KR101122662B1 - 릴레이 구동장치 및 구동방법 - Google Patents

릴레이 구동장치 및 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 릴레이 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로서, 마이컴 등의 제어소자에서 대전류의 부하를 구동시키기 위해 사용되는 릴레이를 통해 부하를 구동시킬 때 부하를 구동시키기 위한 구동전원에 전압변화가 발생할 경우 릴레이를 턴오프시키기 위한 릴레이 제어신호를 출력하여 응급정지시킴으로써 부하의 오프되면서 발생되는 역기전력으로부터 구동회로를 보호하는 효과가 있다.
릴레이, 구동, 응급정지, 제어신호, 역기전력, 비안정전압, 과도전압

Description

릴레이 구동장치 및 구동방법{OPERATING APPARATUS AND METHOD OF RELAY SWITCH}
본 발명은 릴레이 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이컴 등의 제어소자에서 대전류의 부하를 구동시키기 위해 사용되는 릴레이를 통해 부하를 구동시킬 때 부하를 구동시키기 위한 구동전원에 전압변화가 발생할 경우 릴레이를 턴오프시키기 위한 릴레이 제어신호를 출력하여 응급정지시킴으로써 부하의 오프되면서 발생되는 역기전력으로부터 구동회로를 보호할 수 있도록 한 릴레이 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로 릴레이는 마이컴 및 디지털 전자회로에서 외부에 있는 전자기기나 모터 등을 구동할 경우 가장 많이 사용되는 인터페이스로써, 온저항이 적고, 오프시의 절연저항, 내압 및 전류용량이 큰 구동회로에서 널리 사용되고 있다.
이와 같은 특성의 종래 기술에 따른 릴레이의 구동회로는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1트랜지스터(Q101)의 베이스에 제어신호(CTRL)가 입력되고, 일측이 전 원전압(12V)과 연결된 릴레이(K1)의 타측에 제1트랜지스터(Q101)의 컬렉터가 연결되며 제1트랜지스터(Q101)의 이미터가 제2트랜지스터(Q102)의 베이스에 연결되고, 제2트랜지스터(Q102)의 컬렉터는 제1트랜지스터(Q101)의 컬렉터와 연결되며, 제2트랜지스터(Q102)의 이미터는 접지와 연결되고, 제1트랜지스터(Q101)의 베이스와 제1트랜지스터(Q101)의 이미터에 제1저항(R1)이 매개되며, 제2트랜지스터(Q102)의 베이스와 제2트랜지스터(Q102)의 이미터에 제2저항(R2)이 매개되고, 릴레이(K1)의 전원오프시 발생되는 역기전력을 제거하기 위해 릴레이(K1)에 병렬로 제1다이오드(D1)가 연결되어 이루어진다.
따라서, 제어신호(CTRL)가 로우신호에서 하이신호로 입력될 경우 제1트랜지스터(Q101)가 턴온되어 제1트랜지스터(Q101)를 통해 전류가 흐르고, 이러한 전류는 제2트랜지스터(Q102)의 베이스에 입력되어 제2트랜지스터(Q102)를 턴온시킴으로써 릴레이(K1)를 동작시키게 됨에 따라 부하인 모터(M)에 구동전원(AC)이 인가되어 동작하게 된다.
또한, 부하인 모터(M)의 동작을 중지시키기 위해 제어신호(CTRL)가 로우신호로 입력될 경우 제1트랜지스터(Q101)가 턴오프되면서 제2트랜지스터(Q102)를 턴오프시킴으로써 릴레이(K1)를 오프시킴으로써 모터(M)의 동작을 중지시키게 된다.
그러나, 위와 같은 릴레이 구동회로에 의해 부하의 작동을 제어할 때 구동전원(AC)이 불안정하거나 순시정전이 발생할 경우 마이컴(미도시)으로 전원을 공급하기 위한 전원공급장치(미도시)인 SMPS(Switched Mode Power Supply)의 경우 구동전압(AC)를 DC 12V의 전원전압으로 정류하기 위해 캐패시터 및 트랜스포머 등이 포함되어 있어 순시정전에 대해 응답시간 지연으로 전압방전 시간이 길게 되어 마이컴이 정상적으로 작동될 수 있는 반면에 부하의 경우 구동전원(AC)이 온오프됨에 따라 부하도 온오프를 반복하게 된다.
이와 같이 부하의 작동이 오프된 상태임에도 마이컴은 작동하여 릴레이(K1)를 정상적으로 턴온시킨 상태를 유지하기 때문에 코일부하인 모터(M)가 오프되면서 코일에서 발생되는 역기전력은 턴온되어 있는 구동회로의 제1 내지 제2트랜지스터(Q101, Q102)를 통해 과도전류가 흐르게 되어 부품을 소손시키게 되며 이로 인해 구동회로의 제1내지 제2트랜지스터(Q101, Q102)를 파괴시키는 원인이 되어 부하의 구동불능상태를 초래하는 원인이 되거나 심할 경우 구동회로 보드가 소손되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 마이컴 등의 제어소자에서 대전류의 부하를 구동시키기 위해 사용되는 릴레이를 통해 부하를 구동시킬 때 부하를 구동시키기 위한 구동전원에 전압변화가 발생할 경우 릴레이를 턴오프시키기 위한 릴레이 제어신호를 출력하여 응급정지시킴으로써 부하의 오프되면서 발생되는 역기전력으로부터 구동회로를 보호할 수 있도록 한 릴레이 구동장치 및 구동방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명에 의한 릴레이 구동장치는 부하를 구동시키기 위한 구동전원의 전압상태를 감지하기 위한 전압감지부와, 릴레이를 구동시키기 위한 제어신호를 출력할 뿐만 아니라 전압감지부를 통해 감지된 구동전원의 전압상태에 따라 릴레이를 온시킨 상태에서 구동전원의 전압상태가 일정전압 이하로 낮아질 경우 응급정지를 위한 제어신호를 출력하는 마이컴과, 마이컴에서 출력되는 제어신호에 따라 릴레이를 구동시켜 부하를 구동시키기 위한 릴레이 구동부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 본 발명에 의한 릴레이 구동방법은 부하를 구동시키는 구동전원의 전압상태를 감지하기 위한 전압감지부로부터 구동전원의 전압상태를 입력받아 릴레이를 응급정지시키기 위한 제어신호 및 릴레이를 구동시키기 위한 제어신호를 출력하는 릴레이 구동방법에 있어서, 릴레이가 온상태인가 판단하는 단계와, 릴레이가 온상태일 경우 구동전원의 전압상태를 입력받는 단계와, 구동전원의 전압상태를 입력받아 구동전원의 전압상태가 일정전압 이하로 낮아질 경우 릴레이를 응급정지하기 위한 응급정지 제어신호를 출력하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 마이컴 등의 제어소자에서 대전류의 부하를 구 동시키기 위해 사용되는 릴레이를 통해 부하를 구동시킬 때 부하를 구동시키기 위한 구동전원에 전압변화가 발생할 경우 릴레이를 턴오프시키기 위한 릴레이 제어신호를 출력하여 응급정지시킴으로써 부하의 오프되면서 발생되는 역기전력으로부터 구동회로를 보호할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 릴레이 구동장치를 간략하게 나타낸 블록구성도이다.
여기에 도시된 바와 같이 부하(40)인 모터(M)를 구동시키기 위한 구동전원(AC)의 전압상태를 감지하기 위한 전압감지부(10)와, 릴레이(K1)를 구동시키기 위한 제어신호(CTRL)를 출력할 뿐만 아니라 전압감지부(10)를 통해 감지된 구동전원(AC)의 전압상태에 따라 응급정지를 위한 제어신호(CTRL)를 출력하는 마이컴(20)과, 마이컴(20)에서 출력되는 제어신호(CTRL)에 따라 릴레이(K1)를 구동시켜 부하(40)를 구동시키기 위한 릴레이 구동부(30)로 이루어진다.
이때, 응급정지를 위한 제어신호(CTRL)는 마이컴(20)에서 릴레이(K1)를 온시킨 상태에서 구동전원(AC)의 전압상태가 일정전압 이하로 낮아질 경우 출력하게 된 다.
위에서 릴레이 구동부(30)는 도 1에 도시된 종래 기술에 의한 릴레이 구동회로로 구성된다.
즉, 베이스에 제어신호(CTRL)가 입력되고 컬렉터에 일측이 전원전압(12V)과 연결된 릴레이(K1)의 타측에 연결되고 이미터가 제2트랜지스터(Q102)에 베이스에 연결된 제1트랜지스터(Q101)와, 베이스에 제1트랜지스터(Q101)의 이미터가 연결되고 컬렉터에 제1트랜지스터(Q101)의 컬렉터에 연결되고 이미터가 접지와 연결된 제2트랜지스터(Q102)와, 제1트랜지스터(Q101)의 베이스와 이미터에 매개된 제1저항(R1)과, 제2트랜지스터(Q102)의 베이스와 이미터에 매개된 제2저항(R2)과, 릴레이(K1)와 병렬로 연결된 다이오드(D1)로 이루어진다.
따라서, 제어신호(CTRL)가 로우신호에서 하이신호로 입력될 경우 제1트랜지스터(Q101)가 턴온되어 제1트랜지스터(Q101)를 통해 전류가 흐르고, 이러한 전류는 제2트랜지스터(Q102)의 베이스에 입력되어 제2트랜지스터(Q102)를 턴온시킴으로써 릴레이(K1)를 동작시키게 됨에 따라 부하(40)인 모터(M)에 구동전원(AC)이 인가되어 동작하게 된다.
또한, 부하(40)인 모터(M)의 동작을 중지시키기 위해 제어신호(CTRL)가 로우신호로 입력될 경우 제1트랜지스터(Q101)가 턴오프되면서 제2트랜지스터(Q102)를 턴오프시킴으로써 릴레이(K1)를 오프시킴으로써 모터(M)의 동작을 중지시키게 된다.
위와 같이 마이컴(20)에서 제어신호(CTRL)를 출력함에 따라 릴레이 구동 부(30)에서 릴레이(K1)를 온오프 시킴으로써 부하(40)를 동작시키게 될 때 부하(40)를 구동시키기 위한 구동전원(AC)이 불안정하거나 순시정전이 발생하여 일정전압 이하로 낮아질 경우 전압감지부(10)에서 이를 감지하여 마이컴(20)으로 출력하게 된다.
따라서, 마이컴(20)은 릴레이(K1)를 온시킨 상태에서 전압감지부(10)에서 감지한 구동전원(AC)이 일정전압 이하로 낮아져 이상이 발생할 경우에는 릴레이(K1)를 응급 정지시키기 위한 제어신호(CTRL)를 출력하여 릴레이(K1)를 오프시킴으로써 코일부하인 모터(M)가 정지되면서 발생되는 역기전력에 의한 과도전압이 릴레이 구동부(30)로 유입되는 것을 차단하도록 한다.
위와 같이 이루어진 본 발명에 의한 릴레이 구동장치에 있어서, 릴레이(K1)를 구동하기 위한 릴레이 구동방법은 부하(40)를 구동시키는 구동전원(AC)의 전압상태를 감지하기 위한 전압감지부(10)로부터 구동전원(AC)의 전압상태를 입력받아 릴레이(K1)를 응급 정지시키기 위한 제어신호(CTRL) 및 릴레이(K1)를 구동시키기 위한 제어신호(CTRL)를 출력하는 릴레이 구동방법에 있어서, 릴레이(K1)가 온상태인가 판단하는 단계(S10)와, 릴레이(K1)가 온상태일 경우 구동전원(AC)의 전압상태를 입력받는 단계(S20)와, 구동전원(AC)의 전압상태를 입력받아 구동전원(AC)의 전압상태에 이상여부를 판단하는 단계(S30)와, 구동전원(AC)의 전압상태에 이상이 발생한 경우 릴레이(K1)를 응급정지하기 위한 응급정지 제어신호(CTRL)를 출력하는 단계(S40)를 더 포함하여 이루어진다.
이를 구체적으로 도 3에 도시된 본 발명에 의한 릴레이 구동방법을 설명하기 위한 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 마이컴(20)에서는 모터(M)를 구동시키기 위한 릴레이(K1)를 구동상태를 판단하여 온상태인가 판단한다(S10).
이때 릴레이(K1)의 구동상태가 온상태일 경우 구동전원(AC)의 전압상태를 감지하는 전압감지부(10)로부터 구동전원(AC)의 전압상태를 입력받는다(S20).
이렇게 구동전원(AC)의 전압상태를 입력받아 구동전원(AC)의 전압상태를 판단하여 구동전원(AC)이 불안정하여 오프되거나 순시정전이 발생하거나 일정전압 이하로 낮아질 경우 구동전원(AC)의 이상으로 판단하게 된다(S30).
이와 같이 구동전원(AC)이 이상할 경우 온되어 있는 릴레이(K1)를 응급으로 정지시키기 위한 응급정지를 위한 제어신호(CTRL)를 출력하게 된다(S40).
이렇게 릴레이(K1)가 온된 상태에서 구동전원(AC)이 일정전압 이하로 낮아져 이상이 발생할 경우에는 릴레이(K1)를 응급 정지시키기 위한 제어신호(CTRL)를 출력하여 릴레이(K1)를 오프시킴으로써 코일부하인 모터(M)가 정지되면서 발생되는 역기전력에 의한 과도전압이 릴레이 구동부(30)로 유입되는 것을 차단하도록 한다.
도 1은 종래기술에 따른 릴레이 구동회로를 나타낸 회로구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 릴레이 구동장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 릴레이 구동방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 : 전압감지부
20 : 마이컴
30 : 릴레이 구동부
40 : 부하
Q101, Q102 : 제 1내지 제 2트랜지스터
R1, R2 : 제 1내지 제 2저항
K1 : 릴레이
D1 : 다이오드

Claims (3)

  1. 부하를 구동시키기 위한 구동전원의 전압상태를 감지하기 위한 전압감지부와,
    릴레이를 구동시키기 위한 제어신호를 출력할 뿐만 아니라 상기 전압감지부를 통해 감지된 상기 구동전원의 전압상태에 따라 상기 릴레이를 온시킨 상태에서 상기 구동전원의 전압상태가 일정전압 이하로 낮아질 경우 응급정지를 위한 제어신호를 출력하는 마이컴과,
    상기 마이컴에서 출력되는 상기 제어신호에 따라 상기 릴레이를 구동시켜 부하를 작동시키기 위한 릴레이 구동부
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 릴레이 구동장치.
  2. 삭제
  3. 부하를 구동시키는 구동전원의 전압상태를 감지하기 위한 전압감지부로부터 구동전원의 전압상태를 입력받아 릴레이를 응급정지시키기 위한 제어신호 및 릴레이를 구동시키기 위한 제어신호를 출력하는 릴레이 구동방법에 있어서,
    상기 릴레이가 온상태인가 판단하는 단계와,
    상기 릴레이가 온상태일 경우 상기 구동전원의 전압상태를 입력받는 단계와,
    상기 구동전원의 전압상태를 입력받아 상기 구동전원의 전압상태가 일정전압 이하로 낮아질 경우 상기 릴레이를 응급정지하기 위한 응급정지 제어신호를 출력하는 단계
    를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 릴레이 구동방법.
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