KR900004761B1 - 릴레이 구동회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

릴레이 구동회로

제1도는 본 발명의 제1의 실시예를 나타낸 릴레이 구동회로의 회로도.

제2도는 제1도의 동작을 나타낸 타임챠트.

제3도는 본 발명의 제2의 실시예를 나타낸 회로도.

제4도는 본 발명의 제3의 실시예를 나타낸 회로도.

제5도는 종래의 릴레이 구동회로의 회로도.

제6도는 제5도의 동작을 나타낸 타임챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 검출부 2 : 릴레이

3 : 교류회로 3a : 릴레이의 접점,

3b : 부하 4 : 랜덤(random)화 회로

4b : AND회로 4c : 발진회로

4d : 저항기 4e : 다이오우드

10 : 검출신호 11 : 릴레이 개폐 제어 신호

V : 교류전압

본 발명은 릴레이 개폐 제어 신호에 의해서 릴레이의 접점을 개폐시키고 그 개폐에 의해서 부하에 공급되는 교류전압을 공급 및 차단 하도록 된 릴레이 구동회로에 관한 것이다.

종래 릴레이의 접점의 개폐에 의해서 직류 전압을 공급 및 차단할때에 접점 용착(溶着)이라는 현상이 생기는 것은 잘 알려져 있다.

이 현상의 발생 과정은 다음과 같이 생각되고 있다.

즉 그 접점의 개폐시에 발생하는 과전류에 의해서 그 접점의 접촉부의 재료인 동(銅)의 일부가 용융되어 +의 전하를 가진 동 이온으로 되어, -의 전압이 인가된 접촉부 쪽으로 이행된다

이와같은 접촉부의 재료의 이행이 같은 방향에서 반복되면 결국은 양 접촉부가 접촉된 상태로 있게되어 소위 접점 용착이 발생된다.

그리고 직류회로에서는 전술한 이행이 한쪽 방향에만 생기므로 위에서 설명한 바와같은 접점 용착이 문제가 되어 있었다.

한편 교류회로에서는 전술한 이행이 양쪽 방향에 생기므로 접점 용착은 생기지 않는다고 생각되고 있었다.

그러나 후에 설명하는 바와같이 교류회로에 있어서도 접점 용착이 문제로 되는 일이 있다.

다음에 냉장고를 예로서 종래의 릴레이 구동회로의 예를 설명한다.

종래의 냉장고의 릴레이 구동회로는 제5도에 나타낸 바와 같은 구성으로 되어 있었다.

이 회로는 냉장고의 냉동실내의 온도에 따라 검출신호(10)를 출력하는 검출부(1)와 릴레이의 여자코일을 구동하는 릴레이 구동부(2)와 그 릴레이의 접점의 개폐에 의해서 압축기의 모우터로 공급되는 교류전압을 공급 및 차단하는 교류회로(3)로 되어 있으며 전술한 검출신호(10)가 릴레이 구동부(2)에 입력되도록 한 것이다.

검출부(1)는 다음과 같은 구성으로 되어 있었다.

비교기(1e)의 -입력단자는 더어미스터(thermistor)등의 온도센서(1a)와 저항기(1b)로 된 분압회로의 분압점(A)에 접속되고, 그 +입력단자는 저항기(1c)와 저항기(1d)로 된 분압회로의 분압점(B)에 접속된다.

또한 비교기(1i)의 +입력단자는 전술한 분압점(A)에 접속되며 그 -입력단자는 저항기(1h)와 가변저항기(1i)로 된 분압회로의 분압점(c)에 접속된다.

플립플롭(1g)의 세트 입력단자(

)는 비교기(1e)의 출력단자에 접속되는 동시에 저항기(1f)를 거쳐서 풀업(pull up)된다.

한편, 그 플립플롭의 리세트 입력단자(

)는 비교기(1j)의 출력단자에 접속되는 동시에 저항기(1k) 를 거쳐서 풀업된다.

그리고 그 플립플롭의 출력단자(Q)는 검출부(1)의 출력단자(1l)에 접속된다.

릴레이 구동부(2)는 다음과 같이 구성되어 있었다.

NPN트랜지스터(2c)의 베이스는 저항기(2b)를 거쳐서 릴레이 구동부의 입력단자(2a)에 접속된다.

그 트랜지스터의 콜렉터는 구동해야할 릴레이의 여자코일(2d)을 거쳐서 직류 전원 Vcc에 접속되며 그 여자 코일과 병렬로 다이오우드(2e)의 캐소우드가 직류 전원 Vcc로 향해서 접속된다.

그 트랜지스터의 에미터는 어스(earth)에 접속된다.

교류회로(3)에서는 전술한 구동해야할 릴레이의 접점(3a)과 압축기의 모우터(3b)가 전압(V)의 교류전원(3c)에 직렬로 접속되어 있다.

종래의 릴레이 구동회로는 이상과 같은 구성으로 되어 있었다.

다음에 그 동작을 설명하기로 한다.

냉장고의 냉동실에 배치된 온도센서(1a)의 저항값은 냉동실내의 온도가 상승하게 되면 감소하고 강하하게 되면 증가한다.

따라서 분압점(A)의 전압은 온도가 상승하면 높아지고 강하하면 낮아진다.

비교기(1e)의 출력은 분압점(A)의 전압이 분압점(B)의 전압보다도 높을때에 L레벨로 되면 낮을때에 H레벨로 된다.

한편 비교기(1j)의 출력은 분압점(A)의 전압이 분압점(C)의 전압 보다는 높을때에는 H레벨로 되며 낮을때에는 L레벨로 된다.

더구나 분압점(C)의 전압은 가변 저항기(1i)의 저항값의 설정에 의해서 분압점(B)의 전압 보다도 낮게 설정되고 있다.

냉동실내의 온도가 상승하여 분압점(A)의 전압이 분압점(B)의 기존 전압보다도 높아지면 비교기(1e)의 출력 전압이 L레벨로 되며 그때에는 비교기(1j)의 출력 전압이 H레벨이므로 플립플롭(1g)이 세트되어서 그 출력단자(Q)로 부터 출력되는 검출신호(10)가 H레벨로 된다.

이때 트랜지스터(2c)가 ON으로 되며 릴레이의 여자 코일(2d)가 여자되어 그 릴레이의 접점(3a)이 닫혀서 압축기의 모우터(3b)에 전압(V)이 인가된다.

더구나 플립플롭(1g)은 세트 입력단자(

)가 H레벨로 되어도 리세트 입력단자(

)의 입력이 L레벨로 될때까지의 세트된 대로이므로 접점(3a)의 닫힌 상태가 유지되어 냉동실내가 냉각된다.

냉동실내가 충분히 냉각되어 분압점(A)의 전압이 분압점(C)의 기준 전압 보다도 낮아지면 비교기(1j)의 출력 전압이 L레벨로 되며 그때에는 비교기(1e)의 출력 전압이 H레벨이므로 플립플롭(1g)이 리세트 되어서 검출신호(10)가 H레벨로 된다.

이때 트랜지스터(2c)가 OFF로 되어 릴레이의 여자코일(2d)이 여자되지 않게 되어 그 릴레이의 접점(3a)이 개방되어서 압축기의 모우터(3b)에 전압이 인가되지 않게된다.

이것에 의해서 압축기의 모우터의 동작이 종료된다.

이상과 같은 종래의 릴레이 구동회로에는 다음에 나타낸 바와같은 접점 용착의 문제점이 있었다.

제6도에 따라서 설명하기로 한다.

제6도에 있어서, "V"는 교류전원(3c)의 정현전압파형(正弦電壓波形)을 나타내며, "A"는 분압점(A)의 전압파형을 나타내며 그 파형 도면중의 "B" 및 "C"는 각각 분압점(B) 및 (C)의 전압 레벨을 나타내었다.

또한, "

", "

" 및 "Q"는 각각 플립플롭(1g)의 세트 입력단자(

), 리세트 입력단자(

) 및 출력단자(Q)의 전압파형을 나타내었다.

온도의 상승에 따라서 분압점(A)의 전압이 높아지고 있을때에 전압(V)과 같은 상(相)의 전압이 유기(誘起)되어서 그 전압이 파형으로 되면 그 전압이 최초로 분압점(B)의 전압 보다 높아지는 시점(t1)은 전압(V)의 +의 반파(半波)의 기간내에 한정된다.

이 시점(t1)에서 입력단자(

)의 전압이 떨어지고 플립플롭(1g)이 세트되어서 출력단자(Q)의 전압이 H레벨로 유지된다.

따라서 릴레이의 접점(3a)이 닫히는 시점은 교류전원(3c)의 전압(V)의 +의 반파의 기간내에 한정된다.

동일하게 온도가 강하되어 릴레이의 접점(3a)이 열리는 시점은 전압(V)의 -의 반파의 시간내에 한정된다.

일반적으로 교류회로의 부하가 용량성(溶量性)인 경우에는 그 부하에 전압을 공급하는 릴레이의 접점이 닫힐때에 과전류가 발생해서 접촉부의 재료가 용융되고 유도성인 경우에는 그 접점이 열릴때에 아아크가 발생해서 접촉부의 재료가 용융된다.

따라서 전술한 바와같이 분압점(A)에 전압(V)과 같은 상의 전압이 유기될때에 부하가 용량성인 경우에는 그 접점이 닫힐때 즉 +의 반파의 기간에만 접촉부의 재료가 용융되어 그 재료의 이행이 한쪽 방향으로 되므로 접점 용착이 생긴다.

또한 부하가 유동성인 경우에는 그 접점이 열릴때 즉 -의 반파의 기간에만 용융이 생겨서 이 경우에도 접촉부의 재료의 이행이 한쪽 방향으로 되므로 접점 용착이 생긴다.

접점 용착은 중대한 사고를 일으키는 원인으로 되는 수가 있어서 이와같은 접점 용착을 방지하는 것이 강력하게 요구되고 있었다.

본 발명은 이상의 점을 고려해서 이루어진 것으로써 릴레이의 접점 용착을 방지하기 위해서 접점의 개폐 시점을 랜덤화 한 릴레이 구동회로를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 이상의 목적을 달성하기 위해서 교류 전압과는 다른 주파수의 신호를 발생하는 발진회로와, AND회로와, 그 AND회로의 출력을 그 AND회로의 제1의 입력 단자에 정귀환(正歸還)시키는 귀환회로가 있으며 그 발진회로의 출력을 저항기를 통해서 그 AND회로의 제1의 입력단자에 인가하고 그 AND회로의 제2의 입력단자에 검출 신호를 인가해서 그 AND회로의 출력단자로 부터 릴레이 개폐 제어신호를 얻도록 한 것이다.

다음에 본 발명의 릴레이 구동회로의 작용을 정논리의 경우에 관해서 설명하기로 한다.

AND회로로 부터 출력되는 릴레이 개폐 제어 신호가 L레벨일때에는 발진회로로 부터 그 AND회로의 제1의 입력단자에 입력되는 신호가 변화되어도 그 AND회로의 제2의 입력단자에 입력되는 검출신호가 L레벨인 한 그 릴레이 개폐 제어 신호는 L레벨을 유지한다.

그것이 H레벨로 되는 것은 AND회로의 양 입력 단자로부터 입력되는 신호가 함께 H레벨로 되었을때이며 일단 릴레이 개폐 제어 신호가 H레벨로 되면 검출신호가 H레벨인 한, 귀환회로의 작용에 의해서 발진 회로로 부터 출력되는 신호가 변환되어도 그것은 H레벨을 유지한다.

검출신호가 재차 L레벨로 되면 그것은 재차 L레벨로 복귀된다.

릴레이의 접점이 릴레이 개폐 제어 신호가 올라가는 시점에서 닫히게 되면 릴레이의 접점이 닫히는 시점은 교류전압의 정(正)의 반파의 기간 및 부(負)의 반파의 기간에 랜덤화 된다.

이하 도면에 대해서 본 발명의 실시예로서 냉장고의 릴레이 구동회로에 대해서 설명한다.

제1도는 본 발명에 제1의 실시예의 릴레이 구동회로를 나타내는 도면이며, 제5도에 나타낸 회로에 릴레이의 접점이 닫히는 시점을 랜덤화 하는 랜덤화 회로(4)를 추가해서 전술한 검출신호(10)를 그 회로에 입력하고 그 회로의 출력을 릴레이 구동부(2)에 입력하도록 한 것이다.

그 랜덤화 회로(4)는 AND회로(4b)와 발진회로(4c)와 다이오우드(4e)로 된 귀환 회로를 가지고 있다.

발진회로(4c)는 교류전원(3c)의 전압(V)보다 낮은 주파수의 신호를 그 출력 단자(F)로 부터 출력한다.

그 신호는 저항기(4d)를 통해서 AND회로(4b)의 제1의 입력 단자에 인가된다.

다이오우드(4e)의 캐소우드는 AND회로(4b)의 제1의 입력단자에 접속점(G)으로 접속되고 그 애노우드는 AND회로(4b)의 출력단자에 접속점(N)으로 접속된다.

그리고 AND회로(4b)의 제2의 입력단자는 랜덤화 회로(4)의 입력단자(4a)가 접속되고 AND회로(4b)의 출력단자는 랜덤화 회로(4)의 출력단자(4f)로 접속된다.

다음에 제2도에 따라서 이상의 릴레이 구동회로의 동작을 설명한다.

"V", "A'", "B", "C", "

", "

" 및 "Q"는 제6도에 나타낸 것과 같은 곳의 전압파형 또는 전압레벨을 나타낸다.

또한 "F", "G" 및 "N"은 각각 발진회로(4c)의 출력단자(F), 접속점(G) 및 접속점(N)의 전압 파형을 나타낸다.

접속점(N)의 전압이 L레벨일때에 그 전압은 출력단자(F)의 전압이 변화되어도 출력단자(Q)의 전압이 L레벨인 한 L레벨을 유지한다.

온도의 상승에 따라서 제6도와 같이 분압점(A)의 전압이 높아져 가고 있을때에 그 전압이 최초에 분압점(B)의 전압보다 높아질 시점(t1)에 있어서 출력단자(Q)의 전압은 H레벨로 되어 유지된다.

이때 출력단자(F)의 전압이 H레벨일 경우에는 접속점(G)의 전압이 H레벨로 되어 있으므로 AND조건이 성립되어 접속점(N)의 전압은 H레벨로 전환된다.

그 시점(t1) 이후는 출력단자(F)의 전압이 L레벨로 되어도 다이오우드(4e)를 통해서 전류가 흘러서 저항기(4d)에 전압감하가 생기게 되므로 접속점(G)의 전압은 H레벨을 유지한다.

따라서 접속점(N)의 전압은 다음에 출력단자(Q)의 전압이 L레벨로 될때까지 H레벨을 유지한다.

이상의 경우에는 교류전원(3c)의 전압(V)의 정의 반파의 기간 내의 시점(t1)에 릴레이의 릴레이의 접점(3a)이 닫혀지고 이것에 의해서 압축기의 모우터(3b)가 동작되어 전술한 냉동실 내가 냉각된다.

그 냉동실내가 충분히 냉각되어서 분압점(A)의 분압점(C)의 전압 보다도 낮아지는 시점(t2)에 있어서 플립플롭(1g)이 리세트 되므로 출력단자(Q)의 전압이 L레벨로 전환되어 접속점(N)의 전압도 그것에 따라서 L레벨로 전환되므로 압축기의 모우터(3b)의 동작이 정지된다.

재차 온도의 상승에 따라서 분압점(A)의 전압이 높아지고 있을때에 그 전압이 최초로 분압점(B)의 전압보다 높아지는 시점(t3)에 출력단자(Q)의 전압은 H레벨로 되어 유지된다.

이때 전술한 시점(t1)과 달라서 출력단자(F)의 전압이 L레벨일 경우에는 접속점(N)의 전압이 L레벨이며 접속점(G)의 전압도 L레벨이므로 AND조건이 성립되지 않으며 접속점(N)의 전압은 변화되지 않는다.

그후 시점(t4)에 있어서 출력단자(F)의 전압이 H레벨로 전환하게 되면 AND조건이 성립되고 접속점(N)의 전압은 H레벨로 전환된다.

그 시점(t4)이후에는 출력단자(F)이 전압이 L레벨로 되어도 접속점(G)의 전압이 H레벨을 유지하는 것은 전술한 시점(t1)이후와 동일하다.

따라서 접속점(N)의 전압은 다음에 출력단자(Q)의 전압이 L레벨로 될때까지 H레벨을 유지한다.

이상의 경우에는 교류전원(3c)의 전압(V)이 부의 반파의 기간내의 시점(t4)에 있어서 릴레이의 접점(3a)이 닫혀진다.

이상의 설명한 바와같이 발진회로(4c)에서 출력되는 신호의 주파수가 교류전압(V)의 주파수와 다르게 되어 있으므로 릴레이의 접점(3a)이 닫히는 시점은 그 교류전압(V)의 정의 반파의 기간 및 부의 반파의 기간에 랜덤화 된다.

제3도는 본 발명의 제2의 실시예의 릴레이 구동회로를 나타내는 도면이며 이상은 정 논리의 경우인에 대해서 부 논리의 경우를 나타낸다.

정 논리의 경우와 다른 점은 정 논리의 AND회로(4b)를 입력과 동시에 L레벨일때만 출력이 L레벨로 되는 회로(4b)로 변경한 점과 다이오우드(4e)의 접속방향을 반대로 한 점이며 그 밖의 점은 동일하다.

이 회로는 유효 레벨이 변할뿐이어서 정 논리의 경우와 같이 동작하며 릴레이의 접점이 열리는 시점이 랜덤화 된다..

제4도는 본 발명의 제3의 실시예의 릴레이 구동회로를 나타내는 도면이며 제1의 실시예와 제2의 실시예의 각각의 랜덤화 회로(4)의 입력단자(4a) 및 발진회로(4c)를 공통으로 하고 플립플롭(4g)을 새로 설치하고 플립플롭(4g)의 세트 입력단자(S)에는 제1의 실시예의 AND회로의 출력단자를 접속하고 그 리세트 입력단자(

)에는 제2의 실시예의 AND회로의 출력단자를 접속하며 그 출력단자(Q)를 랜덤화 회로(4)의 출력단자(4f)에 접속한 것이다.

플립플롭(4g)은 세트 입력단자(S)에 인가되는 전압이 올라갈때에 세트되어 리세트 입력단자(

)에 인가되는 전압이 내려갈때에 리세트 되므로 이상의 설명에서 명백한 바와같이 릴레이의 접점이 열리는 시점과 닫히는 시점과의 쌍방이 각각 교류 전압의 정의 반파의 기간 및 부의 반파의 기간에 랜덤화 된다.

본 발명의 릴레이 구동회로는 이상의 냉장고의 것에 한정되지 않고 다른 장치에 관해서 적용할 수 있다.

즉 검출부(1)는 온도를 검출하는 것외에 전압, 전류등의 전기적인 양, 압력 변위등의 기계적인 양, 액체성분, 기체성분등의 화학적인 양, 적외선, 자외선등의 과학적인 양등의 것을 검출하는 것으로 할 수 있다.

또한 압축기의 모우터(3d)는 다른 모우터나 히이터 등의 부하로 할 수 있다.

이상 상세히 설명한 바와같이 본 발명의 릴레이 구동 회로에 의하면 릴레이의 접점이 개폐되는 시점을 그 릴레이에 의해서 개폐할려는 교류회로의 전압의 정의반파의 기간 및 부의 반파의 기간에 랜덤화 할 수 있어서 그 릴레이의 접점 용착을 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 검출신호에서 얻어지는 릴레이 개폐 제어 신호에 의해서 릴레이의 접점을 개폐시키고 그 개폐에 의해서 부하에 공급되는 교류전압을 공급 및 차단하도록 한 릴레이 구동회로에 있어서, 교류전압과는 다른 주파수의 신호를 발생하는 발진기 회로(4c)와 AND회로(4b)와, AND회로의 출력을 그 AND회로의 제1의 입력 단자에 정 귀환시키는 귀환 회로(4e)를 가지며, 발진회로의 출력을 저항기를 통해서 AND회로의 제1의 입력단자에 인가하고 AND회로의 제2의 입력단자에 검출신호를 인가하게 AND회로의 출력단자로 부터 릴레이 개폐 제어 신호를 얻을 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 릴레이 구동회로.

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