KR101014390B1 - 팬 필터 유닛 제어장치 - Google Patents

팬 필터 유닛 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101014390B1
KR101014390B1 KR1020100074991A KR20100074991A KR101014390B1 KR 101014390 B1 KR101014390 B1 KR 101014390B1 KR 1020100074991 A KR1020100074991 A KR 1020100074991A KR 20100074991 A KR20100074991 A KR 20100074991A KR 101014390 B1 KR101014390 B1 KR 101014390B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
power
input
motor
unit
Prior art date
Application number
KR1020100074991A
Other languages
English (en)
Inventor
임종부
김영진
류준희
정종필
임재산
Original Assignee
주식회사 블루코드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 블루코드 filed Critical 주식회사 블루코드
Priority to KR1020100074991A priority Critical patent/KR101014390B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101014390B1 publication Critical patent/KR101014390B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2201/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
    • H02P2201/03—AC-DC converter stage controlled to provide a defined DC link voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/027—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an over-current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

본 발명은 팬 필터 유닛 제어장치에 관한 것으로, 단상 교류 모터에 의해 구동하는 팬 필터 유닛 제어장치에 있어서, 입력된 모터 구동제어 데이터에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하는 PWM 발생부와, 상기 PWM 신호의 펄스 주기에 따라 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 단속하여 상기 모터에 모터 구동신호를 인가하는 전원제어부; 입력 교류전원의 온/오프(ON/OFF) 상태를 감지하여 순시정전 및 전원복귀 감지신호를 출력하는 위상감지부와, 상기 모터와 상기 전원제어부 사이에 연결되어 상기 모터 구동신호를 차단 및 투입하는 릴레이와, 차단 및 투입 제어신호에 따라 상기 릴레이를 구동하는 릴레이 구동부와, 기설정된 모터 구동 속도값에 대응하는 상기 모터 구동제어 데이터를 출력하도록 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 위상감지부로부터 입력 교류전원의 순시정전 감지신호를 제공받을 경우, 상기 모터 구동신호가 차단되도록 상기 릴레이 구동부에 차단 제어신호를 출력함과 동시에 상기 PWM 신호의 발생이 중지되도록 상기 PWM 발생부의 동작을 제어함으로써, 입력 교류전원의 순시정전 시 모터에서 발생한 역기전력이 제어부에 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 순시정전 후 복전 시 입력 교류전원과 모터에서 발생되어 제어부에 유입되는 역기전력과의 위상차에 의한 충돌로 인한 제어부에 구비된 스위칭 소자의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

팬 필터 유닛 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING A FAN FILTER UNIT}
본 발명은 팬 필터 유닛 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력 교류전원의 온/오프 상태를 실시간 감시하고 이와 연동하여 펄스폭변조(PWM) 스위칭 소자의 동작을 제어함과 아울러 모터의 입력단에 연결된 릴레이를 제어함으로써, 입력 교류전원의 순시정전 시 모터에서 발생한 역기전력이 제어부에 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 순시정전 후 복전 시 입력 교류전원과 모터에서 발생되어 제어부에 유입되는 역기전력과의 위상차에 의한 충돌(Short)로 인한 제어부에 구비된 스위칭 소자의 손상을 방지할 수 있는 팬 필터 유닛 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 먼지에 극도로 민감한 반도체, 박막 트랜지스터 액정 표시장치(TFT LCD) 등의 생산라인의 공기 여과를 위해 클린룸에 설치되어 내부 공기를 일정 수준의 청정상태로 유지하기 위하여 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit)이 사용된다.
그리고, 이를 제어하는 제어시스템은 상기 팬 필터 유닛의 온/오프 제어, 속도 제어(고속, 보통, 저속), 운전 중의 이상 상태 모니터링, 및 전원 공급을 수행하는 시스템으로, 팬 필터 유닛의 모터와 제어시스템을 결정하는데 있어 시스템의 효율과 비용이 가장 중요한 요인이 된다.
예를 들어, 유도 모터를 이용하는 경우 인버터를 사용하게 되면 전범위에서 고성능, 고효율의 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이러한 경우 효율을 극대화하기 위하여 시스템의 최적화 및 외부로부터 인가되는 전원 신호에 대한 전자파 간섭(EMI)이나 전자 환경 문제에서의 전자기적 양립성 또는 전자적합성(EMC)을 억제하기 위하여 대규모의 필터링이 요구된다.
또한, 인버터의 특성상 외부로부터 인가되는 교류를 직류로 변환한 뒤 이를 다시 교류로 변환시켜 구동전원으로 사용함으로써 회로 설계에 따른 어려움과 고성능의 프로세서의 필요에 따른 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.
한편, 대부분의 단상 모터, 유니버셜 모터의 제어는 트라이악(Triac)을 사용한 위상 제어를 기반으로 한다. 이와 같이 트라이악을 이용하여 입력 전원에 대한 위상제어의 경우 외부로부터 인가되는 전원은 트라이악의 스위칭에 따라 위상이 변 하며 인버터에 기반을 둔 유도 모터에 비하여 경제적인 면에서 매우 유리하다는 장점이 있다.
그러나, 이와 같은 트라이악을 이용한 위상제어는 모터 구동에 의한 소음이 발생하며 회로의 비선형 특성으로 정현파 입력에 대해 출력에 고조파 성분이 나타나 파형의 일그러짐이 크고 저효율이라는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 국내특허등록 제435227호(팬 필터 유닛 제어장치) 및 국내특허등록 제826121호(PWM 제어기)에 따르면, PWM 펄스 듀티(Duty) 비율을 이용하여 팬 필터 유닛의 모터 속도를 제어하도록 구성되어 있으며, PWM 펄스가 온(ON)에서 오프(OFF) 시 모터에서 유기되어 들어오는 역기전력을 플라이휠 회생 회로를 통해 다시 모터 쪽으로 공급하도록 되어 있다.
그러나, 상기의 종래 기술에서는 입력전원의 순간적인 전원 오프(OFF) 시 모터에서 역기전력이 발생되고, 이때 다시 입력전원의 온(ON) 시 즉, 모터의 구동전원이 순간적으로 꺼졌다가 켜지는 순간(즉, 전원 순간 정복전 상태 시)에 입력전원과 남아있는 역기전력 상호간의 위상차에 의한 충돌(Short)이 발생하여 제어부에 구비된 스위칭 소자인 트랜지스터 등을 손상시켜 PWM 제어기가 동작하지 않는 원인을 제공하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 입력 교류전원의 온/오프 상태를 실시간 감시하고 이와 연동하여 펄스폭변조(PWM) 스위칭 소자의 동작을 제어함과 아울러 모터의 입력단에 연결된 릴레이를 제어함으로써, 입력 교류전원의 순시정전 시 모터에서 발생한 역기전력이 제어부에 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 순시정전 후 복전 시 입력 교류전원과 모터에서 발생되어 제어부에 유입되는 역기전력과의 위상차에 의한 충돌(Short)로 인한 제어부에 구비된 스위칭 소자의 손상을 방지할 수 있는 팬 필터 유닛 제어장치를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 단상 교류 모터에 의해 구동하는 팬 필터 유닛 제어장치에 있어서, 입력된 모터 구동제어 데이터에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하는 PWM 발생부; 상기 PWM 신호의 펄스 주기에 따라 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 단속하여 상기 모터에 모터 구동신호를 인가하는 전원제어부; 입력 교류전원의 온/오프(ON/OFF) 상태를 감지하여 순시정전 및 전원복귀 감지신호를 출력하는 위상감지부; 상기 모터와 상기 전원제어부 사이에 연결되어 상기 모터 구동신호를 차단 및 투입하는 릴레이; 차단 및 투입 제어신호에 따라 상기 릴레이를 구동하는 릴레이 구동부; 및 기설정된 모터 구동 속도값에 대응하는 상기 모터 구동제어 데이터를 출력하도록 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 위상감지부로부터 입력 교류전원의 순시정전 감지신호를 제공받을 경우, 상기 모터 구동신호가 차단되도록 상기 릴레이 구동부에 차단 제어신호를 출력함과 동시에 상기 PWM 신호의 발생이 중지되도록 상기 PWM 발생부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 팬 필터 유닛 제어장치를 제공하는 것이다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 위상감지부로부터 입력 교류전원의 전원복귀 감지신호를 제공받을 경우, 기설정된 일정시간 후에 상기 모터 구동신호가 투입되도록 상기 릴레이 구동부에 투입 제어신호를 출력한 후, 상기 PWM 신호가 발생되도록 상기 PWM 발생부의 동작을 제어함이 바람직하다.
바람직하게, 상기 전원제어부는, 상기 PWM 발생부로부터 입력된 PWM 신호를 회로 분리시켜 전달하는 포토커플러; 상기 포토커플러의 출력에 따라 스위칭되는 스위칭부; 상기 스위칭부의 스위칭 출력단에 2노드가 연결되고, 나머지 2노드 중의 일 노드에 교류 전원신호가 입력되며, 타 노드로 상기 PWM 신호에 의해 초핑된 교류 전원신호를 출력하는 브리지; 및 상기 브리지로부터 입력된 PWM 신호에 따라 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 단속하여 모터 구동신호를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 위상감지부는, 전류의 흐름을 제한하기 위한 저항(R1)과, 저항(R1)과 직렬로 연결된 포토커플러로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제2 측면은, 단상 교류 모터에 의해 구동하는 팬 필터 유닛 제어장치에 있어서, 기설정된 모터 구동 속도값에 대응하는 모터 구동제어 데이터를 출력하고, 상기 모터 구동제어 데이터에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하도록 제어하는 제어부; 상기 PWM 신호의 펄스 주기에 따라 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 단속하여 상기 모터에 모터 구동신호를 인가하는 전원제어부; 입력 교류전원의 온/오프(ON/OFF) 상태를 감지하여 순시정전 및 전원복귀 감지신호를 출력하는 위상감지부; 상기 모터와 상기 전원제어부 사이에 연결되어 상기 모터 구동신호를 차단 및 투입하는 릴레이; 및 차단 및 투입 제어신호에 따라 상기 릴레이를 구동하는 릴레이 구동부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 위상감지부로부터 입력 교류전원의 순시정전 감지신호를 제공받을 경우, 상기 모터 구동신호가 차단되도록 상기 릴레이 구동부에 차단 제어신호를 출력함과 동시에 상기 PWM 신호의 발생이 중지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 팬 필터 유닛 제어장치를 제공하는 것이다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 위상감지부로부터 입력 교류전원의 전원복귀 감지신호를 제공받을 경우, 기설정된 일정시간 후에 상기 모터 구동신호가 투입되도록 상기 릴레이 구동부에 투입 제어신호를 출력한 후, 상기 PWM 신호가 발생되도록 제어함이 바람직하다.
바람직하게, 상기 전원제어부는, 상기 제어부로부터 입력된 PWM 신호를 회로 분리시켜 전달하는 포토커플러; 상기 포토커플러의 출력에 따라 스위칭되는 스위칭부; 상기 스위칭부의 스위칭 출력단에 2노드가 연결되고, 나머지 2노드 중의 일 노드에 교류 전원신호가 입력되며, 타 노드로 상기 PWM 신호에 의해 초핑된 교류 전원신호를 출력하는 브리지; 및 상기 브리지로부터 입력된 PWM 신호에 따라 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 단속하여 모터 구동신호를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 위상감지부는, 전류의 흐름을 제한하기 위한 저항(R1)과, 저항(R1)과 직렬로 연결된 포토커플러로 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 팬 필터 유닛 제어장치에 따르면, 입력 교류전원의 온/오프 상태를 실시간 감시하고 이와 연동하여 펄스폭변조(PWM) 스위칭 소자의 동작을 제어함과 아울러 모터의 입력단에 연결된 릴레이를 제어함으로써, 입력 교류전원의 순시정전 시 모터에서 발생한 역기전력이 제어부에 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 순시정전 후 복전 시 입력 교류전원과 모터에서 발생되어 제어부에 유입되는 역기전력과의 위상차에 의한 충돌(Short)로 인한 제어부에 구비된 스위칭 소자의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 필터 유닛 제어장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전원제어부의 상세 회로도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 필터 유닛 제어장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시된 전원제어부의 상세 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 필터 유닛 제어장치는, 크게 전원공급부(100), 버튼부(150), 메모리부(200), 제어부(250), PWM 발생부(300), 전원제어부(350), 릴레이(400), 릴레이 구동부(450) 및 위상감지부(500) 등을 포함한다. 그리고, 본 발명의 부가적인 양상에 따라 과열감지부(550), 경보출력부(600), 과전류검출부(650) 및 통신부(700)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 전원공급부(100)는 외부로부터 인가되는 교류 입력전압을 직류로 변환하고, 이를 서로 다른 레벨의 전압으로 감압하여 각 구성 요소로 구동전원을 공급한다.
즉, 전원공급부(100)는 외부로부터 인가되는 교류전압을 노이즈 필터를 이용하여 입력되는 교류전압에 포함된 노이즈를 제거한 후, 이를 직류로 변환하여 구동전원을 공급하는데 서로 상이한 레벨을 가지는 구동전압을 출력하게 된다.
버튼부(150)는 AC 모터(Motor)에 대한 구동 속도값을 설정하는 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 있어서는 종래와 같은 3단(고속,중속,저속)의 속도제어 방식과는 달리 버튼부(150)의 조작, 예를 들면 사용자가 설정(SET) 버튼을 한번 누르면 모터의 구동속도를 변경할 수 있는 상태가 되며 그 후에 업(UP) 또는 다운(DOWN) 버튼을 이용하여 속도값을 설정하면 된다.
이렇게 속도값을 설정한 후 엔터(ENTER) 버튼을 누르면 상기 팬 필터 유닛의 구동모터는 설정된 속도값에 따라 구동하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 팬 필터 유닛 제어장치는 사용자의 조작에 따라 모터의 구동속도를 팬 필터 유닛이 설치된 장소의 상황에 따라 0∼100％ 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
메모리부(200)에는 버튼부(150)를 통해 설정된 모터 구동 속도값에 대응하는 구동 제어 데이터와 현재 구동 중인 모터에 인가되는 구동 전원신호에 대한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티비(Duty ratio)가 저장되어 있다.
그리고, 메모리부(200)는 본 발명의 보조적인 양상에 따라 비휘발성 메모리 소자, 예를 들면 플래쉬 메모리 혹은 이이피롬(EEPROM) 등을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 제어부(250)의 내장 메모리로 구현될 수도 있다. 왜냐하면 이와 같은 비휘발성 메모리 소자를 사용함으로써, 정전 등에 따른 모터 구동이 중단되는 경우 사용자에 의해 설정된 모터 구동 속도값이라든가 혹은 모터로 인가되는 구동 전원신호에 대한 PWM 듀티비 등과 같은 모터 구동 제어 데이터가 정전으로 인해 손실되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 제어부(250)는 버튼부(150)를 통해 설정된 모터 구동 속도값에 대응하는 상기 구동 제어 데이터를 출력하도록 제어한다. 즉, 제어부(250)는 버튼부(150)를 통해 입력된 사용자의 조작신호에 따라 내장 메모리 또는 메모리부(200)에 저장된 모터 구동 속도값에 대응하는 구동 제어 데이터를 독출하여 출력하도록 제어한다.
그리고, 본 발명의 보조적인 양상에 따라 제어부(250)는 정전으로 인한 재 구동 시 내장 메모리 또는 메모리부(200)에 저장된 정전 직전의 교류 모터 구동에 관련된 데이터, 예를 들면 모터에 인가되는 구동 전원신호에 대한 PWM 신호의 듀티비나 모터 구동 속도값으로 초기화되어 재 구동하도록 제어한다. 즉, 정전으로 인한 재 구동 시 상기 비휘발성 메모리에 저장된 정전 직전의 각종 제어 데이터를 독출하여 재 구동시키게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 팬 필터 유닛 제어장치는 정전과 같은 돌발 사고로 인하여 구동이 중단된 후 재 구동되는 경우 기 저장된 제어 데이터를 이용하여 정전 전의 구동 상태, 즉 구동속도를 용이하게 유지할 수 있게 된다.
이와 같이 제어부(250)를 통해 출력된 구동 제어 데이터는 PWM 발생부(300)를 통해 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 제어하게 된다. 즉, PWM 발생부(300)는 제어부(250)로부터 입력된 모터 구동 제어 데이터에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하여 출력한다.
이와 같은 PWM 신호는 독립적인 소자를 이용하는 발생시키는 것도 가능하지 만, 본 발명의 일 실시예에 있어서는 프로그래머블 로직 디바이스(Programmable Logic Device, PLD)를 채택하여 PWM 신호를 발생시키는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 프로그래머블 로직 디바이스는 제어부(250)로부터 입력된 구동 제어 데이터에 해당하는 PWM 신호를 발생하도록 프로그램 되어있는 것으로, 사용자의 프로그래밍에 따라 PWM 신호의 발생 및 듀티 사이클을 자유롭게 변환시킬 수 있으므로 모터의 구동속도를 용이하게 제어할 수 있기 때문이다.
특히, 제어부(250)는 위상감지부(500)로부터 입력 교류전원의 순시정전 감지신호를 제공받을 경우, 모터에서 발생한 역기전력이 제어부(250)에 최대한 유입되지 않도록 모터로 입력되는 모터 구동신호가 차단되도록 릴레이 구동부(450)에 차단 제어신호를 출력하여 릴레이(400)의 접점을 신속하게 개방(OPEN)시킴과 동시에 PWM 신호의 발생이 중지되도록 PWM 발생부(300)의 동작을 제어(즉, PWM 스위칭 소자 OFF)한다.
즉, 제어부(250)는 위상감지부(500)를 통해 입력 교류전원을 실시간으로 감시하여 일정시간 동안에 교류전원이 인가되지 않으면, 순시정전으로 판단한다. 즉, 제어부(250)는 위상감지부(500)의 포토커플러(510)를 이용하여 교류전원이 입력되는지 판단하고, 일정시간 동안에 교류전원이 인가되지 않으면 즉, 위상감지부(500)로부터 전원전압(+5V)이 일정시간 동안 감지되지 않으면, 순시정전으로 판단한다.
또한, 제어부(250)는 위상감지부(500)로부터 입력 교류전원의 순시정전 후 전원복귀 감지신호를 제공받을 경우, 입력전원 즉, 모터 구동신호가 모터 측으로 투입되어 제어부(250)에 남아있는 역기전력과의 위상차로 인한 충돌(Short)이 발생되지 않도록 역기전력이 사라지는 기설정된 일정시간(약 수sec) 지연(Delay)을 주어 그 지연 시간 후에 모터 구동신호가 투입되도록, 상기 기설정된 일정시간 후 릴레이 구동부(450)에 투입 제어신호를 출력하여 릴레이(400)의 접점을 폐쇄(CLOSE)한 다음, PWM 신호가 발생되도록 PWM 발생부(300)의 동작(즉, PWM 스위칭 소자 ON)을 제어하여 모터가 구동되도록 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 메모리부(200) 및 PWM 발생부(300)를 제어부(250)와 기능적으로 분리하여 구현하였지만, 이에 국한하지 않으며, 제어부(250)에서 메모리부(200) 및 PWM 발생부(300)의 기능을 모두 포함하여 구현할 수도 있다.
그리고, 전원제어부(350)는 상기 PWM 신호의 펄스 주기에 따라 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 단속하여 상기 모터에 모터 구동신호를 인가하는 것으로, 본 발명의 보조적인 양상에 따르면 전원제어부(350)는 포토커플러(351), 스위칭부(352), 브리지(353) 및 출력부(354)를 포함한다.
여기서, 포토커플러(351)는 PWM 발생부(300)로부터 입력된 PWM 신호를 회로 분리시켜 전달하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, PWM 발생부(300)로부터 입력된 PWM 신호에 따라 스위칭되는 트랜지스터(Q1)의 온/오프에 따라 PWM 신호를 전달한다.
그리고, 스위칭부(352)는 포토커플러(351)의 출력에 따라 스위칭되는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서는 직류 소자인 FET(Q2)를 사용하여 인버터 브리지(353)를 통해 외부로부터 입력되는 교류 전원신호를 포토커플러(351)의 출력에 따라 플러스, 마이너스 영역 모두에서 초핑한다. 이와 같은 초핑은 상기 PWM 신호의 듀티비를 조절하면, 모터에 인가되는 전압 및 전류를 자유로이 변경할 수 있게 된다.
브리지(353)는 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 정류하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 스위칭부(Q2)의 스위칭 출력단에 2노드가 연결되고, 나머지 2노드 중의 일 노드에 교류 전원신호가 입력되며 타 노드로 상기 PWM 신호에 의해 초핑된 교류 전원신호를 출력한다.
이와 같이 본 발명에 따른 팬 필터 유닛 제어장치는 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 정류시키는 브리지와 상기 브리지에 의해 출력된 전원신호에 대해 양극성으로 구동하는 직류 소자인 FET를 사용함으로써, 종래 트라이악을 이용하여 위상제어를 하는 경우 발생하는 파형의 일그러짐 현상을 방지할 수 있으며, 종래의 인버터 제어 방식과는 달리 직류전압에 대한 정류소자가 불필요하게 됨으로써, 보다 저비용으로 속도 제어 및 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 출력부(354)는 브리지(353)로부터 입력된 PWM 신호에 따라 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 단속하여 모터 구동신호를 출력하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 출력부(354)는 두 개의 트랜지스터(Q3,Q4) 및 캐패시터(C1,C2)와 다수의 다이오드(D1∼D8)로 구성된다. 이와 같이 구성된 출력부(354)는 브리지(353)를 통해 초핑된 신호에 따라 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 단속하여 모터 구동신호를 출력하게 된다.
한편, 모터에서 발생되는 유도 전류는 도 2에 도시된 활류 다이오드(D1,D5)에 의해 처리된다. 즉, 활류 다이오드(D1,D5)는 각각의 트랜지스터(Q3,Q4)에 의해 구동되며, 두 트랜지스터(Q3,Q4)는 다이오드(D3-D4, D7-D8)가 전류에 대해 순방향일 때 자동으로 턴온된다. 그리고, 캐패시터(C1,C2)는 스위치(Q2)가 오프되어 있을 때에도 트랜지스터(Q3,Q4)가 턴온 상태를 유지시키는 역할을 한다. 한편, 다이오드(D1,D5)는 트랜지스터(Q3,Q4)가 모터로부터의 역방향 전류, 예를 들면 서지 발생으로 인한 전류에 의해 구동되는 것을 방지하는 역할을 한다.
따라서, 본 발명에 따른 팬 필터 유닛 제어장치는 이와 같은 구성으로 이루어진 전원제어부(350)를 통해 인버터 브리지(353)를 이용한 회로 단순화로 위상 제어와 같은 경제성과 고조파 노이즈 제거에 따른 인버터와 같은 고성능, 고효율의 신뢰도를 얻을 수 있게 된다.
한편, 릴레이(400)는 상기 모터와 전원제어부(350) 사이에 연결되어 있으며, 전원제어부(350)의 출력부(354)로부터 출력된 모터 구동신호를 차단 및 투입하는 기능을 수행하는 것으로서, 릴레이(400)는 통상적으로 전자석을 이용한 스위치로서 일반적으로 많이 사용되고 있다. 즉, 통상적인 릴레이는 크게 전자석과 릴레이 스위치로 구성되어 있으며, 상기 전자석에 전기가 인가되면 자력에 의해 상기 릴레이 스위치를 끌어당기게 되어 상기 릴레이 스위치가 온(ON) 상태로 접속되고, 상기 전자석에 전기를 인가하지 않게 되면 상기 릴레이 스위치에 구비된 탄성에 의해 오프(OFF) 상태로 떨어지는 구조로 되어 있다.
이와 같이 구성된 릴레이(400)는 제어부(250)로부터 출력된 차단 및 투입 제어신호에 따라 릴레이 구동부(450)에 의해 구동된다. 그리고, 릴레이 구동부(450)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(250)의 출력단에 연결되어 제어부(250)로부터 출력된 차단 및 투입 제어신호에 따라 턴온 및 턴오프되는 트랜지스터(Q5)와, 릴레이(400)와 트랜지스터(Q5) 사이에 연결되어 트랜지스터(Q5)의 턴온 및 턴오프에 따라 릴레이(400)에 구동 전원을 공급하는 포토커플러(451)로 구성되어 있다.
그리고, 위상감지부(500)는 입력 교류전원의 온/오프(ON/OFF) 상태(예컨대, 순시정전 또는 순간 정복전)를 감지하는 기능을 수행하는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 전류의 흐름을 제한하기 위한 저항(R1)과, 저항(R1)과 직렬로 연결되어 입력전원(AC)의 유무에 따라 전원전압(+5V)을 전달 또는 차단하는 포토커플러(510) 등으로 구성되어 있다. 이때, 포토커플러(510)는 한 쪽은 발광 다이오드(LED)를 달아 빛을 내고 다른 한 쪽은 포토 다이오드(PHOTO DIODE)나 포토 트랜지스터(PHOTO TRANSISTOR)로 빛을 받아 온/오프(ON/OFF)하여 순시정전 또는 복전을 감지하는데 이용된다.
이러한 위상감지부(500)는 입력 교류전원의 일측 라인에 저항(R1)과 직렬로 연결된 포토커플러(510)로 구성되어 입력되는 교류전압이 플러스 값 또는 마이너스 값으로 어느 정도 이상이 되는 구간에서는 포토커플러(510)가 온(ON) 상태로 유지되고 어느 정도 이하로 떨어지면 포토커플러(510)가 오프(OFF)되는데 온(ON)되거나 오프(OFF)되는 시간간격은 가변저항 또는 통상의 저항을 사용하여 저항(R1)값의 크기를 달리 구성하여 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따라 상기 제어장치는 과열감지부(550), 과전류검출부(650) 및 통신부(700)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 과열감지부(550)는 상기 모터의 구동에 따른 과열 상태를 감지하는 것으로, 이에 따라 제어부(250)는 과열감지부(550)로부터 입력된 감지 신호에 따라 상기 모터의 구동을 제어한다. 즉, 제어부(250)는 과열감지부(550)를 통해 과열 감지신호가 입력되는 경우 이에 해당하는 모터 구동 제어 데이터를 출력하도록 제어한다.
그리고, 본 발명의 부가적인 양상에 따라 상기 제어장치는 상기 모터의 구동에 따른 과열 발생 시 모터 구동 상태를 외부로 경보하는 경보출력부(600)를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 제어부(250)는 과열감지부(550)로부터 입력된 신호에 따라 경보출력부(600)의 구동을 제어한다.
그리고, 과전류검출부(650)는 외부에서 전원공급부(100)로의 과전류 인가 여부를 검출하고, 이에 따라 제어부(250)는 과전류검출부(650)로부터 입력된 검출 신호에 따라 상기 모터의 구동을 제어한다. 즉, 과전류검출부(650)는 전원공급부(100)로 인가되는 외부 교류 전원신호로부터 과전류 여부를 검출하는 것으로, 평활화 회로부 및 비교 회로부와 아이솔레이트로 구성되는 과전류검출부는 본 건 출원일 이전에 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 이와 같은 양상에 따라 본 발명에 따른 팬 필터 유닛 제어장치는 과전류검출부(650)로부터 입력된 검출신호에 따라 제어부(250)는 PWM 발생부(300)로 출력되는 구동 제어 데이터를 제어하여 과전류 발생기간에만 모터의 구동을 정지시키고, 나머지 정상상태에서는 운전이 지속적으로 이루어지도록 함과 더불어 과전류로부터 스위칭 소자를 효과적으로 보호할 수 있게 된다.
그리고, 통신부(700)는 상기 모터 구동에 따른 각종 데이터를 외부로 송신하고, 외부로부터 모터 제어신호를 수신하며 이에 따라 제어부(250)는 통신부(700)로부터 입력된 제어신호에 따라 상기 모터의 구동을 제어한다.
본 발명의 이와 같은 양상에 따라 본 발명에 따른 팬 필터 유닛 제어장치는 팬 필터 유닛을 제어하는 시스템과의 통신이 가능할 뿐만 아니라 이를 통해 팬 필터의 구동 상태를 원격에서 제어할 수 있게 된다.
전술한 본 발명에 따른 팬 필터 유닛 제어장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100 : 전원공급부, 150 : 버튼부,
200 : 메모리부, 250 : 제어부,
300 : PWM 발생부, 350 : 전원제어부,
400 : 릴레이, 450 : 릴레이 구동부,
500 : 위상감지부, 550 : 과열감지부,
600 : 경보출력부, 650 : 과전류검출부,
700 : 통신부

Claims (7)

  1. 단상 교류 모터에 의해 구동하는 팬 필터 유닛 제어장치에 있어서,
    입력된 모터 구동제어 데이터에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하는 PWM 발생부;
    상기 PWM 신호의 펄스 주기에 따라 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 단속하여 상기 모터에 모터 구동신호를 인가하는 전원제어부;
    전류의 흐름을 제한하기 위한 저항(R1)과, 저항(R1)과 직렬로 연결된 포토커플러로 이루어지며, 입력 교류전원의 온/오프(ON/OFF) 상태를 감지하여 순시정전 및 전원복귀 감지신호를 출력하는 위상감지부;
    상기 모터와 상기 전원제어부 사이에 연결되어 상기 모터 구동신호를 차단 및 투입하는 릴레이;
    차단 및 투입 제어신호에 따라 상기 릴레이를 구동하는 릴레이 구동부; 및
    기설정된 모터 구동 속도값에 대응하는 상기 모터 구동제어 데이터를 출력하도록 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 위상감지부로부터 입력 교류전원의 순시정전 감지신호를 제공받을 경우, 상기 모터 구동신호가 차단되도록 상기 릴레이 구동부에 차단 제어신호를 출력함과 동시에 상기 PWM 신호의 발생이 중지되도록 상기 PWM 발생부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 팬 필터 유닛 제어장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 위상감지부로부터 입력 교류전원의 전원복귀 감지신호를 제공받을 경우, 기설정된 일정시간 후에 상기 모터 구동신호가 투입되도록 상기 릴레이 구동부에 투입 제어신호를 출력한 후, 상기 PWM 신호가 발생되도록 상기 PWM 발생부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 팬 필터 유닛 제어장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전원제어부는,
    상기 PWM 발생부로부터 입력된 PWM 신호를 회로 분리시켜 전달하는 포토커플러;
    상기 포토커플러의 출력에 따라 스위칭되는 스위칭부;
    상기 스위칭부의 스위칭 출력단에 2노드가 연결되고, 나머지 2노드 중의 일 노드에 교류 전원신호가 입력되며, 타 노드로 상기 PWM 신호에 의해 초핑된 교류 전원신호를 출력하는 브리지; 및
    상기 브리지로부터 입력된 PWM 신호에 따라 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 단속하여 모터 구동신호를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬 필터 유닛 제어장치.
  4. 단상 교류 모터에 의해 구동하는 팬 필터 유닛 제어장치에 있어서,
    기설정된 모터 구동 속도값에 대응하는 모터 구동제어 데이터를 출력하고, 상기 모터 구동제어 데이터에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하도록 제어하는 제어부;
    상기 PWM 신호의 펄스 주기에 따라 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 단속하여 상기 모터에 모터 구동신호를 인가하는 전원제어부;
    전류의 흐름을 제한하기 위한 저항(R1)과, 저항(R1)과 직렬로 연결된 포토커플러로 이루어지며, 입력 교류전원의 온/오프(ON/OFF) 상태를 감지하여 순시정전 및 전원복귀 감지신호를 출력하는 위상감지부;
    상기 모터와 상기 전원제어부 사이에 연결되어 상기 모터 구동신호를 차단 및 투입하는 릴레이; 및
    차단 및 투입 제어신호에 따라 상기 릴레이를 구동하는 릴레이 구동부를 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 위상감지부로부터 입력 교류전원의 순시정전 감지신호를 제공받을 경우, 상기 모터 구동신호가 차단되도록 상기 릴레이 구동부에 차단 제어신호를 출력함과 동시에 상기 PWM 신호의 발생이 중지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 팬 필터 유닛 제어장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 위상감지부로부터 입력 교류전원의 전원복귀 감지신호를 제공받을 경우, 기설정된 일정시간 후에 상기 모터 구동신호가 투입되도록 상기 릴레이 구동부에 투입 제어신호를 출력한 후, 상기 PWM 신호가 발생되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 팬 필터 유닛 제어장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 전원제어부는,
    상기 제어부로부터 입력된 PWM 신호를 회로 분리시켜 전달하는 포토커플러;
    상기 포토커플러의 출력에 따라 스위칭되는 스위칭부;
    상기 스위칭부의 스위칭 출력단에 2노드가 연결되고, 나머지 2노드 중의 일 노드에 교류 전원신호가 입력되며, 타 노드로 상기 PWM 신호에 의해 초핑된 교류 전원신호를 출력하는 브리지; 및
    상기 브리지로부터 입력된 PWM 신호에 따라 외부로부터 인가되는 교류 전원신호를 단속하여 모터 구동신호를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬 필터 유닛 제어장치.
  7. 삭제
KR1020100074991A 2010-08-03 2010-08-03 팬 필터 유닛 제어장치 KR101014390B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100074991A KR101014390B1 (ko) 2010-08-03 2010-08-03 팬 필터 유닛 제어장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100074991A KR101014390B1 (ko) 2010-08-03 2010-08-03 팬 필터 유닛 제어장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101014390B1 true KR101014390B1 (ko) 2011-02-15

Family

ID=43777384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100074991A KR101014390B1 (ko) 2010-08-03 2010-08-03 팬 필터 유닛 제어장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101014390B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101275689B1 (ko) * 2011-06-14 2013-06-25 주식회사 시스웍 에프에프유 제어기 보호장치
KR20190001219A (ko) * 2017-06-27 2019-01-04 주식회사 애니텍 지하철용 공기질 개선장치
KR20190128696A (ko) * 2017-04-25 2019-11-18 니토 코키 가부시키가이샤 모터 제어장치 및 전동 공구

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09266695A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Mitsubishi Electric Corp 周波数変換装置
KR20070065932A (ko) * 2005-10-21 2007-06-27 현대자동차주식회사 스파이크 노이즈를 방지하는 쿨링팬-드라이버 구동회로

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09266695A (ja) * 1996-03-28 1997-10-07 Mitsubishi Electric Corp 周波数変換装置
KR20070065932A (ko) * 2005-10-21 2007-06-27 현대자동차주식회사 스파이크 노이즈를 방지하는 쿨링팬-드라이버 구동회로

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101275689B1 (ko) * 2011-06-14 2013-06-25 주식회사 시스웍 에프에프유 제어기 보호장치
KR20190128696A (ko) * 2017-04-25 2019-11-18 니토 코키 가부시키가이샤 모터 제어장치 및 전동 공구
KR102342214B1 (ko) * 2017-04-25 2021-12-22 니토 코키 가부시키가이샤 모터 제어장치 및 전동 공구
KR20190001219A (ko) * 2017-06-27 2019-01-04 주식회사 애니텍 지하철용 공기질 개선장치
KR101963956B1 (ko) * 2017-06-27 2019-04-01 주식회사 애니텍 지하철용 공기질 개선장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8472216B2 (en) Circuit arrangement and control circuit for a power-supply unit, computer power-supply unit and method for switching a power-supply unit
JP2000354371A (ja) パルス幅変調制御装置
WO2016019137A2 (en) Power sharing solid-state relay
TWI580183B (zh) 開關裝置及具有該裝置之負載控制系統
TWM481439U (zh) 交換式電源供應器及其保護裝置
CN210405079U (zh) 一种保护电路及电源输入模块
KR101014390B1 (ko) 팬 필터 유닛 제어장치
KR101206215B1 (ko) 전자 접촉기
RU2661311C2 (ru) Электронная схема и способ работы электронной схемы
KR101671482B1 (ko) 대기전력 차단 장치
CN209946327U (zh) 继电器触点的检测电路以及供电装置
JP5325603B2 (ja) トライアック制御・安定化電源回路を有する電子式スイッチ
CN208445503U (zh) 电机控制电路及清洁工具
JP3401238B2 (ja) ワールドワイド電源装置
WO2015032433A1 (en) Electrical appliance having zero stand-by power consumption
JP2004166480A (ja) モータ電源供給装置及びモータ電源供給方法
TWI565363B (zh) 開關裝置
WO2012155337A1 (zh) 一种直流有刷电机的保护电路
KR101657228B1 (ko) 에어컨디셔너의 대기전력 제어장치
KR101048035B1 (ko) 대기전력 차단용 콘센트 제어기
KR0121247Y1 (ko) 돌입전류 차단회로
KR100435227B1 (ko) 팬 필터 유닛 제어장치
TW486857B (en) DC fan driving circuit
JP3739165B2 (ja) 洗濯機
JPH09233827A (ja) Ｐｗｍインバータ用出力回路

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140205

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150210

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160205

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170207

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180206

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190207

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200206

Year of fee payment: 10