KR100213492B1 - 청소기 모터 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 청소기 모터 제어장치에 관한 것으로 청소기 모터(13)로 공급되는 교류전원(1)의 전압을 저전압으로 변환하여 출력하는 저압트랜스포머(2)와, 상기 저압트랜스포머(2)에서 출력된 전압을 전파정류하여 출력하는 전파정류기(3), 상기 전파정류기(3)에서 출력된 전압을 입력받아 전압의 제로크로싱지점에서 동기신호를 생성하여 출력하는 동기신호생성부(5), 상기 동기신호생성부(5)에서 입력된 동기신호의 펄스폭으로부터 입력전원의 전압을 판단하여 입력전원의 전압이 상승하면 위상제어각도를 뒤로 후퇴시키고, 입력전원의 전압이 하강하면 위상제어각도를 앞으로 당겨 일정한 소비전력을 유지하도록 위상제어하기 위한 게이트신호를 출력하는 마이콤(7) 및, 상기 마이콤(7)에서 출력된 게이트 신호를 포토트라이액(9)을 통해 입력받아 스위칭동작하여 청소기 모터(13)로 인가되는 교류전원을 위상제어하는 트라이액(11)을 포함하여 구성되어, 청소기 모터로 입력되는 교류전원의 전압변동이나 청소기 모터의 부하량 변동이 상관없이 청소기 모터의 소비 전력을 항상 일정하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

청소기 모터의 제어장치

본 발명은 청소기 모터 제어장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 입력 전원의 전압 또는 부하량 변동에 상관없이 항상 일정한 소비전력을 유지하도록 제어할 수 있는 청소기 모터 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 청소기는 모터를 동작시켜 청소기본체 내부를 진공상태로 만들고, 이에 의해 발생된 흡입력에 의해 먼지등의 오물이 청소기본체 내부로 흡입되며, 이와 같이 흡입된 먼지등의 오물이 청소기 내부에서 제거된 다음 공기만 대기중으로 배출되어 진공청소를 수행하는 것이다.

이때, 상기와 같은 청소기 모터에는 인가되는 일정한 교류 전압 때문에 이에 상응하는 일정한 교류 전류가 흐르게 된다. 따라서 모터는 인가되는 교류 전압과 교류 전류에 의해 결정되는 일정한 전력을 소비하면서 구동되는 것이다.'

이와 같은 청소기모터에는 흔히 트라이액(TRIAC)을 사용하여 교류 전원의 스위칭을 제어하는데, 상기 트라이액은 교류에서도 사용할 수 있는 쌍방향성 다이리스트(Thyristor)로서 3단자 교류 스위치(Triode AC Switch)의 약어이다.

상기 트라이액은 양 또는 음의 게이트신호에 의하여 전원의 정방향 또는 역방향의 어느 방향으로도 턴온이 가능한 소자이기 때문에,특히 상용 주파수를 사용하는 교류 전원의 제어에 유용하게 사용되고 있다.

그리고, 상기 교류 전원은 1싸이클에 2회 제로가 되는 순간이 있다. 따라서 트라이액 소자를 일단 턴온시켜도 OV 부근에서 임의로 턴오프되기 때문에, 교류회로에서 직류 회로와 같이 일부러 턴오프의 처리를 하지 않더라도 새롭게 턴온 조작을 하지 않으면 자연히 오프가 됨에 따라 보통 상태를 유지시키기 위해서는 반싸이클마다 트리거를 다시 걸어주어야만 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 청소기 모터에서는 입력 전압 또는 부하량 변동에 상관없이 항상 일정한 트리거 타임을 설정하여 소비전력이 일정하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

즉, 외부 요인에 의한 입력 전압의 변동이나 청소기 흡입구의 개폐상태등과 같은 원인에 의해 발생되는 부하 변동에 의해 청소기 모터의 소비전력이 변동하게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제 문제점을 해소하여, 청소기 모터의 소비전력을 일정하게 제어할 수 있는 청소기 모터 제어장치에 관한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 청소기 모터 제어장치는, 청소기 모터로 공급되는 교류전원의 전압을 저전압으로 변환하여 출력하는 저압트랜스포머와, 상기 저압트랜스포머에서 출력된 전압을 전파정류하여 출력하는 전파정류기, 상기 전파정류기에서 출력된 전압을 입력받아 전압의 제로크로싱지점에서 동기신호를 생성하여 출력하는 동기신호생성부, 상기 동기신호생성부에서 입력된 동기신호의 펄스폭으로 부터 입력전원의 전압을 판단하여 입력전원의 전압이 상승하면 위상제어각도를 뒤로 후퇴시키고, 입력전원의 전압이 하강하면 위상제어각도를 앞으로 당겨 일정한 소비전력을 유지하도록 위상제어하기 위한 게이트신호를 출력하는 마이콤 및, 상기 마이콤에서 출력된 게이트신호를 포토트라이액을 통해 입력받아 스위칭동작하여 모터로 인가되는 교류전원을 위상제어하는 트라이액으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

제1도는 본 발명에 따른 청소기 모터 제어장치의 회로도.

제2도는 본 발명에 따른 청소기 모터 제어장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도.

제3도는 본 발명의 교류전원의 전압변동에 따른 동기신호의 예를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 교류전원 2 : 저압트랜스포머

3 : 전파정류기 4 : 동기신호생성부

7 : 마이콤 9 : 포토트라이액

11 : 트라이액 13 : 청소기 모터

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 청소기 모터 제어장치의 회로도로서, 본 발명에 따른 청소기 모터 제어장치는, 저압트랜스포머(2)와, 전파정류기(3), 동기신호생성부(5), 마이콤(7), 포토트라이액(9) 및, 트라이액(11)으로 이루어져 있다.

상기 저압트랜스포머(2)는 청소기 모터(13)로 입력되는 교류전원(1)의 전압을 저압으로 변압하여 전파정류기(3)로 출력하고, 상기 전파정류기(3)는 상기 저압트랜스포머(1)에서 출력된 전원 전압을 전파정류하여 동기신호생성부(5)로 출력한다.

그리고, 동기신호생성부(5)는 다수개의 저항(R1,R2,R3)과 캐패시터(C) 및 트랜지스터(TRI)로 이루어져, 상기 전파정류기(3)로부터 입력된 전압의 제로크로싱(zero crossing) 지점에서 하이레벨의 펄스신호를 동기신호로 마이콤(7)에 입력한다.

이때, 상기펄스신호의 폭은 청소기 모터(13)로 인가되는 교류전원(1)의 전압값에 연동되어 변동하게 된다.

그리고, 마이콤(7)은 상기 동기신호생성부(5)로부터 입력된 동기신호의 펄스폭으로부터 입력전원의 전압을 판단하여 입력전원의 전압이 상승하면 위상제어각도를 뒤로 후퇴시키고, 입력전원의 전압이 하강하면 위상제어각도를 앞으로 당겨 일정한 소비전력을 유지하도록 위상제어하기 위한 게이트 신호를 출력한다.

그리고, 상기와 같이 출력된 게이트 신호는 포토트라이액(9)을 통해 트라이액(11)의 게이트 제어신호로 전달되고, 상기 트라이액(11)은 상기 포토트라이액(9)을 통해 입력된 게이트 신호에 따라 스위칭동작하여 청소기 모터(13)로 인가되는 교류전원(1)을 위상제어하여 청소기 모터(13)의 소비전력을 조절하도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 청소기 모터 제어장치의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

청소기 모터(13)의 소비전력은 두가지 요인에 의해 변동되는데, 첫 번째는 외부 요인에 의해 상기 청소기 모터(13)로 인가되는 교류전원의 전압 변동에 의한 것이고, 두 번째는 청소기 모터(13)의 부하량 변동에 의한 것이다.

즉, 청소기 모터(13)는 청소기 흡입구의 개폐 정도에 따라 부하량이 변동하게 되는데, 이와 같이 부하량이 변동하게 되면 소비전력이 변동하게 되는 것이다.

한편, 저압트랜스포머(2)는 교류전원(1)의 전압을 저압으로 변압하여 전파정류기(3)로 출력하고, 상기 전파정류기(3)는 상기 저압트랜스포머(1)에서 출력된 전압을 전파정류하여 동기신호생성부(5)로 출력한다.

그리고, 동기신호생성부(5)는 상기 전파정류기(3)로부터 전압을 입력받아 전압이 제로크로싱되는 지점에서 하이레벨의 펄스신호를 동기신호로 마이콤(7)에 입력한다.

이때, 상기 교류전원(1)의 전압 파형은 제2a도에 도시된 바와 같으며, 이 입력 교류전원이 전파정류기(3)에서 전파정류된 전압의 파형은 제2b도에 도시된 바와 같다.

그리고, 동기신호생성부(5)는 상기와 같이 전파정류기(3)에서 전파정류된 전압을 입력받아 전압값이 일정전압 이하이면 제2c도에 도시된 바와 같은 펄스신호를 동기신호로 출력하게 된다.

이때, 상기 동기신호의 펄스폭은 청소기 모터(13)로 인가되는 교류전원의 전압값에 따라 변동하게 되는데, 상기 교류전원의 전압값이 클수록 동기신호의 펄스폭이 작아지는 것이다.

예를 들면, 제3도에 도시된 바와 같이 교류전원의 전압값이 240V인 경우에는 펄스신호의 폭이 0.5msec이고, 교류전원의 전압값이 220V인 경우에는 펄스신호의 폭이 0.1msec가 되며, 교류전원의 전압값이 200V인 경우에는 펄스신호의 폭이 1.5msec가 된다.

따라서, 마이콤(7)은 상기 동기신호생성부(5)로부터 입력된 동기신호의 펄스폭에 따라 청소기 모터(13)로 인가되는 교류전원(1)의 전압값을 추정하고, 이와 같이 추정된 전압값에 따라 청소기 모터(13)의 소비전력을 일정하게 위상제어하기 위한 게이트 신호를 출력하는 것이다.

상기와 같이 마이콤(7)에서 출력된 게이트 신호는 포토트라이액(9)을 통해 트라이액(11)의 게이트 제어신호로 전달되고, 상기 트라이액은(11)은 상기 포토트라이액(9)을 통해 입력된 게이트신호에 따라 스위칭 동작하여 모터(13)로 인가되는 교류전원을 위상제어하여 청소기 모터(13)의 소비전력을 일정하게 제어할 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 청소기 모터로 입력되는 교류전원의 전압 변동이나 청소기 모터의 부하량 변동이 상관없이 청소기 모터의 소비전력을 항상 일정하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 청소기 모터로 공급되는 교류전원의 전압을 저전압으로 변환하여 출력하는 저압트랜스포머와, 상기 저압트랜스포머에서 출력된 전압을 전파정류하여 출력하는 전파정류기, 상기 전파정류기에서 출력된 전압을 입력받아 전압의 제로크로싱지점에서 동기신호를 생성하여 출력하는 동기신호생성부, 상기 동기신호생성부에서 입력된 동기신호의 펄스폭으로부터 입력전원의 전압을 판단하여 입력전원의 전압이 상승하면 위상제어각도를 뒤로 후퇴시키고, 입력전원의 전압이 하강하면 위상제어각도를 앞으로 당겨 일정한 소비전력을 유지하도록 위상제어하기 위한 게이트신호를 출력하는 마이콤및, 상기 마이콤에서 출력된 게이트신호를 포토트라이액을 통해 입력받아 스위칭 동작하여 청소기 모터로 인가되는 교류전원을 위상제어하는 트라이액으로 이루어진 것을 특징으로 하는 청소기 모터 제어장치.

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