KR100310768B1 - 냉장고의팬모터구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 BLDC 팬 모터를 채용한 냉장고에서 BLDC 팬 모터의 정지시 순시 소비전력이 절감되도록 한 냉장고의 팬 모터 구동장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은, 냉장고내 온도 감지값에 따라 열교환 여부를 판단하여 전체 시스템을 제어하는 마이컴(101)과, 상기 마이컴(101)으로부터 입력되는 팬 모터 구동용 PWM 신호의 듀티에 따른 가변 전압을 출력하는 PWM 신호 변환부(42)와, 상기 마이컴(101)으로부터 입력되는 제어신호를 바이어스전압으로 인가받아 스위칭되는 트랜지스터(Q)와, 상기 트랜지스터(Q)가 스위칭되어 도통되면 센서 전압을 인가받아 액티브되어 상기 PWM 신호 변환부(42)로부터 입력되는 상기 가변 전압에 따른 해당 RPM으로 BLDC 팬 모터(20b)를 구동하는 모터 구동부(43)로 구성된다.

Description

냉장고의 팬 모터 구동장치{Apparatus for driving fan motor of refrigerator}

본 발명은 냉장고의 팬 모터 구동장치에 관한 것으로, 특히 BLDC(BrushLess Direct Current) 팬 모터를 채용한 냉장고에서 BLDC 팬 모터의 정지시 순시 소비전력이 절감되도록 한 냉장고의 팬 모터 구동장치에 관한 것이다.

일반적인 냉장고의 냉각 사이클은 도 1의 개략도에 나타낸 바와 같이, 컴프레셔(13)와 응축기(14)와 냉각기(11,12)로 구성되는데, 여기서 냉각기(11,12)는 냉각 성능을 극대화시키기 위한 일실시예로서 냉동실(1) 전용의 냉각기(11)와 냉장실(2) 전용의 냉각기(12)를 각각 별도로 구비한 것이나 다른 실시예로서 냉각기를 단일 개만 채택하되 냉동실(1)에 설치하여 냉장실(1)과 같이 사용하더라도 무방하다.

그리고, 냉장고내의 열교환을 위한 팬 모터(21,22)가 설치되는데, 도 1에서는 냉각기(11,12)를 두 개 채택하였으므로 팬 모터(21,22) 또한 동일 개를 채택하였다.

한편, 상기한 팬 모터(21,22)로는 AC(Alternating Current) 팬 모터 또는 BLDC 팬 모터가 사용되는데, BLDC 팬 모터를 채용하는 경우가 AC 팬 모터를 채용하는 경우보다 소비전력이 절감되기 때문에 근래에는 BLDC 팬 모터를 채용하는 추세이다.

그러나, 이러한 BLDC 팬 모터는 냉장고내의 열교환이 필요하여 팬 모터를 구동시킬 경우에는 AC 팬 모터와 대비하여 상당히 소비전력이 절감되지만 팬 모터가 정지된 경우에는 AC 팬 모터 보다 오히려 소비전력이 커지는 문제점이 있었다.

상술하면, 도 2에 도시된 바와 같은 AC 팬 모터를 채용한 냉장고는, AC 팬모터(20a)를 구동시킬 경우에 마이컴(31)에서 입출력(I/O) 포트를 통해 구동 IC(32)로 하이(high)신호를 출력하면 12V의 전원으로부터 접지(GND)단으로 전류가 흐르게 되어 릴레이(RLY)가 구동된다. 그리고, 릴레이(RLY)가 평시 오픈상태에서 크로스상태로 변환되면 220V의 교류전원을 공급받은 AC 팬 모터(20a)가 구동되어 냉장고내와 냉각기간의 열교환이 수행된다.

즉, 이와 같이 AC 팬 모터(20a)를 채용한 냉장고는 AC 팬 모터(20a)가 구동될 때에는 AC 팬 모터(20a)와 릴레이(RLY)에 의해 전력이 소비되지만, AC 팬 모터(20a)를 정지시키고자 마이컴(31)이 입출력 포트를 통해 구동 IC(32)로 로우(low)신호를 출력하면 12V의 전원으로부터 전류가 흐르지 않게 되어 릴레이(RLY)와 AC 팬 모터(20a)는 동작되지 않으므로 전력이 전혀 소비되지 않는다.

이에 대하여, 도 3에 도시된 바와 같은 BLDC 팬 모터를 채용한 냉장고는, BLDC 팬 모터(20b)를 구동시킬 경우에 마이컴(41)에서 PWM(Pulse Width Modulation)신호 변환부(42)로 팬 모터 구동용 PWM신호를 출력하면 PWM신호 변환부(42)에서 출력하는 PWM신호의 듀티(duty)에 의한 가변 전압에 의하여 모터 구동부(43)가 BLDC 팬 모터(20b)를 구동시키게 되는데, 이와 같이 BLDC 팬 모터를 채용할 경우에는 12V의 센서전압이 BLDC 팬 모터(20b)의 구동 여부와 관계없이 항상 인가되므로 이로 인한 전력 낭비가 있어 실제 소비되지 않아도 되는 전력을 비효율적으로 소비하는 것이다.

따라서 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안한 것으로서, BLDC 팬 모터를 채용한 냉장고에서 BLDC 팬 모터의 정지시 순시 소비전력이 절감되도록 한 냉장고의 팬 모터 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 냉장고내 온도 감지값에 따라 열교환 여부를 판단하여 전체 시스템을 제어하는 제어수단과, 이 제어수단으로부터 입력되는 팬 모터 구동용 PWM 신호의 듀티에 따른 가변 전압을 출력하는 PWM 신호 변환수단과, 제어수단으로부터 입력되는 제어신호에 의해 스위칭되는 스위칭수단과, 이 스위칭수단의 스위칭상태에 따라 센서 전압을 인가받아 PWM 신호 변환수단으로부터 입력되는 가변 전압에 따른 해당 RPM으로 BLDC 팬 모터를 구동하는 모터 구동수단으로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 냉장고의 냉각 사이클 개략도.

도 2는 종래 AC 팬 모터를 채용한 냉장고의 팬 모터 구동회로도.

도 3은 종래 BLDC 팬 모터를 채용한 냉장고의 팬 모터 구동회로도.

도 4는 본 발명에 의한 냉장고의 BLDC 팬 모터 구동회로도.

도 5는 본 발명에 의한 팬 모터 구동과정을 설명하는 플로우차트.

도 6은 본 발명에 의한 팬 모터 정지과정을 설명하는 플로우차트.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

R : 저항 Q : 트랜지스터

20b : BLDC 팬 모터 42 : PWM 신호 변환부

43 : 모터 구동부 101 : 마이컴

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 의한 냉장고의 팬 모터 구동 회로도를 나타낸 것으로서, 냉장고내 온도 감지값에 따라 열교환 여부를 판단하여 전체 시스템을 제어하는 마이컴(101)과, 상기 마이컴(101)으로부터 입력되는 팬 모터 구동용 PWM 신호의 듀티에 따른 가변 전압을 출력하는 PWM 신호 변환부(42)와, 상기 마이컴(101)으로부터 입력되는 제어신호를 바이어스전압으로 인가받아 스위칭되는 트랜지스터(Q)와, 상기 트랜지스터(Q)가 스위칭되어 도통되면 센서 전압을 인가받아 액티브되어 상기PWM 신호 변환부(42)로부터 입력되는 상기 가변 전압에 따른 해당 RPM으로 BLDC 팬 모터(20b)를 구동하는 모터 구동부(43)로 구성되어져 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 마이컴(101)은 냉장고내의 온도를 감지하여 감지값에 따른 열교환 여부를 판단한 후 BLDC 팬 모터(20b)를 구동시키고자 할 경우에 모터 구동의 안정성을 확보하기 위하여 센서를 액티브(active)하여야 하므로 입출력 포트로 하이신호를 출력한다.

즉, 저항(R)을 통하여 트랜지스터(Q)의 베이스로 5V의 바이어스전압을 인가하면 트랜지스터(Q)가 도통되어 12V의 전원이 트랜지스터(Q)의 콜렉터로부터 에미터를 통하여 모터 구동부(43)에 센서 전압으로 인가되므로 센서가 액티브된다.(ST11∼ST12)

이후, 마이컴(101)은 일정 시간(센서가 액티브되는 시간)이 경과되면 구동하고자하는 팬 모터 RPM에 대응되는 PWM 신호의 듀티를 주어 PWM 신호 변환부(42)로 신호를 출력한다.(ST13∼ST14)

그러면, PWM 신호 변환부(42)는 입력되는 PWM 신호의 듀티에 따른 가변 전압을 출력하게 되고, 이 가변 전압을 인가받은 모터 구동부(43)가 BLDC 팬 모터(20b)를 해당 RPM으로 구동한다.

한편, 마이컴(101)은 냉장고내의 온도가 변화되어 팬 모터를 정지시킬 온도로 판단되면 모터 구동의 안정성을 확보하기 위하여 먼저 PWM 포트를 통해 PWM 신호 변환부(42)로 로우신호를 출력한다.(ST21∼ST22)

그러면, PWM 신호 변환부(42)와 모터 구동부(43)가 동작되지 않으므로 BLDC 팬 모터(20b)가 구동되지 않는다.

이후, 마이컴(101)은 일정시간(팬 모터가 구동을 멈추는 시간)이 경과되면, 입출력포트로 로우신호를 출력해서 트랜지스터(Q)의 베이스에 인가하며, 그에 따라 트랜지스터(Q)의 콜렉터로부터 에미터를 통해 모터 구동부(43)에 센서전압으로 인가되던 12V 전원이 차단된다. 결과적으로, 도 2에 나타낸 바와 같이 AC 220V를 인가하는 AC 모터로 단자 중 하나를 릴레이(RLY)로 OFF시키면 모터가 정지하고 ON시키면 모터가 동작하게 된다.(ST23∼ST24)

그러므로, 불필요한 전력 낭비가 원천적으로 차단되어 BLDC 팬 모터(20b)의 정지 시 순시 소비전력이 절감된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 BLDC 팬 모터의 정지시에 불필요한 전력 낭비를 차단하여 30%의 순시 소비전력을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 냉장고의 전반적인 동작 상태를 보면 팬 모터가 동작되는 시간보다 정지되어 있는 시간이 상대적으로 많으므로 일간, 월간 또는 년간 소비전력 차원에서는 더욱 큰 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 냉장고내 온도 감지값에 따라 열교환 여부를 판단하여 전체 시스템을 제어하는 제어수단과,

   상기 제어수단으로부터 입력되는 팬 모터 구동용 PWM 신호의 듀티에 따른 가변 전압을 출력하는 PWM 신호 변환수단과,

   상기 제어수단으로부터 입력되는 제어신호에 의해 스위칭되는 트랜지스터(Q)와,

   상기 트랜지스터(Q)의 스위칭상태에 따라 센서 전압을 인가받아 상기 가변 전압에 따른 해당 RPM으로 BLDC 팬 모터를 구동하는 모터 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 냉장고의 팬 모터 구동장치.