KR20030050931A - 분리형인버터실외기의 에스알엠 구동회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분리형 인버터실외기의 에스알엠 구동회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분리형 인버터실외기에 장착된 팬을 구동시키시 위한 에스알엠 구동회로에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 에스알엠 구동회로를 통해서 실내기의 팬모터가 구동되도록 싱크측 스위칭 소자의 동작을 수행하도록 저가의 N채널 FET를 사용하였다. 스위칭소자로서 N채널 FET소자를 사용하면서, 게이트전압을 안정화되도록 제너다이오드를 사용함으로서, 마이크로컴퓨터에서 출력되는 신호에 대한 응답속도를 높임으로서 효율을 극대화시킬 수 있다. 또한, 저가의 스위칭소자인 N채널 FET를 사용함으로, 상기 소자로 구성되는 제품의 제조비용이 저렴해지게 되었다.

Description

분리형인버터실외기의 에스알엠 구동회로{A srm circuit for air-conditioner}

본 발명은 분리형인버터실외기의 에스알엠 구동회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분리형인버터실외기에 장착된 팬을 구동시키는 분리형인버터실외기의 에스알엠 구동회로에 관한 것이다.

에스알엠(SRM)이란, Switched Reluctance Motor의 약자이며, 자기저항 개폐식 모터라 한다. 이하 약어 에스알엠이라 칭한다.

일반적인 에스알엠은 외측으로 적층구조의 고정자에 코일을 감은 권선부와, 내측으로 상기 고정자의 적층구조와 동일하나 코일이 감겨져 있지 않은 회전자가 구동측을 중심으로 회전하도록 되어 있다. 이와 같은 구조의 자기저항 개폐식 모터는 권선부에 감긴 코일에 전원을 공급하게 되면 코일에 전류가 흐르고 자장이 형성됨으로서, 이에 따라 회전자가 회전하게 된다.

이와 같은 구조의 에스알엠 회로는 권선부에 감긴 코일에 전원을 공급하게 되면 코일에 전류가 흐르고, 자장이 형성됨으로서, 회전자가 회전하도록 구성되어져 있다.

상기 에스알엠구동회로에 구성되어진 모터권선의 수는 에스알엠모터의 상의 수와 동일하게 구성되어진다. 본 발명에 따른 분리형인버터실외기의 에스알엠구동회로에서의 3개 모터권선이 구성되어진 결과 3상모터를 구동하도록 구성되어져 있다.

이하 종래 기술에 따른 분리형인버터실외기의 에스알엠구동회로에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 분리형인버터실외기의 에스알엠구동회로이다.

종래 기술에서 구성되는 에스알엠 회로의 연결관계를 살펴보면 도면에서 보는 바와 같이, 에스알엠모터를 구동시키기 위해서 자력을 발생시키는 소스측(1)과, 상기 소스측으로 제어신호를 입력하기 위한 스위칭동작을 수행하는 싱크측(2)과, 공기조화기가 구동되도록 제어신호를 싱크측(2)으로 전달해서, 실외기팬이 구동하도록 제어하는 마이크로컴퓨터(3)를 포함하여 구성된다.

상기 소스측에 대해 살펴보면, 각각의 트랜지스터(Q1,Q2,Q3)와, 모터의 회전자가 구동하도록 자장을 형성하는 모터권선(A,B,C)과, 상기 트랜지스터(Q1,Q2,Q3)의 파손을 방지하도록 구비되어져 있는 캐패시터(C1,C2,C3)와, 저항 (R1,R2,R3,R4,R5,R6)을 포함하여 구성된다.

또한 상기 싱크측은 상기 모터권선(A,B,C)으로 제어신호를 전달하도록 스위칭 역할을 하는 트랜지스터(Q4,Q5,Q6)를 구비하는 트랜지스터어레이부를 포함하여 구성된다.

우선, 상기 소스측(1)의 다알링턴트랜지스터는 트랜지스터1(Q1)의 베이스 단자에 저항1,2(R1,R2)가 연결되어져 있고, 상기 트랜지스터1(Q1)의 에미터와 저항1,2(R1,R2)사이에는 캐패시터1(C1)로 연결된다. 그리고 모터권선(A)이 트랜지스터1(Q1)의 콜렉터 단자에 연결되어져 있다. 싱크측(2)의 트랜지스터어레이부는 상기 모터권선(A)과 다알링턴 트랜지스터 어레이(Q4)의 트랜지스터4(Q4)의 콜렉터단자가 연결되어져 있다.

상기 소스측(1)의 트랜지스터2(Q2)의 베이스 단자에 저항 3,4(R3,R4)가 연결되어져 있고, 상기 트랜지스터2(Q2)의 에미터 단자와 저항 3,4(R3,R4)사이에는 캐패시터2(C2)로 연결된다. 그리고 모터권선(B)이 트랜지스터2(Q2)의 콜렉터단자와 저항4(R4) 사이에 연결된다. 그리고 싱크측(2)은 상기 소스측(1)의 모터권선(B)과 다알링턴 트랜지스터(Q5)의 콜렉터단자가 연결되어져 있다.

또한, 상기 소스측(1)은 상기 트랜지스터3(Q3)의 베이스 단자에 저항5,6(R5,R6)이 연결되어져 있고, 상기 트랜지스터3(Q3)의 에미터 단자와 저항 5,6(R5,R6) 사이에는 캐패시터3(C3)으로 연결된다. 그리고 모터권선(C)이 트랜지스터3(Q3)의 콜렉터단자와 저항6(R6)사이에 연결된다. 싱크측(2)은 상기 소스측(1)의 모터 권선(C)과 다알링턴 트랜지스터 어레이(Q6)의 콜렉터 단자가 연결되어져 있다.

종래 기술에 따른 분리형인버터실외기의 에스알엠구동회로에서 보는 바와 같이 구성되어져 있는 트랜지스터를 다알링턴 트랜지스터라 한다. 일반적으로 상기 다알링턴 트랜지스터는 2개 이상의 트랜지스터가 서로 직접 접속하여 구성된 트랜지스터를 말한다.

또한, 상기 소스측(1)에 구비되어져 있는 트랜지스터1,2,3(Q1,Q2,Q3)은 항상 턴온(TURN ON)되도록 세팅되어져 있다. 따라서 상기 싱크측(2)에 구비되어져 있는 트랜지스터의 스위칭동작에 따라 모터권선에 전압이 입력되어 자력을 형성할 수 있다.

상기 회로구성을 통해 실내기 팬을 구동하도록 제어하는 동작제어과정을 살펴보면 다음과 같다.

사용자가 인버터분리형 실내기의 팬을 구동하도록 신호를 입력하면, 상기 신호를 전달받은 마이크로컴퓨터(3)는 모터의 회전자가 구동하도록 자장을 형성하는 모터권선(A,B,C)에 전압이 입력되도록 제어한다.

즉, 제어신호에 따라 실외기의 팬모터가 구동하도록 스위칭제어신호를 싱크측의 다알링턴트랜지스터어레이의 트랜지스터4,5,6(Q4,Q5,Q6)에 순차적으로 제어신호를 입력한다. 상기 신호를 전달받은 트랜지스터4,5,6(Q4,Q5,Q6)은 순차적으로 턴온(Turn on)되고, 상기 턴온된 트랜지스터4,5,6(Q4,Q5,Q6)와 연결된 소스측의 트랜지스터1,2,3(Q1,Q2,Q3)와 연결되어 모터권선(A,B,C)에 자력이 발생한다.

즉, 상기 마이크로컴퓨터는 트랜지스터 4,5,6(Q4,Q5,Q6)을 턴온/오프되도록 순차적으로 스위칭하여 트랜지스터1,2,3(Q1,Q2,Q3)에서 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)되도록 제어하여 전압이 모터권선(A,B,C)으로 입력된다. 상기 전압을 전달받은 모터권선(A,B,C)은 모터의 회전자가 구동하도록 자장을 형성한다. 그리고 상기 모터권선(A,B,C)의 자력을 이용해 모터가 구동된다.

종래 기술에 따른 에스알엠 구동회로에서는 에스알엠 구동소자의 싱크(SINK)측 스위칭 소자로 트랜지스터 어레이를 사용한다. 그러나 상기 트랜지스터 어레이는 트랜지스터 어레이의 베이스 단자에 입력되는 전류값의 변동에 따라, 콜렉터에 출력전류의 변화에 따라 구동되고, 회로 전류값이 상승함은 물론 스위칭 속도가 느리기 때문에, 고속으로 싱크측에 스위칭하는데 있어서 적절하지 않았다.

이로 인해서 회로 특성상 스위칭동작이 온되어지면 출력전압값이 높아져 손실이 증가하게 되었다. 따라서 제품의 효율면에서 적합하지 않았다.

또한, 상기 에스알엠 구동회로 내에 상기 스위칭동작을 수행하는 고가의 트랜지스터 어레이를 사용함으로 회로를 구성하는데 있어서 제조비용이 상승하였다.

따라서 본 발명의 목적은 에스알엠 구동회로 내에 스위칭동작을 수행하는 FET소자를 사용하여 실외기의 팬을 구동시키는 분리형인버터실외기의 에스알엠 구동회로를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 분리형인버터실외기의 에스알엠(SRM) 구동회로.

도 2는 본 발명에 따른 분리형인버터실외기의 에스알엠(SRM) 구동회로.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 소스측 20 : 싱크측

30 : 마이크로컴퓨터 Q1',Q2',Q3' : 트랜지스터

FET1,FET2,FET3 : 전계 트랜지스터 A',B',C' : 모터권선

C1',C2',C3' : 캐패시터 ZD1,ZD2,ZD3 : 제너다이오드

R1',R2',R3',R4',R5',R6',R7',R8',R9' : 저항

이에 따라 본 발명에 따른 분리형인버터실외기의 에스알엠 구동회로는 분리형인버터실외기의 팬이 구동하도록 동력을 전달하는 모터구동에 있어서, 모터의 회전자가 구동하기위한 자력을 형성하도록 구비되는 다수개의 모터권선과, 상기 각각의 모터권선으로 자력이 발생할 수 있도록 전압을 유입시키는 다수개의 트랜지스터와, 상기 모터권선으로 자력이 발생하도록 스위칭동작하는 다수개의 N채널 FET와, 상기 N채널 FET의 게이트전압을 안정화시키도록 각각의 N채널 FET와 쌍으로 병렬연결된 제어다이오드를 포함하여 구성된다.

이하 본 발명에 따른 분리형인버터실외기의 에스알엠 구동회로에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 분리형인버터실외기의 에스알엠 구동회로이다.

본 발명에 따른 에스알엠 회로를 살펴보면, 에스알엠모터를 구동시키기 위해서 자력을 발생시키는 소스측(10)과, 상기 소스측으로 제어신호를 입력하기 위한 스위칭동작을 수행하는 싱크측과(20), 공기조화기가 구동되도록 제어신호를 싱크측(20)으로 전달하고, 실외기팬이 구동하도록 제어하는 마이크로컴퓨터(30)를 포함하여 구성된다.

상기 소스측(10)은 각각의 트랜시스터(Q1',Q2',Q3')와, 모터의 회전자가 구동하도록 자장을 형성하는 모터권선(A',B',C')과, 상기 트랜지스터(Q1',Q2',Q3')의 파손을 방지하도록 구비되어져 있는 캐패시터(C1',C2',C3')와저항(R1',R2',R3',R4',R5',R6')을 포함하여 구성된다.

또한 상기 싱크측(20)은 상기 모터권선(A',B',C')으로부터 출력된 자장을 모터에 전달하기 위해서 소스측과 연결되도록 스위칭 역할을 하는 N채널 FET(N channel Field Effect Transistor)과, 상기 N채널 FET의 게이트전압을 한정화하기 위한 제너다이오드(ZD1,ZD2,ZD3)와, 제너다이오드를 보호하기 위한 저항(R7,R8,R9)를 포함하여 구성된다.

상기 에스알엠 구동회로의 연결관계를 살펴보면 다음과 같다.

상기 소스측(10)의 상기 트랜지스터1'(Q1')의 베이스 단자에 저항1,2(R1',R2')가 연결되어져 있고, 상기 트랜지스터1'(Q1')의 에미터 단자와 저항1,2(R1',R2')와 캐패시터1'(C1')로 연결된다. 그리고 상기 소스측(10)의 모터권선(A')과 싱크측(20)의 N채널 FET1(FET1)의 드레인 단자가 연결되고, 상기 N채널 FET 단자의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 제너다이오드1(ZD1)과 저항7(R7)이 연결되어져 있다.

상기 트랜지스터2'(Q2')의 베이스 단자에 저항3',4'(R3',R4')가 연결되어져 있고, 상기 트랜지스터2'(Q2')의 에미터 단자와 저항3',4'(R3',R4')와 캐패시터2'(C2')로 연결된다. 그리고 상기 소스측(10)의 모터권선(B')과 싱크측(20)의 N채널 FET2(FET2)의 드레인 단자가 연결되고, 상기 N채널 FET 단자의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 제너다이오드2(ZD2)와 저항8(R8)이 연결되어져 있다.

상기 트랜지스터3'(Q3')의 베이스 단자에 저항 5',6'(R5',R6')이 연결되어져있고, 상기 트랜지스터3'(Q3')의 에미터 단자와 저항 5',6'(R5',R6')와 캐패시터3'(C3')으로 연결된다. 그리고 상기 소스측(10)의 모터권선(C')과 싱크측(20)의 N채널 FET3(FET3)의 드레인 단자가 연결되고, 상기 N채널 FET 단자의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 제너다이오드3(ZD3)과 저항9(R9)가 연결되어져 있다.

상기 제너다이오드1,2,3(ZD1,ZD2,ZD3)과 각각 병렬로 연결되어져 있는 저항7,8,9(R7,R8,R9)는 제너다이오드1,2,3(ZD1,ZD2,ZD3)을 보호하기 위해서 구비되어져 있다.

상기 소스측(10)에 구비되어져 있는 트랜지스터(Q1',Q2',Q3')는 항상 턴온되도록 세팅되어져 있다. 따라서 상기 싱크측(20)에 구비되어져 있는 N채널 FET의 스위칭동작에 따라 모터권선(A',B',C')에 전압이 입력되어 자력을 형성할 수 있다.

상기 회로구성을 통해 실내기 팬을 구동하도록 제어하는 동작제어과정을 살펴보면 다음과 같다.

사용자가 인버터분리형 실내기의 팬을 구동하도록 신호를 입력하면, 상기 신호를 전달받은 마이크로컴퓨터(30)는 모터의 회전자가 구동하도록 자장을 형성하는 모터권선(A',B',C')에 전압이 입력되도록 제어한다.

즉, 사용자의 구동신호에 따라 실외기의 팬모터가 구동하도록 싱크측(20)의 N채널 FET1,2,3이 순차적으로 스위칭동작하도록 마이크로컴퓨터(30)가 제어한다. 스위칭동작으로 인해서 FET1,2,3은 순차적으로 턴온(Torn on)되면, 상기 턴온된 FET와 연결된 소스측의 트랜지스터(Q1',Q2',Q3')와 순차적으로 연결되어모터권선(A',B',C')에 순차적으로 자력이 발생한다. 이에 따라 상기 모터권선(A',B',C')에 순차적으로 자력이 발생하여 모터가 회전한다.

상기 FET1,2,3이 순차적으로 턴온/오프되도록 마이크로컴퓨터(30)의 스위칭제어에 따라 트랜지스터1',2',3'(Q1',Q2',Q3')에서 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)되도록 제어하여 전압이 모터권선(A',B',C')으로 입력된다. 상기 전압을 전달받은 모터권선(A',B',C')은 모터의 회전자가 구동하도록 자장을 형성한다. 그리고 상기 모터권선(A',B',C')의 자력을 이용해 모터가 구동된다.

본 발명에 따른 분리형인버터실외기의 에스알엠 구동회로는 싱크측 스위칭 소자로서 스위칭 속도가 빠르고, 스위칭이 작동시에 발생되는 손실이 낮게 발생하며, 저가인 N채널 FET를 사용한다.

그리고 상기 N채널 FET의 게이트전압 안정화를 위해서 제너다이오드(ZD1,ZD2,ZD3)를 사용하여 마이크로컴퓨터(30)에서 출력되는 신호에 대해 응답속도를 높임으로서, 제품의 특성을 최적화하고, 제품의 효율을 극대화한다.

이와 같이, 본 발명은 에스알엠 구동회로를 통해서 실내기의 팬모터가 구동되도록 SINK측 스위칭 소자의 동작을 수행하도록 저가의 N채널 FET를 사용하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 한다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

본 발명은 스위칭소자로서 N채널 FET소자를 사용하면서, 게이트전압을 안정화되도록 제너다이오드를 사용함으로서, 마이크로컴퓨터에서 출력되는 신호에 대한 응답속도를 높임으로서 효율을 극대화시킬 수 있다. 또한, 저가의 스위칭소자인 N채널 FET를 사용함으로, 상기 소자로 구성되는 제품의 제조비용이 저렴해지게 되었다.

따라서 저가의 N채널 FET소자로 구성되고, 높은 효율을 가지는 본 제품을 사용함으로서 사용자는 만족감을 극대화시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 분리형인버터실외기의 팬이 구동하도록 동력을 전달하는 모터구동에 있어서,

   모터의 회전자가 구동하기위한 자력을 형성하도록 구비되는 다수개의 모터권선과;

   상기 각각의 모터권선으로 자력이 발생할 수 있도록 전압을 유입시키는 다수개의 트랜지스터와;

   상기 모터권선으로 자력이 발생하도록 스위칭동작하는 다수개의 N채널 FET와;

   상기 N채널 FET의 게이트전압을 안정화시키도록 각각의 N채널 FET와 쌍으로 병렬연결된 제너다이오드를 포함하여 구성되는 분리형인버터실외기의 에스알엠 구동회로.