KR20100003028A - Ｂｌｄｃ 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지시스템 및 방법 - Google Patents

Ｂｌｄｃ 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은 BLDC(Brushless Direct Current) 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 공기청정기에 구비된 팬에 이물질 등이 접촉할 경우에 BLDC 모터가 발생시키는 펄스신호를 이용하여 공기청정기의 동작을 신속히 정지시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지시스템은, 공기청정기에 구비된 BLDC 모터가 발생시키는 펄스신호를 감지하는 펄스신호 감지부;상기 펄스신호에서 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간을 체크하는 시간 체크부; 및 상기 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 상기 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 기 설정된 시간보다 큰 경우에, 상기 BLDC 모터에 의해 동작하는 팬을 정지시키는 동작 정지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
공기청정기, 펄스신호, BLDC 모터, 팬, 이물질

Description

ＢＬＤＣ 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지 시스템 및 방법 {System and method for halting motion of air cleaner using pulse signal of brushless direct current motor}
본 발명의 일 측면은 BLDC(Brushless Direct Current) 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 공기청정기에 구비된 팬에 이물질 등이 접촉할 경우에 BLDC 모터가 발생시키는 펄스신호를 이용하여 공기청정기의 동작을 신속히 정지시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공기청정기는 실내의 공기에 포함된 각종 먼지 및 세균을 제거하거나, 담배 냄새 및 땀 냄새 등을 탈취하여 실내공기를 정화하는 장치이다.
이러한 공기청정기는 통상적으로 오염된 공기를 팬으로 흡입하고 필터에 의해 0.03
Figure 112008047350821-PAT00001
정도까지의 미세한 먼지나 세균 등을 집진하여 제거하도록 이루어지며, 실내공기의 오염에 의해 감소된 음이온을 발생시켜 쾌적한 실내환경을 제공한다.
도 1은 종래의 공기 청정기에 구비된 BLDC 모터 구동시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전원부(20)는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 등으로 구성되어 상용전원인 교류전압을 직류전압으로 변환시키고, 스위칭 소자 구동부(40)는 전원부(20)에서 변환된 직류전압을 인가받아 스위칭 제어신호를 발생시킨다. 그리고, 스위칭 소자(50)는 스위칭 제어신호에 따라 전원부(20)에서 인가받은 직류전압을 3상 전압으로 변환시켜 BLDC(Brushless Direct Current Motor) 모터 (10)에 인가한다.
3상 전압에 의해 BLDC 모터(10)의 권선(미도시)은 자기장을 발생시켜 BLDC 모터(10)의 회전자(미도시)가 회전하게 된다. BLDC 모터(10)의 회전자가 회전함으로써 압축기(미도시)가 구동된다.
BLDC 모터(10)의 회전자가 회전함에 따라 권선에는 역기전력이 출력되는데, 역기전력 검지부(70)는 이러한 역기전력을 검출하여 마이콤(60)으로 인가한다. 이 역기전력의 검출에 따라 마이콤(60)은 BLDC 모터(10)가 정확히 동작하게 스위칭 소자 구동부(40)를 제어한다.
전원부(20)에서 변환된 직류전압은 고압 발생부(30)에 공급되어 고압이 발생되는데, 집진필터(80)는 고압 발생부(30)로부터 입력되는 고전압을 이용하여 집진을 행하게 된다. 그리고, 전원부(20)에서 변환된 직류전압은 마이콤(60)에 공급되어 마이콤(60)에서는 풍량조절, 오염도 표시, 타이머 정정, 음이온 발생 등의 기능을 하는데, 음이온 발생부(90)는 고압 발생부(30)와 같이 음(-)의 고전압을 유기시켜 그 출력을 음이온 발생침에 공급함에 따라 음이온을 유출한다.
BLDC 모터(10)에 인가되는 전압은 PWM(Pulse Width Modulation)파형으로서, 그 듀티비(duty ratio)가 크면 BLDC 모터(10)의 구동력이 강해지고, 듀티비가 작으면 BLDC 모터(10)의 구동력이 약해진다. BLDC 모터(10)의 구동회로는 PWM의 듀티비를 조절함으로써 BLDC 모터(10)의 회전속도를 조절하고, BLDC 모터(10)는 팬을 회전시킨다.
그러나, 이와 같은 공기청정기의 팬이 회전하는 도중에는 팬에 이물질이 끼는 경우도 있고, 사람의 손가락이 접촉하는 경우도 있다. 이러한 경우에는 팬이 정지되어야 할 필요성이 있음에도 불구하고, 계속 회전하게 되어 손가락을 다치게 되거나 공기청정기 내부에 구비된 부속물을 파손시킬 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 일 측면은 공기청정기에 구비된 팬에 이물질 등이 접촉할 경우에 공기청정기의 동작을 신속히 정지시키는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 공기청정기에 구비된 BLDC 모터가 발생시키는 펄스신호를 감지하는 펄스신호 감지부; 상기 펄스신호에서 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간을 체크하는 시간 체크부; 및 상기 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 상기 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 기 설정된 시간보다 큰 경우에, 상기 BLDC 모터에 의해 동작하는 팬을 정지시키는 동작 정지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 상기 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 상기 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 기 설정된 시간보다 큰 경우에, 상기 동작 정지부는 상기 팬이 정지되었다는 것을 알리는 메시지 또는 알람신호를 표시부에 출력하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 공기청정기에 구비된 BLDC 모터가 발생시키는 펄스신호를 감지하는 단계; 상기 펄스신호에서 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 최초 의 상승 에지가 발생하기까지의 시간을 체크하는 단계; 및 상기 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 상기 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 기 설정된 시간보다 큰 경우에, 상기 BLDC 모터에 의해 동작하는 팬을 정지시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 상기 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 상기 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 기 설정된 시간보다 큰 경우에, 상기 팬이 정지되었다는 것을 알리는 메시지 또는 알람신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 공기청정기에 구비된 팬에 이물질 등이 접촉할 경우에 공기청정기의 동작을 신속히 정지시키게 됨으로써, 손가락을 다치게 되거나 공기청정기 내부에 구비된 부속물을 파손시키는 일이 발생하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지시스템의 구성도이고, 도 3은 도 2의 제어부의 구성도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, BLDC 모터(500)의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지시스템은 조작부(100), 전원부(200), 제어부(300), 표시부(400)를 포함하고, 제어부(300)는 펄스 감지부(310), 시간 체크부(320), 동작 정지부(330)를 포함할 수 있다.
조작부(100)는 사용자로부터 원하는 운전정보(예를 들어, 자동운전 또는 수동운전)와 기타 조작신호를 입력받는다.
전원부(200)는 공기청정기에 전원을 공급하는데, 교류전원을 정류 및 평활시켜 직류전원으로 공급하는 정류부와, 정류부에서 공급되는 직류전원을 임의의 가변주파수를 갖는 펄스형태의 3상 교류전원으로 바꾸어 BLDC 모터에 공급하는 인버터로 구성될 수 있다.
펄스신호 감지부(310)는 공기청정기에 구비된 BLDC 모터(500)가 발생시키는 펄스신호를 감지한다.
시간 체크부(320)는 펄스신호에서 특정한 상승 에지(rising edge)가 발생한 이후로 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간을 체크한다.
동작 정지부(330)는 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 최초의 상승 에지가 발생하기 까지의 시간이 기 설정된 시간보다 큰 경우에 BLDC 모터(500)에 의해 동작하는 팬을 정지시킨다. 기 설정된 시간은 팬이 정상적으로 동작할 때의 BLDC 모터(500)의 펄스주기로 설정하는 것이 바람직하다.
표시부(400)는 동작 정지부(330)가 출력하는 메시지 또는 알람신호를 표시하 여 사용자로 하여금 팬에 이물질 등이 끼었다는 사실을 알린다. 사용자는 메시지 또는 알람 신호를 통하여 팬에 이물질 등이 끼어서 팬이 정지하였다는 사실을 알고 팬에서 이물질을 제거하여 정상적으로 동작할 수 있도록 조치를 취할 수 있다. 이물질 등이 끼었음에도 불구하고, 이물질 등을 제거하지 않는 경우에는 BLDC 모터(500)는 쉬지 않고 계속 동작하고, 이에 따라 팬도 함께 공회전하게 되어 기계적인 결함이 생길 우려가 있으므로 신속한 조치가 필요한 것이다.
도 4는 본 발명의 공기청정기에 구비된 BLDC 모터에 의해 동작하는 팬에 이물질이 끼어 있지 않은 경우와 이물질이 끼어 있는 경우의 BLDC 모터의 펄스신호를 비교한 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 공기청정기에 구비된 BLDC 모터에 의해 동작하는 팬에 이물질이 끼어 있지 않은 경우에는 (a)와 같은 펄스신호를 나타내고, 이물질이 끼어 있지 않은 경우에는 (b)와 같은 펄스신호를 나타낸다. 여기서, 0~t12까지의 12개의 시간간격은 같은 간격을 나타낸다.
(a)에서는 시간(t)이 경과함에 따라 펄스신호에서 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 최초의 하강 에지가 발생하기까지의 시간과, 특정한 하강 에지가 발생한 이후로 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 같게 된다. 한 주기의 펄스신호를 예로 들면, t4~t5와 t5~t6은 같은 시간간격을 나타낸다. 이때, 듀티비(펄스신호의 상승 에지가 발생한 이후로 최초의 하강 에지가 발생하기까지의 시간을, 펄스주기로 나눈값)는 50%가 된다.
(b)에서는 시간(t)이 경과함에 따라 펄스신호에서 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 길어지게 된다. 이는 t4에서 팬에 이물질이 끼어 펄스신호의 변화가 생긴 것이다. 이후에도, 시간(t)이 경과함에 따라 펄스신호에서 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 길어지게 된다. 이와 같은 현상은 팬이 정상적으로 동작하고 있지 않다는 전기적인 신호임을 나타내고 있다.
도 5는 본 발명의 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지방법의 흐름도이다. 도 5를 도 2 및 도 3과 함께 살펴보면, BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지방법은 아래와 같다.
먼저, 펄스신호 감지부(310)가 공기청정기에 구비된 BLDC 모터(500)가 발생시키는 펄스신호를 감지한다(S100).
이후에, 시간 체크부(320)가 상기 펄스신호에서 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간을 체크한다(S200).
이후에, 동작 정지부(330)가 상기 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 상기 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 기 설정된 시간보다 큰 지를 판단하여(S300), 상기 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 상기 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 기 설정된 시간보다 큰 경우에, 상기 BLDC 모터에 의해 동작하는 팬을 정지시키고, 상기 팬이 정지되었다는 것을 알리는 메시지 또는 알람신호를 출력한다(S400).
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
도 1은 종래의 공기 청정기에 구비된 BLDC 모터 구동시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지시스템의 구성도이다.
도 3은 도 2의 제어부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 공기청정기에 구비된 BLDC 모터에 의해 동작하는 팬에 이물질이 끼어 있지 않은 경우와 이물질이 끼어 있는 경우의 BLDC 모터의 펄스신호를 비교한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지방법의 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 조작부 200 : 전원부
300 : 제어부 310 : 펄스신호 감지부
320 : 시간 체크부 330 : 동작 정지부
400 : 표시부 500 : BLDC 모터

Claims (4)

  1. 공기청정기에 구비된 BLDC 모터가 발생시키는 펄스신호를 감지하는 펄스신호 감지부;
    상기 펄스신호에서 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간을 체크하는 시간 체크부; 및
    상기 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 상기 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 기 설정된 시간보다 큰 경우에, 상기 BLDC 모터에 의해 동작하는 팬을 정지시키는 동작 정지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 상기 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 기 설정된 시간보다 큰 경우에, 상기 동작 정지부는 상기 팬이 정지되었다는 것을 알리는 메시지 또는 알람신호를 표시부에 출력하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지시스템.
  3. 공기청정기에 구비된 BLDC 모터가 발생시키는 펄스신호를 감지하는 단계;
    상기 펄스신호에서 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간을 체크하는 단계; 및
    상기 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 상기 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 기 설정된 시간보다 큰 경우에, 상기 BLDC 모터에 의해 동작하는 팬을 정지시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 특정한 상승 에지가 발생한 이후로 상기 최초의 상승 에지가 발생하기까지의 시간이 기 설정된 시간보다 큰 경우에, 상기 팬이 정지되었다는 것을 알리는 메시지 또는 알람신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지방법.
KR1020080063122A 2008-06-30 2008-06-30 Ｂｌｄｃ 모터의 펄스신호를 이용한 공기청정기 동작정지시스템 및 방법 KR20100003028A (ko)

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