KR100255711B1 - 모터 기동용 회로 - Google Patents

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KR100255711B1
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ptc thermistor
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주니치 하마타니
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무라타 야스타카
가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/42—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual single-phase induction motor

Abstract

본 발명은 모터 기동용 회로(motor start-up circuit)에 관한 것으로, 모터 기동용 회로는 모터의 기동시에 작동하는 보조 코일(auxiliary coil)과 모터의 정상 상태 작동(steady-state operation)을 위한 주 코일(main coil)을 구비한 모터 구동 회로(motor-driving circuit)에 조립되어 사용된다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 모터 기동용 회로는 보조 코일에 직렬로 접속되는 기동용 정특성 서미스터(start-up positive temperature charateristic thermister)와 트라이악 스위치, 및 기동용 서미스터에 병렬로 접속되는 트라이악 제어용 정특성 서미스터를 구비하고 있으며, 트라이악 제어용 서미스터의 한쪽 단자는 트라이악 스위치의 게이트에 접속된다. 또 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 모터 기동용 회로는 보조 코일에 직렬로 접속되는 트라이악 스위치와, 보조 코일과 트라이악 스위치에 병렬로 접속되는 트라이악 제어용 정특성 서미스터를 구비하고 있으며, 트라이악 제어용 서미스터의 한쪽 단자는 트라이악 스위치의 게이트에 접속된다. 상기한 두 구현예에 있어서, 트라이악 제어용 서미스터는 25℃에서의 저항이 300 ~ 3000Ω이고, 체적이 30 ~ 60㎣이며, 25℃에서의 저항이 70 ~ 125℃에서 두배가 되는 것이다.

Description

모터 기동용 회로
본 발명은 모터 기동용 회로에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 모터 기동용 회로에 사용되는 정특성 서미스터(thermistor with positive temperature charact-
eristics)의 특성과 특징에 관한 것이다.
도 9는 냉장고의 콤프레서(compressor)에 사용되는 단상 유도 모터(single-
phase induction motor) 등의 모터 1을 위한 종래의 모터 구동 회로를 보여준다. 모터 1은 모터 1의 기동시에 작동하는 보조 코일 2와, 모터 1의 정상 회전 구동을 위한 주 코일 3을 포함한다. 이러한 모터 구동 회로에 합체되는 모터 기동용 회로는 모터 기동용 보조 코일 2에 직렬로 접속된 정특성(PTC) 서미스터 4를 포함한다.
모터 1에는 스위치 5를 거쳐 전원 6이 접속되어 있다. 스위치 5가 닫혀지고 전원 6이 모터 1에 공급되기 시작한 직후의 모터 기동 초기에는, 비교적 큰 전류가 PTC 서미스터 4를 거쳐 보조 코일 2에 흘러 모터 1을 기동시킨다. 일정 시간 후, PTC 서미스터 4의 저항이 자기가 발생한 열에 의해 상승하게 되고, 이것에 의해 보조 코일 2에 흐르는 전류가 감소된다.
그러나 서미스터의 저항은 무한대로 커지지는 않는다. 그 결과로서, 모터 1의 기동 직후에도 불필요한 전류가 PTC 서미스터 4를 거쳐 보조 코일 2에 계속 흐르게 되어, 다수W의 전력이 낭비된다.
이에 대하여, 일본 특허 공개 평 6-339291호 공보에 기재되어 있는 방법에 의하면 이 문제를 어느 정도 까지는 해결하고 있다. 도 1에는 이 공보에서 제안한 모터 기동용 회로를 포함하는 모터 구동회로를 나타내었다. 도 1에서는 도 9에 나타낸 구성요소에 상당하는 요소에는 동일한 참조부호를 사용하였다. 이 방법에 따르면, 도 1에서 보는 바와 같이, 보조 코일 2는 기동용 PTC 서미스터 4에 직렬로 접속되어 있고, 트라이악 스위치(이하, "트라이악"이라 한다) 7에도 직렬로 접속되어 있다. 다른 정특성 서미스터(이하, "트라이악 제어용 PTC 서미스터"라 한다.) 8은 기동용 PTC 서미스터 4에 병렬로 접속되어 있으며, 이 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 한쪽 단자는 트라이악 7의 게이트 G에 접속된다.
기동시에 모터 1에는 전원 6이 공급되면, 트리거 신호(trigger signal)가 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8을 거쳐 트라이악 7의 게이트 G에 인가되어, 트라이악 7이 통전 상태로 되며, 모터 기동용 전류가 기동용 PTC 서미스터 4를 거쳐 보조 코일 2에 흐르게 된다. 모터 1의 기동이 완료되고 일정시간이 흐른 후에, 기동용 PTC 서미스터 4의 저항이 자기발열(自己發熱)에 의해 상승하며, 이것에 의해 보조 코일 2에 흐르는 전류가 감소된다. 동시에, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 저항이 또한 자기발열에 의해 상승하며, 이것에 의해 트라이악 7의 게이트 G에 흐르는 전류가 감소되어 트라이악 7의 스위치가 꺼진다.
이 후, 트라이악 제어용 PTC 서미스터에는 매우 작은 전류가 계속해서 흐른다. 그러나, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 열용량이 기동용 PTC 서미스터 4의 열용량보다 훨씬 작게 구성될 수도 있기 때문에, 고온(高溫), 고저항(高抵抗) 상태를 유지하는데 필요한 전력이 도 9에 나타낸 회로의 경우에 비하여 훨씬 적다.
도 1에 나타낸 바와 같은 모터 기동용 회로를 －10 ~ ＋100℃의 범위에서 변화하는 주위온도하에서, 실제로 냉장고의 콤프레서에서 모터 기동용으로 사용하는 경우, 모터 1의 기동이 완료된 소정의 시간 범위내에(통상 1 ~ 10초), 전류를 확실히 차단하지 못하는 상황이 가끔 있다. 예를 들어, 모터 기동용 회로가 겨울철에 외부에서 사용될 때, 자기발열에 의해 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8이 자기발열에 의해 저항을 상승시키는데는 필요한 열 상승 시간(heat-up time)이 상당히 길어질 수 있으며, 모터 소음과 기동에 의해 낭비되는 전력이 꽤 클 수 있다. 전류를 차단하는 것 조차도 하지 못할 수 있다.
한편, 모터 기동용 회로를 여름과 같은 고온 상태하에서 사용하는 경우, 혹은 이것을 콤프레서에 부착시키거나 콤프레서 근처에 사용하는 경우, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8은 모터가 기동되기 전에 이미 열 상승 상태에 있을 수 있으며 혹은 열 상승 상태에 도달하여, 모터를 적당히 기동하지 못할 수도 있다.
이에 대하여 일본 특허 공개 평 7-123759호 공보에 기재된 다른 기술에 의하면 보조 코일에 흐르는 전류를 차단하는데 필요한 시간(이하, 이를 "차단 시간"이라한다)은 주위온도의 변화에도 불구하고, 일정하게 유지될 수 있다. 도 10은 이 기술에 따른 모터 기동용 회로를 포함하는 모터 구동 회로를 보여준다. 도 10에서, 도 9에서 나타낸 구성요소와 동일하거나 유사한 요소들에는 동일한 참조부호를 사용하였으며, 중복된 설명은 생략한다.
도 10에 나타낸 바와 같이 이 기술에 의하면, 트라이악 7은 보조 코일 2에 직렬로 연결되며, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8은 트라이악 7의 게이트 G에 접속된다. 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8은 보정용 정특성 서미스터(correction thermistor with positive temperature characteristics) 9와 보정-조정용 저항(correction-adjusting resistor) 10 병렬 접속에 접속되며, 이 병렬 접속(parallel connection)은 전류-제한 저항(current-limiting resistor) 11에 접속된다. 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8, 상술한 병렬 접속 및 전류-제한 저항 11로 이루어진 이 직렬 접속(series connection)은 그 자체가 보조 코일 2와 트라이악 7에 병렬로 접속되어 있다.
이렇게 구성된 모터 기동용 회로에서, 보정용 서미스터 9와 보정-조정용 저항 10과의 병렬 접속은, 주위온도의 변화에 따라 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8에 흐르는 전류를 증가시키거나 감소시키며, 그 결과 자기 열 방출량을 제어하며, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 열 상승 시간은 일정하게 유지될 수 있다. 따라서 이 방법에 의하면, 트라이악이 ON 상태로 있는 시간, 즉 전류가 보조 코일에 계속 흐르는 시간을, 주위 온도의 변화에 상관없이, 대략 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 10에 나타낸 모터 기동용 회로는, 필요한 부품 수가 비교적 많다는 점에서 불이익이 있다. 이것에 의해 제조 비용이 많이 들며, 소형화하는 것도 어렵다. 또한 부품 수가 많다는 것은 동작의 신뢰성과 관련된 부가적인 문제도 있다.
게다가, 트라이악을 도 1과 도 10에 나타낸 모터 기동용 회로에 사용하는 경우, 트리거 모드에 따른 트라이악의 게이트 감도(gate sensitivity)의 차이는, 전류가 완전히 차단되기도 전에 도 11a와 도 11b에서 보는 바와 같은 소위 반파 시간(half-wave period)를 발생시킨다. 이 반파 시간이 너무 긴 경우(3초를 초과하는 경우 등), 모터는 비트음(beat noise)을 발생시킬 수 있으며, 혹은 회전 운동시에 맥동(脈動)상태로 될 수도 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 종래의 문제점들이 해소될 수 있는 개선된 모터 기동용 회로를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 첫 번째 구현예에 따른 모터 기동용 회로(motor start-up circuit)를 포함하는 모터 구동 회로(motor-driving circuit)를 보여주는 도면이다.
도 2는 주위 온도가 100℃일 때, 도 1에 나타낸 회로에서 사용되는 트라이악 제어용 PTC 서미스터(triac-controlling PTC thermistor) 8의 저항값이 두배가 되는 온도가 70℃인 경우의 PTC 서미스터 8의 체적과 차단 시간과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 주위 온도가 －10℃일 때, 도 1의 회로에서 사용되는 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 저항값이 두배가 되는 온도가 70 ~ 125℃ 범위에 있는 경우의 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적과 반파 시간과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 주위 온도가 100℃일 때, 도 1에 나타낸 회로에서 사용되는 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적이 30㎣인 경우의 PTC 서미스터 8의 저항값이 두배가 되는 온도와 차단 시간과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 주위온도가 －10℃일 때, 도 1에 나타낸 회로에서 사용되는 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적이 30 ~ 60㎣ 범위에 있는 경우의 PTC 서미스터 8의 저항값이 두배가 되는 온도와 반파 시간와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 두 번째 구현예에 따른 다른 모터 기동용 회로를 포함하는 모터 구동 회로를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 세 번째 구현예에 따른 또 다른 모터 기동용 회로를 포함하는 모터 구동 회로를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 네 번째 구현예에 따른 또 다른 모터 기동용 회로를 포함하는 모터 구동 회로를 보여주는 도면이다.
도 9는 종래의 모터 기동용 회로를 포함하는 모터 구동 회로를 보여주는 도면이다.
도 10은 종래의 다른 모터 기동용 회로를 포함하는 모터 구동 회로를 보여주는 도면이다.
도 11a와 도 11b는 각각 도 1과 도 10에서 나타낸 보조 코일에 흐르는 전류의 파형(wave form)을 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 모터 2 : 보조 코일
3 : 주 코일 4 : 모터 기동용 정특성 서미스터(PTC 서미스터)
7 : 트라이악 8 : 트라이악 제어용 정특성 서미스터
12 : 단자 13 : 저항
G : 게이트
본 발명에 의하면, 모터 기동시에 작동하는 보조 코일과, 모터의 정상 회전 구동을 수행하는 주 코일을 구비한 모터 구동 회로에 조립하여 사용하는 모터 기동용 회로가 제공된다.
본 발명의 첫 번째 구현예에 따르면, 기동용 회로는 보조 코일에 직렬로 접속되는 기동용 정특성 서미스터 및 트라이악과, 상기한 기동용 서미스터에 병렬로 접속되는 트라이악 제어용 정특성 서미스터를 구비하고 있으며, 상기한 트라이악 제어용 서미스터의 한쪽 단자는 트라이악의 게이트에 접속된다.
본 발명의 두 번째 구현예에 따르면, 기동용 회로는 보조 코일에 직렬로 접속되는 트라이악과, 보조 코일과 트라이악에 병렬로 접속되는 트라이악 제어용 정특성 서미스터를 구비하고 있으며, 상기한 트라이악 제어용 서미스터의 한쪽 단자는 트라이악의 게이트에 접속된다.
이들 구현예들 중 어느 하나에 따르면, 트라이악 제어용 서미스터는 25℃에서의 저항(이하, 이를 "R25"라 한다)이 300 ~ 3000Ω이고, 부피가 30 ~ 60㎣이며, 25℃에서의 저항 R25는 70 ~ 125℃에서는 두배가 되어야 한다.
이들 구현예들 중 어느 하나에 따른 회로는 트라이악의 게이트와 게이트 측의 다른 단자를 접속하는 저항을 더 구비할 수도 있다. 더욱 바람직하게는, 트라이악 제어용 서미스터는 R25가 1000 ~ 2000Ω이고, 체적이 30 ~ 50㎣이며, R25는 85 ~ 110℃에서 두배가 되어야 한다. 이하, 25℃에서의 저항 R25가 두배가 되는 온도를 "저항이 두 배가 되는 온도(resistance-doubling temperature)"라 하고, 이를 도면에서는 CP로 나타낸다.
첨부하는 도면은, 본 명세서에 포함되며 본 명세서의 일부분을 형성한다. 도면을 참조하여 본 발명의 구현예들을 설명하며, 이에 의해 본 발명의 원리를 보다 구체적으로 설명한다.
도면에서, 서로 동일하거나 적어도 유사한 구성 요소들에는 동일한 부호를 사용하였으며, 반복된 설명은 생략한다.
도 1은 전술한 일본 특허 공개 평 6-339291호 공보에 기재된 모터 기동용 회로를 포함하는 모터 구동 회로의 구조를 설명하기 위하여 인용 된 것이지만, 본 발명의 첫 번째 구현예에 따른 모터 기동용 회로를 포함하는 모터 구동 회로를 나타내기도 한다. 도 1에 의해 나타낸 본 발명에 따른 회로에서는 기동용 PTC 서미스터 4에 병렬로 접속되고, 한쪽 단자가 트라이악 7의 게이트 G에 접속된 트라이악 제어용 서미스터 8로서, R25가 300 ~ 3000Ω이고, 체적이 30 ~ 60㎣이며, 저항이 두배가 되는 온도(CP)가 70 ~ 125℃인 것을 사용한다.
이 회로의 스위치 5가 닫히면, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8을 거쳐 트라이악 7의 게이트 G에 전류("게이트 전류")가 흐르기 시작한다. 모터 1의 기동시에는 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8은 상온 상태에 있으며, 이것의 저항이 작기 때문에, 게이트 전류는 충분히 커서 트라이악 7의 스위치를 켤 수 있다. 결과로서, 트라이악 7은 1/2 사이클마다 트리거되며, 모터 1을 기동하기 위한 전류는 기동용 PTC 서미스터 4를 거쳐 보조 코일 2에 흐른다. 여기에서 모터 1은 단상 유도 모터라 가정하였다.
모터 1의 기동이 완료된 후, 기동용 PTC 서미스터 4가 열 상승됨에 따라, 보조 코일 2에 흐르는 전류는 감소된다. 그 사이에 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8도 열 상승되어, 게이트 전류를 매우 작게 만들며, 그 결과 트라이악 7은 더 이상 "ON" 상태가 되지 못한다. 이 상태에서는 기동용 PTC 서미스터 4에 더 이상 전류가 흐르지 않기 때문에, 따라서 불필요한 전력의 낭비가 방지될 수 있을 뿐만아니라, 기동용 PTC 서미스터 4가 냉각되고, 그의 온도가 상온까지 급하게 떨어진다.
이후에, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8에 계속해서 매우 약한 전류가 흐르지만, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적이 단지 30 ~ 60㎣으로, 기동용 PTC 서미스터 4의 체적의 보통 1/5 이하이기 때문에, 전력의 낭비 또한 1/5 이하로 줄어들 수 있다. 게다가, 모터 1을 재기동시킬 때까지 필요한 복귀 시간도 또한 상당히 줄어들 수 있다. 게다가, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 R25가300 ~ 3000Ω이고, 체적이 30 ~ 60㎣이며, 저항이 두배가 되는 온도(CP)가 70 ~ 125℃인 경우, 보조 코일 2에 흐르는 전류를, 주위 온도가 -10 ~ +100℃로 유지되기만 하면, 1 ~ 10초 이내에 차단할 수 있다.
이하, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 특성에 대한 전술한 범위 한정에 대하여 더 자세히 설명한다.
본 발명에 의하면, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적은 30 ~ 60㎣이다. 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적과 그것의 차단시간은 정(正)의 상관관계(positive correlation)에 있으며, 즉 체적이 커질수록 차단시간도 길어진다. 도 2는 주위 온도가 100℃(이용 온도 범위의 상한선)일 때, 저항이 두배가 되는 온도(CP)가 70℃인 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적과 차단시간과의 관계를 보여준다. 일반적으로, 더 높은 온도에서는 열 상승 과정이 빨라지고, 열 상승 시간(heat-up time)은 짧아진다. 도 2에서 보는 바와 같이, 주위 온도가 100℃에서는 체적이 30㎣ 미만인 경우에는, 차단시간이 너무 짧아져서 모터 1이 기동될 수 없기 때문에, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적은 30㎣ 보다 커야한다.
도 3은 주위 온도가 -10℃(이용 온도 범위의 하한선)일 때, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 저항이 두배가 되는 온도(CP)가 70 ~ 125℃ 범위내에서 변화됨에 따른, 반파 시간이 어떻게 변화하는지를 보여준다. 열 상승에 필요한 시간이 체적에 따라 증가하기 때문에, 반파 시간과 체적 또한 정-상관관계에 있게 된다. 주위온도가 감소됨에 따라 반파 시간은 더 길어진다. 주위 온도가 －10℃일 때, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적이 60㎣을 초과하는 경우, 반파 시간은 극도로 길어지며 모터는 비트음과 이것의 회전 운동에서의 맥동을 발생한다.
이것이 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적을 30 ~ 60㎣로 선정한 이유이다. 전력의 낭비가 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적에 따라 증가하기 때문에, 바람직한 범위는 30 ~ 50㎣이다.
본 발명에 의하면, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 저항이 두배가 되는 온도(CP)는 70 ~ 125℃이다. 저항이 두배가 되는 온도(CP)가 높은 PTC 서미스터 8을 열상승시키는데 더 많은 시간이 걸리기 때문에, PTC 서미스터의 저항이 두배가 되는 온도와 열 상승 시간은 정-상관관계에 있다. 도 4는 주위온도가 100℃일 때, 체적이 30㎣인 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 저항이 두배가 되는 온도와 차단 시간과의 관계를 보여준다. 일반적으로, 주위 온도가 상승함에 따라, 열 상승 시간이 더 짧아진다. 주위 온도가 100℃일 때, 도 4에 나타낸 대로, 트라이악 제어용 PTC 서미스터의 저항이 두배가 되는 온도가 70℃ 미만인 경우에는, 차단 시간이 너무 짧아져서 모터 1은 기동될 수 없다.
도 5는 주위 온도가 －10℃일 때, 체적이 30 ~ 60㎣인 PTC 서미스터의 저항이 두배가 되는 온도(CP)와 반파 시간과의 관계를 보여준다. 저항이 두배가 되는 온도(CP)와 반파 시간은 정-상관관계에 있지만, 도 5에 나타낸 대로, 주위 온도가 －10℃일 때, PTC 서미스터의 저항이 두배가 되는 온도(CP)가 125℃를 초과하는 경우에는, 반파 시간이 너무 짧아져서 모터는 비트음과 회전 운동에서의 맥동을 발생하게 된다.
이상에서 보는 바와 같이, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 저항이 두배가 되는 온도는 70 ~ 125℃의 범위내에서 선정된다. 저항이 두배가 되는 온도가 클수록 전력의 낭비도 증가하기 때문에, 저항이 두배가 되는 온도는 110℃ 이하인 것이 바람직하다.
실제적으로는, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 저항이 두배가 되는 온도와 체적에는 변동이 있을 수 있으며, 또한 주위 온도와 상업용 전원에도 변동이 있다. 그러므로, PTC 서미스터의 저항이 두배가 되는 온도가 70℃이고 체적이 30㎣인 경우, 도 2에서 보는 바와 같이, 작은 변동조차도 그 결과로서, 차단 시간이 상당히 변화할 수 있다. 이것은 모터를 기동하지 못할 수도 있다. 이런 가능성들을 고려하여, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 저항이 두배가 되는 온도는 85℃이상인 것이 바람직하다.
이하, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 R25가300 ~ 3000Ω의 범위에 있어야만 하는 이유에 대해 설명한다. 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적과 저항이 두배가 되는 온도를 상술한 범위로 설정한 후에, PTC 서미스터 8의 R25가 300Ω 미만인 경우, 상업용 전원 6의 전압이 높을 때에는 게이트 전류가 너무 커지고, 이것은 트라이악 7에 손상을 끼칠 수 있다. 한편, R25가 3000Ω을 초과하는 경우, 전원 6의 전압이 낮을 때에는 게이트 전류가 너무 작아지고, 특히 주위 온도가 낮은 경우에는 트라이악 7이 스위치를 켜지 못하게 될 수 있다.
이상에서 설명한 이유로, R25가 300Ω ~ 3000Ω인 PTC 서미스터를 선정한다. R25가 증가함에 따라, 전력 낭비는 감소되므로, R25가 1000Ω 이상인 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8이 바람직하다. 체적이 30 ~ 60㎣인 트라이악 제어용 PTC 서미스터가 제조되는 경우, 이러한 비저항(specific resistance) 및 형상 등의 제약으로 부터 R25를 2000Ω 이하로 하는 것이 바람직하다.
이상에서와 같이, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 체적, 저항이 두배가 되는 온도 및 R25를 특정의 범위내에서 선정함으로써 적음 부품 수에도 불구하고, －10 ~ ＋100℃의 주위 온도에서의 모든 조건하에 모터의 기동이 완료되는 소정의 시간 이내에(통상, 1 ~ 10초) 보조 코일 2에 흐르는 전류를 확실하게 차단할 수 있으며, 반파 시간을 감소시킬 수 있다.
도 6은 본 발명을 구현하는 다른 기동용 회로를 포함하는 모터 구동 회로를 보여주며, 도 1에서와 동일하거나 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하였다. 도 6에 나타낸 회로는 트라이악 7이 보조 코일 2에 직렬로 접속되고, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8이 보조 코일 2와 트라이악 7과의 직렬 접속에 병렬로 접속되며, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 한쪽 단자는 트라이악 7의 게이트에 접속되어 있다는 점에서 특징이 있다. 본 구현예에서도, 또한 25℃에서의 저항 R25가 300 ~ 3000Ω이고, 체적이 30 ~ 60㎣이며, 저항이 두배가 되는 온도가 70 ~ 125℃인 조건을 만족하는 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8을 사용한다. 도 6에서 나타낸 본 발명의 두 번째 구현예는, 도 1에서 나타낸 기동용 PTC 서미스터 4가 불필요하며, 따라서 회로의 부품 수를 감소시킬 수 있다는 점에서 유리하다.
도 7은 본 발명을 구현하는 또다른 기동용 회로를 포함하는 모터 구동 회로를 보여주며, 도 1에서와 동일하거나 유사한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 사용하였다. 도 7에 나타낸 회로는, 트라이악 7의 게이트와 게이트 측의 다른 단자와의 사이에 추가 저항 13이 삽입되어 있다는 점에서 도 1의 회로와 다르다.
도 8은 본 발명을 구현하는 또다른 기동용 회로를 포함하는 모터 구동 회로를 보여주며, 도 6 또는 도 7에서와 동일하거나 유사한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 사용하였다. 도 8에 나타낸 회로는 트라이악 7의 게이트와 게이트 측의 다른 단자와의 사이에 추가 저항 13이 삽입되어 있다는 점에서 도 6에 나타낸 회로와 다르다.
도 7과 도 8에 나타낸 회로들은, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8을 통하여 흐르는 전류의 일부가 추가 저항 13으로도 흐르기 때문에, 게이트 G에 흐르는 전류가 감소된다는 점에서 유리하다. 이것은 트라이악 7이 확실하게 스위치될 수 있는 문턱값(threshold)(게이트 트리거 전류)을 증가시키는 것과 동등하다. 그러므로, 이러한 추가 저항 13이 없는 대응하는 회로(도 1과 도 6에 나타낸 회로)에 비하여, 차단 시간이 다소 짧아진다. 이것에 의해 반파 시간도 또한 짧아진다. 이 추가 저항 13은 게이트 전류를 감소시키기 때문에, 상술한 바와 같이, 상업용 전원 6의 전압이 상승할 때에, 트라이악 7이 파손되는 것을 막는다.
이들 다른 회로에서도, 역시, 트라이악 제어용 PTC 서미스터 8의 R25가 1000 ~ 2000Ω이고, 체적이 30 ~ 50㎣이며, 저항이 두배가 되는 온도가 85 ~ 110℃인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 25℃에서의 저항이 300 ~ 3000Ω이고, 체적이 30 ~ 60㎣이며, 상기 25℃에서의 저항이 두배가 되는 온도가 70 ~ 125℃인 트라이악 제어용 정특성 서미스터를 사용함으로써, －10 ~ ＋100℃의 범위에서 변화하는 주위 온도하에, 모터가 기동을 완료하는 소정의 시간 범위(통상, 1 ~ 10초) 내에, 보조 코일에 흐르는 전류를 확실하게 차단할 수 있으며, 또한 반파 시간을 감소시킬 수 있어서, 모터 기동후의 소비 전력을 절감할 수 있다.

Claims (8)

  1. 모터의 기동시에만 작동하는 보조 코일과, 상기한 모터의 정상 회전 구동을 수행하는 주 코일을 구비한 모터 구동 회로에 포함되는 모터 기동용 회로로서,
    상기한 보조 코일에 직렬로 접속되는 기동용 정특성 서미스터와 트라이악 스위치(Triac switch); 및
    상기한 기동용 서미스터에 병렬로 접속되는 트라이악 제어용 정특성 서미스터를 포함하며,
    상기한 트라이악 제어용 서미스터의 한쪽 단자가 상기한 트라이악 스위치의 게이트에 접속되어 있고,
    상기한 트라이악 제어용 서미스터는 25℃에서의 저항이 300~3000Ω이고, 체적이 30~60㎣이며, 상기한 25℃에서의 저항이 70~125℃에서 두배가 되는 것임을 특징으로 하는 모터 기동용 회로.
  2. 제 1항에 있어서, 상기한 트라이악 스위치의 게이트와 상기 트라이악 스위치의 게이트 측의 다른 단자를 접속하는 추가 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 기동용 회로.
  3. 제 1항에 있어서, 상기한 트라이악 제어용 서미스터는 25℃에서의 저항이 1000~2000Ω이고, 체적이 30~50㎣이며, 상기한 25℃에서의 저항이 85~110℃에서 두배가 되는 것임을 특징으로 하는 모터 기동용 회로.
  4. 제 2항에 있어서, 상기한 트라이악 제어용 서미스터는 25℃에서의 저항이 1000~2000Ω이고, 체적이 30~50㎣이며, 상기한 25℃에서의 저항이 85~110℃에서 두배가 되는 것임을 특징으로 하는 모터 기동용 회로.
  5. 모터의 기동시에만 작동하는 보조 코일과, 상기한 모터의 정상 회전 구동을 수행하는 주 코일을 구비한 모터 구동 회로에 포함되는 모터 기동용 회로로서,
    상기한 보조 코일에 직렬로 접속되는 트라이악 스위치(Triac switch); 및
    상기한 보조 코일과 상기한 트라이악 스위치에 병렬로 접속되는 트라이악 제어용 정특성 서미스터를 포함하며,
    상기한 트라이악 제어용 서미스터의 한쪽 단자가 상기한 트라이악 스위치의 게이트에 접속되어 있고,
    상기한 트라이악 제어용 서미스터는 25℃에서의 저항이 300~3000Ω이고, 체적이 30~60㎣이며, 상기한 25℃에서의 저항이 70~125℃에서 두배가 되는 것임을 특징으로 하는 모터 기동용 회로.
  6. 제 5항에 있어서, 상기한 트라이악 스위치의 게이트와 상기 트라이악 스위치의 게이트 측의 다른 단자를 접속하는 추가 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 기동용 회로.
  7. 제 5항에 있어서, 상기한 트라이악 제어용 서미스터는 25℃에서의 저항이 1000~2000Ω이고, 체적이 30~50㎣이며, 상기한 25℃에서의 저항이 85~110℃에서 두배가 되는 것임을 특징으로 하는 모터 기동용 회로.
  8. 제 6항에 있어서, 상기한 트라이악 제어용 서미스터는 25℃에서의 저항이 1000~2000Ω이고, 체적이 30~50㎣이며, 상기한 25℃에서의 저항이 85~110℃에서 두배가 되는 것임을 특징으로 하는 모터 기동용 회로.
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