KR101967462B1 - Gate driver and method for isolated communication using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 게이트 드라이버 및 게이트 드라이버의 절연 통신 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 스프레드 스펙트럼 방식을 이용하여 EMC를 줄일 수 있는 게이트 드라이버 및 게이트 드라이버의 절연 통신 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a gate driver and an insulated communication method of a gate driver. More specifically, the present invention relates to a gate driver capable of reducing the EMC using a spread spectrum method and an isolated communication method of a gate driver.
나날이 엄격해지고 있는 환경 규제에 대응하여, 최근의 자동차 제조사들은 내연기관에 비해 환경 오염 물질의 배출이 획기적으로 적은 전기 자동차(Electric Vehicle)와 하이브리드 자동차(Hybrid Vehicle)를 앞다투어 개발하고 있으며, 전기 자동차와 하이브리드 자동차에는 기존 내연기관의 엔진을 대체할 수 있는 모터가 필수적으로 사용되는바, 특히 고전압 모터가 많이 이용되고 있다. In response to ever-stringent environmental regulations, recent automakers are developing electric vehicles and hybrid vehicles that have significantly fewer environmental pollutants compared to internal combustion engines. A hybrid motor vehicle is essentially used as a substitute for an engine of an existing internal combustion engine, and a high voltage motor is in particular used.
이러한 고전압 모터는 EMC(Electro Magnetic Compatibility) 문제가 많이 발생하는바, 이는 주변 환경에 대한 전자파 간섭의 허용 범위를 준수하면서도 본연의 기능은 완벽하게 수행하는 능력, 즉 전자기적인 주변 환경에 영향을 받지 않고 다른 것에도 영향을 주지 않아야 함을 의미한다. 따라서 최근의 고전압 모터 구동을 위한 게이트 드라이버(Gate Driver)는 고전압 모터 구동을 위한 고전압부와 MCU 및 제어기를 위한 저전압부를 별도로 두어 설계하고 있다. These high voltage motors have many problems of EMC (Electro Magnetic Compatibility), which is capable of perfectly performing the functions of the present invention while maintaining the allowable range of the electromagnetic interference to the surrounding environment, that is, It should not affect anything else. Therefore, a gate driver for driving a high voltage motor recently has a high voltage part for driving a high voltage motor and a low voltage part for a MCU and a controller separately.
한편, 최근의 게이트 드라이버는 고전압부와 저전압부의 분리를 위한 절연부를 별도로 두고 있는바, 그에 따라 모터 구동을 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 절연 통신이 요구되며, 종래에는 단순히 저전압부의 PWM 신호를 빠른 클럭(Clock)에 실어 고전압부로 전송하는 통신 방식을 이용하였다. 그러나 이러한 방식은 PWM 입력 신호를 일정한 주파수를 갖는 클럭에 실어 전송하기 때문에 EMC 잡음이 크게 발생하기 때문에 절연 통신 수단으로서 충분한 역할을 하지 못한다는 문제점이 있다. 본 발명은 이를 해결하기 위해 제안된 것이다. In recent years, the gate driver has a separate insulation part for separating the high-voltage part and the low-voltage part. Accordingly, insulation communication of PWM (Pulse Width Modulation) signal for driving the motor is required and conventionally, It uses a communication method that transmits data to a high voltage part by putting it on a fast clock. However, since this method transmits the PWM input signal on a clock having a constant frequency, it has a problem in that it can not play a sufficient role as an insulation communication means because EMC noise is large. The present invention has been proposed to solve this problem.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 고전압 모터 구동을 위한 게이트 드라이버에 있어서 EMC 잡음을 획기적으로 줄일 수 있는 게이트 드라이버 및 게이트 드라이버의 절연 통신 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gate driver and a gate driver insulated communication method capable of drastically reducing EMC noise in a gate driver for driving a high voltage motor.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 절연 통신 수단으로서 충분한 역할을 수행할 수 있는 게이트 드라이버 및 게이트 드라이버의 절연 통신 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide an insulated communication method of a gate driver and a gate driver which can sufficiently serve as an insulated communication means.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트 드라이버는, PWM(Pulse Width Modulation) 입력 신호(PWM_IN)와 클럭(Clock)을 병합하여 제1 PWM 신호(PWM_M)를 생성하는 모듈레이터부 및 상기 제1 PWM 신호에 지연시간 제어(Delay Control)를 적용하여 제2 PWM 신호(PWM_SSM)를 생성하는 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부를 포함하는 저전압부, 상기 제2 PWM 신호를 절연 통신 방식을 통해 제3 PWM 신호(PWM_RSSM)로 고전압부에 전송하는 절연부 및 상기 제3 PWM 신호를 PWM 출력 신호(PWM_OUT)로 복원하는 복원부를 포함하는 고전압부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a gate driver including a modulator for generating a first PWM signal PWM_M by combining a PWM (Pulse Width Modulation) input signal PWM_IN and a clock, And a spread spectrum modulator for generating a second PWM signal PWM_SSM by applying a delay time control to the first PWM signal, a low voltage unit including a second PWM signal through a third PWM And a recovery unit for recovering the third PWM signal to the PWM output signal PWM_OUT.
일 실시 예에 따르면, 상기 절연 통신 방식은, 커패시터 커플링 방식일 수 있다. According to one embodiment, the insulated communication scheme may be a capacitor coupling scheme.
일 실시 예에 따르면, 상기 모듈레이터부는, 상기 PWM 입력 신호와 클럭을 AND 하여 병합함으로써 제1 PWM 신호를 생성할 수 있다. According to one embodiment, the modulator unit can generate the first PWM signal by ANDing and combining the PWM input signal and the clock.
일 실시 예에 따르면, 상기 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부는, 상기 지연시간 제어에 따라 상기 제1 PWM 신호의 클럭을 지연시키는 형태로 지연시간을 늘리거나(0 내지 N) 또는 줄일 수 있다(N 내지 0).According to one embodiment, the spread spectrum modulator unit may increase (0 to N) or decrease (N to 0) the delay time by delaying the clock of the first PWM signal according to the delay time control.
일 실시 예에 따르면, 상기 스프레트 스펙트럼 모듈레이터부는, 그래프 
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 게이트 드라이버의 절연 통신 방법은, 모듈레이터부가 PWM(Pulse Width Modulation) 입력 신호(PWM_IN)와 클럭(Clock)을 병합하여 제1 PWM 신호(PWM_M)를 생성하는 단계, 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부가 상기 제1 PWM 신호에 지연시간 제어(Delay Control)를 적용하여 제2 PWM 신호(PWM_SSM)를 생성하는 단계, 절연부가 상기 제2 PWM 신호를 절연 통신 방식을 통해 제3 PWM 신호(PWM_RSSM)로 고전압부에 전송하는 단계 및 복원부가 상기 제3 PWM 신호를 PWM 출력 신호(PWM_OUT)로 복원하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an isolated communication method for a gate driver, the method including: modulating a first PWM signal by combining a PWM (Pulse Width Modulation) input signal PWM_IN and a clock, Generating a second PWM signal PWM_SSM by applying a delay time control to the first PWM signal by a spread spectrum modulator; and inserting the second PWM signal into an insulation communication method To the high voltage unit through the third PWM signal PWM_RSSM and restoring the third PWM signal to the PWM output signal PWM_OUT.
일 실시 예에 따르면, 상기 절연 통신 방식은, 커패시터 커플링 방식일 수 있다. According to one embodiment, the insulated communication scheme may be a capacitor coupling scheme.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 PWM 신호를 생성하는 단계는, 상기 모듈레이터부가 상기 PWM 입력 신호와 클럭을 AND 하여 병합함으로써 제1 PWM 신호를 생성할 수 있다. According to an embodiment, the step of generating the first PWM signal may generate the first PWM signal by ANDing the PWM input signal and the clock by the modulator.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 PWM 신호를 생성하는 단계는, 상기 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부가 상기 지연시간 제어에 따라 상기 제1 PWM 신호의 클럭을 지연시키는 형태로 지연시간을 늘리거나(0 내지 N) 또는 줄이는(N 내지 0) 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the step of generating the second PWM signal includes the steps of increasing the delay time (0 to N) in such a manner that the spread spectrum modulator delays the clock of the first PWM signal according to the delay time control, (N to 0).
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 PWM 신호를 생성하는 단계는, 그래프 
일 실시 예에 따르면, 상기 게이트 드라이버는, 상기 모듈레이터부 및 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부를 포함하는 저전압부 및 상기 복원부를 포함하는 고전압부를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the gate driver may include a low voltage portion including the modulator portion and the spread spectrum modulator portion, and a high voltage portion including the restoration portion.
상기와 같은 본 발명에 따르면, PWM 입력 신호에 대하여 스프레드 스펙트럼 방식을 통한 가변 지연시간 제어를 적용하였으므로, 고전압 모터 구동에 있어서 EMC 잡음을 획기적으로 줄일 수 있다는 효과가 있다. According to the present invention, since the variable delay time control is applied to the PWM input signal through the spread spectrum method, the EMC noise can be drastically reduced in driving the high voltage motor.
또한, PWM 신호를 커패시터 커플링 방식을 통해 저전압부에서 고전압부로 전송하므로 절연 통신 수단으로서 충분한 역할을 수행할 수 있다는 효과가 있다. In addition, since the PWM signal is transmitted from the low-voltage section to the high-voltage section through the capacitor coupling method, the PWM signal can sufficiently serve as the insulation communication means.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood to those of ordinary skill in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트 드라이버의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 모듈레이터부의 구현 예를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3(a)는 예시적인 PWM 입력 신호를 나타낸 도면이다.
도 3(b)는 예시적인 클럭을 나타낸 도면이다.
도 3(c)는 예시적인 제1 PWM 신호를 나타낸 도면이다.
도 4는 예시적인 지연시간 제어 그래프를 나타낸 도면이다.
도 5는 지연시간 제어에 따른 예시적인 제2 PWM 신호를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 4와 더불어 예시적인 지연시간 제어 그래프를 나타낸 도면이다.
도 8(a)는 예시적인 제2 PWM 신호를 나타낸 도면이다.
도 8(b)는 예시적인 제3 PWM 신호를 도시한 도면이다.
도 8(c)는 예시적인 PWM 출력 신호를 도시한 도면이다.
도 9는 도 3(a)에 도시된 PWM 입력 신호와 도 8(c)에 도시된 PWM 출력 신호를 가깝게 배치하여 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 게이트 드라이버의 절연 통신 방법에 대한 순서도를 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a gate driver according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of a modulator portion.
3 (a) shows an exemplary PWM input signal.
3 (b) is a diagram showing an exemplary clock.
3 (c) is a diagram showing an exemplary first PWM signal.
4 is a diagram illustrating an exemplary delay time control graph.
5 is a diagram illustrating an exemplary second PWM signal according to delay time control.
Figs. 6 and 7 are diagrams illustrating an exemplary delay time control graph together with Fig.
8 (a) is a diagram showing an exemplary second PWM signal.
8 (b) is a diagram showing an exemplary third PWM signal.
8 (c) is a diagram showing an exemplary PWM output signal.
FIG. 9 is a diagram showing the PWM input signal shown in FIG. 3A and the PWM output signal shown in FIG. 8C arranged close to each other.
10 is a flowchart illustrating an insulated communication method of a gate driver according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.In addition, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise. The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification.
명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트 드라이버(100)의 전체 구성을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram showing the overall configuration of a
게이트 드라이버(100)는 모듈레이터부(10) 및 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부(20)를 포함하는 저전압부(30), 절연부(40) 그리고 복원부(50)를 포함하는 고전압부(60)를 포함할 수 있으며, 기타 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 요구되는 부가적인 구성들 역시 더 포함할 수 있다. The
한편, 이하의 설명에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트 드라이버(100)가 포함하는 구성들에 대하여 개별적으로 설명하겠으나, 이는 구성들에 대한 하나의 실시 예일 뿐이며, 어느 한 구성과 다른 구성이 병합된 구성으로 구현될 수 있음은 물론이다. In the following description, the configurations of the
모듈레이터부(10)는 PWM(Pulse Width Modulation) 입력 신호(PWM_IN)와 클럭(Clock)을 병합하여 제1 PWM 신호(PWM_M)를 생성한다. The
여기서 모듈레이터부(10)가 수행하는 모듈레이션은 예를 들어 OOK(On/Off Keying) 방식일 수 있으며, 이 경우 모듈레이터부(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 구현할 수 있으나, 이는 하나의 실시 예일 뿐이고, 필요에 따라 다른 모듈레이션 방식을 이용할 수 있음은 물론이다. Here, the modulation performed by the
도 3(a)에는 예시적인 PWM 입력 신호가 도시되어 있으며, 도 3(b)에는 예시적인 클럭이 도시되어 있다. 모듈레이터부(10)는 PWM 입력 신호와 클럭을 병합하여 제1 PWM 신호를 생성할 수 있는바, 예를 들어, 모듈레이터부(10)는 PWM 입력 신호와 클럭을 AND하여 병합할 수 있으며, 도 3(a)에 도시된 PWM 입력 신호와 도 3(b)에 도시된 클럭을 AND 하여 병합한 예시적인 제1 PWM 신호는 도 3(c)에 도시되어 있다. An exemplary PWM input signal is shown in Figure 3 (a), and an exemplary clock is shown in Figure 3 (b). For example, the
한편, 모듈레이터부(10)가 PWM 입력 신호와 클럭을 AND하는 것은 하나의 실시 예일 뿐이고, 필요에 따라 다른 방식을 통해 병합할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 모듈레이터부(10)는 PWM 입력 신호와 클럭을 OR, NAND, NOR할 수도 있다. Meanwhile, it is only one embodiment that the
스프레드 스펙트럼(Spread Spectrum) 모듈레이터부(20)는 제1 PWM 신호에 지연시간 제어(Delay Control)를 적용하여 제2 PWM 신호(PWM_SSM)를 생성한다. The
여기서 지연시간 제어는 제1 PWM 신호에 딜레이를 주는 형태, 보다 구체적으로 제1 PWM 신호의 클럭을 지연시키는 형태로 늘리거나 줄일 수 있는 것을 의미하며, 늘리거나 줄이는 것은 0 내지 N 범위 사이에서 가능하다. Here, the delay time control means that the first PWM signal is delayed, or more specifically, the first PWM signal is delayed or reduced in the form of delaying the clock of the first PWM signal. The delay time can be increased or decreased between 0 and N .
스프레드 스펙트럼 모듈레이터부(20)는 예를 들어, 도 4에 예시적으로 도시되어 있는 지연시간 제어 그래프를 제1 PWM 신호에 적용하여 제2 PWM 신호를 생성할 수 있다. The spread
도 4를 참조하면, 지연시간 제어 그래프는 t1까지 지연시간이 N을 향해 지속적으로 증가하다가 t1 이후 t2까지 지연시간이 0을 향해 지속적으로 감소한다. t2이후 t3까지 다시 지연시간이 N을 향해 지속적으로 증가하다가 t3 이후 t4까지 지연시간이 0을 향해 지속적으로 감소하는 주기적인 모습을 나타내고 있음을 확인할 수 있다. 이를 도 3(c)에 도시된 제1 PWM 신호에 적용하면 도 5와 같은 제2 PWM 신호를 생성할 수 있는바, 도 4에 도시된 지연시간 제어 그래프에 따라 t1까지 지연시간이 N을 향해 지속적으로 증가하다가 t1 이후 t2까지 지연시간이 0을 향해 지속적으로 감소한다. 그러나 이는 제1 PWM 신호 자체가 빨라지는 것은 아니며, 지연시간 자체가 증가하거나 감소하는 것일 뿐이다. 예를 들어, 지연시간이 N인 경우와 그 이후에 지연시간이 N-1인 경우를 비교하면 적용되는 지연시간의 차이가 있는 것일 뿐이며, 제1 PWM 신호 자체는 두 경우 모두 지연되는 것으로 보아야 한다. Referring to FIG. 4, in the delay time control graph, the delay time continuously increases toward N until t1, and the delay time continuously decreases from t1 to t2 toward zero. the delay time continuously increases from t2 to t3, and the delay time continuously decreases from t3 to t4. The second PWM signal shown in FIG. 5 can be generated by applying this to the first PWM signal shown in FIG. 3 (c). According to the delay time control graph shown in FIG. 4, The delay time continuously decreases from t1 to t2 toward zero. However, this does not mean that the first PWM signal itself is accelerated, but only the delay time itself increases or decreases. For example, when the delay time is N and when the delay time is N-1, there is a difference in the delay time applied, and the first PWM signal itself is delayed in both cases .
한편, 도 4에 도시된 지연시간 제어 그래프는 예시적인 것일 뿐이며, 필요에 따라 도 6 및 도 7에 예시적으로 도시된 지연시간 제어 그래프를 제1 PWM 신호에 적용할 수 있음은 물론이다.Meanwhile, the delay time control graph shown in FIG. 4 is merely an example, and it goes without saying that the delay time control graph exemplarily shown in FIGS. 6 and 7 can be applied to the first PWM signal if necessary.
지금까지 설명한 모듈레이터부(10)와 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부(20)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트 드라이버(100)의 저전압부(30)에 포함되며, 이를 통해 고전압부(60)에 전송 가능한 제2 PWM 신호가 생성된다. 이하, 절연부(40) 및 고전압부(60)에 대하여 설명하기로 한다. The
절연부(40)는 저전압부(30)와 고전압부(60) 사이에서 제2 PWM 신호를 절연 통신 방식을 통해 제3 PWM 신호(PWM_RSSM)로 고전압부(60)에 전송한다. The
여기서 절연 통신 방식은 커패시터 커플링 방식을 이용할 수 있으며, 그에 따라 저전압부(30)와 별도의 송신부(Tx)를, 고전압부(60)는 별도의 수신부(Rx)를 더 포함할 수 있다. Here, the insulation communication method may use a capacitor coupling method, and accordingly, the
도 8(a)에는 예시적인 제2 PWM 신호가, 도 8(b)에는 도 8(a)에 예시적으로 도시된 제2 PWM 신호가 절연부(40)를 거쳐 생성된 제3 PWM 신호가 예시적으로 도시되어 있으며, 도 8(b)에 도시된 제3 PWM 신호는 도 8(a)에 도시된 제2 PWM 신호와 파형의 형태가 동일한바, 절연부(40)를 통해 비접촉 상태에서 전송만 되었기 때문이다. 8 (a) shows a second PWM signal, and FIG. 8 (b) shows a third PWM signal generated by way of the
복원부(50)는 제3 PWM 신호를 PWM 출력 신호(PWM_OUT)로 복원하며, 저전압부(60)는 복원부(50)를 포함한다. The restoring
보다 구체적으로, 복원부(50)는 Peak Detector를 포함하는바, 이를 통해 제3 PWM 신호가 PWM 출력 신호로 복원될 수 있다. More specifically, the
도 8(c)에는 복원부(50)에 의해 복원된 PWM 출력 신호가 도시되어 있다. 이는 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트 드라이버(100)가 최종적으로 출력하는 신호인바, 도 3(a)에 도시된 PWM 입력 신호가 모듈레이터부(10), 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부(20), 절연부(40) 및 복원부(50)를 거쳐 도 8(c)에 도시된 PWM 출력 신호로 출력된다. Fig. 8 (c) shows the PWM output signal restored by the restoring
도 9는 도 3(a)에 도시된 PWM 입력 신호와 도 8(c)에 도시된 PWM 출력 신호의 비교를 위해, 양 신호를 가깝게 배치하여 도시한 도면이다. 도 9를 참조하면, 동일한 지점을 기준으로 PWM 출력 신호가 PWM 입력 신호에 비해 지속적으로 지연되고 있는 것을 확인할 수 있는바, 이 부분이 음영으로 표시한 영역이며, 음영으로 표시한 영역은 뒤로 갈수록 넓어지게 된다. 이는 제2 PWM 신호가 스프레드 스펙트럼 방식으로, 보다 구체적으로 가변하는 지연시간 제어를 적용하였기 때문이다. 즉, 종래와 같이 PWM 입력 신호를 일정한 주파수를 갖는 클럭에 실어 전송하지 않은바 EMC 잡음을 획기적으로 줄일 수 있으며, 절연 통신 수단으로서 충분한 역할을 수행할 수 있다. Fig. 9 is a diagram showing both signals closely arranged for comparison between the PWM input signal shown in Fig. 3 (a) and the PWM output signal shown in Fig. 8 (c). Referring to FIG. 9, it can be seen that the PWM output signal is continuously delayed with respect to the same point as compared with the PWM input signal. This portion is a shaded region, and the shaded region is wider toward the back . This is because the second PWM signal applies a delay time control that is more specifically variable in a spread spectrum manner. That is, as in the prior art, the PWM input signal is not transmitted on a clock having a constant frequency, so that the EMC noise can be drastically reduced and it can play a sufficient role as the insulation communication means.
한편, 도 9에 도시된 PWM 출력 신호는 도 3(a)에 예시적으로 도시된 PWM 입력 신호, 도 3(b)에 예시적으로 도시된 클럭, 도 3(c)에 예시적으로 도시된 제1 PWM 신호, 도 4에 예시적으로 도시된 지연시간 제어 그래프, 도 5에 예시적으로 도시된 제2 PWM 신호, 도 8(b)에 예시적으로 도시된 제3 PWM 신호에 따른 PWM 출력 신호인바, 이와 상이한 PWM 입력 신호, 클럭, 제1 PWM 신호, 지연시간 제어 그래프, 제2 PWM 신호, 제3 PWM 신호에 따라 PWM 출력 신호 역시 도 9에 도시된 것과 상이할 수 있음은 물론이다. On the other hand, the PWM output signal shown in Fig. 9 is a PWM input signal exemplarily shown in Fig. 3 (a), a clock shown as an example in Fig. 3 (b) The first PWM signal, the delay time control graph exemplarily shown in Fig. 4, the second PWM signal exemplarily shown in Fig. 5, the PWM output according to the third PWM signal exemplarily shown in Fig. 8 (b) It is needless to say that the PWM output signal may also be different from that shown in FIG. 9 in accordance with the signal, the PWM input signal, the clock, the first PWM signal, the delay time control graph, the second PWM signal, and the third PWM signal.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트 드라이버(100)는 도 10에 도시된 바와 같이 동일한 기술적 특징을 모두 포함하는 게이트 드라이버(100)의 절연 통신 방법으로도 구현할 수 있다. Meanwhile, the
이 경우 게이트 드라이버(100)의 절연 통신 방법은 모듈레이터부(20)가 PWM(Pulse Width Modulation) 입력 신호(PWM_IN)와 클럭(Clock)을 병합하여 제1 PWM 신호(PWM_M)를 생성하는 단계(S110), 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부(30)가 제1 PWM 신호에 지연시간 제어(Delay Control)를 적용하여 제2 PWM 신호(PWM_SSM)를 생성하는 단계(S120), 절연부(40)가 제2 PWM 신호를 절연 통신 방식을 통해 제3 PWM 신호(PWM_RSSM)로 고전압부(60)에 전송하는 단계(S130) 및 복원부(50)가 제3 PWM 신호를 PWM 출력 신호(PWM_OUT)로 복원하는 단계(S140)를 포함할 수 있다. In this case, the insulated communication method of the
중복 서술을 방지하기 위해 자세히 기재하지는 않았지만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트 드라이버(100)의 핵심적인 기술적 특징은 게이트 드라이버(100)의 절연 통신 방법에 모두 적용될 수 있다. Although not described in detail in order to avoid redundancy, the essential technical features of the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
100: 게이트 드라이버
10: 모듈레이터부
20: 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부
30: 저전압부
40: 절연부
50: 복원부
60: 고전압부100: gate driver
10: Modulator section
20: spread spectrum modulator section
30: Low voltage part
40:
50:
60: High voltage part
Claims (11)
상기 제1 PWM 신호에 지연시간 제어(Delay Control)를 적용하여 제2 PWM 신호(PWM_SSM)를 생성하는 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부;
를 포함하는 저전압부;
상기 제2 PWM 신호를 절연 통신 방식을 통해 제3 PWM 신호(PWM_RSSM)로 고전압부에 전송하는 절연부; 및
상기 제3 PWM 신호를 PWM 출력 신호(PWM_OUT)로 복원하는 복원부를 포함하는 고전압부;
를 포함하는 게이트 드라이버. A modulator unit for generating a first PWM signal PWM_M by merging a PWM (Pulse Width Modulation) input signal PWM_IN and a clock (Clock); And
A spread spectrum modulator for generating a second PWM signal PWM_SSM by applying a delay time control to the first PWM signal;
A low voltage section including a first transistor;
An insulation part for transmitting the second PWM signal to the high voltage part through a third PWM signal PWM_RSSM through an insulation communication method; And
And a restoring unit for restoring the third PWM signal to a PWM output signal PWM_OUT;
.
상기 절연 통신 방식은,
커패시터 커플링 방식인,
게이트 드라이버. The method according to claim 1,
In the insulated communication system,
In the capacitor coupling system,
Gate driver.
상기 모듈레이터부는,
상기 PWM 입력 신호와 클럭을 AND 하여 병합함으로써 제1 PWM 신호를 생성하는,
게이트 드라이버. The method according to claim 1,
Wherein the modulator unit comprises:
Generating a first PWM signal by ANDing and combining the PWM input signal and a clock,
Gate driver.
상기 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부는,
상기 지연시간 제어에 따라 상기 제1 PWM 신호의 클럭을 지연시키는 형태로 지연시간을 늘리거나(0 내지 N) 또는 줄일 수 있는(N 내지 0),
게이트 드라이버. The method according to claim 1,
Wherein the spread spectrum modulator unit comprises:
(0 to N) or less (N to 0) in the form of delaying the clock of the first PWM signal according to the delay time control,
Gate driver.
상기 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부는,
상기 제1 PWM 신호에, 설정한 지연시간(N)을 향해 지연시간이 지속적으로 증가하다가, 상기 설정한 지연시간(N)에 도달한 이후 상기 지연시간이 0을 향하여 지속적으로 감소하는 지연시간 제어를 적용하여 상기 제2 PWM 신호를 생성하는,
게이트 드라이버. The method according to claim 1,
Wherein the spread spectrum modulator unit comprises:
Wherein the first PWM signal has a delay time that continuously increases in a delay time toward a set delay time N and continuously decreases after the delay time reaches the set delay time N To generate the second PWM signal,
Gate driver.
스프레드 스펙트럼 모듈레이터부가 상기 제1 PWM 신호에 지연시간 제어(Delay Control)를 적용하여 제2 PWM 신호(PWM_SSM)를 생성하는 단계;
절연부가 상기 제2 PWM 신호를 절연 통신 방식을 통해 제3 PWM 신호(PWM_RSSM)로 고전압부에 전송하는 단계; 및
복원부가 상기 제3 PWM 신호를 PWM 출력 신호(PWM_OUT)로 복원하는 단계;
를 포함하는 게이트 드라이버의 절연 통신 방법. Generating a first PWM signal PWM_M by merging a PWM (Pulse Width Modulation) input signal PWM_IN and a clock (Clock);
Generating a second PWM signal PWM_SSM by applying a delay time control to the first PWM signal by the spread spectrum modulator;
The insulation part transmits the second PWM signal through the insulation communication method to the high voltage part with the third PWM signal PWM_RSSM; And
Restoring the third PWM signal to a PWM output signal (PWM_OUT);
Wherein the gate driver is connected to the gate of the gate driver.
상기 절연 통신 방식은,
커패시터 커플링 방식인,
게이트 드라이버의 절연 통신 방법.The method according to claim 6,
In the insulated communication system,
In the capacitor coupling system,
A method of insulated communication of a gate driver.
상기 제1 PWM 신호를 생성하는 단계는,
상기 모듈레이터부가 상기 PWM 입력 신호와 클럭을 AND 하여 병합함으로써 제1 PWM 신호를 생성하는,
게이트 드라이버의 절연 통신 방법.The method according to claim 6,
Wherein the step of generating the first PWM signal comprises:
Wherein the modulator generates a first PWM signal by ANDing and combining the PWM input signal with a clock,
A method of insulated communication of a gate driver.
상기 제2 PWM 신호를 생성하는 단계는,
상기 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부가 상기 지연시간 제어에 따라 상기 제1 PWM 신호의 클럭을 지연시키는 형태로 지연시간을 늘리거나(0 내지 N) 또는 줄이는(N 내지 0) 것인,
게이트 드라이버의 절연 통신 방법.The method according to claim 6,
Wherein the step of generating the second PWM signal comprises:
(0 to N) or decreasing (N to 0) the delay time in such a manner that the spread spectrum modulator delays the clock of the first PWM signal according to the delay time control.
A method of insulated communication of a gate driver.
상기 제2 PWM 신호를 생성하는 단계는,
상기 제1 PWM 신호에, 설정한 지연시간(N)을 향해 지연시간이 지속적으로 증가하다가, 상기 설정한 지연시간(N)에 도달한 이후 상기 지연시간이 0을 향하여 지속적으로 감소하는 지연시간 제어를 적용하여 상기 제2 PWM 신호를 생성하는,
게이트 드라이버의 절연 통신 방법. The method according to claim 6,
Wherein the step of generating the second PWM signal comprises:
Wherein the first PWM signal has a delay time that continuously increases in a delay time toward a set delay time N and continuously decreases after the delay time reaches the set delay time N To generate the second PWM signal,
A method of insulated communication of a gate driver.
상기 게이트 드라이버는,
상기 모듈레이터부 및 스프레드 스펙트럼 모듈레이터부를 포함하는 저전압부; 및
상기 복원부를 포함하는 고전압부;
를 포함하는 게이트 드라이버의 절연 통신 방법. The method according to claim 6,
The gate driver includes:
A low voltage section including the modulator section and the spread spectrum modulator section; And
A high voltage unit including the recovery unit;
Wherein the gate driver is connected to the gate of the gate driver.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170145598A KR101967462B1 (en) | 2017-11-02 | 2017-11-02 | Gate driver and method for isolated communication using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170145598A KR101967462B1 (en) | 2017-11-02 | 2017-11-02 | Gate driver and method for isolated communication using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101967462B1 true KR101967462B1 (en) | 2019-04-09 |
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ID=66167383
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170145598A KR101967462B1 (en) | 2017-11-02 | 2017-11-02 | Gate driver and method for isolated communication using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101967462B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230008481A (en) | 2021-07-07 | 2023-01-16 | 현대모비스 주식회사 | Signal converting apparatus for isolatied communication |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160110681A (en) | 2015-03-10 | 2016-09-22 | 현대자동차주식회사 | Output terminal with improved emc feature |
-
2017
- 2017-11-02 KR KR1020170145598A patent/KR101967462B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160110681A (en) | 2015-03-10 | 2016-09-22 | 현대자동차주식회사 | Output terminal with improved emc feature |
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| Pekka J¨arvinen. Pulse-width requirements in context with different modulation strategies of two level 3-phase inverters, 2014. 10.23. 공개 * |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20230008481A (en) | 2021-07-07 | 2023-01-16 | 현대모비스 주식회사 | Signal converting apparatus for isolatied communication |
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