KR20090025619A - 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제로 크로싱 기법을 이용하여 릴레이의 스위칭을 제어할 때 릴레이별로 스위칭되는 시간편차를 고려하여 릴레이스위치에 최저 전압이 인가되는 순간 릴레이스위치가 스위칭될 수 있도록 함으로써 릴레이 접점 융착을 최소화 시킬 수 있도록 하는 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 릴레이스위치의 양단에 인가되는 AC전압의 일정 순간의 전압을 측정하여 릴레이의 구동제어를 시작할 시간을 설정하는 AC전압출력부; 릴레이가 구동하여 릴레이스위치의 접점이 붙기까지의 시간을 지연하는 시간지연부; 릴레이를 구동하는 릴레이 제어부; 릴레이스위치 양단 전압을 측정하는 릴레이 접점전압 측정부; 릴레이를 온 상태로 접속시키는 구동신호를 출력하였을 때부터 릴레이 접점전압 측정부에서 측정되는 부하 전압이 제로 크로싱 되는 시간을 판단하여 사양에 정해진 지연시간과의 편차를 판단하는 작용을 하는 접점 지연시간 검출부; 상기 접점 지연시간 검출부에서 검출한 지연시간 편차가 원래의 사양에서 정해진 지연시간보다 빨리 제로 크로싱 지점으로 떨어진 경우라면 사양에 나타난 지연시간에 그 편차만큼 지연시간을 더해주고 원래의 사양보다 늦게 제로 크로싱으로 떨어진 경우라면 사양에 나타난 지연시간에 그 편차만큼 지연시간을 빼 주어서, 사양은 동일하더라도 릴레이별 편차에 따른 시간지연을 보정하는 지연시간 보정부를 포함하여 이루어져, 릴레이를 제로 크로싱 지점에서 스위칭시키도록 하는 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치.

릴레이, 융착, 제로 크로싱, 보정, 시간지연, 채터링

Description

릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치{Device for compensating zero crossing to prevent fusion of relay contact}

본 발명은 릴레이가 동작할 때 채터링에 의해 전기 스파크의 발생시 스위치 접점의 융착을 방지하기 위한 릴레이 접점 융착 방지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제로 크로싱(zero crossing) 기법을 이용하여 릴레이를 제어할 때 릴레이별로 스위칭되는 시간편차를 고려하여 릴레이스위치에 최저 전압이 인가되는 순간 릴레이스위치가 스위칭될 수 있도록 함으로써 릴레이 접점 융착을 최소화 시킬 수 있도록 하는 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치에 관한 것이다.

릴레이는 전자석을 이용한 스위치로서 일반적으로 많이 사용되고 있다. 신호용, 전력용 등 릴레이의 정격도 다양하여 크기 또한 다양하다. 도 1은 일반적인 릴레이의 구조를 도시한 것으로, 도 1의 (a)는 릴레이(10) 즉 릴레이스위치(14)가 오프된 상태를 나타내고 도 1의 (b)는 릴레이스위치(14)가 온된 상태를 나타낸다.

첨부도면에 도시된 바와 같이, 릴레이(10)는 크게 전자석(12)과 릴레이스위치(14)로 구성된다. 전자석(12)에 전기가 인가되면 자력에 의해 릴레이스위치(14)를 끌어 당기게 되어 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 릴레이스위치(14)가 온 상태로 접속되고, 전자석(12)에 전기를 인가하지 않게 되면 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 릴레이스위치(14)에 구비된 탄성에 의해 오프 상태로 떨어지는 구조로 되어 있다.

도 2는 종래 릴레이의 사용 일예시도를 도시한 것으로, 릴레이스위치(14)측에는 동작 제어대상인 부하(22)와 상기 부하(22)의 구동에 필요한 전원(24)이 연결되어 있다.

릴레이(10)의 동작 상태를 살펴보면, 부하(22)에 전원(24)을 공급하기 위하여 릴레이스위치(14)가 전자석(12)의 자력에 의해 온상태로 접속될 때, 탄성 및 자력에 의해 채터링(CHATTERING)이 발생한다. 릴레이스위치(14)가 온 또는 오프 되었을 때는 일반적인 스위치와 같이 안정적이지만, 온상태로 접속되거나 오프상태로 떨어지는 순간 채터링에 의해 내부적으로 전기 스파크가 발생하고 이로 인해 릴레이스위치(14)의 접점은 융착이 되게 되고, 릴레이(10)의 고장원인이 된다. 이 융착으로 인해 릴레이스위치가 온 되었을 때 저항이 커지며, 융착의 악화는 계속되게 되거나, 오프 되었을 때 스위치가 정확하게 오프 되지 않게 되어 릴레이로서의 제 기능을 잃어버리게 된다. 특히나 릴레이(10)를 온 시키는 시점이 릴레이스위치(14)에 인가되는 전압이 큰 경우에는 큰 전압에 의해 큰 스파크가 발생하게 되어 릴레이의 심각한 고장의 원인이 된다.

그리하여 종래에는 AC전원에서 돌입전류가 큰 부하를 릴레이로 제어할 경우, 큰 돌입전류로 인해 릴레이의 접점이 융착되기때문에 부하의 정격보다 훨씬 큰 정격의 릴레이를 사용하거나, 릴레이 접점을 교류 전원이 0[V]로 되는 부근에서 붙이도록 하는 제로 크로싱 기법을 이용하여 돌입전류를 최소화하고 있다.

그런데 제로 크로싱 기법을 이용하여 릴레이를 제어할 경우, 릴레이의 온-오프 지연 시간이 일정하여야 하는데, 실질적으로 릴레이의 구조가 기계적이기 때문에 릴레이별로 지연시간이 일정하지 못함에 따라 교류 전원이 0[V]로 되는 부근에서 릴레이접점이 붙도록 제어하여도 교류 전원이 0[V]로 되는 부근에서 붙지 않고 그 전후의 높은 전압에서 붙게 됨으로써 의도와는 달리 제로 크로싱 기법을 사용할 경우 접점 융착이 더 쉽게 발생할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명한 것으로, 릴레이별로 온-오프 시 부하에 인가되는 전압을 관측하여 릴레이별로 지연시간을 보정함으로써 릴레이별로 제로 크로싱이 보정되고, 그 결과 돌입전류가 최소화되어 릴레이 접점 융착을 최소화시킬 수 있도록 된 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치 및 그 방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치는, 릴레이스위치의 양단에 인가되는 AC전압의 일정 순간의 전압을 측정하여 릴레이의 구동제어를 시작할 시간을 설정하는 AC전압출력부; 릴레이가 구동하여 릴레이스위치의 접점이 붙기까지의 시간을 지연하는 시간지연부; 릴레이를 구동하는 릴레이 제어부; 릴레이스위치 양단 전압을 측정하는 릴레이 접점전압 측정부; 릴레이를 온 상태로 접속시키는 구동신호를 출력하였을 때부터 릴레이 접점전압 측정부에서 측정되는 부하 전압이 제로 크로싱 되는 시간을 판단하여 사양에 정해진 지연시간과의 편차를 판단하는 작용을 하는 접점 지연시간 검출부; 상기 접점 지연시간 검출부에서 검출한 지연시간 편차가 원래의 사양에서 정해진 지연시간보다 빨리 제로 크로싱 지점으로 떨어진 경우라면 사양에 나타난 지연시간에 그 편차만큼 지연시간을 더해주고 원래의 사양보다 늦게 제로 크로싱으 로 떨어진 경우라면 사양에 나타난 지연시간에 그 편차만큼 지연시간을 빼 주어서, 사양은 동일하더라도 릴레이별 편차에 따른 시간지연을 보정하는 지연시간 보정부를 포함하여 이루어져, 릴레이를 제로 크로싱 지점에서 스위칭시키도록 함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치는, 릴레이스위치의 양단에 인가되는 AC전압의 일정 순간의 전압을 측정하여 릴레이의 구동제어를 시작할 시간을 설정하는 AC전압출력부; 릴레이를 구동하는 릴레이 제어부; 릴레이스위치 양단 전압을 측정하는 릴레이 접점전압 측정부; 릴레이를 온 상태로 접속시키는 구동신호를 출력하였을 때부터 릴레이 접점전압 측정부에서 측정되는 부하 전압이 제로 크로싱 되는 시간을 판단하여 사양에 정해진 지연시간과의 편차를 판단하고, 상기 접점 지연시간 검출부에서 검출한 지연시간 편차가 원래의 사양에서 정해진 지연시간보다 빨리 제로 크로싱 지점으로 떨어진 경우라면 사양에 정해진 지연시간에 그 편차만큼 지연시간을 더해주고 원래의 사양보다 늦게 제로 크로싱 지점으로 떨어진 경우라면 사양에 정해진 지연시간에 그 편차만큼 지연시간을 빼 주어서, 사양은 동일하더라도 릴레이별 편차에 따른 시간지연을 보정함과 아울러, 릴레이가 구동하여 릴레이스위치의 접점이 붙기까지의 시간을 지연하는 콘트롤러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치는, 릴레이스위치의 양단에 인가되는 AC전압의 일정 순간의 전압을 측정하여 릴레이의 구동제어를 시작할 시간을 설정하는 AC전압출력부; 릴레이를 구동하는 릴레이 제어부; 사전에 릴레이별로 온-오프 시켜 검출한 릴레이별 보정 지연시간을 미리 저정해 놓은 메모리; 상기 AC전압출력부에서 감지되는 AC전압과 상기 메모리에 저장된 릴레이별 보정 지연시간을 감안하여 각 릴레이를 제로 크로싱 지점에서 스위칭하도록 제어하는 콘트롤러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

릴레이의 제로 크로싱을 보완하여 릴레이별로 보다 정확하게 제로 크로싱 제어가 가능해지고, 이와 같이 릴레이별로 제로 크로싱을 보정하므로 릴레이별 접점 융착을 최소화할 수 있으며, 같은 정격의 릴레이로 보다 큰 부하를 제어할 수 있음과 아울러, 작은 릴레이로 큰 부하를 제어할 수 있게 되므로 제품의 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 3은 본 발명의 기본원리를 설명하기 위한 릴레이스위치 양단의 파형도를 도시한 것으로, 도 3의 (a)는 릴레이스위치 오프시 릴레이스위치 양단의 파형도, 도 3의 (b)는 릴레이스위치 온시 릴레이스위치 양단의 전압이 최대인 경우의 파형도, 도 3의 (c)는 릴레이스위치 온시 릴레이스위치 양단의 전압이 최소인 경우의 파형도를 각각 나타낸다. 또한 도 3의 (b)와 (c)에 도시된 파형의 시작부위에서 직선적으로 발생되는 전압은 채터링전압을 나타낸다.

첨부도면에 도시된 바와 같이, 릴레이스위치(14)가 오프되어 있는 상태에서 릴레이스위치(14)의 양단에 교류전압이 인가되고 있다면 릴레이스위치(14)의 양단에는 점점 증가되는 전압과 점점 감소되는 전압이 주기적으로 반복되어 인가된다. 이러한 상태에서 릴레이스위치(14)가 온되는 순간, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 릴레이스위치(14)의 양단에 인가되는 전압이 최고점에 있을 때에는 융착이 심하게 발생되고 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 릴레이스위치(14)의 양단에 인가되는 전압이 최저점에 있을 때에는 융착이 최소로 발생된다.

즉, 릴레이스위치(14)의 접점이 채터링되는 순간이 최소화된다면 그만큼 돌입 전류는 작게 되고, 이후 높은 전압인 구간에서는 이미 접점이 붙어 있으므로 채터링에 의한 전기 스파크는 최소화되며, 릴레이스위치(14) 접점의 융착은 최소화된다.

본 발명은 상기와 같은 원리를 감안하여 발명한 것으로서, 이를 위해 릴레이스위치(14)에 인가되는 전압의 변동을 측정한 후 릴레이스위치(14) 양단 전압이 최소일 때 릴레이를 온 또는 오프시킬 수 있도록 한 것이다.

도 4는 본 발명의 설명을 위한 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 장치의 개요도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 릴레이스위치(14)의 양단 전압의 일정 순간의 전압을 측정하여 제어를 시작할 시간을 정하기 위한 AC전압측정부(41), 제어대상인 릴레이가 기계적인 전자부품이므로 릴레이(10)가 구동하여 릴레이스위치(14)의 접점이 붙기 까지의 시간을 지연하는 시간지연부(42) 및 릴레이를 구동하기 위한 릴레이 제어부(43)를 포함하여 이루어진다. 상기 시간지연부(42)는 일반적인 전자회로로 구성된 시간 지연 회로 대신에 프로그램으로 구동하여 유연하게 지연 시간을 만들 수도 있다.

이러한 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 장치의 동작을 도 5에 도시된 릴레이 접점 융착을 최소화하기 위한 릴레이 제어방법을 설명하기 위한 도면을 참조로 상세하게 설명한다.

도 5에서 5a는 릴레이스위치 양단의 전압측정 시점, 5b는 릴레이 제어 시점, 5c는 릴레이스위치의 온 상태로의 접속시점, 5d는 시간 지연, 5e는 릴레이스위치 접점이 붙기 위한 소요시간을 각각 나타낸다.

예컨대, 릴레이스위치(14)의 양단 인가 전압이 220V/60Hz(반주기는 약 8.3ms), 릴레이(10)의 전자석(12)에 전압을 인가하고 릴레이스위치(14)의 접점이 붙는 소요시간(5e)이 5ms, 릴레이스위치 양단 전압 측정을 0[V]로 가정하면 동작은 다음과 같다. 스위치 양단 전압을 0[V]에서 감지하고(5e),약 3.3ms의 시간 지연(5d)후인 시점(5b)에서 릴레이에 전압을 인가하게 되면, 릴레이는 릴레이스위치 접점이 붙기 위한 소요시간(5e)인 5ms 후에 스위치 접점을 붙이게 된다. 그러면 릴레이스위치 양단 전압이 0[V]일 때 감지하고 8.3ms에 릴레이의 접점이 붙게 되어, 릴레이의 스위치 접점이 붙는 순간의 전압은 거의 0[V]가 되어 릴레이의 채터링 스파크에 의한 접점 융착은 최소화 되는 것이다.

그러나, 위의 방법은 전압측정 시점(5a), 시간 지연(5d), 릴레이 접점이 붙 기 위한 소요시간(5e) 모두가 정확하여야 릴레이 접점이 0[V] 부근에서 붙게 된다. 실제적으로 전압측정 시점(5a), 시간 지연(5d), 릴레이 접점이 붙기 위한 소요시간(5e)은 회로별로 차이를 보인다. 특히 릴레이는 기계적인 구조의 스위치이기 때문에, 같은 종류의 릴레이라 할지라도, 개별적으로 제품 사양에서 수 십%의 큰 편차를 보인다. 가령 릴레이 사양에서 접점 지연이 5ms인 릴레이가 실제로는 4ms가 될 수도 있고, 6ms가 될 수도 있다. 이는 릴레이가 기계적인 구조로 이루어짐에 기인하여 양산 상태에 따라 편차가 발생하게 되는 것이다. 예컨대, 도 5에서 5ms의 시간 지연 사양을 갖는 릴레이를 사용하여 설계를 했는데, 실제 릴레이가 4ms로 시간 지연이 된다면, 1ms 오차가 발생하게 되고, 60Hz의 경우 0[V] 부근이 아닌 약 100[V]에서 접점이 붙게 되어, 접점이 융착될 확률이 더 많아지게 된다.

그러나, 접점 지연 시간은 릴레이별로 큰 차이를 보이지만, 한 릴레이에서 접점 지연시간은 편차가 크지 않다. 가령 시간 지연 사양이 5ms 인 릴레이가 실제 4ms 정도의 시간 지연을 갖는다면, 동작 시에 3.8 ~ 4.2ms 범위 안에서 접점이 붙게 되는 것이다.

따라서 릴레이스위치 접점이 최소전압이 인가되는 순간 붙도록 하기 위해서는 제품별로 릴레이스위치가 붙는 시간을 조절하여야 하며 즉, 본 발명에서는 도 5에서 릴레이스위치의 접점이 붙기 위한 시간이 차이가 나는 만큼 지연 시간을 조절하여 접점이 붙는 시점을 제품별로 조절할 수 있도록 한 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치의 일실시예의 구성도를 나타낸다. 특히 부하전압측정을 이용한 릴레이 지연시간을 보정하여 릴레이 접점 융착을 방지할 수 있도록 한 구조이다.

여기서, AC전압측정부(61)는 릴레이스위치(14)의 양단 전압의 일정 순간의 전압을 측정하여 제어를 시작할 시간을 정하는 작용을 하는 것이고, 시간지연부(62)는 릴레이(10)가 구동하여 릴레이스위치(14)의 접점이 붙기까지의 시간을 지연하는 작용을 하는 것이며, 릴레이 제어부(63)는 릴레이를 구동하는 작용을 하는 것이다.

아울러, 릴레이 접점전압 측정부(64)는 릴레이스위치(14)측에 연결되는 부하전압을 측정하고, 접점 지연시간 검출부(65)는 릴레이를 온 상태로 접속시키는 구동신호를 출력하였을때부터 릴레이 접점전압 측정부(64)에서 측정되는 부하 전압이 0[V]가 되는 시간을 판단하여 사양에 나타난 지연시간과의 편차를 판단하는 작용을 하며, 지연시간 보정부(66)는 상기 접점 지연시간 검출부(65)에서 검출한 지연시간 편차가 원래의 사양보다 빨리 0[V]로 떨어진 경우라면 사양에 나타난 지연시간에 그 편차만큼 지연시간을 더해주고 원래의 사양보다 늦게 0[V]로 떨어진 경우라면 사양에 나타난 지연시간에 그 편차만큼 지연시간을 빼 주어서, 사양은 동일하더라도 릴레이별 편차에 따른 시간지연을 보정할 수 있도록 하는 작용을 한다. 즉, 지연시간 보정부(66)는 AC전압측정부(61)에서 측정한 AC전압으로부터 접점 지연시간 검출부(65)에서 검출한 편차시간을 가산 또는 감산한 후, 이에 따라 시간 지연부(62)에서 보정된 시간을 바탕으로 시간지연한 후 릴레이제어부(63)를 통해 릴레이의 스위칭 시점을 제어하도록 이루어져 있다.

상기 도 6에 도시된 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치의 동작을 도 7에 도시된 파형도에 의거 설명한다.

도 7은 릴레이를 보정 없이 제어하여 릴레이가 온 상태로 접속될 때 릴레이 지연 시간에 따른 부하 전압을 나타내는 것으로, 도 7의 (a)는 사양에 정해진 지연 시간 보다 편차(d1)만큼 릴레이가 일찍 붙을 때 부하에 인가되는 전압을 나타내고, 도 7의 (b)는 사양에 정해진 지연 시간 보다 편차(d2)만큼 릴레이가 늦게 붙을 때의 부하 전압을 나타낸다.

도 7의 (a)(b)에서 각각 하측에 도시된 바와 같은 지연 시간 측정은 부하측과 병렬로 포토 커플러 회로나 저항 등의 회로를 사용하여 부하에 인가되는 전압을 디지탈 신호로 변환시켜 측정할 수 있다. 이와 같이 변환된 신호에서 보면, 사용하는 전압 주파수의 반주기(60Hz인 경우 8.333ms)보다 작은 파형의 경우가 사양에 정해진 지연시간보다 빠르거나 늦게 접점이 붙는 경우가 된다.

즉, 릴레이를 온 시킬 때 도 7의 (a) 경우는 d1의 편차시간만큼 사양에 정해진 지연시간보다 빠르게 붙는 경우이므로 도 6의 지연시간 보정부(66)에서 사양에 나타난 지연시간에 d1 만큼의 시간을 더하여 주면 된다. 그리고 도 7의 (b)의 경우는 d2의 편차시간만큼 사양에 정해진 지연시간보다 늦게 붙는 경우이므로, 지연시간이 고정되어 있지 않다면(프로그램인 경우) 반주기에서 편차시간 d2를 제한 시간만큼 지연 시간에서 빼주면 된다. 가령 도 7의 (b)에서 편차시간 d2가 7ms이고 60Hz인 경우 지연시간에서 1.333ms을 빼서 릴레이를 제어하면 된다. 하지만 지연시간이 회로적으로 고정되어 있는 경우에는 편차시간 d2 만큼 시간을 더하여 다음 반 주기에 릴레이가 붙도록 하면 된다.

도 8은 릴레이가 오프될 때 릴레이 지연시간에 따른 부하 전압을 나타낸다. 일반적으로 릴레이를 온 시킬 때와 오프 시킬 때의 지연시간은 다르게 된다. 부하에 따라 오프시에도 큰 전류가 흐른다면 오프시에도 접점 시간을 고려하여야 한다. 도 8의 (a)는 릴레이가 부하전압이 0[V]로 떨어지기 전보다 편차시간 d3만큼 일찍 떨어지는 것이므로, 반주기에서 편차시간 d3만큼의 시간을 뺀 시간을 지연시간에 더하여 릴레이를 오프시키고, 도 8의 (b)는 릴레이가 부하전압이 0[V]로 떨어지고나서 편차시간 d4만큼 늦게 떨어지는 것이므로 편차시간 d4만큼을 지연시간에서 빼고 릴레이를 제어하여야 한다.

앞서 설명된 바와 같은, 릴레이가 붙고 떨어지는 시간에 따른 보정 지연시간의 산출방법은 다음과 같다.

릴레이를 온 시킬때 사양보다 편차시간(d1)만큼 일찍 붙는 경우의 보정 지연시간은 지연 시간에 편차시간(d1)을 더한 시간으로 설정하고, 사양보다 편차시간(d2)만큼 늦게 붙는 경우의 보정 지연시간은 반주기 시간에서 편차시간(d2)을 뺀 시간을 다시 지연 시간에서 뺀 시간으로 설정하거나 지연 시간에 편차시간(d2)을 더한 시간으로 설정한다.

그리고, 릴레이를 오프 시킬 때 사양보다 편차시간(d3)만큼 일찍 떨어지는 경우의 보정 지연시간은 반주기 시간에서 편차시간(d3)을 뺀 시간을 지연시간에 더한 시간으로 설정하고, 사양보다 편차시간(d4)만큼 늦게 떨어지는 경우의 보정 지연시간은 지연시간에서 편차시간(d4)을 뺀 시간으로 설정한다.

이후, 위와 같은 방법으로 보정 시간을 산출한 후 릴레이별로 보정 시간에 맞추어 제어한다.

이하에서는 본 발명에 따른 보정 장치 및 방법을 제품에 채용하여 릴레이별로 제로 크로싱을 보정하여 제어하는 구현예에 대하여 설명한다.

도 9는 제품 자체에서 릴레이별로 접점 전압을 측정하여 제로 크로싱을 보정하여 제어하는 장치의 일예시도를 나타내고, 도 10은 제품 생산 시 지그에서 제품의 릴레이를 온-오프 시켜 검출한 보정 값을 제품의 메모리에 릴레이별 보정 값을 저장한 후 릴레이 제어시 저장된 보정값을 이용하여 제어하는 장치의 일예시도나타낸다. 여기서 도 6에 도시된 구성요소와 동일한 기능을 하는 구성요소에 대하여는 동일 참조번호를 부여하여 설명한다.

도 9에 도시된 구현예는 제품에 구비되어 그 제품의 전반적인 동작을 제어하도록 CPU 등으로 구성되어 적용된 콘트롤러(91)와, 각 릴레이에 대응되어 보정 지연시간을 생성하기 위해 상기 콘트롤러(91)에 연결된 수단들인 다수의 릴레이 제어부(63)와 릴레이 접점전압 측정부(64) 및 AC전압측정부(61) 등을 포함하여 구성된다. 도 9에서 콘트롤러(91)는 도 6에 도시된 장치와 대비하여 시간 지연부(62)와 접점 지연시간 검출부(65) 및 지연시간 보정부(66)의 기능을 콘트롤러(91)에서 소프트웨어적으로 처리되도록 구성된 예를 나타낸 것이나, 도 6에 도시된 바와 같이 회로적으로 구성될 수도 있는 것이다.

그리하여 제품에 적용되어 있는 콘트롤러(91)는 도 6에 의거 설명된 바와 같 이 릴레이 접점전압 측정부(64)에 의거 릴레이의 온-오프시 부하에 인가되는 전압을 측정하여 보정 지연시간을 산출한 후 그에 따라 릴레이제어부(63)를 통해 릴레이가 양단의 전압이 0[V]가 되는 시점에서 온 또는 오프 되도록 제어할 수 있다.

도 10에 도시된 구현예는 제품(90)측에는, 그 제품의 전반적인 동작을 제어하도록 CPU 등으로 구성되어 적용된 콘트롤러(91)와, 상기 콘트롤러(91)의 제어신호에 따라 각 릴레이를 구동하기 위한 릴레이제어부(63) 및 AC전압을 측정하여 상기 콘트롤러(91)로 입력시키는 AC전압측정부(61)를 구비함과 아울러 제품 제작당시 각 릴레이의 보정 지연시간이 반영된 지연시간을 저장하고 있는 메모리(95)를 구비하여 구성한다. 그리고 상기 제품(90)측의 메모리(95)에 보정 지연시간이 반영된 지연시간을 검출하여 입력하기 위한 지그(100)측에는, 도 6 및 도 7에 의거 설명된 바와 같은 방법으로 보정 지연시간을 검출하기 위한 다수의 릴레이 접점전압 측정부(64)와 상기 릴레이 접점전압 측정부(64)에서 측정한 시간으로부터 지연시간을 검출하는 접점 지연시간 검출부(65) 및 상기 접점 지연시간 검출부(65)에서 검출한 지연시간을 기초로 보정 지연시간을 산출하여 상기 제품(90)측의 메모리(95)에 저장하는 보정시간입력부(101)를 포함하여 이루어져 있다.

이와 같이 제품제조회사나 사용자가 지그(100)를 이용하여 제품(90)측의 ㅁ메모리(95)에 릴레이별 보정 지연시간을 미리 저장시켜놓고, 실제 제품(90)의 사용중에는 콘트롤러(91)가 메모리(95)에 저장되어 있는 릴레이별 보정 지연시간에 따라 릴레이제어부(63)를 통해 릴레이가 양단의 전압이 0[V]가 되는 시점에서 온 또는 오프 되도록 제어할 수 있다.

도 1은 일반적인 릴레이의 구성도,

도 2는 종래 릴레이의 사용 일예시도,

도 3은 본 발명의 기본원리를 설명하기 위한 릴레이스위치 양단의 파형도,

도 4는 본 발명의 설명을 위한 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 장치의 개요도,

도 5는 도 4에 도시된 장치에서 릴레이 제로 크로싱 제어 방법을 설명하기 위한 도면,

도 6은 본 발명에 따른 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치의 일실시예의 구성도,

도 7은 도 6에서 릴레이를 보정 없이 제어하여 릴레이가 온 상태로 접속될 때 릴레이 지연 시간에 따른 부하 전압 파형도,

도 8은 도 6에서 릴레이를 보정 없이 제어하여 릴레이가 오프될 때 릴레이 지연시간에 따른 부하 전압 파형도,

도 9는 제품 자체에서 릴레이별로 접점 전압을 측정하여 제로 크로싱을 보정하여 제어하는 본 발명에 따른 장치의 일예시도,

도 10은 제품 생산 시 지그에서 제품의 릴레이를 온-오프 시켜 검출한 보정 값을 제품의 메모리에 릴레이별 보정 값을 저장한 후 릴레이 제어시 저장된 보정값을 이용하여 제어하는 본 발명에 따른 장치의 일예시도.

Claims (3)

1. 릴레이스위치의 양단에 인가되는 AC전압의 일정 순간의 전압을 측정하여 릴레이의 구동제어를 시작할 시간을 설정하는 AC전압출력부;

   릴레이가 구동하여 릴레이스위치의 접점이 붙기까지의 시간을 지연하는 시간지연부;

   릴레이를 구동하는 릴레이 제어부;

   릴레이스위치 양단 전압을 측정하는 릴레이 접점전압 측정부;

   릴레이를 온 상태로 접속시키는 구동신호를 출력하였을 때부터 릴레이 접점전압 측정부에서 측정되는 부하 전압이 제로 크로싱 되는 시간을 판단하여 사양에 정해진 지연시간과의 편차를 판단하는 작용을 하는 접점 지연시간 검출부;

   상기 접점 지연시간 검출부에서 검출한 지연시간 편차가 원래의 사양에서 정해진 지연시간보다 빨리 제로 크로싱 지점으로 떨어진 경우라면 사양에 나타난 지연시간에 그 편차만큼 지연시간을 더해주고 원래의 사양보다 늦게 제로 크로싱으로 떨어진 경우라면 사양에 나타난 지연시간에 그 편차만큼 지연시간을 빼 주어서, 사양은 동일하더라도 릴레이별 편차에 따른 시간지연을 보정하는 지연시간 보정부를 포함하여 이루어져, 릴레이를 제로 크로싱 지점에서 스위칭시키도록 하는 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치.
2. 릴레이스위치의 양단에 인가되는 AC전압의 일정 순간의 전압을 측정하여 릴레이의 구동제어를 시작할 시간을 설정하는 AC전압출력부;

   릴레이를 구동하는 릴레이 제어부;

   릴레이스위치 양단 전압을 측정하는 릴레이 접점전압 측정부;

   릴레이를 온 상태로 접속시키는 구동신호를 출력하였을 때부터 릴레이 접점전압 측정부에서 측정되는 부하 전압이 제로 크로싱 되는 시간을 판단하여 사양에 정해진 지연시간과의 편차를 판단하고, 상기 접점 지연시간 검출부에서 검출한 지연시간 편차가 원래의 사양에서 정해진 지연시간보다 빨리 제로 크로싱 지점으로 떨어진 경우라면 사양에 정해진 지연시간에 그 편차만큼 지연시간을 더해주고 원래의 사양보다 늦게 제로 크로싱 지점으로 떨어진 경우라면 사양에 정해진 지연시간에 그 편차만큼 지연시간을 빼 주어서, 사양은 동일하더라도 릴레이별 편차에 따른 시간지연을 보정함과 아울러, 릴레이가 구동하여 릴레이스위치의 접점이 붙기까지의 시간을 지연하는 콘트롤러를 포함하여 이루어진 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치.
3. 릴레이스위치의 양단에 인가되는 AC전압의 일정 순간의 전압을 측정하여 릴레이의 구동제어를 시작할 시간을 설정하는 AC전압출력부;

   릴레이를 구동하는 릴레이 제어부;

   사전에 릴레이별로 온-오프 시켜 검출한 릴레이별 보정 지연시간을 미리 저 정해 놓은 메모리;

   상기 AC전압출력부에서 감지되는 AC전압과 상기 메모리에 저장된 릴레이별 보정 지연시간을 감안하여 각 릴레이를 제로 크로싱 지점에서 스위칭하도록 제어하는 콘트롤러를 포함하여 이루어진 릴레이 접점 융착 방지를 위한 릴레이 제로 크로싱 보정 장치.

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