KR20170133065A

KR20170133065A - 헤어드라이어 전력공급장치

Info

Publication number: KR20170133065A
Application number: KR1020160064026A
Authority: KR
Inventors: 강성희
Original assignee: 강성희
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2017-12-05

Abstract

본 발명은 헤어드라이어 전력공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 드라이어가 열풍에서 냉풍으로 전환시에 모터의 구동부에서 발생하는 미열이 발생하지 않도록 분압 저항을 제거함으로써, 열손실이 적고, 손실율 만큼 전류로 활용할 수 있어 효율적이면서도 경제적인 헤어드라이어 전력공급장치를 제공하는 것이다.

Description

헤어드라이어 전력공급장치{Hair dryer Power Supply Device}

종래의 드라이어의 DC 모터 사용시에는 필수적으로 전압 강하용 분압 저항을 사용하지 않으면, 낮은 전압의 DC 모터를 사용할 수가 없었다.

이를 위하여, 트리악(Triac) 혹은 SCR을 사용하여 전압을 가변하였으나, 여전히 DC 모터의 구동 전압이 낮아서 분압 저항을 사용할 수밖에 없었다.

좀 더 구체적으로 설명하자면, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 종래의 드라이어 DC 모터 사용시에는 규격이 110 V 혹은 220 V와 같은 높은 사용 전압은 없고 가볍고 작은 규격으로는 제작이 어려워 일반적으로 24 V 혹은 40 V로 제작되고 있으며, 전원 110 V 혹은 220 V를 분압 저항(3)을 사용하여 전압을 해당 모터 사용 전압으로 내리고 브릿지 다이오드를 사용하여 DC로 변환하여 사용하였다.

이러한 과정에 분압 저항(3)의 발생열은 필수적으로 발생하였으며, 파형은 도 4에 도시한 바와 같이, W3 = W1- W2 이며, 이것은 필요없는 전류이고, 에너지 낭비이다.

또한, 모발에 스타일을 만들기 위하여 높은 온도와 낮은 온도가 연속적으로 필요할 때에는 미열로 인하여 온도 차이가 적어 단점으로 작용하게 되었다.

이러한 분압 저항(3)을 제거하고, 꼭 필요한 모터 전압만 공급하는 기술이 필요하게 되었으며, 모발의 스타일시에 높은 온도 차이를 이용한 열처리를 함으로써, 모발의 스타일, 수명을 유지할 수 있게 된다.

대한민국특허공개공보 10-1999-0009862호

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 드라이어가 열풍에서 냉풍으로 전환시에 모터의 구동부에서 발생하는 미열이 발생하지 않도록 분압 저항을 제거함으로써, 열손실이 적고, 손실율 만큼 전류로 활용할 수 있어 효율적이면서도 경제적인 헤어드라이어 전력공급장치를 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,

본 발명의 일실시예에 따른 헤어드라이어 전력공급장치는,

오피앰프(U1-a)의 일단에 비교입력신호(B1)를 저항(R9, R8)으로 낮추어 파형(W5)을 입력하고, 오피앰프(U1-a)의 타단에 모터 전압에 상응하되, 저항(R6, R7)으로 낮추어진 파형(W6)을 입력하여, 파형(W5)의 두 배 주기를 가지는 피더블유엠(PWM) 파형(W8)을 생성하는 오피앰프(U1-a)와,

상기 오피앰프(U1-a)로부터 생성된 피더블유엠(PWM) 파형(W8)을 입력받아 증폭하는 에프이티(FET),를 포함하여 이루어진 전류감지부(600)와;

상기 전류감지부(600)의 증폭된 피더블유엠(PWM) 파형(W8)을 평활화하여 맥류(W9)로 변환하는 캐패시터(C3)와,

상기 맥류(W9)를 공급받아 동작하는 모터(M1),을 포함하여 구성되는 디씨모터(700);를 포함하여 구성됨으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

본 발명에 따른 헤어드라이어 전력공급장치는,

드라이어가 열풍에서 냉풍으로 전환시에 모터의 구동부에서 발생하는 미열이 발생하지 않도록 분압 저항을 제거함으로써, 열손실이 적고, 손실율 만큼 전류로 활용할 수 있어 효율성과 경제성을 제공할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 드라이어 회로도이며, 도 2는 드라이어 모터 동작 회로도이며, 도 3은 종래의 드라이어 블록도이며, 도 4는 종래의 드라이어 모터 회로의 파형도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 헤어드라이어 전력공급장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 헤어드라이어 전력공급장치의 제어 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 헤어드라이어 전력공급장치의 제어 파형도이다.

이하, 본 발명에 의한 헤어드라이어 전력공급장치의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 헤어드라이어 전력공급장치의 블록도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 헤어드라이어 전력공급장치의 제어 회로도이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 헤어드라이어 전력공급장치의 제어 파형도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 헤어드라이어 전력공급장치는,

상기 맥류(W9)를 공급받아 동작하는 모터(M1),을 포함하여 구성되는 디씨모터(700);를 포함하여 구성하게 된다.

본 발명의 목적은 상기 디씨모터와 도 7의 직류파형(W9)을 구현하는데 있다.

이를 위하여, 정전압부(300)의 저항(R1), 커패시터(C1)를 구성하여 잡음 및 방전용으로 사용하였고, 브릿지 다이오드(BD1)를 사용하여 전압(B1)을 모터(M1)와 코일(L1)을 거처 에프이티(F1)의 drain에 공급하고, 역전류 방지용 다이오드(D1)와 전압 강하용 저항(R2)을 제너 다이오드(D2)로 연결하여 정전압(B2)으로 안정화하고, 마이크로프로세서(MCU)및 Op amp(U1-a)에 전원을 공급하게 된다.

전류감지부(600)에서, OP amp (U1-a)의 입력 파형(inverting input)은 입력신호(B1) 전압을 저항(R9, R8)에 의해 낮추어 기준 파형(W5)으로 공급하게 된다.

이때, 전압(B2)에서 저항(R6)와 저항(R7)에 의해 낮추어진 모터 전압은 저항(R10)과 평활 콘덴서(C5)를 거쳐서 비교 파형(W6)을 오피앰프(U1-a)의 non inverting input으로 공급하고, 저항(R11) 통하여 피더블유엠(PWM)으로 트리거한 오피앰프(U1-a)의 out-put 파형(W8)을 에프이티(FET, F1)의 gate에 공급하게 된다.

상기 에프이티(FET, F1)의 source 파형은 drain의 증폭된 파형(W8)과 같고, 저항(R12)의 전압은 다이이오드(D6)를 거치며, OP amp(U1-b)의 inverting input에 입력이 된다.

상기 전압은 OP amp(U1-b)의 non-inverting input의 저항(R15)에 부가되는 전압보다 비교하여 높으면 OP amp(U1-b)의 output이 Low가 되고, 이 신호는 다이오드(D4)를 거쳐서 OP amp(U1-a)의 non-iverting input를 Low로 하여 연속 동작을 멈추게 한다.

정상적인 High이면 에프이티(FET, F1)의 drain 파형은 캐패시터(C3)에 충전이 되며, 또한, 평활화되고, 다이오드(D3)는 역기전압을 방지하고, 코일(L1)을 거쳐서 직류화된 파형(W9)으로 전압을 모터(M1)에 공급하여 동작한다.

모터의 스피드 제어 즉, 모터의 전압 조절은 크게 나누어 MCU에 의한 제어가 있으며, 적정 모터 전압으로 트리거한 신호는 포토커플러(PC1)의 emitter를 거쳐서 저항(R10)으로 연결되는 방식이 있으며, 아날로그 방법은 식별번호 '203'과 같이 회로가 있으며, 이를 아날로그제어회로부로 정의하도록 하겠다.

상기 아날로그 방법을 이용한 전압은 (R7)/(R6)+(R7)로 상응하는 모터 전압으로 시정수를 정하여 저항(R10)과 연결된 OP amp(U1-a)의 non-inverting input으로 인가하여 피더블유엠(PWM)의 폭을 조절하고 모터의 여러 가지 종류의 전압을 설정하여 사용하게 되는 것이다.

도 5 내지 도 6을 통해 부연 설명하자면, 전원 코드(1)로 공급된 전류는 제1제어부(201) 혹은 디지털제어회로부(202)의 MCU에서 사용하며, 정전압부(300)의 브릿지 다이오드(BD1)에서 DC전압(B1)과 DC전압(B2)로 각각 나누어 MCU와 OP amp(U1-a)의 Vdd로 공급한다.

상기 디지털 방식의 제어 방법을 수행하는 회로부를 디지털제어회로부(202)로 정의하도록 하겠다.

본 발명은 피더블유엠(PWM)을 사용하기 위하여 OP amp(U1-a)의 inverting input으로 DC전압(B1)의 신호를 저항(R9,R8)을 이용하여 (R9)/(R9)+(R8) 만큼 낮추어 파형(W5)을 공급하고, OP amp(U1-a)의 non-inverting input에 모터 전압에 해당되는 비교파형(W6) 공급하여 OP amp(U1-a)의 out put에 피더블유엠(PWM) 파형(W8)을 생성한다.

발생한 파형(W8)을 에프이티(FET, F1)의 gate에 공급하여 Drain의 파형(W8)은 파형(W5) x 2 로서, 주파수가 2배가 되며, 맥률 전류(I= R x 4FC)도 2배가 되고 캐패시터(C3)로 인가된 전압의 평활비율(Smoothing ratio)도 향상된 DC파형(W9)으로 되어 DC 모터로 공급한다.

만약, 과전류가 발생하면 에프이티(FET, F1)의 source 의 저항(R12)에 높은전압이 발생하며, 다이오드(D6)로 이어진 전압은 Op amp(U1-b)의 inverting input으로 가하여 지고, 저항(R15)에 인가된 전압이 Op amp(U1-b)의 non-inverting input 보다 높은 전압은 Op amp(U1-b) output 전압을 Low로 만들며, 이것은 역시 다이오드(D4)를 거쳐서 저항(R10), 캐패시터(C5)를 Low로 만들어 에프이티(FET, F1)가 동작을 멈추게 한다.

정상적으로 전압이 형성된 파형은 에프이티(FET, F1)의 drain을 거쳐 캐패시터(C3)로 평활한 후, 코일(L1)에서 잡음을 제거하고, 다이오드(D3)는 역으로 발생하는 전류를 제거하며, 모터(M1)에 공급하는 전압은 팬을 돌려서 풍속의 양을 결정하며 동작한다.

한편, 아날로그 방법으로 기능을 설정하면, 아날로그제어회로부(203)에서 저항 R7과 저항 R6을 이용하여 'R7/R7+R6'으로 전압을 배분한다.

디지털 방법으로 기능을 설정되면 디지털제어회로부(202)의 MCU에서 저항(R5) 트리거 신호를 생성하고, 포토 커플러(PC1)의 emitter에서 저항(R10)으로 보내어 풍속을 결정하게 된다.

일반적인 헤어 드라이어기는 열풍 모드와 바람 모드를 제공하고 있다.

이때, 종래의 헤어 드라이어기는 모터에 공급하는 분압 저항의 열에 의해 상온보다(△c : 약 + 15 ℃) 높은 열이 바람과 함께 발생하므로 식지 않는 구조적인 단점을 제공할 수밖에 없었다.

즉, 열풍모드일 때, 110 ℃의 열이 공급된다고 가정할 때, 본 발명의 제품은 바람모드일때 25.5 ℃의 열로 변환되어 84.5 ℃의 차이이며, 종래의 제품은 열풍모드가 110 ℃일 때, 바람모드는 40 ℃라 할 때, 70 ℃의 효과를 발생하였다.

이것은 온도 차이에 의하여 열처리 효과가 정비례하여 나타나므로, 본 발명의 효과가 더욱 뛰어난 것이다.

예를 들어 다시 설명하면, 종래의 헤어 드라이어기는 상온이 25 ℃라고 할 때, 바람 모드일 때, 모터에 공급하는 분압 저항의 열에 의해 상온보다 높은 열(△c : 약 + 15 ℃)이 더해져서 40 ℃의 온도가 공급되므로, 본 발명에 의한 헤어 드라이어기보다 효율이 덜 한 단점이 있다.

왜냐하면, 본 발명은 모터에 공급하는 분압 저항을 최소화하였기 때문에 상온보다 (△c : 약 + 0.5 ℃)이 더해지므로 종래의 것과 비교할 때 14.5 ℃ 낮은 25.5 ℃ 정도의 바람이 공급되기 때문이다.

따라서, 열풍 모드에서 바람 모드로 전환시 온도의 차이가 있는 만큼의 열처리가 덜되어 스타일의 효과가 반감되는 원인이 되고 있다.

그러나, 본 발명의 경우에는 상기와 같은 구성을 통해 미열 발생이 적어 열처리의 효과로 스타일의 유지 시간이 길게 되며, 사용자가 만족한 결과를 얻게 되는 것이다.

또한, 상온의 바람이 제공되어 열풍 모드로 처리된 머리카락을 신속하게 식히게 되어 불필요한 전력 손실을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이, 구성하게 되면, 분압 저항(3)을 모터에 AC전원과 직접 연결되어 사용하지 않고, 필요한 전압을 에프이티(FET, F1)의 게이트로 제어하여 에너지 낭비를 방지하며, 미열도 적게 할 수 있어 헤어 스타일을 쉽고 빠르게 수행할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

600 : 전류감지부
700 : 디씨모터

Claims

헤어드라이어 전력공급장치에 있어서,
오피앰프(U1-a)의 일단에 비교입력신호(B1)를 저항(R9, R8)으로 낮추어 파형(W5)을 입력하고, 오피앰프(U1-a)의 타단에 모터 전압에 상응하되, 저항(R6, R7)으로 낮추어진 파형(W6)을 입력하여, 파형(W5)의 두 배 주기를 가지는 피더블유엠(PWM) 파형(W8)을 생성하는 오피앰프(U1-a)와,
상기 오피앰프(U1-a)로부터 생성된 피더블유엠(PWM) 파형(W8)을 입력받아 증폭하는 에프이티(FET),를 포함하여 이루어진 전류감지부(600)와;
상기 전류감지부(600)의 증폭된 피더블유엠(PWM) 파형(W8)을 평활화하여 맥류(W9)로 변환하는 캐패시터(C3)와,
상기 맥류(W9)를 공급받아 동작하는 모터(M1),을 포함하여 구성되는 디씨모터(700);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헤어드라이어 전력공급장치.