KR100920167B1 - 온도조절기의 밸브 구동 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PTC소자를 사용하여 릴레이 스위치를 구동하도록 함으로서 배선의 수를 2개로 감소시킬 수 있도록 하는 온도 조절기의 밸브 구동 회로를 제공하는 것을 기술적 특징으로 한다.

PTC, 릴레이 스위치, 릴레이 구동부, 릴레이 코일

Description

온도조절기의 밸브 구동 회로{VALVE DRIVING CIRCUIT OF A THERMOSTAT}

본 발명은 온도 조절기의 밸브 구동 회로에 관한 것으로, 특히 상기 구동 회로의 구성의 변형을 통해 보다 단순한 구성을 갖는 온도 조절기의 밸브 구동 회로에 관한 것이다.

일반적으로 주택, 아파트 등의 주거용 건물에는 실내 난방을 위하여 기름 보일러, 가스 보일러 및 열병합 지역 난방장치를 주된 난방 장치로 사용하고 있고, 이러한 보일러는 난방, 급탕 및 타이머 등과 같은 조작 및 제어를 하기 위해 프론트 일체형인 메인 컨트롤러(마이컴)와 룸 컨트롤러인 아날로그형 온도 조절기를 사용하고 있다. 여기서, 상기 아날로그형 온도 조절기는 2선 와이어로 연결되어 실내 온도 조절기로부터 공급되는 사용자 명령을 상기 2선 와이어를 통해 메인 컨트롤러에 공급하도록 하는 구성을 갖는 것에 의해 상술한 바와 같은 조작 및 제어를 가능하도록 한다.

그러나, 종래의 아날로그형 실내 온도 조절기를 사용하는 경우에는 실내 온도 및 설정 온도를 아날로그로 하기 때문에 사용자가 원하는 실내 온도를 설정하기 힘든 문제가 있을 뿐 아니라, 상기 실내 온도조절기로부터 공급되는 아날로그 신호를 메인 컨트롤러에서 디지털로 변환한 후 보일러를 구동시키도록 되어 있기 때문에 메인 컨트롤러의 부피가 커지게 되는 문제가 있을 뿐 아니라, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위해서는 별도의 구성이 추가되게 되어 그 비용이 증가하게 된다는 문제가 있다.

따라서, 상술한 문제로 인해 최근에는 디지털 실내 온도조절기가 주로 사용되고 있으며, 이러한 디지털 온도 조절기는 일반적으로 온도조절 스위치와 릴레이 스위치를 사용하여 모터를 제어하도록 하고 있다. 이 경우 상기 릴레이 스위치를 구동하기 위해서는 상기 온도 조절기에서 AC전원을 교차 방식으로 받아야 하기 때문에 일반적으로 3개의 배선을 사용하여 상술한 바와 같은 제어동작을 행한다.

즉, 종래의 기술에 따른 상기 디지털 온도 조절기는 3개의 배선이 요구된 관계로 인해 그 구성부품의 수가 추가적으로 더 발생하게 되었으며, 또한 상기 3개의 배선의 처리가 쉽지 않은 관계로 인해 외관상 보기 좋지 않다는 문제점이 있었다. 또한, 상술한 바와 같은 문제점에 추가하여 배선 수의 차이에 의한 결과로 인해 상기 종래의 아날로그 온도 조절기와의 호환이 쉽지 않다는 문제가 또한 있었다.

따라서, 본 출원인은 상술한 바와 같은 문제점, 즉 3개의 배선을 2개의 배선으로 감소시키는 방안을 강구할 필요가 발생하게 되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하도록 하기 위한 것으로, PTC소자를 사용하여 릴레이 스위치를 구동하도록 함으로서 배선의 수를 2개로 감소시킬 수 있도록 하는 온도 조절기의 모터식 구동 회로를 제공하는 것을 기술적 목적으로 한다.

또한, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 온도조절기 밸브 구동 회로는 상기 배선의 수를 감소하도록 하는 것에 의해 설치의 편의성을 향상시키는 것과 함께 종래 제품과의 호환성을 증가시키도록 한 것을 다른 기술적 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 온도조절기 밸브 구동 회로는, 교류 전원, 상기 교류 전원에 의해 연결되어 작동하는 온도 조절 스위치부 및 모터와 같은 구동부를 포함하여 구성되는 온도조절기의 밸브 구동 회로에 있어서, 전기저항이 증감되고 입력 교류전원의 전압을 강하시키는 PTC 소자; 상기 모터의 구동전류가 흐르는 신호라인과 상기 모터 사이에 병렬로 접속된 제 1 및 제 2 스위치; 상기 신호라인에 접속된 제 1 스위치단자, 상기 제 1 스위치에 접속된 제 2 스위치단자, 상기 제 2 스위치에 접속된 제 3 스위치단자를 갖는 릴레이 스위치; 상기 PTC 소자의 양단의 전압을 이용하여 상기 릴레이 스위치의 스위칭 방향을 제어하는 릴레이 구동부;를 포함하여 구성되는 온도 조절기의 밸브 구동 회로에 있어, 상기 릴 레이 구동부에 의해 릴레이 스위치의 스위칭 방향이 제어되고,

상기 릴레이 구동부는, 상기 입력 교류전원의 전류를 감쇠시키기 위한 전류 감쇠기; 전류가 감쇠된 교류전원의 전압을 전파 정류하기 위한 브릿지 정류 회로; 전파 정류된 직류전압에 실린 리플을 제거하기 위한 평활 회로; 및 리플이 제거된 직류전압에 의해 여자되어 상기 릴레이 스위치의 스위칭 방향을 제어하는 릴레이 코일;을 포함하며,

상기 PTC 소자는 난방시에 상기 온도조절 스위치부로부터 공급되는 반파 정류신호에 의해 전기저항이 증가되어 입력 교류전원의 전압을 강하시키며,

상기 릴레이 구동부는 난방시에 상기 PTC 소자에 의해 강하된 전압을 입력받아 상기 릴레이 스위치를 상기 제3 스위치 단자로 스위칭시켜, 상기 신호라인의 구동전류가 상기 릴레이 스위치와 제2 스위치를 통해 상기 모터로 공급되도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.

상술한 본원발명의 목적은 이 기술분야에서 숙련된 당업자에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.

상기 기술한 바와 같이, 본 발명은 실내 온도조절기의 구동 회로에 단지 PTC 소자를 사용하는 것에 의해 종래보다 배선의 수를 감소시키도록 한 기술적 장점이 있으며, 또한 이러한 기술적 장점으로 인해, 본원발명에 따른 실내 온도조절기는 종래의 아날로그 방식의 실내 온도조절기와 호환이 쉽다는 기술적 장점이 있다.

상술한 바와 같은 기술적 장점에 추가하여, 본원발명에 따른 온도 조절기는 종래의 온도조절기보다 고장의 발생율을 감소시킬 수 있으며, 또한 설치가 편리하다는 기술적 장점이 있다.

이와 같이, 본 발명은 상기 서술된 본 발명의 실시예에 한하지 않고 자유로운 변경 및 수정이 가능하다. 본 발명의 자유스러운 변경은 상술된 상세한 설명의 실시예에 한정되지 않고 당 발명인에 의해 이하 서술되는 특허청구범위를 넘지않는 범위 내에서 자유로운 변경이 가능하다.

이하, 본원발명에 따른 온도조절기의 밸브 구동회로를 도시하고 있는 도 1을 참조하여, 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 서술한 바와 같이, 본원발명에 따른 온도 조절기의 밸브 구동 회로는 PTC 소자를 사용하도록 하는 것에 의해, 종래의 3개의 배선을 사용하도록 한 것을 단지 2개의 배선만을 사용하여 상기 온도 조절기의 구동을 가능하도록 한 것을 기술적 특징으로 합니다.

이와 같은 기술적 특징을 구비하는 본원발명의 일 실시예에 따른 디지털 온 도 조절기의 모터식 구동 회로를 도 1을 참고하여 설명하면 다음과 같습니다.

본원발명에 따른 디지털 온도 조절기는, 교류전원과 상기 교류전원에 의해 연결되어 작동하는 온도 조절 스위치부 및 구동부를 포함하여 구성되되, 상기 온도 조절 스위치부의 동작에 의해 상기 구동부의 동작을 제어하는 방식으로 상기 디지털 온도 조절기가 동작 됨을 알 수 있다. 특히, 이러한 제어 동작은 릴레이 스위치(4)를 통하여 행해지게 되며, 상기 릴레이 스위치(4)는 릴레이 구동부(5)에 의해 제어되어 진다.

상술한 바와 같은 구성을 보다 구체적으로 살펴보면, 본원발명에 따른 디지털 온도 조절기의 밸브 구동 회로는 상기 교류 전원의 일단에 PTC 소자를 형성하고, 상기 PTC 소자의 양단으로부터, 상기 릴레이 스위치(4)의 스위치 변환을 행하기 위한 릴레이 구동부(5)를 연결하여 형성하도록 한다. 그리고, 상기 릴레이 스위치(4)는 구동부의 동작을 제어하기 위한 각각의 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 포함하여 형성되어 진다. 본원발명의 일 실시예에서는 상기 구동부는 AC 모터를 사용하도록 한다.

상술한 바와 같이 구성되는 디지털 온도 조절기의 밸브 구동 회로에 개시되어 있는 PTC 소자는 상온 정도의 낮은 온도에서는 저항이 낮아 전도성을 갖지만, 온도가 상승함에 따라 비교적 좁은 온도 영역에서 전기 저항이 급격히 증가하는 특성을 갖는 소자이다. 따라서, 본원발명에서는 상술한 바와 같은 기술적 특성을 갖 는 PTC 소자를 이용하는 것에 의해 본원발명의 상술한 바와 같은 기술적 목적을 달성하도록 한다.

상기 PTC 소자의 양단에 연결되는 릴레이 구동부(5)는 입력되는 상용 전원(일반적으로, 220V의 교류전원)을 직류 구동전원으로 변환시켜 릴레이 코일(6)에 공급하는 부분으로서, 구체적으로, 교류(AC) 전원의 전압과 전류가 입력되면 입력된 교류 전원의 전류를 일정한 크기로 감쇠시키고, 전류가 감쇠된 교류 전원의 전압을 전파 정류한다. 이후, 릴레이 구동부(5)는 상기 전파 정류된 직류전압에 실린 리플을 제거하고, 리플이 제거된 직류전압을 릴레이 코일(6)에 공급한다.

이와 같은 기능을 갖는 릴레이 구동부(5)는, 교류(AC) 전원의 전류를 감쇠시키기 위한 전류 감쇠기, 전류가 감쇠된 교류(AC) 전원의 전압을 전파 정류하기 위한 브릿지 정류 회로, 전파 정류된 직류전압에 실린 리플을 제거하기 위한 평활 회로, 및 리플이 제거된 직류전압에 의해 여자되어 릴레이 스위치(4)의 스위칭 방향을 제어하는 릴레이 코일(6)을 구비한다.

전류 감쇠기는 PCT 소자의 일측단과 브릿지 정류회로 사이에 직렬로 접속된 제1 저항(R1)과 제1 커패시터(C1)를 구비한다. 이러한 전류 감쇠기는 PTC 소자에 의해 전압이 강하된 교류전원의 전류를 감쇠시켜 브릿지 회로로 전달한다.

브릿지 정류회로는 마름모 형태로 접속된 4개의 다이오드들(D1 내지 D4)로 구성된다. 이러한 브릿지 정류회로는 입력된 상용 교류전압과 전류 감쇠기에 의해 전류가 감쇠된 교류전원의 전압을 정류시켜 정류된 직류전압을 출력한다.

평활 회로는 상기 브릿지 정류회로와 릴레이 코일(6) 사이에 병렬로 접속된 제2 커패시터(C2)로 구성된다. 이러한 평활 회로는 브릿지 정류회로에 의해 정류된 직류전압에 실린 리플을 제거하여 릴레이 코일(6)로 전달한다.

릴레이 코일(6)은 양측단이 브릿지 정류회로에 접속되고 평활 회로의 제2 커패시터(C2)와 병렬로 접속된다. 이러한 릴레이 코일(6)은 리플이 제거된 직류전압에 의해 여자되어 릴레이 스위치(4)의 스위칭 방향을 제어한다.

한편, 본원발명의 구성부분을 이루는 온도 조절 스위치부에 해당하는 부분은 입력되는 교류 전원(AC)을 반파 정류하기 위한 다이오드와 펄스 신호를 발생시키는 펄스 신호 발생부를 포함하여 구성된다.

상술한 바와 같은 구성을 포함하는 본원발명의 일 실시예에 따른 디지털 온도 조절기의 구동회로의 동작을 도 1을 참고하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

비 난방시에 릴레이 스위치(4)는 제2 스위치 단자(2)에 연결되어 있으며, 이때 신호 라인 상의 전류는 제1 스위치(SW1)를 따라 AC모터로 공급된다. 즉, 평상시에는 제1 스위치(SW1)는 온(ON)(닫혀)되어 있다가, 상기 AC모터가 멈춤 위치에 오게 되면 상기 제1 스위치(SW1)는 오프(OFF)(열리게)된다.

난방을 해야 하는 경우가 발생 되면, 온도 조절 스위치에서 발진 신호가 발생되어 온도 조절 스위치의 양단에서 반파 정류를 생성하도록 한 후, 상기 반파 정류를 PTC 소자쪽으로 공급하도록 한다.

이 경우, 상기 PTC 소자는 급격하게 저항이 증가하게 되어 그 양단의 전압이 180V에 이르게 되어 릴레이 구동부(5)를 구동하기 위한 180V의 교류 구동전원을 생성하며, 이 PCT 소자의 양단 전압은, 릴레이 구동부(5)의 전류 감쇠기에 의해 전류가 감쇠되고 브릿지 회로에 전달되어 정류됨에 따라 약 12V의 정류된 직류 구동전압으로 변환된다. 이때 릴레이 코일(6)은 직류 구동전압에 의해 여자되어 릴레이 스위치(4)의 스위칭 방향을 변환시키는데, 제2 스위치 단자(2)에서 제3 스위치 단자(3)로 스위칭 방향을 변환시킨다. 이렇게 릴레이 스위치(4)가 스위칭 되면, 상기 신호 라인 상의 전류는 제3 스위치 단자(3)와 접속된 제2 스위치(SW2)를 통해 AC 모터에 공급되고, 이에 따라 상기 AC 모터는 다시 구동을 하게 되어 난방이 행해지게 된다.

즉, 상술한 바와 같이 본원발명은 PTC 소자를 사용하도록 하는 것에 의해 상기 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 단지 2개의 배선 라인만을 사용하도록 하는 것에 의해 상기 디지털 온도 조절기의 구동회로의 온, 오프 동작을 행하고 있음을 알 수 있다.

한편, 본원발명의 상기 일 실시예에서는 디지털 온도 조절기의 밸브 구동회로를 기초로 하여 본원발명을 설명하도록 하였으나, 본원발명은 상기 디지털 온도 조절기로 그 대상이 한정되는 것은 아니고, 경우에 따라서는 아날로그 방식의 온도 조절기의 모터식 밸브 구동회로에 사용하는 것도 가능하다.

도1은 본원발명에 따른 온도 조절기의 모터식 구동 회로를 도시하는 도면이다.

<도면의 주요 부분의 부호의 설명>

1 : 제1 스위치 단자 2 : 제2 스위치 단자

3 : 제3 스위치 단자 4 : 릴레이 스위치

5 : 릴레이 구동부 6 : 릴레이 코일

SW1 : 제1 스위치 SW2 : 제2 스위치

Claims (4)

1. 교류 전원, 상기 교류 전원에 의해 연결되어 작동하는 온도 조절 스위치부 및 모터와 같은 구동부를 포함하여 구성되는 온도조절기의 밸브 구동 회로에 있어서,

   상기 온도 조절 스위치부에 의해 전기저항이 증감되고 상기 교류전원의 전압을 강하시켜 릴레이 구동부를 구동하는 교류 구동전원을 생성하는 PTC 소자;

   상기 모터의 구동전류가 흐르는 신호라인과 상기 모터 사이에 병렬로 접속된 제 1 및 제 2 스위치(SW1, SW2);

   상기 신호라인에 접속된 제 1 스위치단자(1), 상기 제 1 스위치(SW1)에 접속된 제 2 스위치단자(2), 상기 제 2 스위치(SW2)에 접속된 제 3 스위치단자(3)를 갖는 릴레이 스위치(4);

   상기 PTC 소자에 병렬로 접속되고 상기 PTC 소자의 양단의 강하된 구동전원을 이용하여 상기 릴레이 스위치(4)를 구동하는 직류 구동전원을 생성하고 상기 릴레이 스위치(4)의 스위칭 방향을 제어하는 릴레이 구동부(5);를 포함하되,

   상기 릴레이 구동부에 의해 릴레이 스위치의 스위칭 방향이 제어되는 것을 특징으로 하는 온도 조절기의 밸브 구동 회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 릴레이 구동부(5)는,

   상기 교류 구동전원의 전류를 감쇠시키기 위한 전류 감쇠기;

   전류가 감쇠된 교류 구동전원을 전파 정류하기 위한 브릿지 정류 회로;

   전파 정류된 직류 구동전원에 실린 리플을 제거하기 위한 평활 회로; 및

   리플이 제거된 상기 직류 구동전원에 의해 여자되어 상기 릴레이 스위치의 스위칭 방향을 제어하는 릴레이 코일(6);을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절기의 밸브 구동 회로.
3. 제1항에 있어서,

   상기 PTC 소자는 난방 또는 비 난방 시에 상기 온도조절 스위치부로부터 공급되는 반파 정류신호에 의해 전기저항이 증가되어 상기 교류전원의 전압을 강하시키고 상기 릴레이 구동부를 구동하는 교류 구동전원을 생성하는 것을 특징으로 하는 온도 조절기의 밸브 구동 회로.
4. 제1항에 있어서,

   상기 릴레이 구동부(5)는 난방 또는 비 난방 시에 상기 PTC 소자에 의해 강하된 상기 교류 구동전원을 입력받아 상기 릴레이 스위치(4)를 상기 제3 스위치 단자(3)로 스위칭시켜, 상기 신호라인의 구동전류가 상기 릴레이 스위치(4)와 제2 스위치(SW2)를 통해 상기 모터로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 온도 조절기의 밸브 구동 회로.

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