KR20240030752A - 의류 처리 장치 및 의류 처리 장치의 제어 방법 - Google Patents

의류 처리 장치 및 의류 처리 장치의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 의류 처리 장치는, 터브 내부에 회전 가능하게 장착되는 드럼, 상기 드럼의 외부면의 일측에 배치되며 전류가 공급되면 자기장을 형성하여 상기 드럼을 가열하는 워킹 코일을 포함하는 유도 가열 모듈, 상기 드럼의 내부면에 장착되는 리프터 및 상기 드럼이 회전할 때 상기 워킹 코일의 출력 전력값을 조절하는 제어기를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제어기는 공진 주기에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하고, 상기 가열 중지 시점에 따라서 상기 드럼에 대한 가열을 중단시킬 수 있다.

Description

의류 처리 장치 및 의류 처리 장치의 제어 방법{APPARATUS FOR TREATING CLOTHES AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 명세서는 의류 처리 장치 및 의류 처리 장치의 제어 방법에 관한 것이다.
의류 처리 장치는 의류를 처리하기 위한 장치이다. 의류 처리 장치의 예시로는 의류의 세탁을 주 목적으로 하는 세탁기, 의류의 건조를 주 목적으로 하는 세탁기 그리고 의류의 리프레시를 주 목적으로 하는 리프레셔를 들 수 있다. 최근에는 세탁, 건조 그리고 리프레시 중 적어도 2개 이상의 의류 처리가 가능한 의류 처리 장치도 출시되고 있다.
의류 처리 장치는 세탁수나 공기를 가열하기 위한 가열 수단을 포함할 수 있다. 세탁수가 가열되면 세탁수에 용해되는 세제의 활성화가 촉진됨으로써 오염물이 보다 잘 분해되므로 의류 처리 장치의 세탁 성능이 향상될 수 있다. 의류 처리 장치 내에서 가열된 공기는 의류의 수분을 증발시켜 의류를 건조하기 위하여 사용될 수 있다. 의류 처리 장치에 구비되는 가열 수단의 예시로는 전기 히터, 가스 히터, 히트 펌프를 들 수 있다. 최근에는 유도 가열 장치가 의류 처리 장치를 위한 새로운 가열 수단으로 사용되고 있다.
의류 처리 장치의 내부에는 처리될 의류를 수용하기 위한 드럼이 장착될 수 있다. 또한 드럼의 내부면에는 드럼이 회전할 때 의류를 들어올리기 위한 리프터가 장착될 수 있다.
의류 처리 과정에서 드럼 외부에 배치되는 가열 수단에 의해서 드럼이 가열될 수 있다. 드럼이 가열되는 과정에서 드럼의 내부면에 장착되는 리프터도 가열될 수 있다. 그런데 리프터의 가열로 인하여 리프터가 손상될 수 있고, 의류 처리 장치의 의류 처리 성능이 저하될 수 있다.
본 명세서의 목적은 리프터의 위치를 검출하기 위한 별도의 부품없이 리프터의 위치를 추정하여 리프터의 가열 시간을 줄일 수 있는 의류 처리 장치 및 의류 처리 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 명세서의 목적은 드럼이 가열될 때 리프터의 가열 시간을 줄임으로써 리프터의 손상 가능성을 줄이는 동시에 의류 처리 성능의 손실을 최소화할 수 있는 의류 처리 장치 및 의류 처리 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 명세서의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 명세서의 다른 목적 및 장점들은 이하에서 기술되는 본 명세서의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 명세서의 목적 및 장점들은 청구범위에 기재된 구성요소들 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
일 실시예에 따른 의류 처리 장치는, 터브 내부에 회전 가능하게 장착되는 드럼, 상기 드럼의 외부면의 일측에 배치되며 전류가 공급되면 자기장을 형성하여 상기 드럼을 가열하는 워킹 코일을 포함하는 유도 가열 모듈, 상기 드럼의 내부면에 장착되는 리프터 및 상기 드럼이 회전할 때 상기 워킹 코일의 출력 전력값을 조절하는 제어기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 유도 가열 모듈에 포함되는 직류 링크 커패시터 양단의 전압값인 제1 전압값을 측정하고, 상기 유도 가열 모듈에 포함되는 스위칭 소자 양단의 전압값인 제2 전압값을 측정하고, 상기 제1 전압값 및 상기 제2 전압값에 기초하여 공진 주기를 측정하고, 상기 공진 주기에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하고, 상기 가열 중지 시점에 따라서 상기 드럼에 대한 가열을 중단시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가열 중지 시점은 상기 워킹 코일과 상기 리프터의 중첩 시작 시점과 동일한 시점이거나 상기 중첩 시작 시점보다 늦은 시점이고, 상기 워킹 코일과 상기 리프터의 중첩 종료 시점보다 빠른 시점일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공진 주기는 상기 제2 전압값이 상기 제1 전압값보다 큰 구간의 지속 시간일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 공진 주기의 평균값을 산출하고, 상기 평균값의 상승 횟수를 카운트하고, 상기 상승 횟수가 미리 정해진 제1 기준값과 동일해지는 시점을 상기 가열 중지 시점으로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 공진 주기의 평균값을 산출하고, 상기 평균값이 미리 정해진 제2 기준값을 초과하는 시점을 상기 가열 중지 시점으로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 공진 주기가 미리 정해진 제3 기준값을 초과하는 시점을 상기 가열 중지 시점으로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 드럼에 대한 가열을 중단시킨 이후, 미리 정해진 가열 시작 시점에 따라서 상기 드럼을 가열할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가열 시작 시점은 상기 워킹 코일과 상기 리프터의 중첩 종료 시점과 동일한 시점이거나, 상기 중첩 종료 시점보다 늦은 시점이거나, 상기 중첩 종료 시점보다 빠른 시점일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어기는, 상기 제1 전압값 및 상기 제2 전압값의 비교 결과에 기초하여 펄스 신호를 출력하는 비교기, 상기 펄스 신호에 기초하여 상기 공진 주기를 산출하고, 상기 공진 주기에 기초하여 상기 가열 중지 시점을 결정하는 타이밍 컨트롤러 및 상기 가열 중지 시점에 따라서 스위칭 신호를 출력하는 스위칭 신호 생성기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 의류 처리 장치의 제어 방법은, 유도 가열 모듈에 포함되는 직류 링크 커패시터 양단의 전압값인 제1 전압값을 측정하는 단계, 상기 유도 가열 모듈에 포함되는 스위칭 소자 양단의 전압값인 제2 전압값을 측정하는 단계, 상기 제1 전압값 및 상기 제2 전압값에 기초하여 공진 주기를 측정하는 단계, 상기 공진 주기에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하는 단계 및 상기 가열 중지 시점에 따라서 상기 드럼에 대한 가열을 중단시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가열 중지 시점은 상기 워킹 코일과 상기 리프터의 중첩 시작 시점과 동일한 시점이거나 상기 중첩 시작 시점보다 늦은 시점이고, 상기 워킹 코일과 상기 리프터의 중첩 종료 시점보다 빠른 시점일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공진 주기는 상기 제2 전압값이 상기 제1 전압값보다 큰 구간의 지속 시간일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공진 주기에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하는 단계는, 상기 공진 주기의 평균값을 산출하는 단계, 상기 평균값의 상승 횟수를 카운트하는 단계 및 상기 상승 횟수가 미리 정해진 제1 기준값과 동일해지는 시점을 상기 가열 중지 시점으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공진 주기에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하는 단계는, 상기 공진 주기의 평균값을 산출하는 단계 및 상기 평균값이 미리 정해진 제2 기준값을 초과하는 시점을 상기 가열 중지 시점으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공진 주기에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하는 단계는, 상기 공진 주기가 미리 정해진 제3 기준값을 초과하는 시점을 상기 가열 중지 시점으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 의류 처리 장치의 제어 방법은, 상기 드럼에 대한 가열을 중단시킨 이후, 미리 정해진 가열 시작 시점에 따라서 상기 드럼을 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가열 시작 시점은 상기 워킹 코일과 상기 리프터의 중첩 종료 시점과 동일한 시점이거나, 상기 중첩 종료 시점보다 늦은 시점이거나, 상기 중첩 종료 시점보다 빠른 시점일 수 있다.
실시예들에 따르면 리프터의 위치를 검출하기 위한 별도의 부품없이 리프터의 위치를 추정하고, 추정된 리프터의 위치를 기초로 드럼에 대한 가열 동작을 제어함으로써 리프터의 가열 시간을 줄일 수 있다.
실시예들에 따르면 드럼이 가열될 때 리프터의 가열 시간을 줄임으로써 리프터의 손상 가능성을 줄이는 동시에 의류 처리 성능의 손실을 최소화할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 의류 처리 장치의 종단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 의류 처리 장치를 상부에서 바라본 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 의류 처리 장치에 장착되는 드럼의 구조를 도시한다.
도 4는 일 실시예에서 드럼의 회전에 따른 워킹 코일 및 리프터의 상대적인 위치 변화를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 의류 처리 장치의 유도 가열 모듈 및 제어기의 구성을 도시한다.
도 6은 일 실시예에서 측정되는 제1 전압, 제2 전압의 파형 및 제1 전압 및 제2 전압에 기초하여 생성되는 펄스 신호의 파형을 도시한다.
도 7은 일 실시예에서 드럼의 회전에 따른 공진 주기의 평균값의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따른 의류 처리 장치의 제어 방법에 대한 흐름도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서의 실시예들을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 명세서를 설명함에 있어서 본 명세서와 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리킨다.
도 1은 일 실시예에 따른 의류 처리 장치의 종단면도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 의류 처리 장치를 상부에서 바라본 도면이다. 도 3은 일 실시예에 따른 의류 처리 장치에 장착되는 드럼의 구조를 도시한다.
일 실시예에 따른 의류 처리 장치(1)는 의류 처리 장치의 외관을 이루며 내부에 공간이 형성되는 캐비닛(102) 및 캐비닛(102)의 내부 공간에 장착되는 터브(104)를 포함할 수 있다. 터브(104)는 캐비닛(102)에 대해서 댐퍼나 스프링과 같이 탄성력을 갖는 지지 수단(114)에 의해서 지지된다. 일 실시예에서, 지지 수단(114)은 터브(104)의 하부에 배치될 수 있다. 터브(104)의 하부에는 터브(104) 내부의 액체를 외부로 배출하기 위한 배수 펌프(116)가 배치될 수 있다.
터브(104) 내부의 공간에는 드럼(106)이 회전 가능하게 장착된다. 터브(104)의 배면에는 드럼(106)과 연결되어 드럼(106)을 구동시키는 모터(112)가 장착될 수 있다. 모터(112)의 구동에 의해서 드럼(106)이 회전할 수 있다. 드럼(106)은 금속 재질로 이루어질 수 있다.
또한 캐비닛(102)의 내부 공간에는 외부로부터 공급되는 액체(예컨대, 세탁수)를 드럼(106) 내부로 전달하기 위한 급수 파이프(110)가 배치될 수 있다.
의류 처리 장치(1)가 세탁 기능을 구비하지 않고 건조 기능만을 구비할 경우, 배수 펌프(116)나 급수 파이프(110)는 존재하지 않을 수 있다.
터브(104)의 일측에는 드럼(106)을 가열하기 위한 가열 수단으로서 유도 가열 모듈(108)이 배치될 수 있다. 유도 가열 모듈(108)은 터브(104)의 외주면에 설치될 수 있다. 다른 실시예에서, 유도 가열 모듈(108)은 터브(104)의 내주면에 설치될 수도 있다.
유도 가열 모듈(108)은 워킹 코일(420)을 포함할 수 있다. 워킹 코일(420)은 금속 재질이며 권선된 와이어일 수 있다. 워킹 코일(420)에 전류가 공급되면 워킹 코일(420)의 주변에 자기장이 발생한다. 워킹 코일(420)에 의해서 발생하는 자기장에 의해서 금속 재질로 이루어지는 드럼(106)에 유도 전류의 일종인 와전류(eddy current) 또는 맴돌이 전류가 발생된다. 와전류에 의한 줄열로 인해서 드럼(106)이 가열될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 일 실시예에 따른 의류 처리 장치는 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 사용자의 명령에 따라서 모터(112)의 구동 및 드럼(106)의 회전을 제어할 수 있다. 또한 제어기는 건조 기능이나 세탁 기능이 수행될 때 유도 가열 모듈(108)이 드럼(106)을 가열하도록 제어할 수 있다.
드럼(106)의 내부에는 의류를 드럼 내부에서 교반하기 위한 리프터(30)가 장착될 수 있다. 리프터(30)는 드럼(106)이 회전함에 따라 드럼(106) 내부에서 회전하는 의류를 들어올릴 수 있다. 리프터(30)에 의해서 들어 올려진 의류는 낙하하게 된다. 리프터(30)에 의해서 의류의 상승 및 낙하가 반복적으로 수행됨으로써 의류 처리 장치(1)의 세탁 성능이나 건조 성능이 향상될 수 있다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 리프터(30)는 드럼(106)의 내부 중심을 향하여 돌출되도록 장착된다. 일 실시예에서, 드럼(106)의 원주 방향을 따라 복수 개의 리프터(30)가 장착될 수 있다. 도 3에는 드럼(106)의 센터 패널(22) 내부면에 3개의 리프터(30)가 장착되는 실시예가 도시되나, 리프터(30)의 개수는 실시예에 따라서 달라질 수 있다.
센터 패널(22)은 금속 재질의 판재를 원형으로 말아서 형성될 수 있다. 센터 패널(22)의 양단은 시밍 영역(26)에서 연결 또는 용접될 수 있다.
리프터(30)는 리프터 장착 영역(23)에 장착될 수 있다. 리프터 장착 영역(23)에는 리프터(30)의 장착을 위한 복수 개의 관통홀(24) 및 복수 개의 배수구(25)가 형성될 수 있다. 예컨대 리프터(30)의 단부에 형성되는 복수 개의 돌기가 관통홀(24)에 끼움 결합됨으로써 리프터(30)가 센터 패널(22)의 내주면에 결합될 수 있다. 또한 세탁 과정이 진행될 때 배수구(25)를 통해서 세탁수가 드럼(106) 내부로 유입되거나 배수구(25)를 통해서 세탁수가 드럼(106) 내부에서 외부로 유출될 수 있다. 의류 처리 장치(1)가 세탁 기능을 구비하지 않고 건조 기능만을 구비할 경우, 배수구(25)는 존재하지 않을 수 있다.
의류 처리 장치(1)가 드럼(106) 내부의 의류에 대한 건조 기능을 수행할 경우, 유도 가열 모듈(108)에 전류가 공급되면서 회전하는 드럼(106)의 센터 패널(22)을 가열할 수 있다.
일반적으로 리프터(30)는 플라스틱 재질로 형성된다. 플라스틱 재질의 리프터(30)는 리프터 장착 영역(23)에 직접 접촉하기 때문에, 유도 가열 모듈(108)에 의해서 센터 패널(22)이 가열될 때, 리프터 장착 영역(23)에서 발생되는 열이 리프터(30)에 그대로 전달될 수 있다. 이로 인해서 리프터(30)가 가열될 수 있지만, 플라스틱 재질의 특성 상 리프터(30) 자체에서 발생하는 열 에너지는 드럼(106) 내부의 의류로 잘 전달되지 못하므로 리프터(30)가 과열될 수 있다.
결국 회전하는 드럼(106)의 센터 패널(22)이 유도 가열 모듈(108)에 의해서 가열될 때 리프터(30)의 과열로 인하여 리프터(30)가 손상될 가능성이 있다. 또한 센터 패널(22)이 가열될 때 리프터(30)가 장착되는 리프터 장착 영역(23)에서는 센터 패널(22)에 의해서 발생하는 열 에너지가 의류로 전달되는 대신에 리프터(30)로 전달되므로, 불필요한 전력이 소모되어 의류 처리 장치(1)의 전력 효율을 저하시킬 수 있다.
도 4는 일 실시예에서 드럼의 회전에 따른 워킹 코일 및 리프터의 상대적인 위치 변화를 도시한다.
도 4에는 드럼(106)이 시계 방향으로 회전하면서 유도 가열 모듈(108)에 포함되는 워킹 코일(420)에 의해서 드럼(106)이 가열될 때 각각의 시점(T1, T2, T3, T4)에서 워킹 코일(420) 및 리프터(30)의 상대적인 위치 변화가 도시된다. 이하에서는 드럼(106)이 시계 방향으로 회전하는 실시예가 예시적으로 기술되나, 드럼(106)은 반시계 방향으로 회전할 수도 있다.
시점(T1)에서 리프터(30)의 일단(30a)은 워킹 코일(420)의 일단(420a)과 일직선상에 배치된다. 본 명세서에서 리프터(30)의 일단(30a)이 워킹 코일(420)의 일단(420a)과 일직선상에 배치되는 시점, 다시 말해서 리프터(30)와 워킹 코일(420)이 서로 중첩되기 시작하는 시점(T1)은 '중첩 시작 시점'으로 정의된다.
시점(T2)에서 리프터(30)의 타단(30b)은 워킹 코일(420)의 일단(420a)과 일직선상에 배치된다. 또한 시점(T3)에서 리프터(30)의 일단(30a)은 워킹 코일(420)의 타단(420b)과 일직선상에 배치된다. 시점(T2)에서 시점(T3)까지 리프터(30)와 워킹 코일(420)은 서로 중첩되는 것으로 표현될 수 있다.
시점(T4)에서 리프터(30)의 타단(30b)은 워킹 코일(420)의 타단(420b)과 일직선상에 배치된다. 본 명세서에서 리프터(30)의 타단(30b)이 워킹 코일(420)의 타단(420b)과 일직선상에 배치되는 시점, 다시 말해서 리프터(30)와 워킹 코일(420)이 중첩되다가 중첩이 종료되는 시점(T4)은 '중첩 종료 시점'으로 정의된다.
전술한 바와 같이, 회전하는 드럼(106)의 센터 패널(22)이 유도 가열 모듈(108)에 의해서 가열될 때 리프터(30)가 과열되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 일 실시예에 따른 의류 처리 장치(1)의 드럼(106)이 유도 가열 모듈(108)에 의해서 가열될 때, 리프터(30)와 워킹 코일(420)이 중첩되는 구간 중 적어도 일부 구간에서 유도 가열 모듈(108)에 의한 드럼(106)의 가열이 일시적으로 중지될 수 있다. 유도 가열 모듈(108)에 의한 드럼(106)의 가열이 일시적으로 중지된 이후 일정 시간이 경과하면 유도 가열 모듈(108)에 의한 드럼(106)의 가열이 다시 시작될 수 있다.
본 명세서에서 유도 가열 모듈(108)에 의한 드럼(106)의 가열이 일시적으로 중지되는 시점은 '가열 중지 시점'으로 정의된다. 또한 유도 가열 모듈(108)에 의한 드럼(106)의 가열이 일시적으로 중지되었다가 다시 시작되는 시점은 '가열 시작시점'으로 정의된다.
일 실시예에서, 가열 중지 시점은 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 시작 시점과 동일한 시점이거나, 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 시작 시점보다 늦은 시점일 수 있다. 또한 가열 중지 시점은 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 종료 시점보다 빠른 시점일 수 있다.
일 실시예에서, 가열 시작 시점은 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 종료 시점보다 빠른 시점이거나, 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 종료 시점과 동일한 시점이거나, 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 종료 시점보다 늦은 시점일 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 의류 처리 장치의 유도 가열 모듈 및 제어기의 구성을 도시한다.
일 실시예에 따른 의류 처리 장치(1)는 유도 가열 모듈(108) 및 제어기(120)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 유도 가열 모듈(108)은 정류 회로(11), 평활 회로(12), 인버터(13), 제1 전압 센서(V1), 제2 전압 센서(V2)를 포함할 수 있다.
정류 회로(11)는 전원(20)으로부터 공급되는 입력 전압을 정류하여 출력할 수 있다. 정류 회로(11)는 다수의 다이오드 소자(D1, D2, D3, D4)를 포함할 수 있다.
평활 회로(12)는 정류 회로(11)로부터 출력되는 전압을 평활화하여 출력할 수 있다. 평활 회로(12)는 제1 인덕터(L1) 및 제1 커패시터(C1)를 포함할 수 있다. 이하에서 제1 커패시터(C1)는 '직류 링크 커패시터'로 지칭될 수 있다.
인버터(13)는 평활 회로(12)로부터 출력되는 전압을 변환하여 교류 전류를 출력할 수 있다. 인버터(13)는 공진 회로(420, R1, C2) 및 스위칭 소자(Q)를 포함할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 제어기(120)로부터 공급되는 스위칭 신호(SS)에 의해서 반복적으로 턴 온 및 턴 오프될 수 있다. 이하에서 스위칭 소자(Q)의 반복적인 턴 온 및 턴 오프는 스위칭 소자(Q)의 '스위칭 동작'으로 지칭될 수 있다. 예시적으로 스위칭 신호(SS)는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호일 수 있으나, 스위칭 신호(SS)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
공진 회로(L2, R1, C2)는 워킹 코일(420), 저항(R1), 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다. 스위칭 소자(Q)가 스위칭 동작을 수행하면 공진 회로(L2, R1, C2)가 공진 현상을 일으킴으로써 평활 회로(12)로부터 출력되는 전압이 교류 전류로 변환될 수 있다.
제1 전압 센서(V1)는 직류 링크 커패시터(C1)의 양단에 인가되는 전압의 크기, 즉 제1 전압값(VDC)을 측정할 수 있다. 제1 전압 센서(V1)에 의해서 측정되는 제1 전압값(VDC)은 제어기(120)로 전달될 수 있다.
제2 전압 센서(V2)는 스위칭 소자(Q)의 양단에 인가되는 전압의 크기, 즉 제2 전압값(Vce)을 측정할 수 있다. 제2 전압 센서(V2)에 의해서 측정되는 제2 전압값(Vce)은 제어기(120)로 전달될 수 있다.
제어기(120)는 드럼(106)을 가열하기 위하여 미리 정해진 스위칭 주파수에 기초하여 스위칭 신호(SS)를 생성하고, 스위칭 신호(SS)를 스위칭 소자(Q)에 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 제어기(120)는 제1 전압 센서(V1)에 의해서 측정되는 제1 전압값(VDC) 및 제2 전압 센서(V2)에 의해서 측정되는 제2 전압값(Vce)을 기초로 공진 주기를 측정할 수 있다. 제어기(120)는 공진 주기에 기초하여 가열 중지 시점을 결정할 수 있다. 제어기(120)는 가열 중지 시점에 따라서 드럼(106)에 대한 가열이 중단되도록 스위칭 신호(SS)의 출력을 조절할 수 있다. 또한 제어기(120)는 가열 시작 시점을 결정하고, 가열 시작 시점에 따라서 드럼(106)에 대한 가열이 시작되도록 스위칭 신호(SS)의 출력을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 제어기(120)는 비교기(121), 타이머(122), 타이밍 컨트롤러(123), 스위칭 신호 생성기(124)를 포함할 수 있다.
비교기(121)는 제1 전압값(VDC) 및 제2 전압값(Vce)의 비교 결과에 기초하여 펄스 신호(PS)를 출력할 수 있다.
타이머(122)는 비교기(121)로부터 출력되는 펄스 신호(PS)의 하강 엣지 타이밍 및 상승 엣지 타이밍을 검출할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(123)는 비교기(121)로부터 출력되는 펄스 신호(PS)의 하강 엣지 타이밍 및 상승 엣지 타이밍에 기초하여 공진 주기를 측정할 수 있다.
스위칭 신호 생성기(124)는 타이밍 컨트롤러(123)의 제어에 따라서 스위칭 신호(SS)를 생성할 수 있다. 스위칭 신호(SS)는 스위칭 소자(Q)에 제공될 수 있다. 스위칭 신호(SS)는 PWM 신호일 수 있으나, 스위칭 신호(SS)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 일 실시예에서 측정되는 제1 전압, 제2 전압의 파형 및 제1 전압 및 제2 전압에 기초하여 생성되는 펄스 신호의 파형을 도시한다. 도 7은 일 실시예에서 드럼의 회전에 따른 공진 주기의 평균값의 변화를 나타내는 그래프이다.
의류 처리를 위하여 드럼(106)이 회전되면서 드럼(106)에 대한 가열이 요구되면, 제어기(120)는 미리 정해진 스위칭 주파수에 따라서 스위칭 신호(SS)를 출력할 수 있다. 스위칭 신호(SS)가 스위칭 소자(Q)에 제공되면 스위칭 소자(Q)의 반복적인 턴 온 및 턴 오프 동작, 즉 스위칭 동작에 의해서 공진 회로(420, R1, C2)가 공진 현상을 일으킬 수 있다. 이에 따라서 워킹 코일(420)에 의하여 드럼(106)이 가열될 수 있다.
워킹 코일(420)에 의하여 드럼(106)이 가열될 때, 제어기(120)는 제1 전압 센서(V1)에 의해서 측정되는 제1 전압값(VDC) 및 제2 전압 센서(V2)에 의해서 측정되는 제2 전압값(Vce)을 각각 입력받을 수 있다.
비교기(121)는 제1 전압값(VDC) 및 제2 전압값(Vce)의 비교 결과에 기초하여 펄스 신호(PS)를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 비교기(121)는 제2 전압값(Vce)이 제1 전압값(VDC)보다 클 때에는 하이 레벨의 신호를 출력하고, 제2 전압값(Vce)이 제1 전압값(VDC)보다 크지 않을 때에는 로우 레벨의 신호를 출력할 수 있다. 그러나 다른 실시예에서, 비교기(121)는 제2 전압값(Vce)이 제1 전압값(VDC)보다 클 때에는 로우 레벨의 신호를 출력하고, 제2 전압값(Vce)이 제1 전압값(VDC)보다 크지 않을 때에는 하이 레벨의 신호를 출력할 수도 있다.
도 6에는 워킹 코일(420)에 의하여 드럼(106)이 가열될 때 측정되는 제1 전압값(VDC) 및 제2 전압값(Vce)의 파형과, 비교기(121)에 의해서 출력되는 펄스 신호(PS)의 파형이 각각 도시된다.
타이머(122)는 비교기(121)로부터 출력되는 펄스 신호(PS)의 하강 엣지 타이밍 및 상승 엣지 타이밍을 검출할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(123)는 비교기(121)로부터 출력되는 펄스 신호(PS)의 하강 엣지 타이밍 및 상승 엣지 타이밍에 기초하여 공진 회로(420, R1, C2)의 공진 주기(RP)를 측정할 수 있다. 즉, 공진 주기(RP)는 제2 전압값(Vce)이 제1 전압값(VDC)보다 큰 구간의 지속 시간으로 정의될 수 있다.
공진 주기(RP)는 워킹 코일(420)과 드럼(106)의 합성 인덕턴스 값에 비례한다. 즉, 워킹 코일(420)과 드럼(106)의 중첩 면적이 증가할수록 공진 주기(RP)는 증가한다. 예컨대 도 4에서 시점(T1)으로부터 시점(T2)까지 워킹 코일(420)과 드럼(106)의 중첩 면적이 증가하므로 공진 주기(RP)도 증가한다.
일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러(123)는 공진 주기(RP)의 평균값을 산출하고, 평균값의 상승 횟수를 카운트할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(123)는 공진 주기(RP)의 평균값의 상승 횟수가 미리 정해진 제1 기준값과 동일해지는 시점을 가열 중지 시점으로 결정할 수 있다. 제1 기준값은 실시예에 따라서 다르게 설정될 수 있는 값이다.
예컨대 도 7에 도시된 바와 같이, 공진 주기(RP)의 평균값은 중첩 시작 시점(T1)으로부터 계단식으로 증가할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(123)는 공진 주기(RP)의 평균값의 증가 횟수가 미리 정해진 제1 기준값(예컨대, 5)과 동일해지는 시점(TA)을 가열 중지 시점으로 결정할 수 있다.
다른 실시예에서, 타이밍 컨트롤러(123)는 공진 주기(RP)의 평균값이 미리 정해진 제2 기준값을 초과하는 시점을 가열 중지 시점으로 결정할 수 있다. 제2 기준값은 실시예에 따라서 다르게 설정될 수 있는 값이다. 예컨대 도 7과 같이 공진 주기(RP)의 평균값이 측정될 때, 타이밍 컨트롤러(123)는 공진 주기(RP)의 평균값이 미리 정해진 제2 기준값(예컨대, 17.5k)을 초과하는 시점을 가열 중지 시점으로 결정할 수 있다.
다른 실시예에서, 타이밍 컨트롤러(123)는 공진 주기(RP)가 미리 정해진 제3 기준값을 초과하는 시점을 가열 중지 시점으로 결정할 수도 있다.
일 실시예에서, 가열 중지 시점은 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 시작 시점과 동일한 시점이거나 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 시작 시점보다 늦은 시점일 수 있다. 또한 가열 중지 시점은 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 종료 시점보다 빠른 시점일 수 있다.
가열 중지 시점이 결정되면, 타이밍 컨트롤러(123)는 가열 중지 시점에 따라서 스위칭 신호(SS)의 공급을 중단하도록 스위칭 신호 생성기(124)를 제어할 수 있다. 이에 따라서 가열 중지 시점에서 스위칭 소자(Q)에 대한 스위칭 신호(SS)의 공급이 중단될 수 있다. 이에 따라서 가열 중지 시점에서 유도 가열 모듈(108)에 의한 드럼(106)의 가열이 중단될 수 있다.
유도 가열 모듈(108)에 의한 드럼(106)의 가열이 중단된 이후, 타이밍 컨트롤러(123)는 미리 정해진 가열 시작 시점에 따라서 드럼(106)의 가열이 다시 수행되도록 제어할 수 있다.
가열 시작 시점은 가열 중지 시점으로부터 미리 정해진 시간만큼 지연된 시점으로 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 가열 시작 시점은 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 종료 시점과 동일한 시점일 수 있다. 일 실시예에서, 가열 시작 시점은 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 종료 시점보다 늦은 시점일 수 있다. 일 실시예에서, 가열 시작 시점은 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 종료 시점보다 빠른 시점일 수 있다.
이상과 같은 제어 방법에 따르면, 도 4에 도시된 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 시작 시점(T1)으로부터 일정 시간이 경과한 이후 유도 가열 모듈(108)에 의한 드럼(106)의 가열이 일시적으로 중단되었다가 다시 재개될 수 있다. 이에 따라서 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 구간(T1~T4) 중 적어도 일부 구간에서 드럼(106)의 가열이 중단되므로, 리프터(30)의 과열이 방지되고 의류 처리 장치(1)의 전력 효율이 개선될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 의류 처리 장치의 제어 방법에 대한 흐름도이다.
드럼(106)이 회전되고 드럼(106)에 대한 가열이 요구되면, 제어기(120)는 유도 가열 모듈(108)에 포함되는 직류 링크 커패시터(C1) 양단의 전압값인 제1 전압값(VDC)을 측정한다(802). 또한 제어기(120)는 유도 가열 모듈(108)에 포함되는 스위칭 소자(Q) 양단의 전압값인 제2 전압값(Vce)을 측정한다(804).
제어기(120)는 제1 전압값(VDC) 및 제2 전압값(Vce)에 기초하여 공진 주기(RP)를 측정한다(806).
제어기(120)는 공진 주기(RP)에 기초하여 가열 중지 시점을 결정한다(808).
일 실시예에서, 공진 주기(RP)는 제2 전압값(Vce)이 제1 전압값(VDC)보다 큰 구간의 지속 시간일 수 있다.
일 실시예에서, 공진 주기(RP)에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하는 단계(808)는, 공진 주기(RP)의 평균값을 산출하는 단계, 공진 주기(RP)의 평균값의 상승 횟수를 카운트하는 단계 및 상승 횟수가 미리 정해진 제1 기준값과 동일해지는 시점을 가열 중지 시점으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 공진 주기(RP)에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하는 단계(808)는, 공진 주기(RP)의 평균값을 산출하는 단계 및 공진 주기(RP)의 평균값이 미리 정해진 제2 기준값을 초과하는 시점을 가열 중지 시점으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 공진 주기(RP)에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하는 단계(808)는, 공진 주기(RP)가 미리 정해진 제3 기준값을 초과하는 시점을 가열 중지 시점으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 가열 중지 시점은 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 시작 시점과 동일한 시점이거나 중첩 시작 시점보다 늦은 시점이고, 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 종료 시점보다 빠른 시점일 수 있다.
제어기(120)는 가열 중지 시점에 따라서 드럼(106)에 대한 가열을 중단시킨다(810). 이에 따라서 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 구간(T1~T4) 중 적어도 일부 구간에서 드럼(106)의 가열이 중단되므로, 리프터(30)의 과열이 방지되고 의류 처리 장치(1)의 전력 효율이 개선될 수 있다.
일 실시예에 따른 의류 처리 장치의 제어 방법은, 드럼(106)에 대한 가열을 중단시킨 이후, 미리 정해진 가열 시작 시점에 따라서 드럼(106)을 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 가열 시작 시점은 워킹 코일(420)과 리프터(30)의 중첩 종료 시점과 동일한 시점이거나, 중첩 종료 시점보다 늦은 시점이거나, 중첩 종료 시점보다 빠른 시점일 수 있다.
이상과 같이 본 명세서에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 명세서가 한정되는 것은 아니며, 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있을 것이다. 아울러 앞서 본 명세서의 실시예를 설명하면서 본 명세서의 구성에 따른 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 한다.

Claims (17)

  1. 터브 내부에 회전 가능하게 장착되는 드럼;
    상기 드럼의 외부면의 일측에 배치되며 전류가 공급되면 자기장을 형성하여 상기 드럼을 가열하는 워킹 코일을 포함하는 유도 가열 모듈;
    상기 드럼의 내부면에 장착되는 리프터; 및
    상기 드럼이 회전할 때 상기 워킹 코일의 출력 전력값을 조절하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는
    상기 유도 가열 모듈에 포함되는 직류 링크 커패시터 양단의 전압값인 제1 전압값을 측정하고, 상기 유도 가열 모듈에 포함되는 스위칭 소자 양단의 전압값인 제2 전압값을 측정하고, 상기 제1 전압값 및 상기 제2 전압값에 기초하여 공진 주기를 측정하고, 상기 공진 주기에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하고, 상기 가열 중지 시점에 따라서 상기 드럼에 대한 가열을 중단시키는
    의류 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 중지 시점은
    상기 워킹 코일과 상기 리프터의 중첩 시작 시점과 동일한 시점이거나 상기 중첩 시작 시점보다 늦은 시점이고, 상기 워킹 코일과 상기 리프터의 중첩 종료 시점보다 빠른 시점인
    의류 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공진 주기는
    상기 제2 전압값이 상기 제1 전압값보다 큰 구간의 지속 시간인
    의류 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 공진 주기의 평균값을 산출하고, 상기 평균값의 상승 횟수를 카운트하고, 상기 상승 횟수가 미리 정해진 제1 기준값과 동일해지는 시점을 상기 가열 중지 시점으로 결정하는
    의류 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 공진 주기의 평균값을 산출하고, 상기 평균값이 미리 정해진 제2 기준값을 초과하는 시점을 상기 가열 중지 시점으로 결정하는
    의류 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 공진 주기가 미리 정해진 제3 기준값을 초과하는 시점을 상기 가열 중지 시점으로 결정하는
    의류 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 드럼에 대한 가열을 중단시킨 이후, 미리 정해진 가열 시작 시점에 따라서 상기 드럼을 가열하는
    의류 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가열 시작 시점은 상기 워킹 코일과 상기 리프터의 중첩 종료 시점과 동일한 시점이거나, 상기 중첩 종료 시점보다 늦은 시점이거나, 상기 중첩 종료 시점보다 빠른 시점인
    의류 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 제1 전압값 및 상기 제2 전압값의 비교 결과에 기초하여 펄스 신호를 출력하는 비교기;
    상기 펄스 신호에 기초하여 상기 공진 주기를 산출하고, 상기 공진 주기에 기초하여 상기 가열 중지 시점을 결정하는 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 가열 중지 시점에 따라서 스위칭 신호를 출력하는 스위칭 신호 생성기를 포함하는
    의류 처리 장치.
  10. 유도 가열 모듈에 포함되는 직류 링크 커패시터 양단의 전압값인 제1 전압값을 측정하는 단계;
    상기 유도 가열 모듈에 포함되는 스위칭 소자 양단의 전압값인 제2 전압값을 측정하는 단계;
    상기 제1 전압값 및 상기 제2 전압값에 기초하여 공진 주기를 측정하는 단계;
    상기 공진 주기에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하는 단계; 및
    상기 가열 중지 시점에 따라서 상기 드럼에 대한 가열을 중단시키는 단계를 포함하는
    의류 처리 장치의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가열 중지 시점은
    상기 워킹 코일과 상기 리프터의 중첩 시작 시점과 동일한 시점이거나 상기 중첩 시작 시점보다 늦은 시점이고, 상기 워킹 코일과 상기 리프터의 중첩 종료 시점보다 빠른 시점인
    의류 처리 장치의 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 공진 주기는
    상기 제2 전압값이 상기 제1 전압값보다 큰 구간의 지속 시간인
    의류 처리 장치의 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 공진 주기에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하는 단계는
    상기 공진 주기의 평균값을 산출하는 단계;
    상기 평균값의 상승 횟수를 카운트하는 단계; 및
    상기 상승 횟수가 미리 정해진 제1 기준값과 동일해지는 시점을 상기 가열 중지 시점으로 결정하는 단계를 포함하는
    의류 처리 장치의 제어 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 공진 주기에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하는 단계는
    상기 공진 주기의 평균값을 산출하는 단계; 및
    상기 평균값이 미리 정해진 제2 기준값을 초과하는 시점을 상기 가열 중지 시점으로 결정하는 단계를 포함하는
    의류 처리 장치의 제어 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 공진 주기에 기초하여 가열 중지 시점을 결정하는 단계는
    상기 공진 주기가 미리 정해진 제3 기준값을 초과하는 시점을 상기 가열 중지 시점으로 결정하는 단계를 포함하는
    의류 처리 장치의 제어 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 드럼에 대한 가열을 중단시킨 이후, 미리 정해진 가열 시작 시점에 따라서 상기 드럼을 가열하는 단계를 더 포함하는
    의류 처리 장치의 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가열 시작 시점은 상기 워킹 코일과 상기 리프터의 중첩 종료 시점과 동일한 시점이거나, 상기 중첩 종료 시점보다 늦은 시점이거나, 상기 중첩 종료 시점보다 빠른 시점인
    의류 처리 장치의 제어 방법.
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