KR20070119921A - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

공기조화기 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 공기조화기에 관한 것으로서, 공기조화기의 실내기 및 실외기의 기동을 위해 실시간으로 공급되는 교류 전압을 실시간으로 감지하여, 실시간으로 교류 전압의 감지신호를 공급하고 교류 전압의 전압 변동으로 인한 이상 유무 발견시 신속하게 교류 전압을 차단함으로써, 교류 전압의 전압 변동으로 인한 에러 및 오동작을 방지하여 제품의 안정성 및 에너지 효율성을 향상시키는 효과가 있다.
감지신호, 오피 엠프, 오프셋 전압

Description

공기조화기 및 그 제어방법{Air-conditioner and Controlling Method for the same}
도 1 은 종래 발명에 따른 공기조화기의 전원 입력단이 도시된 블록도,
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 사시도,
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전원 입력단이 도시된 블록도,
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 전원입력단의 일부가 상상하게 도시된 회로도,
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 제어방법이 도시된 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10: 실내기 12: 실내열교환기
14: 실내송풍기 20: 실외기
22: 실외열교환기 24: 실외송풍기
30: 전원부 40: 전압 구동부
41: 감압 트랜스 42: 정류부
43: 평활부 50: 전압 감지부
51: 오프셋 부 52: 증폭부
V1: 소정 전압 R1, R2, R4, R5, R6, R7: 분압 저항
R8: 증폭 저항 OP-Amp: 오피 엠프
60: 제어부
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 상세하게는 공기조화기에 장착되는 전압 구동부에 공급되는 교류 전압의 전압 변동에 따른 이상 유무를 실시간 감지하여 교류 전압의 감지신호를 생성하고, 감지 신호가 설정된 기준 신호 이상인 경우 공급되는 교류 전압을 차단하는 공기조화기에 관한 것이다.
도 1 은 종래 발명에 따른 공기조화기의 전원 입력단이 도시된 회로도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 종래 발명의 공기조화기는 전원부(10), 감압트랜스(20), 정류부(30), 평활부(40) 및 제어부(50)를 포함한다.
여기서, 감압트랜스(20)는 전원부(10)에서 공급되는 교류 전압을 감압하여 출력한다. 즉, 감압트랜스(20)는 상용 전원인 상기 교류 전압을 12V 교류 전압으로 감압한다.
또한, 정류부(30)는 상기 12V 교류 전압을 전파 정류한다. 여기서, 정류부(30)는 상기 전파 정류된 전압을 평활부(40)로 공급한다.
평활부(40)는 상기 전파 정류된 전압을 공급받아 완전한 직류 전압으로 평활한다. 즉, 평활부(40)는 일반적으로 평활 콘덴서를 사용하여 평활 한다.
제어부(50)는 상기 직류 전압을 감지하고 상기 직류 전압의 이상 유무에 따라 상기 교류 전압을 차단한다.
그러나, 종래 발명에 따른 공기조화기는 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 이상 유무를 감지함에 있어 교류 전압의 순간적인 전압 변동에 의한 이상 유무에 신속한 제어 및 신속한 제어가 따르지 않음으로 복수의 에러가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 전압 구동부로 입력되는 교류 전압을 실시간으로 공급받아 교류 전압의 전압 변동에 따른 이상 유무에 대한 교류 형태의 감지 신호를 생성하여, 감지 신호에 따라 교류 전압의 입력을 차단하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
상기한 과제를 개선하기 위한 본 발명에 의한 공기조화기는 교류(AC) 전압을 공급하는 전원부와, 상기 교류 전압을 정류하고, 직류 전압으로 변환하여 출력하는 전압 구동부와, 실시간으로 공급되는 상기 교류 전압을 감압시켜 이상 유무가 감지되도록 교류 형태의 감지 신호를 출력하는 전압 감지부 및 상기 감지 신호가 입력되는 경우, 상기 교류 전원을 차단하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 의한 공기조화기의 제어방법은 교류 전압이 입력되는 단계와, 상기 교류 전압의 이상 유무를 감지하여, 감지신호를 생성하는 단계 및 상기 감지신호에 기초하여, 상기 교류 전압을 차단하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 사시도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 공기조화기는 실내기(10)와 실외기(20)로 구성되고, 실내기(10)는 실내공기와 냉매를 열교환시키는 실내열교환기(12)와, 상기 열교환된 실내공기를 송풍시키는 실내송풍기(14)를 포함한다.
또한, 실외기(20)는 실외공기와 냉매를 열교환 시키는 실외열교환기(22)와, 상기 열교환된 실외공기를 송풍시키는 실외송풍기(24)와, 냉매를 압축하는 압축기(26)를 포함한다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전원 입력단이 도시된 블록도이이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 공기조화기의 전원 입력단은 전원단(30), 전압 구동부(40), 전압 감지부(50) 및 제어부(60)를 포함한다.
여기서, 전원단(30)은 공기조화기의 실내기(10) 및 실외기(20)의 내부에 잇는 구동회로로 교류(AC) 전압이 공급한다. 즉, 전원단(30)은 상기 교류 전압을 공급하여 실내기(10) 및 실외기(20)가 구동되는 전압을 공급하고, 각종 표시 장치(미도시)에 전원을 공급한다.
따라서, 전원단(30)은 상기 교류 전압을 전압 구동부(40) 및 전압 감지부(50)로 공급한다.
이때, 전압 구동부(40)는 상기 교류 전압을 감압하는 감압 트랜스(41), 상기 감압된 교류 전압을 정류하는 정류부(42) 및 상기 정류된 전압을 직류 전압으로 평활하는 평활부(43)를 포함한다.
여기서, 감압 트랜스(41)는 상기 교류 전압을 트랜스 포머(미도시)를 이용하여, 12V의 교류 전압으로 감압시킨다. 즉, 감압 트랜스(41)는 상기 구동회로 내에서 사용되는 전압으로 상기 교류 전압을 감압한다.
또한, 정류부(42)는 감압 트랜스(41)에서 감압된 상기 12V 교류 전압을 불완전한 형태의 직류 전압으로 정류한다. 즉, 정류부(42)는 정극성(+) 반주기 및 부극성(-) 반주기로 이루어진 상기 교류 전압을 정극성(+)의 상기 직류 전압으로 정류한다.
이때, 정류부(42)는 브리지 다이오드를 대표적으로 사용하며, 다른 형태의 전파 정류 회로가 구성될 수 있음을 명시한다.
또한, 평활부(43)는 전파 정류된 상기 직류 전압을 공급받고, 좀더 안정적인 상기 정극성(+)의 직류 전압으로 평활한다. 즉, 평활부(43)는 커패시터(미도시)의 충, 방전 주기에 기초하여, 안정적인 상기 직류 전압을 출력하여 제어부(60)로 공급한다.
여기서, 전압 감지부(50)는 전원부(30)를 통해 공급되는 상기 교류 전압의 이상 유무를 감지하여 실시간으로 감지신호를 제어부(60)로 공급한다.
즉, 전압 감지부(50)는 상기 교류 전압의 전압 변동이 갑자기 발생되는 경우, 상기 전압 변동에 의한 에러 및 오동작을 방지하기 위해 실시간으로 상기 교류 전압를 감지하여, 신속히 상기 교류 전압의 공급이 차단되도록 한다.
여기서, 제어부(60)는 상기 전압 갑지부(50)를 통해 실시간으로 공급되는 상기 감지신호와 설정된 기준신호를 비교하여, 상기 감지신호가 상기 기준신호 이상되면 전압 구동부(40)를 통해 공급되는 상기 직류 전압을 다른 구동회로로 공급되는 것을 차단하고 실내기(10) 및 실외기(20)를 재 기동시킨다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 전원입력단의 일부가 상상하게 도시된 회로도이다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 공기조화기의 전압 감지부(50)는 오프셋 전압을 공급하는 오프셋 부(51) 및 전원부(30)에서 공급되는 교류 전압을 소정값으로 증폭하여 감지신호를 출력하는 증폭부(52)를 포함한다.
즉, 오프셋 부(51)는 상기 오프셋 전압이 생성되도록 전원을 공급하는 소정 전압(V1), 상기 소정 전압(V1)을 분압하여 상기 오프셋 전압을 생성하는 제 1 저항(R1), 제 2 저항(R2)을 포함하며, 글램핑 회로로 구성된다.
여기서, 소정 전압(V1)은 직류 전압이며, 대략 5V 정도의 전압이다.
제 1 저항(R1)은 일단으로 소정 전압(V1)이 공급되고, 타단이 제 2 저항(R2)의 일단과 연결되고, 제 2 저항(R2)은 일단이 제 1 저항(R1)과 연결되고, 타단이 그라운드와 연결된다.
즉, 제 1 저항(R1)과 제 2 저항(R2)은 증폭부(52)의 복수의 입력단 중 하나의 입력단과 병렬 연결된다.
따라서, 제 1 저항(R1)과 제 2 저항(R2)은 소정 전압(V1)이 공급되면 분압 된 상기 오프셋 전압을 증폭부(52)로 공급한다.
여기서, 상기 오프셋 전압은 대략 2V 내지 3V 이내로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 증폭부(52)는 전원부(30)에서 공급되는 상기 교류 전압의 정극성(+) 반주기 및 부극성(-) 반주기가 입력되도록 복수의 입력단을 가지는 오피-엠프(OP-Amp) 및 상기 교류 전압을 분압하는 분압 저항(R4 내지 R7) 및 분압 저항(R5) 및 오피-엠프(OP-Amp)의 출력단자와 연결되는 증폭 저항(R8)을 포함한다.
즉, 오피-엠프(OP-Amp)는 상기 교류 전압의 정극성(+) 반주기가 공급되는 반전(-) 단자와 상기 교류 전압의 부극성(-) 반주기가 공급되는 비반전(+) 단자 및 증폭된 감지신호가 출력되는 상기 출력단자를 포함한다.
여기서, 오피-엠프(OP-Amp)는 상기 교류 전압의 정극성(+) 반주기가 공급되 는 경우, 분압 저항(R4, R5)와 증폭 저항(R8)를 통해 전류 패스 경로가 형성되고 소정값만큼 증폭된 교류 전압의 감지신호를 출력한다.
이때, 상기 감지신호는 부극성(-)의 교류 전압으로 출력되어, 제어부(60)로 공급된다.
즉, 오피-엠프(OP-Amp)는 분압 저항(R4, R5)과 저항(R8)의 합저항이 분압 저항(R6, R7)과 오프셋 부(51)의 분압 저항(R1, R2)의 합저항이 같도록 하여 상기 반전 단자 및 상기 비반전 단자로 공급된다.
따라서, 오피-엠프(OP-Amp)는 상기 교류 전압의 부극성(-) 반주기가 공급되는 경우, 분압 저항(R6, R7)을 통해 상기 비반전 단자로 공급되며, 이때 상기 비반전 단자로 공급되는 전압이 상기 반전 단자와 동위상으로 전압이 공급되도록 하여, 증폭 저항(R8)과 가상 전류 패스가 형성되고, 상기 소정값만큼 증폭된 교류 전압의 감지신호를 출력한다.
따라서, 상기 감지신호는 정극성(+)의 교류 전압으로 출력되어, 제어부(60)로 공급한다.
여기서, 상기 소정값은 대략 1/200의 증폭도를 가진다.
그리고, 오피-엠프(OP-Amp)에서 출력되는 상기 감지신호는 상기 오프셋 전압의 위상에서 교류 형태로 스윙한다.
즉, 상기 오프셋 전압은 오피-엠프(OP-Amp)의 상기 출력단자로 출력되는 상기 감지신호를 그라운드에서 상승시키 스윙되도록 한다.
여기서, 증폭부(52)는 오피-엠프로 한정되지 않으며, 오프셋 부(51)는 다양 한 클램핑 회로로 구현 가능하다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 5 는 도 3 및 도 4 와 같이 설명한다.
공기조화기의 운전 시작을 위해 교류 전압이 공급되는 단계이다(S100).
즉, 공기조화기의 실내기(10) 및 실외기(20)로 구동 전압이 공급되도록 전원부(30)로 교류 전압이 공급된다. 여기서, 전원부(30)로 공급되는 교류 전압은 현재 220V 60Hz 의 상용 전압이며, 상기 상용 전압은 변동 가능하다.
상기 교류 전압을 감지하고(S110), 실시간으로 상기 교류 전압의 이상 유무에 대한 감지신호를 생성한다(S120).
즉, 전압 감지부(50)는 상기 교류 전압을 소정값 만큼 증폭된 교류 전압의 감지신호를 오프셋 전압의 위상만큼 상승시켜 스윙하여 제어부(60)로 공급한다.
설정된 기준신호와 상기 감지신호를 비교한다(S130)
즉, 제어부(60)는 설정된 기준신호와 상기 감지신호를 비교하여, 상기 감지신호가 상기 설정된 기준신호 이상이면 상기 공기조화기의 실외기(10) 및 실내기(20)의 전원공급을 차단하고 재 기동시킨다.
공기조화기의 실내기 및 실외기의 운전을 위해 교류 전압의 전원을 지속적으로 공급한다(S140).
즉, 제어부(60)는 상기 감지신호가 상기 설정된 기준신호 이하이면, 상기 공 기조화기의 실내기(10) 및 실외기(20)가 지속적으로 기동되도록 상기 교류 전압을 공급한다.
따라서, 제어부(60)는 실시간 공급되는 감지신호를 설정된 기준신호와 비교함으로써, 전압 구동부(40)로 교류 전압의 전압 변동에 의한 이상 유무가 공급되는 것을 신속하게 차단하여, 에러 및 오동작 발생을 방지할 수 있고 구동 회로가 안정적으로 동작되도록 한다.
이상과 같이 본 발명에 의한 냉음극관 선형출력 인버터 보호회로를 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 발명에 따른 공기조화기는 실내기 및 실외기의 기동을 위해 실시간으로 공급되는 교류 전압을 실시간으로 감지하여, 실시간으로 교류 전압의 감지신호를 공급하고 교류 전압의 전압 변동으로 인한 이상 유무 발견시 신속하게 교류 전압을 차단함으로써, 교류 전압의 전압 변동으로 인한 에러 및 오동작을 방지하여 제품의 안정성 및 에너지 효율성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 교류 전압을 공급하는 전원부;
    상기 교류 전압을 정류하고, 직류 전압으로 변환하여 출력하는 전압 구동부;
    실시간으로 공급되는 상기 교류 전압을 감압시켜 이상 유무가 감지되도록 교류 형태의 감지 신호를 출력하는 전압 감지부; 및
    상기 감지 신호가 입력되는 경우, 상기 교류 전원을 차단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 구동부는 상기 교류 전압을 감압하는 감압 트랜스;
    상기 감압된 교류 전압을 정류하는 정류부; 및
    상기 정류된 전압을 상기 직류 전압으로 평활하는 평활부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 감지부는 상기 교류 전압에 대한 오프셋(offset) 전압을 생성하는 오프셋 부;
    상기 교류 전압을 분압하는 분압부; 및
    상기 분압부를 통해 공급되는 분압 전압을 소정값 만큼 증폭된 감지신호를 출력하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 오프셋 부는 상기 오프셋 전압을 생성하도록 공급되는 소정 전압과 병렬로 연결되는 복수의 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 오프셋 부는 상기 오프셋 전압의 위상에서 상기 감지신호가 스윙되도록 하는 클램핑 회로인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 오프셋 전압은 대략 2V 내지 3V 인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 분압부는 상기 증폭부로 공급되는 상기 교류 전압에 대한 전압을 분압하는 복수의 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 분압부는 상기 교류 전압의 정극성(+) 반주기 및 부극성(-) 반주기에 따라 상기 증폭부로 공급되는 상기 분압 전압의 출력 경로가 상이한 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 증폭부는 상기 교류 전압의 정극성(+) 반주기 동안 분압된 상기 분압 전압이 공급되는 반전(-) 단자;
    상기 교류 전압의 부극성(-) 반주기 동안 분압된 상기 분압 전압이 공급되는 비반전(+) 단자; 및
    상기 분압 전압을 상기 소정값 만큼 증폭하여 상기 감지신호를 상기 제어부로 출력하는 출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 증폭부의 상기 소정값은 대략 1/200 인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 증폭부는 레일-투-레일(Rail-To-Rail) 방식의 오피-엠프(OP-Amp)인 것 을 특징으로 하는 공기조화기.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 증폭부의 상기 반전 단자와 상기 출력 단자 사이에 증폭도를 조절하는 증폭 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  13. 교류 전압이 입력되는 단계;
    상기 교류 전압의 이상 유무를 감지하여, 감지신호를 생성하는 단계;
    상기 감지신호에 기초하여, 상기 교류 전압을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 감지신호는 상기 교류 전압을 소정값 만큼 증폭하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 소정값은 대략 1/200 인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 감지신호는 레일-투-레일(Rail-To-Rail) 방식으로 사용되는 오피-엠프(OP-Amp)에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 감지신호를 실시간으로 감지하여 기준 신호 이상이면, 상기 교류 전압 의 입력을 차단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100948646B1 (ko) * 2007-11-14 2010-03-18 엘지전자 주식회사 공기조화기의 전동기 제어장치 및 그 제어방법

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