3 게이트 구동신호를 발생하는 제1 내지 제3 AND 게이트와;상기 3쌍의 위치신호를 조합하여 하측 구동트랜지스터를 선택적으로 구동하기 위한 제1 내지 제3 게이트 신호를 발생하는 제4 내지 제6 AND 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.제9항에 있어서, 상기 제1 AND 게이트는 제2 위치신호와 제3 반전 위치신호 및 PWM 신호가 입력되며, 제2 위치신호와 제3 반전 위치신호가 모두 하이레벨(H)인 경우 출력에 제1 PWM 신호가 발생되고,상기 제2 AND 게이트는 제3 위치신호와 제1 반전 위치신호 및 PWM 신호가 입력되며, 제3 위치신호와 제1 반전 위치신호가 모두 하이레벨(H)인 경우 출력에 제2 PWM 신호가 발생되며,상기 제3 AND 게이트는 제1 위치신호와 제2 반전 위치신호 및 PWM 신호가 입력되며, 제1 위치신호와 제2 반전 위치신호가 모두 하이레벨(H)인 경우 출력에 제3 PWM 신호가 발생되고, 상기 제4 AND 게이트는 입력되는 제3 위치신호와 제2 반전 위치신호가 모두 하이레벨(H)인 경우 제1 게이트 신호를 발생하고, 상기 제5 AND 게이트는 입력되는 제1 위치신호와 제3 반전 위치신호가 모두 하이레벨(H)인 경우 제2 게이트 신호를 발생하며, 상기 제6 AND 게이트는 입력되는 제2 위치신호와 제1 반전 위치신호가 모두 하이레벨(H)인 경우 제3 게이트 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.제5항에 있어서, 상기 논리 제어부는 상기 위치신호에 따라 제1 내지 제3 인버터 중 어느 하나의 상측 구동트랜지스터를 선택하여, 미리 설정된 기간 도통시킴과 동시에, 나머지 상기 인버터의 하측 구동트랜지스터를 도통시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.제5항에 있어서, 상기 논리 제어부는 상기 위치신호에 따라 제1 내지 제3 인버터 중 어느 하나의 상측 구동트랜지스터를 선택하여, 미리 설정된 기간 도통시킴과 동시에, 나머지 상기 인버터의 하측 구동트랜지스터 중 하나를 도통시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.제5항에 있어서, 상기 논리 제어부는 상기 위치신호에 따라 제1 내지 제3 인버터 중 어느 하나의 하측 구동트랜지스터를 선택하여, 미리 설정된 기간 도통시킴과 동시에, 나머지 상기 인버터의 상측 구동트랜지스터를 도통시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터는 진공발생장치에 사용되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.