KR102114308B1 - 공기조화기 - Google Patents

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KR102114308B1
KR102114308B1 KR1020190003230A KR20190003230A KR102114308B1 KR 102114308 B1 KR102114308 B1 KR 102114308B1 KR 1020190003230 A KR1020190003230 A KR 1020190003230A KR 20190003230 A KR20190003230 A KR 20190003230A KR 102114308 B1 KR102114308 B1 KR 102114308B1
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power
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air conditioner
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KR1020190003230A
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김연중
이원우
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은, 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 3상 교류 전원의 3상 중 어느 하나와 중성선의 전위차에 기초하여, 오결선 감지 신호를 출력하는 오결선 감지부, 교류 전원을 정류하는 정류부, 오결선 감지 신호에 기초하여, 정류부로 입력되는 전원의 공급을 차단하는 전원 차단부를 포함하고, 오결선 감지부는, 상기 전위차에 따라 전압을 분배하는 전압 분배부 및 분배된 전압에 기초하여, 오결선 감지 신호를 출력하는 신호 출력부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 3상 교류 전원의 오결선이 감지되는 경우, 공기조화기로 입력되는 전원의 공급을 차단함으로써, 회로 소자들의 손상을 방지할 수 있다. 그 외에 다양한 실시예들이 가능하다.

Description

공기조화기{AIR CONDITIONER}
본 발명은, 공기조화기에 관한 것으로, 특히, 3상 교류 전원을 사용하는 경우, 3상 교류 전원의 오결선에 따른 과전압의 유입으로부터 회로 소자들을 보호할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해, 실내로 냉온의 공기를 토출하여 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로써, 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.
공기조화기는 냉매의 흐름에 따라 냉방운전되거나 난방운전된다. 냉방운전 시, 실외기의 압축기로부터 실외기의 열교환기를 거쳐 고온, 고압의 액체 냉매가 실내기로 공급되고, 실내기의 열교환기에서 냉매가 팽창 및 기화되면서 주변 공기의 온도가 내려가고, 실내기 팬이 회전 동작함에 따라 냉기가 실내로 토출된다. 난방운전 시, 실외기의 압축기로부터 고온, 고압의 기체 냉매가 실내기로 공급되고, 실내기의 열교환기에서 고온, 고압의 기체 냉매가 액화되면서 방출된 에너지에 의해 따뜻해진 공기가 실내기 팬의 동작에 따라 실내로 토출된다.
공기조화기는 단상 또는 3상 교류 전원을 입력 받아 직류 전압으로 변환하고, 직류 전압을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여 전동기에 공급함으로써, 압축기, 팬 등을 구동한다.
한편, 공기조화기에 3상 교류 전원이 입력되는 경우, 3상 중 어느 하나와 중성선, 즉, R, S, T 상으로 구분하는 전원선 중 어느 하나와 N 상으로 표시하는 중성선을 연결함으로써, 220V의 전압이 공기조화기에 공급되도록 한다. 그러나, 3상 교류 전원이 공기조화기에 잘못 연결(이하, 오결선)되는 경우, 예를 들면, R, S, T 상으로 구분하는 전원선 중 어느 하나가 중선선이 연결되어야 하는 입력단에 연결되어, R, S, T 상 중 두 상이 연결되는 경우, 220V가 아닌 380V의 과전압이 공기조화기에 공급될 수 있고, 이로 인해 공기조화기에 구비된 회로 소자들의 소손 가능성이 높아지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 3상 교류 전원의 오결선이 감지되는 경우, 입력되는 전원을 차단할 수 있는 공기조화기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 3상 교류 전원의 3상 중 어느 하나와 중성선의 전위차에 따라 전압을 분배함으로써 오결선 여부를 감지할 수 있고, 오결선이 감지되는 경우, 입력되는 전원을 차단할 수 있는 회로 구성을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 공기조화기는, 3상 교류 전원의 3상 중 어느 하나와 중성선의 전위차에 기초하여, 오결선 감지 신호를 출력하는 오결선 감지부, 교류 전원을 정류하는 정류부, 오결선 감지 신호에 기초하여, 정류부로 입력되는 전원의 공급을 차단하는 전원 차단부를 포함하고, 오결선 감지부는, 상기 전위차에 따라 전압을 분배하는 전압 분배부 및 분배된 전압에 기초하여, 오결선 감지 신호를 출력하는 신호 출력부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 공기조화기는, 3상 교류 전원의 오결선이 감지되는 경우, 3상 교류 전원의 입력을 차단함으로써, 회로 소자들의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 공기조화기는, 실내기 및 실외기가 전력선을 통해 연결되어 상호 간에 전원을 공급하는 경우에도, 3상 교류 전원의 오결선이 감지되면 공기조화기에 구비된 각 구성의 동작을 제한할 수 있어, 회로 소자들의 손상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 공기조화기는, 저항, 커패시터, 트랜지스터 등 비교적 간단한 회로 소자들을 사용하여 오결선을 감지하고, 전원을 차단할 수 있으므로, 그 구현이 용이하고, 비용이 저렴하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 공기조화기의 구성의 예시를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 공기조화기에 구비되는 전력변환장치의 내부 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 공기조화기에 구비되는 전력변환장치의 내부 회로도이다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 3상 교류 전원의 연결 상태에 따른, 공기조화기의 동작의 설명에 참조되는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 3상 교류 전원의 연결 상태에 따른, 공기조화기의 동작의 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것들의 존재, 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 공기조화기의 구성의 예시를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는, 실내기(31), 실내기(31)에 연결되는 실외기(21)를 포함할 수 있다.
실내기(31)는, 예를 들면, 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면에서는, 스탠드형 실내기(31)를 예시한다.
한편, 공기조화기(100)는, 예를 들면, 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기(31) 및 실외기(21)의 동작에 연동하여 동작할 수 있다.
실외기(21)는, 예를 들면, 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 실외기(21)는, 예를 들면, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함할 수 있다.
실외기(21)는, 예를 들면, 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31)로 냉매를 공급할 수 있다. 실외기(21)는, 예를 들면, 원격제어기(미도시) 또는 실내기(31)의 요구(demand)에 의해 구동될 수 있다. 이때, 구동되는 실내기(31)에 대응하여 냉/난방 용량이 가변됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변되는 것도 가능하다.
이때, 실외기(21)는, 연결된 실내기(31)로 압축된 냉매를 공급할 수 있다.
실내기(31)는, 예를 들면, 실외기(21)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출할 수 있다. 실내기(31)는, 예를 들면, 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
이때, 실외기(21) 및 실내기(31)는, 예를 들면, 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하며, 실외기 및 실내기는 원격제어기(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결되어 원격제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수도 있다.
리모컨(미도시)는, 예를 들면, 실내기(31)에 연결되어, 실내기(31)로 사용자의 제어명령을 전달하고, 실내기(31)의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기(31)와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실외기와 실내기의 개략도이다. 도 1에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는, 크게 실내기(31)와 실외기(21)로 구분될 수 있다.
실외기(21)는, 예를 들면, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102b)와, 압축기(102b)를 구동하는 압축기용 전동기(102b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104)와, 실외측 열교환기(104)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(105a)과 실외팬(105a)을 회전시키는 전동기(105b)로 이루어진 실외 송풍기(105)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(106)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(110)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103) 등을 포함할 수 있다.
실내기(31)는, 예를 들면, 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(108)와, 실내측 열교환기(108)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109a)과 실내팬(109a)을 회전시키는 전동기(109b)로 이루어진 실내 송풍기(109) 등을 포함할 수 있다.
실내측 열교환기(108)는, 예를 들면, 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102)는, 예를 들면, 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
또한, 공기조화기(100)는, 예를 들면, 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 공기조화기에 구비되는 전력변환장치의 내부 블록도이다.
도 3을 참조하면, 공기조화기(100)에 구비되는 전력변환장치(200)는, 예를 들면, 오결선 감지부(210), 전원 차단부(220), 정류부(230) 및/또는 정류부(230)에서 출력되는 전원을 저장할 수 있는 dc단 커패시터(C)를 포함할 수 있다. 전력변환장치(200)는, 예를 들면, dc단 커패시터(C)에 저장된 전압을 강압하고, 강압된 전압을 출력하는 전압 강압부(240)를 더 포함할 수 있다.
오결선 감지부(210)는, 예를 들면, 3상 교류 전원(Vs)의 3상(R, S, T 상) 중 어느 하나가 연결되는 노드(이하, 3상 입력단) 및 중성선(N 상)이 연결되는 노드(이하, N상 입력단)에 연결될 수 있다. 오결선 감지부(210)는, 예를 들면, 3상 입력단과 N상 입력단의 전위차에 기초하여, 3상 교류 전원(Vs)의 오결선을 감지할 수 있다. 오결선 감지부(210)는, 예를 들면, 3상 입력단과 N상 입력단의 전위차에 따라 전압을 분배할 수 있고, 분배된 전압에 기초하여 오결선 감지 신호를 출력할 수 있다.
전원 차단부(220)는, 예를 들면, 3상 교류 전원(Vs)의 3상 입력단에 연결될 수 있고, 정류부(230)에 대한 3상 교류 전원(Vs)의 입력을 차단할 수 있다.
한편, 전원 차단부(220)는, 예를 들면, 정류부(230)에 대한, 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원의 입력을 차단할 수도 있다. 예를 들면, 실외기(21)는 전력선을 통해 실내기(31)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 이때, 실외기(21)에 구비된 전원 차단부(220)는, 정류부(230)에 대한, 실내기(31)로부터 공급되는 전원의 입력을 차단할 수 있다.
전원차단부(220)는, 예를 들면, 오결선 감지부(210)로부터 출력되는 오결선 감지 신호에 기초하여, 정류부(230)로 인가되는 전원의 입력을 차단할 수 있다. 전원 차단부(220)는, 예를 들면, 전압 강압부(240)로부터 출력되는 전압에 기초하여, 정류부(230)로 인가되는 전원의 입력을 차단할 수 있다.
전원 차단부(220)는, 예를 들면, 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 스위칭 소자의 동작에 따라 정류부(230)로 인가되는 전원의 입력을 차단할 수 있다. 전원 차단부(220)에 구비되는 적어도 하나의 스위칭 소자는, 예를 들면, 오결선 감지부(210)로부터 출력되는 오결선 감지 신호 및/또는 전압 강압부(240)로부터 출력되는 전압에 기초하여 동작할 수 있다.
정류부(230)는, 예를 들면, 입력된 교류 전원을 정류하여 출력할 수 있다. 정류부(230)는, 예를 들면, 브릿지 다이오드를 구비할 수 있다. 예를 들면, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 다이오드 소자 및 하암 다이오드 소자가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상, 하암 다이오드 소자가 서로 병렬로 연결되는 것을 예시한다.
전압 강압부(240)는, 예를 들면, 예를 들면, SMPS(Switching Mode Power Supply)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전압 강압부(240)는, 공기조화기(100)에 구비된, 회로 소자들에서 요구되는 다양한 크기의 전압(예: 5V, 7.5V, 10V, 15V 등)을 출력할 수 있다.
한편, 전력변환장치(200)는, 예를 들면, 정류부(230)의 입력단에 배치되어, 교류 전원과 함께 들어오는 노이즈를 제거할 수 있는 필터부(미도시), dc단 커패시터 및/또는 전압 강압부의 출력단에 연결되어, 교류 전원을 출력할 수 있는 인버터(미도시) 등을 더 포함할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 공기조화기에 구비되는 전력변환장치의 내부 회로도이다. 도 3에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 4를 참조하면, 전력변환장치(200)에 구비된 오결선 감지부(210)는, 예를 들면, 3상 입력단과 N상 입력단에 연결될 수 있다.
오결선 감지부(210)는, 예를 들면, 3상 입력단과 N상 입력단의 전위차에 따라 전압을 분배할 수 있는 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)와, 3상 입력단과 제1 커패시터(C1) 사이에 접속되는 제1 일방향 도통 소자(D1)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 일방향 도통 소자는, 애노드가 3상 입력단에 연결되고, 캐소드가 제1 커패시터(C1)에 연결되는 다이오드 소자를 포함할 수 있다. 제2 커패시터(C2)는, 예를 들면, 제1 커패시터(C1)와 N상 입력단 사이에 접속될 수 있다.
제1 및 제2 커패시터(C1, C2)는, 예를 들면, 3상 입력단과 N상 입력단의 전위차에 따라 전압을 저장할 수 있다. 예를 들면, 공기조화기(100)의 3상 입력단 및 N상 입력단에 3상 교류 전원(Vs)이 제대로 연결된 경우, 3상 입력단과 N상 입력단의 전위차는 220V이고, 제1 일방향 도통 소자(D1)에 의해 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)에 저장되는 최대 전압 값은 310V 일 수 있다. 한편, 예를 들면, 공기조화기(100)의 3상 입력단 및 N상 입력단에 3상 교류 전원(Vs)이 오결선된 경우, 3상 입력단과 N상 입력단의 전위차는 380V이고, 제1 일방향 도통 소자(D1)에 의해 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)에 저장되는 최대 전압 값은 540V 일 수 있다
오결선 감지부(210)는, 예를 들면, 제1 일방향 도통 소자(D1)와 제1 커패시터(C1) 사이의 노드에 일단이 연결되는 저항 소자(R) 및 저항 소자(R)의 타단에 연결되고, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2) 사이의 노드의 전압에 따라 동작하는 제1 스위칭 소자(TR)를 더 포함할 수 있다.
제1 스위칭 소자(TR)는 예를 들면, 예를 들면, 트랜지스터(transistor) 소자일 수 있다. 스위칭 소자는, 예를 들면, 양극성 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT) 또는 전계 효과 트랜지스터(Field Effective Transistor; FET)일 수 있다.
예를 들면, 제1 스위칭 소자(TR)가 양극성 접합 트랜지스터인 경우, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2) 사이의 노드와 제1 스위칭 소자(TR)의 베이스 단이 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 제1 스위칭 소자(TR)가 전계 효과 트랜지스터인 경우, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2) 사이의 노드와 제1 스위칭 소자(TR)의 게이트 단이 전기적으로 연결될 수 있다.
도면에서는 제1 스위칭 소자(TR)를 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor; MOSFET)로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 스위칭 소자(TR), 코일에 흐르는 전류에 기초하여 턴-온 또는 턴-오프 되는 릴레이일 수도 있다.
오결선 감지부(210)는, 예를 들면, 3상 입력단과 N상 입력단의 전위차에 따라 전압을 분배할 수 있고, 분배된 전압에 기초하여 오결선 감지 신호를 출력할 수 있다.
예를 들면, 공기조화기(100)의 3상 입력단 및 N상 입력단에 3상 교류 전원(Vs)이 제대로 연결된 경우, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2) 사이의 노드의 전압은 문턱 전압(threshold voltage) 미만의 전압일 수 있고, 제1 스위칭 소자(TR)는 턴-오프 될 수 있다.
한편, 예를 들면, 공기조화기(100)의 3상 입력단 및 N상 입력단에 3상 교류 전원(Vs)이 오결선된 경우, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2) 사이의 노드의 전압은 문턱 전압 이상의 전압일 수 있고, 제1 스위칭 소자(TR)는 턴-온 될 수 있다. 또한, 제1 스위칭 소자(TR)가 턴-온 되는 경우, 저항 소자(R) 및 제1 스위칭 소자(TR)를 통해 전류가 흐를 수 있다. 이때, 저항 소자(R) 및 제1 스위칭 소자(TR)를 통해 흐르는 전류는, 예를 들면, 오결선 감지 신호로서 출력될 수 있다.
오결선 감지부(210)는, 예를 들면, N상 입력단과 접지단 사이에 접속되는 제2 일방향 도통 소자(D2)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 일방향 도통 소자(D2)는, 애노드가 접지단에 연결되고, 캐소드가 N상 입력단에 연결되는 다이오드 소자를 포함할 수 있다.
전원 차단부(220)는, 예를 들면, 3상 교류 전원(Vs)의 3상 입력단과 정류부(230) 사이에 연결되어, 3상 교류 전원(Vs)의 입력을 차단할 수 있는 제2 스위칭 소자(RL1)를 포함할 수 있다. 제2 스위칭 소자(RL1)는, 예를 들면, 전압 강압부(240)로부터 출력되는 전압(Vdc1)에 따라 동작할 수 있다.
전원 차단부(220)는, 예를 들면, 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원(
Figure 112019003249147-pat00001
)에 연결되어, 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원(
Figure 112019003249147-pat00002
)의 입력을 차단할 수 있는 제3 스위칭 소자(RL2)를 포함할 수 있다. 제3 스위칭 소자(RL2)는, 예를 들면, 정류부(230)와 제2 스위칭 소자(RL1)가 연결되는 노드에 접속될 수 있다.
예를 들면, 실외기(21)가 전력선을 통해 실내기(31)로부터 전원을 공급받는 경우, 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원(
Figure 112019003249147-pat00003
)은 전력선을 통해 실내기(31)로부터 공급되는 전원일 수 있다.
전원 차단부(220)는, 예를 들면, 오결선 감지 신호가 입력되는 제3 일방향 도통 소자(D3) 및 전압 강압부(240)로부터 출력되는 전압(Vdc2)이 입력되는 제4 일방향 도통 소자(D4)를 포함할 수 있다.
제3 일방향 도통 소자(D3)는, 예를 들면, 애노드에 오결선 감지 신호가 입력되는 다이오드를 포함할 수 있다. 제4 일방향 도통 소자(D4)는, 예를 들면, 애노드에 전압 강압부(240)로부터 출력되는 전압(Vdc2)이 입력되는 다이오드를 포함할 수 있다. 한편, 제3 일방향 도통 소자(D3)의 캐소드는, 예를 들면, 제4 일방향 도통 소자(D4)의 캐소드에 연결될 수 있다.
제3 스위칭 소자(RL2)는, 예를 들면, 오결선 감지부(210)로부터 출력되는 오결선 감지 신호 및/또는 전압 강압부(240)로부터 출력되는 전압(Vdc2)에 따라 동작할 수 있다.
한편, 전압 강압부(240)로부터 출력되는 두 전압(Vdc1, Vdc2)은, 예를 들면, 동일한 전압 값을 가질 수 있다.
제2 스위칭 소자(RL1) 및/또는 제3 스위칭 소자(RL2)는, 예를 들면, 코일에 흐르는 전류에 기초하여 턴-온 또는 턴-오프 되는 릴레이일 수 있다. 도면에서는 제2 스위칭 소자(RL1) 및 제3 스위칭 소자(RL2)를 릴레이로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제2 스위칭 소자(RL1) 및/또는 제3 스위칭 소자(RL2)는 양극성 접합 트랜지스터(BJT) 또는 전계 효과 트랜지스터(FET)일 수도 있다.
예를 들면, 제2 스위칭 소자(RL1)가 릴레이인 경우, 전압 강압부(240)로부터 출력되는 전압(Vdc1)에 따라 코일에 전류가 흐를 수 있고, 제2 스위칭 소자(RL1)는 코일에 흐르는 전류에 따라 턴-온 될 수 있다. 예를 들면, 제3 스위칭 소자(RL2)가 릴레이인 경우, 오결선 감지 신호 또는 전압 강압부(240)로부터 출력되는 전압(Vdc2)에 따라 코일에 전류가 흐를 수 있고, 제3 스위칭 소자(RL2)는 코일에 흐르는 전류에 따라 턴-오프 될 수 있다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 3상 교류 전원(Vs)의 연결 상태에 따른, 공기조화기의 동작의 설명에 참조되는 도면이다. 도 3 및 4에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 5a를 참조하면, 공기조화기(100)의 3상 입력단 및 N상 입력단에 3상 교류 전원(Vs)이 제대로 연결된 경우, 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)에 저장되는 최대 전압 값은 310V 일 수 있다.
이 경우, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2) 사이의 노드의 전압은 문턱 전압(threshold voltage) 미만의 전압(예: 8.5V)일 수 있고, 제1 스위칭 소자(TR)는 턴-오프 될 수 있다.
한편, 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원(
Figure 112019003249147-pat00004
)이 전력변환장치(200)에 입력될 수 있다. 예를 들면, 실외기(21)가 전력선을 통해 실내기(31)로부터 전원을 공급받는 경우, 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원(
Figure 112019003249147-pat00005
)은 전력선을 통해 실내기(31)로부터 공급되는 전원일 수 있다.
오결선 감지 신호 또는 전압 강압부(240)로부터 출력되는 전압(Vdc2)이 전원 차단부(220)에 입력되지 않으므로, 제3 스위칭 소자(RL2)는 턴-온 될 수 있다. 이때, 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원(
Figure 112019003249147-pat00006
)은 정류부(230)로 공급될 수 있고, dc단 커패시터(C)는 정류부(230)에서 출력되는 전원을 저장할 수 있다.
한편, 전압 강압부(240)는 dc단 커패시터(C) 양단의 전압을 강압하여, 다양한 전압(Vdc1, Vdc2)을 출력할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제2 스위칭 소자(RL1)는, 전압 강압부(240)로부터 출력되는 전압(Vdc1)에 따라 턴-온 될 수 있다. 이때, 3상 교류 전원(Vs)은 정류부(230)로 공급될 수 있다.
한편, 제3 스위칭 소자(RL2)는, 전압 강압부(240)로부터 출력되는 전압(Vdc2)에 따라 턴-오프 될 수 있다. 이때, 정류부(230)에 대한, 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원(
Figure 112019003249147-pat00007
)의 입력이 차단될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 3상 교류 전원(Vs)의 연결 상태에 따른, 공기조화기의 동작의 설명에 참조되는 도면이다.
도 6을 참조하면, 공기조화기(100)의 3상 입력단 및 N상 입력단에 3상 교류 전원(Vs)이 오결선된 경우, 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)에 저장되는 최대 전압 값은 540V 일 수 있다.
이 경우, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2) 사이의 노드의 전압은 문턱 전압 이상의 전압(예: 15V)일 수 있고, 제1 스위칭 소자(TR)는 턴-온 될 수 있다. 이때, 저항 소자(R) 및 제1 스위칭 소자(TR)를 통해 전류가 흐를 수 있고, 저항 소자(R) 및 제1 스위칭 소자(TR)를 통해 흐르는 전류는 오결선 감지 신호로서 전원 차단부(220)로 출력될 수 있다. 한편, 저항 소자(R) 및 제1 스위칭 소자(TR)를 통해 흐르는 전류는, 제2 일방향 도통 소자(D2)를 통해 N상 입력단으로 흐를 수 있다.
한편, 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원(
Figure 112019003249147-pat00008
)이 전력변환장치(200)에 입력될 수 있다. 예를 들면, 실외기(21)가 전력선을 통해 실내기(31)로부터 전원을 공급받는 경우, 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원(
Figure 112019003249147-pat00009
)은 전력선을 통해 실내기(31)로부터 공급되는 전원일 수 있다.
오결선 감지 신호가 오결선 감지부(210)로부터 출력됨에 따라, 제3 스위칭 소자(RL2)는 턴-오프 될 수 있고, 정류부(230)에 대한 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원(
Figure 112019003249147-pat00010
)의 입력이 차단될 수 있다.
한편, 정류부(230)에 대한 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원(
Figure 112019003249147-pat00011
)의 입력이 차단됨에 따라 dc단 커패시터(C)에 전원이 저장되지 않으므로, 전압 강압부(240)로부터 전압(Vdc1, Vdc2)이 출력되지 않음을 알 수 있다. 이로 인해, 제2 스위칭 소자(RL1)는 턴-오프 될 수 있고, 정류부(230)에 대한, 3상 교류 전원(Vs)의 입력이 차단될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 공기조화기(100)는, 3상 교류 전원(Vs)의 오결선이 감지됨에 따라, 전력변환장치(200)에 입력되는 3상 교류 전원(Vs)의 입력과, 3상 교류 전원(Vs)과 구별되는 교류 전원(
Figure 112019003249147-pat00012
)의 입력을 모두 차단할 수 있다. 이를 통해, 3상 교류 전원(Vs)의 오결선에 따른 과전압이 유입되는 경우에, 공기조화기(100)에 구비된 각 구성의 동작을 제한할 수 있어, 회로 소자들의 손상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나, 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
Vs: 3상 교류 전원
210: 오결선 감지부
220: 전원 차단부
230: 정류부
240: 전압 강압부
C: dc단 커패시터

Claims (10)

  1. 3상 교류 전원의 3상 중 어느 하나와 중성선의 전위차에 기초하여, 오결선 감지 신호를 출력하는 오결선 감지부;
    교류 전원을 정류하는 정류부;
    상기 오결선 감지 신호에 기초하여, 상기 정류부로 입력되는 전원의 공급을 차단하는 전원 차단부; 및
    상기 정류부로부터 출력되는 직류 전원에 기초하여, 제1 전압 및 제2 전압을 출력하는 전압 강압부를 포함하고,
    상기 오결선 감지부는,
    상기 전위차에 따라 전압을 분배하는 전압 분배부; 및
    상기 전압 분배부를 통해 분배된 전압에 기초하여 동작하는 제1 스위칭 소자를 구비하고, 상기 제1 스위칭 소자의 동작에 따라 상기 오결선 감지 신호를 출력하는 신호 출력부를 포함하고,
    상기 전원 차단부는,
    상기 제1 전압에 따라 동작하고, 상기 정류부로 입력되는, 상기 3상 교류 전원의 공급을 차단하는 제2 스위칭 소자; 및
    상기 오결선 감지 신호 및 상기 제2 전압 중 어느 하나에 따라 동작하고, 상기 정류부로 입력되는, 상기 3상 교류 전원과 구별되는 교류 전원의 입력을 차단하는 제3 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 분배부는,
    상기 3상 교류 전원의 3상 중 어느 하나에 연결되는 제1 일방향 도통 소자;
    상기 제1 일방향 도통 소자에 연결되는 제1 커패시터;
    상기 제1 커패시터와 상기 중성선 사이에 접속되는 제2 커패시터; 및
    상기 중성선과 접지단 사이에 접속되는 제2 일방향 도통 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호 출력부는,
    상기 제1 일방향 도통 소자 및 상기 제1 커패시터 사이의 노드에 일단이 연결되는 저항 소자; 및
    상기 저항 소자의 타단에 연결되고, 상기 제1 커패시터와 상기 제2 커패시터 사이의 노드의 전압에 따라 동작하는 제1 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제1 스위칭 소자의 동작에 따라, 상기 저항 소자 및 상기 제1 스위칭 소자를 통해 상기 오결선 감지 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 일방향 도통 소자는,
    애노드가 상기 3상 교류 전원의 3상 중 어느 하나에 연결되고,
    캐소드가 상기 제1 커패시터에 연결되는 다이오드 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 일방향 도통 소자는,
    애노드가 상기 접지단에 연결되고,
    캐소드가 상기 중성선에 연결되는 다이오드 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자는,
    상기 제1 커패시터와 상기 제2 커패시터 사이의 노드에 게이트 단이 전기적으로 연결되는 전계 효과 트랜지스터(Field Effective Transistor; FET)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 스위칭 소자는,
    상기 제1 전압이 입력되는 코일을 포함하고,
    상기 제1 전압이 입력되는 코일에 흐르는 전류에 따라 동작하는 릴레이인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제3 스위칭 소자는,
    상기 오결선 감지 신호 및 상기 제2 전압 중 어느 하나가 입력되는 코일을 포함하고,
    상기 오결선 감지 신호 및 상기 제2 전압 중 어느 하나가 입력되는 코일에 흐르는 전류에 따라 동작하는 릴레이인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115275961A (zh) * 2022-08-18 2022-11-01 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种三相供电错接保护电路与空调器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10332761A (ja) * 1997-05-29 1998-12-18 Toshiba Corp 結線状態判定方法及びこの方法を実施する手段を備えた空気調和装置
KR20100012077A (ko) * 2008-07-28 2010-02-05 엘지전자 주식회사 공기조화기의 전동기 제어장치

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