KR100550266B1 - 냉장고의 전자식 제상 타이머 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미리 설정된 운전주기에 따라 냉각운전과 제상운전 하도록 제어 하는 냉장고의 타이머에 있어서,　냉장고의 구동 전력을 공급하는 전원부(110)의 양단에 접속되어 전원부에서 입력된 AC전압을 DC전압으로 변환하고, 릴레이 동작에 필요한 릴레이 전압(Relay)과 정전압(VDD)을 발생하는 전원공급부;　제상히터의 일측에 연결된 제 6 라인과 온도조절기의 일측에 연결된 제 3 라인 사이에 접속되어 제 6 라인과 제 3 라인 사이에 흐르는 AC 전압의 주파수를 검출하는 주파수 검출부;　주파수 검출부에서 검출한 주파수가 입력되면 입력된 주파수를 판별하고, 검출된 주파수를 통해 냉각운전 시간과 제상운전 시간을 누적 카운트하며, 미리 설정된 소정 시간동안 냉각운전을 지시 제어하고, 냉각운전 후 미리 설정된 소정 시간동안 제상운전을 지시 제어하는 MCU를 구비한 제어부;　제어부의 제어신호에 상응하여 냉각운전 시에는 릴레이의 제 1 접점(C)을 제 2접점(NC)과 절환시키고, 제상운전 시에는 릴레이의 제 1 접점(C)을 제 3 접점(NO)과 절환시키는 구동부;를 포함하며, 방폭 릴레이를 사용하여 접점 스파크의 유출을 방지하여 냉매 누출시 폭발을 방지하며, 전압 80V~240V 및 주파수 50Hz/60Hz를 자동 인식하는 전자식 제상타이머 장치를 제공한다.

Description

냉장고의 전자식 제상 타이머 장치 {Electronic type device timer apparatus of Refrigerator}

도 1은 종래 기술에 의한 기계식 제상 타이머를 구비한 냉장고의 내부 회로도이고,

도 2는 본 발명에 의한 냉장고의 전자식 제상 타이머 장치의 블록도이고,

도 3은 본 발명에 의한 전자식 제상 타이머 장치를 구비한 냉장고의 내부 회로도이고,

도 4는 본 발명에 의한 냉장고의 전자식 제상 타이머 장치의 상세 회로도로(a)는 전원공급부의 회로도이고, (b)전자식 제상 타이머의 회로도 이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10/110: 전원부 15/115: 온도조절기

20/120: 고내등 25/125: 팬모터

30/130: 도어스위치 35/135: 압축기

40/140: 과부하보호장치 45/145: 제상바이메탈

50/150: 제상히터 55/155: 온도퓨즈

60/200: 제상타이머 62: 타이머모터

64: 스위치 210: 전압공급부

220: 주파수검출부 230: 제어부

240: 구동부 R1~R6: 저항

D1~D7: 다이오드 C1~C6:캐패시터

U1: MCU (Micro controller Unit) Q1: 트랜지스터

L11~L16/L21~L28: 라인 J1~J6: 입출력단

K1: 코일

본 발명은 냉장고의 전자식 제상 타이머 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기계식 제상 타이머를 전자식 제상타이머로 교체함으로써 부피 및 무게를 작게 함은 물론 소비전력을 줄이고, 냉각운전과 제상운전을 제어부의 지시에 따라 완전 밀폐된 릴레이를 사용함으로써 노이즈를 줄이고, 접점에 의한 아크방전 스파크의 유출을 방지하여 냉각 가스 유출 시 폭발의 위험을 없앨 수 있는 냉장고의 전자식 제상 타이머에 관한 것이다.

현재 일반적으로 가장 많이 사용되고 있는 기계식 제상 타이머를 구비한 냉장고는 압축기의 운전시간의 합계가 일정주기에 도달하면 제상운전을 실시하는 구성으로 이루어져 있으며, 기계식 타이머를 구비한 냉장고의 구성과 동작을 도 1을 참조하여 설명한다.

냉장고의 구동 전력을 공급하는 전원부(10)가 제 1 라인(L11)과 제 2 라인(L12)사이에 접속한다. 동시에 제 1 라인(L11)에 냉동실 내의 온도를 조절하는 장치로 냉동실에 부착되는 온도 조절기의 일측이 접속되고, 온도조절기(15)의 타측은 제 3 라인(L13)에 접속된다. 또한 제 1 라인(L11)에는 고내등(20)의 일측이 접속되어 있다.

제 3 라인(L13)에는 제상타이머(60)의 제 1 접점(A)과 타이머 모터(62)의 일측이 접속되어 있다. 제상타이머(60)의 스위치(64)의 제 1 접점(A)은 제상타이머(60) 설정 시간주기에 따라 제 2 접점(NC) 또는 제 3 접점(NO)으로 절환동작을 하는 스위치로, 제 2 접점(NC)은 제 4 라인(L14)에 접속되어 있다.

제 4 라인(L14)에는 압축기(35)를 통해서 과부하보호장치(40)가 접속됨과 동시에 팬모터(25)가 접속되어 있다. 그리고 제 3 접점(NO)은 제 5 라인(L15)에 접속되고, 제 5 라인(L15)에는 제상바이메탈(45)의 일측이 접속되어 있다. 제상바이메탈(45)의 타측은 제상히터(50)의 일측이 접속되고 동시에 타이머 모터(62)의 타측이 제 6라인(L16)을 통해 접속된다.

제상히터(50)의 타측에 접속된 온도퓨즈(55)를 통해 제 2 라인(L12)에 접속되고, 또한 제 2 라인에는 과부하보호장치(40)의 타측이 접속됨과 동시에 도어스위치(30)의 제 1 접점(1)이 접속된다. 도어스위치(30)의 제 1 접점(1)은 냉장고 도어의 온/오프에 따라 제 2 접점(2) 또는 제 3 접점(3)으로 절환동작을 하는 스위치로 냉장고 도어가 열리면 도어스위치의 제 1접점(1)은 제 3 접점(3)으로 절환되고, 도어가 닫히면 제 2 접점(2)으로 절환된다. 또한 도어스위치(30)의 제 2 접점(2)은 팬모터(25)의 타측과 접속되고, 도어스위치(30)의 제 3 접점은 고내등(20)의 타측에 접속되어 있다.

이하 기계식 제상 타이머를 구비한 종래 냉장고의 구성에 의한 동작을 설명한다.

먼저 냉장고 내의 온도를 낮추기 위한 냉각운전과정을 설명한다.

냉장고 내의 온도가 일정온도 이상이 되면, 온도조절기(15)가 온 된다. 온도조절기가 온되면 타이머모터(62)가 회전하고, 제상타이머(60)의 스위치(64)의 제 1 접점(A)이 제 2 접점(NC) 절환되어 압축기(35)가 작동한다. 또한 팬모터(25)가 작동하여 냉기를 냉장고 내로 순환시켜 준다. 이때 제상히터(50)도 타이머모터(62)를 통해 통전되고 있지만, 제상타이머의 저항치에 비해 저항값이 상대적으로 매우 낮아 제상히터(50)에는 매우 낮은 전압만 인가되므로 발열은 극히 미약하여 발열이 되지 않는다.

이와 같이 냉각운전이 진행되는 과정 중에 제상타이머(62)는 회전이 이루어져서 시간이 체크된다. 이때 냉장고의 문을 열면 도어스위치(30)의 제 1 접점(1)이 제 3 접점(3)으로 절환되어 팬모터(25)는 정지되고, 고내등(20)은 켜진다.

이상과 같이 냉각운전이 진행되어 냉장고 내의 온도가 설정치 이하로 내려가면, 온도조절기(15)가 오프된다. 온도조절기가 오프상태로 절환되면, 제상타이머(60)의 접점 위치에 관계없이 압축기(35)와 팬모터(25)가 정지됨으로써 냉각운전이 정지된다. 이때에도 냉장고 문을 열면 도어스위치(30)가 제 3 접점(3) 측으로 연결되어 고내등(20)은 켜진다.

이상과 같이 종래는 냉장고 내의 온도에 따라 온도조절기(15)의 온/오프 상태가 반복되어 냉각운전이 이루어져서 냉장고 내의 온도가 유지되며 이때 제상타이머(60)의 타이머모터(62)는 압축기(35)가 운전한 시간 동안만 회전해서 운전시간을 적산하고, 누적 적산된 시간이 설정시간이 되면 냉각운전에서 제상운전으로 절환된다.

다음은 냉장고 내의 성애를 주기적으로 제거해주는 제상운전에 대해서 설명한다.

냉각운전을 통해 타이머모터(62)의 운전시간이 설정된 시간에 도달하면, 제상타이머(60)의 제 1 접점(A)이 제 3 접점(NO) 측으로 절환된다. 따라서 압축기(35) 및 팬모터(25)의 라인이 개방되어, 압축기, 팬모터와 타이머모터(62)가 정지한다.

이때 제상타이머의 스위치(64)의 제 1 접점(A)은 제 3 접점(NO)으로 절환되어 제상바이메탈(45)를 통해서 제상히터(50)로 전원이 공급되고, 제상히터는 발열되어 냉각기의 성에를 제거하는 제상운전이 시작된다. 제상바이메탈(45)은 상온상태에서는 항상 오프상태를 유지하다가 냉각 운전개시 후 증발기 표면온도가 설정온도 정도로 내려가면 온상태로 절환된다.

제상운전 중 제상히터(50)가 발열하여 일정온도 이상이 되어 성에가 융해되면, 제상바이메탈(45)이 오프되어 제상히터로의 전원공급이 차단되면서 발열이 끝난다. 동시에 전류는 대부분이 타이머모터(62)로 흘러서 타이머모터(62)는 회전하게 된다.

제상바이메탈(45)이 오프된 후 제상운전이 종료된 직 후, 일정시간이 경과하면, 제상타이머(60) 스위치의 제 1 접점(A)이 제 2 접점(NC)으로 절환되어, 온도조절기(15)의 온/오프 동작에 따라 냉각운전을 한다. 이때부터 제상타이머(60)는 압축기의 운전시간을 적산하게 된다. 냉각운전에서 한 번 설명한 바와 같이 냉각운전 시 제상회로는 제상히터(50)의 저항값은 작고 타이머모터(62)의 저항값은 크기 때문에 타이머모터와 직렬로 연결된 제상회로에 흐르는 전류는 극히 적게 된다. 따라서 타이머모터에는 거의 정격전압이 인가되고 제상회로에는 거의 미미한 전압이 인가되어 제상회로에 거의 미미한 히터 발열이 있지만 증발기의 냉각성능에는 전혀 영향을 주지 않게 된다. 그리고 설명의 제상운전이 종료된 직후의 일정시간은 제상히터도 정지하고 압축기도 운전하지 않는 휴지운전상태가 된다.

이상 상술한 바와 같이 종래 냉장고는 제상타이머에 의해 냉각운전에서 제상운전으로 그리고 휴지 운전 상태를 거쳐서 다시 냉각운전으로 복귀됨으로서 냉각 및 성에 제거를 반복하며, 제상운전 주기는 압축기의 운전시간의 적산 시간으로 항상 일정하게 정해져 있었다.

따라서 종래 기술은 기계식 제상타이머에 타이머모터를 사용함으로써 부피가 크고 무거우며 타이머의 원가가 높았으며, 구동원을 모터로 사용으로 전력 소모량도 컸고, 기어의 마모에 의해 결함이 있으며, 마모는 영구자석의 성능에 영향을 주었고 사용시간이 단축되었으며, 모터 회전에 의한 기구적 노이즈 및 제상운동과 냉각운동 전환 시 접점 노이즈 및 아크방전 스파크가 컸고 110V 와 220V 전원에 따라 사양관리가 필요한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 냉각운전과 제상운전 전환 시 접점에서 발생하는 스파크를 없애고 노이즈를 줄일 수 있는 냉장고의 전자식 제상 타이머를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 검출된 주파수를 통해 냉각운전과 제상운전의 시간을 카운트하고, 80V~240V 및 50㎐/60㎐를 겸용할 수 있으며, 환경규제로 인하여 기존의 프레온 냉매에서 R6계열의 냉매 사용이 요구 되면서 R6계열의 냉매는 폭발성이 강한 것으로 기계적인 접점에서 발생하는 스파크를 없앤 안정성이 강화된 전자식 타이머를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 기술적인 수단은 미리 설정된 운전주기에 따라 냉각운전과 제상운전 하도록 제어 하는 냉장고의 타이머에 있어서,　냉장고의 구동 전력을 공급하는 전원부(110)의 양단에 접속되어 전원부에서 입력된 AC전압을 DC전압으로 변환하고, 릴레이 동작에 필요한 릴레이 전압(Relay)과 정전압(VDD)을 발생하는 전원공급부;　제상히터의 일측에 연결된 제 6 라인과 온도조절기의 일측에 연결된 제 3 라인 사이에 접속되어 제 6 라인과 제 3 라인 사이에 흐르는 AC 전압의 주파수를 검출하는 주파수 검출부;　주파수 검출부에서 검출한 주파수가 입력되면 입력된 주파수를 판별하고, 검출된 주파수를 통해 냉각운전 시간과 제상운전 시간을 누적 카운트하며, 미리 설정된 소정 시간동안 냉각운전을 지시 제어하고, 냉각운전 후 미리 설정된 소정 시간동안 제상운전을 지시 제 어하는 MCU를 구비한 제어부;　제어부의 제어신호에 상응하여 냉각운전 시에는 릴레이의 제 1 접점(C)을 제 2접점(NC)과 절환시키고, 제상운전 시에는 릴레이의 제 1 접점(C)을 제 3 접점(NO)과 절환시키는 구동부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 기술적 수단으로 전원공급부는 온도퓨즈의 고장으로 인하여 전원이 차단되거나 온도조절기가 오프되어 제상타이머의 전원이 차단될 경우 냉장고의 타이머 즉, 상기 제어부의 MCU가 초기화되는 것을 방지하기 위한 점 a와 점a'을 연결한 제 7라인과 점 b와 점b'를 연결한 제 8라인을 통해 전원부의 AC 전원을 공급받는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 종래의 타이머 모터를 사용한 기계식 제상 타이머보다 전자 부품을 사용한 전자식 제상타이머는 부피가 작아 공간 활용에 용이하고, 반영구적이며, 제작 원가가 저렴하고, 모터를 구동하기 위해 1.5W의 전력을 필요로 하는 기계식 타이머보다 낮은 0.2W 이하의 전력을 필요로 함으로써 소비전력을 줄일 수 있다.

또한, 제상운전과 냉각운전을 릴레이로 제어함으로써 접점 노이즈를 줄이고, 미세한 스파크 발생으로 프레온가스 누출 시 폭발의 위험성이 없으며, 주파수를 검출함으로써 전압 80V~240V 및 주파수 50㎐/60㎐ 모두 사용 가능하고, 제상운전과 냉각운전의 동작시간이 검출된 주파수를 통해 누적 카운트됨으로써 카운트 제어가 가능하다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 의한 냉장고의 전자식 제상 타이머 장치의 블록도로, 전원공급부(210), 주파수 검출부(220), 제어부(230), 구동부(240)로 구성되어 있다.

전원공급부(210)는 전자식 제상 타이머의 구동에 필요한 전원을 공급하는 장치로써, 냉장고의 전원부에서 AC전원을 공급받아 구동에 필요한 전류를 생성하여 AC전류 정류 및 DC전류로 변환하고, 구동부의 릴레이 동작에 필요한 전압 및 전류를 출력하며, 제어부의 MCU에 필요한 정전압을 출력한다.

주파수 검출부(220)는 온도조절기(115)의 일측에 연결된 제 3 라인 (L23)과 제상히터(150)와 제상바이메탈(145) 사이에 연결된 제 6라인(L26)을 통해 AC 전압이 입력되면 두 라인의 주파수를 검출하여 제어부로 전송함으로써, 전압 80V~240V 및 주파수 50㎐/60㎐를 자유롭게 사용할 수 있다.

제어부(230)는 주파수검출부(220)에서 검출한 주파수가 입력되면 입력된 주파수를 판별(50Hz 또는 60Hz)하고, 입력된 검출 주파수를 통해 냉각운전 시간과 제상운전 시간을 누적 카운트하고, 냉각 운전 또는 제상운전을 지시하는 제어신호를 구동부에 출력하며 즉, 미리 설정된 소정시간 동안 냉각운전 하도록 지시하고, 냉각운전 후 미리 설정된 소정 시간동안 제상운전을 지시하고, 누적냉각운전 시간과 누적제상운전 시간을 반복 하도록 지시 및 제어한다.

구동부(240)는 제어부에서 출력한 제어신호에 상응하여 릴레이의 제 1 접점(C)이 제 2 접점(NC) 또는 제 3접점(NO)과 절환되는 것으로, 냉각운전 시에는 릴레이를 제 2접점(NC)과 절환시켜 냉각운전 및 팬 모터의 구동에 필요한 전원을 공급함으로써 컴프레샤 및 팬모터를 구동시키고, 제상운전 시에는 릴레이를 제 3 접점 (NO)과 절환시켜 제상 바이메탈을 온시켜 제상 히타에 전원을 공급함으로써 제상히터를 구동시킨다.

도 3은 본 발명에 의한 전자식 제상 타이머 장치를 구비한 냉장고의 내부 회로도이고, 도 4는 본 발명에 의한 냉장고의 전자식 제상 타이머 장치의 상세 회로도로 (a)는 전원공급부의 회로도이며, (b)전자식 제상 타이머의 회로도이다.

도 3은 도4(a)와 도 4(b)를 참조하여 구성과 동작을 설명한다.

제상타이머(200)의 메인 전원 공급은 냉장고의 구동 전력을 공급하는 전원부(110)의 제 1 라인(L21)과 제 2 라인(L22) 사이에 접속한다. 제 1 라인(L21)에 온도조절기(115)제상타이머(J1)의 일측에 접속한다. 온도조절기(115)의 타측은 제 3 라인(L23)에 접속되어 전자식 제상 타이머(200)와 연결된다. 온도조절기는 냉동실에 부착되어 있으며, 냉동실 내의 온도를 조절하는 장치로 오프 시는 전자식 제상 타이머(200)의 주파수 검출부(220), 압축기(135), 팬모터(125)는 정지 동작한다. 또한 제 1 라인(L21)에는 고내등(120)의 일측이 접속하고 있다.

제 3 라인(L23)은 제상타이머(200)의 입력단(J3)이 접속되어 있고 제 4라인(L24)은 팬모터의 일측에 접속되어 있으며 동시에 압축기(135)의 일측과 연결되어 있고, 전자식 제상타이머의 제 5 라인(L25)은 제상바이메탈(145)의 일측과 연결되어 있다. 제상타이머(200)의 릴레이는 제어부의 명령에 따라 제 제 4라인(L24) 또는 제 5 라인(L25) 즉, 제 1접점(C)은 제 2 접점(NC)또는 제 3접점(NO)으로 절환동작을 한다. 또한 압축기(135)기의 타측은 과부하보호장치(140)의 일측과 접속되어 있다.

제상바이메탈(145)의 타측에 제상히터(150)가 접속되어 있고, 제상히터(150)의 통전 시 필요 이상의 온도상승을 방지하기 위한 제상히터(150)의 타측에 접속된 온도퓨즈(155)를 통해 제 2 라인(L22)에 접속되고, 또한 제 2 라인에는 제상타이머의 전원입력단(J2)이 접속되어 있으며 온도상승 시 압축기(135)의 소손을 방지하는 과부하보호장치(140)의 타측이 접속됨과 동시에 도어스위치(130)의 제 1 접점(1)이 접속된다. 도어스위치(130)의 제 1 접점은 냉장고의 도어 개폐에 따라 제 2 접점(2) 또는 제 3 접점(3)으로 절환동작을 하는 스위치이며, 냉장고 도어 개방 시 제 3 접점(3)으로 절환되고, 폐쇄 시 제 2 접점(2)으로 절환된다. 그리고 도어스위치(130)의 제 2 접점(2)은 냉장고 내에 냉기를 순환시켜 주기 위해서 증발기에서 냉기를 흡입하여 냉동실 및 냉장실에 송풍하는 팬모터(125)의 타측이 접속되어 도어 폐쇄 시 팬모터(125)를 동작시키고, 도어스위치(130)의 제 3 접점(3)은 고내등(120)의 타측이 접속되어 도어 개방 시 고내등(120)을 동작시킨다.

또한, 온도퓨즈의 고장으로 인하여 전원이 차단되거나 온도조절기가 오프되어 냉장고의 전원이 차단될 경우 상기 제어부의 MCU가 초기화되는 것을 방지하기 위한 점 a와 점a'을 연결한 제 7라인과 점 b와 점b'를 연결한 제 8라인을 포함한다.

전자식 제상 타이머(200)는 전원공급부(210), 주파수검출부(220), 제어부(230), 구동부(240)로 구성되어 있다.

전원공급부(210) 냉장고의 구동에 필요한 입력전압을 공급하는 전원부(110)와 연결된 제 1라인(L21)에 입력단(J1)이 연결 접속되고, 제 2라인(L22)에 입력단 (J2)이 접속되어 AC입력 전압을 공급받으며, 입력단(J1)에 제 1 캐패시터(C1)의 일측이 연결 접속되고, 제 1 캐패시터(C1)와 병렬 연결된 제 1 저항(R1)을 통해 구동부(240)의 구동에 필요한 전류를 생성한다.

또한, 제 1캐패시터(C1)의 타측에 제 2 저항(R2)의 일측이 연결 접속되며, 제 2 저항(R2)의 타측과 릴레이 전압단(Relay) 사이에 제 1 다이오드(D1)가 연결 접속되고, 제 2 저항(R2)의 타측과 제 1 다이오드(D1)의 일측 사이에 제 2 다이오드(D2)의 일측이 연결되며, 제 2 다이오드(D2)의 타측은 접지되고, 제 1 다이오드(D1)의 타측과 릴레이전압단(Relay) 사이에 제 3 제너다이오드(D3)가 연결되며, 제 3 제너다이오드(D3)의 타측은 접지되고, 릴레이전압단(Relay)과 접지 사이에 제 2 캐패시터(C2)와 제 3 캐패시터(C3)가 병렬 접속되며, AC 전압을 정류하여 DC 전압으로 변환하고, 구동부(240)의 릴레이 동작에 필요한 전압(10~15V) 및 전류(MAX:50mA)를 생성하여 릴레이전압단(Relay)을 통해 출력한다.

또한, 릴레이전압단(Relay)과 연결됨과 동시에 제 3 캐패시터(C2)의 일측에 제 3저항(R3)이 연결되고, 제 3 저항(R3)의 타측은 전압단(VDD)과 연결 접속되며, 동시에 제 4 다이오드(D4)의 일측과 연결되고, 제 4 다이오드(D4)의 타측은 접지되며, 주파수 검출부(220)와 제어부의 MCU(U1)의 구동에 필요한 정전압(5V)을 발생시켜 공급한다.

주파수검출부(220)는 제상히터(150)과 제상바이메탈(145) 사이에 연결된 제 6라인(L26)에 입력단(J4)을 연결하고, 온도조절기(115)에 연결된 제 3 라인(L23)에 입력단(J3)를 연결하며, 두 입력단(J3, J4)에 흐르는 주파수를 검출하기 위하여 입 력단(J3)에 제 4저항(R4)의 일측이 연결되고, 입력단(J4)에 제 5저항(R5)의 일측이 연결되며 제 4저항(R4)의 타측과 제 5저항(R5)의 타측이 연결 접속되고, 제 4저항(R4)의 타측과 접속된 제 5저항(R5)의 타측에 제어부의 MCU(U1)의 4번 핀이 접속되며 동시에 제 4 캐패시터의 일측이 접속되고 타측은 접지되며, 동시에 잔압(VDD)사이에 제 5 다이오드(D5)가 접속되고, 동시에 접지사이에 제 6 다이오드(D6)가 접속되어 있으며 검출된 주파수를 제어부의 MCU(U1)의 4번 핀을 통해 전송한다.

제어부(230)는 제상 타이머의 제어에 대한 명령 등이 프로그래밍 되어 있는 MCU(Micro Controller Unit)(예컨대, PIC10F200 SOT-23)(U1)를 구비한다.

MCU(U1)의 4번 핀을 통해 주파수검출부(220)에서 검출한 주파수가 입력되면 50Hz 내지 60Hz 범위의 입력된 주파수를 판별하고, 3번 핀을 통해 누적 카운트 된 시간을 판별하여 일정 시간이 되면 냉각운전 또는 제상운전을 지시하는 제어 신호를 구동부(240)로 출력하여 구동부의 릴레이의 제 1접점(C)을 제 2접점 또는 제 3접점으로 절환시키도록 지시하며, 2번 핀은 접지되고, 6번 핀은 제 6저항(R6)을 통해 전압(VDD)과 연결되고, 5번 핀은 전압(VDD)과 연결되어 전압을 공급받으며, 전압(VDD)과 접지 사이에 제 5 캐패시터(C5)와 제 6 캐패시터(C6)가 병렬 접속되어 있다.

구동부(240)는 릴레이 전압단(Relay)을 통해 릴레이 동작에 필요한 전압과 전류를 전원공급부(210)로부터 입력받고, 입력단(J3)과 온도조절기(115)와 연결된 제 3 라인(L23)이 연결되어 있으며, 릴레이 코일(K1)의 일측이 릴레이 전압단(Relay)과 연결되고, 릴레이의 타측은 트랜지스터(Q1)의 컬렉터와 연결되며, 릴레 이 코일(K1)의 양단 사이에 제 7 다이오드(D7)가 연결 접속되고, 트랜지스터(Q1)의 베이스를 통해 제어부의 제어신호가 입력된다. 제어신호가 입력되면 트랜지스터(Q1)를 온오프 시킴으로써, 릴레이의 제 1접점(C)을 제 2접점 또는 제 3 접점과 절환시켜 냉각운전 또는 제상운전을 하게 된다.

즉, 릴레이의 제 1 접점(C)이 제 2접점(NC)과 절환되면 제 4 라인(L24)과 접속된 팬모터(125)를 작동함으로써 냉각운전을 하게 되고, 릴레이의 제 1접점(C)이 제 5 라인(L25)과 연결된 구동부의 출력단(J6)인 제 3접점(NC)을 절환시켜 제상 바이메탈(145)과 제상히터(150)를 작동시킴으로써 제상운전을 하게 된다.

이하 상술한 구성에 따른 본 발명의 동작을 설명한다.

전원인가 시 주파수 감지를(60㎐/50㎐)하여 냉각운전 해야 할 시간과 제상운전 해야 할 시간을 판단하고 설정한다.

냉장고를 구동하기 위한 전력이 전원부에서 공급되고, 냉장고 내의 온도가 기준 온도 이상이면 온도조절기가 온된다. 온도조절기의 온되면 제 3 라인(L23)을 통해서 제상 타이머(200)의 입력단(J3)에 AC전압이 입력된다. 주파수 검출부(220)는 제 3 라인(L23)과 제 6라인(L26)에 흐르는 주파수를 검출하여 제어부(230)로 전송하고, 제어부는 입력된 주파수를 판별하며, 주파수에 따라 설정된 시간동안 냉각운전 하도록 구동부에 제어신호를 출력한다. 제어부(230)의 MCU(U1)의 4번 핀을 통해 제어신호가 출력되면 출력된 신호는 로우(LOW) 신호로 트랜지스터(Q1)를 오프상태가 되고, 릴레이코일(K1)에는 전류가 흐르지 않으며 릴레이의 제 1접점(C)을 제 2 접점(NC)로 절환시킨다. 릴레이의 제 1 접점(C)이 제 2 접점(NC)으로 절환된 상 태가 되면, 공급전원이 제 2 접점(NC)을 통해서 압축기(135)와 팬모터(125)로 공급되어 냉각운전이 이루어진다. 제어부(230)의 MCU(U1)는 상기 온도조절기의 온동작에 따른 냉각운전시간을 누적 카운트하고 미리 설정된 시간 동안 동작 하도록 제어한다.

온도조절기(115)가 온 상태가 아닐 경우, 냉각운전은 이루어지지 않으며 즉, 압축기(135)의 운전은 이루어지지 않게 되므로, MCU(U1)는 온도조절기가 온상태일 때까지의 시간만을 누적 카운트한다.

제어부(230)의 MCU(U1)에서 냉각운전을 하는 동안 검출된 주파수를 통해 누적 카운트한 시간이 설정된 냉각운전 시간과 같으면 제어부(230)의 MCU(U1)는 냉각운전을 정지하고 구동부에 제상운동을 지시하게 된다. MCU(U1)의 3번 핀을 통해 구동부(240)의 트랜지스터(Q1)에 하이(HIGH) 신호를 출력하면, 트랜지스터(Q1)가 온되어 릴레이코일(K1)에는 전류가 흐르게 되고 릴레이의 전원통로가 형성됨으로써, 릴레이의 제 1접점(C)이 제 3접점(NO)과 절환되어 제상바이메탈(145)은 온 상태가 된다. 따라서 공급전원은 상기 릴레이의 제 3 접점(NO)를 통해서 제상히터(150)로 공급되고, 성에 제거를 위해서 제상히터가 발열된다. 이때 압축기(135)와 팬모터(125)는 정지된다. 제어부(230)의 MCU(U1)는 상기 제상바이메탈의 온동작에 따른 제상운전시간을 누적 카운트하고 미리 설정된 시간 동안 동작을 하도록 제어한다.

즉, 제상바이메탈은 종래 기술에서도 설명하였지만, 상온 상태에서는 항상 오프상태를 유지하다가 냉각 운전 개시 후 증발기 표면온도가 설정온도 정도가 되면 온 상태로 절환된다. 따라서 정상적인 냉각운전이 수행된 후, 제상바이메탈은 온상태가 된다.

제상운전이 수행되고, 제상운전 중 제상히터가 발열하여 일정온도 이상이 되어 성에가 용해되면, 제상바이메탈이 오프된다. 제상바이메탈이 오프되면서, 제어부의 MCU(U1)는 제상운전(바이메탈 오프 상태)동안 검출된 주파수를 통해 설정된 누적 카운트한 시간이 되면 제어부의 MCU(U1)는 제상운전을 정지하고 MCU(U1)의 3번 핀을 통해 로우(LOW) 신호를 출력하여 릴레이의 제 1접점(C)를 제 2접점(NC)로 절환시켜 다시 냉각 운전을 한다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고의 전자식 제상 타이머 장치 는 타이머 모터가 아닌 전자식 부품으로 구성된 것으로 기구적 마모와 소음이 없고 사용 수명을 늘릴 수 있으며, 릴레이를 사용함으로써 냉각운전과 제상운전으로 전환 시 접점에서 발생하는 스파크를 줄일 수 있어 냉각 가스 누출 시 폭발의 위험성을 줄일 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고 유사 관련 부문에도 권리를 포함한다. 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 종래의 타이머 모터를 사용한 기계식 제상 타이머보다 전자 부품을 사용한 전자식 제상타이머는 부피가 작아 공간 활용에 용이하고, 반영구적이며, 제작 원가가 저렴하고, 모터를 구동하기 위해 1.5W의 전력을 필요로 하는 기계식 타이머보다 낮은 0.2W 이하의 전력을 필요로 함으로써 소비전력을 줄일 수 있다.

또한, 제상운전과 냉각운전을 릴레이로 제어함으로써 접점 노이즈를 줄이고, 방폭릴레이를 사용하여 스파크를 제거하므로 냉매 누출 시 폭발을 방지하고, 주파수를 검출함으로써 전압 80V 에서 240V와 주파수 50㎐ 내지 60㎐가 사용 가능하고, 제상운전과 냉각운전의 동작시간이 검출된 주파수를 통해 누적 카운트됨으로써 카운트 제어가 가능하다.

Claims (4)

1. 미리 설정된 운전주기에 따라 냉각운전과 제상운전 하도록 제어 하는 냉장고의 타이머에 있어서,

   냉장고의 구동 전력을 공급하는 전원부(110)의 양단에 접속되어 전원부에서 입력된 AC전압을 DC전압으로 변환하고, 릴레이 동작에 필요한 릴레이 전압(Relay)과 정전압(VDD)을 발생하는 전원공급부;

   제상히터와 제상바이메탈 사이에 연결된 제 6 라인과 온도조절기의 일측에 연결된 제 3 라인 사이에 접속되어 상기 제 6 라인과 제 3 라인 사이에 흐르는 AC 전압의 주파수를 검출하는 주파수 검출부;

   상기 주파수 검출부에서 검출한 주파수가 입력되면 입력된 주파수를 판별하고, 검출된 주파수를 통해 냉각운전 시간과 제상운전 시간을 누적 카운트하며, 미리 설정된 소정 시간동안 냉각운전을 지시 제어하고, 냉각운전 후 미리 설정된 소정 시간동안 제상운전을 지시 제어하는 MCU를 구비한 제어부;

   상기 제어부의 제어신호에 상응하여 냉각운전 시에는 릴레이의 제 1 접점(C)을 제 2접점(NC)과 절환시키고, 제상운전 시에는 릴레이의 제 1 접점(C)을 제 3 접점(NO)과 절환시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 전자식 제상 타이머 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전원공급부는

   온도퓨즈의 고장으로 인하여 전원이 차단되거나 온도조절기가 오프되어 냉장고의 전원이 차단될 경우 상기 제어부의 MCU가 초기화되는 것을 방지하기 위한 점 a와 점a'을 연결한 제 7라인과 점 b와 점b'를 연결한 제 8라인을 통해 전원부의 AC 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 냉장고의 전자식 제상 타이머 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는

   전원이 인가된 상태에서 냉장고의 운전 중 상기 온도조절기와 상기 제상바이메탈의 동작이나 문열림을 고려하여 누적냉각운전 시간과 누적 제상운전 시간동안 검출된 주파수의 합계를 통해 냉각운전 시간과 제상운전 시간을 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 전자식 제상 타이머 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 주파수검출부는

   주파수를 검출하여 검출된 주파수를 상기 제어부에 출력함으로써 전압 80V 내지 240V와 주파수 50㎐ 내지 60㎐를 자유롭게 사용하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 전자식 제상 타이머 장치.

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