KR100693929B1 - 전자접촉기의 조작코일 제어회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자접촉기의 조작 코일 사용전압범위를 넓히고, 입력전압의 크기를 검출하여 조작코일에 최적의 돌입전압과 유지전압을 공급하며, 전자접촉기가 투입되는 전압과 차단되는 전압을 일정하게 제어하고, 전자접촉기의 차단동작시 발생하는 역기 전압을 자체에서 흡수함으로써, 전자접촉기의 떨림현상을 방지하여 코일 및 접점의 소손을 방지하고, 코아의 흡입력을 일정하게 유지시켜 기계적 수명을 연장하고, 역기전압에 의한 주변기기의 소손을 방지하며, 소비전력을 최소화함으로써 유지비용을 크게 줄이도록 한 전자접촉기의 조작코일 제어회로에 관한 것이다.

상기의 본 발명은 전자접촉기의 조작 코일 사용전압범위를 넓히도록 하고,

입력전압의 크기를 검출하여 조작코일에 최적의 돌입전압과 유지전압을 공급하도록 하며,

전자접촉기가 투입되는 전압과 차단되는 전압을 일정하게 제어하도록 하고,

전자접촉기의 차단동작 시 발생하는 역기 전압을 자체내에서 흡수함으로써, 전자접촉기의 떨림현상을 방지하여 코일 및 접점의 소손을 방지하고, 코아의 흡입력을 일정하게 유지하여 기계적 수명을 연장시키고, 역기전압에 의한 주변기기 소손을 방지하는 한편, 소비전력을 최소화함으로써 유지비용을 크게 줄이도록 구성함을 특징으로 한다.

Description

전자접촉기의 조작코일 제어회로{Control circuit to be coil of electron contactor}

도1은 종래의 전자접촉기의 조작코일 제어회로 블록구성도

도2는 본 발명 전자접촉기의 조작코일 제어회로 블록 구성도

도3는 도2의 각 부에 대한 입출력 신호 파형도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 입력단자 2 : 서지흡수부

3 : 정류부 5 : 제1 정전압부

6 : 제2 정전압부 7 : 제어부

8 : 출력구동부 9 : 파워스위칭부

10 : 플라이휠부

본 발명은 전자접촉기의 조작코일 제어회로에 관한 것으로, 상세하게는 전자접촉기의 조작 코일 사용전압범위를 넓히고, 입력전압의 크기를 검출하여 조작코일에 최적의 돌입전압과 유지전압을 공급하도록 하며, 전자접촉기가 투입되는 전압과 차단되는 전압을 일정하게 제어하고, 전자접촉기의 차단동작시 발생하는 역기 전압을 자체내에서 흡수함으로써, 전자접촉기의 떨림현상을 방지하여 코일 및 접점의 소손을 방지하고, 코아의 흡입력을 일정하게 유지하여 기계적 수명을 연장시키고, 역기전아에 의한 주변기기 소손을 방지하는 한편, 소비전력을 최소화함으로써 유지비용을 크게 줄이도록 한 전자접촉기의 조작코일 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로 전자접촉기는 전기접속 경로에 결합되어 개페동작을 함에 따라 전기접속 경로를 제어하는 장치이며, 전자접촉기를 개폐하려면 조작코일에 알맞은 정격전압을 인가하여야 한다.

종래의 전자접촉기의 조작코일 제어회로는 도 1에 도시한 것과 같이, 입력전압 검출부(70), 펄스폭 조절부(80), 정전류 신호부(90), 톱니파 발생부(100), 펄스부(110)가 아날로그 방식으로 이루어져 있어 회로가 복잡하고 부품수가 많으며, 그에 따라 필요공간이 넓으며, 오차 및 불량발생 빈도가 높은 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 아날로그 방식의 중요 회로부를 MCU를 이용한 디지털 방식으로 개선하여 제품의 신뢰성을 높이고 제작이 용이하도록 한 전자접촉기의 조작코일 제어회로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자접촉기의 조작코일 제어회로는 전자접촉기의 조작 코일 사용전압범위를 넓히도록 하고,

입력전압의 크기를 검출하여 조작코일에 최적의 돌입전압과 유지전압을 공급 하도록 하며,

전자접촉기가 투입되는 전압과 차단되는 전압을 일정하게 제어하도록 하고,

전자접촉기의 차단동작 시 발생하는 역기 전압을 자체내에서 흡수함으로써, 전자접촉기의 떨림현상을 방지하여 코일 및 접점의 소손을 방지하고, 코아의 흡입력을 일정하게 유지하여 기계적 수명을 연장시키고, 역기전압에 의한 주변기기 소손을 방지하는 한편, 소비전력을 최소화함으로써 유지비용을 크게 줄이도록 구성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 전자접촉기의 조작코일 제어회로의 구성을 나타내는 회로도로써, 도 2를 참조하여 조작코일 제어회로의 구성을 설명하면 다음과 같다.

입력단자(1)를 통하여 입력되는 전원으로부터 노이즈를 제거하는 서지흡수부(2)와,

상기 서지흡수부(2)를 통하여 노이즈가 제거된 전원을 입력받아 이를 정류하여 직류전압을 공급하는 정류부(3)와,

상기 정류부(3)의 직류전압을 입력받아 이를 낮은 전압으로 분압하는 분압부(4)와,

상기 정류부(3)의 직류 전압을 입력받아 정전압을 발생하는 제1 정전압부(5)와,

상기 제1 정전압부(5)의 정전압을 입력받아 더 낮은 정전압을 발생하는 제2 정전압부(6)와,

상기 제2 정전압부(6)의 정전압과 상기 분압부(4)의 분압전압을 입력받아 전원전압이 흡인전압 설정치 이상이면 그에 대한 코일의 흡인전압에 대응하는 펄스 폭 변조신호를 출력하거나 석방전압 설정치 이하로 떨어지면 석방신호를 출력하는 제어부(7)와,

상기 제어부(7)의 펄스 폭 변조신호와 제1 정전압부(5)의 정전압을 입력받아 더 높은 전압의 펄스 폭 변조신호를 출력하는 출력구동부(8)와,

상기 출력구동부(8)로부터 신호를 입력받아 그에 따라 코일(COIL)에 걸리는 전압을 제어하는 파워스위칭부(9)와,

상기 파워스위칭부(9)가 오프될 때 코일에 남아 있는 역기전력을 흡수하는 플라이휠부(10)들로 구성한 것이다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 동작을 도 3의 타이밍도를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 입력단자(1)에 도 3의 (a)와 같은 직류전압이 인가되었을 때, 이 전원전압은 서지흡수부(2)를 통하여 노이즈가 제거된다.

노이즈가 제거된 전원전압은 정류부(3)를 통하여 정류된다.

상기의 분압부(4)는 상기의 정류부(3)로부터 정류된 직류전압을 인가 받아 제어부(7)의 입력전압 범위의 전압으로 도 3의 (b)와 같이 낮은 전압으로 분압하여 출력한다.

상기 제1 정전압부(5)는 상기 정류부(3)로부터 정류된 직류전압을 인가 받아 파워스위칭부(9)를 구동할 수 있는 전압 크기로 정전압을 도 3(c)와 같이 출력한다.

한편, 제2 정전압부(6)는 제1 정전압부(5)로부터 정전압을 인가받아 제어부(7)의 MCU가 정상 동작할 수 있는 낮은 전압의 안정된 정전압을 도 3의 (d)와 같이 다시 발생한다.

상기 제어부(7)의 동작을 설명하기에 앞서 제어부(7)의 구성을 살펴보면, MCU(Micro Control Unit)와 전원선과 입출력 포트로 구성된다.

상기 MCU의 1번 핀은 직류전원용 이고, 8번 핀은 그라운드용이며, MCU의 7번 핀은 입력포트로 외부 아날로그 값을 MCU 내부에서 디지털 값으로 변환하며, MCU의 8번 핀은 디지털 출력포트로 펄스 폭 변조신호를 출력한다.

상기 제어부(7)는 도3의 ①의 구간에서 제2 정전압부(6)로부터 정전압을 인가 받아 정전압이 안정될 때까지 기다린 후, 제어부(7)의 MCU의 7번핀을 통하여 분압부(4)의 아날로그 출력신호를 입력받아 분압의 비에 따른 입력단자(1)의 전압을 감지하게 된다.

상기 입력단자(1)의 전원 전압이 전자접촉기의 흡인전압에 도달하는 도3의 ②의 시점에서 제어부(7)의 MCU는 전자접촉기가 온이 될 수 있도록 투입전압에 해당하는 펄스 폭 변조신호를 MCU의 5번 핀을 통하여 출력하고, 도 3의 ③의 구간동안 입력단자(1)의 전원전압을 분압부(4)를 거쳐 MCU의 8번 핀을 통하여 계속 감지하여, 전원전압에 대응하는 일정한 투입전압이 코일에 걸릴 수 있도록 일정한 주파 수에 듀티(duty)비를 제어한 펄스 폭 변조신호를 도 3의 ④의 시점인 전자접촉기가 온될 수 있는 시간동안 출력한다.

상기의 전자접촉기가 온된 후, 제어부(7)는 전자접촉기가 온 상태를 안정되게 유지할 수 있는 유지전압에 해당하는 펄스 폭 변조신호를 도 3의 ⑤의 구간동안 출력한다.

입력단자(1)에 전원전압이 차단되고, 전자접촉기의 석방전압에 해당하는 도 3의 ⑥의 시점에 도달하면 제어부(7)는 펄스 폭 변조신호를 오프(off)한다.

출력구동부(8)는 제1 정전압부(5)의 정전압과 제어부(7)의 출력신호인 도 3의 (e)와 같은 펄스 폭 변조신호를 입력받아 파워스위칭부(9)를 구동할 수 있는 전압의 크기로 증폭하여 출력하고, 상기 파워스위칭부(9)는 증폭된 펄스 폭 변조신호를 입력받아 그에 따라 코일에 걸리는 전압을 제어한다.

상기 파워스위칭부(9)의 전압 제어에 따른 코일에 흐르는 전류 파형은 도 3의 (f)와 같으며, 플라이휠부(10)는 파워스위칭부(9)가 오프될 때 발생하는 역기전력을 코일로 다시 돌려 일정한 전류가 흐를 수 있도록 통로를 제공한다.

상기 입력단자(1)의 전원전압이 석방전압 이하로 떨어져 제어부(7)가 펄스 폭 변조신호를 오프하여도, 도 3의 ⑦의 구간동안 코일에 흐르는 잔류전류에 의해 전자접촉기가 온 상태를 유지하며, 도 3의 ⑧의 시점에서 전자접촉기의 지력이 소멸되어 온 상태를 유지할 수 없을 때 전자접촉기는 오프된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전자접촉기의 조작코일 제어회로에 의하여서는 MCU를 사용함으로써 입력단자로부터 입력받은 전자접촉기 제어전압의 크기를 분압부의 분압 비에 따라 감지하는 부분과, 입력단자의 전원 전압이 전자접촉기의 흡인전압에 도달하는 시점에서 전자접촉기가 온될 수 있도록 투입전압에 해당하는 펄스 폭 변조신호 출력부분과,

전원단자의 전원전압을 분압부를 거쳐 계속 감지하여, 전원전압에 대응하는 일정한 투입전압이 코일에 거릴 수 있도록 일정한 주파수에 듀티비를 제어한 펄스 폭 변조신호를 전자접촉기가 온될 수 있는 시간동안 출력하는 부분과, 전자접촉기가 온된 후, 전자접촉기가 온 상태를 안정되게 유지할 수 있는 유지전압에 해당되는 펄스 폭 변조신호를 출력하는 부분과, 일정주기로 계속적으로 입력단자로부터 입력받은 전자접촉기 제어전압의 크기를 감지하여 전압 변동에 따라 유동적으로 제어하는 부분의 기능을 일괄 제어하게 되어 전자접촉기의 조작코일 제어회로의 구성이 간략화되고, 사용되는 부품의 수가 대폭 축소되며, 조작전압과 관계없이 일정한 전류를 흐르게 함으로써 과전류를 제거하고, 코아의 흡입력을 일정하게 유지하여 전자접촉기의 기계적 내구성이 증가되는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (1)

1. MCU를 사용함으로써 입력단자로부터 입력받은 전자접촉기 제어전압의 크기를 분압부의 분압 비에 따라 감지하는 부분과,

   입력단자(1)의 전원 전압이 전자접촉기의 흡인전압에 도달하는 시점에서 전자접촉기가 온될 수 있도록 투입전압에 해당하는 펄스 폭 변조신호 출력부분과,

   상기 입력단자(1)의 전원전압을 분압부(4)를 거쳐 계속 감지하여, 전원전압에 대응하는 일정한 투입전압이 코일에 걸릴 수 있도록 일정한 주파수에 듀티비를 제어한 유지전압용의 펄스 폭 변조신호를 전자접촉기가 온 상태를 유지하는 일정영역(도 3의 ⑤영역)의 구간동안 출력하는 부분과,

   일정주기로 계속적으로 입력단자(1)로부터 입력받은 전자접촉기 제어전압의 크기를 감지하여 전압 변동에 따라 코일에 흐르는 전류를 일정하게 유지시키도록, 상기 코일에 걸리는 전압을 유동적으로 제어하는 부분의 기능을 일괄 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 전자접촉기의 조작코일 제어회로.

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