KR200404296Y1

KR200404296Y1 - 과부하 방지 및 세척액 없는 상태를 감지하는 기능을 갖는초음파 세척기용 회로장치

Info

Publication number: KR200404296Y1
Application number: KR20-2005-0028674U
Authority: KR
Inventors: 승 열 권
Original assignee: 주식회사 씨코
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2005-12-21

Abstract

본 고안은 초음파 세척기에 관한 것으로서, 특히 과부하 상태에서 초음파 진동자가 구동하지 않도록 하는 초음파 세척기의 회로장치에 관한 것이다. 본 고안에 의하면, 세척조에 설치되는 초음파 진동자와, 초음파 진동자에 출력신호를 전달하는 초음파 신호 출력부와, 초음파 신호 출력부로 전원을 제공하며, 그 개폐를 제어하는 릴레이를 구비하는 주전원부와, 초음파 신호 출력부에 발진신호를 출력하는 발진부와, 부하상태를 감지하는 감지부와, 감지부로부터 부하상태 신호를 입력받고 상기 발진부와 주전원부에 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하며, 감지부는 주전원부와 초음파 신호 출력부를 연결하는 저항 R1과, 상기 R1에 걸리는 전압을 측정함으로써 부하량을 측정하는 포토커플러를 구비하며, 제어부는 상기 포토커플러로부터 입력된 부하신호에 따라 주전원부의 릴레이의 개폐함으로써 세척액이 없거나 세척액이 부족한 과부하 상태에서 상기 초음파 진동자가 작동하는 것을 방지하는 초음파 세척기용 회로장치가 제공된다.

Description

과부하 방지 및 세척액 없는 상태를 감지하는 기능을 갖는 초음파 세척기용 회로장치 {CIRCUIT FOR ULTRASONIC WASHER WITH FUNCTION PREVENTING OVERLOAD AND SENSING CONDITION FREE FROM CLEANING LIQUID}

본 고안은 초음파 세척기에 관한 것으로서, 특히 과부하 상태에서 초음파 진동자가 구동하지 않도록 하며 세척액이 없는 경우 이를 감지하는 초음파 세척기의 회로장치에 관한 것이다.

초음파 세척기는 피 세척물이 잠긴 세척액에 초음파를 가하여 피 세척물을 세척하는 장치이다. 초음파 세척기는 액압에 의한 분산작용과 열작용에 의해 피 세척물에 부착된 이물질을 제거한다. 특히 손으로 세척할 수 없는 좁은 틈에 부착된 이물질도 제거할 수 있어 매우 효과적이다.

초음파 세척기는 세척조 내에 설치되는 초음파 진동자와 초음파 진동자를 진동시키기 위한 회로장치를 구비한다. 세척조 내에 세척액이 없거나(무부하) 세척액이 부족한 상태에서 초음파 세척기를 작동시킬 경우, 초음파 진동자로 전류가 과도하게 흐르는 과부하 상태가 되어 회로의 각 소자가 손상되는 문제점이 있다.

본 고안의 목적은 세척조 내에 세척액이 없거나 부족한 경우 이를 감지하는 기능을 갖는 초음파 세척기용 회로장치를 제공하는 것이다. 본 고안의 다른 목적은 세척조 내에 세척액이 없거나 부족하여 전기적으로 과부하 상태에서 작동하는 것을 방지하는 초음파 세척기용 회로장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 일측면에 따르면,

세척조에 설치되는 초음파 진동자와,

상기 초음파 진동자에 출력신호를 전달하는 초음파 신호 출력부와,

상기 초음파 신호 출력부로 전원을 제공하며, 그 개폐를 제어하는 릴레이를 구비하는 주전원부와,

상기 초음파 신호 출력부에 발진신호를 출력하는 발진부와,

부하상태를 감지하는 감지부와,

상기 감지부로부터 부하상태 신호를 입력받고 상기 발진부와 주전원부에 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하며,

상기 감지부는 상기 주전원부와 상기 초음파 신호 출력부를 연결하는 저항 R1과, 상기 R1에 걸리는 전압을 측정함으로써 부하량을 측정하는 포토커플러를 구비하며,

상기 제어부는 상기 포토커플러로부터 입력된 부하신호에 따라 상기 주전원부의 릴레이의 개폐함으로써 세척액이 없거나 세척액이 부족한 과부하 상태에서 상기 초음파 진동자가 작동하는 것을 방지하는 초음파 세척기용 회로장치가 제공된다.

상기 초음파 세척기용 회로장치에 있어서, 상기 포토커플러로부터 상기 제어부로 입력되는 부하량 신호는 전압신호일 수 있다.

상기 초음파 세척기용 회로장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 감지부로부터 입력되는 부하량 신호에 따라 상기 발진부의 작동을 제어할 수 있다.

상기 초음파 세척기용 회로장치에 있어서, 상기 초음파 신호 출력부는 상기 초음파 진동자와 연결되는 제2 변압기와, 상기 발진부와 연결되는 제3 변압기를 구비하며, 상기 발진부는 상기 제3 변압기를 통해 발진신호를 출력할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

도1은 본 고안의 일실시예에 따른 초음파 세척기의 회로장치(10)의 구성을 도시한 블록도이다. 도1을 참조하면, 회로장치(10)는 외부전원 입력부(20)와, 주전원부(30)와, 보조 전원부(40)와, 부하전류 감지부(50)와, 초음파 신호 출력부(60)와, 초음파 진동자(70)와, 발진부(80)와, 제어부(90)와, 누수 감지부(100)와, 명령 입력부(110)와, 디스플레이부(120)와, 도어열림 감지부(130)를 구비한다. 외부전원 입력부(20)를 통해 교류 220V 60Hz의 외부전원이 주전원부(30)와 보조 전원부(40)로 입력된다. 주전원부(30)는 외부전원 입력부(20)를 통해 입력된 교류 220V를 직류 200V로 전환한다. 도2에는 주전원부(30)의 상세한 회로도가 도시되어 있다.

도2를 참조하면, 주전원부(30)는 릴레이(relay)1(31)과, 배리스터(varistor)의 일종인 TNR1(32)과, 콘덴서인 MC1(34)과, 필터(FILTER)1(36)과, 브리지 다이오드인 BD2(38)를 구비한다. 외부전원 입력부(20)로부터 입력된 교류 220V 60Hz의 전원은 과전압 및 낙뢰 방지소자의 역할을 하는 TNR1(32)을 거치게 된다. 이후 MC1(34)과 필터1(36)의 LC 직, 병렬회로를 거치면서 전원단 노이즈가 걸러진 후 BD2(38)를 거침으로서 직류 200V로 변환된다.

도3에는 보조 전원부(40)의 회로도가 상세히 도시되어 있다. 도3을 참조하면, 외부전원 입력부(20)로부터 입력된 교류 220V 60Hz의 전원은 변압기인 TRANS1(22)을 거침으로서 교류 12V로 변환되며 브리지 다이오드인 BD1(24)을 통하여 직류로 변환된다. 직류로 변환된 전원은 전해콘덴서인 EC1(26)에 의하여 1차 평활되며, 12V 정전압 레귤레이터(REGULATOR)인 U1(28)을 거쳐 직류 12V로 안정화된다. 다음 전해콘덴서인 EC2(21)에 의해 2차 평활되어 5V 정전압 REGULATOR인 U2(23)를 거쳐 5V로 안정화 된다. 이와 같이 정전압화 된 직류 12V 및 직류 5V의 전원은 각종 제어회로 및 감지회로 또는 표시회로 등의 전원으로 공급된다.

도4에는 부하전류 감지부(50) 및 초음파 신호 출력부(60)의 회로도가 상세히 도시되어 있다. 도4를 참조하면, 부하전류 감지부(50)는 주전원부(30)와 연결된 저항 R1(52)과, 포토커플러(photocoupler)(54)를 구비한다. 포토커플러(54) 소자로 본 실시예에서는 PC817을 사용한다. 주전원부(30)에서 공급된 전원은 R1(52)을 거치면서 초음파 세척기의 부하량에 따른 전압의 형태로 나타나며 이때 R1(52) 양단의 전압크기에 따라 포토커플러(54)의 발광부인 LED의 밝기가 결정된다. 또한 포토커플러(54)의 발광부의 밝기에 따라 수광부 트랜지스터의 턴온(turn on) 전류가 결정되며, 수광부의 턴온 전류량에 따른 전압은 전원측 저항 R3(56) 및 접지측 저항 R2(58)의 분배한 저항값에 의해 결정된다. 부하량에 따라 변환된 전압은 전해콘덴서인 EC4(51)와 세라믹 콘덴서인 C1(53)에 의하여 평활되어 제어부(90)에 전달된다. 세척액이 없는 무부하 상태이거나 세척액이 부족하여 전기적으로 과부하 상태에 놓이는 경우에는 기준전압 이상의 전압이 제어부(90)로 전달되고 정상적인 부하 상태에서는 기준전압 이하의 전압이 제어부(90)로 전달된다. 본 실시예에서는 기준전압이 1.75V인 것으로 하나 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.

계속해서 도4를 참조하면, 저항 R1(52)을 통한 전원은 콘덴서인 MC1(62) 및 MC2(64)와, 전계효과 트랜지스터인 FET1(66) 및 FET2(68)의 양단에 공급된다. 먼저, 공급된 전원은 발진부(80)로부터 신호를 받아 한번은 FET1(66)을 거쳐 MC2(64)로 전류가 흘러 변압기인 TRANS2(61)의 1차 코일인 T1(611)에 공급되며, 이때 FET2(68)는 변압기로서 발진부(80)와 연결된 TRANS3(63)에 의해 강제로 오프(OFF) 상태가 유지된다. 다음, FET2(68)가 턴온(TUNR ON) 상태가 되면 MC1(62)을 거쳐 FET2(68)로 전류가 흐르며 TRANS2(61)의 1차 코일인 T1(611)에 전원이 공급된다. 이와 같은 동작은 발진부(80)로부터의 신호에 의해 반복되며 TRANS2(61)의 1차 코일인 T1(611)에 공급된 전원은 TRANS2(61)의 2차 코일인 T2(612)에 유기되며 코일인 L1(613)을 거쳐 초음파 진동자(70)로 전원이 공급된다. 상기와 같은 작용에 의해 초음파 신호 출력부(60)는 발진부(80)로부터 신호를 입력받아 초음파 진동자(70)에 출력신호를 전달한다.

도5를 참조하면, 초음파신호 출력부(60)로 발진신호를 출력하는 발진부(80)의 구성이 상세히 도시되어 있다. 본 실시예에서는 발진부(80)를 KA3525를 이용하여 구성하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. KA3525는 페어차일드사(www.fairchildsemi.com)에서 제조한 PWM 및 PHASE MODULATION CONTROLLER이다. KA3525의 10번 핀(PIN)은 셧다운(SHUTDOWN) 핀으로서 HIGH=PWM 정지이며 LOW=작동이다. 따라서 KA3525의 10번 핀과 연결된 제어부(90)의 포트 C7번 핀(도시되지 않음)이 LOW일 때 트랜지스터인 TR1(82)에 의하여 KA3525의 셧다운 단자는 HIGH(정지)가 되며, 제어부(90)의 포트 C7번 핀이 HIGH일 때 셧다운 단자는 LOW(동작)가 된다.

도1을 참조하면, 제어부(90)는 보조 전원부(40)로부터 전원을 공급받으며, 부하전류 감지부(50)와, 누수 감지부(100)와, 명령 입력부(110)와, 디스플레이부(120)와, 도어열림 감지부(130)로부터 전기신호를 입력받으며, 발진부(80)와 주전원부(30)로 전기신호를 출력한다. 본 실시예에서는 제어부(90)가 마이크로칩 테크놀로지사(www.microchip.com)의 PIC16F72 마이크로 컨트롤러를 이용하여 구성되는 것으로 하나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 마이크로 컨트롤러는 보조 전원부(40)로부터 필요한 전원을 입력받아 동작한다. 제어부(90)는 부하전류 감지부(50)로부터 부하상태에 대한 신호를 전압신호로서 입력받는다. 정상부하인 경우 1.75V 이하의 전압이 입력되고, 비정상적인 부하상태 즉, 세척액이 없는 상태이거나 세척액이 부족하여 과부하 상태인 경우 이를 감지하여 1.75V 이상의 전압이 입력된다. 1.75V 이상의 전압이 입력되면 주전원부(30)의 릴레이(Relay)1(31)을 차단하고, 발진부(80)의 셧다운(shutdown) 단자를 HIGH로 함으로써 초음파 신호 출력부(60)의 전계효과 트랜지스터인 FET1(66)과 FET2(68)의 게이트(GATE) 신호를 정지시켜 초음파 진동자(70)가 작동하지 않게 된다. 따라서 세척액이 없거나 세척액이 부족한 상태에서는 이를 감지하여 초음파 진동자가 작동하지 않게 된다. 정상부하인 1.75V 이하의 전압이 입력되면 발진부(80)에 셧다운 단자를 LOW로 함으로써 발진부(80)가 정상적으로 동작하여 초음파 진동자(70)가 작동하게 된다.

도6에는 도1에 도시한 회로장치에서 과부하 방지 기능을 수행하는 과정을 단계별로 도시되어 있다. 도6을 참조하면, 먼저 전원이 투입된다(S1). 다음, 주전원부의 릴레이1의 작동에 의해 주전원은 차단되고, 셧다운 핀은 LOW가 된다(S2). 다음, 제어부는 각종 명령 입력을 체크한다(S3). 다음, 각 기능키의 ON 상태를 확인한다(S4). 만일 각 기능키가 ON 상태가 아닌 경우 S2 단계로 돌아간다. 각 기능키가 ON 상태이면 발진부의 셧다운 핀은 HIGH가 되고, 주전원부의 릴레이1은 ON된다(S5). S5 단계 이후 과부하여부를 체크한다(S6). 이때 과부하 상태는 세척액이 전혀 없는 상태와 세척액이 부족한 상태를 모두 포함한다. 과부하 상태 즉, 세척액이 없거나 부족한 상태로 판단된 경우 S1 단계로 다시 돌아간다. 만일, 정상부하 상태로 판단된 경우 시간초과 여부를 체크하게 된다(S7). 시간이 초과된 경우 S1 단계로 다시 돌아간다. 시간이 초과되지 않은 경우 시간을 재게 된다(S8). 이후, 다시 S1 단계로 돌아가게 된다.

본 고안의 구성을 따르면 앞에서 기재한 본 고안의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는 부하상태를 감지하고, 그 상태에 따라 전원을 차단하거나 진동자의 작동을 제어하므로 세척액이 없거나 부족한 상태에서 초음파 세척기가 작동되는 것을 막을 수 있어 회로 및 제품의 손상이 방지된다.

이상 본 고안을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 고안은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 고안의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 고안에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

도1은 본 고안의 일실시예에 따른 초음파 세척기용 회로장치의 구성을 도시한 블록도

도2는 도1에 도시한 주전원부의 회로도

도3은 도1에 도시한 보조 전원부의 회로도

도4는 도1에 도시한 부하전류 감지부 및 초음파 신호 출력부의 회로도

도5는 도1에 도시한 발진부의 회로도

도6은 도1에 도시한 회로장치에서 과부하 방지 기능을 수행하는 과정을 단계별로 도시한 순서도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 회로장치 30 : 주전원부

50 : 부하전류 감지부 60 : 초음파 신호 출력부

70 : 초음파 진동자 80 : 발진부

90 : 제어부

Claims

세척조에 설치되는 초음파 진동자와,

상기 초음파 진동자에 출력신호를 전달하는 초음파 신호 출력부와,

상기 초음파 신호 출력부로 전원을 제공하며, 그 개폐를 제어하는 릴레이를 구비하는 주전원부와,

상기 초음파 신호 출력부에 발진신호를 출력하는 발진부와,

부하상태를 감지하는 감지부와,

상기 감지부로부터 부하상태 신호를 입력받고 상기 발진부와 주전원부에 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하며,

상기 감지부는 상기 주전원부와 상기 초음파 신호 출력부를 연결하는 저항 R1과, 상기 R1에 걸리는 전압을 측정함으로써 부하량을 측정하는 포토커플러를 구비하며,

상기 제어부는 상기 포토커플러로부터 입력된 부하신호에 따라 상기 주전원부의 릴레이의 개폐함으로써 세척액이 없거나 세척액이 부족한 과부하 상태에서 상기 초음파 진동자가 작동하는 것을 방지하는 초음파 세척기용 회로장치.
제1항의 초음파 세척기용 회로장치에 있어서, 상기 포토커플러로부터 상기 제어부로 입력되는 부하량 신호는 전압신호인 초음파 세척기용 회로장치.
제1항 또는 제2항의 초음파 세척기용 회로장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 감지부로부터 입력되는 부하량 신호에 따라 상기 발진부의 작동을 제어하는 초음파 세척기용 회로장치.
제3항의 초음파 세척기용 회로장치에 있어서, 상기 초음파 신호 출력부는 상기 초음파 진동자와 연결되는 제2 변압기와, 상기 발진부와 연결되는 제3 변압기를 구비하며, 상기 발진부는 상기 제3 변압기를 통해 발진신호를 출력하는 초음파 세척기용 회로장치.