KR20010001187A

KR20010001187A - 자동 전압 전환장치

Info

Publication number: KR20010001187A
Application number: KR1019990020243A
Authority: KR
Inventors: 구본권
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2001-01-05
Also published as: US6236584B1; CN1276647A; AU755508B2; JP2001008456A; AU3782900A

Abstract

본 발명은 외부로부터 공급되는 전압의 크기를 감지하여 자동으로 시스템에서 필요한 크기의 전압으로 변경시킨 후 공급하도록 함으로써 시스템의 정상적인 동작이 원할하게 이루어질 수 있도록 하는 자동 전압 전환장치에 관한 것으로서,

외부로부터 공급된 교류전원의 전파정류를 수행하는 정류회로부; 상기 정류회로부에서 출력되는 전압파형의 평활을 수행하는 평활회로부; 상기 외부에서 공급되는 전원의 입력조건을 판단하는 전압감지부; 및 상기 전압감지부에서 판단된 결과에 따라 상기 평활회로부의 동작을 변경시키는 평활동작 선택부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동 전압 전환장치 { Automatic module for voltage conversion }

본 발명은 자동 전압 전환장치에 관한 것으로서 특히, 세탁기와 같은 전자전기 제품에서 입력되는 전원조건에 관계없이 시스템을 동작시킬 수 있는 전압의 크기로 변경하여 제공하는 자동 전압 전환장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정으로는 110V 또는 220V의 전압이 공급되어 사용되고 있기 때문에 전자전기 제품을 생산할 때 각 경우 모두에서 사용할 수 있도록 전원부를 구성하여야 한다. 만약, 110V 전용으로 설계된 시스템으로 220V의 전압이 공급되면 시스템이 손상되는 문제점이 발생되고, 220V 전용으로 설계된 시스템으로 110V의 전압이 공급되면 시스템이 동작을 하지 않게 되는 문제점이 발생한다.

상기와 같은 이유로 인해 상기의 전원부에서는 절환스위치를 구비하여 사용자가 사용되고 있는 전압의 크기에 맞게 선택함으로써 시스템의 동작이 정상적으로 이루어질 수 있도록 하고 있다.

그런데, 사용자의 부주의로 인해 절환스위치를 잘못 선택하는 경우에는 상기의 문제점을 해결할 수 없게 되어 입력되는 전압의 크기를 감지하여 자동으로 절환되도록 하는 장치의 필요성이 발생하였다.

도 1은 종래 기술에 의한 세탁기에 적용되고 있는 전원부의 구성을 나타내는 회로도이다.

일반적으로 세탁기의 각 모듈은 DC 311V의 전압에 의해 구동되도록 설계되어 있기 때문에 전원부에서 전압의 크기를 변경하여 제공하도록 하고 있다.

도 1을 참조하면, 참조번호 1은 220V 60㎐의 외부전원을 나타내고, 2는 사용자가 시스템을 동작시킬 것인지에 따라 선택하는 전원스위치를 나타낸다. 또한, 참조번호 3은 상기 외부전원(1)으로부터 공급된 교류전원을 직류전원으로 만들기 위해 전파정류를 수행하는 브리지정류부를 나타내고, 4는 상기 브리지정류부(3)에서 전파정류된 파형을 평활하여 311V의 직류전압을 출력하는 평활부를 나타내고, 5는 상기 평활부(4)의 출력전압을 공급받아 세탁기의 세탁모터를 구동시키는 모터구동부를 나타낸다.

이때, 상기 평활부(4)는 용량이 동일한 2개의 커패시터(C1, C2)가 직렬로 연결되어 이루어지며, 각 커패시터(C1, C2)에는 동일한 저항값을 갖는 저항(R1, R2)이 개별적으로 병렬로 연결된다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술에 의한 전원부의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

사용자가 세탁기를 동작시키기 위해 전원스위치(2)를 온(ON)시키면, 상기 외부전원(1)에서 공급되는 220V의 교류전원이 브리지정류부(3)로 인가된다. 상기 브리지정류부(3)에서는 양(+)의 반주기 및 음(-)의 반주기 동안 각각 경로를 달리하면서 전파정류하여 상기 평활부(4)로 출력한다. 이때, 상기 평활부(4)에서 평활커패시터를 통해 평활이 이루어지면 " √2 * 220 = 311V "의 직류전압이 출력된다.

상기의 동작에서 양(+)의 반주기 동안에는 외부전원(1) → 제1 다이오드(D1) → 제1 커패시터(C1) → 제2 커패시터(C2) → 제3 다이오드(D3) → 외부전원(1)의 순서로 폐회로가 형성된다. 또한, 음(-)의 반주기 동안에는 외부전원(1) → 제4 다이오드(D4) → 제1 커패시터(C1) → 제2 커패시터(C2) → 제2 다이오드(D2) → 외부전원(1)의 순서로 폐회로가 형성된다.

결국, 상기 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)에 계속적으로 311V의 직류전압이 충전되기 때문에 모터구동부(5)로 311V의 직류전압이 공급되므로써 세탁모터(미도시)의 동작이 정상적으로 이루어질 수 있게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술의 전원부에서는 외부전원(1)으로부터 220V의 교류전원이 공급되어야만 311V가 출력되도록 구성되어 있기 때문에 110V의 교류전원이 공급되는 경우에는 상기 평활부(4)를 통해 " √2 * 110 = 155.5V "의 직류전압이 출력되어, 시스템이 정상적으로 동작하지 못하게 되는 문제점이 발생된다.

또한, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 절환스위치를 장착하는 경우에는 외부로부터 입력되는 저전압을 고전압으로 변경시켜 시스템으로 공급하는 별도의 회로가 필요하게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 외부로부터 공급되는 전압의 크기를 감지하여 자동으로 시스템에서 필요한 크기의 전압으로 변경시킨 후 공급하도록 함으로써 시스템의 정상적인 동작이 원할하게 이루어질 수 있도록 하는 자동 전압 전환장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술의 세탁기에 적용된 전원부의 구성을 나타내는 회로도,

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전원부의 구성을 나타내는 회로도,

도 3은 본 발명의 동작을 설명하기 위한 전압 파형도.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

10 : 외부전원 20 : 전원스위치

30 : 정류회로부 40 : 평활회로부

50 : 모터구동부 60 : 전원감지부

70 : 평활동작 선택부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 외부로부터 공급된 교류전원의 전파정류를 수행하는 정류회로부; 상기 정류회로부에서 출력되는 전압파형의 평활을 수행하는 평활회로부; 상기 외부에서 공급되는 전원의 입력조건을 판단하는 전압감지부; 및 상기 전압감지부에서 판단된 결과에 따라 상기 평활회로부의 동작을 변경시키는 평활동작 선택부;를 포함하여 구성된 자동 전압 전환장치를 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 평활회로부는 동일한 용량을 갖고 직렬로 연결된 제1 및 제2 커패시터를 포함하고, 상기 평활동작 선택부는 제1 및 제2 커패시터의 공통접점과 정류회로부의 출력단 사이에 연결된 릴레이를 포함함으로써 외부로부터 저전압이 공급되는 경우에 상기 제1 및 제2 커패시터의 충전작용으로 인하여 고전압이 출력되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전압감지부는 상기 평활회로부의 출력전압을 분압하도록 직렬 연결된 제1 및 제2 분압저항과, 상기 제1 및 제2 분압저항으로부터 출력되는 분압된 전압을 기준전압과 비교하여 외부로부터 저전압이 공급되는지를 판단하고 그 결과에 따라 상기 평활동작 선택부의 동작을 결정하는 마이컴을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 자동 전압 전환장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명이 적용된 세탁기에 사용되는 전원부의 구성을 나타내는 회로도이다.

도 2를 참조하면, 외부전원(10), 전원스위치(20), 정류회로부(30), 평활회로부(40), 모터구동부(50), 전원감지부(60), 평활동작 선택부(70)를 포함하고 있다. 이때, 상기 외부전원(10)은 110V 또는 220V의 교류전원이고, 상기 전원스위치(20)는 세탁기의 외부케이스에 돌출되도록 장착되어 사용자가 온/오프 선택할 수 있는 구조를 갖는다.

또한, 상기 정류회로부(30)는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)가 브리지 형태로 연결되어 이루어지고, 상기 평활회로부(40)는 용량이 동일하고 직렬로 연결된 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)와, 상기 각 커패시터(C1, C2)에 개별적으로 병렬로 연결되고 동일한 저항값을 갖는 제1 및 제2 저항(R1, R2)으로 이루어진다.

또한, 상기 전원감지부(60)는 상기 평활회로부(40)의 출력전압을 분압하도록 직렬 연결된 제3 및 제4 저항(R3, R4)과, 상기 제3 및 제4 저항(R3, R4)으로부터 출력되는 분압된 전압을 기준전압과 비교하여 외부전원(10)이 110V인지 아니면 220V인지를 판단하고 그 결과에 따라 상기 평활동작 선택부(70)의 동작을 결정하는 마이컴(61)을 포함한다.

또한, 상기 평활동작 선택부(70)는 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)의 공통접점과 정류회로부(30)의 출력단 사이에 연결된 릴레이(71)를 포함함으로써 외부전원(10)으로부터 110V가 공급되는 경우에 배전압회로로써 동작하여 311V가 출력되도록 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작을 도 3의 파형도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

사용자가 세탁기를 동작시키기 위해 전원스위치(20)를 온(ON)시키면, 상기 외부전원(10)에서 공급되는 도 3의 (A)에 도시된 바와 같은 정현파의 교류전원이 정류회로부(30)에서 전파정류되고, 평활회로부(40)에서 평활되어 상기 모터구동부(50)로 공급된다.

상기의 동작이 이루어지는 순간에 상기 전원감지부(60)에서는 제3 및 제4 저항(R3, R4)을 통해 분압을 수행하고, 기준전압과 비교함으로써 마이컴(61)은 외부전원(10)으로부터 110V가 공급되고 있는지 아니면 220V가 공급되고 있는지를 판단한다.

이때, 외부전원(10)으로부터 220V가 공급되는 경우에는 종래 기술에서 설명한 바와 같은 동작이 이루어져 상기 평활회로부(40)에서 도 3의 (B)에 도시된 바와 같은 전압파형을 갖는 " √2 * 220 = 311V "의 직류전압이 출력된다.

한편, 외부전원(10)으로부터 220V가 공급되는 경우에는 상기 마이컴(61)에서 제어신호를 출력하여 평활동작 선택부(70)의 릴레이(71)를 온(ON)시키게 된다. 이때, 양(+)의 반주기 동안에는 외부전원(10) → 제1 다이오드(D1) → 제1 커패시터(C1) → 릴레이(71) → 외부전원(10)의 순서로 폐회로가 형성되면서, 상기 제1 커패시터(C1)에는 도 3의 (C)에 도시된 바와 같은 파형을 갖는 " √2 * 110 = 155.5V "의 직류전압이 충전된다. 또한, 음(-)의 반주기 동안에는 외부전원(10) → 릴레이(71) → 제2 커패시터(C2) → 제2 다이오드(D2) → 외부전원(10)의 순서로 폐회로가 형성되면서, 상기 제2 커패시터(C2)에는 도 3의 (D)에 도시된 바와 같은 파형을 갖는 " √2 * 110 = 155.5V "의 직류전압이 충전된다.

상기의 동작에 의해, 상기 평활회로부(40)에서 배전압 회로와 동일한 기능이 수행되어, 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)의 합전압 즉, " 2 * 155.5 = 311V "의 직류전압이 출력된다.

결국, 본 발명에서는 외부전원(10)으로부터 110V가 공급되든지 아니면 220V가 공급되든지에 광계없이 상기 모터구동부(50)에 계속적으로 311V의 직류전압이 공급되므로써 세탁모터(미도시)의 동작이 정상적으로 이루어질 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 여러 가지 변형이나 수정이 가능하다. 예를 들어 본 발명의 기술적 사상은 세탁기의 전원부에 적용되는 것에 한정되지 않고 110V 및 220V를 혼용하는 지역에서 모든 전지전자 제품의 전원부에 적용이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 자동 전압 전환장치는 외부로부터 110V 또는 220V가 공급되면 평활회로부의 동작을 다르게 하여 시스템으로 311V가 공급되도록 함으로써 시스템이 손상을 입거나, 정상동작이 이루어지지 않는 것을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 사용자가 별도의 조작을 통해 입력전압을 선택할 필요가 없기 때문에 사용상의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

외부로부터 공급된 교류전원의 전파정류를 수행하는 정류회로부; 상기 정류회로부에서 출력되는 전압파형의 평활을 수행하는 평활회로부; 상기 외부에서 공급되는 전원의 입력조건을 판단하는 전압감지부; 및 상기 전압감지부에서 판단된 결과에 따라 상기 평활회로부의 동작을 변경시키는 평활동작 선택부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 전압 전환장치.
제 1 항에 있어서,

상기 평활회로부는 동일한 용량을 갖고 직렬로 연결된 제1 및 제2 커패시터를 포함하고, 상기 평활동작 선택부는 제1 및 제2 커패시터의 공통접점과 정류회로부의 출력단 사이에 연결된 릴레이를 포함함으로써 외부로부터 저전압이 공급되는 경우에 상기 제1 및 제2 커패시터의 충전작용으로 인하여 고전압이 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 전압 전환장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전압감지부는 상기 평활회로부의 출력전압을 분압하도록 직렬 연결된 제1 및 제2 분압저항과, 상기 제1 및 제2 분압저항으로부터 출력되는 분압된 전압을 기준전압과 비교하여 외부로부터 저전압이 공급되는지를 판단하고 그 결과에 따라 상기 평활동작 선택부의 동작을 결정하는 마이컴을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 전압 전환장치.