KR900002252B1 - 릴레이 구동회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

릴레이 구동회로

제 1 도는 본 발명의 한 실시예를 나타낸 전기회로도.

제 2 도는 동 각부의 전압 파형도.

제 3 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 전기회로도.

제 4 도는 종래의 릴레이 구동회로에 있어서의 접점의 용착상태를 설명하기 위한 전압 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 더어미스터 7 : 비교회로

10, 28 : 발진회로 16 : D 타입 플립플롭

21 : 교류전원 22 : 콤프레서 모우터

23 : 릴레이 스위치

본 발명은 비교회로의 출력 신호에 따라서 교류 통전로에 설치한 릴레이 스위치를 개폐하도록 된 릴레이 구동회로에 관한 것이다.

예를들면 냉장고에서는 냉장고 내의 즉 고내의 온도센서로부터의 온도 정보에 따라 콤프레서를 통전과 단전시키고 있다. 그 구체적인 구성은 비교회로의 양 입력단자에 고내의 온도센서인 더어미스터에 의해서 분압된 온도검출전압과 기준전압을 입력해서 그 비교회로의 출력 신호에 따라서 상용(商用)교류 전원으로부터 콤프레서로의 교류 통전로를 개폐하는 릴레이 스위치를 개폐시키는 것이 일반적이다. 그러나 전술한 구성에서는 장시간 사용하고 있는 동안에는 릴레이 스위치의 접점에 용착현상이 발생하는 문제가 있었다. 본 발명자가 그와같은 용착현상에 관하여 조사한 바에 의하면 그것은 교류 통전로를 개폐할 경우에는 생길 수 없는 것이라고 일반적으로 생각하고 있는 종류의 현상이라는 것이 판명되었다.

즉 그 용착현상은 직류 통전로를 개폐할 경우에 특유한 것이어서 접점의 개폐시의 아아크열등에 의해서 접점 금속이 이온화하고 그 금속이온이 ­극쪽의 접점으로 전이하게 되므로, +극쪽의 접점에 요부(凹部)가 형성되는 동시에 ­극쪽의 접점에 돌출부가 형성되어 이들 요부 및 돌출부가 서로 맞끼워져서 결국에는 접점사이가 개방 분리되지 않는 현상이었다.

그래서 본 발명자는 직류 통전로를 개폐할 경우에 특유한 용착현상에 왜 교류 통전로를 개폐할 경우에 생기는가에 대해서 연구한 결과 다음과 같은 원인에 의한 것을 구명하였다. 즉 고내의 온도센서용의 더어미스터는 제어 회로로부터 일반적으로 멀리 떨어진 장소에 설치되어 있으므로 더어미스터와 비교회로는 길다란 리이드선에 의해서 접속되어 있다.

이로 인해서 이 리이드선에 전원 라인으로부터 교류소음이 유도되어서 온도 검출 전압에 중첩되어 온도 검출 전압은 예를들면 제 4a 도에 나타낸 바와같은 맥류로 된다. 그리고 예를 들면 고내온도의 상승에 의해서 온도 검출전압이 상승되어서 같은 제 4a 도에 나타낸 바와같이 기준전압(Vr)에 가까워지게 되면 온도 검출 전압의 피이크 레벨이 기준 전압(Vr)에 도달된 시점(To)에서 비교회로의 출력신호가 반전되어 릴레이 스위치가 온으로 된다.

여기에서 온도 검출 전압은 상용전원의 주파수 성분을 중첩하고 있으며 따라서 전원주파수와 동기적으로 되고 있으므로 릴레이 스위치는 반드시 전원 주파수의 일정한 위상의 시점에서 온으로 된다. 한편 콤프레서의 운전에 의해서 고내온도가 저하되어 온도검출 전압이 저하되는 경우도 동일하게 릴레이 스위치는 반드시 전원 주파수의 일정한 위상의 시점에서 오프로 된다.

이와같이 릴레이 스위치가 전원 주파수의 일정한 위상의 시점에서 반드시 온 또는 오프로 되는 것을 릴레이 스위치의 각 접점이 일정한 극성의 시점에서 온 또는 오프로 되는 것을 의미하므로 교류통전로의 개폐라 하더라도 직류 통전로의 개폐와 하등에 변함이 없으며 전술한 접접에서의 금속이온의 한쪽 방향의 전이 현상이 발생하는 것이다.

더구나 릴레이 스위치가 온 또는 오프되는 시점이 전원 주파수의 180°분 위상이 어긋나 있더라도 실제로는 온 일때의 아아크 에너지와 오프일때의 아아크 에너지는 서로 다르므로 역시 한쪽 방향의 전이 현상이 발생한다.

본 발명의 목적은 릴레이 스위치 접점에서의 용착현상을 방지할 수 있는 릴레이 구동회로를 제공하는데 있다.

본 발명은 전술한 용착현상에 관한 것에 따라 완성된 것으로서 요는 교류통전로의 주파수와 다른 주파수의 신호를 출력하는 발진회로를 설치하고, 이 발진회로의 출력신호에 동기적으로 전술한 비교회로의 출력신호를 판독하므로서 전술한 릴레이 스위치를 개폐하도록 해서 릴레이 스위치의 개폐타이밍의 교류통전로의 주파수와 동기적으로 되지 않도록 한 것에 특징이 있는 것이다.

이하 본 발명을 냉장고의 콤프레서 제어회로에 적용한 한 실시예에 관하여 제 1 도 및 제 2 도를 참고로 하여 설명하기로 한다.

"1"은 고내의 온도를 검출하도록 설치한 고내의 온도 센서인 더어미스터이며 이것은 직류 정전압이 인가되어 있는 라인 Vc과 라인 GND와의 사이에 리이드선을 거쳐서 저항(2)과 함께 직렬 접속되며, 더어미스터(1)와 저항(2)과의 공통 접속점을 온도검출 전압의 출력점(a)으로 하고 있다.

라인 Vc 및 라인 GND 사이에는 다시금 재항 (3) (4) (5) 및 가변 저항기 (6)가 도시한 바와같이 접속되어 가변 저항기 (6)의 가동 접촉자를 기준전압의 출력점(b)으로 하고 있다.

"7"은 비교회로이며 이것의 비 반전입력단자(+)에는 온도 검출 전압의 출력점(a)이 접속되어 반전 입력단자(-)에는 기준전압의 출력점(b)이 접속되어 있다. 또한, 비교회로(7)의 출력단자와 가변저항기(6) 및 저항(5)의 공통 접속점과의 사이에는 저항(8) 및 도시된 극성의 다이오드(9)가 접속되어서 비교회로(7)에 소정된 히스테리시스 특성을 부여하도록 되어 있다.

이것으로 인해서 고내의 온도가 상승되어 설정된 상한(上限)온도를 초과하게 되면 비교회로(7)의 출력단자가 높은 레벨로 되어 반대로 고내의 온도가 저하되어서 설정된 하한 온도를 하회(下回)하게 되면 출력단자가 낮은 레벨로 전환된다.

한편 "10"은 발진회로이며, 이것은 인버어터회로 (11) (12), 저항 (13) (14) 및 콘덴서 (15)를 도시된 바와같이 짜맞추어서 된 주지의 구성이며 출력점 (c)에 소정된 주파수의 구형(矩刑)펄스를 출력한다.

그렇게 하여 이 발진회로(10)의 발진 주파수는 저항(13) (14) 및 콘덴서 (15)의 값을 적절하게 설정하므로서 후술하는 콤프레서 모우터(22)에의 교류 동전로의 주파수 즉 50Hz 또는 60Hz 와는 다른 값으로 되도록 설정되어 있다.

"16"은 D타입 플립플롭으로서 이것의 데이타는 단자(D)에는 비교회로(7)의 출력단자를 저항(8)을 거쳐서 접속되어 계시기(計時器) (CL)에는 발진회로(10)의 출력점(c)을 접속하고 있다. 따라서 D타입 플립플롭(16)은 계시기 단자(CL)가 낮은 레벨로부터 높은 레벨로 동작할때에 데이타 단자(D)의 데이타를 판독하므로 데이타 단자(D)에 부여된 비교회로(7)의 출력신호는 발진회로(10)의 출력신호에 동기적으로 D타입 플립플롭(16)에 판독된다.

"17"은 NPN 형의 트랜지스터, "18"은 릴레이 코일이며, 트랜지스터(17)의 콜렉터와 에미터 사이 및 릴레이 코일(18)은 라인 Vc 및 GND 사이에 직렬로 접속되어 트랜지스터(17)의 베이스는 저항(19)을 거쳐서 D타입 플립플롭(16)의 출력단자(Q)에 접속되어 있다. 더구나 "20"은 릴레이 코일(18)에 병렬로 접속된 서어지(surge)흡수용의 다이오드이다.

"21"은 상업용의 교류전원, "22"는 콤프레서 구동용의 콤프레서모우터, "23"은 전술한 릴레이 코일(18)에 의해서 개폐되는 릴레이 스위치이며, 릴레이 스위치(23)는 콤프레서 모우터(22)로의 교류 통전로에 직렬로 접속되어 있다.

다음에 전술한 구성의 작용에 대하여 설명하기로 한다. 발진회로(10)는 콤프레서 모우터(22)로의 교류 통전로의 주파수와는 다른 주파수로 발진하고 있으며, 그 출력 신호가 D타입 플립플롭(16)의 계시기 단자(CL)에 입력 되어있다.

여기에서 고내의 온도가 설정된 상한온도와 하한온도와의 사이에 있다고 한다면 비교회로(7)의 출력단자는 낮은 레벨에 있다. 따라서 D타입 플립플롭(16)에는 비교회로(7)로부터의 낮은 레벨의 출력신호가 판독되어서 그 출력 단자(Q)는 낮은 레벨에 있게된다. 이로 인해서 트랜지스터(17)는 오프상태에 있으며, 릴레이 코일(18)은 단전되어서 릴레이 스위치(23)는 개방되어 있으며, 따라서 콤프레서 모우터(22)는 정지되어 있다.

그 다음, 예를들면 고내의 온도가 상승하게 되면 더어미스터(1)의 저항값이 저하하므로 출력점(a)에 있어서의 온도 검출 전압이 상승한다. 이것으로 인해서 온도 검출 전압이 상한 온도에 대응하는 기준전압을 초과하게 되면 비교회로(7)의 출력 단자가 높은 레벨로 반전되어 D타입 플립플롭(16)의 데이타 단자(D)로 입력된다. 그렇게되면 D타입 플립플롭(16)은 계시기 단자(CL)가 낮은 레벨로부터 높은 레벨로 동작할때에 데이타 단자(D)의 값을 판독하므로 제 2 도에 나타낸 바와 같이 시각(T₁)에 있어서 발진회로(10)의 출력점(c)이 높은 레벨로 전환된 순간에 데이타 단자(D)에 부여되는 비교회로(7)로부터의 높은 레벨의 출력신호를 판독하여 발진회로(10)의 출력신호에 동기적으로 출력단자(Q)를 높은 레벨로 반전시킨다.

이것으로 인하여 트랜지스터(17)가 온으로 되어 릴레이 코일(18)로 통전되며, 릴레이 스위치(23)가 폐쇄되어서 콤프레서 모우터(22)로 통전된다. 그렇게 하여 콤프레서가 구동되며 고내의 온도가 저하하게 되면, 더어미스터(1)의 저항값이 상승하므로 출력점(a)의 온도 검출 전압이 저하되며 이것이 설정된 하한 온도에 대응하는 기준 전압을 하회하게 되면 비교회로(7)의 출력단자가 낮은 레벨로 반전되어 D타입 플립플롭(16)의 데이타 단자(D)에 입력된다.

그렇게 되면 제 2 도에 나타낸 바와같이 데이타 단자(D)에 입력된 낮은 레벨의 비교회로(7)의 출력신호가 역시 발진회로(10)의 출력신호에 동기적으로 D타입 플립플롭(16)에 판독되어서 그 출력단자(Q)가 낮은 레벨로 반전한다.

이것으로 인해서 트랜지스터(17)가 오프로 되어서 릴레이 코일(18)이 단전되어 릴레이 스위치(23)가 개방되므로서 콤프레서 모우터(22)가 단전된다. 그리고 전술한 바와같은 동작중에 있어서 더어미스터(1)의 리이드선에 교류 통전로로부터 전원 주파수의 소음이 유도 되며, 출력점(a)의 온도 검출전압이 교류 통전로의 주파수에 동기적으로 맥동할때가 있다.

그렇게 되면 제 4 도에 따라 이미 설명한 바와같이 비교회로(7)의 출력신호는 전원 주파수의 특정한 위상에 있어서 높은 레벨 또는 낮은 레벨로 전환하게 된다. 그러나 본 실시예에서는 비교회로(7)로부터의 출력신호가 반전하여도 즉시 릴레이 코일(18)이 통전 또는 단전되는 것은 아니며 발진회로(10)의 출력신호에 동기적으로 비교회로(7)의 출력신호가 D타입 플립플롭(16)에 판독되어 지므로 비로서 릴레이 코일(18)이 통전 또는 단전된다.

이로 인하여 제 2 도에 나타낸 바와같이 비교회로(7)의 출력단자가 예를들면 높은 레벨로 되는 시점과 D타입 플립플롭(16)의 출력단자가 높은 레벨로 되는 시점과의 사이에는 어느 시간(t₁)만큼의 엇갈림이 생기며 또한 비교회로(7)의 출력단자가 낮은 레벨로 되는 시점과 D타입 플립플롭(16)의 출력단자가 낮은 레벨로 되는 시점과의 사이에는 어느 시간(t₁)만큼의 엇갈림이 생기게 된다.

또한, 다음에 콤프레서가 구동, 정지될 경우에도 콤프레서의 구동시에 어느 시간(t₂)만큼의 시간이 엇갈리게 되며 콤프레서가 정지할때에도 어느 시간(t₂)의 시간이 늦어지게 된다. 그리고 이들의 시간(t₁) (t₁') (t₂) (t₂')…는 전원 주파수와는 관계가 없는 전혀 불규칙한 길이이므로 릴레이 코일(18)이 통 단전되는 시기 즉 릴레이 스위치(23)가 개폐되는 시기는 교류통전로에 있어서의 교류 전원(22)의 위상하고는 관계가 없게 된다.

따라서 릴레이 스위치(23)는 그 각 접점의 극성이 접점의 개폐시에 특정되지 않고 변화 하게 되므로 접점에서의 금속이온의 한쪽방향으로의 전이 현상은 생기지 않아서 접점의 용착현상을 미연에 방지할 수 있다.

제 3 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로서 전술한 실시예와 다른 바는 LSI(24)에 저항(25), (26) 및 콘덴서(27)를 외부에 붙여서 발진회로(28)를 구성한 점에 있다. 이것에 의하게 되면 LSI(24)의 기능의 일부를 이용해서 발진회로(28)를 구성할 수 있으므로 생산가의 인하를 도모할 수 있다. 더구나 전술한 각 실시예에서는 비교회로에 고내의 온도 센서로부터의 신호를 입력하도록한 냉장고의 온도 제어 장치를 예를 나타내었다.

본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉 도시는 하지 않았으나 예를들면 냉장고의 냉각기의 근처에 투과식 광센서를 설치하여 이 투과식 광센서로부터 신호를 비교회로에 입력하는 동시에 비교회로의 출력신호에 따라서 냉각기의 제상용(除霜用)히이터로의 교류 통전로에 설치한 릴레이 스위치를 개폐하도록 구성하여 냉각기에 성장한 서리에 의해서 투과식 광센서의 투과광량이 소정된 값이하로 되었을때에 릴레이 스위치를 폐쇄하면서 제상용 히이터에 통전 하도록 한 냉장고의 제상 제어장치에 적용할 수도 있다.

또한, 비교회고에 입력하는 신호는 온도 센서나 광센서로부터의 것에 한정되지 않고 압력센서나 위치센서로부터의 것이라도 좋다. 더구나 온도센서로부터의 신호를 비교회로에 입력할 경우라 하더라도 반드시 냉각장치의 콤프레서를 통 단전하는 것에 한정되지 않으며, 가열장치의 히이터를 통 단전하는 구성이어도 좋다.

본 발명은 이상 설명한 바와같이 비교회로의 출력신호에 따라서 교류 통전로에 설치한 릴레이 스위치를 개폐하도록 한것에 있어서, 교류통전로의 주파수와 다른 주파수의 신호를 출력하는 발진회로를 설치하고, 이 발진회로의 출력신호에 동기적으로 비교회로의 출력신호를 판독하므로서 릴레이 스위치를 개폐하도록 한 것에 특징이 있으며 그것으로 교류통전로로부터의 소음등에 의해서 비교회로의 출력신호가 맥류로 되었다고 하더라도 릴레이 스위치를 교류통전로의 전원 위상하고는 관계없이 개폐할 수 있도록 되므로 릴레이 스위치의 접점의 용착현상을 방지할 수 있다는 우수한 효과를 나타내는 것이다.

Claims (3)

1. 비교회로(7)의 출력신호에 따라서 교류 통전로에 설치한 릴레이 스위치(23)를 개폐하고, 제어 대상으로의 통전을 제어하도록 한것에 있어서, 전술한 교류 통전로의 주파수와 다른 주파수의 신호를 출력하는 발진회로(28)를 설치하고, 이 발진회로의 출력신호에 동기적으로 전술한 비교회로의 출력신호를 전송하는 장치를 구비하므로서 전술한 릴레이 스위치의 개폐타이밍을 전술한 교류 통전으로 주파수와 동기적으로 되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 릴레이 구동회로.
2. 제 1 항에 있어서, 전술한 전송장치는 전술한 발신회로로부터의 출력신호가 계시기 단자(CL)에 입력되었을때 비교회로로부터의 출력신호를 데이타 단자(D)로부터 출력단자(Q)로 전송하는 플립플롭 회로(16)로 된 것을 특징으로 하는 릴레이 구동회로.
3. 제 1 항에 있어서, 전술한 제어대상이 콤프레서 모우터(22)인 것을 특징으로 하는 릴레이 구동회로.

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