KR101591161B1 - Inverter for driving electric vehicle motor - Google Patents

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한병문
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Abstract

전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터가 제공된다. 개시된 인버터는 다수의 스위칭 소자를 포함하고, 전기 차량용 배터리에 충전된 전압을 모터로 출력하기 위한 N(1 이상의 정수임)개의 인버터부; 및 N개의 인버터부에 포함된 다수의 스위칭 소자의 온/오프를 제어하기 위한 제어부;를 포함하되, 상기 인버터부는 N(1 상기 N개의 인버터부 각각은, 일단이 상기 배터리의 일단과 연결되는 제1 스위칭 소자; 일단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제2 스위칭 소자; 일단이 상기 배터리의 일단 및 상기 제1 스위칭 소자의 일단과 연결되는 제3 스위칭 소자; 일단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제4 스위칭 소자; 일단이 상기 제4 스위칭 소자의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단 및 상기 제2 스위칭 소자의 일단과 연결되는 제5 스위칭 소자; 및 일단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단 및 상기 제4 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단, 상기 제2 스위칭 소자의 일단 및 상기 제5 스위칭 소자의 타단과 연결되는 캐패시터;를 포함한다. An inverter for driving a motor for an electric vehicle is provided. The disclosed inverter includes N (one or more integer) inverter units for outputting a voltage charged in a battery for an electric vehicle to a motor, including a plurality of switching elements; And a control unit for controlling ON / OFF of a plurality of switching elements included in the N inverter units, wherein the inverter unit includes N (1, N) inverters each having one end connected to one end of the battery, A third switching element having one end connected to one end of the battery and one end of the first switching element, a third switching element having one end connected to the other end of the first switching element, A fifth switching device having one end connected to the other end of the fourth switching device and the other end connected to the other end of the first switching device and one end of the second switching device, Is connected to one end of the third switching element and one end of the fourth switching element, and the other end is connected to the other end of the first switching element, one end of the second switching element, It includes; capacitor and the other terminal connections.

Figure R1020140023722
Figure R1020140023722

Description

전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터{INVERTER FOR DRIVING ELECTRIC VEHICLE MOTOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an inverter for driving a motor for an electric vehicle,

본 발명의 실시예들은 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 모터 구동 시스템에 포함되는 인버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조 단순화와 고속 구속모터에 적합한 가변 출력 전압을 갖는 인버터에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to an inverter included in a motor drive system for driving an electric vehicle motor, and more particularly, to an inverter having a variable output voltage suitable for structure simplification and high-speed confinement motor.

전기 차량(EV: Electric Vehicle)용 모터 구동 시스템은 도 1과 같이 배터리, 양방향 승압형 DC/DC 컨버터, 인버터의 직렬구조로 되어 있다. 배터리의 전압은 250~450V의 넓은 변동을 가지고 있어 모터의 설계와 고속 구동이 어려운 단점이 존재한다. 따라서, 변동되는 배터리의 전압을 인가받아 600V 내외의 고압 전압으로 변경하기 위한 양방향 승압형 DC/DC 컨버터를 사용하게 된다. A motor drive system for an electric vehicle (EV) has a series structure of a battery, a bi-directional boost type DC / DC converter, and an inverter as shown in Fig. The battery voltage has a wide range of 250 ~ 450V, which makes it difficult to design and drive the motor at high speed. Therefore, a bidirectional step-up DC / DC converter is used to change the voltage of the battery to a high voltage of about 600 V or so.

그러나, 기존 시스템은 2단 구조(컨버터-인버터)로 되어 있어 효율 저하를 야기하고, 대용량의 양방향 DC/DC 컨버터를 사용하므로 부피가 매우 커지는 단점이 존재한다. 또한, 종래의 전기 차량용 충전 장치(100)는 Fluctuating Power를 필터링하기 위해 수천 uF 이상의 고용량이면서 전력밀도가 높은 전해 캐패시터를 사용하여야 하는데, 전해 캐패시터는 온도가 높아지면 수명이 급격하게 줄어드는 단점이 있어서, 전기 차량과 같이 긴 수명이 요구되는 응용 분야에는 적합하지 않다는 문제점이 있었다.However, the conventional system has a two-stage structure (converter-inverter), which causes a reduction in efficiency, and a large-capacity bidirectional DC / DC converter is used. In addition, in the conventional electric vehicle charging apparatus 100, an electrolytic capacitor having a high capacity and a high power density of several thousands of uF or more should be used to filter the floating power. The electrolytic capacitor has a disadvantage in that the lifetime of the electrolytic capacitor sharply decreases when the temperature rises, There is a problem in that it is not suitable for an application field requiring a long lifetime such as an electric vehicle.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 구조 단순화와 고속 구속모터에 적합한 가변 출력 전압을 갖는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터를 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention proposes an inverter for driving an electric vehicle motor having a simplified output voltage and a variable output voltage suitable for a high-speed confinement motor.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 다수의 스위칭 소자를 포함하고, 전기 차량용 배터리에 충전된 전압을 모터로 출력하기 위한 N(1 이상의 정수임)개의 인버터부; 및 N개의 인버터부에 포함된 다수의 스위칭 소자의 온/오프를 제어하기 위한 제어부;를 포함하되, 상기 인버터부는 N(1 상기 N개의 인버터부 각각은, 일단이 상기 배터리의 일단과 연결되는 제1 스위칭 소자; 일단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제2 스위칭 소자; 일단이 상기 배터리의 일단 및 상기 제1 스위칭 소자의 일단과 연결되는 제3 스위칭 소자; 일단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제4 스위칭 소자; 일단이 상기 제4 스위칭 소자의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단 및 상기 제2 스위칭 소자의 일단과 연결되는 제5 스위칭 소자; 및 일단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단 및 상기 제4 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단, 상기 제2 스위칭 소자의 일단 및 상기 제5 스위칭 소자의 타단과 연결되는 캐패시터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터가 제공된다.According to a first aspect of the present invention, there is provided an inverter comprising: N (at least one integer) inverter units for outputting a voltage charged in a battery for an electric vehicle to a motor, the inverter unit including a plurality of switching elements; And a control unit for controlling ON / OFF of a plurality of switching elements included in the N inverter units, wherein the inverter unit includes N (1, N) inverters each having one end connected to one end of the battery, A third switching element having one end connected to one end of the battery and one end of the first switching element, a third switching element having one end connected to the other end of the first switching element, A fifth switching device having one end connected to the other end of the fourth switching device and the other end connected to the other end of the first switching device and one end of the second switching device, Is connected to one end of the third switching element and one end of the fourth switching element, and the other end is connected to the other end of the first switching element, one end of the second switching element, The inverter is provided for driving an electric motor vehicle comprising: a; capacitor and the other terminal connections.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 다수의 스위칭 소자를 포함하고, 전기 차량용 배터리에 충전된 전압을 모터로 출력하기 위한 N(1 이상의 정수임)개의 인버터부; 및 상기 N개의 인버터부에 포함된 다수의 스위칭 소자의 온/오프를 제어하기 위한 제어부;를 포함하되, 상기 N개의 인버터부 각각은, 일단이 상기 배터리의 일단과 연결되는 제1 스위칭 소자; 일단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제2 스위칭 소자; 일단이 상기 제2 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제3 스위칭 소자; 일단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단 및 상기 제2 스위칭 소자의 일단과 연결되는 제4 스위칭 소자; 일단이 상기 제4 스위칭 소자의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제5 스위칭 소자; 및 일단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단, 상기 제2 스위칭 소자의 일단 및 상기 제4 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단 및 상기 제5 스위칭 소자의 타단과 연결되는 캐패시터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터가 제공된다.According to a second embodiment of the present invention, there is also provided an inverter unit including N (at least one integer) inverters for outputting a voltage charged in a battery for an electric vehicle to a motor, the inverter unit including a plurality of switching elements; And a control unit for controlling ON / OFF of a plurality of switching devices included in the N inverter units, wherein each of the N inverter units includes: a first switching device having one end connected to one end of the battery; A second switching element having one end connected to the other end of the first switching element; A third switching element having one end connected to the other end of the second switching element; A fourth switching element having one end connected to the other end of the first switching element and one end of the second switching element; A fifth switching device having one end connected to the other end of the fourth switching device and the other end connected to the other end of the third switching device; And one end connected to one end of the first switching element, one end of the second switching element and one end of the fourth switching element, and the other end connected to the other end of the third switching element and the other end of the fifth switching element An inverter for driving a motor for an electric vehicle is provided.

본 발명에 따른 인버터는 구조 단순화와 고속 구속모터에 적합한 가변 출력 전압을 갖는다. The inverter according to the present invention has a variable output voltage suitable for structure simplification and high-speed confinement motor.

도 1은 종재의 전기 차량용 모터 구동 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터의 동작 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인버터의 동작 개념을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram showing the structure of a conventional motor vehicle drive system for an electric vehicle.
2 is a diagram showing a detailed configuration of an inverter for driving a motor for an electric vehicle according to the first embodiment of the present invention.
3 to 5 are diagrams for explaining operation concepts of the inverter according to the first embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a detailed configuration of an inverter for driving a motor for an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention.
7 to 9 are diagrams for explaining operation concepts of the inverter according to the second embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms "first "," second ", and the like can be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term "and / or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터의 상세한 구성을 도시한 도면이다. 2 is a diagram showing a detailed configuration of an inverter for driving a motor for an electric vehicle according to the first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터(200)는 N(1 이상의 정수임)개의 인버터부(210 내지 230) 및 제어부(240)를 포함한다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상세히 설명하기로 한다. Referring to FIG. 2, the inverter 200 according to the first embodiment of the present invention includes N (at least one integer) inverter units 210 to 230 and a control unit 240. Hereinafter, the function of each component will be described in detail.

N개의 인버터부(210 내지 230)는 전기 차량용 배터리에 충전된 전압을 모터로 출력하는 기능을 수행한다. 이 때, 각각의 인버터부(210 내지 230)에는 다수의 스위칭 소자(Mx1 내지 Mx5) 및 전압배가를 위한 하나의 캐패시터(Cx)가 포함된다(캐패시터(Cx)에는 배터리의 전압과 동일한 크기의 전압(Vbatt)이 충전됨). The N inverter units 210 to 230 perform the function of outputting the voltage charged in the battery for the electric vehicle to the motor. At this time, each of the inverter units 210 to 230 includes a plurality of switching elements M x1 to M x5 and one capacitor C x for doubling the voltage (the capacitor C x is connected to the voltage of the battery A voltage of the same magnitude (V batt ) is charged).

보다 상세하게, N개의 인버터부(210 내지 230) 각각은, 일단이 배터리의 일단과 연결되는 제1 스위칭 소자(Mx1), 일단이 제1 스위칭 소자(Mx1)의 타단과 연결되고, 타단이 접지와 연결되는 제2 스위칭 소자(Mx2), 일단이 배터리의 일단 및 제1 스위칭 소자(Mx1)의 일단과 연결되는 제3 스위칭 소자(Mx3), 일단이 제3 스위칭 소자(Mx3)의 타단과 연결되는 제4 스위칭 소자(Mx4), 일단이 제4 스위칭 소자(Mx4)의 타단과 연결되고, 타단이 제1 스위칭 소자(Mx1)의 타단 및 제2 스위칭 소자(Mx2)의 일단과 연결되는 제5 스위칭 소자(Mx5) 및 일단이 제3 스위칭 소자(Mx3)의 타단 및 제4 스위칭 소자(Mx4)의 일단과 연결되고, 타단이 제1 스위칭 소자(Mx1)의 타단, 제2 스위칭 소자(Mx2)의 일단 및 제5 스위칭 소자(Mx5)의 타단과 연결되는 캐패시터(Cx)를 포함한다. 여기서, 제4 스위칭 소자(Mx4)의 타단과 제5 스위칭 소자(Mx5)의 일단이 연결되는 부분에서 N개의 인버터부(210 내지 230)의 출력 전압 각각이 출력된다. More specifically, each of the N inverter units 210 to 230 includes a first switching device M x1 having one end connected to one end of the battery, one end connected to the other end of the first switching device M x1 , a second switching element connected to the ground (M x2), one end and the first switching element of the battery third switching element (M x3) which is connected to one end of the (M x1), one end of the third switching device (M x3) the other end of the fourth switching element is connected (M x4), one end of the fourth switching device (and the other connecting end of the M x4), the other end and the other end and the second switching of the first switching element (M x1) elements ( M x2) fifth switch (M x5) and one end of the third switching device (M x3) the other end and a fourth switching element (coupled to one end of M x4), the other end the first switching element of which is connected to one end of the and a the other end, a second switching element and one fifth switch capacitor (C x) being connected to the other terminal of the (M x5) of (M x2) of (M x1). Here, the output voltages of the N inverter units 210 to 230 are output at the portion where the other end of the fourth switching device M x4 and one end of the fifth switching device M x5 are connected.

그리고, 제어부(240)는 N개의 인버터부(210 내지 230)에 포함된 다수의 스위칭 소자의 온/오프를 제어하는 제어신호를 생성한다. 일례로서, 제어부(240)는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 다수의 스위칭 소자의 온/오프를 제어할 수 있다. The control unit 240 generates a control signal for controlling on / off of the plurality of switching elements included in the N inverter units 210 to 230. As an example, the controller 240 can control ON / OFF of a plurality of switching elements by a PWM (Pulse Width Modulation) method.

즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터(200)는 종래 기술과는 달리 양방향 DC/DC 컨버터를 사용하지 않고, 배터리를 입력으로 한 1단 구조로 구성한다. 따라서, 인버터(200)는 배터리의 전압을 이용하여 모터의 동작 상태에 따라 0V, 배터리의 전압과 동일한 전압(Vbatt) 및 배터리의 전압의 2배의 전압(2Vbatt)을 출력할 수 있다. 이에 따라, 별도의 양방향 DC/DC 컨버터가 필요 없으며 종래 기술에서 사용되는 대용량의 DC 링크 캐패시터를 삭제하거나 최소한으로 사용할 수 있게 된다. 여기서, 제어부(240)는 PWM 신호에 따라 가변이 되어 N개의 인버터부(210 내지 230)의 출력 전압의 폭을 조절할 수 있으며, 제3 스위칭 소자(Mx3)는 전압 배가용 캐패시터(Cx)의 전압을 배터리와 크기가 동일한 전압(Vbatt)로 유지하는 역할을 수행한다. In other words, unlike the prior art, the inverter 200 according to the first embodiment of the present invention does not use a bidirectional DC / DC converter but a one-stage structure in which a battery is input. Thus, inverter 200 may use the voltage of the battery to output 0V, the voltage (2V batt) of twice the same voltage (V batt) and the voltage of the battery and the battery voltage in accordance with the operating state of the motor. Accordingly, a separate bidirectional DC / DC converter is not required, and the large-capacity DC link capacitors used in the prior art can be eliminated or minimized. The third switching device M x3 is connected to the voltage doubling capacitor C x and the second switching device M x3 is connected to the voltage doubling capacitor C x , (V batt ) of the same size as the battery.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터(200)의 동작을 상세하게 설명한다. 이 때, N개의 인버터부(210 내지 230)는 동일하게 동작하므로, 하나의 인버터부(일례로, A 상의 인버터부(210))를 대상으로 그 동작을 설명하기로 한다.
Hereinafter, the operation of the inverter 200 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. At this time, since the N inverter units 210 to 230 operate in the same manner, the operation of one inverter unit (for example, the inverter unit 210 of A) will be described.

1. 본 발명의 제1 1. The first aspect of the present invention 실시예에In the embodiment 따른 인버터(200)의 제1 동작 The first operation of the inverter 200,

도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터(200)의 제1 동작의 전류 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for explaining the current flow in the first operation of the inverter 200 according to the first embodiment of the present invention.

여기서, 제1 동작은 인버터부(210)가 0V 또는 2Vbatt -의 출력 전류를 출력하기 위한 것이다. 또한, 제1 스위칭 소자(M11)과 제4 스위칭 소자(M14)는 동일한 제어신호로 동작되고 제2 스위칭 소자(M12), 제3 스위칭 소자(M14) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 동일한 제어신호로 동작하며, 두 제어신호는 항상 반전동작을 한다.Here, the first operation is an inverter section (210) 0V or 2V batt - is to output the output current. The first switching device M 11 and the fourth switching device M 14 are operated with the same control signal and the second switching device M 12 , the third switching device M 14 and the fifth switching device M 15 ) operate with the same control signal, and both control signals always perform an inversion operation.

보다 상세하게, Mode 1(도 3의 (a) 참조)에서, 제어부(240)에서 출력된 제어신호(도 3의 (c) 참조)에 의해, 제1 스위칭 소자(M11) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 온되고, 제2 스위칭 소자(M12), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 오프된다. More specifically, in Mode 1 (see FIG. 3 (a)), the control signal (see FIG. 3 (c)) output from the control unit 240 causes the first switching device M 11 and the fourth switching the element (M 14) is turned on, the second switching device (12 M), the third switching device (13 M) and the fifth switching element (M 15) is turned off.

따라서, Mode 1에서의 전류 흐름은 "배터리-M11-C1-M14"가 되고, 캐패시터(C1)은 Vbatt의 전압이 충전되어 있으므로, Vbatt를 갖는 두 개의 전압원이 직렬로 연결된 구조가 되어, 출력 전압(Va)는 2Vbatt가 된다. Thus, the current flow in the Mode 1 is the "battery -M 11 -C 1 -M 14", so the capacitor (C 1) is charged the voltage V batt, the two voltage sources having a V batt in series So that the output voltage V a becomes 2V batt .

다음으로, Mode 2(도 3의 (b) 참조)에서, 제어부(240)에서 출력된 제어신호(도 3의 (c) 참조)에 의해, 제1 스위칭 소자(M11) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 오프되고, 제2 스위칭 소자(M12), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 온된다. Next, in Mode 2 (see FIG. 3B), the control signal (see FIG. 3C) output from the control unit 240 causes the first switching device M 11 and the fourth switching device M 11 , (M 14) is off and the second switching elements (M 12), the third switching device (13 M) and the fifth switching element (M 15) is turned on.

따라서, Mode 2에서의 전류 흐름은 "M15 -M12-접지"가 되고, 출력 전류(V-a)는 0V가 된다. Therefore, the current flow in Mode 2 becomes "M 15 - M 12 - ground", and the output current (V- a ) becomes 0V.

한편, 방전된 캐패시터(C-1)의 양단 전압(V1)은 Mode 1에서 다시 Vbatt만큼 충전된다.
On the other hand, the both-end voltage (V 1 ) of the discharged capacitor (C- 1 ) is charged again in the mode 1 by V batt .

2. 본 발명의 제1 2. The first aspect of the present invention 실시예에In the embodiment 따른 인버터(200)의 제2 동작 The second operation of the inverter 200

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터(200)의 제2 동작의 전류 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for explaining the current flow of the second operation of the inverter 200 according to the first embodiment of the present invention.

여기서, 제2 동작은 인버터부(210)가 0V 또는 Vbatt -의 출력 전류를 출력하기 위한 것이다. 또한, 제1 스위칭 소자(M11)과 제2 스위칭 소자(M12)는 항상 반전동작을 하고, 제3 스위칭 소자(M13) 및 제4 스위칭 소자(M14)는 항상 오프되며, 제5 스위칭 소자(M15)가 항상 온된다. Here, the second operation is for the inverter section 210 to output an output current of 0 V or V batt - . The first switching device M 11 and the second switching device M 12 always perform the inversion operation and the third switching device M 13 and the fourth switching device M 14 are always turned off, a switching element (M 15) is always on.

보다 상세하게, Mode 1(도 4의 (a) 참조)에서, 제어부(240)에서 출력된 제어신호(도 4의 (c) 참조)에 의해, 제1 스위칭 소자(M11) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 온되고, 제2 스위칭 소자(M12), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 오프된다. More specifically, in Mode 1 (see FIG. 4A), the first switching device M 11 and the fifth switching device M 11 are turned on by the control signal (see FIG. 4C) The element M 15 is turned on and the second switching element M 12 , the third switching element M 13 and the fourth switching element M 14 are turned off.

따라서, Mode 1에서의 전류 흐름은 "배터리-M11-M15"가 되고, 출력 전압(Va)는 Vbatt가 된다. Therefore, the current flow in Mode 1 becomes "battery-M 11 -M 15 & quot ;, and the output voltage V a becomes V batt .

다음으로, Mode 2(도 4의 (b) 참조)에서, 제어부(240)에서 출력된 제어신호(도 4의 (c) 참조)에 의해, 제2 스위칭 소자(M12) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 온되고, 제1 스위칭 소자(M11), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 오프된다. Next, in the mode 2 (see FIG. 4B), the control signal (see FIG. 4C) output from the control unit 240 causes the second switching device M 12 and the fifth switching device (M 15) is turned on, the first switching element (M 11), a third switching element (M 13) and fourth switching elements (M 14) is turned off.

따라서, Mode 2에서의 전류 흐름은 "M15 -M12-접지"가 되고, 출력 전류(V-a)는 0V가 된다. Therefore, the current flow in Mode 2 becomes "M 15 - M 12 - ground", and the output current (V- a ) becomes 0V.

한편, 제2 동작에서는 전압배가용 캐패시터(C1)의 충방전이 필요없다.
On the other hand, in the second operation, charging and discharging of the voltage doubling capacitor C 1 is not necessary.

3. 본 발명의 제1 3. The first aspect of the present invention 실시예에In the embodiment 따른 인버터(200)의 제3 동작 The third operation of the inverter 200

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터(200)의 제3 동작의 전류 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a view for explaining the current flow in the third operation of the inverter 200 according to the first embodiment of the present invention.

여기서, 제3 동작은 인버터부(210)가 0V, Vbatt 또는 2Vbatt -의 출력 전류를 출력하기 위한 것이다. 즉, 인버터부(210)는 "Vbatt , 2Vbatt, Vbatt, 0V"의 순서대로 출력 전압을 출력한다. Here, the third operation is for the inverter section 210 to output the output current of 0V, V batt, or 2V batt - . That is, the inverter unit 210 outputs the output voltages in the order of "V batt , 2V batt , V batt , 0V".

보다 상세하게, Mode 1(도 5 (a) 참조)에서, 제어부(240)에서 출력된 제어신호(도 5 (e) 참조)에 의해, 제1 스위칭 소자(M11) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 온되고, 제2 스위칭 소자(M12), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 오프된다. More specifically, the first switching device M 11 and the fifth switching device M 11 (see FIG. 5) are controlled by the control signal (see FIG. 5 (e)) output from the control unit 240 in Mode 1 M 15) has been turned on, the second switching element (M 12), a third switching element (M 13) and fourth switching elements (M 14) is turned off.

따라서, Mode 1에서의 전류 흐름은 "배터리-M11-M15"가 되고, 출력 전압(Va)는 Vbatt가 된다. Therefore, the current flow in Mode 1 becomes "battery-M 11 -M 15 & quot ;, and the output voltage V a becomes V batt .

다음으로, Mode 2(도 5의 (b) 참조)에서, 제어부(240)에서 출력된 제어신호(도 5의 (e) 참조)에 의해, 제1 스위칭 소자(M11) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 온되고, 제2 스위칭 소자(M12), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 오프된다. Next, in Mode 2 (see FIG. 5B), the control signal (see FIG. 5E) output from the control unit 240 causes the first switching device M 11 and the fourth switching device M 11 , (M 14) is turned on, the second switching element (M 12), the third switching device (13 M) and the fifth switching element (M 15) is turned off.

따라서, Mode 2에서의 전류 흐름은 "배터리-M11-C1-M14"가 되고, 출력 전압(Va)는 2Vbatt가 된다. Therefore, the current flow in Mode 2 becomes "battery-M 11 -C 1 -M 14 & quot ;, and the output voltage V a becomes 2V batt .

계속하여, Mode 3(도 5 (c) 참조)에서, 제어부(240)에서 출력된 제어신호(도 5 (e) 참조)에 의해, 제1 스위칭 소자(M11) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 온되고, 제2 스위칭 소자(M12), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 오프된다. Subsequently, the first switching device M 11 and the fifth switching device M (see FIG. 5 (e)) are turned on by Mode 3 (see FIG. 5 15 are turned on and the second, third, and fourth switching devices M 12 , M 13 , and M 14 are turned off.

따라서, Mode 3에서의 전류 흐름은 "M15-M11-배터리"가 되고, 출력 전압(Va)는 Vbatt가 된다. Therefore, the current flow in Mode 3 becomes "M 15 -M 11 -Battery ", and the output voltage V a becomes V batt .

마지막으로, Mode 4(도 5 (d) 참조)에서, 제어부(240)에서 출력된 제어신호(도 5 (e) 참조)에 의해, 제2 스위칭 소자(M12), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 온되고, 제1 스위칭 소자(M11) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 오프된다. Finally, in the mode 4 (see FIG. 5 (d)), the second switching device M 12 and the third switching device M (see FIG. 5 13 and the fifth switching device M 15 are turned on and the first switching device M 11 and the fourth switching device M 14 are turned off.

따라서, Mode 4에서의 전류 흐름은 "M15 -M12-접지"가 되고, 출력 전류(V-a)는 0V가 된다. 한편, 방전된 캐패시터(C-1)의 양단 전압(V1)은 Mode 1에서 다시 Vbatt만큼 충전된다.
Therefore, the current flow in Mode 4 becomes "M 15 - M 12 - Ground" and the output current (V- a ) becomes 0V. On the other hand, the both-end voltage (V 1 ) of the discharged capacitor (C- 1 ) is charged again in the mode 1 by V batt .

정리하면, 상기 동작들에 의해 모터의 속도에 따라 인버터(200)의 출력 전압을 가변시켜 모터를 최적 조건에서 구동시킬 수 있게 된다. 운전할 수 있다.
In summary, the output voltage of the inverter 200 is varied according to the speed of the motor by the above-mentioned operations, so that the motor can be driven under optimum conditions. I can drive.

도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터의 상세한 구성을 도시한 도면이다. 6 is a diagram showing a detailed configuration of an inverter for driving a motor for an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2 실시예에 따른 인버터(600)는 N개의 인버터부(610 내지 630)의 연결 관계가 상이한 것을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인버터(200)와 동일하다. The inverter 600 according to the second embodiment of the present invention is the same as the inverter 200 according to the first embodiment of the present invention except that the connection relationship of the N inverter units 610 to 630 is different.

보다 상세하게, N개의 인버터부(610 내지 630) 각각은, 일단이 배터리의 일단과 연결되는 제1 스위칭 소자(Mx1), 일단이 제1 스위칭 소자(Mx1)의 타단과 연결되고, 타단이 접지와 연결되는 제2 스위칭 소자(Mx2), 일단이 제2 스위칭 소자(Mx2)의 타단 즉, 접지와 연결되는 제3 스위칭 소자(Mx3), 일단이 제1 스위칭 소자(Mx1)의 타단 및 제2 스위칭 소자(Mx2)의 일단과 연결되는 제4 스위칭 소자(Mx4), 일단이 제4 스위칭 소자(Mx4)의 타단과 연결되고, 타단이 제3 스위칭 소자(Mx3)의 타단과 연결되는 제5 스위칭 소자(Mx5) 및 일단이 제1 스위칭 소자(Mx1)의 타단, 제2 스위칭 소자(Mx2)의 일단 및 제4 스위칭 소자(Mx4)의 일단과 연결되고, 타단이 제3 스위칭 소자(Mx3)의 타단, 제5 스위칭 소자(Mx5)의 타단과 연결되는 캐패시터(Cx)를 포함한다. 여기서, 제4 스위칭 소자(Mx4)의 타단과 제5 스위칭 소자(Mx4)의 일단이 연결되는 부분에서 N개의 인버터부(610 내지 630)의 출력 전압 각각이 출력된다. More specifically, each of the N inverter units 610 to 630 includes a first switching device M x1 having one end connected to one end of the battery, one end connected to the other end of the first switching device M x1 , a second switching element connected to the ground (M x2), one end of the second switching devices a third switching element (M x3), one end of the first switching element (M x1 is connected to the other end that is, ground (M x2) ) fourth switch (M x4), one end of the fourth switching device (and the other connecting end of the M x4), the other end a third switching element (M is connected to one end of the other end and a second switching element (M x2) of of x3) and the other terminal end and a fourth switching element (M x4) at the other end, the second switching device (M x2) of the fifth switching element (M x5) and one end of the first switching element (M x1) are connected at one end And the other end of the third switching device M x3 and the capacitor C x connected to the other end of the fifth switching device M x5 . Here, the output voltages of the N inverter units 610 to 630 are output at the portion where the other end of the fourth switching device M x4 and one end of the fifth switching device M x4 are connected.

이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인버터(600)의 동작을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the operation of the inverter 600 according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 9. FIG.

4. 본 발명의 제2 4. The second aspect of the present invention 실시예에In the embodiment 따른 인버터(600)의 제1 동작 The first operation of the inverter 600,

도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인버터(600)의 제1 동작의 전류 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 6 is a view for explaining the current flow of the first operation of the inverter 600 according to the second embodiment of the present invention.

여기서, 제1 동작은 인버터부(610)가 Vbatt 또는 -Vbatt-(배터리의 전압의 크기와 동일하되 극성이 반대인 전압)의 출력 전류를 출력하기 위한 것이다. 또한, 제1 스위칭 소자(M11), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제4 스위칭 소자(M14)는 동일한 제어신호로 동작되고, 제2 스위칭 소자(M12) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 동일한 제어신호로 동작하며, 두 제어신호는 항상 반전동작을 한다.Here, the first operation is for the inverter unit 610 to output the output current of V batt or -V batt - (the same voltage as the voltage of the battery but the opposite polarity). The first switching device M 11 , the third switching device M 13 and the fourth switching device M 14 operate with the same control signal and the second switching device M 12 and the fifth switching device M 15 ) operate with the same control signal, and both control signals always operate in reverse.

보다 상세하게, Mode 1(도 7의 (a) 참조)에서, 제어부(640)에서 출력된 제어신호(도 7의 (c) 참조)에 의해, 제1 스위칭 소자(M11), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 온되고, 제2 스위칭 소자(M12) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 오프된다. More specifically, in Mode 1 (see FIG. 7A), the control signal (see FIG. 7C) output from the control unit 640 causes the first switching device M 11 , the element (M 13) and fourth switching elements (M 14) is turned on, the second switching device (12 M) and the fifth switching element (M 15) is turned off.

따라서, Mode 1에서의 전류 흐름은 "배터리-M11-M14"가 되고, 출력 전압(Va)는 Vbatt가 된다. Therefore, the current flow in Mode 1 becomes "battery-M 11 -M 14 & quot ;, and the output voltage V a becomes V batt .

다음으로, Mode 2(도 7의 (b) 참조)에서, 제어부(640)에서 출력된 제어신호(도 7의 (c) 참조)에 의해, 제1 스위칭 소자(M11), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 오프되고, 제2 스위칭 소자(M12) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 오프된다. 7 (c)) output from the control unit 640 in Mode 2 (see FIG. 7B), the first switching device M 11 , the third switching device M 11 , (M 13) and a fourth switching element (M 14) is off and the second switching elements (M 12) and the fifth switching element (M 15) is turned off.

따라서, Mode 2에서의 전류 흐름은 "M15 -C1-M12-접지"가 되고, 캐패시터(C1)은 Vbatt의 전압이 충전되어 있으므로, 출력 전류(V-a)는 -Vbatt가 된다.
Thus, the current flow in the Mode 2 is the "M 15 - - C 1 -M 12 Ground", a capacitor (C 1), so the voltage at the V batt is charged, the output current (V- a) is a batt -V .

5. 본 발명의 제2 5. The second aspect of the present invention 실시예에In the embodiment 따른 인버터(600)의 제2 동작 The second operation of the inverter 600

도 8는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인버터(600)의 제2 동작의 전류 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 8 is a diagram for explaining the current flow of the second operation of the inverter 600 according to the second embodiment of the present invention.

여기서, 제2 동작은 인버터부(610)가 0V 또는 -Vbatt -의 출력 전류를 출력하기 위한 것이다. 또한, 제1 스위칭 소자(M11)/제3 스위칭 소자(M13)와 제2 스위칭 소자(M12)는 항상 반전동작을 하고, 제4 스위칭 소자(M14)는 항상 오프되며, 제5 스위칭 소자(M15)가 항상 온된다. Here, the second operation is an inverter section (610) 0V or -V batt - is to output the output current. In addition, the first switching elements (M 11) / third switching elements (M 13) and second switching elements (M 12) is always inverted operation, and fourth switching elements (M 14) is always off, and the fifth a switching element (M 15) is always on.

보다 상세하게, Mode 1(도 8의 (a) 참조)에서, 제어부(640)에서 출력된 제어신호(도 8의 (c) 참조)에 의해, 제1 스위칭 소자(M11), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 온되고, 제2 스위칭 소자(M12) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 오프된다. More specifically, in Mode 1 (see FIG. 8A), the control signal (see FIG. 8C) outputted from the control unit 640 causes the first switching device M 11 , elements (M 13) and the fifth switching element (M 15) is turned on, the second switching element (M 12) and fourth switching elements (M 14) is turned off.

따라서, Mode 1에서의 전류 흐름은 "M15-M13-접지"가 되고, 출력 전압(Va)는 0V가 된다. Thus, the current flow in the Mode 1 is -, and the "M 15 -M 13 grounded", the output voltage (V a) becomes 0V.

다음으로, Mode 2(도 8의 (b) 참조)에서, 제어부(640)에서 출력된 제어신호(도 8의 (c) 참조)에 의해, 제2 스위칭 소자(M12) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 온되고, 제1 스위칭 소자(M11), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 오프된다. Next, in the mode 2 (see FIG. 8B), the control signal (see FIG. 8C) outputted from the control unit 640 causes the second switching device M 12 and the fifth switching device (M 15) is turned on, the first switching element (M 11), a third switching element (M 13) and fourth switching elements (M 14) is turned off.

따라서, Mode 2에서의 전류 흐름은 "M15 -C1-M12-접지"가 되고, 캐패시터(C1)은 Vbatt의 전압이 충전되어 있으므로, 출력 전류(V-a)는 -Vbatt가 된다.
Thus, the current flow in the Mode 2 is the "M 15 - - C 1 -M 12 Ground", a capacitor (C 1), so the voltage at the V batt is charged, the output current (V- a) is a batt -V .

6. 본 발명의 제2 6. The second aspect of the present invention 실시예에In the embodiment 따른 인버터(600)의 제3 동작 The third operation of the inverter 600

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인버터(600)의 제3 동작의 전류 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 9 is a view for explaining the current flow in the third operation of the inverter 600 according to the second embodiment of the present invention.

여기서, 제3 동작은 인버터부(610)가 0V, Vbatt 또는 -Vbatt -의 출력 전류를 출력하기 위한 것이다. 즉, 인버터부(210)는 "Vbatt, 0V, -Vbatt, 0V"의 순서대로 출력 전압을 출력한다. Here, the third operation is for the inverter unit 610 to output the output current of 0V, V batt, or -V batt - . That is, the inverter unit 210 outputs the output voltages in the order of "V batt , 0V, -V batt , 0V".

보다 상세하게, Mode 1(도 9 (a) 참조)에서, 제어부(640)에서 출력된 제어신호(도 9 (e) 참조)에 의해, 제1 스위칭 소자(M11), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 온되고, 제2 스위칭 소자(M12) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 오프된다. More specifically, in Mode 1 (see FIG. 9A), the first switching device M 11 and the third switching device M 11 (see FIG. 9B) are controlled by the control signal M 13) and a fourth switching element (M 14) is turned on and the second switching elements (M 12) and the fifth switching element (M 15) is turned off.

따라서, Mode 1에서의 전류 흐름은 "배터리-M11-M14"가 되고, 출력 전압(Va)는 Vbatt가 된다. Therefore, the current flow in Mode 1 becomes "battery-M 11 -M 14 & quot ;, and the output voltage V a becomes V batt .

다음으로, Mode 2(도 9의 (b) 참조)에서, 제어부(640)에서 출력된 제어신호(도 9의 (e) 참조)에 의해, 제1 스위칭 소자(M11), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 온되고, 제2 스위칭 소자(M12) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 오프된다. Next, in Mode 2 (see FIG. 9B), the control signal (see FIG. 9E) output from the control unit 640 causes the first switching device M 11 , (M 13) and the fifth switching element (M 15) is turned on and the second switching elements (M 12) and fourth switching elements (M 14) is turned off.

따라서, Mode 2에서의 전류 흐름은 "M15-M13-접지"가 되고, 출력 전압(Va)는 0V가 된다. Therefore, the current flow in Mode 2 becomes "M 15 -M 13 -GND ", and the output voltage (V a ) becomes 0V.

계속하여, Mode 3(도 9 (c) 참조)에서, 제어부(640)에서 출력된 제어신호(도 9 (e) 참조)에 의해, 제2 스위칭 소자(M12) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 온되고, 제1 스위칭 소자(M11), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 오프된다. Subsequently, the second switching device M 12 and the fifth switching device M (see FIG. 9 (e)) are turned on by Mode 3 (see FIG. 9 15 are turned on and the first switching device M 11 , the third switching device M 13 and the fourth switching device M 14 are turned off.

따라서, Mode 3에서의 전류 흐름은 "M15-C1-M12-접지"가 되고, 캐패시터(C1)은 Vbatt의 전압이 충전되어 있으므로, 출력 전압(Va)는 -Vbatt가 된다. Thus, the current flow in Mode 3 is "M 15 -C 1 -M 12 -GND ", and since the capacitor C 1 is charged with the voltage of V batt , the output voltage V a is -V batt do.

마지막으로, Mode 4(도 9 (d) 참조)에서, 제어부(640)에서 출력된 제어신호(도 9 (e) 참조)에 의해, 제1 스위칭 소자(M11), 제3 스위칭 소자(M13) 및 제5 스위칭 소자(M15)가 온되고, 제2 스위칭 소자(M12) 및 제4 스위칭 소자(M14)가 오프된다. Finally, in Mode 4 (see FIG. 9 (d)), the first switching device M 11 , the third switching device M (see FIG. 13 and the fifth switching device M 15 are turned on and the second switching device M 12 and the fourth switching device M 14 are turned off.

따라서, Mode 4에서의 전류 흐름은 "M15 -M13-접지"가 되고, 출력 전류(V-a)는 0V가 된다.
Therefore, the current flow in Mode 4 becomes "M 15 - M 13 - ground" and the output current (V- a ) becomes 0V.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and limited embodiments and drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the above- Various modifications and variations may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (10)

다수의 스위칭 소자를 포함하고, 전기 차량용 배터리에 충전된 전압을 모터로 출력하기 위한 N(1 이상의 정수임)개의 인버터부; 및
N개의 인버터부에 포함된 다수의 스위칭 소자의 온/오프를 제어하기 위한 제어부;를 포함하되,
상기 N개의 인버터부 각각은, 일단이 상기 배터리의 일단과 연결되는 제1 스위칭 소자; 일단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제2 스위칭 소자; 일단이 상기 배터리의 일단 및 상기 제1 스위칭 소자의 일단과 연결되는 제3 스위칭 소자; 일단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제4 스위칭 소자; 일단이 상기 제4 스위칭 소자의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단 및 상기 제2 스위칭 소자의 일단과 연결되는 제5 스위칭 소자; 및 일단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단 및 상기 제4 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단, 상기 제2 스위칭 소자의 일단 및 상기 제5 스위칭 소자의 타단과 연결되는 캐패시터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터.N inverter units (including at least one integer) for outputting a voltage charged in a battery for an electric vehicle to a motor, the inverter unit including a plurality of switching elements; And
And a controller for controlling ON / OFF of the plurality of switching elements included in the N inverter sections,
Wherein each of the N inverter units includes: a first switching device having one end connected to one end of the battery; A second switching element having one end connected to the other end of the first switching element; A third switching element having one end connected to one end of the battery and one end of the first switching element; A fourth switching element having one end connected to the other end of the third switching element; A fifth switching device having one end connected to the other end of the fourth switching device and the other end connected to the other end of the first switching device and one end of the second switching device; And one end connected to one end of the third switching element and one end of the fourth switching element, and the other end connected to the other end of the first switching element, one end of the second switching element and the other end of the fifth switching element And an inverter for driving the motor for an electric vehicle. 제1항에 있어서,
상기 제4 스위칭 소자의 타단과 상기 제5 스위칭 소자의 일단이 연결되는 부분에서 상기 N개의 인버터부의 출력 전압 각각이 출력되는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터.The method according to claim 1,
And an output voltage of each of the N inverter units is output in a portion where the other end of the fourth switching device and one end of the fifth switching device are connected. 제2항에 있어서,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 온되고, 상기 제2 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 상기 배터리의 전압의 2배의 전압을 출력하고,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 오프되고, 상기 제2 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 온되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 0V의 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터.3. The method of claim 2,
When the first switching device and the fourth switching device are turned on and the second switching device, the third switching device, and the fifth switching device are turned off, each of the N output voltages is set to 2 Outputting a voltage of double,
When the first switching element and the fourth switching element are turned off and the second switching element, the third switching element and the fifth switching element are turned on, each of the N output voltages outputs a voltage of 0V And an inverter for driving the motor for an electric vehicle. 제2항에 있어서,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 온되고, 상기 제2 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 상기 배터리의 전압과 동일한 전압을 출력하고,
상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 온되고, 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 0V의 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터.3. The method of claim 2,
When the first switching element and the fifth switching element are turned on and the second switching element, the third switching element, and the fourth switching element are turned off, each of the N output voltages is equal to the voltage of the battery Outputting a voltage,
When the second switching element and the fifth switching element are turned on and the first switching element, the third switching element and the fourth switching element are turned off, each of the N output voltages outputs a voltage of 0V And an inverter for driving the motor for an electric vehicle. 제2항에 있어서,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 온되고, 상기 제2 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 상기 배터리의 전압과 동일한 전압을 출력하고,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 온되고, 상기 제2 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 상기 배터리의 전압의 2배의 전압을 출력하고,
상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 온되고, 상기 제2 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 상기 배터리의 전압과 동일한 전압을 출력하고,
상기 제2 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 온되고, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 0V의 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터.3. The method of claim 2,
When the first switching element and the fifth switching element are turned on and the second switching element, the third switching element, and the fourth switching element are turned off, each of the N output voltages is equal to the voltage of the battery Outputting a voltage,
When the first switching device and the fourth switching device are turned on and the second switching device, the third switching device, and the fifth switching device are turned off, each of the N output voltages is set to 2 Outputting a voltage of double,
When the first switching element and the fifth switching element are turned on and the second switching element, the third switching element, and the fourth switching element are turned off, each of the N output voltages is equal to the voltage of the battery Outputting a voltage,
When the second switching element, the third switching element and the fifth switching element are turned on and the first switching element and the fourth switching element are turned off, each of the N output voltages outputs a voltage of 0V And an inverter for driving the motor for an electric vehicle. 다수의 스위칭 소자를 포함하고, 전기 차량용 배터리에 충전된 전압을 모터로 출력하기 위한 N(1 이상의 정수임)개의 인버터부; 및
상기 N개의 인버터부에 포함된 다수의 스위칭 소자의 온/오프를 제어하기 위한 제어부;를 포함하되, 상기 N개의 인버터부 각각은,
일단이 상기 배터리의 일단과 연결되는 제1 스위칭 소자; 일단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제2 스위칭 소자; 일단이 상기 제2 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제3 스위칭 소자; 일단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단 및 상기 제2 스위칭 소자의 일단과 연결되는 제4 스위칭 소자; 일단이 상기 제4 스위칭 소자의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제5 스위칭 소자; 및 일단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단, 상기 제2 스위칭 소자의 일단 및 상기 제4 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단 및 상기 제5 스위칭 소자의 타단과 연결되는 캐패시터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터.N inverter units (including at least one integer) for outputting a voltage charged in a battery for an electric vehicle to a motor, the inverter unit including a plurality of switching elements; And
And a control unit for controlling on / off of a plurality of switching elements included in the N inverter units, wherein each of the N inverter units includes:
A first switching element having one end connected to one end of the battery; A second switching element having one end connected to the other end of the first switching element; A third switching element having one end connected to the other end of the second switching element; A fourth switching element having one end connected to the other end of the first switching element and one end of the second switching element; A fifth switching device having one end connected to the other end of the fourth switching device and the other end connected to the other end of the third switching device; And one end connected to one end of the first switching element, one end of the second switching element and one end of the fourth switching element, and the other end connected to the other end of the third switching element and the other end of the fifth switching element And an inverter for driving the motor for an electric vehicle. 제6항에 있어서,
상기 제4 스위칭 소자의 타단과 상기 제5 스위칭 소자의 일단이 연결되는 부분에서 상기 N개의 인버터부의 출력 전압 각각이 출력되는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터.The method according to claim 6,
And an output voltage of each of the N inverter units is output in a portion where the other end of the fourth switching device and one end of the fifth switching device are connected. 제7항에 있어서,
상기 제1 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 온되고, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 상기 배터리의 전압과 동일한 전압을 출력하고,
상기 제1 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 오프되고, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 온되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 상기 배터리의 전압의 크기와 동일하되 극성이 반대인 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터.8. The method of claim 7,
When the first switching element, the third switching element and the fourth switching element are turned on and the second switching element and the fifth switching element are turned off, each of the N output voltages is equal to the voltage of the battery Outputting a voltage,
Wherein when the first switching element, the third switching element, and the fourth switching element are turned off and the second switching element and the fifth switching element are turned on, each of the N output voltages has a magnitude And outputs a voltage having the opposite polarity to that of the electric motor. 제7항에 있어서,
상기 제1 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 온되고, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 0V의 전압을 출력하고,
상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 온되고, 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 상기 배터리의 전압의 크기와 동일하되 극성이 반대인 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터.8. The method of claim 7,
When the first switching element, the third switching element and the fifth switching element are turned on and the second switching element and the fourth switching element are turned off, each of the N output voltages outputs a voltage of 0V ,
When the second switching element and the fifth switching element are turned on and the first switching element, the third switching element, and the fourth switching element are turned off, each of the N output voltages has a magnitude And outputs a voltage having the opposite polarity to that of the electric motor. 제7항에 있어서,
상기 제1 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 온되고, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 상기 배터리의 전압과 동일한 전압을 출력하고,
상기 제1 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 온되고, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 0V의 전압을 출력하고,
상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 온되고, 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 상기 배터리의 전압의 크기와 동일하되 극성이 반대인 전압을 출력하고,
상기 제1 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제5 스위칭 소자가 온되고, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 오프되는 경우, 상기 N개의 출력 전압 각각은 0V의 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 모터를 구동하기 위한 인버터.8. The method of claim 7,
When the first switching element, the third switching element and the fourth switching element are turned on and the second switching element and the fifth switching element are turned off, each of the N output voltages is equal to the voltage of the battery Outputting a voltage,
When the first switching element, the third switching element and the fifth switching element are turned on and the second switching element and the fourth switching element are turned off, each of the N output voltages outputs a voltage of 0V ,
When the second switching element and the fifth switching element are turned on and the first switching element, the third switching element, and the fourth switching element are turned off, each of the N output voltages has a magnitude And outputs a voltage having the opposite polarity,
When the first switching element, the third switching element and the fifth switching element are turned on and the second switching element and the fourth switching element are turned off, each of the N output voltages outputs a voltage of 0V And an inverter for driving the motor for an electric vehicle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005295671A (en) 2004-03-31 2005-10-20 Denso Corp Bidirectional voltage rising/dropping chopper circuit and inverter circuit, and dc-dc converter circuit using the same
JP2007124732A (en) 2005-10-25 2007-05-17 Mitsubishi Electric Corp Power converter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005295671A (en) 2004-03-31 2005-10-20 Denso Corp Bidirectional voltage rising/dropping chopper circuit and inverter circuit, and dc-dc converter circuit using the same
JP2007124732A (en) 2005-10-25 2007-05-17 Mitsubishi Electric Corp Power converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190069963A (en) 2017-12-12 2019-06-20 현대모비스 주식회사 DC capacitors and discharge resistors of vehicle inverter

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