KR102448864B1 - 건조기의 전압 감지 장치 및 감지 방법 - Google Patents

건조기의 전압 감지 장치 및 감지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건조기에 관한 것으로, 특히 의류 건조기에 인가되는 상용 전압 레벨을 감지하는 전압 감지 장치 및 감지 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예 따르면, 교류 상용 전원을 입력받는 전원 입력부; 상기 전원 입력부를 통해 입력받은 교류 전압 신호를 증폭하여 변환된 교류 전압 신호를 출력하는 차동 증폭부; 그리고 상기 차동 증폭부의 출력에 기준 전압을 제공하는 기준 전압 제공부를 포함하는 건조기의 전압 감지 장치 및 이를 포함하는 건조기가 제공될 수 있다.

Description

건조기의 전압 감지 장치 및 감지 방법{voltage sensing device of a drier and a sensing method of the same}
본 발명은 건조기에 관한 것으로, 특히 의류 건조기에 인가되는 상용 전압 레벨을 감지하는 전압 감지 장치 및 감지 방법에 관한 것이다.
의류 건조기와 같은 가전제품은 가정에서 많이 사용된다. 가정에서 사용되는 가전제품에는 상용 전압이 인가되며, 일반적으로 전압 레벨이 220 볼트인 교류 전압이 인가된다. 물론, 지역에 따라 110 볼트 내지 230 볼트의 상용 전원이 사용되기도 한다.
최근에는 의류 건조기와 같은 가전제품에서 사용하는 에너지를 산출하고 이를 표시하는 경우가 많다. 즉, 경쟁 제품에 비해서 소모 에너지가 적다는 것을 소비자에게 보여줌으로써 제품 경쟁력을 높이기 위하여 소모 에너지를 표시하게 된다.
이러한 소모 에너지를 산출하기 위해서 전제가 되는 것은 입력되는 전압의 레벨을 감지하는 것이다. 즉, 입력 전압을 정확히 감지하는 것은 소모 에너지를 정확히 산출하기 위한 전제 조건이라 할 수 있다. 물론, 이러한 입력 전압이 항상 고정된다면 소모 에너지를 산출하는 것은 매우 간단하다. 그렇지만, 일반적으로 입력 전압 레벨은 일정 범위에서 변동되기 때문에 변동되는 전압 레벨을 정확하게 감지하는 것은 용이하지 않다. 예를 들어, 상용 전원이 220 볼트인 경우에도 입력 전압값이 220 볼트보다 크거나 작아지는 등 불규칙적으로 가변됨이 일반적이다.
가전제품에서 사용하는 마이컴과 같은 프로세서는 상용 전압보다는 낮은 전압을 사용함이 일반적이다. 따라서, 교류인 상용 전압을 프로세서에서 직접 입력받아 전압 레벨을 감지하는 것이 용이하지 않다. 이러한 이유로, 종래에는 포토 커플러와 같은 절연 소자를 이용하여 1차 교류 전원을 2차 직류 전원으로 변환하여, 1차 교류 전원의 전압 레벨을 간접적으로 감지하는 방식을 사용하였다.
도 1은 종래의 전압 감지 장치(회로)의 일례를 도시하고 있으며, 도 1을 참조하여 입력 전압 레벨을 감지하는 방법에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 교류 링크 전압(DC link 볼트age, 10)을 2 개의 저항(30, 40)으로 분압한다. 즉 제1저항(30)과 제2저항(40)을 통해서 분압되어 2 개의 제너다이오드(50, 60)로 공급된다. 상기 2 개의 제어 다이오드(50, 60)는 기준값(reference)을 갖게 된다. 이를 항복 전압이라 할 수 있고, 제너다이오드의 역방향으로 항복 전압 이상의 전압이 가해졌을 때 전류가 흐르게 된다.
제1제너다이오드(50)는 제1포토커플러(70)와 연결되고, 제2제너다이오드(50)는 제2포토커플러(80)와 연결된다. 따라서, 2 개의 제너다이오드(50, 60)의 기준 값 대비하여 2 개의 제너다이오드(50, 60)에 입력된 전압이 크거나 작은 경우 2 개의 포토커플러(70, 80)가 온/오프될 수 있다.
따라서, 마이컴에서는 제1포토커플러(70)의 출력을 통해서 저전압을 감지할 수 있고, 제2포토커플러(80)을 통해서 고전압을 감지할 수 있다.
이러한 포토 커플러 방식은 감지 회로를 구성하기 위하여 상대적으로 많은 부품이 사용된다. 그리고, 포토 커플러의 특성, 일례로 CTR(critical temperature resistor) 특성값에 따라 감지 전압의 오차가 크다고 할 수 있다.
또한, 분배 저항을 이용한 포토 커플러의 온/오프 방식을 이용하여 전압을 감지하므로, 선형적인 전압 감지가 불가능하다. 즉, 입력 전압이 기준 전압보다 크거나 작다를 감지하거나, 입력 전압이 복수 개로 분류된 전압 중 어느 하나로 추정할 수밖에 없다. 따라서, 비선형적으로 전압을 감지할 수밖에 없으므로, 정확한 입력 전압의 감지가 어려운 문제가 있다.
일례로, 기준 전압이 220 볼트인 경우 입력 전압은 210 볼트 내지 230 볼트 사이에서 연속적으로 가변될 수 있다. 이러한 포토 커플러를 통한 입력 전압의 감지는 210볼트, 220볼트 그리고 230볼트라는 3 개의 입력 전압 감지만을 도출할 수 있다. 물론, 포토 커플러의 개수를 증가시키면 도출될 수 있는 전압값의 개수는 증가될 수는 있다. 그러나, 이러한 전압 감지는 기설정된 특정 전압값 중 어느 하나의 결과값만 도출될 수 있을 뿐 선형적인 감지, 즉 실제 입력 전압과 매우 근접한 전압값을 도출할 수 없게 된다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 입력 전압을 감지하기 위하여 마이컴의 입력 포트가 2 개 사용되어야 한다. 마이컴의 입력 포트의 개수는 한정되어 있으며, 시스템이 복잡해지거나 하드웨어가 많아지는 경우, 입력 포트 2개가 전압 감지에 사용되는 것은 매우 불리하다. 왜냐하면, 필요한 하드웨어의 추가가 어렵게 되거나 별도의 마이컴을 구비함에 따른 제조 비용 상승이 필연적으로 발생될 수밖에 없기 때문이다.
본 발명은 기본적으로 전술한 종래의 문제를 해결하고 함을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예를 통하여, 입력 전압을 감지하기 위하여, 회로의 단순화(부품 수의 감소)와 PCB 실장 면적을 최소화하여 제조 비용을 줄이고 제품 공간 활용을 극대화할 수 있는 전압 감지 장치, 건조기 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통하여, 입력 전압을 선형적으로 감지하여 보다 정확하게 입력 전압을 감지할 수 있는 전압 감지 장치, 건조기 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통하여, 마이컴에서의 입력 포트를 1 개만 사용함에도 불구하고 입력 전압을 효과적으로 감지할 수 있는 전압 감지 장치, 건조기 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통하여, 5 볼트의 AC 신호를 입력받을 수 있는 건조기의 일반적인 마이컴을 이용하여 선형적으로 입력 전압을 추정할 수 있어서, 효과적인 입력 전압 감지를 수행하는 의류 건조기 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다. 즉, 마이컴을 변경하지 않고 기존의 마이컴을 사용하면서도 선형적 그리고 효과적인 입력 전압 감지가 가능한 건조기 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
전술한 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 교류 상용 전원을 입력받는 전원 입력부; 상기 전원 입력부를 통해 입력받은 교류 전압 신호를 증폭하여 변환된 교류 전압 신호를 출력하는 차동 증폭부; 그리고 상기 차동 증폭부의 출력에 기준 전압을 제공하는 기준 전압 제공부를 포함하는 건조기의 전압 감지 장치가 제공될 수 있다.
상기 전압 감지 장치는 건조기뿐만 아니라 일반적인 가전제품에 사용될 수 있다. 왜냐하면, 건조기뿐만 아니라 다른 가전제품들도 같은 상용 전원을 사용하고 소비 전력을 정확하게 추정하여 사용자에게 알릴 필요성이 있기 때문이다.
따라서, 보다 간단하고 제조 비용이 저렴하면서도 정확한 전압 감지를 할 수 있는 전압 감지 장치는 세탁기, 조리 기기, 식기 세척기, 청소기, 냉장고 등 다양한 가전제품에도 요구될 수 있다. 그러므로, 본 실시예에 따른 전압 감지 장치는 다른 가전제품에도 공통적으로 적용될 수 있을 것이다.
상기 기준 전압 제공부는, 상기 차동 증폭부에서 0 볼트에서 플러스 V1볼트 사이에서 스윙하는 교류 전압 신호가 출력되도록, 상기 V1볼트의 절반인 V2볼트를 생성하도록 구비됨을 특징으로 하는 건조기의 전압 감지 장치가 제공될 수 있다.
상기 차동 증폭부의 증폭비를 결정하는 저항부를 더 포함됨이 바람직하다.
상기 저항부는, 상기 차동 증폭부의 입력단에 구비되는 제1저항부; 그리고 상기 차동 증폭부의 출력단에 구비되는 제2저항부를 포함할 수 있다.
따라서, 상용 전원의 전압 레벨이 변경되는 경우, 즉 제품이 사용되는 지역이 달라져 상용 전원의 전압 레벨이 변경되더라도 저항부의 변경을 통해서 탄력적으로 대처할 수 있다. 이는 다른 구성들의 변경이나 다른 구성들 사이의 연결 관계를 변경할 필요가 없음을 의미하게 된다.
상기 V1볼트는 5볼이며, 상기 V2볼트는 2.5볼트임이 바람직하다. 이러한 스윙 신호의 플러스 영역에서의 진폭을 통해서 일반적인 마이컴이 선호를 처리할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 별도의 마이컴이나 고성능을 갖는 고가의 마이컴이 요구되지 않게 된다.
상기 차동 증폭부는 OP AMP를 포함할 수 있다. 따라서, OP APM의 차동 증폭기의 특징을 이용하면서 보다 간단한 차동 증폭부 구성을 구현하는 것이 가능하게 된다.
상기 기준 전압 제공부는 상기 제1저항부와 상기 OP AMP의 플러스 입력단 사이에 구비될 수 있다.
상기 제2저항부는, 상기 제1저항부와 상기 OP AMP의 입력단 사이와 상기 OP AMP의 출력단 사이를 연결하도록 구비될 수 있다.
상기 OP AMP의 출력단에는 서지방지부가 구비됨이 바람직하다.
상기 OP AMP의 출력단에는 RC 필터가 구비됨이 바람직하다.
상기 차동 증폭부의 교류 전압 신호를 하나의 포트를 통해 입력받는 마이컴이 구비될 수 있다.
상기 마이컴의 입력 포트는 ADC 포트임이 바람직하다.
상기 마이컴은 건조기의 열원 구동을 제어하는 프로세서임이 바람직하다. 따라서, 하나의 마이컴을 통해서 전압 추정 및 하드웨어 제어를 수행할 수 있다. 이를 통해서 제조비 증가를 방지할 수 있다.
상기 마이컴은, 상기 입력 포트를 통해 입력된 교류 전압 신호를 샘플링하여 ADC 변환을 수행하여, 상기 상용 교류 전압의 전압값을 추정하도록 구비됨이 바람직하다.
상기 마이컴은, 상기 추정된 전압값에 기초하여 입력된 전압값에 따른 상기 열원의 히팅 파워를 추정하도록 구비됨이 바람직하다.
전술한 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 교류 상용 전원을 입력받아 의류를 가열하는 히터; 상기 교류 상용 전원을 입력받고, O 볼트에서 기설정된 플러스 V1 볼트 사이에서 스윙하는 교류 전압 신호를 출력하는 전압 감지 장치; 그리고 상기 히터의 구동을 제어하도록 구비되고, 상기 전압 감지 장치에서 출력되는 교류 전압 신호를 입력받아 상기 교류 상용 전원의 전압값을 추정하고, 상기 추정된 전압값에 따라 상기 히터의 히팅 파워를 추정하도록 구비되는 마이컴을 포함하는 건조기가 제공될 수 있다.
상기 마이컴에는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 ADC 입력 포트가 구비되며, 상기 전압 감지 장치는 상기 ADC 입력 포트로 출력을 입력하도록 하나의 출력단을 포함함이 바람직하다.
상기 전압 감지 장치는, 상기 교류 상용 전원을 입력받는 전원 입력부; 상기 전원 입력부를 통해 입력받은 교류 전압 신호를 증폭하여 변환된 교류 전압 신호를 출력하는 차동 증폭부; 그리고 상기 차동 증폭부의 출력에 기준 전압을 제공하는 기준 전압 제공부를 포함함이 바람직하다.
상기 기준 전압 제공부는, 상기 V1볼트의 절반인 V2볼트를 생성하도록 구비됨이 바람직하다. 이를 통해서, 상기 전압 감지 장치는 플러스 영역에서 스윙하는 교류 전압 신호를 출력할 수 있다. 즉, V2볼트를 기준으로 하여 상하로 스윙하되 플러스 영역에서 스윙하는 교류 전압 신호를 출력할 수 있다.
상기 차동 증폭부의 증폭비를 결정하는 저항부를 더 포함함이 바람직하다.
상기 차동 증폭부는 OP AMP를 포함함이 바람직하다. 따라서, 보다 간단하고 안정적으로 차동 증폭부를 구현하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 일실시예를 통하여, 입력 전압을 감지하기 위하여, 회로의 단순화(부품 수의 감소)와 PCB 실장 면적을 최소화하여 제조 비용을 줄이고 제품 공간 활용을 극대화할 수 있는 전압 감지 장치, 건조기 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통하여, 입력 전압을 선형적으로 감지하여 보다 정확하게 입력 전압을 감지할 수 있는 전압 감지 장치, 건조기 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통하여, 마이컴에서의 입력 포트를 1 개만 사용함에도 불구하고 입력 전압을 효과적으로 감지할 수 있는 전압 감지 장치, 건조기 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통하여, 5 볼트의 AC 신호를 입력받을 수 있는 건조기의 일반적인 마이컴을 이용하여 선형적으로 입력 전압을 추정할 수 있어서, 효과적인 입력 전압 감지를 수행하는 의류 건조기 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다. 즉, 마이컴을 변경하지 않고 기존의 마이컴을 사용하면서도 선형적 그리고 효과적인 입력 전압 감지가 가능한 건조기 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 건조기에서 전압 감지 장치의 회로 구성을 도시하고;
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건조기에서 전압 감지 장치의 회로 구성을 도시하고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 건조기에서 전압을 추정하는 제어 로직을 도시하고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 건조기의 제어 구성 블럭을 도시하고 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 적용될 수 있는 의류 건조기의 전압 감지 장치(회로)에 대해서 상세히 설명한다.
전압 감지 장치(100)는 상용 전압이 인가되는 전원 입력부(110)를 포함한다. 상기 전원 입력부를 통해서 교류 전압이 인가된다. 여기서, 상용 전압은 기본적으로 110V, 220V 또는 230V 중 어느 하나인 기준 값을 갖는다. 그러나, 전원 공급 환경에 따라서, 인가되는 전압 레벨은 변하게 된다. 본 실시예는 인가되는 전압 레벨을 정확하게 감지할 수 있는 전압 감지 장치를 제공하기 위한 것이라 할 수 있다.
본 실시예에서는 차동 증폭부(130)를 포함한다. 상기 차동 증폭부는(130)는 두 입력을 갖고 두 입력의 전압차에 비례한 출력을 얻기 위한 수단이라 할 수 있다. 상기 차동 증폭부(130)는 상용 교류 전압의 마이너스 단자와 플러스 단자를 통해서 두 개의 입력을 받게 된다.
상기 차동 증폭부(130)는 상용 전압(V0)을 교류 변환 전압값(V1)으로 변환하도록 구성될 수 있다. 즉, 차동 증폭부(130)는 상용 전압 V0 볼트를 AC V1 볼트로 변환하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 차동 증폭부는 상용 전압 220 볼트를 AC 5 볼트로 변환하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 차동 증폭부(130)는 일례로 220 볼트를 5 볼트로 변환하는 증폭비를 갖는다고 할 수 있다.
상기 차동 증폭부(130)는 OP AMP(135)를 통해서 구현될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 OP AMP(135)의 차동 증폭기 특성을 이용하여 구현되는 것이 가능하다. OP AMP(135) 자체의 높은 임피던스와 커페시터의 교류 특성을 이용하여 높은 AC 입력 전압을 낮은 AC 입력 신호로 변환이 가능하게 된다.
따라서, 전술한 증폭비를 결정하기 위하여 저항부(120, 125)가 구비됨이 바람직하다.
제1저항부(120)는 차동 증폭부(130)의 입력단에 구비되며, 제2저항부(125)는 차동 증폭부(130)의 출력단에 구비됨이 바람직하다. 따라서, 상기 제1저항부와 제2저항부에 저항값의 비율로 증폭비가 결정될 수 있다.
차동 증폭부(130)가 상용 전압 V0를 교류 변환 전압값 V1으로 변환하기 위하여, 차동 증폭부(130)의 출력의 기준 전압(V2)을 공급하는 기준 전압 제공부(140)가 포함될 수 있다. 상기 기준 전압 제공부(140)는 교류 변환 전압값인 V1의 절반값인 V2를 공급하기 위한 구성이라 할 수 있다. 즉, 교류 변환 전압값이 5 볼트인 경우, 상기 기준 전압 제공부(140)는 2.5 볼트를 생성하도록 구비될 수 있다. 이를 위해서, 상기 기준 전압 제공부(140)에는 동일한 저항값을 갖는 두 개의 저항(141, 142)가 구비될 수 있다. 따라서, 상기 기준 전압 제공부(140)는, 일례로 V1인 5볼트의 AC 신호를 만들기 위해 V2인 2.5볼트의 기준 전압을 생성하게 된다.
상기 차동 증폭부(130)의 출력단(150)은 마이컴(200)의 입력부라 할 수 있다. 즉, 상기 차동 증폭부(130)의 출력단(150)에서의 출력은 마이컴(200)에 입력되게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 출력단(150)은 하나임을 알 수 있다. 즉, 전압 감지를 위한 장치(100)에서의 출력단(150)이 하나이며, 이는 마이컴(200)의 하나의 입력 포트가 상기 전압 감지 장치에 사용됨을 의미한다. 따라서, 마이컴의 활용 방안이 증대될 수 있게 된다.
상기 차동 증폭부(130)의 출력단(150)은 V2를 기준으로 플러스 V1 볼트와 0 볼트 사이에서 스윙하는 AC 신호를 출력하게 된다. 왜냐하면, V2는 V1의 절반값을 갖기 때문이다. 일례로, 출력단(150)은 2.5볼트를 기준으로 플러스 5 볼트와 0볼트 사이에서 스윙하는 AC 신호를 출력하게 된다. 즉, 2.5볼트를 기준으로 플러스와 마이너스로 2.5볼트의 진폭을 갖는 사인파 형태의 신호가 출력될 수 있다. 여기서, 상기 사인파의 진폭은 2.5볼트를 기준으로 변동될 수 있다.
일례로, 상용 전압이 220 볼트인 경우, 사인파의 출력이 2.5볼트보다 큰 경우(기준값보다 큰 경우)에는 입력된 상용 전압이 비례적으로 220 볼트보다 큰 경우라 할 수 있다. 반대로, 사인파의 출력이 2.5볼트보다 작은 경우(기준값보다 작은 경우)에는 입력된 상용 전압이 비례적으로 220 볼트보다 작은 경우라 할 수 있다.
상기 차동 증폭부(120)의 출력 신호는 마이컴의 ADC(analog to digital converter) 포트를 통해 마이컴으로 입력될 수 있다.
상기 ADC 포트를 통해 입력된 신호는 아날로그 신호이며, 상기 마이컴에서는 수 μs(마이크로 세컨드) 단위로 샘플링하여 AC 신호를 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 일례로 100 마이크로 초 단위마다 샘플링하여 AC 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 이는 1초에 10 내지 20 번의 샘플링을 수행하는 것으로 매우 정밀하고 정확하게 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환할 수 있음을 의미한다.
따라서, 마이컴은 차동 증폭부(130)에서 입력되는 AC 신호를 디지탈 신호로 변환하여 입력된 상용 전원의 AC 전압을 추정하는 것이 가능하게 된다.
한편, 본 실시예에서의 전압 감지 장치(100)는 전술한 구성들 외에 보다 안정적인 전압 감지와 장치 보호를 위한 수단들을 구비할 수 있다.
먼저, 상기 차동 증폭부(130)와 출력단(150) 사이에는 마이컴(200)을 보호하기 위한 서지방지부(160)가 구비될 수 있다. 즉, 차동 증폭부(130)에서 예기치 않은 고출력 신호가 발생되었을 때 이러한 고출력 신호가 마이컴으로 입력되는 경우 마이컴의 손상이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 마이컴으로 고출력 신호가 인가되는 것을 방지하기 위하여 상기 출력단(150)과 분지된 형태로 다이오드를 포함하는 서지 방지부(150)가 구비됨이 바람직하다.
또한, 노이즈 제거를 위하여 저항부(120, 125)에는 커페시터들이 구비될 수 있다. 따라서, 결과적으로 노이즈가 제거되어 안정적인 AC 신호가 차동 증폭부(130)을 통해서 출력될 수 있다.
또한, 차동 증폭부(130)와 출력단(150) 사이에는 RC 필터(170)가 구비될 수 있다. 상기 RC 필터(170)는 원하는 대역의 출력을 통과시키는 필터라 할 수 있다. 즉, 원하지 않는 고주파 성분을 걸러 원하는 대역의 출력을 통과시켜 마이컴으로 전달할 수 있다. 따라서, 여러가지 성질의 노이즈나 고주파 노이즈가 제거될 수 있다.
이하에서는 도 3을 통해서, 본 발명의 일실시예에 따른 전압 추정 로직에 대해서 상세히 설명한다. 즉, 전압 감지 장치(100)를 통해 입력된 AC 신호를 디지탈 신호로 변화하여 입력 전압을 선형적으로 추정하는 제어 로직에 대한 일실시예를 상세히 설명한다.
먼저, 마이컴(200)의 ADC 포트를 통해서 인가된 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 플로우가 시작(S10)될 수 있다. 이러한 플로우의 시작 시점은 건조기의 전원 온 시점부터 시작될 수도 있으며, 건조기의 전원 온 후 건조기가 건조를 시작하는 시점부터 시작될 수도 있다. 이러한 디지털 신호의 변환 수행은 건조기의 소모 에너지를 산출하거나, 특히 건조기의 히터나 히트 펌트와 같은 전기 에너지를 소모하는 열원 구동을 위해 소모되는 에너지 즉 파워를 추정하기 위해 산출될 수 있다. 이러한 열원들을 설명의 편의상 히터(300, 도 4참조)라 할 수 있다.
ADC 변환 플로우가 시작(S10)되면 먼저 ADC 안정화 여부를 판단하는 단계(S20)가 수행됨이 바람직하다. 즉, ADC 변환 수행을 위해 안정화 시간을 거치게 된다. 이러한 안정화 시간은 기설정될 수 있다. ADC 변환을 위한 소정의 안정화 시간이 경과되면 비로서 ADC 변환이 수행(S30)될 수 있다. 상기 ADC 변환은 전술한 바와 같이 마이크로 초 단위로 수행될 수 있다. 일례로, 상용 전압의 주파수는 50 내지 60 Hz임이 일반적이다. 따라서, 전압 추정의 정도를 고려하여 대략 100 마이크로 초 주기로 ADC 변환을 수행할 수 있다. 변환 주기가 긴 경우 실제 전압을 정확하게 추정하는 것이 어렵고 변환 주기가 짧은 경우 고성능의 마이컴을 사용하여야 한다. 일반적인 건조기에 사용하는 마이컴(200)을 통해서 대략 1초에 16회의 샘플링이 가능하다. 따라서, 이러한 샘플링 횟수는 실제 전압을 효과적으로 추정하기에 충분하다고 할 수 있다.
변환된 디지털 값을 통해서 입력된 상용 전압값을 추정하는 단계(S60)가 수행될 수 있다. 그리고, 추정된 상용 전압값을 통해서 다양한 형태의 후속 플로우가 진행될 수 있다. 일례로, 추정된 상용 전압값을 통해서 히팅 파워를 추정할 수 있고, 추정된 히팅 파워 내지는 소모 에너지는 건조기의 디스플레이를 통해 표시될 수 있다. 이러한 소모 에너지는 누적될 수 있고, 따라서 다양한 형태로 사용자에게 에너지 정보를 제공할 수 있다.
일례로, 월별 내지 일별 소모 에너지 정보를 사용자에게 제공하는 것이 가능하다. 이러한 에너지 정보의 정확도는 당연히 입력 전압을 정확하게 감지하는 것을 전제로 하게 된다.
전술한 실시예에서와 같이 차동 증폭부(140)를 통한 AC 출력과 이를 ADC 변환하여 입력 전압을 선형적으로 추정함으로써, 입력 전압을 매우 효과적으로 그리고 매우 정밀하게 추정하는 것이 가능하게 된다. 특히, 1초에 대략 16회 정도의 샘플링이 가능한 마이컴(200)을 통해 ADC 변환이 수행되므로 매우 정밀한 추정과 선형적인 추정이 가능하게 된다.
한편, 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 단계(S30) 후 디지털로 변환된 데이터는 기준 전압값 V2에 의해 플로팅된 값이다. 즉, 일례로 2.5 볼트 플로팅된 값이다. 따라서 ADC 변환 후 기준 전압값 성분을 제거하고 절대값을 취해 누적될 수 있다.
누적된 데이터에서 일정 시간 기준으로 실효값(RMS, root mean square)을 산출할 수 있다. 즉, 각각의 데이터인 순시값(instantaneous value)의 제곱을 한 주기간 평균한 것의 제곱근을 산출하여 실효값을 산출(S50)할 수 있다.
여기서, 상기 실효값에서 상기 차동 증폭기(130)의 증폭비를 계산하여 곱해주면 입력된 상용 전압의 AC 신호를 추정(S60)할 수 있다. 다시 말하면, 디지털 AC 신호를 통해서 상용 전압의 AC 신호를 추정하는 것이 가능하게 된다. 왜냐하면, 전술한 바와 같이, 대략 1초에 16 번의 샘플링을 수행하여 실효값을 산출하기 때문에 이러한 실효값들을 통해서 매우 정밀한 AC 신호를 추정할 수 있기 때문이다.
이러한 ADC 수행 및 AC 입력 전압 추정은 반복적으로 수행될 수 있으며, 일정 조건이 만족되는 경우, ADC 수행이 종료(S70)될 수 있다.
전술한 실시예들에서, 전압 감지 장치(100)은 차동 증폭부(130) 그리고 기준 전압 제공부(140)를 포함하여 이루어질 수 있다. 따라서, 전압 감지 장치(100)에는 입력되는 AC 교류 전압을 증폭하여 AC 교류 전압으로 출력하기 때문에 매우 간단하고 안정적인 장치를 구현하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상용 전압 레벨이 변경되는 경우에도 탄력적으로 대처하는 것이 가능하다. 즉, 저항부(120, 125)를 통해서 차동 증폭부(130)의 증폭비를 용이하게 변경할 수 있다. 다시 말하면, 저항부(120, 125)의 저항값을 변경함으로써, 인가되는 상용 전압 레벨이 변경되더라도 출력되는 AC 교류 전압 레벨은 동일하게 유지하는 것이 가능하다.
즉, 상용 전압 레벨이 변경되더라도, 차동 증폭부(130)와 기준 전압 제공부(140)와 같은 구성이나 다른 구성들(일례로, RC 필터나 서지방지부)의 변경을 요하지 않게 된다. 그리고, 출력 레벨이 동일하게 유지되므로, 마이컴(200)의 변경 또한 요구되지 않는다.
한편, 본 실시예에서 입력 전압을 추정하는 프로세싱은 마이컴(200)을 통해서 수행된다. 다시 말하면, 전압 감지 장치(100)는 증폭된 AC 전압을 마이컴(200)에 제공할 뿐, 이를 통한 입력 전압 추정 프로세싱은 마이컴(200)에서 수행하게 된다.
상기 마이컴(200)은 ADC 포트를 포함하게 되며, 일반적인 건조기 구동을 위한 프로세싱도 수행하도록 구성될 수 있다.
상기 마이컴(200)은 도 4에 도시된 바와 같이, 히터(300)나 모터(400)와 같은 건조기의 하드웨어의 구동을 제어하도록 구비될 수 있다.
따라서, 기존의 마이컴(200)을 이용하여 전압 감지 프로세싱이 수행될 수 있으므로 전압 감지를 위한 별도의 프로세서를 요하지 않게 된다. 아울러, 전압 감지를 위한 프로세싱은 건조기의 일반적인 마이컴의 성능을 초과하지 않는다. 그러므로, 전체적으로 제조 비용을 절감시킨 건조기를 제공하는 것이 가능하게 된다.
아울러, 일반적인 마이컴(200)은 0 볼트에서 5 볼트의 입력을 받도록 구비된다. 본 실시예에서는 차동 증폭부(130)와 기준 전압 제공부(140)를 통해서 차동 증폭부(130)가 0 볼트와 5 볼트 사이에서 스윙하는 교류 전압 신호를 출력하여 마이컴(200)으로 공급하게 된다. 이러한 차동 증폭부(130)와 기준 전압 제공부(140)의 구성은 도 2에 도시된 바와 같이 매우 단순하게 구성될 수 있다.
따라서, 별도의 AC 컨버터, 트랜스포머 그리고 고가의 반도체 소자를 사용하지 않고도 입력 전압을 매우 효과적 그리고 정확히 감지하는 것이 가능하게 된다.
한편, 최근에는 건조기가 단순히 의류를 건조하지 않고 스팀을 공급하여 리프레시할 수 있는 건조기가 제공되고 있다. 따라서, 스팀발생기와 같은 하드웨어 구성이 추가되고 있다.
건조기의 기능이 추가되는 경우 이러한 하드웨어 구성이 추가될 수밖에 없다. 이는 마이컴(200)에서 제어하는 하드웨어 구성이 많아짐을 의미하게 된다. 따라서, 하드웨어의 적절한 제어를 위해서 각종 센서들이 구비될 수 있고 이러한 센서의 감지 결과를 입력받기 위해서 입력 포트가 사용될 수 있다.
본 실시예에서는 전압 감지를 위해서 하나의 마이컴(200) 입력 포트만이 필요하므로, 매우 탄력적인 건조기 구현이 가능하게 된다.
100 : 전압 감지 장치 110 : 전원 입력부
120, 125 : 저항부 130 : 차동 증폭부
140 : 기준 전압 입력부 150 : 차동 증폭부 출력단
160 : 서지 방지부 170 : RC 필터
200 : 마이컴

Claims (20)

  1. 교류 상용 전원을 입력받는 전원 입력부;
    상기 전원 입력부를 통해 입력받은 교류 전압 신호를 일정 증폭비로 증폭하여 변환된 교류 전압 신호를 출력하는 차동 증폭부;
    상기 차동 증폭부의 출력에 기준 전압을 제공하는 기준 전압 제공부; 그리고
    상기 차동 증폭부의 상기 출력 교류 전압 신호를 하나의 입력 포트를 통해 입력받아 샘플링하여 ADC 변환을 수행하고, 상기 기준 전압의 성분을 제거하고 상기 일정 증폭비를 계산하여 상기 상용 전원의 전압값을 추정하는 마이컴을 포함하는 건조기의 전압 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 전압 제공부는,
    상기 차동 증폭부에서 0 볼트에서 플러스 V1볼트 사이에서 스윙하는 교류 전압 신호가 출력되도록, 상기 V1볼트의 절반인 V2볼트를 생성하도록 구비됨을 특징으로 하는 건조기의 전압 감지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차동 증폭부의 상기 일정 증폭비를 결정하는 저항부를 더 포함함을 특징으로 하는 건조기의 전압 감지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저항부는,
    상기 차동 증폭부의 입력단에 구비되는 제1저항부; 그리고
    상기 차동 증폭부의 출력단에 구비되는 제2저항부를 포함함을 특징으로 하는 건조기의 전압 감지 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 V1볼트는 5볼트이며, 상기 V2볼트는 2.5볼트임을 특징으로 하는 건조기의 전압 감지 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 차동 증폭부는 OP AMP를 포함함을 특징으로 하는 건조기의 전압 감지 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기준 전압 제공부는 상기 제1저항부와 상기 OP AMP의 플러스 입력단 사이에 구비됨을 특징으로 하는 건조기의 전압 감지 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2저항부는, 상기 제1저항부와 상기 OP AMP의 입력단 사이와 상기 OP AMP의 출력단 사이를 연결하도록 구비됨을 특징으로 하는 건조기의 전압 감지 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 OP AMP의 출력단에는 서지방지부가 구비됨을 특징으로 하는 건조기의 전압 감지 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 OP AMP의 출력단에는 RC 필터가 구비됨을 특징으로 하는 건조기의 전압 감지 장치.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이컴의 입력 포트는 ADC 포트임을 특징으로 하는 전압 감지 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 마이컴은 건조기의 열원 구동을 제어하는 프로세서임을 특징으로 하는 전압 감지 장치.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 마이컴은, 상기 추정된 전압값에 기초하여 입력된 전압값에 따른 상기 열원의 히팅 파워를 추정하도록 구비됨을 특징으로 하는 건조기의 전압 감지 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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