KR102039595B1 - 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 dc 모터 컨트롤러 - Google Patents

차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 dc 모터 컨트롤러 Download PDF

Info

Publication number
KR102039595B1
KR102039595B1 KR1020190096105A KR20190096105A KR102039595B1 KR 102039595 B1 KR102039595 B1 KR 102039595B1 KR 1020190096105 A KR1020190096105 A KR 1020190096105A KR 20190096105 A KR20190096105 A KR 20190096105A KR 102039595 B1 KR102039595 B1 KR 102039595B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fan motor
power supply
supply voltage
voltage
relay
Prior art date
Application number
KR1020190096105A
Other languages
English (en)
Inventor
민재영
오흥원
Original Assignee
하이드로링크 주식회사
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 하이드로링크 주식회사 filed Critical 하이드로링크 주식회사
Priority to KR1020190096105A priority Critical patent/KR102039595B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102039595B1 publication Critical patent/KR102039595B1/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
    • 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
    • H02P29/0241—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/04—Pump-driving arrangements
    • 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
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/78—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 열 교환 매트릭스와 팬 모터를 포함하는 오일 쿨러에서 열 교환 매트릭스의 온도를 측정하는 온도센서로부터 수신되는 신호에 따라 팬 모터를 제어하기 위한 컨트롤러에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 순간 전압이나 순간 전류 등에 의해 발생되는 팬 모터 및 회로의 소손 현상을 억제하여 보다 안정적인 동작이 가능하도록 하는데 있다.
일례로, 상기 온도센서로부터 수신되는 신호에 따라 온/오프되는 광 커플러; 상기 광 커플러의 동작에 따라 전원전압을 상기 팬 모터로 전달하는 릴레이; 상기 릴레이와 병렬 연결되고, 상기 광 커플러의 동작에 의해 축적된 자기 에너지를 방출 또는 흡수하여 상기 광 커플러의 동작에 따라 발생되는 노이즈를 저감하기 위한 노이즈 저감 회로부; 상기 릴레이에서 상기 팬 모터로 전원전압이 전달되는 전원전달노드에 연결되고, 상기 릴레이의 온/오프 시 발생되는 역서지 전압과 돌입전류를 억제하여 상기 팬 모터를 보호하기 위한 팬 모터 보호 회로부; 및 전원전압입력단 및 접지전원입력단과 연결된 전원전압 유입부에 설치되어 역전압 및 고전압 중 적어도 하나의 이상 전압 유입 시 발생되는 전류를 흡수하여 방전시키기 위한 과전압 보호 회로부를 포함하는 DC 모터 컨트롤러를 개시한다.

Description

차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 DC 모터 컨트롤러{DC MOTOR CONTROLLER FOR CONTROLLING OIL COOLER OF CRANE FOR VEHICLE}
본 발명의 실시예는 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 DC 모터 컨트롤러에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 차량의 배터리를 이용하여 팬 모터를 구동해 열 교환 매트릭스를 통과하는 오일을 냉각시키는 쿨러의 구동을 제어하는 DC 모터 컨트롤러에 관한 것이다.
현재까지 사용되고 있는 오일 쿨러의 모터 컨트롤러는 순간 전압과 전류에 취약한 회로 설계적 단점을 가지고 있다.
그 결과, 과전류나 과전압으로 회로기판과 팬 모터가 소손(燒損)되는 일이 발생한다.
이러한 소손 현상을 방지하기 위하여 종래 기술에서는 퓨즈(Fuse)를 사용하고 있으나, 차량용 배터리의 특성 상 온/오프 시 순간 전류나 순간 전압이 대략 0.2~0.5초 정도로 매우 빠르게 발생하여 간혹 팬 모터나 회로기판을 소손한 후 퓨즈가 끊어지는 사례가 종종 발생하고 있다. 즉, 퓨즈가 회로기판과 팬 모터를 제대로 보호하지 못하는 것이다.
따라서, 기존의 팬 모터 소손 현상을 방지하기 위하여 자동차용 퓨즈를 사용하더라도 모터 컨트롤러를 완벽하게 보호하지 못하는 있는 실정이다.
등록특허공보 제10-0172806호(등록일자: 1998년10월26일) 공개실용신안공보 제20-1999-013038호(공개일자: 1999년04월15일) 등록특허공보 제10-0748799호(등록일자: 2007년08월06일)
본 발명의 실시예는, 순간 전압이나 순간 전류 등에 의해 발생되는 팬 모터 및 회로의 소손 현상을 억제하여 보다 안정적인 동작이 가능한 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 DC 모터 컨트롤러를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 DC 모터 컨트롤러는, 열 교환 매트릭스와 팬 모터를 포함하는 오일 쿨러에서 상기 열 교환 매트릭스의 온도를 측정하는 온도센서로부터 수신되는 신호에 따라 상기 팬 모터를 제어하기 위한 컨트롤러에 관한 것으로, 상기 온도센서로부터 수신되는 신호에 따라 온/오프되는 광 커플러; 상기 광 커플러의 동작에 따라 전원전압을 상기 팬 모터로 전달하는 릴레이; 상기 릴레이와 병렬 연결되고, 상기 광 커플러의 동작에 의해 축적된 자기 에너지를 방출 또는 흡수하여 상기 광 커플러의 동작에 따라 발생되는 노이즈를 저감하기 위한 노이즈 저감 회로부; 상기 릴레이에서 상기 팬 모터로 전원전압이 전달되는 전원전달노드에 연결되고, 상기 릴레이의 온/오프 시 발생되는 역서지 전압과 돌입전류를 억제하여 상기 팬 모터를 보호하기 위한 팬 모터 보호 회로부; 및 전원전압입력단 및 접지전원입력단과 연결된 전원전압 유입부에 설치되어 역전압 및 고전압 중 적어도 하나의 이상 전압 유입 시 발생되는 전류를 흡수하여 방전시키기 위한 과전압 보호 회로부를 포함한다.
또한, 상기 DC 모터 컨트롤러는, 상기 전원전압입력단에 의한 전원전압노드와 상기 접지전원입력단에 의한 접지전압노드 사이에 설치되어 상기 광 커플러를 통해 출력되는 신호에 따라 온/오프되는 스위치 소자를 더 포함하고, 상기 노이즈 저감 회로부는, 상기 전원전압노드와 상기 스위치 소자 사이에 설치된 제1 필터 커패시터; 및 애노드 단자가 상기 전원전압노드에 연결되고 캐소드 단자가 상기 스위치 소자에 연결되어 상기 제1 필터 커패시터와 병렬 연결되는 제1 플라이백 다이오드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 릴레이는, 상기 노이즈 저감 회로부와 병렬 연결된 코일; 상기 전원전압입력단에 연결된 NC접점; 상기 전원전달노드에 연결된 NO접점; 및 상기 코일에 전류가 흐를 경우 상기 NC접점에서 상기 NO접점으로 스위칭되어 전원전압을 상기 전원전달노드로 전달하기 위한 공통접점을 포함할 수 있다.
또한, 상기 팬 모터 보호 회로부는, 상기 릴레이와 상기 접지전원입력단 사이에 상호 병렬 연결된 다수의 제2 플라이백 다이오드와 스너버 회로 소자를 포함하고, 상기 스너버 회로 소자는, 상호 직렬 연결된 스너버 저항과 스너버 커패시터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과전압 보호 회로부는, 애노드가 상기 전원전압입력단에 연결되고, 캐소드가 상기 전원전압노드에 연결된 역전압 방지 다이오드; 애노드가 상기 접지전압노드에 연결되고, 캐소드가 상기 전원전압노드에 연결되는 제너 다이오드; 및 상기 전원전압노드와 상기 접지전압노드 사이에 제2 필터 커패시터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 DC 모터 컨트롤러의 회로기판은, 하층, 중층 및 상층이 연결된 멀티 적층 동판으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 순간 전압이나 순간 전류 등에 의해 발생되는 팬 모터 및 회로의 소손 현상을 억제하여 보다 안정적인 동작이 가능한 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 DC 모터 컨트롤러를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오일 쿨러 및 오일 쿨러에 장착된 DC 모터 컨트롤러를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 DC 모터 컨트롤러의 사시도와 내부 모습을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 DC 모터 컨트롤러의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 DC 모터 컨트롤러의 구성을 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 회로기판을 나타낸 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시에에 따라 제작된 DC 모터 컨트롤러의 사진이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오일 쿨러 및 오일 쿨러에 장착된 DC 모터 컨트롤러를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 DC 모터 컨트롤러의 사시도와 내부 모습을 나타낸 도면이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 DC 모터 컨트롤러의 구성을 나타낸 회로도이고, 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 DC 모터 컨트롤러의 구성을 나타낸 회로도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 회로기판을 나타낸 사진이며, 도 9는 본 발명의 실시에에 따라 제작된 DC 모터 컨트롤러의 사진이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 DC 모터 컨트롤러(100)는, 열 교환 매트릭스(11)와 팬 모터(12)를 포함하는 오일 쿨러(10)에서 열 교환 매트릭스(11)의 온도를 측정하는 온도센서(20)로부터 수신되는 신호에 따라 팬 모터(12)의 구동을 제어하기 위한 장치로, 회로기판(160)에 2개의 팬 모터를 제어 할 수 있게 하되, 용도에 따라 팬 모터 1개를 연결하여 제어하거나, 팬 모터 2개를 연결하여 제어할 수 있다. 이에 따라, 이하에서는 본 실시예의 컨트롤러를 각각의 팬 모터 즉 제1 팬 모터(FAN1)를 제어하기 위한 제1 DC 모터 컨트롤러(100)와 제2 DC 모터 컨트롤러(200)로 구분하고, 제1 DC 모터 컨트롤러(100)에 대하여 우선적으로 설명한다.
본 실시예에 따른 제1 DC 모터 컨트롤러(100)는, 일반적으로 차량에서 사용되는 12V 혹은 24V 배터리에서 전원 공급을 받으며, 미리 설정된 온도센서(20)의 신호를 받아 팬 모터(12)를 구동 또는 정지시킬 수 있다.
온도센서(20)는 열 교환 매트릭스(11)에 장착되어 유압 오일 온도 변화에 따라 설정 값보다 오일 온도가 높아지면 팬 모터(12)가 구동되어 오일을 냉각시키도록 한다. 반대로, 유압 오일 온도가 설정 값보다 낮아지면 팬 모터(12)를 정지시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 제1 DC 모터 컨트롤러(100)에는 3단 토글 스위치(170)가 마련되어 있어, 온도센서(20)에 의해 구동되도록 하는 자동 구동 기능, 강제 구동 기능, 그리고 강제 정지 기능을 수동으로 제어할 수 있도록 한다.
이러한 제1 DC 모터 컨트롤러(100)는, 차량 환경에 사용이 적합하도록 구성되었으며, 이는 순간 전압과 순간 전류에 회로기판(160)이나 기타 실장부품, 그리고 팬 모터(12)가 소손(燒損)되지 않도록 구성될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 제1 DC 모터 컨트롤러(100)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 광 커플러(110), 릴레이(120), 노이즈 저감 회로부(130), 팬 모터 보호 회로부(140), 과전압 보호 회로부(150) 및 스위치 소자(Q1) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 광 커플러(110)는 온도센서(20)로부터 수신되는 신호에 따라 온/오프될 수 있다. 온도센서(20)는 설정된 온도 값에 다다르면 순간적으로 온/오프 변화가 빈번하게 발생될 수 있으며, 이때 발생되는 순간전류가 컨트롤러 회로 안으로 유입되는 경우 회로의 소손을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 온도센서(20)와 릴레이(120) 사이에 광 커플러(110)를 설치하여 온도센서(20)의 온/오프 신호에 따라 발생되는 순간 전류의 유입을 차단함으로써 제1 DC 모터 컨트롤러(100)의 회로를 보호할 수 있다.
이때, 광 커플러(110)로부터 출력되는 신호는 스위치 소자(Q1)의 제어단자로 입력되는데, 이러한 스위치 소자(Q1)는, 전원전압노드(VCC)와 접지전압노드(GND) 사이에 설치되어 광 커플러(110)를 통해 출력되는 신호에 따라 온/오프될 수 있다. 상기 릴레이(120)는 광 커플러(110)의 온/오프 동작에 따라 전원전압을 제1 팬 모터(FAN1)로 전달할 수 있다. 이러한 릴레이(120)는 코일(L1), NC접점(NC1), NO접점(NO1) 및 공통접점(COM1)을 포함할 수 있다. 여기서, 코일(L1)은 전원전압노드(VCC)와 스위치 소자(Q1) 사이에 설치되어 노이즈 저감 회로부(130)와 병렬 연결고, NC접점(NC1)은 전원전압입력단에 연결되고, NO접점(NC1)는 전원전달노드에 연결됨으로써 제1 팬 모터(FAN1)와 연결되며, 공통접점(COM1)은 코일(L1)에 전류가 흐를 경우 NC접점(NC1)에서 NO접점(NO1)으로 스위칭되어 전원전압을 전원전달노드로 전달할 수 있도록 코일(L1)의 스위치 수단에 연결될 수 있다. 이에 따라, 광 커플러(110)가 온도센서(20)로부터 신호를 수신하면 광 커플러(110)를 통해 스위치 소자(Q1)가 턴 온되고, 이에 따라 코일(L1)과 스위치 소자(Q1)를 통해 전류가 흐르게 된다. 이때 코일(L1)에 전류가 흐름에 따라 코일(L1) 스위치 수단이 턴 온되어 이와 연결된 공통접점(COM1)이 NC접점(NC1)에서 NO접점(NO1)으로 연결되어 릴레이(220)를 통해 제1 팬 모터(FAN1)로 전원전압이 전달될 수 있다.
상기 노이즈 저감 회로부(130)는, 릴레이(120)와 병렬 연결되고, 광 커플러(110)의 동작에 의해 축적된 자기 에너지를 방출 또는 흡수하여 광 커플러(110)의 동작에 따라 발생되는 노이즈를 저감시킬 수 있다. 이를 위해, 노이즈 저감 회로부(130)는 제1 필터 커패시터(C1)과 제1 플라이백 다이오드(D1)를 포함할 수 있다.
상기 제1 필터 커패시터(C1)는 전원전압노드(VCC)와 스위치 소자(Q1) 사이에 설치될 수 있다.
상기 제1 플라이백 다이오드(D1)는 애노드 단자가 전원전압노드(VCC)에 연결되고 캐소드 단자가 스위치 소자(Q1)에 연결되어 제1 필터 커패시터(C1)와 병렬 연결될 수 있다. 이러한 제1 플라이백 다이오드(D1)는 스위치 회로 등에서 관성 소자(인덕터)에 축적된 자기 에너지를 스위치의 개방 시에 원활하게 전원으로 반환 혹은 소산할 수 있도록 유도하기 위한 바이패스에 사용되는 다이오드로, 인덕턴스의 특징을 활용하여 축적된 자기 에너지를 방출하거나 흡수하여 전류의 흐름을 안정화시키는 역할을 하며, 제1 필터 커패시터(C1)와 함께 노이즈를 안정적으로 잡아주는 역할을 한다.
상기 열 교환 매트릭스(11)의 오일 온도가 온도센서(20)에 설정된 온도에 다다르면 온/오프가 빈번하게 발생할 수 있으며, 광 커플러(110)를 통과한 신호 역시 순간적으로 빠른 온/오프 신호를 보내게 된다. 이는 노이즈로 분류될 수 있는데, 이러한 노이즈를 억제함으로써 제1 필터 커패시터(C1)과 제1 플라이백 다이오드(D1)를 통해 안정적인 온/오프 신호가 유입될 수 있다.
상기 팬 모터 보호 회로부(140)는, 릴레이(120)에서 제1 팬 모터(FAN1)로 전원전압이 전달되는 전원전달노드에 연결되어, 릴레이(120)의 온/오프 시 발생되는 역서지 전압(Spike Voltage)과 돌입전류(Inrush Current)를 억제하여 제1 팬 모터(FAN1)를 보호할 수 있다.
상기 제1 팬 모터(FAN1)와 전선은 인덕턴스 특성을 갖게 되는데, 이로 인해 잦은 온/오프 신호는 역서지 전압(Spike Voltage)과 돌입전류(Inrush Current)를 유발하게 된다. 즉, 모터의 특성 상 강한 인덕턴스를 갖게 되는데, 모터의 기동 시 강한 인덕턴스에 의해 대전류가 발생할 수 있다. 이러한 대전류에 의한 역서지 전압(Spike Voltage)과 돌입전류(Inrush Current)을 억제하기 위해, 팬 모터 보호 회로부(140)는 전원전달노드와 접지전원입력단V- or GND) 사이에 상호 병렬 연결되는 다수의 제2 플라이백 다이오드(D2, D3)와 스너버 회로 소자(SNB1)를 포함할 수 있다. 이때, 릴레이(120)의 NO접점(NO1)는 제1 팬 모터(FAN1)의 양극입력단자와 연결될 수 있다.
상기 제2 플라이백 다이오드(D2, D3)는 제1 팬 모터(FAN1) 측에서 발생할 수 있는 역서지 전압(Spike Voltage)이나 돌입전류(Inrush Current)를 효과적으로 잡아주기 위해 상호 병렬 연결된 두 개의 다이오드로 구성되며, 이와 병렬 연결된 스너버 회로 소자(SNB1)를 통하여 보다 안정적으로 컨트롤러 회로를 보호할 수 있다.
상기 스너버 회로 소자(SNB1)는 전원전달노드와 제1 DC 모터 컨트롤러(110)의 접지전원입력단자(5)(V-) 사이에 직렬 연결된 스너버 저항(R1)과 스너버 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.
여기서, 스너버 커패시터(C2)는 스너버 회로 소자(SNB1)에서 사용되는 콘덴서로, 역서지 전압(Spike Voltage)이나 돌입전류(Inrush Current)를 스너버 저항(R1)과 함께 보다 효과적으로 안정화시켜 줄 수 있다.
상기 과전압 보호 회로부(150)는, 전원전압입력단(6) 및 접지전원입력단(5)과 연결된 전원전압 유입부에 설치되고, 해당 전원전압 유입부에서 발생될 수 있는 역전압 및 고전압 중 적어도 하나의 이상 전압 유입 시 발생되는 전류를 흡수하여 방전할 수 있다. 여기서, 전원전압입력단(6)과 접지전압입력단(5)은 외부단자(P1)에 구성된 외부입력연결단자와 연결되며, 배터리의 전원과 연결될 수 있다.
이를 위해, 과전압 보호 회로부(150)는 역전압 방지 다이오드(Anti-backlash diode)(D4), 제너 다이오드(Zener diode)(D5) 및 제2 필터 커패시터(C3)를 포함할 수 있다.
상기 역전압 방지 다이오드(Anti-backlash diode)(D4)는 애노드가 전원전압입력단(6)에 연결되고, 캐소드가 전원전압노드(VCC)에 연결될 수 있다. 이러한 역전압 방지 다이오드(Anti-backlash diode)(D4)는 전원전압입력단(6)와 접지전압입력단(5)에 전원의 극성을 반대로 연결했을 때 컨트롤러 회로 전체를 보호하는 역할을 한다. 이러한 역전압 방지 다이오드(D4)와 전원전압노드(VCC) 사이에는 저항 R6이 추가적으로 연결될 수 있다.
상기 제너 다이오드(Zener diode)(D5)는 애노드가 접지전압노드(GND)에 연결되고, 캐소드가 전원전압노드(VCC)에 연결될 수 있다. 이러한 제너 다이오드(Zener diode)(D5)는 저항 R7과 함께, 회로에 고전압이 유입될 때 브레이크 다운(breakdown) 현상이 발생하게 되는데, 이때 급격하게 역방향 전류를 흘려 보내어 컨트롤러 회로를 보호하는 역할을 한다.
상기 제2 필터 커패시터(C3)는 제너 다이오드(D5) 및 저항 R7과 병렬 연결될 수 있는데, 좀 더 구체적으로는 제너 다이오드(D5) 및 저항 R7 다음 단에서 전원전압노드(VCC)와 접지전압노드(GND) 사이에 연결되어 급격하게 발생되는 역방향 전류를 흡수 및 방전시킬 수 있다.
차량의 전기적 구성의 특수성으로 인해 차량의 빈번한 가속과 감속 과정에서 차량 회로에 전압과 전류의 빈번한 파동이 발생하며 상황에 따라 매우 높은 고전압이 발생할 수 있다. 이러한 차량 환경에 제1 DC 모터 컨트롤러(100)가 정상적으로 작동할 수 있도록 전원 유입 부분에 과전압 보호 회로부(150)와 같은 필터 흡수 기능을 수행하는 회로를 구성함으로써, 전압 파동과 고전압 유입으로부터 컨트롤러 회로를 보호할 수 있다.
한편, 제1 DC 모터 컨트롤러(100)에는 회로기판(160)이 구성될 수 있는데, 이러한 회로기판(160) 또한, 고전류, 고전압 등을 감당하며 전원 유입 부분의 회로선 전도 면적을 극대화할 수 있도록 PCB 기판에 멀티 적층 동판 기술을 적용할 수 있다. 이러한 멀티 적층 동판은 도 8에 도시된 바와 같이 하층(LOWER LAYER), 중층(CENTRAL LAYER), 상층(UPPER LAYER)으로 이루어질 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 본 실시예는 2 개의 팬 모터를 제어하기 위하여 즉, 제2 팬 모터(FAN2)의 동작을 추가적으로 제어하기 위하여 제2 DC 모터 컨트롤러(200)를 더 포함할 수 있다.
이러한 제2 DC 모터 컨트롤러(200)는 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제2 DC 모터 컨트롤러(200)는, 도 7에 도시된 바와 같이 광 커플러(210), 릴레이(220), 노이즈 저감 회로부(230), 팬 모터 보호 회로부(240), 및 스위치 소자(Q2)를 포함할 수 있다.
상기 광 커플러(210)는 온도센서(20)로부터 수신되는 신호에 따라 온/오프될 수 있다. 온도센서(20)는 설정된 온도 값에 다다르면 순간적으로 온/오프 변화가 빈번하게 발생될 수 있으며, 이때 발생되는 순간전류가 컨트롤러 회로 안으로 유입되는 경우 회로의 소손을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 온도센서(20)와 릴레이(220) 사이에 광 커플러(210)를 설치하여 온도센서(20)의 온/오프 신호에 따라 발생되는 순간 전류의 유입을 차단함으로써 제2 DC 모터 컨트롤러(200)의 회로를 보호할 수 있다.
이때, 광 커플러(210)로부터 출력되는 신호는 스위치 소자(Q2)의 제어단자로 입력되는데, 이러한 스위치 소자(Q2)는, 전원전압노드(VCC)와 접지전압노드(GND) 사이에 설치되어 광 커플러(210)를 통해 출력되는 신호에 따라 온/오프될 수 있다. 상기 릴레이(220)는 광 커플러(210)의 온/오프 동작에 따라 전원전압을 제2 팬 모터(FAN2)로 전달할 수 있다. 이러한 릴레이(220)는 코일(L2), NC접점(C4NC2), NO접점(NO2) 및 공통접점(COM2)을 포함할 수 있다. 여기서, 코일(L2)은 전원전압노드(VCC)와 스위치 소자(Q2) 사이에 설치되어 노이즈 저감 회로부(230)와 병렬 연결고, NC접점(C4NC2)은 전원전압입력단에 연결되고, NO접점(C4NC2)는 전원전달노드에 연결됨으로써 제2 팬 모터(FAN2)와 연결되며, 공통접점(COM2)은 코일(L2)에 전류가 흐를 경우 NC접점(C4NC2)에서 NO접점(NO2)으로 스위칭되어 전원전압을 전원전달노드로 전달할 수 있도록 코일(L2)의 스위치 수단에 연결될 수 있다. 이에 따라, 광 커플러(210)가 온도센서(20)로부터 신호를 수신하면 광 커플러(210)를 통해 스위치 소자(Q2)가 턴 온되고, 이에 따라 코일(L2)과 스위치 소자(Q2)를 통해 전류가 흐르게 된다. 이때 코일(L2)에 전류가 흐름에 따라 코일(L2) 스위치 수단이 턴 온되어 이와 연결된 공통접점(COM2)이 NC접점(C4NC2)에서 NO접점(NO2)으로 연결되어 릴레이(220)를 통해 제2 팬 모터(FAN2)로 전원전압이 전달될 수 있다.
상기 노이즈 저감 회로부(230)는, 릴레이(220)와 병렬 연결되고, 광 커플러(210)의 동작에 의해 축적된 자기 에너지를 방출 또는 흡수하여 광 커플러(210)의 동작에 따라 발생되는 노이즈를 저감시킬 수 있다. 이를 위해, 노이즈 저감 회로부(230)는 제1 필터 커패시터(C4)과 제1 플라이백 다이오드(D6)를 포함할 수 있다.
상기 제1 필터 커패시터(C4)는 전원전압노드(VCC)와 스위치 소자(Q2) 사이에 설치될 수 있다.
상기 제1 플라이백 다이오드(D6)는 애노드 단자가 전원전압노드(VCC)에 연결되고 캐소드 단자가 스위치 소자(Q2)에 연결되어 제1 필터 커패시터(C4)와 병렬 연결될 수 있다. 이러한 제1 플라이백 다이오드(D6)는 스위치 회로 등에서 관성 소자(인덕터)에 축적된 자기 에너지를 스위치의 개방 시에 원활하게 전원으로 반환 혹은 소산할 수 있도록 유도하기 위한 바이패스에 사용되는 다이오드로, 인덕턴스의 특징을 활용하여 축적된 자기 에너지를 방출하거나 흡수하여 전류의 흐름을 안정화시키는 역할을 하며, 제1 필터 커패시터(C4)와 함께 노이즈를 안정적으로 잡아주는 역할을 한다.
열 교환 매트릭스(11)의 오일 온도가 온도센서(20)에 설정된 온도에 다다르면 온/오프가 빈번하게 발생할 수 있으며, 광 커플러(210)를 통과한 신호 역시 순간적으로 빠른 온/오프 신호를 보내게 된다. 이는 노이즈로 분류될 수 있는데, 이러한 노이즈를 억제함으로써 제1 필터 커패시터(C4)과 제1 플라이백 다이오드(D6)를 통해 안정적인 온/오프 신호가 유입될 수 있다.
상기 팬 모터 보호 회로부(240)는, 릴레이(220)에서 제2 팬 모터(FAN2)로 전원전압이 전달되는 전원전달노드에 연결되어, 릴레이(220)의 온/오프 시 발생되는 역서지 전압(Spike Voltage)과 돌입전류(Inrush Current)를 억제하여 제2 팬 모터(FAN2)를 보호할 수 있다.
제2 팬 모터(FAN2)와 전선은 인덕턴스 특성을 갖게 되는데, 이로 인해 잦은 온/오프 신호는 역서지 전압(Spike Voltage)과 돌입전류(Inrush Current)를 유발하게 된다. 즉, 모터의 특성 상 강한 인덕턴스를 갖게 되는데, 모터의 기동 시 강한 인덕턴스에 의해 대전류가 발생할 수 있다. 이러한 대전류에 의한 역서지 전압(Spike Voltage)과 돌입전류(Inrush Current)을 억제하기 위해, 팬 모터 보호 회로부(240)는 전원전달노드와 접지전원입력단V- or GND) 사이에 상호 병렬 연결되는 다수의 제2 플라이백 다이오드(D7, D8)와 스너버 회로 소자(SNB2)를 포함할 수 있다. 이때, 릴레이(220)의 NO접점(NO2)는 제2 팬 모터(FAN2)의 양극입력단자와 연결될 수 있다.
상기 제2 플라이백 다이오드(D7, D8)는 제2 팬 모터(FAN2) 측에서 발생할 수 있는 역서지 전압(Spike Voltage)이나 돌입전류(Inrush Current)를 효과적으로 잡아주기 위해 상호 병렬 연결된 두 개의 다이오드로 구성되며, 이와 병렬 연결된 스너버 회로 소자(SNB2)를 통하여 보다 안정적으로 컨트롤러 회로를 보호할 수 있다.
상기 스너버 회로 소자(SNB2)는 전원전달노드와 제1 DC 모터 컨트롤러(210)의 접지전원입력단자(V-) 사이에 직렬 연결된 스너버 저항(R8)과 스너버 커패시터(C5)를 포함할 수 있다.
여기서, 스너버 커패시터(C5)는 스너버 회로 소자(SNB2)에서 사용되는 콘덴서로, 역서지 전압(Spike Voltage)이나 돌입전류(Inrush Current)를 스너버 저항(R8)과 함께 보다 효과적으로 안정화시켜 줄 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 DC 모터 컨트롤러를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 제1 DC 모터 컨트롤러 110: 광 커플러
120: 릴레이 L1: 제1 코일
NC1: NC접점 NO1: NO접점
130: 노이즈 저감 회로부 C1: 제1 필터 커패시터
D1: 제1 플라이백 다이오드 140: 팬 모터 보호 회로부
D2, D3: 제2 플라이백 다이오드 SNB1: 스너버 회로 소자
R1: 스너버 저항 C2: 스너버 커패시터
150: 과전압 보호 회로부 D4: 역전압 방지 다이오드
D5: 제너 다이오드 C3: 제2 필터 커패시터
Q1: 스위치 소자 160: 회로기판
170: 3단 토글 스위치 180: 단자대
190: 방수방진 커넥터 200: 제2 DC 모터 컨트롤러
210: 광 커플러 220: 릴레이
L2: 제1 코일 NC2: NC접점
NO2: NO접점 230: 노이즈 저감 회로부
C4: 제1 필터 커패시터 D6: 제1 플라이백 다이오드
240: 팬 모터 보호 회로부 D6, D7: 제2 플라이백 다이오드
SNB2: 스너버 회로 소자 R8: 스너버 저항
C5: 스너버 커패시터 Q2: 스위치 소자
10: 오일 쿨러 11: 열 교환 매트릭스
12: 팬 모터 FAN1: 제1 팬 모터
FAN2: 제2 팬 모터 20: 온도센서
VCC: 전원전압노드 GND: 접지전압노드

Claims (6)

  1. 열 교환 매트릭스와 팬 모터를 포함하는 오일 쿨러에서 상기 열 교환 매트릭스의 온도를 측정하는 온도센서로부터 수신되는 신호에 따라 상기 팬 모터를 제어하기 위한 컨트롤러에 관한 것으로,
    상기 온도센서로부터 수신되는 신호에 따라 온/오프되는 광 커플러;
    상기 광 커플러의 동작에 따라 전원전압을 상기 팬 모터로 전달하는 릴레이;
    상기 릴레이와 병렬 연결되고, 상기 광 커플러의 동작에 의해 축적된 자기 에너지를 방출 또는 흡수하여 상기 광 커플러의 동작에 따라 발생되는 노이즈를 저감하기 위한 노이즈 저감 회로부;
    상기 릴레이에서 상기 팬 모터로 전원전압이 전달되는 전원전달노드에 연결되고, 상기 릴레이의 온/오프 시 발생되는 역서지 전압과 돌입전류를 억제하여 상기 팬 모터를 보호하기 위한 팬 모터 보호 회로부;
    전원전압입력단 및 접지전원입력단과 연결된 전원전압 유입부에 설치되어 역전압 및 고전압 중 적어도 하나의 이상 전압 유입 시 발생되는 전류를 흡수하여 방전시키기 위한 과전압 보호 회로부; 및
    상기 전원전압입력단에 의한 전원전압노드와 상기 접지전원입력단에 의한 접지전압노드 사이에 설치되어 상기 광 커플러를 통해 출력되는 신호에 따라 온/오프되는 스위치 소자를 포함하고,
    상기 노이즈 저감 회로부는,
    상기 전원전압노드와 상기 스위치 소자 사이에 설치된 제1 필터 커패시터; 및
    애노드 단자가 상기 전원전압노드에 연결되고 캐소드 단자가 상기 스위치 소자에 연결되어 상기 제1 필터 커패시터와 병렬 연결되는 제1 플라이백 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 DC 모터 컨트롤러.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 릴레이는,
    상기 노이즈 저감 회로부와 병렬 연결된 코일;
    상기 전원전압입력단에 연결된 NC접점;
    상기 전원전달노드에 연결된 NO접점; 및
    상기 코일에 전류가 흐를 경우 상기 NC접점에서 상기 NO접점으로 스위칭되어 전원전압을 상기 전원전달노드로 전달하기 위한 공통접점을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 DC 모터 컨트롤러.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 팬 모터 보호 회로부는,
    상기 릴레이와 상기 접지전원입력단 사이에 상호 병렬 연결된 다수의 제2 플라이백 다이오드와 스너버 회로 소자를 포함하고,
    상기 스너버 회로 소자는,
    상호 직렬 연결된 스너버 저항과 스너버 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 DC 모터 컨트롤러.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 과전압 보호 회로부는,
    애노드가 상기 전원전압입력단에 연결되고, 캐소드가 상기 전원전압노드에 연결된 역전압 방지 다이오드;
    애노드가 상기 접지전압노드에 연결되고, 캐소드가 상기 전원전압노드에 연결되는 제너 다이오드; 및
    상기 전원전압노드와 상기 접지전압노드 사이에 제2 필터 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 DC 모터 컨트롤러.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 DC 모터 컨트롤러의 회로기판은,
    하층, 중층 및 상층이 연결된 멀티 적층 동판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 DC 모터 컨트롤러.
KR1020190096105A 2019-08-07 2019-08-07 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 dc 모터 컨트롤러 KR102039595B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190096105A KR102039595B1 (ko) 2019-08-07 2019-08-07 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 dc 모터 컨트롤러

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190096105A KR102039595B1 (ko) 2019-08-07 2019-08-07 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 dc 모터 컨트롤러

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102039595B1 true KR102039595B1 (ko) 2019-11-01

Family

ID=68535418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190096105A KR102039595B1 (ko) 2019-08-07 2019-08-07 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 dc 모터 컨트롤러

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102039595B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114189032A (zh) * 2021-12-16 2022-03-15 辽宁坤泰太阳能科技有限公司 太阳能供电控制电路
KR102625097B1 (ko) * 2023-08-24 2024-01-16 하이드로링크 주식회사 산업용 오일 쿨러용 에너지 절감 지능형 교류 모터 제어 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990013038U (ko) 1997-09-20 1999-04-15 전주범 브이씨알 캡스턴모터의 스위칭노이즈제거회로
JP2005143193A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 Sumitomo Wiring Syst Ltd 回路構成体、その製造方法及び配電ユニット、バスバー基板
KR100748799B1 (ko) 2001-02-26 2007-08-13 우드워드 거버너 컴퍼니 전기 회전 작동기용 작동 스너버 회로
WO2016071964A1 (ja) * 2014-11-04 2016-05-12 三菱電機株式会社 電動機駆動装置および空気調和機
KR20190051331A (ko) * 2017-11-06 2019-05-15 엘지전자 주식회사 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990013038U (ko) 1997-09-20 1999-04-15 전주범 브이씨알 캡스턴모터의 스위칭노이즈제거회로
KR100748799B1 (ko) 2001-02-26 2007-08-13 우드워드 거버너 컴퍼니 전기 회전 작동기용 작동 스너버 회로
JP2005143193A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 Sumitomo Wiring Syst Ltd 回路構成体、その製造方法及び配電ユニット、バスバー基板
WO2016071964A1 (ja) * 2014-11-04 2016-05-12 三菱電機株式会社 電動機駆動装置および空気調和機
KR20190051331A (ko) * 2017-11-06 2019-05-15 엘지전자 주식회사 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114189032A (zh) * 2021-12-16 2022-03-15 辽宁坤泰太阳能科技有限公司 太阳能供电控制电路
CN114189032B (zh) * 2021-12-16 2024-05-07 辽宁坤泰太阳能科技有限公司 太阳能供电控制电路
KR102625097B1 (ko) * 2023-08-24 2024-01-16 하이드로링크 주식회사 산업용 오일 쿨러용 에너지 절감 지능형 교류 모터 제어 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7304828B1 (en) Intelligent solid state relay/breaker
KR102039595B1 (ko) 차량용 크레인의 오일 쿨러 제어용 dc 모터 컨트롤러
US9270111B2 (en) Load drive device
US8264806B2 (en) Electronic device including a protection circuit for a light-emitting device
US10924110B2 (en) High speed switching solid state relay circuit
KR102682117B1 (ko) 보호 버스에서 접지로 연결된 fet 디바이스를 갖는 보호 회로
US20140247432A1 (en) Light source device and projector
EP2590327B1 (en) Solid state relay and load drive circuit
US20110109421A1 (en) Switch module
CN105321934B (zh) 用于对功率半导体热保护的电路装置
JP2011135665A (ja) 保護装置
WO2019111734A1 (ja) 負荷駆動回路
CA2111966A1 (en) Circuit protection arrangement
KR101563278B1 (ko) 엘이디 조명 제어장치
EP3211970A1 (en) Led driving output end capacitor protection circuit
JPH06153502A (ja) スイッチングレギュレ−タ
JP2007236103A (ja) 給電装置
KR102451714B1 (ko) 특장차 직류 모터 컨트롤 시스템
EP3086377A1 (en) Led driver circuit and method for controlling led driver circuit
KR20100000588A (ko) Ｌｅｄ 조명모듈의 역 전압 및 돌입 전류 보호회로
US20020101697A1 (en) Overvoltage protector of a burn-in board
KR20160110799A (ko) Led 램프에서의 부하단락을 검출하는 회로 및 방법
EP4443685A1 (en) Aircraft solid power controller, aircraft power supply system, and method of switching an aircraft solid state power controller
ES2461150T3 (es) Circuito de protección para una fuente de alimentación de modo conmutado aislada
JP2002164440A (ja) 電界効果トランジスタの保護回路

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant