KR101951675B1 - 대기 전력 기능을 가지는 전원 장치 및 공기 조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전원 장치에 관한 것으로 특히, 대기 전력 기능을 가지는 전원 장치 및 공기 조화기에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 제1 통신부; 상기 제1 통신부에 제어 신호를 전달하는 제1 제어부; 교류 전원에 연결되어 전력을 공급하는 SMPS부 및 상기 SMPS부에 공급되는 전력을 선택적으로 온/오프 시키는 대기전력 전환부를 포함하는 주전원; 상기 교류 전원에 연결되는 보조전원; 통신선에 의하여 상기 제1 통신부와 연결되고, 상기 보조전원으로부터 전력을 공급받는 제2 통신부; 상기 보조전원 및 상기 제2 통신부에 연결되어 상기 제어 신호에 따라 상기 대기전력 전환부에 구동 전력을 공급하는 전환 구동부; 및 상기 SMPS부에 의하여 전력을 공급받아 상기 전환 구동부에 선택적으로 전력을 공급하는 제2 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

대기 전력 기능을 가지는 전원 장치 및 공기 조화기 {Air conditioner having power saving function}
본 발명은 전원 장치에 관한 것으로 특히, 대기 전력 기능을 가지는 전원 장치 및 공기 조화기에 관한 것이다.
일반적으로, 공기 조화기의 실외기에 설치되는 압축기는 모터를 구동원으로 이용하고 있다. 이러한 모터에는 전력 변환 장치로부터 교류 전력이 공급된다.
이와 같은 전력 변환 장치는 주로, 정류부, 역률 제어부 및 인버터를 포함하는 것으로 일반적으로 알려져 있다.
우선, 상용 전원으로부터 출력되는 교류의 상용 전압은, 정류부에 의하여 정류된다. 이러한 정류부에서 정류된 전압은 인버터에 공급된다. 이때, 인버터에서는 정류부에서 출력된 전압을 이용하여 모터를 구동하기 위한 교류 전력을 생성한다.
한편, 공기 조화기는 이와 같은 전력 변환 장치 외에 제어부(마이컴) 및 기타 각 부분에 전력을 공급하는 SMPS(switching mode power supply)부를 포함할 수 있다.
또한, 공기 조화기는 실내기와 실외기가 서로 통신하기 위한 통신부를 포함하여, 주로 실내기에서 이루어지는 공기 조화기의 작동 제어에 따라 실외기가 제어될 수 있다.
실내기에서 공기 조화기의 작동을 멈추거나 또는 사용자가 리모컨을 이용하여 작동을 중지시킨 후 일정 시간이 지나면 공기 조화기의 실외기는 대기 전력 상태에 진입할 수 있다.
즉, 대기 전력 상태에서는 실외기에 공급되는 전력 중 일부분을 차단하여 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
그러나, 이러한 대기 전력 상태 상태에서도 SMPS는 여전히 작동하여 전력을 소모하므로 에너지 효율이 높지 않을 수 있다.
따라서, 대기 전력 상태에서 전력 소모를 최소화할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 대기 전력 상태에서 전력 소모를 감소시킬 수 있는 대기 전력 기능을 포함하는 전원 장치 및 공기 조화기를 제공하고자 한다.
또한, 전원의 실내 인입 방식 및 실외 인입 방식에 관계없이 실외기의 주전원을 차단하여 대기 전력 상태에서 전력 소모를 감소시킬 수 있는 대기 전력 기능을 포함하는 전원 장치 및 공기 조화기를 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 제1 통신부; 상기 제1 통신부에 제어 신호를 전달하는 제1 제어부; 교류 전원에 연결되어 전력을 공급하는 SMPS부 및 상기 SMPS부에 공급되는 전력을 선택적으로 온/오프 시키는 대기전력 전환부를 포함하는 주전원; 상기 교류 전원에 연결되는 보조전원; 통신선에 의하여 상기 제1 통신부와 연결되고, 상기 보조전원으로부터 전력을 공급받는 제2 통신부; 상기 보조전원 및 상기 제2 통신부에 연결되어 상기 제어 신호에 따라 상기 대기전력 전환부에 구동 전력을 공급하는 전환 구동부; 및 상기 SMPS부에 의하여 전력을 공급받아 상기 전환 구동부에 선택적으로 전력을 공급하는 제2 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 대기전력 전환부는, 상기 교류 전원과 SMPS부 사이에 연결되고, 상기 전환 구동부에 의하여 작동하는 제1릴레이; 및 상기 제1릴레이와 병렬 연결되는 제3릴레이를 포함할 수 있다.
이때, 상기 대기전력 전환부는, 상기 전환 구동부에서 전달되는 구동 신호에 의하여 상기 제1릴레이를 동작시키는 릴레이 구동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전환 구동부는, 상기 보조 전원에 연결되는 제2릴레이; 상기 제2릴레이에 연결되는 제1포토 커플러; 및 상기 릴레이 구동부에 구동 신호를 전달하는 구동신호 발생부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 릴레이 구동부는, 상기 보조 전원을 이용하여 상기 제1릴레이를 선택적으로 동작시킬 수 있다.
이때, 상기 릴레이 구동부는, 상기 보조 전원을 상기 제1릴레이에 선택적으로 전달하는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 트랜지스터는, 상기 전환 구동부에서 전달되는 구동 신호에 의하여 동작할 수 있다.
여기서, 상기 제1 통신부 및 제2 통신부 중 적어도 어느 하나는 서로 반대 방향으로 연결된 제2포토 커플러 및 제3포토 커플러를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 SMPS부에 연결되어, 상기 제2 제어부의 신호에 따라 상기 제2릴레이 및 제3릴레이에 구동 신호를 전달하는 레귤레이터를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 통신선에 의하여 서로 연결되는 실내기 및 실외기를 포함하고, 상기 실내기는, 교류 전원에 연결되는 실내기 통신부 및 상기 실내기 통신부에 대기 전력 모드 전환을 위한 제어 신호를 전달하는 실내기 제어부를 포함하여 구성되고, 상기 실외기는, 상기 교류 전원에 연결되는 SMPS부 및 상기 SMPS부에 공급되는 전력을 선택적으로 온/오프 시키는 대기전력 전환부를 포함하는 주전원; 상기 교류 전원에 연결되는 보조전원; 상기 통신선에 의하여 상기 실내기 통신부와 연결되고, 상기 보조전원으로부터 전력을 공급받는 실외기 통신부; 상기 보조전원 및 상기 실외기 통신부에 연결되어 상기 제어 신호에 따라 상기 대기전력 전환부에 구동 전력을 공급하는 전환 구동부; 및 상기 SMPS부에 의하여 전력을 공급받아 상기 제어 신호에 따라 상기 전환 구동부를 제어하는 실외기 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 대기전력 전환부는, 상기 교류 전원과 SMPS부 사이에 연결되는 제1릴레이; 상기 제1릴레이와 병렬 연결되는 제3릴레이; 및 상기 전환 구동부에서 전달되는 구동 신호에 의하여 상기 제1릴레이를 동작시키는 릴레이 구동부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 전환 구동부는, 상기 보조 전원에 연결되는 제2릴레이; 상기 제2릴레이에 연결되는 제1포토 커플러; 및 상기 릴레이 구동부에 구동 신호를 전달하는 구동신호 발생부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 SMPS부에 연결되어, 상기 실외기 제어부의 신호에 따라 상기 제2릴레이 및 제3릴레이에 구동 신호를 전달하는 레귤레이터를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 릴레이 구동부는, 상기 보조 전원을 이용하여 상기 제1릴레이를 선택적으로 동작시킬 수 있다.
여기서, 상기 릴레이 구동부는, 상기 전환 구동부에서 전달되는 구동 신호에 의하여 동작하여 상기 보조 전원을 상기 제1릴레이에 선택적으로 전달하는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.
본 발명에 의하면 공기 조화기가 대기전력 상태로 전환되면 SMPS부 및 주전원 전체에 전원이 차단되어 소비전력을 절감할 수 있다.
즉, 이러한 SMPS부를 포함하는 주전원에서는 대략 1W 정도의 소비전력이 발생하나, 이와 같이 공기 조화기가 대기전력 상태로 전환되면 소비전력이 1W보다 낮아질 수 있는 것이다.
또한, 본 발명과 같은 구성에 의하면, 전원의 실내 인입 방식 및 실외 인입 방식에 관계없이 실외기의 주전원을 차단하여 대기 전력 상태에서 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전원 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 조화기의 실외기 주전원의 세부 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 조화기를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 회로에서 정상 운전 상태의 동작을 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 회로에서 대기전력 상태로 전환시의 동작을 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 회로에서 대기전력 상태에서 정상 운전 상태로 전환시의 동작을 나타내는 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 구성요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. 이들 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전원 장치를 나타내는 블럭도이다.
본 발명의 전원 장치는 제1 장치(100)와 제2 장치(200)로 나누어질 수 있고, 이러한 제1 장치(100)와 제2 장치(200)는 통신선(C)에 의하여 서로 연결될 수 있다.
또한, 이러한 제1 장치(100)와 제2 장치(200)는 각각 제1 통신부(130) 및 제2 통신부(220)를 포함하여, 이러한 제1 통신부(130) 및 제2 통신부(220)에 의하여 제1 장치(100)와 제2 장치(200) 사이에 통신 과정이 이루어질 수 있다.
이러한 과정은 제1 제어부(160) 및 제2 제어부(230)의 제어에 의하여 이루어질 수 있다.
더욱이, 이러한 통신 과정에 의하여 제1 장치(100)가 대기 전력 상태로 진입하여 전체 장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
이하, 이러한 제1 장치(100) 및 제2 장치(200)는 공기 조화기를 구성하는 장치로서 예를 들어 설명한다. 즉, 제1 장치(100) 및 제2 장치(200)는 각각 공기 조화기의 실외기 및 실내기에 해당할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1을 참조하면, 공기 조화기는 주로 실외에 설치되는 실외기(100)와 실내에 설치되는 실내기(200)를 포함할 수 있다. 이때, 실외기(100)와 실내기(200)는 통신선(C)에 의하여 서로 연결될 수 있다.
실외기(100)는 크게, 외부의 교류 전원(10)에 연결되어 실외기(100)의 각 부분에 전력을 공급하는 주전원(110), 외부의 교류 전원(10)에 별도로 연결되는 보조전원(120), 실내기(200)와의 통신을 위한 실외기 통신부(130), 대기 전력 기능이 동작할 때 주전원(110)을 온/오프(on/off) 시킬 수 있는 전환 구동부(140) 및 실외기(100)를 제어하는 실외기 제어부(160)를 포함할 수 있다.
주전원(110)은 실외기(100)의 각 부분에 공급되는 전력을 선택적으로 온/오프(on/off) 시키는 대기전력 전환부(150)를 포함할 수 있다. 이러한 대기전력 전환부(150)는 전환 구동부(140)에 의하여 구동될 수 있다. 또한, 전환 구동부(140)는 실외기 통신부(130)로부터 전송되는 신호에 의하여 동작이 개시될 수 있다.
여기서, 실외기 통신부(130)는 보조전원(120)으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 실외기 통신부(130)는 실외기 제어부(160)로부터 제어 신호를 송수신할 수 있다. 이때, 실외기 제어부(160)로부터 실외기 통신부(130)로 전송되는 신호를 전송신호(Tx)라 하고 실외기 제어부(160)에서 실외기 통신부(130)로부터 수신하는 신호를 수신신호(Rx)라 할 수 있다.
한편, 실내기(200)는 실내기 통신부(220) 및 이 실내기 통신부(220)에 제어 신호(일례로, Tx)를 전달하는 실내기 제어부(230)를 포함할 수 있다. 이때, 실내기 제어부(230)는 교류 전원(10)에 연결되는 실내기 전원(210)으로부터 전력을 공급받을 수 있다.
즉, 실외기(100)와 실내기(200)는 모두 교류 전원(10)에 연결되어 독립적으로 전원을 공급받을 수 있다.
이때, 실외기(100)와 마찬가지로, 실내기 제어부(230)로부터 실내기 통신부(220)로 전송되는 신호를 전송신호(Tx)라 하고 실내기 제어부(230)에서 실내기 통신부(220)로부터 수신하는 신호를 수신신호(Rx)라 할 수 있다.
실외기(100)의 전환 구동부(140)는 보조전원(120) 및 실외기 통신부(130)에 연결되어 실내기 제어부(230)로부터 실내기 통신부(220)를 통하여 전달되는 제어 신호(Tx)에 따라 대기전력 전환부(150)에 구동 전력을 공급할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 조화기의 실외기 주전원의 세부 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 실외기(100)의 주전원(110)은 교류 전원(10)에 연결되는 정류부(111), 이 정류부(111)의 출력이 충전되는 제1캐패시터(C1) 및 이 제1캐패시터(C1)에 충전된 전력을 이용하여 실외기(100)의 실외기 제어부(160)를 포함하는 각 부분에 전력을 공급하는 SMPS부(112)를 포함할 수 있다.
여기서, 정류부(111)는, 교류 전원(10)을 입력받아 정류하고, 이와 같이 정류된 전력을 SMPS부(112) 측으로 출력한다. 이를 위해, 정류부(111)는 브리지 다이오드를 이용한 전파 정류 회로를 이용할 수 있다.
위에서 설명한 대기전력 전환부(150)는 교류 전원(10)과 SMPS부(112) 사이에 연결될 수 있다. 보다 상세하게, 대기전력 전환부(150)는 정류부(111)와 캐패시터(C1) 사이에 위치할 수 있다.
이러한 대기전력 전환부(150)는 제1릴레이(151) 및 제3릴레이(152)를 포함할 수 있다.
또한, 대기전력 전환부(150)는 제1릴레이(151)를 구동하는 릴레이 구동부(153)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1릴레이(151)와 제3릴레이(152)는 서로 병렬로 연결되어 교류 전원(10)과 SMPS부(112) 사이를 선택적으로 연결할 수 있다.
제1릴레이(151)는 전환 구동부(140)에서 전달하는 구동 신호에 의하여 작동될 수 있다. 즉, 제1릴레이(151)는 전환 구동부(140)에서 전달하는 구동 신호에 의하여 온/오프(on/off) 구동될 수 있다.
이때, 전환 구동부(140)에서 전달하는 구동 신호는 릴레이 구동부(153)를 구동하게 되고, 이와 같이, 전환 구동부(140)에서 전달하는 구동 신호가 전달될 때, 릴레이 구동부(153)는 보조전원(120)의 전력을 이용하여 제1릴레이(151)를 작동시킬 수 있다.
공기 조화기가 대기전력 모드에 진입한 때에는 제1릴레이(151) 및 제3릴레이(152)가 모두 오프(off) 되어, SMPS부(112)로 전력이 전달되지 않아 SMPS부(112)의 작동이 정지될 수 있다.
반면, 공기 조화기가 정상 동작할 경우에는 제1릴레이(151) 및 제3릴레이(152) 중 적어도 어느 하나가 연결되어(온(on) 동작) SMPS부(112)가 원활하게 동작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 조화기를 나타내는 회로도이다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 조화기의 회로 구성을 자세히 설명한다.
먼저, 대기전력 전환부(150)의 제1릴레이(151) 및 제3릴레이(152)는 릴레이의 인덕터에 전원이 공급될 때 스위치가 켜지는(on) 형태의 릴레이(active high relay)일 수 있다.
제1릴레이(151)는 보조전원(120)에 의하여 구동될 수 있으며, 보조전원(120)은 72V의 전압을 공급할 수 있다. 즉, 일측단(N)은 접지에 연결되고 타측단(N+72)은 이보다 72V 높은 전위차의 신호를 출력할 수 있다.
이러한 보조전원(120)의 일측단(N)과 타측단(N+72)은 제1릴레이(151)의 인덕터 측의 양단에 연결될 수 있다. 그리고, 제1릴레이(151)에 연결되는 일측단(N)과 타측단(N+72) 사이에는 전환 구동부(140)에서 전달되는 구동신호에 의하여 스위칭 동작하는 트랜지스터(Q1)를 포함할 수 있다. 즉, 릴레이 구동부(153)는 제1릴레이(151)의 동작을 위한 트랜지스터(Q1)를 포함할 수 있다.
이때, 트랜지스터(Q1)는 베이스 단에 구동신호 입력단(Tr_Drive)이 연결되고, 이 구동신호 입력단(Tr_Drive)은 전환 구동부(140)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 구동신호 입력단(Tr_Drive)은 전환 구동부(140)의 구동신호 발생부(143)의 출력 단자(Tr_Drive)와 연결될 수 있다.
따라서, 대기전력 전환시와 같은 특정 조건에 의하여 전환 구동부(140)에서 릴레이 구동부(153)으로 구동 신호가 전달될 때, 이 트랜지스터(Q1)가 동작하여 제1릴레이(151)는 온(on) 상태가 될 수 있다.
실외기(100)의 보조전원(120)은 강압 컨버터(Buck converter)로 구성될 수 있다. 즉, 가장 앞 단에 위치하는 제2캐패시터(C2), 제1다이오드(D1) 및 이 제1다이오드(D1)에 연결되는 인덕터, 제1다이오드(D1)와 병렬로 연결되는 캐패시터(72V), 그리고 제2캐패시터(C2)와 제1다이오드(D1) 사이에 위치하는 스위칭 소자(Q2)를 포함할 수 있다.
이러한 강압 컨버터는 입력전압보다 낮은 출력전압을 얻을 수 있는 컨버터로서, 스위칭 소자(Q2)가 도통되면 인덕터(L1) 및 캐패시터(72V)로 이루어지는 LC 필터를 통하여 전류가 흘러 출력단에 출력전압을 발생시킨다.
또한, 스위칭 소자(Q2)가 차단되면 인덕터(L1)에 저장되어 있던 에너지가 제1다이오드(D1)를 통하여 방출되면서 전류가 발생하여 인덕터(L1) 양단의 전압이 출력단으로 전달된다.
한편, SMPS부(112)에서는 각각 5V, 12V 및 18V의 직류 전력이 출력될 수 있다. 실외기 제어부(160)는 이러한 SMPS부(112)의 5V 출력으로 동작할 수 있다.
SMPS부(112)의 18V 출력에는 레귤레이터(113)가 연결될 수 있다. 이 레귤레이터(113)는 실외기 제어부(160)로부터 동작 신호(15V On/Off; 예를 들어, 5V 신호)를 전달받을 수 있다. 이와 같이, 실외기 제어부(160)로부터 동작 신호(15V On/Off)를 전달받으면 레귤레이터(113)에서는 15V 전압이 출력될 수 있다. 또한, 실외기 제어부(160)에서 로우(low) 신호를 출력하거나 실외기 제어부(160)가 꺼진 경우(이 경우도 로우 신호) 레귤레이터(113)는 동작하지 않아서 15V 전압이 출력되지 않는다.
한편, 제3릴레이(152)의 인덕터 측은 이러한 레귤레이터(113)와 연결될 수 있다. 즉, 제3릴레이(152)는 레귤레이터(113)의 구동 신호에 의하여 동작할 수 있다.
전환 구동부(140)는, 보조 전원(120)의 타측단(N+72)에 연결되는 제2릴레이(141), 이 제2릴레이(141)에 연결되는 제1포토 커플러(142) 및 릴레이 구동부(153)에 구동 신호를 전달하는 구동신호 발생부(143)를 포함할 수 있다.
여기서, 제2릴레이(141)는 릴레이의 인덕터에 전원이 공급될 때 스위치가 꺼지는(off) 형태의 릴레이(active low relay)일 수 있다. 이 제2릴레이(141)의 인덕터 측은 레귤레이터(113)의 출력과 연결될 수 있다. 따라서, 레귤레이터(113)에서 15V의 구동 신호가 출력되면 제2릴레이(141)는 오프(off) 될 수 있다.
이때, 레귤레이터(113)는 실외기 제어부(160)의 신호에 따라 동작하므로, 이러한 실외기 제어부(160)의 신호에 따라 제2릴레이(141) 및 제3릴레이(142)에 구동 신호를 전달할 수 있다.
제2릴레이(141)가 온(on) 상태가 되고 제1포토 커플러(142)를 통하여 전류가 흐를 때, 구동신호 발생부(143)에서는 출력 단자(Tr_Drive)를 통하여 구동신호가 릴레이 구동부(153)의 입력단(Tr_Drive)을 통하여 전달되어 트랜지스터(Q1)가 동작할 수 있다.
실외기 통신부(130)는 보조전원(120)의 타측단(N+72)에 연결될 수 있다. 이러한 실외기 통신부(130)는 서로 반대 방향으로 연결된 제2포토 커플러(131) 및 제3포토 커플러(132)를 포함할 수 있다.
포토 커플러(131, 132, 142)는 다이오드와 트랜지스터가 서로 마주보는 위치에 배치되는 부품으로서, 다이오드 측에 전류가 흐르면 트랜지스터 측에 전류가 흐르고, 반대로 다이오드 측에 전류가 흐르지 않으면 트랜지스터 측에도 전류가 흐르지 않도록 설계된 부품이다.
즉, 제2포토 커플러(131) 및 제3포토 커플러(132)는 다이오드와 트랜지스터의 위치가 서로 반대인 상태로 서로 연결될 수 있다. 도 3에서와 같이, 보조전원(120)의 타측단(N+72)에는 제2포토 커플러(131)의 트랜지스터 측이 연결되고, 이 제2포토 커플러(131)의 트랜지스터 측은 제3포토 커플러(132)의 다이오드 측에 연결될 수 있다. 이 제3포토 커플러(132)의 다이오드 측은 통신선(C)을 통하여 실내기 통신부(220)와 연결될 수 있다.
또한, 제2포토 커플러(131)의 트랜지스터 측과 제2릴레이(141)는 제1포토 커플러(142)의 다이오드 측과 연결될 수 있다.
제2포토 커플러(131)의 다이오드 측은 실외기 제어부(160)로부터 전송신호(ODU_Tx)를 전달받을 수 있고, 실외기 제어부(160)는 제3포토 커플러(132)의 트랜지스터 측을 통하여 수신신호(ODU_Rx)를 수신할 수 있다.
이때, 제2포토 커플러(131)의 실외기 제어부(160)로부터 전송신호(ODU_Tx)를 전달받는 쪽의 반대측은 5V 전력을 공급받을 수 있다.
또한, 제3포토 커플러(132)의 수신신호(ODU_Rx)를 전달하는 트랜지스터 측은 5V 전력을 공급받을 수 있다.
한편, 실내기 통신부(220)는 실외기 통신부(130)와 마찬가지로 서로 반대 방향으로 연결된 제4포토 커플러(221) 및 제5포토 커플러(222)를 포함할 수 있다.
즉, 제4포토 커플러(221)의 다이오드 측은 통신선(C)을 통하여 제3포토 커플러(132)의 다이오드 측과 연결될 수 있고, 이 제4포토 커플러(221)의 다이오드 측은 제5포토 커플러(222)의 트랜지스터 측과 연결될 수 있다.
제4포토 커플러(221)의 다이오드 측은 실내기 제어부(230)로부터 전송신호(IDU_Tx)를 전달받을 수 있고, 실내기 제어부(230)는 제5포토 커플러(222)의 트랜지스터 측을 통하여 수신신호(IDU_Rx)를 수신할 수 있다.
이때, 제4포토 커플러(221)의 실내기 제어부(230)로부터 전송신호(IDU_Tx)를 전달받는 쪽의 반대측은 5V 전력을 공급받을 수 있다.
또한, 제5포토 커플러(222)의 수신신호(IDU_Rx)를 전달하는 트랜지스터 측은 5V 전력을 공급받을 수 있다.
실내기 전원(210)은 정류부(211), 제3캐패시터(C3) 및 SMPS부(212)를 포함할 수 있다. 이러한 SMPS부(212)를 통하여 5V 및 12V의 출력이 이루어질 수 있다. 실내기 제어부(230)는 이러한 SMPS부(212)의 5V 출력에 의하여 동작할 수 있다. 이러한 실내기 전원(210)의 구성의 동작 및 기능은 실외기 주전원(110)의 구성과 동일할 수 있다. 따라서 중복되는 설명은 생략한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 동작을 나타내는 회로도이다. 구체적으로, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 회로에서 정상 운전 상태의 회로의 동작을 나타내고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 회로에서 대기전력 상태로 전환시의 동작을 나타낸다. 또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 회로에서 대기전력 상태에서 정상 운전 상태로 전환시의 동작을 나타낸다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 회로의 동작을 상세히 설명한다.
먼저, 도 4를 참조하여 정상 운전 상태의 회로의 동작을 설명한다.
도 4를 참조하면, 대기전력 전환부(150)의 제1릴레이(151)는 오프(off) 상태이고 제3릴레이(152)는 온(on) 상태이다. 따라서, SMPS부(112)는 이 제3릴레이(152)를 통하여 전력을 공급받을 수 있다. 즉, SMPS부(112)는 정상적으로 동작할 수 있다.
실외기 제어부(160)는 SMPS부(112)로부터 전력을 공급받아 동작하고, 레귤레이터(113)에 동작 신호(15V On/Off)를 전달하여, 레귤레이터(113)에서는 15V 전압이 출력된다.
또한, 전환 구동부(140)의 제2릴레이(141)는 레귤레이터(113)에서 15V 전압이 출력되므로 오프(off) 상태가 된다.
실내기 제어부(230)에서는 실내기 통신부(220)의 제4릴레이(221) 측으로 온/오프(on/off) 신호를 반복하여 전달하여(구형파 형태) 실외기(100)와 실내기(200) 사이에 통신이 이루어진다.
이때, 실내기 제어부(230)에서 실내기 통신부(220)를 통하여 신호를 보내는 경우, 이 신호는 통신선(C)을 통하여 실외기 통신부(130)로 전달되어 실외기 제어부(160)로 전달될 수 있다.
또한, 실외기 제어부(160)에서 실외기 통신부(130)를 통하여 신호를 보내는 경우, 이 신호는 통신선(C)을 통하여 실내기 통신부(220)로 전달되어 실내기 제어부(230)로 전달될 수 있다.
이와 같은 방식을 통하여 실외기(100)와 실내기(200)가 서로 신호를 주고받는 과정에서 통신이 이루어질 수 있다.
이러한 과정에서 전환 구동부(140)는 하이(high)/로우(low) 신호를 반복하여 출력할 수 있어, 제1릴레이(151)가 온(on)/오프(off) 동작을 반복할 수 있으나, 상술한 바와 같이, SMPS부(112)는 제3릴레이(152)를 통하여 안정적으로 전력을 공급받을 수 있다.
다음, 도 5를 참조하여 정상 운전 상태에서 대기전력 상태로 전환시의 회로의 동작을 설명한다.
도 5를 참조하면, 실내기(200)에서 공기 조화기의 동작을 멈추는 경우 대기전력 상태로 전환될 수 있다. 예를 들어, 실내기(200)에서 사용자가 리모컨을 이용하여 공기 조화기의 동작을 멈추는 경우, 또는 이와 같이 사용자가 리모컨을 이용하여 공기 조화기의 동작을 멈춘 후에 일정 시간이 지난 경우, 공기 조화기는 대기전력 상태(대기전력 모드; Power saving mode)로 전환될 수 있다.
이와 같이, 대기전력 상태로 전환할 수 있는 조건이 되면 실내기 제어부(230)에서는 실내기 통신부(220)에 대기전력 신호를 전달한다. 구체적으로 실내기 제어부(230)에서는 실내기 통신부(220)의 제4포토 커플러(221)로 하이(high) 신호를 입력한다.
따라서, 제4포토 커플러(221)의 양측은 등 전위가 되거나 전위차가 감소하여 제4포토 커플러(221)를 통하여 전류가 흐르지 않게 된다.
이 상태에서, 전환 구동부(140)를 통하여 전류가 흐르지 못하므로, 전환 구동부(140)에서는 로우(low) 신호를 출력하게 되고, 따라서, 릴레이 구동부(153) 내의 트랜지스터(Q1)는 오프(off) 상태가 된다.
또한, 이때, 실외기 제어부(160)로부터 레귤레이터(113)에 로우(low) 신호가 전달되면(실외기 제어부(160)에서 로우 신호를 출력하거나 전력이 공급되지 않아 꺼진 경우), 레귤레이터(113)로부터 15V 전압이 출력되지 않는다.
그러면, 제3릴레이(152)가 오프(off) 되고, 제2릴레이(141)는 온(on) 상태가 된다.
이와 같이, 제1릴레이(151) 및 제3릴레이(152)가 모두 오프(off) 상태가 되므로, SMPS부(112)에는 전원이 공급되지 않아 작동을 멈추게 된다.
즉, 공기 조화기가 대기전력 상태로 전환되면 SMPS부(112) 및 주전원(110) 전체에 전원이 차단되어 소비전력을 절감할 수 있다. 이러한 SMPS부(112)를 포함하는 주전원(110)에서는 대략 1W 정도의 소비전력이 발생하나, 이와 같이 공기 조화기가 대기전력 상태로 전환되면 소비전력이 1W보다 낮아질 수 있는 것이다.
또한, 본 발명과 같은 구성에 의하면, 전원의 실내 인입 방식 및 실외 인입 방식에 관계없이 실외기의 주전원을 차단하여 대기 전력 상태에서 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
이후, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 회로에서 대기전력 상태에서 정상 운전 상태로 전환시의 동작을 설명한다.
위에서 설명한 바와 같이, 대기전력 상태에서는 실내기 제어부(230)에서는 실내기 통신부(220)의 제4포토 커플러(221)로 계속 하이(high) 신호를 송신한다.
그리고, 레귤레이터(113)에 로우(high) 신호가 전달되어 레귤레이터(113)로부터 15V 전압이 출력되지 않는다.
또한, 제1릴레이(151) 및 제3릴레이(152)가 오프(off) 되고, 제2릴레이(141)는 온(on) 상태가 된다. 따라서, SMPS부(112) 및 주전원(110) 전체에 전원이 차단된 상태이다.
이때, 공기 조화기가 작동되는 경우, 예를 들어, 사용자로부터 공기 조화기를 작동하는 신호가 수신되는 경우(리모컨으로 공기 조화기를 작동시키는 경우) 등의 상황이 발생하면 공기 조화기는 대기전력 상태에서 전환되어 정상적으로 운전을 시작한다. 이 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 실내기 제어부(230)에서는 실내기 통신부(220)에 대기전력으로부터 운전상태로 전환하는 신호를 전달한다. 구체적으로 실내기 제어부(230)에서는 실내기 통신부(220)의 제4포토 커플러(221)로 로우(low) 신호를 입력한다.
따라서, 제4포토 커플러(221)는 실내기 전원(210)으로부터 공급되는 5V 전원에 의하여 전류가 흐를 수 있는 상태가 된다.
이 상태에서, 전환 구동부(140)를 통하여 전류가 흐르게 되어 전환 구동부(140)에서는 하이(high) 신호를 출력하게 되고, 따라서, 릴레이 구동부(153) 내의 트랜지스터(Q1)는 온(on) 상태가 된다.
그러면, 제1릴레이(151)가 보조전원(120)으로부터 전력을 공급받아 온(on) 상태로 전환된다. 그러면 SMPS부(112)가 온(on) 상태가 되고, 이 SMPS부(112)로부터 실외기(100)의 각 부분에 전력이 공급된다.
이에 따라, 실외기 제어부(160)도 동작하여 레귤레이터(113)에 하이(high) 신호가 전달되면, 레귤레이터(113)로부터 15V 전압이 출력된다.
그러면, 제3릴레이(152)도 온(on) 상태가 되어 SMPS부(112)에는 안정적으로 전원이 공급될 수 있다. 따라서, 실외기(100)를 포함한 공기 조화기는 정상적으로 동작할 수 있게 된다.
이상과 같은 대기전력 기능을 가지는 전원 장치는 공기 조화기에 적용되는 예를 들어 설명하였다.
그러나, 위에서 설명한 바와 같이, 제1 장치(100)와 제2 장치(200)가 물리적으로 나누어 하나의 장치로서 동작하는 경우, 그리고 위에서 설명한 바와 같이 제1 통신부(130)와 제2 통신부(220) 및 관련 구성을 구현하여 제1 장치(100)와 제2 장치(200)가 서로 통신하는 전원 장치 및/또는 이를 포함하는 장치라면 어느 것에도 본 발명이 적용될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 제1 장치, 실외기 110: 주전원
120: 보조전원 130: 제1 통신부, 실외기 통신부
140: 전환 구동부 150: 대기전력 전환부
160: 제1 제어부, 실외기 제어부
200: 제2 장치, 실내기
210: 실내기 전원 220: 제2 통신부, 실내기 통신부
230: 제2 제어부, 실내기 제어부

Claims (15)

  1. 제1 통신부;
    상기 제1 통신부에 제어 신호를 전달하는 제1 제어부;
    교류 전원에 연결되어 전력을 공급하는 SMPS부 및 상기 SMPS부에 공급되는 전력을 선택적으로 온/오프 시키는 대기전력 전환부를 포함하는 주전원;
    상기 교류 전원에 연결되는 보조전원;
    통신선에 의하여 상기 제1 통신부와 연결되고, 상기 보조전원으로부터 전력을 공급받는 제2 통신부;
    상기 보조전원 및 상기 제2 통신부에 연결되어 상기 제어 신호에 따라 상기 대기전력 전환부에 구동 전력을 공급하는 것으로, 상기 교류 전원과 SMPS부 사이에 연결되어 상기 전환 구동부에 의하여 작동하는 제1릴레이 및 상기 제1릴레이와 병렬 연결되어 상기 제1릴레이와 다른 전원에 의하여 작동하는 제3릴레이를 포함하는 전환 구동부; 및
    상기 SMPS부에 의하여 전력을 공급받아 상기 전환 구동부에 선택적으로 전력을 공급하는 제2 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1릴레이는 상기 보조전원에 의하여 작동하고, 상기 제3릴레이는 상기 주전원에 의하여 작동하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 전원 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 대기전력 전환부는, 상기 전환 구동부에서 전달되는 구동 신호에 의하여 상기 제1릴레이를 동작시키는 릴레이 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 전원 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전환 구동부는,
    상기 보조 전원에 연결되는 제2릴레이;
    상기 제2릴레이에 연결되는 제1포토 커플러; 및
    상기 릴레이 구동부에 구동 신호를 전달하는 구동신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 전원 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 릴레이 구동부는, 상기 보조전원을 이용하여 상기 제1릴레이를 선택적으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 전원 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 릴레이 구동부는, 상기 보조전원을 상기 제1릴레이에 선택적으로 전달하는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 전원 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 트랜지스터는, 상기 전환 구동부에서 전달되는 구동 신호에 의하여 동작하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 전원 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 통신부 및 제2 통신부 중 적어도 어느 하나는 서로 반대 방향으로 연결된 제2포토 커플러 및 제3포토 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 전원 장치.
  9. 제4항에 있어서, 상기 SMPS부에 연결되어, 상기 제2 제어부의 신호에 따라 상기 제2릴레이 및 제3릴레이에 구동 신호를 전달하는 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 전원 장치.
  10. 통신선에 의하여 서로 연결되는 실내기 및 실외기를 포함하고,
    상기 실내기는, 교류 전원에 연결되는 실내기 통신부 및 상기 실내기 통신부에 대기 전력 모드 전환을 위한 제어 신호를 전달하는 실내기 제어부를 포함하여 구성되고,
    상기 실외기는,
    상기 교류 전원에 연결되는 SMPS부 및 상기 SMPS부에 공급되는 전력을 선택적으로 온/오프 시키는 대기전력 전환부를 포함하는 주전원;
    상기 교류 전원에 연결되는 보조전원;
    상기 통신선에 의하여 상기 실내기 통신부와 연결되고, 상기 보조전원으로부터 전력을 공급받는 실외기 통신부;
    상기 보조전원 및 상기 실외기 통신부에 연결되어 상기 제어 신호에 따라 상기 대기전력 전환부에 구동 전력을 공급하는 것으로, 상기 교류 전원과 SMPS부 사이에 연결되어 상기 전환 구동부에 의하여 작동하는 제1릴레이 및 상기 제1릴레이와 병렬 연결되어 상기 제1릴레이와 다른 전원에 의하여 작동하는 제3릴레이를 포함하는 전환 구동부; 및
    상기 SMPS부에 의하여 전력을 공급받아 상기 제어 신호에 따라 상기 전환 구동부를 제어하는 실외기 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 공기 조화기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1릴레이는 상기 보조전원에 의하여 작동하고, 상기 제3릴레이는 상기 주전원에 의하여 작동하며,
    상기 대기전력 전환부는,
    상기 전환 구동부에서 전달되는 구동 신호에 의하여 상기 제1릴레이를 동작시키는 릴레이 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 공기 조화기.
  12. 제10항에 있어서, 상기 전환 구동부는,
    상기 보조 전원에 연결되는 제2릴레이;
    상기 제2릴레이에 연결되는 제1포토 커플러; 및
    상기 릴레이 구동부에 구동 신호를 전달하는 구동신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 공기 조화기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 SMPS부에 연결되어, 상기 실외기 제어부의 신호에 따라 상기 제2릴레이 및 제3릴레이에 구동 신호를 전달하는 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 공기 조화기.
  14. 제11항에 있어서, 상기 릴레이 구동부는, 상기 보조 전원을 이용하여 상기 제1릴레이를 선택적으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 공기 조화기.
  15. 제11항에 있어서, 상기 릴레이 구동부는, 상기 전환 구동부에서 전달되는 구동 신호에 의하여 동작하여 상기 보조 전원을 상기 제1릴레이에 선택적으로 전달하는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력 기능을 가지는 공기 조화기.
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