KR20170068913A

KR20170068913A - 공기청정기 및 이의 전원 제어 방법

Info

Publication number: KR20170068913A
Application number: KR1020150175965A
Authority: KR
Inventors: 정한영
Original assignee: 코웨이 주식회사
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2017-06-20

Abstract

공기청정기 및 이의 전원 제어 방법이 개시된다. 상기 공기청정기는, 송풍팬과 상기 송풍팬을 구동하는 모터를 포함하며, 공기의 흐름을 형성하여 외부의 공기가 내부로 유입되도록 하는 송풍부; 하나 이상의 필터를 포함하며, 상기 송풍부에 의해 내부로 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 걸러내는 청정부; 주변의 조도를 측정하는 조도센서; 빛 에너지를 전기 에너지로 전환하는 태양광 모듈; 상기 태양광 모듈에 의해 발전된 에너지를 충전하는 배터리; AC 전원에 연결되어 공급되는 AC 전원을 동작 전원으로 변환하는 SMPS(Switching Mode Power Supply); 상기 AC 전원과 상기 SMPS 사이에 연결되며, 제어신호에 따라 온 또는 오프하는 릴레이; 및 동작 모드를 제어하며, 대기모드로 전환한 경우 상기 조도센서에 의해 측정된 조도값 및 상기 배터리의 전압을 기초로 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

공기청정기 및 이의 전원 제어 방법 {AIR PURIFIER AND METHOD OF COTROLLING POWER THEREOF}

본 출원은 공기청정기 및 이의 전원 제어 방법에 관한 것이다.

공기청정기는 공기에 포함되어 있는 오염물질을 정화하여 신선한 공기로 바꾸는 장치로서, 일반적으로 외부의 공기를 공기청정기 내로 유입시켜 이에 포함된 오염물질을 정화한 후 정화된 공기를 외부로 토출한다.

일반적으로, 공기청정기는 AC 전원에 의해 동작을 위한 전원을 공급받으며, 전력소모를 줄이기 위해 소정 조건이 만족하면 대기모드로 진입하여 소비하는 전력을 최소화한다.

그러나, 공기청정기가 대기모드인 경우에도 일정한 대기전력(예를 들어, 대략 0.2mAh)을 소모하므로, 공기청정기의 사용시간이 누적될수록 대기전력으로 소모되는 에너지 역시 무시할 수 없는 상당한 양이 될 수 있다.

당해 기술분야에서는 공기청정기의 대기전력을 최소화하여 공기청정기의 에너지 소비를 최소화하기 위한 방안이 요구되고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 공기청정기를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는 송풍팬과 상기 송풍팬을 구동하는 모터를 포함하며, 공기의 흐름을 형성하여 외부의 공기가 내부로 유입되도록 하는 송풍부; 하나 이상의 필터를 포함하며, 상기 송풍부에 의해 내부로 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 걸러내는 청정부; 주변의 조도를 측정하는 조도센서; 빛 에너지를 전기 에너지로 전환하는 태양광 모듈; 상기 태양광 모듈에 의해 발전된 에너지를 충전하는 배터리; AC 전원에 연결되어 공급되는 AC 전원을 동작 전원으로 변환하는 SMPS(Switching Mode Power Supply); 상기 AC 전원과 상기 SMPS 사이에 연결되며, 제어신호에 따라 온 또는 오프하는 릴레이; 및 동작 모드를 제어하며, 대기모드로 전환한 경우 상기 조도센서에 의해 측정된 조도값 및 상기 배터리의 전압을 기초로 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예는 공기청정기의 전원 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기의 전원 제어 방법은, AC 전원 또는 태양광 모듈에 의해 전원을 공급받는 공기청정기의 전원 제어 방법에 있어서, 상기 공기청정기의 동작 모드가 대기모드인 경우, 주변의 조도값이 기 설정된 제1 기준값을 초과하는지 확인하는 단계; 상기 주변의 조도값이 상기 제1 기준값을 초과하면, 상기 공기청정기에 구비된 배터리의 전압이 기 설정된 제2 기준값을 초과하는지 확인하는 단계; 및 상기 배터리의 전압이 상기 제2 기준값을 초과하면, 상기 AC 전원에 연결된 릴레이를 오프로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기청정기의 대기전력을 최소화함으로써 공기청정기의 에너지 소비를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기의 전원 제어 방법의 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(100)는 청정부(110), 송풍부(120), 제어부(130), 조도센서(140), 배터리(150), 태양광 모듈(160), SMPS(Switching Mode Power Supply)(170), 릴레이(180) 및 AC 전원(190)을 포함하여 구성될 수 있다.

청정부(110)는 공기청정기(100)의 내부로 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 걸러내기 위한 것으로, 예를 들어, 공기청정기(100)의 내부로 유입되는 공기 중의 오염물질을 흡착하는 방식 등으로 오염물질을 제거할 수 있다.

예를 들어, 청정부(110)는 하나 이상의 필터로 구성되어 공기청정기(100)의 흡기구에 위치하거나, 공기청정기(100)의 흡기구와 배기구에 각각 위치할 수도 있다. 여기서, 하나 이상의 필터는 예를 들어 전처리 필터(prefilter), 기능성 필터, 헤파 필터(High Efficiency Particulate Air filter; HEPA filter), 탈취 필터 등 다양한 종류의 필터를 포함할 수 있다. 여기서, 전처리 필터는 비교적 큰 먼지, 머리카락, 애완동물의 털 등을 제거하기 위한 것이고, 기능성 필터는 항균, 꽃가루, 집진드기, 세균, 박테리아 등을 제거하기 위한 것이고, 헤파 필터는 미세한 먼지, 실내 곰팡이와 같은 각종 세균 등을 제거하기 위한 것이며, 탈취 필터는 실내의 각종 악취와 유해가스 등을 제거하기 위한 것이다.

송풍부(120)는 공기의 흐름을 형성하여 외부의 공기가 공기청정기(100) 내부로 유입되도록 하기 위한 것으로, 송풍팬과 이를 구동하기 위한 모터를 포함할 수 있다.

여기서, 송풍팬은 모터에 의해 회전하여 공기의 흐름을 형성할 수 있다. 또한, 모터의 회전속도(즉, 분당 회전수(revolutions per minute; RPM))는 제어부(130)의 제어에 따라 조절될 수 있다.

제어부(130)는 공기청정기(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 것으로, 예를 들어, 마이컴(Micom), 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등의 프로세서로 구현될 수 있다.

구체적으로, 제어부(130)는 공기청정기(100)의 동작 모드를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 일반 모드에서 공기청정기(100)의 동작 수행을 제어하다가 소정 조건이 만족하는 경우 대기모드로 전환할 수 있다.

또한, 제어부(130)는 대기모드로 전환한 경우에 후술하는 조도센서(140)에 의해 측정된 조도값 및 배터리(150)의 전압을 기초로 AC 전원(190)과 SMPS(170) 사이에 위치한 릴레이(180)의 온/오프를 제어할 수 있다.

예를 들어, 조도센서(140)에 의해 측정된 조도값이 기 설정된 제1 기준값(예를 들어, 300Lux)을 초과하고, 배터리(150)의 전압이 기 설정된 제2 기준값(예를 들어, 3.5V)을 초과하면, 제어부(130)는 릴레이(180)를 오프(OFF)로 제어하여 후술하는 태양광 모듈(160)에 의해 공기청정기(100)의 전원이 공급되도록 할 수 있다.

반면, 조도센서(140)에 의해 측정된 조도값이 기 설정된 제1 기준값(예를 들어, 300Lux) 이하이거나, 배터리(150)의 전압이 기 설정된 제2 기준값(예를 들어, 3.5V) 이하이면, 제어부(130)는 릴레이(180)를 온(ON)으로 제어하여 후술하는 AC 전원(190)에 의해 공기청정기(100)의 전원이 공급되도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제어부(130)는 주변의 조도값과 배터리(150)의 전압을 고려하여 릴레이(180)의 온/오프를 제어함으로써, 공기청정기(100)의 동작을 위한 에너지 공급원을 AC 전원(190) 및 태양광 모듈(160) 중 하나로 선택할 수 있다.

일반적으로 공기청정기(100)가 대기모드인 경우에는 소량의 대기전력만을 소모하므로, 이는 실내 환경에서도 태양광 모듈(160)에 의해 안정적으로 공급할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주변의 조도값이 태양광 모듈(160)에 의한 발전이 가능한 수준이고, 배터리(150)의 전압이 소정 수준 이상이면, 태양광 모듈(160)에 의해 전원을 공급하도록 함으로써 AC 전원이 대기전력으로 소모되지 않도록 하여, 에너지 소비를 최소화할 수 있다.

조도센서(140)는 주변의 조도를 측정하기 위한 것으로, 제어부(130)의 제어에 따라 측정한 조도값을 제어부(130)로 전달할 수 있다.

배터리(150)는 안정적인 대기전력 공급을 위해 보조적으로 구비된 것으로, 태양광 모듈(160)에 의해 발전된 에너지를 충전하고, 태양광 모듈(160)에 의한 에너지 발전량이 떨어진 경우 에너지를 공급할 수 있다.

태양광 모듈(160)은 빛 에너지를 전기 에너지로 전환하여 공기청정기(100)의 대기전력을 공급하기 위한 것으로, 예를 들어, 염료감응 태양전지 등으로 구현될 수 있다.

필요에 따라, 태양광 모듈(160)은 공기청정기(100)가 대기모드가 아닌 경우에도 빛 에너지에 의해 발전하여 배터리(150)에 충전할 수 있다.

SMPS(170)는 후술하는 AC 전원(190)에 연결되어 공급되는 AC 전원을 공기청정기(100)의 동작을 위한 전원으로 변환하기 위한 것으로, 이의 상세 구조 및 기능은 통상의 기술자에게 널리 공지된 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

릴레이(180)는 AC 전원(190)과 SMPS(170) 사이에 연결되며, 제어부(130)의 제어에 따라 온/오프하여 AC 전원(190)에 의한 전원 공급 여부를 제어할 수 있다.

AC 전원(190)은 AC 라인을 통해 공급받은 AC 전원을 공기청정기(100)의 동작을 위한 전원으로 제공하기 위한 것이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기의 전원 제어 방법의 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 우선, 공기청정기에 탑재된 프로세서(예를 들어, 마이콤)는 대기모드로 전환한 경우에(S21), 주변의 조도값이 기 설정된 제1 기준값(a, 예를 들어, 300Lux)을 초과하고(S22), 공기청정기 내에 구비된 배터리의 전압이 기 설정된 제2 기준값(b, 예를 들어, 3.5V)을 초과하면(S23), AC 전원에 연결된 릴레이를 오프(OFF)로 제어하여(S24) 태양광 모듈에 의해 공기청정기의 전원이 공급되도록 제어한다(S25).

반면, 주변의 조도값이 기 설정된 제1 기준값 이하이거나, 배터리의 전압이 기 설정된 제2 기준값 이하이면, AC 전원에 연결된 릴레이를 온(ON)으로 제어하여(S26) AC 전원에 의해 공기청정기의 전원이 공급되도록 제어한다(S27).

본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.

100: 공기청정기
110: 청정부
120: 송풍부
130: 제어부
140: 조도센서
150: 배터리
160: 태양광 모듈
170: SMPS
180: 릴레이
190: AC 전원

Claims

송풍팬과 상기 송풍팬을 구동하는 모터를 포함하며, 공기의 흐름을 형성하여 외부의 공기가 내부로 유입되도록 하는 송풍부;
하나 이상의 필터를 포함하며, 상기 송풍부에 의해 내부로 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 걸러내는 청정부;
주변의 조도를 측정하는 조도센서;
빛 에너지를 전기 에너지로 전환하는 태양광 모듈;
상기 태양광 모듈에 의해 발전된 에너지를 충전하는 배터리;
AC 전원에 연결되어 공급되는 AC 전원을 동작 전원으로 변환하는 SMPS(Switching Mode Power Supply);
상기 AC 전원과 상기 SMPS 사이에 연결되며, 제어신호에 따라 온 또는 오프하는 릴레이; 및
동작 모드를 제어하며, 대기모드로 전환한 경우 상기 조도센서에 의해 측정된 조도값 및 상기 배터리의 전압을 기초로 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 공기청정기.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 조도값이 기 설정된 제1 기준값을 초과하고, 상기 배터리의 전압이 기 설정된 제2 기준값을 초과하면, 상기 릴레이를 오프(OFF)로 제어하는 제어신호를 출력하여 상기 태양광 모듈에 의해 상기 공기청정기의 전원이 공급되도록 하는 공기청정기.
제 2 항에 있어서,
상기 태양광 모듈에 의한 발전량이 기 설정된 값 미만인 경우 상기 배터리에 의해 상기 공기청정기의 전원을 공급하는 공기청정기.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 조도값이 기 설정된 제1 기준값 이하이거나, 상기 배터리의 전압이 기 설정된 제2 기준값 이하이면, 상기 릴레이를 오프(ON)로 제어하는 제어신호를 출력하여 상기 AC 전원에 의해 상기 공기청정기의 전원이 공급되도록 하는 공기청정기.
제 1 항에 있어서,
상기 태양광 모듈은 상기 공기청정기가 대기모드가 아닌 경우에도 빛 에너지를 전기 에너지로 전환하여 상기 배터리에 충전하는 공기청정기.
AC 전원 또는 태양광 모듈에 의해 전원을 공급받는 공기청정기의 전원 제어 방법에 있어서,
상기 공기청정기의 동작 모드가 대기모드인 경우, 주변의 조도값이 기 설정된 제1 기준값을 초과하는지 확인하는 단계;
상기 주변의 조도값이 상기 제1 기준값을 초과하면, 상기 공기청정기에 구비된 배터리의 전압이 기 설정된 제2 기준값을 초과하는지 확인하는 단계; 및
상기 배터리의 전압이 상기 제2 기준값을 초과하면, 상기 AC 전원에 연결된 릴레이를 오프로 제어하는 단계를 포함하는 공기청정기의 전원 제어 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 주변의 조도값이 상기 제1 기준값 이하이거나 상기 배터리의 전압이 상기 제2 기준값 이하이면, 상기 릴레이를 온으로 제어하는 단계를 더 포함하는 공기청정기의 전원 제어 방법.