KR20020041628A

KR20020041628A - 리니어 컴프레샤의 구동회로

Info

Publication number: KR20020041628A
Application number: KR1020000071299A
Authority: KR
Inventors: 유재유; 이재춘; 황민규; 이철웅
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2002-06-03
Also published as: JP3718160B2; DE10157700A1; JP2002235672A; US20020064461A1; KR100378814B1; CN1174171C; US6565327B2; CN1355453A

Abstract

본 발명은 리니어 컴프레샤의 구동회로에 관한 것으로, 모터전압과 전류검출시 필요한 정밀저항을 수를 줄여 비용을 절감하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤와; 전류 감지용 저항의 전단에 트라이악이 접속되고, 그 전류 감지용 저항의 후단에 접지단이 접속되어 마이크로컴퓨터의 스위칭신호에 따라 교류전원을 상기 트라이악으로 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부와; 상기 리니어 컴프레샤에 걸리는 전압을 접지단을 기준으로 검출하여 레벨시프트시켜 출력하는 전압 검출부를 포함하여 구성한다.

Description

리니어 컴프레샤의 구동회로{DRIVING CIRCUIT FOR LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 리니어 컴프레샤의 구동회로에 관한 것으로, 특히 모터전압과 전류검출시 필요한 정밀저항을 수를 줄여 비용을 절감하도록 한 리니어 컴프레샤의 구동회로에 관한 것이다.

일반적으로, 리니어 컴프레샤(Linear Compressor)는 회전운동을 직선운동으로 변환하는 크랭크 샤프트가 없어 마찰 손실이 적으므로, 효율면에서 다른 압축기 보다 효율이 좋으며, 또한 리니어 컴프레샤가 냉장고나 에어컨으로 사용될 경우, 리니어 컴프레샤에 인가되는 스트로크전압을 가변시켜줌에 따라 압축비를 가변할 수 있어 가변 냉력 제어에도 사용될 수 있는 장점이 있는 것으로, 이와 같은 리니어 컴프레샤를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 종래 리니어 컴프레샤의 구동회로에 대한 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와같이 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤(L.COMP)와, 전류 감지용 저항과 트라이악 사이에 접지단을 접속하여, 스위칭신호에 따라 교류전원을 트라이악(Tr1)으로 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부(10)와, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부(20)와, 상기 전류 검출부(20)를 통해 검출한 전류를 미분하는 전류 미분기(30)와, 상기 리니어 컴프레샤 (L.COMP)의 양단간의 전압을 차동 증폭한후 레벨 시프트시켜 검출하는 전압 검출부(40)와, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 양단간의 전압과, 검출전류 및 전류미분치를 입력받아 속도를 계산하는 속도 계산부(50)와, 상기에서 계산된 속도와 속도 지령치를 비교하고 그 비교차에 따라 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 조정하기 위한 스위칭신호를 상기 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)로 공급하는 마이크로 컴퓨터(60)로 구성된다.

상기 전압검출부(40)는 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 음전압단이 제1 정밀저항 (Ra1)을 통해 제1 오피앰프(OP1)의 반전단자(-)에 접속되고, 상기 리니어 컴프레샤 (L.COMP)의 양전압단이 제2 정밀저항(Ra2)을 통해 일측이 접지된 제3 정밀저항 (Ra3)과 접속된 제1 오패앰프(OP1)의 비반전단자(+)에 접속되며, 상기 제1 오피앰프(OP1)의 출력단과 반전단자(-) 사이에 제4 정밀저항(Ra4)이 접속되고, 상기 제1 오피앰프(OP1)의 출력단이 제5 정밀저항(Ra5)을 통해 제2 오피앰프(OP2)의 반전단자(-)에 접속되며, 전원전압(5V)이 제6 정밀저항(Ra6)을 통해 일측이 접지된 제7 정밀저항(Ra7)과 접속된 제2 오패앰프(OP2)의 비반전단자(+)에 접속되고, 상기 제2 오피앰프(OP2)의 출력단과 반전단자(-) 사이에 제8 정밀저항(Ra8)이 접속되어 구성되며, 이와같이 구성된 종래장치의 동작을 설명한다.

먼저, 전원전압단으로 부터 220V 전원전압을 공급하면, 그 전원전압은 전기회로부(10)의 전류감지용 저항(R)과 트라이악(Tr1) 그리고 캐패시터(C)를 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급된다.

이에따라, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)에 전류가 흐르게 되어 그 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 피스톤이 왕복 운동을 행하는데, 상기 피스톤의 왕복 행정거리가 스트로크이며, 이 스트로크를 가변시켜 냉력을 가변시킨다.

이때 전류 검출부(20)는 전류 감지용 저항(R)을 통해 리니어 컴프레샤 (L.COMP)로 공급되는 전류를 검출하여 전류 미분기(30)와 속도 계산부(50)로 각각 공급하고, 상기 전류 미분기(30)는 검출된 전류에 대하여 미분동작을 행하여 전류 미분치를 구하여 상기 속도 계산부(50)로 공급한다.

여기서, 전압 검출부(40)는 리니어 컴프레샤(L.COMP) 구동시 양단간의 전압을 검출하여 상기 속도 계산부(50)로 공급하는데, 즉 상기 리니어 컴프레샤 (L.COMP) 구동시 양단간의 전압을 제1,제2 정밀저항(Ra1),(Ra2)을 통해 제1 오피앰프(OP1)에서 증폭한후 이를 제2 오피앰프(OP2)에서 전원전압(VCC)과 비교하여 그에 따라 모터전압을 검출한다.

이에 따라, 속도 계산부(50)는 상기 전류 및 전압 검출부(20)(40)에서 구한 전류 및 모터전압과, 전류 미분기(30)에서 구한 전류 미분치를 각각 받아 속도를 구하여 마이크로컴퓨터(60)로 인가한다.

이때, 상기 마이크로 컴퓨터(60)는 내부에 가지고 있는 속도 피크 제어 알고리즘을 이용하여 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 조정하는데, 즉 속도 계산부(50)에서 계산된 속도와 속도 지령치를 비교하여, 속도가 속도 지령치보다 크면 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 줄이기 위하여 전기회로부 (10)의 트라이악(Tr1)를 오프시키기 위한 스위칭신호를 출력한다.

이에 따라, 상기 트라이악(Tr1)이 오프되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 줄인다.

그리고, 현재의 속도가 속도 지령치보다 작으면 상기 리니어 컴프레샤 (L.COMP)로 공급되는 전압을 상승시키기 위하여 전기회로부(10)의 트라이악(Tr1)을 온시키기 위한 스위칭신호를 출력하고, 이에 따라 상기 트라이악(Tr1)이 온되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 상승시킨다.

결국, 현재 속도가 속도 지령치를 추종하도록 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 조정하여 스트로크를 제어한다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 정확한 센서리스 스트로크 계산을 위해 다수의 정밀저항을 이용하여 모터전압과 전류를 정확하게 검출하는데, 그 고가의 정밀저항을 다수 사용함으로 인하여 비용이 상승하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은 모터전압과 전류를 검출할 때 접지를 공통으로 사용하므로써 모터전압과 전류검출시에 사용되는 정밀저항의 수를 감소시킬 수 있도록 한 리니어 컴프레샤의 구동회로를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 리니어 컴프레샤의 구동회로에 대한 구성을 보인 회로도.

도2는 본 발명 리니어 컴프레샤의 구동회로에 대한 구성을 보인 회로도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

100:전기회로부200:전류검출부

300:전류미분기400:전압검출부

500:속도계산부600:마이크로컴퓨터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤와; 전류 감지용 저항의 전단에 트라이악이 접속되고, 그 전류 감지용 저항의 후단에 접지단이 접속되어 마이크로컴퓨터의 스위칭신호에 따라 교류전원을 상기 트라이악으로 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부와; 상기 리니어 컴프레샤에 걸리는전압을 접지단을 기준으로 검출하여 레벨시프트시켜 출력하는 전압 검출부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 리니어 컴프레샤의 구동회로에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명 리니어 컴프레샤의 구동회로에 대한 실시예의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와같이 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤(L.COMP)와; 전류 감지용 저항(R100)의 전단에 트라이악(Tr100)이 접속되고, 그 전류 감지용 저항(R100)의 후단에 접지단이 접속되어 마이크로컴퓨터(600)의 스위칭신호에 따라 교류전원을 상기 트라이악(Tr100)으로 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부 (100)와; 상기 리니어 컴프레샤 (L.COMP)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부 (200)와; 상기 전류 검출부(200)를 통해 검출한 전류를 미분하는 전류 미분기(300)와, 상기 리니어 컴프레샤 (L.COMP)에 걸리는 전압을 접지단을 기준으로 검출하여 레벨 시프트시켜 출력하는 전압 검출부(400)와; 상기 리니어 컴프레샤 (L.COMP)의 양단간의 전압과, 검출전류 및 전류미분치를 입력받아 속도를 계산하는 속도 계산부(500)와, 상기에서 계산된 속도와 속도 지령치를 비교하고 그 비교차에 따라 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 조정하기 위한 스위칭신호를 상기 전기회로부(100)의 트라이악(Tr100)으로 공급하는 마이크로 컴퓨터(600)로 구성한다.

상기 전압검출부(400)는 모터전압을 제1 정밀저항(Ra1)을 통해 오피앰프(OP1)의 반전단자(-)에 접속하고, 전원전압(5V)을 제2 정밀저항(Ra2)을 통해 일측이 접지된 제3 정밀저항(Ra3)과 접속된 오피앰프(OP1)의 비반전단자(+)에 접속하고, 상기 오피앰프(OP1)의 출력단과 반전단자(-) 사이에 제4 정밀저항(Ra4)을 접속하여 구성하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 전원전압단으로 부터 220V 전원전압을 공급하면, 그 전원전압은 전기회로부(100)의 트라이악(Tr100)과 전류감지용 저항(R100) 그리고 캐패시터(C)를 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급된다.

이때 전류 검출부(200)는 전류 감지용 저항(R100)을 통해 리니어 컴프레샤 (L.COMP)로 공급되는 전류를 검출하여 전류 미분기(300)와 속도 계산부(500)로 각각 공급하고, 상기 전류 미분기(300)는 검출된 전류에 대하여 미분동작을 행하여 전류 미분치를 구하여 상기 속도 계산부(500)로 공급한다.

여기서, 전압 검출부(400)는 리니어 컴프레샤(L.COMP) 구동시, 양단간의 전압을 접지단을 기준으로 검출하여 상기 속도 계산부(500)로 공급한다.

즉, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP) 구동시 양단간의 전압을 접지단을 기준으로 검출하여 이를 제1 정밀저항(Ra1)을 통해 제1 오피앰프(OP1)의 반전단자(-)에 인가한후,이를 제1 오피앰프(OP1)의 비반전단자(+)에 전원전압(5V)이 제2,제3 정밀저항(Ra2),(Ra3)에 의해 분배되어 인가된 전압과 비교하여 그에 따른 모터전압을출력한다.

이에 따라, 속도계산부(500)는 상기 전류 및 전압 검출부(200)(400)에서 구한 전류 및 모터전압과, 전류 미분기(300)에서 구한 전류 미분치를 각각 받아 속도를 구하여 마이크로컴퓨터(600)로 인가한다.

이때, 상기 마이크로 컴퓨터(600)는 내부에 가지고 있는 속도 피크 제어 알고리즘을 이용하여 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 조정하는데, 즉 속도 계산부(500)에서 계산된 속도와 속도 지령치를 비교하여, 속도가 속도 지령치보다 크면 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 줄이기 위하여 전기회로부(100)의 트라이악(Tr100)를 오프시키기 위한 스위칭신호를 출력한다.

이에 따라, 상기 트라이악(Tr100)이 오프되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 줄인다.

그리고, 현재의 속도가 속도 지령치보다 작으면 상기 리니어 컴프레샤 (L.COMP)로 공급되는 전압을 상승시키기 위하여 전기회로부(100)의 트라이악 (Tr100)을 온시키기 위한 스위칭신호를 출력하고, 이에 따라 상기 트라이악(Tr100)이 온되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 상승시킨다.

즉, 본 발명은 리니어 컴프레샤에 인가되는 전압과 전류를 검출할 때 공통 접지단을 이용함으로써 전압 검출시에 이용되는 오피앰프와 고가의 정밀저항의 수를 줄일 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 모터전압과 전류를 검출할 때 접지단을 공통으로 사용하므로써 모터전압과 전류검출시에 사용되는 오피앰프와 정밀저항의 수를 감소시켜 비용을 저감하는 효과가 있다.

Claims

피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤와; 전류 감지용 저항의 전단에 트라이악이 접속되고, 그 전류 감지용 저항의 후단에 접지단이 접속되어 마이크로컴퓨터의 스위칭신호에 따라 교류전원을 상기 트라이악으로 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부와; 상기 리니어 컴프레샤에 걸리는 전압을 접지단을 기준으로 검출하여 레벨시프트시켜 출력하는 전압 검출부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 구동회로.
제1 항에 있어서, 전압검출부는 모터전압을 제1 정밀저항을 통해 오피앰프의 반전단자에 접속하고, 전원전압(5V)을 제2 정밀저항을 통해 일측이 접지된 제3 정밀저항과 접속된 오피앰프의 비반전단자에 접속하고, 상기 오피앰프의 출력단과 반전단자 사이에 제4 정밀저항을 접속하여 구성한 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 구동회로.