KR100798902B1 - 교류형 음이온 발생기 회로구조 - Google Patents

교류형 음이온 발생기 회로구조 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 교류형 음이온 발생기 회로구조를 제공하고자 하는 것으로, 본 발명의 구성은 전원공급부(5)로부터 공급되는 전압을 증폭시키는 발진부(10)와, 상기 발진부(10)를 통해 증폭된 전압을 설정된 전압변환비에 따라 변환하여 출력하는 트랜스(T1)와, 상기 트랜스(T1)의 2차측 출력전압을 배전압시켜 고압을 발생시켜 출력하는 고배압 회로소자를 갖는 음이온 출력부(20)와, 상기 음이온 출력부(20)에 연결된 음이온 발생칩(30)과, 상기 음이온 출력부(20)와 연결된 접지회로부(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 효과는 과도한 고전압으로 인해 오존이 발생되는 것을 방지하여 공기 청정 효율 등을 높일 수 있고, 음이온 생성중 정전기 현상을 방지하여 음이온 발생기의 부품이 손상되는 것 등을 방지하여 제품의 수명이 연장되고 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 것이다.
발진, 승압, 고배압, 음이온, 발생, 접지회로부, 서지 옵서버

Description

교류형 음이온 발생기 회로구조{Negative ion generator circuit structure}
도 1은 본 발명을 채용한 음이온 발생기의 외관 사시도
도 2는 본 발명의 구성을 보여주는 회로도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10. 발진부 20. 음이온 출력부
30. 음이온 발생팁 40. 접지회로부
50. 서지 옵서버
본 발명은 음이온 발생기 회로구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과도한 고전압으로 인해 오존이 발생되는 것을 방지하고, 음이온 생성중 정전기 현상을 방지하여 음이온 발생기의 부품 손상 등을 방지하도록 된 음이온 발생기 회로구조에 관한 것이다.
일반적으로, 실내 공기는 악취나 세균 등의 오염 물질로 인해 양이온을 많이 띠게 되는데, 양이온보다 음이온이 인체에 유익한 것으로 알려져 있다. 최근에는 순수음이온 발생칩을 이용한 음이온 발생기가 출시되어 사용되고 있는데, 음이온 발생칩을 이용한 음이온 발생기는 전자방사식으로 고압발생장치를 통하여 전자풍을 형성하면서 공기와 접촉하여 양이온을 중화시키고 음이온(마이너스 전하)을 발생시켜서 인체에 이로운 순수음이온을 생성시켜서 공기정화작용과 살균 작용이 일어나게 되는 것이다.
그런데, 이러한 음이온 발생기의 경우, 음이온을 생성하는 도중에 음이온 발생칩의 주위의 먼지가 대전되면서 음이온 발생기의 내부로 먼지 입자가 침투하여 새까맣게 달라붙는 등의 현상이 발생되기 때문에, 여러 모로 좋지 않은 영향을 끼치는 단점이 있다.
또한, 음이온 생성중에 주위의 조건에 따라 전압이 지나치게 고압으로 상승하여 음이온 대신 오존이 발생되어, 오히려 역효과가 발생되는 단점이 있으며, 아울러, 음이온 생성중에 정전기에 의한 스파크로 인하여 음이온 발생기의 부품이 손상되는 등의 문제점도 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 제반 문제점을 해소하고자 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 과도한 고전압으로 인해 오존이 발생되는 것을 방지하여 공기 청정 효율 등을 높일 수 있고, 음이온 생성중 정전기 현상을 방지하여 음이온 발생기의 부품이 손상되는 것 등을 방지하여 제품의 수명이 연장되고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 등의 효과를 기대할 수 있는 새로운 구성의 음이온 발생기 회로구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 구현하기 위한 본 발명에 의하면, 음이온 발생기(1)를 구성하는 회로구조에 있어서, 전원공급부(5)로부터 공급되는 전압을 증폭시키는 발진부(10)와, 상기 발진부(10)를 통해 증폭된 전압을 설정된 전압변환비에 따라 변환하여 출력하는 트랜스(T1)와, 상기 트랜스(T1)의 2차측 출력전압을 배전압시켜 고압을 발생시켜 출력하는 고배압 회로소자를 갖는 음이온 출력부(20)와, 상기 음이온 출력부(20)에 연결된 음이온 발생칩(30)과, 상기 음이온 출력부(20)와 연결된 접지회로부(40)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 새로운 음이온 발생기 회로구조가 제공된다.
상기 발진부(10)는 상기 전원공급부(5)와 트랜스(T1)의 1차측 전압입력단 사이에 연결된 콘텐서(C2)와, 상기 트랜스(T1)의 1차측 전압출력단과 상기 전원공급부(5) 사이에 연결된 다이오드(D1,D2)와, 상기 다이오드와 전원공급부(5) 사이에 연결된 제어정류기(Q1)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 트랜스(T1)의 2차측에 연결된 음이온 출력부(20)의 고배압 회로소자는 상기 트랜스(T1)의 2차측과 음이온 발생칩(30) 사이에 직렬 연결된 다이오드(D3,D4)와, 상기 다이오드(D3,D4) 사이에 병렬 연결된 콘덴서(C1,C5)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 접지회로부(40)는 상기 트랜스(T1)의 2차측에 연결된 음이온 출력부(20)와 전원공급부(5)에 사이에 직렬 연결된 콘덴서(C3)와, 상기 콘텐서(C3)에 병렬 연결된 저항(R7)과, 상기 콘텐서(C3)와 연결된 접지단자(46)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 접지회로부(40)는 상기 전원공급부(5)에 연결됨과 동시에 상기 콘덴서(C3)와 접지단자(46) 사이에 연결된 콘덴서(C4)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 음이온 출력부(20)와 상기 접지회로부(40) 사이에 연결된 서지 옵서버(50)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명을 채용한 음이온 발생기의 외관 사시도, 도 2는 본 발명의 구성을 보여주는 회로도이다. 이를 참조하면, 본 발명은 발진부(10), 트랜스(T1), 음이온 출력부(20), 음이온 발생칩(30) 및 접지회로부(40)로 구성된다. 도 1은 본 발명의 채용한 음이온 발생기(1)로서, 미설명 부호 32, 34, 36은 각각 케이스, 전원코드, EMI 접지단자이다.
상기 발진부(10)는 전원공급부(5)와 트랜스(T1)의 1차측 전압입력단 사이에 연결된 콘텐서(C2)와, 트랜스(T1)의 1차측 전압출력단과 전원공급부(5) 사이에 연결된 다이오드(D1,D2)와, 다이오드(D1,D2)와 전원공급부(5) 사이에 연결된 제어정 류기(Q1)로 구성된다.
상기 트랜스(T1)의 2차측에 연결된 음이온 출력부(20)는 고배압 회로소자를 가지며, 고배압 회로소자는 트랜스(T1)의 2차측과 음이온 발생칩(30) 사이에 직렬 연결된 다이오드(D3,D4)와, 이 다이오드(D3,D4) 사이에 병렬 연결된 콘덴서(C1,C5)로 구성된다.
상기 접지회로부(40)는 트랜스(T1)의 2차측에 연결된 음이온 출력부(20)와 전원공급부(5)에 사이에 직렬 연결된 콘덴서(C3)와, 이 콘텐서(C3)에 병렬 연결된 저항(R7)과, 상기 콘텐서(C3)와 연결된 접지단자(46)를 포함하여 구성된다. 또한, 접지회로부(40)는 전원공급부(5)에 연결됨과 동시에 콘덴서(C3)와 접지단자(46) 사이에 연결된 콘덴서(C4)를 더 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명은 음이온 출력부(20)와 접지회로부(40) 사이에 연결된 서지 옵서버(50)를 더 포함하여 구성된다. 구체적으로, 서지 옵서버(50)는 음이온 출력부(20)에서 음이온 발생칩(30)과 연결되는 출력단과 다른 출력단 사이에 병렬연결됨과 동시에 상기 접지회로부(40)의 콘덴서(C3)에 직렬 연결된다.
이러한 구성의 본 발명의 작동에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.
먼저, 전원공급부(5)에서 교류가 공급될 때, 발진부(10)의 작동을 설명하면, 220V+에 전압이 걸렸을 때에는 전류가 R1-> C2(충전)-> T1(2->1)-> D2-> R3->220V-로 흐르고 R4-> R2로 흐름과 동시에 제어정류기(Q1)이 온(ON)된다. 이때, 콘덴서(C2)에 충전이 완료되면 방전되는데, 경로는 C2-> T1->(2->1)-> D2-> R3-> 220V-가 된다. 따라서, 이러한 절차를 220V+가 온(전원인가)일 때 반복하여 발진된다.
한편, 220V-에 전압이 걸렸을 때에는 전류가 R2-> R4-> T1(1->2)-> C2(충전)-> R1->220V+로 흐르고 동시에 제어정류기(Q1)이 온(ON)된다. 이때, 콘덴서(C2)에 충전이 완료되면 방전되는데, 경로는 C2-> R1-> 220V+가 된다. 따라서, 이러한 절차를 220V-가 온(전원인가)일 때 반복하여 발진된다.
결국, 트랜스(T1)의 1차측에는 항상 전압이 ON/OFF되면서 발진되는 것이라 할 수 있겠다.
이때, 전원공급부(5)에서 인가된 교류는 발진부(10)의 정류다이오드(D1,D2)와 제어정류기(Q1)에 의해 정류되어 직류로 바뀌어서 증폭된 후 트랜스(T1)에 인가되며, 트랜스(T1)은 증폭된 전압을 설정된 전압변환비에 따라 승압하여 2차측으로 출력하게 된다.
이때에 승압을 시키는 트랜스(T1)에 감긴 권선수는 두 단계로 승압하여 약4000V 로 2차측으로 승압되어 출력되게 된다.
두 단계로 승압하는 이유는 갑작스런 승압은 많은 열을 발생하기 때문에 순차적으로 발생열을 줄이기 위하여 단계적으로 승압하는 것이다.
승압하는 볼트는 4000V미만으로 발생하게 하는 것이 바람직한 것으로 사천볼트를 넘어가는 경우 과도한 에너지가 산소분자와 충돌하여 음이온을 띤 분자로 떨어지고 남는 잉여 에너지로 인하여 다른 산소 분자와 결합하여 오존을 생성하도록 기여하기 때문이며 과도한 고압의 볼트(약 5000V ~ 6500V)는 산소분자보다 안정적인 질소 분자까지 분해하여 이온화시키므로 맹독성을 갖는 질소 화합물을 생성하는 위험한 상황을 초래할 수 있기 때문에 일정 전압이상의 상승을 절대적으로 억제해 야 하는 것이다.
보다 바람직한 트랜스(T1)의 2차측 볼트는 3200 내지 3800볼트인 것이 바람직한 것으로, 사천 볼트보다 안정적으로 낮은 전압은 오존의 발생량이 감소하기는 하나 안정적인 오존을 발생시킬 수 있기 때문이다.
절대적인 안전전압이 상승하는 것을 억제하는 구성은 서지 옵서버(50)로 표시된 정전압 다이오드(역방향 전압을 가해 점차 높여가면 어느 전압까지는 전류가 흐르지 않지만 특정 전압을 넘으면 전류가 급격히 흘러, 전류는 증가해도 전압은 거의 일ㅈ어하게 유지되도록 만들어진 다이오드)를 사용하여 일정 전압 이상이 가해지면 바로 전류를 어스(접지)로 흘려 안정한 음이온이 발생하도록 하는 것이다.
음이온이 안정적으로 음이온 발생칩(30)에서 발생하는 작동관계를 구체적으로 설명하면, 트랜스(T1)의 3번 회로에 + 전하가 걸리면 C5의 콘덴서를 거쳐 저항 R5를 지나 음이온 발생칩(30)에 걸리고, 또한 다이오드 D4 를 거쳐 C1에 걸리고 C3와 C4를 거쳐 접지로 흘러 들어가게 되는 것으로, 양전하가 걸릴 경우 전류는 버려지게 되는 것이다. 이때에 C5의 콘덴서를 거쳐 저항 R5를 지나 음이온 발생칩(30)에 걸리는 전하는 대기중에 노출되어 있는 것으로 상대적으로 저항이 크기 때문에 양전하는 다이오드 D4 를 거쳐 C1로 흐르게 된다.
트랜스(T1)의 3번 회로에 - 전하가 걸리면 C5의 콘덴서에 전하를 충진시키고 C5를 거쳐 저항 R5를 지나 음이온 발생칩(30)에 걸려 음이온을 공기중에 방출하게 되며, 또한 다이오드 D3을 거쳐 C1에 걸리고 접지단자(36)에 음이온을 방출하게 되며, 혹시라도 트랜스(T1)의 3번 회로에 + 전하가 걸렸을 경우 방출된 양전하 를 중화시키며, 정전기를 C3와 C4를 통하여 접지로 전류를 소멸시킨다.
고저압(4000V 이상)의 - 전하가 발생하는 경우에 서지 옵서버(50)로 표시된 정전압 다이오드가 작동하여 모든 전류를 어스로 흘려 보내어 오존이나 질소 화합물이 발생되는 것을 사전에 방지하게 되는 것이다. 이때에 음이온 발생칩(30)이 공중에 노출되어 회로가 형성되지 않았다고 하더라도 보다 안전을 위하여 R5 보다 적은 저항인 R6를 사용하는 것이다.
어스를 사용하는 효과는 음이온이 공기 중으로 방사가 되므로 먼지 입자들이 음이온으로 대전되어 남아있는 정전기에 달라붙게 되어 먼지들로 인하여 고전압이 새게되어 순수한 음이온이 아닌 오존을 발생시키는 중대한 원인이 되는 것을 방지하기 위한 것이다.
실험실에서의 수많은 회수와 시간을 반복하여 실험하여 먼지가 달라 붙지 않는 차이점이 현저한 것을 알 수 있었다.
콘덴서 C4는 불안정한 전원공급으로 인하여 2차로 승압되는 전압이 불안정하게 공급되는 것을 막기 위한 것으로 통상적으로 초기의 전압 변화에 의한 것이나, 주위의 전원장치에서 과도한 전원을 사용하기 때문에 발생하는(통상적으로 노이즈라고함) 변화에 의한 영향을 최소화시키기 위한 것으로, 통상적으로 초기 기전력에 따라 영향이 크기 때문에 초기의 전류를 일정량을 어스를 통하여 방출하는 것이다. 이러한 것은 전원의 노이즈로 인하여 4000볼트 의상의 고전압이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.
이러한 트랜스(T1)에 의해 승압된 전압은 2차측의 음이온 출력부(20)에 유기된다. 음이온 출력부(20)는 고배압 회로소자를 가지며, 고배압 회로소자는 트랜스(T1)의 2차측과 음이온 발생칩(30) 사이에 직렬 연결된 다이오드(D3,D4)와, 이 다이오드(D3,D4) 사이에 병렬 연결된 콘덴서(C1,C5)로 구성되어, 2차측에 유기된 전압을 다시 고배압(바람직하게 2배압)으로 승압시켜 고압을 발생시킴으로써, 음이온이 발생된다.
이때, 음이온 출력부(20)의 일측 출력단에는 음이온 발생칩(30)이 연결되고, 음이온 발생칩(30)은 복수개의 가닥으로 된 메탈파이버에 나노물질을 진공증착하여 형성되기 때문에, 음이온 생성 효율이 높아지게 된다.
또한, 상기 접지회로부(40)의 콘덴서(C3)와 저항(R7) 및 접지단자(46)를 통해 음이온 생성시 발생되는 대전 현상이나 정전기 및 과도한 고압을 접지시키기 때문에, 대전 현상에 의해 음이온 발생기(1)의 내부에 새까맣게 먼지가 쌓이는 현상을 방지하고, 정전기에 의해 음이온 발생기(1)의 부품이 손상되는 것을 방지하며, 아울러, 과도한 고압에 의해 음이온 발생기(1)의 각 부품의 과부하가 걸려 손상되는 것 등을 효율적으로 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 접지회로부(40)를 구성하는 콘덴서(C4)는 음이온 발생기(1)의 전원공급부(5)를 외부의 전원에 잘못 연결한 경우에 순간적으로 과압을 외부로 접지시켜 빼기 때문에, 전원공급부(5)를 착오로 잘못 연결한 경우에 대비할 수 있는 효과가 있다.
또한, 서지 옵서버(50)는 접지회로부(40)에서 과도한 고압을 접지시키지 못 할 정도의 고압이 인가될 때 단락되면서 음이온 출력부(20)의 인가 전압을 차단하기 때문에, 과도한 고압에 의한 음이온 발생기(1)의 손상을 방지한다. 즉, 접지회로부(40)는 과압에 1차로 대비하는 것이고 서지 옵서버(50)는 과압에 2차로 대비하는 것이라 하겠다.
아울러, 본 발명은 음이온 출력부(20)의 출력단과 음이온 발생칩(30) 사이에는 부하저항(R5)이 더 연결되며, 이 부하저항(R5)은 음이온 출력부(20)의 출력단에서 규정 전압 이상의 전압이 출력되더라도 음이온 발생칩(30)에 출력되는 과압을 방지하기 때문에, 음이온 발생칩(30)에서 순간적인 과압에 의해 오존이 발생되는 것을 미연에 방지하는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 점이 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
이상에서와 같은 본 발명은 정전기 현상과 대전으로 인한 집진 현상을 방지하여 본 부품을 사용하는 모든 기기 내부(부도체)의 정전 현상을 유도시켜서 접지하므로 기기 내부에서 발생되는 온도 상승과 부도체 내에 갇혀 있는 양이온(+)을 제거하기 때문에, 음이온 발생기 내부에 먼지가 쌓이는 것과 같은 바람직하지 못한 현상을 초래하는 것을 미연에 방지할 수 있으며, 아울러, 정전기에 의해 음이온 발 생기의 부품이 손상되는 것을 방지하며, 과도한 고압에 의해 음이온 발생기의 각 부품의 과부하가 걸려 손상되는 것 등을 효율적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 음이온 발생기(1)를 구성하는 회로구조에 있어서, 전원공급부(5)로부터 공급되는 전압을 증폭시키는 발진부(10)와, 상기 발진부(10)를 통해 증폭된 전압을 설정된 전압변환비에 따라 변환하여 출력하는 트랜스(T1)와, 상기 트랜스(T1)의 2차측 출력전압을 배전압시켜 고압을 발생시켜 출력하는 고배압 회로소자를 갖는 음이온 출력부(20)와, 상기 음이온 출력부(20)에 연결된 음이온 발생칩(30)과, 상기 음이온 출력부(20)와 연결된 접지회로부(40)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교류형 음이온 발생기 회로구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발진부(10)는 상기 전원공급부(5)와 트랜스(T1)의 1차측 전압입력단 사이에 연결된 콘텐서(C2)와, 상기 트랜스(T1)의 1차측 전압출력단과 상기 전원공급부(5) 사이에 연결된 다이오드(D1,D2)와, 상기 다이오드와 전원공급부(5) 사이에 연결된 제어정류기(Q1)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교류형 음이온 발생기 회로구조.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 트랜스(T1)의 2차측에 연결된 음이온 출력부(20)의 고배압 회로소자는 상기 트랜스(T1)의 2차측과 음이온 발생칩(30) 사이에 직렬 연 결된 다이오드(D3,D4)와, 상기 다이오드(D3,D4) 사이에 병렬 연결된 콘덴서(C1,C5)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교류형 음이온 발생기 회로구조.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 접지회로부(40)는 상기 트랜스(T1)의 2차측에 연결된 음이온 출력부(20)와 전원공급부(5)에 사이에 직렬 연결된 콘덴서(C3)와, 상기 콘텐서(C3)에 병렬 연결된 저항(R7)과, 상기 콘텐서(C3)와 연결된 접지단자(46)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교류형 음이온 발생기 회로구조.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 접지회로부(40)는 상기 전원공급부(5)에 연결됨과 동시에 상기 콘덴서(C3)와 접지단자(46) 사이에 연결된 콘덴서(C4)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교류형 음이온 발생기 회로구조.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 음이온 출력부(20)와 상기 접지회로부(40) 사이에 연결된 서지 옵서버(50)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교류형 음이온 발생기 회로구조.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 음이온 출력부(20)의 출력단과 음이온 발생칩(30) 사이에는 부하저항(R5)이 더 연결된 것을 특징으로 하는 교류형 음이온 발생기 회로구조.
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