KR100704289B1

KR100704289B1 - 에어컨의 실내기 회로

Info

Publication number: KR100704289B1
Application number: KR1020050100210A
Authority: KR
Inventors: 성병모
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2005-10-24
Publication date: 2007-04-06

Abstract

본 발명은 에어컨의 실내기 회로에 관한 것으로, 특히 본 발명은 일반형/인버터/시스템 에어컨의 세 가지 운전모드에 적용 가능하도록 실내기 회로의 설계를 통합하여 공용함으로서 한 번의 PCB 설계만으로 모든 방식의 실외기와 대응이 가능한 실내기 회로를 개발할 수 있으므로, 개발비용과 시간 측면에서 상당한 효과를 가져 올 수 있으며, 대량 생산의 경우 추가적인 부대 비용절감 효과를 기대할 수 있다.

이를 위해 본 발명의 에어컨 실내기 회로는 실외기의 메인 PCB에 전원을 공급하는 제1스위칭부와, 실외기의 다수의 교류부하에 전원을 공급하는 제2스위칭부와, 돌입전류를 제한하는 전류제한부와, 실외기와의 통신을 위한 통신회로와, 상기 구성요소를 제어하는 컨트롤러를 구비하고, 상기 실내기 회로가 일반형/인버터/시스템 에어컨의 세 가지 운전모드를 선택적으로 작동 가능하도록 상기 구성요소들 간의 회로구조를 통합 설계하여 사용자가 원하는 운전모드에 맞게 상기 실내기 회로의 구성요소들의 조합을 변경시켜 운전모드를 설정하는 것을 특징으로 한다.

Description

에어컨의 실내기 회로{Indoor unit circuit in air conditioner}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기 회로에 대한 제어블록도이다.

도 2는 도 1의 실내기 회로의 구성요소들 간의 연결 관계를 설명하기 위한 구성도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 실내기 11 : 제1스위칭부

12 : 제2스위칭부 13 : 통신회로

20 : 실외기 21 : 메인 PCB

22 : AC 부하 23 : 통신회로

본 발명은 에어컨의 실내기 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특히 실내외기간 통신 없이 실내기에서 직접 실외기 교류(AC)부하를 제어하는 일반 방식과 실내외기간의 통신회로에 의해 실외기 교류(AC)부하를 제어하는 인버터 방식/시스템 방식의 차이점을 극복하기 위해 동일한 실내기 회로 구조에서 두 가지 모두 적 용할 수 있는 에어컨의 실내기 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 실외기에 메인 인쇄회로기판(이하 메인 PCB)가 없는 일반형 에어컨에서는 압축기를 포함한 실외기의 여러 AC부하 장치를 제어하기 위해서 실내기에 여러 개의 릴레이를 두어 각각을 제어한다. 이에 반해 인버터 방식의 에어컨에서는 실외기에 메인 PCB가 있으며 아울러, 회로 내에 통신회로가 포함되어 있어, 실외기 PCB를 통해 AC 부하들을 제어한다. 또한 인버터 장치에서 필연적으로 발생하는 돌입전류(Inrush Current ; 내부의 대용량 커패시터에 의함)를 제한하기 위해 일반형 에어컨에는 없는 돌입전류 제한회로는 실외기에 포함되어 있다. 이 돌입전류 제한회로는 메인 릴레이와 저항으로 이루어진다. 한편, 시스템 에어컨의 경우 실내기와 실외기는 별도로 전원이 입력되고, 실외기에 메인 PCB가 있으므로 인버터 방식과 마찬가지로 통신회로가 포함되어 실외기 PCB를 통해 AC 부하들을 제어한다.

이때, 실외기는 인버터 방식일 수도 있고 아닐 수도 있다.

일반형 에어컨에서는 실외기에 메인 PCB가 없으므로 압축기, 송풍팬, 4방향밸브 등의 실외기의 모든 AC 부하들은 실내기의 릴레이를 통해 제어한다. 따라서, 사용자가 에어컨을 동작시키면 실내기의 릴레이 중 압축기용 릴레이와 송풍팬 용 릴레이가 동작하여 압축기와 송풍팬가 운전된다. 이때 송풍팬의 회전속도 및 4방향밸브 등은 상황에 맞도록 실내기가 판단 결정한다.

또한, 인버터 방식 에어컨에서는 실내기 뿐만 아니라 실외기에도 PCB가 있으며, 사용자가 실내기를 이용하여 에어컨을 동작시키면, 통신회로를 통하여 실외기 에 필요한 정보를 보내어 상황에 맞도록 실외기가 스스로 압축기 및 각 부하들을 운전시킨다. 실내기 전원 방식이므로 실내기에 전원이 투입되어 실내기 마이컴이 동작하고 이상이 없으면 실외기로 전원이 공급되도록 실내기 내부의 메인 릴레이를 온 시킨다. 실외기로 전원이 공급되어도 곧바로 전원이 투입되지 않고 인버터 회로 내부의 대용량 커패시터에 의한 돌입전류를 제한하기 위해 최초에는 저항을 통하여 전원이 공급되고 이후 인버터 내부 전압이 상승하여 돌입전류가 줄어들어 안정되면 실외기의 메인 릴레이가 동작되어 저항을 통하지 않고 전원이 공급된다.

한편, 시스템 에어컨에서는 실내기와 실외기는 별도로 전원이 공급된다. 각각은 PCB를 가지고 있으며, 통신회로를 포함하고 있으므로 통신내용을 통해 필요한 부하들을 각각 실내외기가 직접 제어한다.

하지만, 일반형 에어컨의 경우, 실외기의 각 AC 부하를 실내기의 릴레이를 이용하여 제어할 수 있어야 하며, 인버터 방식 에어컨의 경우, 인버터 내부 회로에 의한 돌입전류를 제한할 수 있는 회로가 전원 입력 회로에 반드시 있어야 하며, 시스템 에어컨의 경우, 별도의 제어회로 없이 독립적으로 운전되는 특징이 있어야 하는 등 실내기 회로는 각각의 방식(일반형/인버터/시스템)에 따라 그 구성과 기능이 조금씩 다르므로 동일한 형태의 실내기라 하더라도 실외기의 회로 방식에 따라 회로를 별도로 설계하여 적용해야 하기 때문에 개발기간 및 개발비용이 많이 소모되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 일반형 /인버터 방식/시스템 에어컨의 운전모드를 모두 만족할 수 있는 공용의 실내기 회로를 통합 설계함으로서 적용되는 운전모드에 따라 실내기 PCB의 부품들의 적용/미적용으로 구분하여 모든 방식에서 사용 가능한 에어컨의 실내기 회로를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 에어컨의 실내기 회로에 있어서, 상기 실내기 회로는 실외기의 메인 PCB에 전원을 공급하는 제1스위칭부와, 실외기의 다수의 교류부하에 전원을 공급하는 제2스위칭부와, 돌입전류를 제한하는 전류제한부와, 실외기와의 통신을 위한 통신회로와, 상기 구성요소를 제어하는 컨트롤러를 구비하고, 상기 실내기 회로가 일반형/인버터/시스템 에어컨의 세 가지 운전모드를 선택적으로 작동 가능하도록 상기 구성요소들 간의 회로구조를 통합 설계하여 사용자가 원하는 운전모드에 맞게 상기 실내기 회로의 구성요소들의 조합을 변경시켜 운전모드를 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 에어컨이 일반형 에어컨인 경우, 상기 실내기 회로는 상기 제1스위칭부, 제2스위칭부 및 컨트롤러의 조합을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 에어컨이 인버터 에어컨인 경우, 상기 실내기 회로는 상기 제1스위칭부, 통신회로, 상기 전류제한부 및 컨트롤러의 조합을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 초기 전원이 투입시 상기 전류제한부를 통해 제한된 전류를 상기 실외기의 메인 PCB에 공급하고, 이후 상기 제1스위칭부를 통해 상기 실외기의 메인 PCB에 정상 전류를 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기 에어컨이 시스템 에어컨인 경우, 상기 실내기 회로는 상기 통신회로와 컨트롤러의 조합으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실내기 회로는 교류전원과 연결되어 실외기(20)의 메인 PCB(21)에 공급되는 전원을 스위칭하는 제1스위칭부(11)(RY71)와, 실외기(20)의 AC 부하(22)에 공급되는 전원을 스위칭하는 제2스위칭부(12)(RY72,RY73,RY74)와, 실외기(20)의 통신회로(23)와의 통신을 위한 통신회로(13)와, 제1스위칭부(11)와 제2스위칭부(12)사이에 마련되어 실외기(20)의 메인 PCB(21)에 공급되는 돌입전류를 제한시키기 위한 전류제한소자(14)(R701)가 마련되어 있다. 이 전류제한소자(14)는 제2스위칭부(12)를 구성하는 릴레이(RY74)와 함께 전류제한부를 구성한다. 이외에 실내기 회로는 상기한 구성요소들을 제어하기 위한 컨트롤러(30)를 구비한다.

이와 같이, 본 발명의 실내기 회로는 상기한 구성요소들을 구비하고, 상기 구성요소들 간의 회로 연결 구조를 일반형 에어컨/인버터 에어컨/시스템 에어컨의 운전모드를 모두 적용 가능하도록 통합 설계한다.

따라서, 사용자가 상기한 실내기 회로를 일반형 에어컨에 적용할 경우, 사용자가 전류제한부 및 통신회로(13)를 제외한 나머지 구성요소 즉, 제1스위칭부(11)와, 제2스위칭부(12) 및 컨트롤러(30)의 조합으로서 일반형 에어컨의 운전조건을 만족하는 실내기 회로를 손쉽게 구성할 수 있게 된다.

또한, 사용자가 상기한 실내기 회로를 인버터 에어컨에 적용할 경우, 사용자가 제2스위칭부(12)를 제외한 나머지 구성요소, 즉, 제1스위칭부(11)와, 통신회로(13), 전류제한부, 컨트롤러(30)의 조합으로서 인버터 에어컨에 운전조건에 맞는 실내기 회로를 손쉽게 구성할 수 있게 된다. 이때, 컨트롤러(30)는 초기 전원이 투입시 전류제한부를 통해 제한된 전류를 실외기(20)의 메인 PCB(21)에 공급하고, 이후 제1스위칭부(11)를 통해 실외기(20)의 메인 PCB(21)에 정상전류를 공급하게 된다.

한편, 사용자가 상기한 실내기 회로를 시스템 에어컨에 적용할 경우, 사용자가 통신회로(13) 및 컨트롤러(30)의 조합만으로서 시스템 에어컨의 운전조건에 맞는 실내기 회로를 손쉽게 구성할 수 있게 된다.

일반형 에어컨의 경우, 다음의 [표 1]의 부품이 적용된다.

[표 1]

부품명	적용	기능
T/B	5핀	실외기 연결
TAB	X	-
CN71	7핀	T/B연결
RY71	O	압축기제어용
RY72	O	팬 하이(FAN HIGH)
RY73	O	팬 로우(FAN LOW)
RY74	O	4방향밸브
R701	X

실외기에는 별도의 PCB가 없으므로 실내기에서 전원을 공급받아 실외기의 각 부하에 실내기의 릴레이를 이용하여 전원 제어하여 실외기를 운전시킨다. 이 경우 필요없는 R701, TAB, 통신회로는 PCB에 조립하지 않으므로 회로에는 아무런 영향도 끼치지 않는다. 이때, T/B (TERMINAL BLOCK)는 5PIN(전원N, 압축기, FAN HIGH, FAN LOW, 4WAY VLAVE), CN71은 7PIN(전원N, null, FAN HIGH, null, FAN LOW, null, 4WAY VLAVE)사양을 적용하여 배선이 연결되도록 한다.

또한, 인버터 방식 에어컨의 경우, 다음의 [표 2]의 부품이 적용된다.

[표 2]

부품명	적용	기능
T/B	3핀	실외기 연결
TAB	X	-
CN71	3핀	T/B연결
RY71	O	메인전원용
RY72	X	-
RY73	X	-
RY74	O	서브전원용
R701	O	돌입전류제한용

돌입전류 제한을 위하여 저항과 릴레이를 이용하여 적절히 제어한다. 실내기로 입력된 전원은 실내기의 자체 전원을 위해 공급될 뿐만 아니라 실외기로 전원을 공급하기 위해 우측 그림과 같이 구성된다. 초기 전원이 투입되면 돌입전류 제한을 위해 전원투입 후 실내기가 정상 동작하면 서브 릴레이 RY74를 온시켜 전류제한소 자(R701)을 통해 실외기 커패시터 충전전류가 흐르게 된다. 실외기 인버터에 일정 이상으로 전압이 상승하면 제어회로와 통신회로가 동작하여 이상 없음을 통신회로를 통해 실내기 보내게 된다. 이때 충전 전류도 줄어들게 되므로 실내기는 메인 릴레이 RY71을 온시키고 이후 RY74를 오프시켜 전류제한소자(R701)로 더 이상 전류가 흐르지 않게 한다.

이와 같은 동작을 통하여 실외기 전원 공급, 돌입전류 제한과 통신회로 연결 등의 기능을 구현할 수 있다. 이 경우 필요 없는 RY72, RY73, TAB등은 PCB에 조립하지 않으므로 회로에는 아무런 영향도 끼치지 못한다. 이때, T/B는 3핀(전원N, 전원L, 통신), CN71도 3핀(전원, null, 통신)사양을 적용하여 배선이 연결되도록 한다.

한편, 시스템 에어컨의 경우, 다음의 [표 3]의 부품이 적용된다.

[표 3]

부품명	적용	기능
T/B	2핀	실외기 연결
TAB	O
CN71	1핀	T/B연결
RY71	O	-
RY72	X	-
RY73	X	-
RY74	O	-
R701	O	-

시스템 에어컨의 경우 전원은 실내기, 실외기 별도로 공급되므로 실내기에서 실외기의 전원을 제어할 필요가 없다. 그러므로 실내기 자체 전원만 공급하면 되므로 T/B 또는 TAB 등을 이용하여 연결하면 실내기는 동작한다. 또한 통신회로의 경우도 RY72가 조립되지 않으므로 아무런 영향 받지 않는다. CN71을 이용해 연결하거나 T/B에 곧바로 연결할 수도 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 일반형/인버터/시스템 에어컨의 세 가지 운전모드에 적용 가능하도록 실내기 회로의 설계를 통합하여 공용함으로서 한 번의 PCB 설계만으로 모든 방식의 실외기와 대응이 가능한 실내기 회로를 개발할 수 있으므로, 개발비용과 시간 측면에서 상당한 효과를 가져 올 수 있으며, 대량 생산의 경우 추가적인 부대 비용절감 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 기존 실외기의 인버터 회로에서 사용되었던 돌입전류 제한회로의 경우, 대용량(최대 부하용) 릴레이 2개를 사용하였으나, 상기한 공용의 실내기 회로를 적용할 경우, 대용량(최대 부하용) 1개와 소용량(충전 전류; 약 3[A])의 릴레이 1개로 재료비 절감의 효과를 가져 올 수 있다.

Claims

에어컨의 실내기 회로에 있어서,

상기 실내기 회로는 실외기의 메인 PCB에 전원을 공급하는 제1스위칭부와, 실외기의 다수의 교류부하에 전원을 공급하는 제2스위칭부와, 돌입전류를 제한하는 전류제한부와, 실외기와의 통신을 위한 통신회로와, 상기 구성요소들을 제어하는 컨트롤러를 구비하고, 상기 실내기 회로가 일반형/인버터/시스템 에어컨의 세 가지 운전모드를 선택적으로 작동 가능하도록 상기 구성요소들 간의 회로구조를 통합 설계하여 사용자가 원하는 운전모드에 맞게 상기 실내기 회로의 구성요소들의 조합을 변경시켜 운전모드를 설정하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 실내기 회로.
제1항에 있어서, 상기 에어컨이 일반형 에어컨인 경우, 상기 실내기 회로는 상기 구성요소들 중 제1스위칭부, 제2스위칭부 및 컨트롤러의 조합으로 구성된 것을 특징으로 하는 에어컨의 실내기 회로.
제1항에 있어서, 상기 에어컨이 인버터 에어컨인 경우, 상기 실내기 회로는 상기 구성요소들 중 제1스위칭부, 통신회로, 상기 전류제한부 및 컨트롤러의 조합으로 구성된 것을 특징으로 하는 에어컨의 실내기 회로.
제3항에 있어서, 상기 컨트롤러는 초기 전원이 투입시 상기 전류제한부를 통 해 제한된 전류를 상기 실외기의 메인 PCB에 공급하고, 이후 상기 제1스위칭부를 통해 상기 실외기의 메인 PCB에 정상 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 실내기 회로.
제1항에 있어서, 상기 에어컨이 시스템 에어컨인 경우, 상기 실내기 회로는 상기 구성요소들 중 통신회로와 컨트롤러의 조합으로 구성된 것을 특징으로 하는 에어컨의 실내기 회로.