KR102186423B1 - Air conditioner and operation method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소음 저감시키는 공기조화기 및 그의 동작 방법에 관한 것으로, 모터, 모터에 연결되는 복수개의 스위치, 스위칭 주파수에 기초하여 복수개의 스위치 각각을 온, 오프시키는 구동부 및 시간대에 따라 스위칭 주파수를 상이하게 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The present invention relates to an air conditioner for reducing noise and an operation method thereof, wherein a motor, a plurality of switches connected to the motor, a driving unit for turning on and off each of a plurality of switches based on a switching frequency, and a switching frequency are different according to a time period. It may include a control unit to control it.
Description
본 발명은 공기조화기 및 그의 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소음 저감시키는 공기조화기 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner and an operating method thereof, and more particularly, to an air conditioner for reducing noise and an operating method thereof.
인버터는 스위치의 온, 오프에 따라 직류를 단속시켜 교류를 얻는 것으로, 최근 그 응용 분야가 넓어지는 추세이다. 구체적으로, 인버터는 공기조화기의 압축기, 팬 등에 사용되는 전동기를 구동시키거나, 전기자동차의 모터를 구동시키기 위해 사용되고 있다.Inverters are used to obtain alternating current by intermittent direct current according to the on/off of a switch, and their application fields are expanding in recent years. Specifically, the inverter is used to drive an electric motor used for a compressor or a fan of an air conditioner, or to drive a motor of an electric vehicle.
한편, 인버터는 모터를 임의의 속도로 운전하기 위해 스위칭 주파수(또는 캐리어 주파수)를 가변시킬 수 있고, 스위치는 스위칭 주파수에 따라 온, 오프된다. 이 때, 스위치의 온, 오프에 의해 소음이 발생할 수 있다.Meanwhile, the inverter may vary a switching frequency (or carrier frequency) to operate the motor at an arbitrary speed, and the switch is turned on and off according to the switching frequency. At this time, noise may be generated by turning the switch on or off.
따라서, 스위칭 주파수에 의한 소음 문제를 해결하기 위한 방안이 요구될 수 있고, 그 일 예는 대한민국 공개특허공보 10-2004-0038209A(2004년05월08일)에 개시되어 있다.Accordingly, a method for solving the noise problem due to the switching frequency may be required, and an example thereof is disclosed in Korean Patent Application Publication No. 10-2004-0038209A (May 08, 2004).
위 선행특허에 따른 소음 방지 장치는 스위칭 주파수를 상대적으로 에너지가 높은 실외팬의 팬소음 주파수로 변환시킴으로써 스위칭 주파수로 인한 소음을 최소화하고자 한다.The noise prevention device according to the above prior patent attempts to minimize the noise caused by the switching frequency by converting the switching frequency to the fan noise frequency of the outdoor fan with relatively high energy.
본 발명은 모터를 구동시키는 복수개의 스위치가 온, 오프됨에 따라 발생하는 소음을 저감시키며, 복수개의 스위치가 온, 오프됨에 따라 발생하는 발열 문제를 최소화하는 공기조화기 및 그의 동작 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide an air conditioner and an operating method thereof that reduces noise generated when a plurality of switches driving a motor are turned on and off, and minimizes a heat generation problem that occurs when a plurality of switches are turned on and off. .
본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기 및 그의 동작 방법은 주간 시간대에는 복수개의 스위치를 제어하는 스위칭 주파수를 낮춰 발열을 최소화하고, 야간 시간대에는 복수개의 스위치를 제어하는 스위칭 주파수를 높여 소음을 저감시킬 수 있다.The air conditioner and its operation method according to an embodiment of the present invention minimize heat generation by lowering the switching frequency for controlling a plurality of switches during the daytime period, and increase the switching frequency for controlling the plurality of switches during the night time period to reduce noise. I can.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기 및 그의 동작 방법은 소음 저감을 위해 스위칭 주파수를 높게 제어하는 동안 피시비의 온도를 감지하여 발열량을 모니터링할 수 있다.In addition, the air conditioner and its operation method according to an embodiment of the present invention can monitor the amount of heat generated by sensing the temperature of the PCB while controlling a high switching frequency to reduce noise.
본 발명의 실시 예에 따르면, 주간 시간대에는 스위칭 주파수를 낮춰 발열을 최소화함으로써 효율을 높이고, 야간 시간대에는 스위칭 주파수를 가청 주파수 보다 높여 소음을 최소화함으로써 소음으로 인한 사용자 불편을 최소화하는 이점이 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is an advantage of minimizing noise due to noise by minimizing heat generation by lowering the switching frequency during the daytime and minimizing noise by raising the switching frequency above the audible frequency during the night time.
또한, 본 발명은 복수의 스위치에서 발생하는 발열량을 모니터링하여 스위칭 주파수를 조절함으로써 과열로 인한 소자의 파손을 최소화할 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention has an advantage of minimizing damage to an element due to overheating by monitoring the amount of heat generated by a plurality of switches and adjusting the switching frequency.
또한, 주간 시간대와 야간 시간대를 구별하여 스위칭 주파수를 조절함으로써, 발열을 최소화하긴 위한 별도의 냉각기구를 구비하지 않아도 되어 구조의 단순화 및 제조 비용 절감의 이점이 있다In addition, by controlling the switching frequency by discriminating between the daytime and nighttime periods, there is an advantage of simplification of the structure and reduction of manufacturing cost because a separate cooling mechanism to minimize heat generation is not required.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 전원 변환 장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭 주파수에 따른 효율을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 제어 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시간대 판단 운전을 실시하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 시간대 판단 운전을 실시하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 시간대 판단 운전을 실시하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 스위칭 주파수가 5kHz인 경우 공기조화기 주변 음성신호의 스펙트럼이다.
도 9는 스위칭 주파수가 10kHz인 경우 공기조화기 주변 음성신호의 스펙트럼이다.1 is a circuit diagram of a power conversion device for an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing efficiency according to a switching frequency according to an embodiment of the present invention.
3 is a control block diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
4 is a flow chart illustrating a method of operating an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of performing a time zone determination operation according to the first embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of performing a time zone determination operation according to a second embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of performing a time zone determination operation according to a third embodiment of the present invention.
8 is a spectrum of a voice signal around an air conditioner when the switching frequency is 5 kHz.
9 is a spectrum of a voice signal around an air conditioner when the switching frequency is 10 kHz.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail together with the drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 전원 변환 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a power conversion device for an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 전원 변환 장치(100)는 외부 전원을 입력받는 전원입력부(1)와, 외부에서 입력된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터(2)와, 컨버터(2)에서 출력되는 직류 전압을 평활화하는 직류 링크 커패시터(3)와, 직류 링크 커패시터(3)의 출력을 스위칭하여 부하(4)에 공급하는 인버터(10)를 포함할 수 있다.The
한편, 도 1에 도시된 바와 같은 전원 변환 장치는 공기조화기에 한정되는 것이 아니며, 전기자동차 등의 전자기기에도 적용 가능한 바, 본 발명의 실시 예는 공기조화기에 한정되지 않고, 전기자동차 등과 같이 전원 변환 장치(100)를 포함하는 전자기기에 모두 적용될 수 있다.Meanwhile, the power conversion device as shown in FIG. 1 is not limited to an air conditioner, and can be applied to an electronic device such as an electric vehicle, and the embodiment of the present invention is not limited to an air conditioner, and a power source such as an electric vehicle. It can be applied to all electronic devices including the
전원입력부(1)는 외부에서 삼상 교류 전압을 입력받을 수 있다. The
컨버터(2)는 전원입력부(1)에 연결되고, 전원입력부(1)으로부터 교류 전압을 입력 받아 직류 전압으로 정류할 수 있다. 도 1에 도시되지는 않았으나, 실시 예에 따라 컨버터(2)는 정류부와 부스트 컨버터 및 리액터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
직류 링크 커패시터(3)는 컨버터(2)의 출력단과 인버터(10)의 입력단 사이에 병렬 연결될 수 있다.The DC link capacitor 3 may be connected in parallel between the output terminal of the
인버터(10)는 일단이 직류 링크 커패시터(3)에 병렬 접속되고, 타단이 부하(4)에 연결될 수 있다. 여기서, 부하(4)는 공기조화기 압축기의 모터, 공기조화기 실외팬의 모터 등을 포함할 수 있다.The
인버터(10)는 직류 링크 커패시터(3)에서 평활된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 부하(4)에 공급할 수 있다.The
인버터(10)는 복수개의 스위치(11)와, 복수개의 스위치(11) 각각을 온, 오프시키는 구동부(12)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인버터(10)는 6개의 스위치(11)를 포함할 수 있고, 구동부(12)는 6개의 스위치(11) 각각을 개별 제어하여 부하(4)에 교류 전압을 공급할 수 있다.The
한편, 구동부(12)는 스위칭 주파수에 기초하여 복수개의 스위치(11) 각각을 온 또는 오프시킬 수 있고, 스위치(11)는 구동부(12)의 제어에 의해 온 또는 오프될 수 있다. Meanwhile, the
이 때, 스위치(11)의 온/오프시 고주파 소음이 발생할 수 있다. 특히, 고주파 소음은 스위칭 주파수와, 스위칭 주파수의 배수가 되는 주파수(이하, N배 주파수)에서 발생할 수 있다. In this case, high-frequency noise may occur when the
사람의 가청 주파수는 약 16Hz 부터 약 20kHz로 한정적인 바, 스위칭 주파수가 낮을수록 가청 주파수에 속하는 N배 주파수가 증가하고, 이에 따라 소음이 증가하게 된다.The human audible frequency is limited from about 16Hz to about 20kHz, and as the switching frequency is lower, the frequency N times that belongs to the audible frequency increases, thereby increasing the noise.
따라서, 스위칭 주파수를 높일 경우 가청 주파수에 속하는 N배 주파수가 감소하여 고주파 소음을 줄일 수 있다.Accordingly, when the switching frequency is increased, the frequency N times belonging to the audible frequency is reduced, thereby reducing high-frequency noise.
그러나, 스위칭 주파수를 높일수록 피시비(미도시)에서 열이 발생하여 피시비 드라이브 효율이 떨어지는 문제가 있다. 본 발명에서, 피시비는 적어도 하나의 스위치(11) 및 구동부(12) 중 적어도 일부 또는 전부가 설치된 기판일 수 있다.However, as the switching frequency increases, heat is generated in the PCB (not shown), resulting in a problem of lowering the PCB drive efficiency. In the present invention, the PCB may be a substrate on which at least some or all of the at least one
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭 주파수에 따른 효율을 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing efficiency according to a switching frequency according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 제1 그래프(201)는 압축기의 스위칭 주파수가 5kHz이고, 실외팬의 스위칭 주파수가 16kHz일 때의 효율을 나타내고, 제2 그래프(202)는 압축기의 스위칭 주파수가 7kHz이고, 실외팬의 스위칭 주파수가 16kHz일 때의 효율을 나타내고, 제3 그래프(203)는 압축기의 스위칭 주파수가 7kHz이고, 실외팬의 스위칭 주파수가 20kHz일 때의 효율을 나타낸다.The
즉, 제1 그래프(201)는 스위칭 주파수가 가장 낮은 경우의 효율이고, 제3 그래프(203)는 스위칭 주파수가 가장 높은 경우의 효율이고, 제2 그래프(202)는 제1 그래프(201)의 경우와 제3 그래프(203)의 경우의 중간일 수 있다.That is, the
도 2에 도시된 제1 내지 제3 그래프(201 내지 203)를 통해 스위칭 주파수가 낮을수록 효율이 높고, 스위칭 주파수가 높을수록 효율이 낮음을 확인할 수 있다.From the first to
즉, 스위칭 주파수를 높일수록 소음은 저감되나, 효율이 저하되고, 발열로 인한 소자가 파손되는 등의 문제가 발생할 수 있다.That is, as the switching frequency increases, noise decreases, but efficiency decreases, and problems such as damage to the element due to heat generation may occur.
따라서, 본 발명은 야간 시간대에는 주간 시간대 보다 조용하나 외기 온도가 낮은 점을 이용하여, 스위칭 주파수를 높게 제어하는 소음 제거 장치 및 소음 제거 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a noise canceling device and a noise canceling method for controlling a switching frequency to a high level by using a point that is quieter than the daytime period but the outside temperature is lower during the night time period.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 제어 블록도이다.3 is a control block diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
공기조화기는 모터에 연결되는 복수개의 스위치(11)와, 복수개의 스위치(11) 각각을 온, 오프시키는 구동부(12)와, 구동부(12)를 제어하는 제어부(50)와, 시간대를 판단하기 위한 조건 판단부(20)와, 적어도 하나의 피시비의 온도를 감지하는 피시비 온도 센서(30) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.The air conditioner has a plurality of
한편, 도 3은 설명의 편의를 위해 예시적으로 도시한 것에 불과하며, 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기는 도 3에 도시된 구성요소 외에 다른 구성요소를 더 포함하거나 일부를 생략할 수도 있다.Meanwhile, FIG. 3 is merely illustrative for convenience of description, and the air conditioner according to an embodiment of the present invention may further include or omit some other components other than the components shown in FIG. 3. .
조건 판단부(20)는 광 센서(21), 외기 온도 센서(22) 및 시간 설정부(23) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.The
조건 판단부(20)는 광 센서(21), 외기 온도 센서(22) 및 시간 설정부(23) 중 적어도 하나를 통해 시간대를 판단할 수 있다. 제어부(50)는 야간 모드 또는 주간 모드를 선택적으로 실시하기 위해, 조건 판단부(20)를 통해 현재 시간이 주간 시간대인지 또는 현재 시간이 야간 시간대인지 판단할 수 있다.The
제1 실시 예에 따르면, 제어부(50)는 광 센서(21)가 감지한 광량에 기초하여 시간대를 판단할 수 있다. 이에 대해서는, 도 5에서 자세히 후술하기로 한다.According to the first embodiment, the
광 센서(21)는 공기조화기의 외부에 설치될 수 있다. 바람직하게는, 광 센서(21)는 복수개의 스위치(11)에 연결된 모터를 포함하는 실외기의 외면에 설치될 수 있다. 광 센서(21)는 외부에서 수신되는 광을 감지하여 광량을 산출할 수 있다.The
제2 실시 예에 따르면, 제어부(50)는 외기 온도 센서(22)가 감지한 외기 온도에 기초하여 시간대를 판단할 수 있다. 이에 대해서는, 도 6에서 자세히 후술하기로 한다.According to the second embodiment, the
외기 온도 센서(22)는 외부 공기의 온도를 감지할 수 있다. 외기 온도 센서(22)는 공기조화기의 외부에 설치될 수 있고, 광 센서(21)와 유사하게 복수개의 스위치(11)에 연결된 모터를 포함하는 실외기의 외면에 설치되는 것이 바랍직하다. 외기 온도 센서(22)는 외기 온도를 감지할 수 있다.The
제3 실시 예에 따르면, 제어부(50)는 시간 설정부(23)를 통해 시간대를 판단할 수 있고, 이에 대해서는 도 7에서 자세히 후술하기로 한다.According to the third embodiment, the
시간 설정부(23)는 외부 서버로부터 현재 시간 정보를 수신하는 통신 모듈(미도시)을 구비할 수 있고, 수신된 현재 시간을 설정 시간 범위와 비교하여 시간대를 판단할 수 있다.The
또는, 시간 설정부(23)는 사용자로부터 현재 시간 정보를 입력받는 입력 모듈(미도시)을 구비할 수 있고, 입력된 현재 시간을 기초로 설정 시간 범위와 비교하여 시간대를 판단할 수 있다.Alternatively, the
한편, 제어부(50)는 광 센서(21), 외기 온도 센서(22) 및 시간 설정부(23) 중 적어도 2 이상을 이용하여 시간대를 판단할 수도 있다.Meanwhile, the
피시비 온도 센서(30)는 피시비(미도시)에 설치된 온도 센서일 수 있고, 제어부(50)는 피시비 온도 센서(30)를 통해 피시비에서의 발열량을 모니터링할 수 있다. The
제어부(50)는 조건 판단부(20)가 판단한 시간대 또는 피시비 온도 센서(30)가 감지한 온도에 기초하여 스위칭 주파수를 설정할 수 있고, 설정한 주파수에 기초하여 구동부(12)를 제어할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.4 is a flow chart illustrating a method of operating an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
제어부(50)는 시간대 판단 운전을 실시할 수 있다(S100).The
제어부(50)는 야간 모드 및 주간 모드 중 어느 하나를 선택 실시하기 위해 시간대 판단 운전을 실시할 수 있다. 제어부(50)는 시간대 판단 운전을 실시하여 야간 모드 또는 주간 모드로 실시할 수 있다.The
여기서, 야간 모드는 소음 발생을 최소화하기 위한 동작 모드일 수 있다.Here, the night mode may be an operation mode for minimizing noise generation.
주간 모드는 야간 모드시에 발생한 열 혹은 고온의 외기로 인해 가열된 피시비가 냉각되기 위한 동작 모드일 수 있다.The day mode may be an operation mode for cooling a PCB heated by heat generated during the night mode or by a high temperature outside air.
도 4의 예시에서 시간대를 주간 시간대와 야간 시간대로 구분하였으나, 이는 시간의 편의를 위해 예시로 든 것에 불과하다. 실시 예에 따라, 제어부(50)는 2 이상의 시간대로 구분하고, 구분된 각각의 시간대에 따라 스위칭 주파수를 상이하게 제어할 수 있다.In the example of FIG. 4, the time zone is divided into a day time zone and a night time zone, but this is merely an example for convenience of time. Depending on the embodiment, the
이하, 시간대 판단 운전을 실시하는 방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of performing time zone determination driving will be described in detail.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시간대 판단 운전을 실시하는 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of performing a time zone determination operation according to the first embodiment of the present invention.
제어부(50)는 광 센서(21)를 통해 광량을 감지할 수 있다(S111).The
광 센서(21)는 외부에서 광량을 감지할 수 있다. 광 센서(21)는 소정 시간 동안 광을 감지하여 광량을 산출할 수 있다. The
광 센서(21)가 광량을 산출시 광을 감지하는 소정 시간은 조절될 수 있다. 광 센서(21)가 제1 시간 동안 광을 감지한 후 광량을 산출하는 경우의 시간대 판단 정확도는 제1 시간 보다 적은 제2 시간 동안 광을 감지한 후 광량을 산출하는 경우의 시간대 판단 정확도 보다 높을 수 있다. 예를 들어, 광 센서(21)는 10초 동안 광을 감지하여 광량을 산출할 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다.A predetermined time for sensing light when the
제어부(50)는 광 센서(21)의 감지 광량을 기준 광량과 비교할 수 있다(S113). 제어부(50)는 광 센서(21)의 감지 광량을 기준 광량과 비교하여 야간 시간대 또는 주간 시간대로 판단할 수 있다.The
여기서, 기준 광량은 미리 설정된 값이다. 기준 광량은 계절 변화에 따라 변경 설정될 수 있다. 기준 광량은 광 센서(21)가 광을 감지하는 소정 시간이 조절될 경우 함께 조절될 수 있다. Here, the reference light amount is a preset value. The reference light amount may be changed and set according to seasonal changes. The reference amount of light may be adjusted together when a predetermined time for the
제어부(50)는 외부에서 감지한 광량이 기준 광량 이하이면 야간 시간대로 판단하고(S115), 제어부(50)는 외부에서 감지한 광량이 기준 광량 초과하면 주간 시간대로 판단할 수 있다(S117).If the amount of light detected from the outside is less than the reference amount of light, the
이와 같이, 광 센서(21)를 통해 제어부(50)가 자동으로 시간대를 추측하기 때문에 사용자가 시간대를 별도로 입력하지 않아도 되는 이점이 있다.As described above, since the
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 시간대 판단 운전을 실시하는 방법을 나타내는 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of performing a time zone determination operation according to a second embodiment of the present invention.
제어부(50)는 외기 온도 센서(22)를 통해 외기 온도를 감지할 수 있다(S121).The
제어부(50)는 외기 온도 센서(22)를 통해 감지한 외기 온도를 설정 온도와 비교할 수 있다(S123).The
제어부(50)는 외기 온도 센서(22)가 감지한 외기 온도를 설정 온도와 비교하여 야간 시간대 또는 주간 시간대로 판단할 수 있다.The
여기서, 설정 온도는 미리 설정된 온도값으로 계절 변화에 따라 변경 설정될 수 있다.Here, the set temperature is a preset temperature value and may be changed and set according to seasonal changes.
제어부(50)는 외기 온도가 설정 온도 이하이면 야간 시간대로 판단하고(S125), 제어부(50)는 외기 온도가 설정 온도 초과하면 주간 시간대로 판단할 수 있다(S127).If the outside temperature is less than or equal to the set temperature, the
이와 같이, 외기 온도 센서(22)를 통해 제어부(50)가 자동으로 시간대를 추측하기 때문에 사용자가 시간대를 별도로 입력하지 않아도 되는 이점이 있다. As described above, since the
또한, 외기 온도 센서(22)를 통해 시간대를 판단하는 경우, 야간 시간대 임에도 불구하고 외기가 비교적 고온인 경우에 스위칭 주파수를 높게 제어하여 피시비가 과열되는 경우를 최소화할 수 있는 이점이 있다.In addition, when the time zone is determined through the
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 시간대 판단 운전을 실시하는 방법을 나타내는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of performing a time zone determination operation according to a third embodiment of the present invention.
제어부(50)는 시간 설정부(23)를 통해 현재 시간 정보를 수신할 수 있다(S131).The
제어부(50)는 시간 설정부(23)를 통해 수신한 현재 시간이 설정 시간 범위에 속하는가 판단할 수 있다(S133).The
제어부(50)는 시간 설정부(23)를 통해 수신한 현재 시간이 설정 시간 범위에 속하는지 여부에 따라 야간 시간대 또는 주간 시간대로 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(50)는 야간 시간대와 주간 시간대를 구분하기 위한 시간 범위를 미리 설정할 수 있다.The
제어부(50)는 시간 설정부(23)를 통해 수신한 현재 시간이 설정 시간 범위에 속하면 야간 시간대로 판단하고(S135), 제어부(50)는 시간 설정부(23)를 통해 수신한 현재 시간이 설정 시간 범위에 속하지 않으면 주간 시간대로 판단할 수 있다(S137).If the current time received through the
예를 들어, 제어부(50)는 20:00:00-06:59:59를 야간 시간 범위로 미리 설정할 수 있고, 제어부(50)는 현재 시간이 20:00:00-06:59:59에 속하면 야간 시간대로 판단하고, 현재 시간이 20:00:00-06:59:59에 속하지 않으면 주간 시간대로 판단할 수 있다. 한편, 제어부(50)는 20:00:00-06:59:59를 야간 시간 범위로 설정하는 동시에 07:00:00-19:59:59를 주간 시간 범위로 설정할 수도 있다.For example, the
이와 같이, 시간 설정부(23)를 통해 제어부(50)가 자동으로 시간대를 추측하기 때문에 사용자가 시간대를 별도로 입력하지 않아도 되는 이점이 있다. As described above, since the
또한, 시간 설정부(23)를 통해 야간 시간대와 주간 시간대를 판단하는 경우 시간대 판단의 정확도가 높은 이점이 있다.In addition, when determining the night time zone and the day time zone through the
다시, 도 4를 설명한다.Again, Fig. 4 will be described.
제어부(50)는 시간대 판단 운전을 실시한 결과에 기초하여, 시간대가 야간인가 판단할 수 있다(S200).The
제어부(50)는 시간대를 주간 시간대로 판단하면, 주간 모드를 실시할 수 있다(S300).If the
제어부(50)는 주간 모드를 실시하면, 스위칭 주파수를 제1 주파수로 설정할 수 있다(S400).When performing the day mode, the
제어부(50)는 스위칭 주파수를 제1 주파수로 설정하여 구동부(12)를 제어하며 시간대 판단 운전을 재실시 할 수 있다. 이 때, 제어부(50)는 스위칭 주파수를 제1 주파수로 설정하고, 기 설정된 주기 시간이 경과한 후 시간대 판단 운전을 재실시할 수 있다. 기 설정된 주기 시간은 60분일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다.The
한편, 단계 S200에서 제어부(50)는 시간대를 야간 시간대로 판단하면, 야간 모드를 실시할 수 있다(S500).On the other hand, in step S200, if the
제어부(50)는 야간 모드를 실시하면, 스위칭 주파수를 주간 모드시 스위칭 주파수 보다 높은 제2 주파수로 설정할 수 있다(S600).When performing the night mode, the
즉, 제어부(50)는 주간 모드 실시시 스위칭 주파수를 제1 주파수로 제어하고, 제어부(50)는 야간 모드 실시시 스위칭 주파수를 제1 주파수 보다 높은 제2 주파수로 설정할 수 있다.That is, the
제어부(50)는 제1 주파수와 제2 주파수 각각을 미리 결정할 수 있다.The
제어부(50)는 특정 값을 제2 주파수로 나눈 결과의 몫이 특정 값을 제1 주파수로 나눈 결과의 몫 보다 작도록 제1 주파수와 제2 주파수를 결정할 수 있다. 이 때, 특정 값은 가청 주파수 대역 중 가장 높은 주파수일 수 있다. The
예를 들어, 특정 값은 20kHz일 수 있다. 예를 들어, 부하(4)가 압축기 모터인 경우 제1 주파수는 2kHz 내지 5kHz이고, 제2 주파수는 6kHz 내지 12kHz일 수 있다. 또한, 부하(4)가 실내기/실외기 팬 모터인 경우 제1 주파수는 5kHz 내지 16kHz이고, 제2 주파수는 16kHz 내지 24kHz일 수 있다.For example, the specific value may be 20 kHz. For example, when the
구체적으로, 20kHz를 제1 주파수로 나눈 결과의 몫은 스위칭 주파수가 제1 주파수일 때 가청 주파수 범위에 속하는 N배 주파수의 수를 의미하고, 20kHz를 제2 주파수로 나눈 결과의 몫은 스위칭 주파수가 제2 주파수일 때 가청 주파수 범위에 속하는 N배 주파수의 수를 의미할 수 있다. Specifically, the quotient of the result of dividing 20 kHz by the first frequency means the number of N-fold frequencies belonging to the audible frequency range when the switching frequency is the first frequency, and the quotient of the result of dividing 20 kHz by the second frequency is the switching frequency. In the case of the second frequency, it may mean the number of N-fold frequencies within the audible frequency range.
예를 들어, 제1 주파수가 5kHz일 때 20kHz를 제1 주파수로 나눈 결과의 몫은 4이며, 스위칭 주파수가 제1 주파수일 때'가청 주파수 범위에 속하는 N배 주파수의 수도 4로 동일하다. For example, when the first frequency is 5 kHz, the quotient of the result of dividing 20 kHz by the first frequency is 4, and when the switching frequency is the first frequency, the number of N-fold frequencies in the audible frequency range is equal to 4.
마찬가지로, 제2 주파수가 10kHz일 때 20kHz를 제2 주파수로 나눈 결과의 몫은 2이며, 스위칭 주파수가 제2 주파수일 때 가청 주파수 범위에 속하는 N배 주파수의 수도 2로 동일하다.Similarly, when the second frequency is 10 kHz, the quotient of the result of dividing 20 kHz by the second frequency is 2, and when the switching frequency is the second frequency, the number of N-fold frequencies belonging to the audible frequency range is equal to 2, respectively.
따라서, 20kHz를 제2 주파수로 나눈 결과의 몫이 20kHz를 제1 주파수로 나눈 결과의 몫 보다 작도록 상기 제1 및 제2 주파수를 결정하면, 야간 모드시 가청 주파수에 속하는 N배 주파수의 수가 감소하기 때문에 소음이 저감되는 효과가 있다.Therefore, if the first and second frequencies are determined so that the quotient of the result of dividing 20 kHz by the second frequency is less than the quotient of the result of dividing 20 kHz by the first frequency, the number of N-fold frequencies belonging to the audible frequency in night mode decreases. Therefore, there is an effect of reducing the noise.
그러나, 야간 모드시 스위칭 주파수를 높임에 따라 피시비가 과열될 수 있기 때문에, 피시비 온도 센서(30)를 통해 피시비의 온도를 모니터링하여 과열로 인한 파손 문제를 최소화할 수 있다.However, since the PCB may overheat as the switching frequency is increased in the night mode, the temperature of the PCB may be monitored through the
구체적으로, 제어부(50)는 피시비 온도 센서(30)의 감지 온도를 기준 온도와 비교할 수 있다(S700).Specifically, the
일 실시 예에 따르면, 제어부(50)는 피시비 온도 센서(30)의 감지 온도가 기준 온도 이하이면 단계 S100으로 복귀하여 시간대 판단 운전을 재실시할 수 있다.According to an embodiment, when the temperature detected by the
다른 실시 예에 따르면, 제어부(50)는 피시비 온도 센서(30)의 감지 온도가 기준 온도 이하이면 단계 S400으로 복귀하여 야간 모드를 재실시할 수 있다. 이 경우, 제어부(50)는 스위칭 주파수를 제2 주파수로 유지하면서 피시비 온도 센서(30)의 온도를 계속해서 모니터링할 수 있다. 이에 따라, 시간대가 야간에서 주간으로 바뀌더라도 피시비가 과열되지 않는 동안에는 스위칭 주파수를 제2 주파수로 유지하여 주간 시간대에서도 소음의 발생을 최소화할 수 있는 이점이 있다.According to another embodiment, if the temperature detected by the
한편, 단계 S700에서 제어부(50)는 피시비 온도 센서(30)의 감지 온도가 기준 온도를 초과하면 단계 S300을 실시할 수 있다.Meanwhile, in step S700, the
즉, 제어부(50)는 온도 센서(30)의 감지 온도가 기준 온도를 초과하면 야간 모드에서 주간 모드로 전환하고, 스위칭 주파수를 제2 주파수에서 제1 주파수로 변환할 수 있다.That is, when the temperature detected by the
이에 따라, 스위칭 주파수가 높아 피시비의 과열을 방지하고, 피시비의 소손 가능성을 최소화할 수 있는 이점이 있다.Accordingly, there is an advantage in that the switching frequency is high, so that overheating of the PCB can be prevented and the possibility of burnout of the PCB can be minimized.
한편, 제어부(50)는 야간 모드에서 주간 모드로 전환한 경우에는 설정 시간 이내에 야간 모드의 실시를 차단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(50)는 피시비의 온도에 기초하여 스위칭 주파수를 제2 주파수에서 제1 주파수로 변환한 경우에는 설정 시간 이내에 스위칭 주파수가 다시 제2 시간대로 설정되는 경우를 차단할 수 있다. 제어부(50)는 피시비의 온도에 기초하여 스위칭 주파수를 제1 주파수로 설정한 후 설정 시간 이내에 시간대 판단 운전을 실시하여 제2 시간대로 판단된 경우에도 스위칭 주파수를 제1 주파수로 유지할 수 있다. 여기서, 설정 시간은 60분일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다.Meanwhile, when switching from the night mode to the day mode, the
이에 따라, 과열된 피시비가 냉각되기 위해 필요한 시간을 확보 가능한 이점이 있다. 즉, 제어부(50)는 피시비의 과열을 방지하기 위해 스위칭 주파수를 제2 주파수에서 제1 주파수에서 변환한 후, 피시비의 열이 방출되기 이전에 스위칭 주파수가 제2 주파수로 설정되는 경우를 최소화하여, 피시비가 과열되는 경우를 효과적으로 최소화할 수 있는 이점이 있다. Accordingly, there is an advantage of securing a time required for cooling the overheated PCB. That is, the
도 8은 스위칭 주파수가 5kHz인 경우 공기조화기 주변 음성신호의 스펙트럼이고, 도 9는 스위칭 주파수가 10kHz인 경우 공기조화기 주변 음성신호의 스펙트럼이다.8 is a spectrum of a voice signal around the air conditioner when the switching frequency is 5 kHz, and FIG. 9 is a spectrum of a voice signal around the air conditioner when the switching frequency is 10 kHz.
도 8을 참조하면 스위칭 주파수가 5kHz인 경우 가청 주파수 대역 내에서 약 5kHz, 10kHz 및 15kHz 각각에서 피크(peak) 신호가 나타나고, 도 9를 참조하면 스위칭 주파수가 10kHz인 경우 가청 주파수 대역 내에서 약 10kHz에서 피크 신호가 나타나는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8, when the switching frequency is 5 kHz, peak signals appear at each of about 5 kHz, 10 kHz, and 15 kHz within the audible frequency band, and referring to FIG. 9, when the switching frequency is 10 kHz, about 10 kHz within the audible frequency band. It can be seen that a peak signal appears at.
따라서, 스위칭 주파수가 5kHz인 경우 음성신호의 스펙트럼 내 면적은 스위칭 주파수가 10kHz인 경우 음성신호의 스펙트럼 내 면적보다 넓음을 알 수 있고, 이에 따라 스위칭 주파수가 5kHz인 경우의 소음 크기가 스위칭 주파수가 10kHz인 경우의 소음 크기 보다 큰 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 스위칭 주파수를 높임으로써 소음 저감 효과를 확인할 수 있다.Therefore, when the switching frequency is 5 kHz, the area within the spectrum of the audio signal is larger than the area within the spectrum of the audio signal when the switching frequency is 10 kHz. Accordingly, the noise level when the switching frequency is 5 kHz is 10 kHz. It can be seen that it is larger than the noise level of the case. In this way, the noise reduction effect can be confirmed by increasing the switching frequency.
주간과 야간의 구별 없이 스위칭 주파수를 높게 제어할 경우 소음을 항상 저감시킬 수 있으나 피시비가 발열되어 소손될 수 있기 때문에, 주간 시간대에는 야간 시간대보다 일반적으로 생활 소음이 많은 점을 고려하여 야간 시간대에만 스위칭 주파수를 높임으로써 발열 문제를 최소화하는 동시에 제품의 신뢰성을 확보 가능한 이점이 있다.If the switching frequency is controlled high without distinction between daytime and nighttime, noise can always be reduced, but because PCB can be burned out due to heat generation, switching only during nighttime, taking into account that there is generally more noise in life than nighttime during daytime. By increasing the frequency, there is an advantage of minimizing heat generation problems and securing product reliability.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
4: 부하 11: 스위치
12: 구동부 21: 광 센서
22: 외기 온도 센서 23: 시간 설정부
30: 피시비 온도 센서 50: 제어부4: load 11: switch
12: driving unit 21: optical sensor
22: outside temperature sensor 23: time setting unit
30: PCB temperature sensor 50: control unit
Claims (15)
모터에 연결되는 복수개의 스위치;
스위칭 주파수에 기초하여 상기 복수개의 스위치 각각을 온, 오프시키는 구동부;
상기 복수개의 스위치 또는 상기 구동부가 설치된 피시비의 온도를 감지하는 피시비 온도센서; 및
시간대에 따라 상기 스위칭 주파수를 상이하게 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는
상기 스위칭 주파수를 제1 주파수로 설정하는 주간 모드(day mode) 또는 상기 스위칭 주파수를 상기 제1 주파수 보다 높은 제2 주파수로 설정하는 야간 모드(night mode)를 실시하며,
상기 피시비 온도센서의 감지 온도에 기초하여 상기 야간 모드에서 상기 주간 모드로 전환한 경우에는 설정 시간 이내에 상기 야간 모드의 실시를 차단하며,
20kHz를 상기 제2 주파수로 나눈 결과의 몫이 20kHz를 상기 제1 주파수로 나눈 결과의 몫 보다 작도록 상기 제1 및 제2 주파수를 결정하는 공기조화기.motor;
A plurality of switches connected to the motor;
A driving unit that turns on and off each of the plurality of switches based on a switching frequency;
A PCB temperature sensor for sensing the temperature of the PCB in which the plurality of switches or the driving unit are installed; And
It includes a control unit for differently controlling the switching frequency according to the time zone,
The control unit
Performing a day mode in which the switching frequency is set as a first frequency or a night mode in which the switching frequency is set as a second frequency higher than the first frequency,
When switching from the night mode to the day mode based on the detected temperature of the PCB temperature sensor, the execution of the night mode is blocked within a set time,
An air conditioner configured to determine the first and second frequencies such that a quotient of a result of dividing 20 kHz by the second frequency is less than a quotient of a result of dividing 20 kHz by the first frequency.
상기 제어부는
상기 야간 모드를 실시하는 동안 상기 피시비 온도센서의 감지 온도가 기준 온도를 초과하면 상기 야간 모드에서 상기 주간 모드로 전환하는 공기조화기.The method of claim 1,
The control unit
During the night mode, the temperature detected by the PCB temperature sensor is When the temperature is exceeded, the air conditioner switches from the night mode to the day mode.
상기 제어부는
시간대(time zone) 판단 운전을 실시하여 상기 스위칭 주파수를 제1 주파수로 설정하는 주간 모드를 실시하거나 상기 스위칭 주파수를 상기 제1 주파수 보다 높은 제2 주파수로 설정하는 야간 모드를 실시하는 공기조화기.The method of claim 1,
The control unit
An air conditioner for performing a time zone determination operation to perform a day mode in which the switching frequency is set to a first frequency or a night mode in which the switching frequency is set to a second frequency higher than the first frequency.
외부에서 광량을 감지하는 광 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는
상기 시간대 판단 운전을 실시하는 경우 상기 광 센서의 감지 광량을 기준 광량과 비교하여 야간 시간대 또는 주간 시간대로 판단하는 공기조화기.The method of claim 5,
Further comprising an optical sensor for detecting the amount of light from the outside,
The control unit
When the time zone determination operation is performed, an air conditioner that compares the amount of light detected by the optical sensor with a reference amount of light to determine a night time zone or a day time zone.
외기 온도를 감지하는 외기 온도 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는
상기 시간대 판단 운전을 실시하는 경우 상기 외기 온도 센서가 감지한 외기 온도를 설정 온도와 비교하여 야간 시간대 또는 주간 시간대로 판단하는 공기조화기.The method of claim 5,
Further comprising an outside temperature sensor for sensing the outside temperature,
The control unit
When performing the time zone determination operation, an air conditioner that compares the outside temperature detected by the outside temperature sensor with a set temperature to determine the night time or daytime time zone.
현재 시간 정보를 수신하는 시간 설정부를 더 포함하고,
상기 제어부는
상기 시간대 판단 운전을 실시하는 경우 상기 시간 설정부에 따른 현재 시간이 설정 시간 범위에 속하는지 여부에 따라 야간 시간대 또는 주간 시간대로 판단하는 공기조화기.The method of claim 5,
Further comprising a time setting unit for receiving the current time information,
The control unit
When the time zone determination operation is performed, the air conditioner determines a night time zone or a day time zone according to whether a current time according to the time setting unit falls within a set time range.
시간대(time zone) 판단 운전을 실시하는 단계;
상기 시간대 판단 운전의 실시 결과, 제1 시간대로 판단되면 상기 스위칭 주파수를 제1 주파수로 설정하는 단계;
상기 시간대 판단 운전의 실시 결과, 제2 시간대로 판단되면 상기 스위칭 주파수를 상기 제1 주파수 보다 높은 제2 주파수로 설정하는 단계;
상기 스위칭 주파수를 상기 제2 주파수로 설정하는 동안 상기 복수개의 스위치 또는 상기 복수개의 스위치를 제어하는 구동부가 설치된 피시비의 온도를 감지하는 단계;
상기 피시비의 온도가 기준 온도를 초과하면 상기 스위칭 주파수를 상기 제1 주파수로 설정하는 단계;
상기 피시비의 온도에 기초하여 상기 스위칭 주파수를 제1 주파수로 설정한 후 설정 시간 이내에 상기 제2 시간대로 판단된 경우, 상기 스위칭 주파수를 상기 제1 주파수로 유지하는 단계; 및
20kHz를 상기 제2 주파수로 나눈 결과의 몫이 20kHz를 상기 제1 주파수로 나눈 결과의 몫 보다 작도록 상기 제1 및 제2 주파수를 결정하는 단계를 포함하는 공기조화기의 동작 방법.In the operating method of an air conditioner in which each of a plurality of switches connected to a motor is turned on and off based on a switching frequency,
Performing a time zone determination operation;
Setting the switching frequency to a first frequency when it is determined as a first time zone as a result of performing the time zone determination operation;
Setting the switching frequency to a second frequency higher than the first frequency if it is determined as a second time zone as a result of performing the time zone determination operation;
Sensing a temperature of a PCB in which the plurality of switches or a driving unit controlling the plurality of switches is installed while setting the switching frequency to the second frequency;
Setting the switching frequency to the first frequency when the temperature of the PCB exceeds a reference temperature;
Maintaining the switching frequency as the first frequency when it is determined as the second time zone within a set time after setting the switching frequency as the first frequency based on the temperature of the PCB; And
And determining the first and second frequencies such that a quotient of a result of dividing 20 kHz by the second frequency is less than a quotient of a result of dividing 20 kHz by the first frequency.
상기 시간대 판단 운전을 실시하는 단계는
외부에서 감지한 광량을 기준 광량과 비교하는 단계;
상기 외부에서 감지한 광량이 상기 기준 광량 이하이면 야간 시간대로 판단하는 단계; 및
상기 외부에서 감지한 광량이 상기 기준 광량 초과하면 주간 시간대로 판단하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 동작 방법.The method of claim 10,
The step of performing the time zone determination operation
Comparing the amount of light detected from the outside with a reference amount of light;
Determining a night time zone if the amount of light detected from the outside is less than the reference amount of light; And
When the amount of light detected from the outside exceeds the reference amount of light, determining a day time period.
상기 시간대 판단 운전을 실시하는 단계는
외기 온도와 설정 온도를 비교하는 단계;
상기 외기 온도가 상기 설정 온도 이하이면 야간 시간대로 판단하는 단계; 및
상기 외기 온도가 상기 설정 온도 초과하면 주간 시간대로 판단하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 동작 방법.The method of claim 10,
The step of performing the time zone determination operation
Comparing the outside temperature and the set temperature;
Determining a night time zone when the outside temperature is below the set temperature; And
The method of operating an air conditioner further comprising determining a weekly time zone when the outside temperature exceeds the set temperature.
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