KR910001337Y1 - 솔레노이드 댐퍼 제어회로 - Google Patents

솔레노이드 댐퍼 제어회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

솔레노이드 댐퍼 제어회로
제1도는 본 고안의 구체회로도.
제2도는 제1도의 각부분에 대한 동작파형도.
제3도는 솔레노이드 및 댐퍼의 기구부 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 정류부 20 : 온도비교부
30 : 기능 선택부 40 : 구동펄스 발생부
50 : 구동부
본 고안은 냉장고 구동회로에 관한 것으로, 특히 냉장고내의 온도 및 기능 스위치 선택에 따라 냉장실내의 온도를 제어하는 솔레노이드 댐퍼의 구동을 제어할 수 있는 회로에 관한 것이다.
종래의 기계식 냉장고에서 냉장실의 냉기 통로를 제어하는 댐퍼회로는 고내의 온도가 고온일 때 기체가 팽창되어 댐퍼를 열어주고, 저온일때 기체가 압축되어 댐퍼를 닫아주었으므로 릴레이 동작이 불확실하였으며, 또한 냉장실 사용을 중지시키는 기능의 선택스위치 사용시 기구적으로 냉기를 막아주기 위하여 별도의 레버를 설치해야 했고, 미분회로를 이용하여 제어신호를 발생시키는 댐퍼 제어회로에서는 릴레이 구동소자에 충분한 전류를 인가하지 못해 릴레이 동작이 불확실하였으며, 방전시 발생하는 역전압에 의해 전압변동이 심하여 릴레이의 수명이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 본 고안의 목적은 냉장고 회로에서 냉장고내의 온도를 정확하게 감지하여 펄스파를 발생함으로서 댐퍼 제어용 솔레노이드 구동소자를 제어하여 냉장고내의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 회로를 제공함에 있다.
본 고안의 또 다른 목적은 냉장고 회로에서 솔레노이드 구동용 전압폭을 조절함으로서 릴레이의 동작을 안정화시킬 수 있는 회로를 제공함에 있다.
이하 본 고안을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 고안의 일실시 예에 대한 구체회로도로서, 정류용 브리지 다이오드(BD)와 캐패시터(C11)로 구성되며, 상용교류 전원을 정류하여 제1 및 제2구동 전원을 발생하는 정류부(10)와. 저항(R21-R23). 서미스터(RT) 및 비교기(CMP)로 구성되며, 냉장실내의 온도감지용 센서를 구비하며, 상기 센서의 출력과 냉장실내의 설정온도에 따른 기준전압을 비교하여 냉장실내의 온도가 고온일시 제1상태 신호를 발생하고, 냉장실내의 온도가 저온일시 제2상태 신호를 발생하는 온도비교부(20)와, 냉장실 사용정지 기능의 F/X스위치(SW31) 및 R/X스위치(SW32), 다이오드(D31-D32)로 구성되어 상기 기능 스위치 신호발생시에만 상기 제2상태 신호를 발생하는 기능선택부(30)와, 저항(R41-R50), 캐패시터(C41-C43), 다이오드(D21), 트랜지스터(Q4l-Q42)및 쌍 단안정 멀티 바이브레이트(DMM; Dual Monostable Muitlvibrator)로 구성되며, 상기 상태 신호에 의해 소정주기의 펄스신호를 발생하는 제1 및 제2펄스 발생기를 구비하고, 상기 온도비교부(20) 및 기능선택부(30)의 출력을 입력하여 제1상태 신호 발생시 제1펄스 발생기가 트리거되어 제1구동펄스 신호를 발생하며, 제2상태신호 발생시 제2펄스 발생기가 구동되어 제2구동펄스 신호를 발생하는 구동펄스 발생부(40)와, 저항(R51-R53), 트랜지스터(Q51-Q52), 다이오드(D51-D52) 및 릴레이(RY51-RY52)로 구성되며, NC단자가 상기 정류부(10)의 제2구동전원에 연결되는 동시에 NO단자가 상기 정류부(10)의 제1구동 전원에 연결되는 제1 및 제2릴레이를 구비하고, 상기 제1릴레이의 공통 단자를 솔레노이드(60)의 A단자에 접속하고 상기 제2릴레이의 공통 단자를 상기 솔레노이드(60)의 B단자에 접속하도록 구성하여, 상기 구동펄스 발생부(40)의 출력을 입력하여 제1구동펄스 신호발생시 상기 제1릴레이가 구동되어 상기 제1구동 전원이 상기 솔레노이드(60)의 A단자에서 B단자로 인가되도록 동작하여 상기 솔레노이드(60)를 제1구동하고, 제2구동펄스 신호발생시 상기 제2릴레이가 구동되어 상기 제1구동전원이 상기 솔레노이드(60)의 B단자에서 A단자로 인가되도록 동작하여 상기 솔레노이드(60)를 제2구동하는 구동부(50)로 구성된다.
상기 구동펄스 발생부(20)에서 저항(R41-R47), 캐패시터(C41), 트랜지스터(Q41,Q42) 및 쌍단안정 멀티바이브레이터 (DMM)의 1Cext, lRext/Cext, lB, lA, lQ는 제1펄스 발생기에 대응되고, 저항(R48-R50), 캐패시터(C42-C43)및 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 2Cext, 2Rext/Cext, 2B, 2A, 2Q는 제 2 펄스 발생기에 대응된다.
제2도는 상기 제1도 각부의 동작파형도로서, (2a)는 비교기(CMP)의 제1 및 제2상태신호 출력파형도이며, (2b)는 F/X스위치(SW21) 또는 R/X스위치(SW32)의 선택시의 파형도이고, (2c)는 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 1Q출력 파형도이며, (2d)는 상단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 2Q출력 파형도이다.
제3도는 솔레노이드(60) 및 댐퍼(70)의 기구도로서, 상기 솔레노이드(60)가 제1구동시에는 댐퍼(70)가 X방향으로 이동되어 냉기 가스가 냉장실로 유입되고, 상기 솔레노이드(60)가 제2구동시에는 댐퍼(70)가 Y방향으로 이동되어 냉기 가스의 냉장실 유입이 차단된다.
상술한 구성에 의거 본 고안을 제1도-제3도를 참조하여 상세히 설명한다.
가정용 전원선로를 통해 입력되는 상용 교류전원은 브리지 다이오드(BD) 및 캐패시터(C11)에 의해 제1구동전원으로 정류 및 평활되어 릴레이(RY51, RY52)의 NO단자(Norma1 Open)에 인가된다. 또한 상기 릴레이(RY51, RY52)의 NC단자(Normal Contect)에는 제 2 구동전원인 접지전원(Groud)이 공급된다. 그리고 서미스터(RT)는 냉장실내의 온도를 감지하는 센서로서, 냉장실내의 온도가 높아지면 저항 값이 작아지게 된다. 이때 비교기(CMP)는 냉장실의 온도에 따른 상태 신호를 출력하게 되는데, 저항(R22, R23)에 의해 설정되는 기준전압과, 저항(R21) 및 서미스터(RT)에 의해 감지되는 비교전압을 비교하여 상태신호를 출력한다.
따라서 냉장실의 설정온도는 가변저항인 저항(R23)을 조정하여 원하는 온도로 세트시킬 수 있다.
먼저 냉장실의 온도가 고온인 경우의 동작 과정을 설명한다.
냉장실의 온도가 설정온도 보다 높으면, 저항(R22, R23)에 의해 설정되는 기준전압보다 저항(R21) 및 서미스터(RT)에 의해 감지된 비교전압이 크게되어 비교기(CMP)는 제1상태 신호인 "로우" 신호를 출력한다.
상기 비교기(CMP)에서 제1상태 신호인 "로우" 신호를 발생하면 트랜지스터(Q41)는 턴오프되며, 이로 인해 트랜지스터(Q42)가 턴온되어 전원(VCC)이 트랜지스터(Q42)를 통해 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 1A 및 1B단자로 인가된다. 그러면 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)는 1Rext/Cext 및 1Cext단자에 연결된 저항(R46)과 캐패시터(C41)의 시정수에 의한 "하이"듀티를 갖는 제1구동 펄스를 (2C)와 같이 발생한다. 그리고 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 2A 및 2B단자로는 "로우"신호가 인가되므로 2Q단자로는 (2b)와 같이 "하이"듀티의 제2구동펄스를 발생하지 못한다.
따라서 상기 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 1Q출력단을 통해 "하이"듀티의 제1구동펄스를 출력하면, 트랜지스터(Q51)가 턴온되어 릴레이(RY1)의 코일에 전류통로가 형성되며, 이로 인해 릴레이(RY1)의 스위치는 NO단자로 접속되어 솔레노이드(60)의 A단자로 제1구동전원이 인가된다. 또한 상기 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 2Q출력단으로는 "로우"신호가 출력되므로 트랜지스터(Q52)는 턴오프 상태를 유지하며, 이로인해 릴레이(RY2)의 코일에 전류통로가 형성되지 못하여 릴레이(RY2)의 스위치는 제2구동전원을 연결하고있는 NC단자와 접속을 유지하게 된다. 따라서 상기 정류부(10)의 제1구동전원은 릴레이(RY1)의 NO단자를 통해 솔레노이드(60)의 A단자로 인가되며, 상기 솔레노이드(60)의 B단자는 릴레이(RY2)의 NC단자를 통해 제2구동전원과 연결되어 있는 상태이므로 상기 솔레노이드(60)를 통하는 전류방향은 11방향이 된다.
상기와 같이 A단자로 인가되는 제1구동전원에 의해 B단자의 제2구동전원측으로 전류 통로가 형성되면, 상기 솔레노이드(60)는 제3도에 도시된 바와 같이 제1구동되어 하강되며, 이로 인해 상기 솔레노이드(60)에 접속된 댐퍼(70)가 X방향으로 이동되어 오픈(Open)되며 상기 댐퍼(70)가 오픈되면 냉기 가스가 냉장실로 유입되어 냉장실의 온도를 하강시킨다. 이후 상기 단dks정 멀티바이브레이터(DMM)의 "하이"듀티를 갖는 제1구동펄스가 종료되면, 즉 저항(R46)과 캐패시터(C41)의 시정수에 의해 1Q단자로 출력되는 (2C)와 같은 신호가 "로우"신호로 출력되면, 트렌지스터 (Q51)가 턴오프되어, 릴레이(RYl)의 스위치가 NC단자로 접속되어 제l구동전원이 차단된다. 이로 인해 솔레노이드(60)의 A단자로 제2구동전원이 연결되므로 솔레노이드(60)는 하강상태를 유지하며, 따라서 댐퍼(70)는 오픈상태를 유지하여 냉기가스가 계속하여 냉장실내로 유입되어 냉장실 온도를 하강시킨다.
그러므로 상기 저항(R46) 및 캐패시터(C41)의 시정수와 저항(R48) 및 캐패시터(C42)의 시정수는 솔레노이드(60)가 안전하게 하강 및 상승할 수 있도록 설정하면 된다.
두번째로 냉장실의 온도가 설정온도 보다 낮아진 경우의 동작을 살펴본다.
상기와 같이 댐퍼 (70)가 오픈되어 냉장실로 냉기 가스가 유입되면, 냉장실내의 온도는 서서히 하강하기 시작한다. 그러므로 임의 시점에서는 냉장실내의 온도가 설정온도 보다 낮아지게 되며, 이때에는 상기 기준전압이 상기 비교전압 보다 커지게 되어 비교기(CMP)는 제2상태 신호인 "하이"신호를 출력한다. 그러면 이 시점에서 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 2A 및 2B단자로 "하이"신호가 인가되므로, 상기 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)는 저항(R48)과 캐패시터(C42)의 시정수에 의한 "하이"듀티의 제2구동 펄스를 (2d)와 같이 발생하여 2Q출력단을 통해 출력단다.
그리고 상기 비교기(CMP)의 "하이"신호출력에 의해 트랜지스터(Q41)는 턴온되며, 이로 인해 트랜지스터(Q42)는 턴오프되어 상기 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 1A 및 1B단자로 "로우"신호가 인가된다.
그러므로 1Q출력단으로는 (2C)와 같이 "로우"신호가 출력된다.
따라서 트랜지스터(Q52)는 턴온되고 트랜지스터(Q51)는 턴오프되어, 솔레노이드(6D)의 B단자로는 제1구동전원이 인가되고 A단자로 제2구동전원이 인가된다, 따라서 솔레노이드(60)의 전류흐름 방향은 12가 된다. 따라서 상기 솔레노이드(60)는 제2구동되어 제3도에 도시된 바와 같이 솔레노이드(60)는 상승되며, 이로 인해 댐퍼(70)는 Y방향으로 이동되어 닫힌다. 상기 댐퍼(70)가 닫히면 냉기 가스가 냉장실로 유입되는 통로를 차단하게 되어 냉장실의 온도로 설정온도로 유지시키게 된다.
그러므로 상기 솔레노이드(60)의 상승시간은 저항(48)과 캐패시터(C42)의 시정수에 의해 결정되며, 상기 시정수가 종료되어 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 2Q출력단이 "로우"로 변환되더라도 상기 솔레노이드(60)는 제2구동상태를 유지하게 되어 댐퍼(70)를 닫힌 상태로 유지시킨다. 이 상태는 "하이"듀티의 제1구동펄스 발생시까지 유지된다.
상기한 바와 같이 냉장실내의 온도가 설정온도 보다 올라가게 되면, 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 제1펄스 발생기가 구동되어 제1구동펄스가 발생되며, 이로 인해 솔레노이드(60)의 A단자로 제1구동전원이 공급되고 B단자로 제2구동전원이 공급되어 솔레노이드(60)를 제1구동하게 되며, 상기 솔레노이드(60)의 제1구동에 의해 댐퍼(70)가 오픈되어 냉기 가스가 냉장실내로 유입된다. 이때 상기 제1구동펄스는 상기 솔레노이드(60)가 안정 동작할 수 있도록 제1구동전원이 공급시간을 설정하게 되며, 상기 제1구동펄스의 상태가 바뀌더라도 상기 솔레노이드(60)는 제2구동펄스가 발생될 때까지 댐퍼(70)의 오픈상태를 유지시킨다. 이후 냉장실내의 온도가 설정온도보다 내려가게 되면, 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 제2펄스발생기가 구동되어 제2구동펄스가 발생되며, 이로 인해 솔레노이드(60) B단자로 제1구동전원이 공급되고 A단자로 제2구동전원이 공급되어 솔레노이드(60)를 제2구동하게 되며, 상기 솔레노이드(60)의 제2구동에 의해 댐퍼(70)가 닫혀 냉기 가스의 냉장실내 유입통로를 단절시킨다. 이 경우 상기 제2구동펄스가 "로우"상태로 변환되더라도, 상기 제1구동펄스가 발생될시까지 댐퍼(70)의 닫힌 상태를 유지시킨다.
따라서 냉장실내의 온도가 설정온도가 높아지면 댐퍼(70)가 오픈되어 냉기 가스가 냉장실내로 유입되고, 설정온도 보다 낮아지면 댐퍼(70)가 닫혀 냉기 가스의 유입이 차단되어 냉장실의 온도가 설정온도로 유지된다.
세번째로 냉장실 사용 정지시의 동작과정을 살펴본다.
냉장실 사용 정지의 경우에는 냉장실 및 냉동실을 모두 사용 정지하는 경우와, 냉동실을 냉장실로 사용하고 냉장실의 사용을 정지하는 경우가 있다. 상기와 같이 냉장실의 사용을 정지시키고자 할시 전자의 경우 F/X스위치 (SW31)를 사용하며, 후자의 경우 R/X스위치 (SW32)를 사용한다.
상기 F/X스위치(SW31) 또는 R/X스위치(SW32)가 "온"되면 단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 2A 및 2B단자로 제2상태신호인 "하이"신호가 인가된다. 이때 (2b)와 같이 상기 "하이"신호는 선택된 F/X스위치 (SW31) 또는 R/X스위치 (SW32)가 오프될 때까지 유지되며, 다이오드(D21)에 의해 비교기 (CMP)의 출력이 제1상태 신호 "로우" 신호를 발생하더라도 트랜지스터(Q41)를 턴온시키게 된다. 따라서 상기 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)의 1A 및 1B단자로는 기능스위치(F/X 또는 R/X)가 오프될시까지 "로우"신호가 인가된다. 그러므로 상기 기능스위치(F/X 또는 R/X스위치)가 일단 "온"되면 상기 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)는 (2d)와 같이 제2구동펄스를 발생하며, 이로 인해 상기한 바와 같이 솔레노이드(60)가 제2구동되어 댐퍼(70)를 닫게 된다. 이 상태는 (2d)와 같이 기능스위치(F/X 또는 R/X스위치)가 선택되는 동안 유지되며, 상기 쌍단안정 멀티바이브레이터(DMM)는 최초 기능스위치 발생시점에만 제2구동펄스를 발생하게된다.
상기와 같이 기능스위치(F/X 또는 R/X스위치)가 오프되어 냉장실 사용정지상태를 해재하고 냉장실 사용모드로 천이되면, 비교기(CMP)에서는 (2a)와 같은 제1상태신호인 "로우"신호를 출력하여 상기 과정과 같은 방식으로 냉장실내의 온도를 설정온도로 유지시킨다.
상술한 바와 같이 솔레노이드 댐퍼의 구조변경에 따라 솔레노이드에 인가하는 펄스폭을 용이하게 변경할 수 있으며 안정된 펄스전압에 의해 솔레노이드 구동용 소자를 제어하므로서 릴레이의 동작을 안정하게 제어할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 솔레노이드(60)의 제1구동에 의해 댐퍼를 오픈시켜 냉기 가스를 냉장실내로 유입시키고, 상기 솔레노이드(60)의 제2구동에 의해 댐퍼를 닫아 냉기 가스의 통로를 단절시키는 냉장고의 솔레노이드 댐퍼 제어회로에 있어서, 상용 교류 전원을 정류하여 제1 및 제2구동전원을 발생하는 정류부(10)와, 상기 냉장실내에 부착된 센서를 통해 감지되는 비교전압과 설정온도의 기준전압을 비교하여, 냉장실내의 온도가 고온일시 제1상태 신호를 발생하고 저온일시 제2상태신호를 발생하는 온도비교부(20)와, 냉장실 사용 정지 기능의 스위칭 신호 발생시 상기 제2상태신호를 발생하는 기능선택부(30)와, 상기 상태신호에 의해 소정주기의 구동펄스 신호를 발생하는 제1 및 제2펄스 발생기를 구비하며, 상기 온도비교부(20) 및 기능선택부(30)의 출력을 입력하여 상기 제1상태신호 발생시 상기 제1펄스발생기가 트리거되어 제1구동펄스를 발생하고, 제2상태 신호 발생시 상기 제2펄스발생기가 트리거되어 제2구동펄스를 발생하는 구동펄스발생부(40)와, NC단자가 상기 정류부(10)의 제2구동전원에 연결되는 동시에 NO단자가 상기 정류부(10)의 제1구동전원에 연결되는 제1 및 제2릴레이를 구비하며, 상기 제1릴레이의 공통단자를 상기 솔레노이드(60)의 A단자에 접속하고 상기 제2릴레이의 공통단자를 상기 솔레노이드(60)의 B단자에 접속하도록 구성하고, 상기 구동펄스 발생부(40)의 출력을 입력하여 상기 제1구동펄스 발생시 상기 제1릴레이가 구동되어 상기 제l구동전원이 상기 솔레노이드(60)의 A단자에서 B단자로 인가되도록 하여 상기 솔레노이드(60)를 제1구동시키며, 상기 제2구동펄스 발생시 상기 제2릴레이가 구동되어 상기 제1구동전원이 상기 솔레노이드(60)의 B단자에서 A단자로 인가하도록 하여 상기 솔레노이드(60)를 제2구동시키는 구동부(50)로 구성됨을 특징으로 하는 솔레노이드 댐퍼 제어회로.
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