KR100568691B1 - 전자밸브 제어장치 및 전자밸브 제어장치를 구비한공기조화기 - Google Patents

전자밸브 제어장치 및 전자밸브 제어장치를 구비한공기조화기 Download PDF

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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

사방절환 전자밸브의 밸브 코일(L1)의 일단에 릴레이(RY)의 일단이 접속하고, 릴레이(RY)의 타단에 직류 고전압(DC280V)을 인가하고 있다. 상기 밸브 코일(L1)의 일단에 다이오드(D1)를 통하여 트랜지스터(Q1)의 콜렉터를 접속하고, 트랜지스터(Q1)의 에미터에 직류 저전압(DC16V)을 인가하고 있다. 상기 밸브 코일(L1)에 통전할 때 제어부(1)에 의해서 릴레이(RY)를 온하여, 릴레이(RY), 정특성 온도계수 소자(PTC)를 통하여 밸브 코일(L1)에 직류 고전압을 인가함으로써 절환 동작을 행한다. 그 절환 동작 후 제어부(1)에 의해서 트랜지스터(Q1)를 온하고 나서 릴레이(RY)를 오프로 하여, 트랜지스터(Q1)를 통하여 밸브 코일(L1)에 직류 저전압을 인가함으로써 유지 동작시킨다. 이에 의해 간단한 구성으로 소비 전력을 저감할 수 있는 전자밸브 제어장치 및 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기를 제공한다.

Description

전자밸브 제어장치 및 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기{SOLENOID VALVE CONTROL DEVICE AND AIR CONDITIONER PROVIDED WITH SOLENOID VALVE CONTROL DEVICE}
본 발명은 전자밸브의 절환 동작을 제어하는 전자밸브 제어장치 및 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기에 관한 것이다.
종래, 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기로는, 냉방 운전 시에 사방(四方)절환 전자밸브의 밸브 코일에 통전하지 않은 상태로 사방절환 전자밸브가 한 쪽의 절환 위치에 있고, 난방 운전 시에 사방절환 전자밸브의 밸브 코일에 통전함으로써 사방절환 전자밸브를 다른 쪽의 절환 위치로 절환하는 것이 있다.
그러나, 상기 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기에서는, 난방 운전 시에 사방절환 전자밸브의 밸브 코일에 상시 통전하기 때문에, 전력 손실이 크다는 결점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 간단한 구성으로 소비전력을 저감할 수 있는 전자밸브 제어장치 및 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 제1 발명의 전자밸브 제어장치는, 전자밸브의 밸브 코일에 통전함으로써 상기 전자밸브의 절환 동작을 제어하는 전자밸브 제어장치에 있어서, 일단이 상기 전자밸브의 밸브 코일에 접속되고, 타단이 직류 고전압에 접속되는 제1 스위치 수단과, 일단이 상기 전자밸브의 밸브 코일에 접속되고, 타단이 직류 저전압에 접속되는 제2 스위치 수단과, 상기 전자밸브의 밸브 코일에 통전할 때, 상기 제1 스위치 수단을 온하여 절환 동작을 행하고, 그 절환 동작 후에 상기 제2 스위치 수단을 온한 뒤 또는 거의 동시에 상기 제1 스위치 수단을 오프로 하여 유지 동작하도록, 상기 제1, 제2 스위치 수단을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성의 전자밸브 제어장치에 의하면, 상기 제어부에 의해서, 상기 전자밸브의 밸브 코일에 통전할 때, 상기 제1 스위치 수단을 온하여 밸브 코일에 직류 고전압을 인가하여 전자밸브의 절환 동작을 행하고, 그 절환 동작 후에 제2 스위치 수단을 온한 뒤 또는 거의 동시에 제1 스위치 수단을 오프로 하여, 상기 제2 스위치 수단을 통하여 밸브 코일에 직류 저전압을 인가하여, 전자밸브를 유지 동작시킨다. 따라서, 유지 동작 시에 밸브 코일에 유지 가능한 최저한의 직류 저전압을 인가함으로써 소비전력을 저감할 수 있다. 또한 인가 전압의 극성을 반전시키는 것과 같은 래치(latch)식의 전자밸브에 비해 구조가 간단해져, 코스트를 저감할 수 있다.
또한, 일 실시형태의 전자밸브 제어장치는, 상기 전자밸브의 밸브 코일과 상기 제1 스위치 수단의 사이에 접속된 정특성 온도계수 소자를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
상기 실시형태의 전자밸브 제어장치에 의하면, 상기 정특성 온도계수 소자는 흐르는 전류가 커질수록 온도 상승하여 저항이 커지므로, 상기 제1 스위치 수단, 정특성 온도계수 소자를 통하여 밸브 코일에 흐르는 전류는, 제1 스위치 수단의 온 상태가 계속되더라도 정특성 온도계수 소자에 의해 제한되고, 절환 동작을 위한 밸브 코일으로의 전류는 정특성 온도계수 소자에 의해 제어되게 된다. 또한, 상기 정특성 온도계수 소자를 이용함에 의해서, 밸브 코일에 인가되는 직류 고전압이 변동하더라도, 직류 고전압의 전압값이 높아질수록 밸브 코일에 흐르는 전류는 커지지만, 대전류가 흐르는 시간은 짧아져 곧 소전류가 되므로, 밸브 코일에 공급되는 전력이 대략 일정해져 전자밸브의 동작이 안정된다. 따라서, 상기 정특성 온도계수 소자의 특성을 최적으로 선택함으로써, 밸브 코일에 직류 고전압을 인가할 때에 과잉 전력이 소비되는 일이 없고, 적정 전력으로 절환 동작시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 스위치 수단이 고장나서 온 상태인 채가 되어도, 상기 정특성 온도계수 소자에 의해 밸브 코일 전류를 제한하므로, 밸브 코일의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 제2 발명의 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기는, 냉방 운전 또는 난방 운전 중 어느 한 쪽일 때에 사방절환 전자밸브의 밸브 코일에 통전함으로써 상기 사방절환 전자밸브의 절환 동작을 제어하는 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기에 있어서, 일단이 상기 사방절환 전자밸브의 밸브 코일에 접속되고, 타단이 직류 고전압에 접속되는 제1 스위치 수단과, 일단이 상기 사방절환 전자밸브의 밸브 코일에 접속되고, 타단이 직류 저전압에 접속되는 제2 스위치 수단과, 상기 사방절환 전자밸브의 밸브 코일에 통전할 때, 상기 제1 스위치 수단을 온하여 절환 동작을 행하고, 그 절환 동작 후에 상기 제2 스위치 수단을 온한 뒤 또는 거의 동시에 상기 제1 스위치 수단을 오프로 하여 유지 동작하도록, 상기 제1, 제2 스위치 수단을 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성의 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기에 의하면, 상기 제어부에 의해서, 상기 사방절환 전자밸브의 밸브 코일에 통전할 때, 상기 제1 스위치 수단을 온하여 밸브 코일에 직류 고전압을 인가하여 사방절환 전자밸브의 절환 동작을 행하고, 그 절환 동작 후에 제2 스위치 수단을 온한 뒤 또는 거의 동시에 제1 스위치 수단을 오프로 하여, 상기 제2 스위치 수단을 통해 밸브 코일에 직류 저전압을 인가하여 사방절환 전자밸브를 유지 동작시킨다. 따라서, 유지 동작 시에 밸브 코일에 유지 가능한 최저한의 직류 저전압을 인가함으로써, 소비전력을 저감할 수 있다. 또한, 인가 전압의 극성을 반전시키는 것과 같은 래치식의 전자밸브에 비하여 구조가 간단해져 코스트를 저감할 수 있다.
또한, 일 실시형태의 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기는, 상기 직류 고전압은, 공기조화기의 압축기를 구동하기 위한 인버터용 전원부로부터 공급되는 인버터 구동용의 직류 고전압이고, 상기 직류 저전압은, 공기조화기의 제어용 전원부로부터 공급되는 제어용의 직류 저전압인 것을 특징으로 하고 있다.
상기 실시형태의 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기에 의하면, 공기조화기의 압축기를 구동하기 위한 인버터용 전원부로부터 상기 직류 고전압이 공급되고, 공기조화기의 제어용 전원부로부터 상기 직류 저전압이 공급되므로, 따로 전자밸브 구동용 전원을 설치할 필요가 없어 코스트를 저감할 수 있다.
또한, 일 실시형태의 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기는, 상기 사방절환 전자밸브의 밸브 코일과 상기 제1 스위치 수단의 사이에 접속된 정특성 온도계수 소자를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
상기 실시형태의 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기에 의하면, 상기 정특성 온도계수 소자는 흐르는 전류가 커질수록 온도 상승하여 저항이 커지므로, 상기 제1 스위치 수단, 정특성 온도계수 소자를 통해 밸브 코일에 흐르는 전류는 제1 스위치 수단의 온 상태가 계속되어도 정특성 온도계수 소자에 의해 제한되고, 절환 동작을 위한 밸브 코일으로의 전류는 정특성 온도계수 소자에 의해 제어되게 된다. 또한, 상기 정특성 온도계수 소자를 이용함으로써, 밸브 코일에 인가되는 직류 고전압이 변동하더라도 직류 고전압의 전압값이 높아질수록 밸브 코일에 흐르는 전류는 커지지만, 대전류가 흐르는 시간은 짧아져 곧 소전류가 되므로, 밸브 코일에 공급되는 전력이 대략 일정해져 사방절환 전자밸브의 동작이 안정된다. 따라서, 상기 정특성 온도계수 소자의 특성을 최적으로 선택함으로써, 밸브 코일에 직류 고전압을 인가할 때에 과잉 전력이 소비되는 일이 없이, 적정 전력으로 절환 동작시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 스위치 수단이 고장나서 온 상태인 채가 되더라도, 상기 정특성 온도계수 소자에 의해 밸브 코일 전류를 제한하므로 밸브 코일의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 일 형태의 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기의 개략 구성도,
도 2는 상기 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기에 의해 제어되는 사방절환 전자밸브의 모식도,
도 3은 상기 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기의 동작 시의 밸브 코일 전압의 변화를 도시하는 도면,
도 4는 상기 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기의 동작 시의 밸브 코일 전류의 변화를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 전자밸브 제어장치 및 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기를 도시한 실시형태에 의해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시의 일 형태의 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기의 개략 구성도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이 이 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기는, 사방절환 전자밸브(도시하지 않음)의 밸브 코일(L1)의 일단에 일단이 접속된 정특성 온도계수 소자(PTC)와, 그 정특성 온도계수 소자(PTC)의 타단에 일단이 접속된 제1 스위치 수단으로서의 릴레이(RY)와, 상기 밸브 코일(L1)의 일단에 캐소드가 접속된 다이오드(D1)와, 상기 다이오드(D1)의 애노드에 콜렉터가 접속된 제2 스위치 수단으로서의 트랜지스터(Q1)와, 상기 릴레이(RY)에 제어신호를 출력하는 동시에 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 저항(R1)을 통하여 제어신호를 출력하는 제어부(1)를 구비하고 있다.
상기 릴레이(RY)의 타단에는, 공기조화기의 압축기를 구동하는 인버터 회로(도시하지 않음)를 위한 인버터용 전원부(2)로부터의 직류 고전압(DC280V)이 인가되 고, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터에 공기조화기의 인버터 회로의 제어용 전원(3)으로부터의 직류 저전압(DC16V)이 인가되어 있다. 또한 상기 사방절환 전자밸브(도시하지 않음)의 밸브 코일(L1)의 타단을 그라운드에 접속하고 있다. 또한 상기 밸브 코일(L1)의 양단에 역전압 방지용 다이오드(D2)를 접속하고 있다(밸브 코일(L1)의 PTC측의 일단에 캐소드, 밸브 코일(L1)의 그라운드측의 타단에 애노드).
또한 도 2는 이 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기에 이용되는 사방절환 전자밸브의 모식도를 도시하고 있으며, 이 사방절환 전자밸브는 도 2에 도시하는 바와 같이, 4포트 2포지션 타입의 밸브 본체(11)와, 상기 밸브 본체(11)를 화살표(R2) 방향으로 탄성 지지하는 스프링(12)과, 상기 밸브 본체(11)를 통전 시에 화살표(R3) 방향으로 슬라이드시키는 밸브 코일(13)을 구비하고 있다.
상기 구성의 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기에서, 냉방 운전시, 릴레이(RY) 및 트랜지스터(Q1)가 모두 오프 상태이고, 도 2에 도시하는 바와 같이 스프링(12)에 의해 밸브 본체(11)가 화살표(R2) 방향으로 탄성 지지되어, 사방절환 전자밸브가 한 쪽의 절환 위치에 있는 것으로 한다. 다음으로 냉방 운전에서 난방 운전으로 절환하는 경우, 도 1에 도시하는 제어부(1)에 의해 릴레이(RY)를 온하고, 인버터용 전원부(2)로부터 릴레이(RY), 정특성 온도계수 소자(PTC)를 통하여 직류 고전압인 DC280V를 밸브 코일(L1)에 인가한다. 그에 의해 도 2에 도시하는 밸브 코일(13)에 의해 밸브 본체(11)가 화살표(R3) 방향으로 슬라이드하여, 사방절환 전자밸브(도 2에 도시함)를 다른 쪽의 절환 위치로 절환한다. 그렇게 하여 상기 릴 레이(RY)를 약 3초간 온한 뒤 릴레이(RY)를 오프한다. 상기 제어부(1)는 이 릴레이(RY)가 오프하기 전에 트랜지스터(Q1)를 온함으로써, 릴레이(RY)가 오프한 뒤에 제어용 전원부(3)로부터 트랜지스터(Ql), 다이오드(D1)를 통하여 직류 저전압인 DC16V가 밸브 코일(L1)에 인가된다. 그에 의해, 사방절환 전자밸브(도 2에 도시함)를 다른 쪽의 절환 위치로 유지한다.
도 3은 상기 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기의 동작 시의 밸브 코일 전압의 변화를 도시하고 있다. 또한, 도 3에서는 밸브 코일 전압이라고 하고 있지만, 실제는 직렬 접속된 정특성 온도계수 소자(PTC)와 밸브 코일(L1)의 양단의 인가전압을 나타내고 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 릴레이(RY)를 약 3초 온하고 있는 동안은, 밸브 코일 전압은 DC280V가 되고, 릴레이(RY)가 오프하면 밸브 코일 전압은 DC16V가 된다. 즉, 릴레이(RY)가 오프하는 소정 시간 전에 트랜지스터(Q1)를 온하고 있으므로, 밸브 코일 전압이 DC280V의 공급이 없어지더라도 0V가 되지 않는다.
또한 도 4는 상기 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기의 동작 시의 밸브 코일 전류의 변화를 도시하고 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 릴레이(RY)가 온하면, 밸브 코일 전류값이 커지지만, 정특성 온도계수 소자(PTC)는 흐르는 전류가 커질수록 온도 상승하여 저항이 커져, 릴레이(RY)가 오프하기 전에 이미 전류값은 유지 동작 시의 전류에 가까운 값으로까지 제한된다. 도 4에서는, 밸브 코일(L1)에 흐르는 전류는, 릴레이(RY)가 온하고 나서 약 1초로 유지 동작 시의 전류에 가까운 값이 되어 있다.
이와 같이, 상기 사방절환 전자밸브의 밸브 코일(L1)에 통전할 때, 릴레이(RY)를 온함으로써 밸브 코일(L1)에 직류 고전압을 인가하여, 사방절환 전자밸브의 절환 동작을 행하고, 그 절환 동작 후에 트랜지스터(Q1)를 온하고 나서 릴레이(RY)를 오프로 하여, 상기 트랜지스터(Ql), 다이오드(D1)를 통해 밸브 코일(L1)에 직류 저전압을 인가하여, 사방절환 전자밸브를 유지 동작시킴으로써, 유지 동작 시에는 밸브 코일(L1)에 직류 저전압을 인가하고 있으므로 소비전력을 저감할 수 있다. 또한, 인가 전압의 극성을 반전시키는 것과 같은 래치식의 전자밸브에 비해 구조가 간단해져 코스트를 저감할 수 있다.
또한, 공기조화기의 압축기를 구동하기 위한 인버터용 전원부(2)로부터 직류 고전압(DC280V)이 공급되고, 공기조화기의 제어용 전원부(3)로부터 직류 저전압(DC16V)이 공급되므로, 따로 전자밸브 구동용 전원을 준비할 필요가 없어 코스트를 저감할 수 있다.
또한, 상기 정특성 온도계수 소자(PTC)를 이용함으로써, 비록 직류 고전압이 변동하더라도, 밸브 코일(L1)에 공급되는 전력이 대략 일정해져 사방절환 전자밸브의 동작이 안정된다. 또한, 상기 정특성 온도계수 소자(PTC)를 최적의 특성으로 설정함으로써, 밸브 코일(L1)에 직류 고전압을 인가할 때에 과잉 전력이 소비되는 일이 없이, 적정한 전력으로 절환 동작시킬 수 있다. 또한, 상기 릴레이(RY)가 고장나서 온 상태인 채가 되더라도, 정특성 온도계수 소자(PTC)에 의해 밸브 코일(L1)에 흐르는 전류를 제한하므로, 밸브 코일(L1)이 손상하는 것을 방지할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기에 관해서 설명하였지만, 본 발명의 전자밸브 제어장치는 공기조화기에 한하지 않고, 전자밸브를 이용하는 다른 장치에 적용하여도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 정특성 온도계수 소자로서 서미스터를 이용하였지만, 다른 정특성 온도계수 소자를 이용하여도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 난방 운전 시에 사방절환 전자밸브의 밸브 코일(L1)에 통전함으로써 사방절환 전자밸브의 절환 동작을 행하였지만, 냉방 운전 시에 사방절환 전자밸브의 밸브 코일에 통전함으로써 사방절환 전자밸브의 절환 동작을 행하는 것이어도 되는 것은 물론이다.
또한, 상기 실시형태에서는 밸브 코일(L1)에 인가하는 직류 저전압으로서 공기조화기의 인버터 회로의 제어용 전원(3)으로부터의 직류 저전압(DC16V)을 이용하였지만, 직류 저전압은 이에 한하지 않고 공기조화기에 구비되는 다른 제어용 전원의 직류 저전압을 이용하여도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 사방절환 전자밸브의 절환 동작 후에 트랜지스터(Q1)를 온하고 나서 릴레이(RY)를 오프로 하였지만, 절환 동작 후의 트랜지스터(Q1)의 온과 거의 동시에 릴레이(RY)를 오프로 하여도 된다.

Claims (5)

  1. 전자밸브의 밸브 코일(Ll)에 통전함으로써 상기 전자밸브의 절환 동작을 제어하는 전자밸브 제어장치에 있어서,
    일단이 상기 전자밸브의 밸브 코일(Ll)에 접속되고, 타단이 직류 고전압에 접속되는 제1 스위치 수단(RY)과,
    일단이 상기 전자밸브의 밸브 코일(Ll)에 접속되고, 타단이 직류 저전압에 접속되는 제2 스위치 수단(Ql)과,
    상기 전자밸브의 밸브 코일(Ll)에 통전할 때, 상기 제1 스위치 수단(RY)을 온하여 절환 동작을 행하고, 그 절환 동작 후에 상기 제2 스위치 수단(Ql)을 온한 뒤 또는 거의 동시에 상기 제1 스위치 수단(RY)을 오프로 하여 유지 동작하도록, 상기 제1, 제2 스위치 수단(RY, Ql)을 제어하는 제어부(1)와,
    상기 전자밸브의 밸브 코일(Ll)과 상기 제1 스위치 수단(RY)의 사이에 접속된 정특성 온도계수 소자(PTC)를 구비한 것을 특징으로 하는 전자밸브 제어장치.
  2. 삭제
  3. 냉방 운전 또는 난방 운전 중 어느 한 쪽일 때에 사방절환 전자밸브의 밸브 코일(Ll)에 통전함으로써 상기 사방절환 전자밸브의 절환 동작을 제어하는 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기에 있어서,
    일단이 상기 사방절환 전자밸브의 밸브 코일(Ll)에 접속되고, 타단이 직류 고전압에 접속되는 제1 스위치 수단(RY)과,
    일단이 상기 사방절환 전자밸브의 밸브 코일(Ll)에 접속되고, 타단이 직류 저전압에 접속되는 제2 스위치 수단(Ql)과,
    상기 사방절환 전자밸브의 밸브 코일(Ll)에 통전할 때, 상기 제1 스위치 수단(RY)을 온하여 절환 동작을 행하고, 그 절환 동작 후에 상기 제2 스위치 수단(Q1)을 온한 뒤 또는 거의 동시에 상기 제1 스위치 수단(RY)을 오프로 하여 유지 동작하도록, 상기 제1, 제2 스위치 수단(RY, Ql)을 제어하는 제어부(1)와,
    상기 사방절환 전자밸브의 밸브 코일(Ll)과 상기 제1 스위치 수단(RY)의 사이에 접속된 정특성 온도계수 소자(PTC)를 구비한 것을 특징으로 하는 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 직류 고전압은, 공기조화기의 압축기를 구동하기 위한 인버터용 전원부(2)로부터 공급되는 인버터 구동용의 직류 고전압이고,
    상기 직류 저전압은, 공기조화기의 제어용 전원부(3)로부터 공급되는 제어용의 직류 저전압인 것을 특징으로 하는 전자밸브 제어장치를 구비한 공기조화기.
  5. 삭제
KR1020047003257A 2001-09-26 2002-09-25 전자밸브 제어장치 및 전자밸브 제어장치를 구비한공기조화기 KR100568691B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

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