KR100554279B1 - 공기조화기 및 공기조화기의 전류추정방법 - Google Patents

공기조화기 및 공기조화기의 전류추정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기조화기 및 공기조화기의 전류추정방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 전류검출수단이 없이 입력전류의 크기를 추정할 수 있는 공기조화기 및 공기조화기의 전류추정방법을 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명은 펄스폭변조방식으로 제어되는 압축기를 가지는 공기조화기의 전류추정방법에 있어서, 펄스폭변조신호의 듀티비를 연산하고, 입력전압을 측정하고, 상기 듀티비 및 입력전압에 상응하는 전류값에 대한 데이터를 참고하여 상기 연산된 듀티비 및 측정된 입력전압에 대응되는 전류값을 선택하고, 선택된 전류값을 상기 공기조화기의 입력전류로 추정한다.

Description

공기조화기 및 공기조화기의 전류추정방법{A air conditioner and a current presumption method of the air conditioner}
도1은 종래의 전류검출장치를 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기를 도시한 도면이다.
도3은 도2의 제어부에 저장된 펄스폭변조신호의 듀티비/직류전압 대 입력전류에 대한 그래프이다.
도4는 도2에 도시한 공기조화기의 전류추정동작을 도시한 흐름도이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
10:제어부 11:펄스폭변조 제어부
12:컨버터 13:직류전압 검출부
14:인버터 16:실외온도센서
본 발명은 공기조화기 및 공기조화기의 전류추정방법으로, 더욱 상세하게는 입력전류의 크기를 추정할 수 있는 공기조화기 및 공기조화기의 전류추정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화기는 실내기와 실외기로 이루어지고, 실내기에는 실내공기의 열교환을 위한 실내 열교환기와, 실내공기를 강제순환시키는 실내팬이 마련된다. 또한, 실외기에는 냉매를 압축하는 압축기와, 실외공기와 열교환을 하기 위한 실외 열교환기와, 실외 열교환기에 강제송풍하는 실외팬을 포함한다. 이러한 공기조화기에 전원이 인가되면 압축기가 동작하여 냉매가 냉매유로를 순환하고 실외팬 및 실내팬이 회전하여 실내기가 설치된 공간의 공기조화가 수행된다.
한편, 다른 가전기기와 마찬가지로 공기조화기도 정격전압과 정격전류가 정해져 있으며 정격전압과 정격전류를 벗어난 전압 또는 전류가 공기조화기에 입력되면 공기조화기가 제대로 작동하지 않거나 고장을 유발하게 된다. 따라서 정격전류가 아닌 전류가 입력될 경우 공기조화기를 보호하기 위해 공기조화기에 입력되는 전류의 크기를 실시간으로 체크하는 다양한 수단들이 개발되어 왔다.
그 일례로 도1에 도시한 바와 같이 공기조화기의 각 장치(4,5)에 전원을 공급하는 전원단에 설치된 전류검출변압기(1), 전류검출변압기(1)의 출력단에 연결된 전류검출부(2) 및 전류검출부(2)와 연결된 제어부(3)를 구비하는 공기조화기가 있다. 이러한 종래의 공기조화기는 전류검출부(2)에서 전류검출변압기(1)의 출력을 파악하여 입력전류를 검출하고 검출된 입력전류를 제어부(2)에 전달함으로써 제어부(3)가 입력전류를 알 수 있도록 하였다.
그러나 종래의 전류검출장치는 전류검출변압기(1)와 전류검출부(2)를 구비하여야 하므로 전류검출장치의 크기가 커지고 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전류검출수단이 없이 입력전류의 크기를 추정할 수 있는 공기조화기 및 공기조화기의 전류추정방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 펄스폭변조방식으로 제어되는 압축기를 가지는 공기조화기의 전류추정방법에 있어서, 펄스폭변조신호의 듀티비를 연산하고, 입력전압을 측정하고, 상기 듀티비 및 입력전압에 상응하는 전류값에 대한 데이터를 참고하여 상기 연산된 듀티비 및 측정된 입력전압에 대응되는 전류값을 선택하고, 선택된 전류값을 상기 공기조화기의 입력전류로 추정하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 듀티비 및 입력전압에 상응하는 전류값에 대한 데이터는 상기 듀티비/ 입력전압의 크기에 대응되는 상기 전류값을 설정한 데이터인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 입력전압은 직류전압인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 추정된 입력전류는 실외온도를 고려하여 보정해 주는 것을 특징으로 한다.
또한 입력되는 교류전압을 직류전압으로 변환하는 컨버터, 상기 컨버터에서 출력되는 직류전압을 측정하는 전압검출부, 상기 직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터, 상기 인버터에서 출력되는 교류전압에 의해 작동되는 압축기, 상기 인버터로 펄스폭변조신호를 전달하는 펄스폭변조 제어부, 펄스폭변조신호의 듀티비 및 상기 직류전압의 크기에 상응하는 전류값에 대한 데이터를 저장하고 있는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 데이터를 참조하여 연산된 펄스폭변조신호의 듀티비 및 측정된 직류전압의 크기에 상응하는 전류값을 선택하고 선택된 전류값을 입력전류로 추정하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 듀티비 및 직류전압의 크기에 상응하는 전류값에 대한 데이터는 상기 듀티비/ 직류전압의 크기에 대응되는 상기 전류값을 설정한 데이터인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 공기조화기는 추정된 입력전류를 보정하기 위한 실외온도를 측정하는 실외온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 도2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기는 상용교류전압을 직류전압으로 변환하는 컨버터(12)와, 컨버터(12)에 의해 변환된 직류전압의 크기를 측정하는 직류전압 검출부(13)와, 컨버터(12)에 의해 변환된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터(14)와, 인버터(14)에서 출력된 전류에 의해 구동되는 압축기(15)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기는 인버터(14)에 펄스폭변조신호를 전달하는 펄스폭변조 제어부(11)와, 공기조화기의 각 장치들을 제어하고 압축 기(15)의 상태를 피드백받아 펄스폭변조 제어부(11)에 펄스폭변조 제어신호를 전달하는 제어부(10)와, 실외온도를 감지하는 실외온도센서(16)를 포함한다.
제어부(10)는 입력전류의 추정시에 참고하기 위해 펄스폭변조신호의 듀티비를 컨버터(12)에서 변환된 직류전압으로 나눈 값의 크기에 대응되는 입력전류의 크기에 대한 데이터를 미리 저장하고 있다. 즉, 제어부(10)에는 도3에 도시한 그래프와 같이 펄스폭변조신호의 듀티비를 컨버터(12)에서 변환된 직류전압으로 나눠서 얻은 값에 대응하는 입력전류의 값이 설정되어 있다. 예를 들어 펄스폭변조신호의 듀티비를 컨버터(12)에서 변환된 직류전압으로 나눈 값이 A라면 입력전류는 B인 것으로 추정할 수 있다.
이 때 (펄스폭변조신호의 듀티비/컨버터(12)에서 변환된 직류전압)의 각 값에 대응하는 입력전류의 값은 공기조화기의 구성에 따라 달라질 수 있으므로 실험에 의해 (펄스폭변조신호의 듀티비/컨버터(12)에서 변환된 직류전압)의 각 값에 대응하는 입력전류의 값을 찾는 것이 바람직하다.
이와 같이 (펄스폭변조신호의 듀티비/컨버터(12)에서 변환된 직류전압)의 값에서 입력전류의 크기를 추정하는 것은 입력전류가 변할 경우 그에 대응해서 (펄스폭변조신호의 듀티비/컨버터(12)에서 변환된 직류전압)의 크기도 변하는 관계를 역으로 이용한 것이다.
도4를 참조하여 도2에 도시한 공기조화기의 전류추정동작을 설명한다. 공기조화기에 입력되는 전류를 추정하기 위해 먼저 제어부(10)는 펄스폭변조신호의 듀티비를 연산한다(20). 듀티비 연산의 대상이 되는 펄스폭변조신호는 전류추정 당시 의 펄스폭변조신호이며, 펄스폭변조신호의 듀티비는 펄스폭변조 제어부(11)에 전달되는 펄스폭변조 제어신호를 이용하거나 압축기(15)의 상태를 피드백받아 연산할 수 있다.
다음으로 직류전압 검출부(13)에서 직류전압을 측정한다(22). 펄스폭변조신호의 듀티비와 직류전압이 구해지면 제어부(10)는 펄스폭변조신호의 듀티비를 직류전압으로 나눈다(24). 그리고 제어부(10)에 저장된 도3의 그래프를 참고하여 연산된 펄스폭변조신호의 듀티비/직류전압의 값에 상응하는 전류값을 입력전류로 추정한다(26).
펄스폭변조신호의 듀티비/직류전압의 값을 이용하여 입력전류를 추정한 후에 실외온도센서(16)에서 측정된 실외온도에 따라 추정된 입력전류를 보정해 준다(28). 공기조화기의 입력전류는 실외온도에 따라서도 영향을 받기 때문에 보다 신뢰성 높은 추정을 위해 실외온도에 따른 보정을 수행한다.
예를 들어 도3의 그래프가 실외온도가 기준온도라는 조건에서 작성되었고, 측정된 실외온도가 기준온도 보다 높으면 PCB기판 주위의 온도도 높아져 전류가 흐르기 어려워지므로 실외온도가 기준온도 보다 높으면 도3의 그래프에서 선택된 입력전류값에서 일정값을 빼서 추정된 입력전류값을 보정한다.
공기조화기의 입력전류가 추정되면 제어부(10)는 추정된 입력전류가 정격전류인지 확인하여 입력전류가 정격전류가 아니면 공기조화기를 보호하기 위한 제어를 수행한다. 위와 같은 입력전류의 추정과정이 완료되면 소정시간 대기한 후 리턴한다(30). 이 때 소정시간은 전류추정주기이며, 시스템의 특성을 고려하여 결정함 이 바람직하다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의할 경우 입력전류를 검출하기 위한 별도의 장치가 없이 입력전류를 알 수 있게 된다.

Claims (7)

  1. 펄스폭변조방식으로 제어되는 압축기를 가지는 공기조화기의 전류추정방법에 있어서,
    펄스폭변조신호의 듀티비를 연산하고,
    입력전압을 측정하고,
    상기 듀티비 및 입력전압에 상응하는 전류값에 대한 데이터를 참고하여 상기 연산된 듀티비 및 측정된 입력전압에 대응되는 전류값을 선택하고, 선택된 전류값을 상기 공기조화기의 입력전류로 추정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전류추정방법
  2. 제1항에 있어서,
    상기 듀티비 및 입력전압에 상응하는 전류값에 대한 데이터는 상기 듀티비/ 입력전압의 크기에 대응되는 상기 전류값을 설정한 데이터인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전류추정방법
  3. 제2항에 있어서,
    상기 입력전압은 직류전압인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전류추정방법
  4. 제1항에 있어서,
    상기 추정된 입력전류는 실외온도를 고려하여 보정해 주는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전류추정방법
  5. 입력되는 교류전압을 직류전압으로 변환하는 컨버터,
    상기 컨버터에서 출력되는 직류전압을 측정하는 전압검출부,
    상기 직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터,
    상기 인버터에서 출력되는 교류전압에 의해 작동되는 압축기,
    상기 인버터로 펄스폭변조신호를 전달하는 펄스폭변조 제어부,
    펄스폭변조신호의 듀티비 및 상기 직류전압의 크기에 상응하는 전류값에 대한 데이터를 저장하고 있는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 데이터를 참조하여 연산된 펄스폭변조신호의 듀티비 및 측정된 직류전압의 크기에 상응하는 전류값을 선택하고 선택된 전류값을 입력전류로 추정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기
  6. 제5항에 있어서,
    상기 듀티비 및 직류전압의 크기에 상응하는 전류값에 대한 데이터는 상기 듀티비/ 직류전압의 크기에 대응되는 상기 전류값을 설정한 데이터인 것을 특징으로 하는 공기조화기
  7. 제5항에 있어서,
    상기 공기조화기는 추정된 입력전류를 보정하기 위한 실외온도를 측정하는 실외온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기
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