KR20060114929A - 가전기기의 히터구동회로 - Google Patents

가전기기의 히터구동회로 Download PDF

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KR20060114929A
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최원재
장세동
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Abstract

본 발명은 가전기기의 히터구동회로에 관한 것으로서, 외기온도나 실내온도의 변화를 감지하여 소정의 전압값을 출력하는 온도감응부와, 상기 온도감응부로부터 출력되는 상기 전압값을 입력받아 가전기기에 설치된 히터의 구동제어신호를 출력하는 연산증폭기를 포함한 히터구동제어부와, 상기 연산증폭기로부터 출력된 히터의 구동제어신호에 따라 상기 히터에 구동전원을 인가하거나 차단하는 릴레이로 구성되어, 고가의 마이크로컴퓨터를 구비하지 않고도 온도변화에 따라 히터구동을 제어할 수 있기 때문에, 회로 개발기간을 단축시킬 수 있으며, 비용이 크게 절감되는 효과가 있다.
써미스터, 히터 구동 제어부, OP-AMP, 릴레이

Description

가전기기의 히터구동회로{ Control circuit for running a heater of electric home appliances }
도 1 은 종래 발명에 따른 공기 조화기의 실내기와 실외기가 도시된 사시도,
도 2 는 종래 발명에 따른 히터 구동용 회로의 구성이 도시된 회로도,
도 3 은 본 발명에 따른 히터 구동용 회로의 구성이 도시된 회로도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10 : 온도 감지부 20 : 히터 구동 제어부
30 : 연산 증폭기 R1: 제 1저항
R2 : 제 2저항 R3: 가변저항
Rth : 써미스터저항 R : 릴레이
H : 히터
본 발명은 히터구동회로에 관한 것으로서, 특히 연산증폭기를 포함한 아날로그 회로를 이용하여 온도에 따라 가전기기의 히터를 구동시키는 히터구동회로에 관한 것이다.
일반적으로 가전기기에는 온도의 변화에 따라 온/오프되는 각종의 히터가 설치된다. 예를 들면, 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 실외기(1)와 실내기(2)로 구성되고, 이때 상기 실외기(1) 및 실외기(2)에는 각각 히터(미도시)가 설치된다.
상기 실외기(1)에 설치되는 히터는 제상용으로 사용되어 실외 열교환기의 결빙을 제거하고, 실내기(2)에 설치되는 히터는 난방용으로 사용되어 환절기 또는 겨울철에 실내공기를 난방한다.
종래 발명에 따른 상기 공기 조화기와 같은 가전기기의 히터구동회로는 도 2에 도시된 바와 같이, 외기 온도 또는 실내 온도의 변화를 감지하여 출력되는 전압값(Vth)이 변화되는 온도 감응부(3)와, 상기 온도 감응부(3)로부터 출력되는 전압값(Vth)이 인가되어 상기 히터(H)의 구동을 제어하는 제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터(4)와, 상기 마이크로컴퓨터(4)로부터 출력되는 제어신호에 따라 히터(H)의 구동전원(VAC)을 상기 히터(H)에 인가하거나 차단하는 릴레이(5)를 포함하여 구 성된다.
상기 온도 감응부(3)는 외기온도의 크기에 따라 저항값(Rth)이 가변되는 써미스터(T)에 의하여 출력되는 전압값(Vth)이 변화되고, 변화된 상기 전압값(Vth)은 상기 마이크로컴퓨터(4)에 인가된다.
상기 마이크로컴퓨터(4)는 상기 온도감응부(3)로부터 인가된 전압값(Vth)을 실제 온도값으로 환산하여 외기온도 데이터를 생성하고, 생성된 온도데이터와 상기 마이크로컴퓨터(4)에 미리 설정되어 있는 기준 온도 데이터를 비교하여 생성된 상기 온도 데이터가 상기 기준 온도 데이터보다 그 값이 작으면 히터 구동 신호를 출력한다.
상기 릴레이(5)는 상기 마이크로컴퓨터(4)로부터 출력되는 히터 구동 신호에 따라 스위치(Switch)를 온시키고, 상기 스위치(Switch)가 온되면 상기 히터(H)에 구동전원(VAC)이 인가되어 히터(H)가 발열된다.
그러나, 상기와 같이 구성 및 동작되는 상기 히터구동회로는 상기 외기온도 데이터 및 기준온도 데이터의 비교판단에 따라 히터(H)를 제어하는데 있어서 고가의 상기 마이크로 컴퓨터의 사용함으로서 구현비용이 증가됨과 아울러 상기 마이크로컴퓨터는 온도측정을 위해 항상 구동용 전원이 인가되어야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구성이 간단하고 제조기간 단축 및 유지비용이 절감될 수 있는 가전기기의 히터구동회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 가전기기의 히터구동회로는, 외기온도나 실내온도의 변화를 감지하여 소정의 전압값을 출력하는 온도감응부와, 상기 온도감응부로부터 출력되는 상기 전압값을 입력받아 가전기기에 설치된 히터의 구동제어신호를 출력하는 연산증폭기를 포함한 히터구동제어부와, 상기 연산증폭기로부터 출력된 히터의 구동제어신호에 따라 상기 히터에 구동전원을 인가하거나 차단하는 릴레이로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명에 따른 히터구동회로의 구성이 도시된 회로도이다.
본 발명에 따른 가전기기의 히터구동회로는 도 3에 도시된 바와 같이, 외기온도나 실내온도의 변화에 감응하여 소정의 전압값(Vth)을 출력하는 온도감응부(10)와, 상기 온도감응부(10)로부터 출력되는 상기 전압값(Vth)을 입력받아 미리 설정된 기준전압(VR)과 비교판단하여 가전기기에 설치된 히터의 구동제어신호를 출력하는 연산증폭기(30)를 포함하는 히터구동제어부(20)와, 상기 연산증폭기(30)로부터 출력된 히터의 구동제어신호에 따라 스위치(Switch)를 온/오프함으로서 히터 (H)에 구동전원(VAC)을 인가시키거나 차단하는 릴레이(40)를 포함하여 구성된다.
상기 온도 감응부(10)는 기본전압(VCC)과 연결되는 제 1저항(R1) 및 써미스터(T)로 구성되는데, 상기 써미스터(T)는 온도변화에 따라 저항값(Rth)이 변화하는 소자로서 온도가 증가할수록 저항값이 증가하는 정써미스터(PTC:positive temperature coefficient thermistor)와 온도가 증가할수록 저항값이 감소하는 부써미스터(NTC:negative temperature coefficient thermistor)로 분류될 수 있으며, 본 발명에서의 상기 써미스터(T)는 정써미스터(PTC:positive temperature coefficient thermistor)를 사용하는 것을 예로 하여 설명한다.
상기 온도감응부(10)는 외기온도나 실내온도가 증가됨에 따라 저항값이 증가하는 써미스터(T)에 의하여 상기 외기온도나 실내온도의 변화에 감응하여 소정의 전압값(Vth)을 출력하는데 상기 전압값(Vth)을 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Vth = Vcc*Rth / (R1+Rth)
상기에서 Vcc는 기본전압이고, R1은 제 1저항이며, Rth는 써미스터의 저항이다. 따라서, 외기온도나 실내온도가 증가할수록 상기 써미스터(T)의 저항(Rth)이 커지므로, 이에 따라 상기 전압값(Vth)은 커지게 된다.
한편, 상기 히터구동제어부(20)는 제 2저항(R2)과, 상기 제 2저항(R2)과 직렬 연결되는 가변저항(R3)과, 히터 구동제어신호를 출력하는 연산증폭기(30)로 구성된다.
상기 연산증폭기(30)는 (+)입력단이 상기 써미스터(T)의 일단과 연결되어 상기 온도감응부(10)로부터 출력되는 상기 전압값(Vth)이 입력되고, (-)입력단은 상기 제 2저항(R2) 및 가변저항(R3)에 연결되어 기준전압(VR)이 인가된다.
이때, 상기 가변저항(R3)은 설정된 온도에 따라 저항값이 가변설정되며, 상기 연산증폭기(30)의 (-)입력단에 인가되는 기준전압(VR)을 수식으로 표현하면 다음과 같다.
VR = Vcc*R3 / (R2+R3)
상기에서 Vcc는 기본전압이고, R2는 제 2저항이며, R3는 가변저항이다.
즉, 상기 히터 구동 제어부(20)는 상기 제 1저항(R1) 및 써미스터(T)의 저항(Rth)에 의해 분압된 전압신호를 상기 연산증폭기(30)의 입력전압(Vth)으로 입력받고, 상기 제 2저항(R2) 및 설정된 가변저항(R3)에 의해 분압된 전압신호를 상기 연산증폭기(30)의 기준전압(VR)으로 입력받아, 상기 입력전압(Vth)과 기준전압(VR)을 비교하여 히터 구동 신호를 출력한다.
이때, 상기 연산증폭기(30)는 입력전압(Vth)이 기준전압(VR)보다 작으면 출력단에서 제 1구동제어전압(+Vee)을 출력하고, 입력전압(Vth)이 기준전압(VR)보다 크면 출력단에서 상기 제 1구동전압과 극성이 반대인 제 2구동제어전압(-Vee)을 출력하게 된다.
즉, 상기 온도감응부(10)의 써미스터(T)에 의해 측정된 온도가 설정된 기준온도보다 낮으면 제 1구동제어전압(+Vee)이 출력됨으로서, 상기 릴레이()가 온되어 상기 히터(H)에 전원(VAC)이 인가되므로 상기 히터(H)가 구동되고, 상기 측정된 온도가 설정된 기준온도보다 높으면 제 2구동제어전압(-Vee)이 출력되어 릴레이(40)가 오프되므로 히터(H)의 구동이 정지된다.
이상과 같이 본 발명에 의한 히터구동회로를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명 온도에 의한 히터구동회로는 연산증폭기에 의하여 히터의 구동제어신호가 출력되므로 고가의 마이크로컴퓨터를 구비하지 않고도 온도변화에 따라 히터구동을 제어할 수 있으며, 그에 따른 회로개발기간이 단축되고, 비용이 크게 절감되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 외기온도나 실내온도의 변화를 감지하여 소정의 전압값을 출력하는 온도감응부와,
    상기 온도감응부로부터 출력되는 상기 전압값을 입력받아 가전기기에 설치된 히터의 구동제어신호를 출력하는 연산증폭기를 포함한 히터구동제어부와,
    상기 연산증폭기로부터 출력된 히터의 구동제어신호에 따라 상기 히터에 구동전원을 인가하거나 차단하는 릴레이로 구성된 것을 특징으로 하는 가전기기의 히터구동회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도감응부는 기본전압을 온도의 변화에 감응하여 소정의 전압값으로 변화시켜 출력시키는 써미스터를 포함하여 구성되고, 상기 히터구동제어부는 상기 연산 증폭기의 (+)입력단에 상기 온도감응부로부터 출력되는 소정의 전압값이 인가되는 것을 특징으로 하는 가전기기의 히터구동회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연산증폭기의 (-)입력단과 온도감응부의 기본전압사이에 가변저항이 설치되어, 소정의 기준전압이 상기 (-)입력단에 인가되는 것을 특징으로 하는 가전기기의 히터구동회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연산증폭기는 (-)입력단에 인가된 기준전압이 (+)입력단에 인가되는 소정의 전압값보다 크면 소정의 제 1구동제어전압이 출력되고, 상기 기준전압이 소정의 전압값보다 작으면 상기 제 1구동제어전압과 반대되는 극성의 제 2구동제어전압이 출력되는 것을 특징으로 하는 가전기기의 히터구동회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연산증폭기로부터 제 1구동제어전압이 출력되면 상기 릴레이가 온되어 히터에 구동전원이 인가되고, 상기 연산증폭기로부터 제 2구동제어전압이 출력되면 상기 릴레이가 오프되어 히터로부터 구동전원이 차단되는 것을 특징으로 하는 가전기기의 히터구동회로.
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