KR20010036906A

KR20010036906A - 모터구동부의 과열 방지방법

Info

Publication number: KR20010036906A
Application number: KR1019990044106A
Authority: KR
Inventors: 배강식
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2001-05-07

Abstract

본 발명은 인버터 파워모듈의 온도가 85℃ 이상으로 올라가면 세탁행정을 정지시켜 과열로 인한 파워소자의 손상 또는 시스템의 오동작을 방지하고, 세탁행정이 정지된 상태에서 인버터 파워모듈의 온도가 80℃ 이하로 떨어지면 다시 세탁행정을 진행하도록 하여 사용상의 편의성을 향상시킨 모터구동부의 과열 방지방법에 관한 것으로서,

세탁기의 행정이 이루어지는 동안에 계속적으로 모터구동부의 온도를 감지하는 제1 과정; 상기 제1 과정에서 측정된 모터구동부의 온도가 제1 기준온도 이상인 경우에 진행중인 행정을 정지시키는 제2 과정; 상기 제2 과정에서 행정이 정지된 후 계속적으로 모터구동부의 온도를 감지하는 제3 과정; 및 상기 제3 과정에서 측정된 모터구동부의 온도가 상기 제1 기준온도 보다 낮은 제2 기준온도 이하인 경우에 상기 제2 과정에서 정지된 행정을 다시 진행시키는 제4 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

모터구동부의 과열 방지방법 { Overheat check method for motor driver }

본 발명은 세탁기에 적용된 모터구동부의 과열 방지방법에 관한 것으로서 특히, 인버터 세탁기에서 직류전동기를 구동하기 위한 인버터부의 동작을 제어하여 과열로 인한 소자의 손상 또는 시스템의 오동작을 방지할 수 있도록 하는 모터구동부의 과열 방지방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적으로 세탁기에 적용되는 인버터형 무정류자 직류전동기의 구성을 나타내는 회로도이다.

도 1을 참조하면, 참조번호 11은 R,S,T 3상의 교류전원을 공급받아 정류 및 평활을 수행하는 정류부를 나타내고, 12는 외부의 펄스폭변조(PWM) 신호에 따라 스위칭되어 상기 정류부(11)로부터 인가되는 직류출력을 3상의 교류전원으로 변환하여 출력하는 인버터부를 나타내고, 13은 상기 인버터부(12)로부터 제공되는 교류전원에 의해 회전 동작하는 모터부를 나타낸다.

또한, 참조번호 14는 상기 인버터부(12)로 펄스폭변조(PWM) 신호를 제공하는 게이트 드라이버를 나타내고, 15는 상기 모터부(13)의 상태에 따라 상기 게이트 드라이버(14)를 구동시키는 마이컴을 나타낸다.

상기에서 정류부(11)는 입력되는 3상의 교류전원을 정류하는 브리지 다이오드로 이루어진 정류기와, 상기 정류기의 출력을 평활시켜 직류전원으로 변환하는 콘덴서(C)를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 인버터부(12)는 각각 환류용 다이오드를 역병렬로 접속하는 6개의 트랜지스터(T1-T6)로 이루어지는데, 그 중에서 제1,3,5 트랜지스터(T1,T3,T5)는 플러스(+)의 암을 구성하고, 제2,4,6 트랜지스터(T2,T4,T6)는 마이너스(-)의 암을 구성한다. 이때, 상기 게이트 드라이버(14)로부터 입력되는 펄스폭변조(PWM) 신호에 따라 각각의 트랜지스터(T1-T6)가 온/오프되어 상기 모터부(13)로 회전신호를 제공한다.

상기의 각 구성에서 정류부(11), 인버터부(12), 게이트 드라이버(14)는 하나의 기판상에 장착되는데, 통상적으로 인버터 파워모듈(inverter power module:IPM)이라 한다.

한편, 일반적으로 세탁기의 세탁행정은 15분 내지 25분으로 이루어지기 때문에 상기 모터부(13)가 구동되어 세탁행정이 진행되는 동안에 상기 정류부(11), 인버터부(12) 및 게이트 드라이버(14) 즉, 인버터 파워모듈은 계속적으로 구동되어야 한다.

상기와 같은 이유로 인해 장시간 계속적으로 연속동작이 이루어지면 상기 인버터 파워모듈 및 모터부(13)에서는 발열이 발생되는데, 통상적으로 인버터 파워모듈의 안전동작온도는 85℃로 알려져 있다.

따라서, 상기와 같은 종래 기술에서는 모터부의 연속동작에 따라 인버터 파워모듈의 온도가 올라가서 안전동작온도(85℃)를 초과하는 경우에 인버터부(12)의 소자가 손상될 수 있으며, 그에 따라 세탁기의 세탁행정에서 오동작을 일으키게 되는 문제점이 발생한다.

결국, 종래 기술이 적용된 세탁기의 경우는 장시간 사용할 때 제품에 대한 신뢰성을 저하시키는 동시에 인버터 파워모듈의 수명을 단축시키게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 세탁기의 행정이 진행되는 동안에 인버터 파워모듈의 발열온도를 계속적으로 감지하여 기준온도 이상으로 상승하면 동작을 일시적으로 정지시켜 안전동작온도를 초과하지 않도록 함으로써 파워소자의 손상 또는 오동작을 방지할 수 있는 모터구동부의 과열 방지방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적으로 세탁기에 적용되는 인버터형 무정류자 직류전동기의 구성을 나타내는 회로도,

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 온도감지부의 구성을 나타내는 회로도,

도 3은 본 발명의 실시예에서 서미스터의 장착위치를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 의한 모터구동부의 과열 방지방법을 나타내는 흐름도.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

11 : 정류부 12 : 인버터부

13 : 모터부 14 : 게이트 드라이버

15 : 마이컴 21 : 서미스터

22 : 저항 31 : 인버터 파워모듈

32 : 히트싱크

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 세탁기의 행정이 이루어지는 동안에 계속적으로 모터구동부의 온도를 감지하는 제1 과정; 상기 제1 과정에서 측정된 모터구동부의 온도가 제1 기준온도 이상인 경우에 진행중인 행정을 정지시키는 제2 과정; 상기 제2 과정에서 행정이 정지된 후 계속적으로 모터구동부의 온도를 감지하는 제3 과정; 및 상기 제3 과정에서 측정된 모터구동부의 온도가 상기 제1 기준온도 보다 낮은 제2 기준온도 이하인 경우에 상기 제2 과정에서 정지된 행정을 다시 진행시키는 제4 과정;을 포함하는 모터구동부의 과열 방지방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 의하여 세탁기의 모터구동부에 적용되는 과열 방지방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명은 인버터 파워모듈의 발열온도를 감지하여 제1 기준온도 이상으로 올라간 경우에 시스템의 동작을 정지시키고, 다시 제2 기준온도 이하로 떨어지면 동작이 다시 진행되도록 하는 것이다.

상기 인버터 파워모듈의 발열온도를 감지하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같은 회로를 구비하는데, 그 출력신호를 마이컴(15)으로 입력받아 게이트 드라이버(도 1의 14)를 제어한다.

도 2를 참조하면, 서미스터(21)와 저항(22)을 직렬로 연결하여 공급전압(Vcc)을 분압하도록 하고, 상기 분압된 전압(V_TH)은 마이컴(15)으로 제공되도록 한다. 이때, 상기 마이컴(15)에서는 입력되는 전압의 크기에 따라 인버터 파워모듈의 발열온도를 감지한다.

상기 서미스터(21)는 온도에 따라 저항값이 변화되는 반도체 소자로서, 온도가 상승할수록 저항값이 적어진다. 결국, 상기 서미스터(21)의 저항값이 적어질수록 상기 마이컴(15)으로 입력되는 분압된 전압이 높아지기 때문에 모터부(13)의 연속동작에 따른 인버터 파워모듈의 발열온도가 상승함에 따라 마이컴(15)으로 입력되는 전압도 상승하게 된다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명이 적용된 세탁기에서는 인버터 파워모듈(31)에서 발생된 열을 용이하게 방열시키기 위하여 히트싱크(32)를 상기 인버터 파워모듈(31)에 접촉되도록 장착하는데, 상기 히트싱크(32)의 하부면에 상기 서미스터(21)를 부착하여 발열온도의 감지가 용이하게 이루어지도록 한다.

상기와 같은 본 발명이 적용된 세탁기에서 모터구동부의 과열을 방지하는 동작을 첨부한 도 4의 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 세탁기의 세탁행정이 진행되어 인버터 파워모듈(31)의 동작이 이루어지면(S1 참조), 상기 서미스터(21)는 인버터 파워모듈(31)의 발열온도에 따라 그 저항값이 변경된다. 이때, 상기 서미스터(21)의 저항값 변경에 따라 마이컴(15)으로 입력되는 전압(V_TH)이 달라지게 된다.

한편, 상기 마이컴(15)으로 입력되는 전압은 인버터 파워모듈(31)의 발열온도에 대응되기 때문에 상기 마이컴(15)에서는 입력되는 전압에 따라 인버터 파워모듈(31)의 온도(T1)를 판단한다.(S2 참조)

그후, 상기 마이컴(15)에서는 단계 S2에서 감지된 인버터 파워모듈(31)의 온도(T1)가 안전동작온도인 85℃ 이상인지를 판단한다.(S3 참조) 이때, 판단결과가 85℃ 이상이 아니면 현재 진행중인 세탁행정을 계속적으로 진행하도록 한다.(S4 참조)

상기 단계 S3의 판단결과가 85℃ 이상이면 상기 마이컴(15)은 게이트 드라이버(14)로 동작을 정지하도록 하는 제어신호를 출력하여 진행중인 세탁행정을 정지시킨다.(S5 참조) 이때, 상기 게이트 드라이버(14)는 동작정지 신호를 입력받는 후 인버터부(12)의 모든 트랜지스터(T1-T6)로 로우(low)신호를 출력함으로써 모터부(13)로 전류가 흐르지 않도록 하여 모터부(13)가 정지되도록 한다.

그후, 상기 마이컴(15)에서는 행정이 정지된 상태에서 상기 서미스터(21)와 저항(22)에 의해 분압된 전압(V_TH)을 계속적으로 입력받아 다시 인버터 파워모듈(31)의 온도(T2)를 판단한다.(S6 참조)

이때, 상기 감지된 온도(T2)가 80℃ 이하인지를 판단하고(S7 참조), 그 판단결과가 80℃ 이하가 아닌 경우에는 상기 단계 S5로 진행하여 세탁행정의 정지상태를 유지하고, 상기 단계 S7의 판단결과가 80℃ 이하이면 상기 단계 S4로 진행하여 정지중인 세탁행정을 다시 진행하게 된다.

결국, 본 발명에서는 인버터 파워모듈(31)의 온도가 안전동작온도 즉, 85℃ 이상이 되면 세탁행정이 정지되도록 하고, 인버터 파워모듈(31)의 온도가 내려가면 다시 세탁행정을 진행하도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 모터구동부의 과열 방지방법은 인버터 파워모듈의 온도가 85℃ 이상으로 올라가는 것을 방지하기 때문에 과열로 인한 소자의 손상 또는 시스템의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 행정이 정지된 상태에서 인버터 파워모듈의 온도가 80℃ 이하로 떨어지면 다시 행정을 진행하도록 하기 때문에 사용상의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

세탁기의 행정이 이루어지는 동안에 계속적으로 모터구동부의 온도를 감지하는 제1 과정;

상기 제1 과정에서 측정된 모터구동부의 온도가 제1 기준온도 이상인 경우에 진행중인 행정을 정지시키는 제2 과정;

상기 제2 과정에서 행정이 정지된 후 계속적으로 모터구동부의 온도를 감지하는 제3 과정; 및

상기 제3 과정에서 측정된 모터구동부의 온도가 상기 제1 기준온도 보다 낮은 제2 기준온도 이하인 경우에 상기 제2 과정에서 정지된 행정을 다시 진행시키는 제4 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터구동부의 과열 방지방법.