KR960004155Y1 - 진공청소기용 브러쉬모터의 전압자동 절환회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

진공청소기용 브러쉬모터의 전압자동 절환회로

제1도는 본 고안의 회로도이고,

제2a~f도는 110V 전압인가시의 파형도이며,

제3a~f도는 220V 전압인가시의 파형도이고,

제4도는 종래 진공청소기를 설명하기 위한 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전원부 2 : 입력전압 검출부

3 : 마이컴 4 : 릴레이스위치

5 : 릴레이 절환부 6 : 브러쉬모터

7 : 모터구동부 8 : 전원위상 검출부

9 : 트랜스 10 : 정류부

11 : 레귤레이터 12 : 트라이액

13 : 포토트라이액 14 : 포토다이오드

xn, xm : 제로점 R1-R7 : 저항

C1-C5 : 캐패시터 TR1, TR2 : 트랜지스터

L1 : 코일 Q1, Q2 : 전압점

본 고안은 진공청소기용 브러쉬모터의 전압자동 절환회로에 관한 것으로, 특히 입력되는 전압의 크기를 판별하고, 그 판별된 결과에 의해 전압절환 릴레이스위치를 절환되게 함은 물론 브러쉬모터의 전압위상을 제어되게 함으로써, 입력되는 접압에 관계없이 브러쉬모터를 연속적으로 구동시킬 수 있도록 됨은 물론 사용자의 오조작으로 인한 브러쉬모터의 파손등도 방지되도록 한 진공청소기용 브러쉬모터의 전압자동 절환회로에 관한 것이다.

일반적으로 진공청소기는 제4도에 도시된 바와 같이 각종 오물등을 저장하도록 된 몸체부(70)가 신축성을 구비한 호스부재(71)에 연결되고, 사용자가 손으로 잡고 청소동작을 수행하도록 된 핸드그립(72)과 이에 연결 결합된 파이프부재(73)가 상기 호스부재(71)에 순차적으로 연결되어 있다. 그리고 브러쉬모터(도시안됨)의 회전에 의해 실내바닥면 혹은 외부의 바닥면에 접촉되어 각종 오물등을 흡입구(이하 브러쉬라 함, 74)를 통하여 흡입하도록 된 브러쉬부재(75)가 상기 파이프부재(73)에 연결되어 있다.

한편, 상기 진공청소기를 사용할 경우에는 사용자가 핸드그립(72)에 설치되어 있는 전원스위치(76)를 온(on)시키면 외부전원(도시안됨)으로부터 이 진공청소기에 전원이 인가되어 진공청소기의 브러쉬모터가 작동되게 되는데, 이때 사용자는 진공청소기의 핸드그립(72)과 파이프부재(73)를 잡고 브러쉬부재(75)를 청소할 부분에 접촉시켜 앞으로만 계속 진행하면 이 브러쉬부재(75)의 하부에 설치된 브러쉬(74)를 통하여 오물이 흡입되면서 청소동작이 수행되게 된다. 그리고 상기와 같은 진공청소기 브러쉬모터는 그 동작전원이 단일전원 즉, 110V 또는 220V의 전압전용으로만 사용되고 있다.

그러나 상기와 같은 종래 진공청소기의 브러쉬모터는 그 동작전원이 단일전원 110V의 전압전용이거나 220V의 전압전용으로만 사용되고 있어 사용전원이 서로 다른 곳에서는 전혀 사용할 수가 없게 되거나 혹은 별도의 승압 또는 장압장치를 설치해야 되므로 이에 따라 상당히 불편하게 됨은 물론 사용자가 사용전압을 잘못 인가시켰을 경우 시스템이 파손되는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 입력되는 전압의 크기를 판별하고 그 판별된 결과에 의해 전압절환 릴레이스위치를 절환되게 함은 물론 브러쉬모터의 전압위상을 제어되게 함으로써, 입력되는 전압에 관계없이 브러쉬모터를 연속적으로 구동할 수 있도록 됨은 물론 사용자의 오조작으로 인한 브러쉬모터의 파손등도 방지되도록 한 진공청소기용 브러쉬모터의 전압자동 절환회로를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 입력되는 전원전압을 강압한 다음 그 강압된 AC전압을 전파 정류하도록 된 전원부, 이 전원부의 정류전압을 전압분배 작용에 따라 분압하도록 된 입력전압 검출부, 그리고 이 입력전압 검출부의 분압된 전압값을 판단한 다음 그 판단결과에 따라 소정시간 지연된 동작제어신호를 출력하도록 된 마이컴, 이 마이컴의 동작제어신호에 의해 상기 전원부의 릴레이스위치의 접점을 전환하도록 된 릴레이 절환부, 상기 마이컴의 소정시간 지연된 동작제어신호에 의해 브러쉬모터에 위상제어된 동작전압을 공급하도록 된 모터구동부, 상기 전원부의 정류전압을 공급받아 그 위상이 제로인 점에서만 출력한 다음 그 출력된 위상전압을 상기 마이컴으로 입력시키도록 된 전원위상 검출부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 고안은 제1도에 도시된 바와 같이 입력되는 전원전압을 강압합 다음 그 강압된 AC전압을 전파 정류하도록 된 전원부(1), 이 전원부(1)의 정류전압을 전압분배작용에 따라 분압하도록 된 입력전압 검출부(2), 그리고 이 입력전압 검출부(2)의 분압된 전압값을 판단한 다음 그 판단결과에 따라 소정시간 지연된 동작제어신호를 출력하도록 된 마이컴(3), 이 마이컴(3)의 동작제어신호에 의해 상기 전원부(1)의 릴레이스위치(4)의 접점을 절환하도록 된 릴레이 절환부(5), 상기 마이컴(3)의 소정시간 지연된 동작제어 신호에 의해 브러쉬모터(6)에 위상제어된 동작전압을 공급하도록 된 모터구동부(7), 상기 전원부(1)의 정류전압을 공급받아 그 위상이 제로인 점에서만 출력전압을 출력한 다음 그 출력된 위상전압을 상기 마이컴(3)으로 입력시키도록 된 전원위상 검출부(8)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 전원부(1)에는 릴레이스위치(4)의 공통단자(com)에 전원전압의 일단이 연결되고, 강압용 트랜스(9)의 1차측 220V단에는 상기 릴레이스위치(4)의 접점(A)이 연결되어 있으며, 강압용 트랜스(9)의 1차측 110V단에는 릴레이스위치(4)의 접점(B)이 연결되어 있다. 또한 정류작용을 하도록 된 정류부(10)의 일단에는 상기 트랜스(9)의 2차측이 연결되어 있다.

한편, 상기 입력전압 검출부(2)에는 다이오드(D1)의 일단에 상기 전원부(1)의 정류부(10) 일단이 연결되어 있고, 다이오드(D1)의 또다른 일단에는 캐패시터(C1)와 정격전압용 레귤레이터(11)가 연결되어 있으며, 상기 캐패시터(C1)와 상기 레귤레이터(11)의 사이에는 저항(Ra)이 연결되어 있다. 그리고 상기 저항(Ra)에는 저항(Rb)이 연결되어 있고, 상기 마이컴(3)의 Vcc단과 레귤레이터(11)의 일단 사이에는 캐패시터(C2)가 연결되어 있으며, 저항(Ra)과 저항(Rb) 사이에는 상기 마이컴(3)의 A/D단이 연결되어 있다.

또한, 상기 전원위상 검출부(8)에는 트랜지스터(TR1)의 베이스단에 캐패시터(C3)가 병렬연결된 저항(R1)과 저항(R2)이 연결되어 있고, 트랜지스터(TR2)의 콜렉터단에는 저항(R3)과 상기 마이컴(3)의 pin단자와 캐패시터(C4)가 연결되어 있으며, 상기 저항(R3)의 일단에는 상기 마이컴(3)의 Vcc단으로부터 바이어스전압(Vcc)를 공급받도록 되어 있다.

그리고, 상기 릴레이 절환부(5)에는 트랜지스터(TR2)의 베이스단에 저항(R4)이 연결되어 있고, 트랜지스터(TR2)의 콜렉터단에는 상기 릴레이스위치(4)의 코일(L1)이 연결되어 있으며, 저항(R4)의 일단에는 상기 마이컴(3)의 put1단이 연결되어 있고, 릴레이스위치(4)의 코일(L1) 일단에는 바이어스전압(Vcc)이 공급되게 되어 있다.

한편, 상기 모터구동부(7)에는 트라이액(12)의 T2단에 저항(R5)과 브러쉬모터(6)가 연결되어 있으며, 이 트라이액(12)의 T1과 T2단 사이에는 캐패시터(C5)와 저항(R6)이 연결되어 있으며, 트라이액(12)의 G단에는 포토트라이액(13)이 연결되어 있다. 그리고 이 포토트라이액(13)과 포토커플러를 구성하도록 된 포토다이오드(14)의 캐소오드단에는 저항(R7)이 연결되어 있고, 포토다이오드(14)의 애노드단에는 상기 마이컴(3)의 pout2단이 연결되어 있으며, 저항(R7)의 일단에는 상기 마이컴(3)의 Vcc단으로 부터 바이어스전압이 공급되게 된다.

다음에는 상기와 같은 구성으로 된 본 고안의 작용효과를 설명한다.

본 고안은 외부로부터 상용전원(AC 110V 혹은 220V)이 인가되면 동작을 시작하게 되는데, 이때 AC 110V의 전압이 진공청소기 시스템에 인가될 경우는 그 AC 110V의 전압이 전원부(1)의 릴레이스위치(4) 접점(B)을 통하여 트랜스(9)의 110V단에 인가되게 되고 그리고 이 트랜스(9)에서 상기 인가전압을 일정전압, 예컨대 15~20V 정도로 강압한 다음 정류부(10)로 인가시킨다. 또한 정류부(10)에서는 상기 강압된 AC 전압을 전파 정류한 후 입력전압 검출부(2)의 다이오드(D1)에 인가한다. 이때, 전원부(1)의 Q1점의 파형은 제2도 (b)에 도시된 바와 같이 맥류가 포함된 전파정류의 파형이 나타나게 된다. 한편, 상기 정류부(10)의 출력전압이 다이오드(D1)를 통과하면 전원전압의 정확한 제로점이 선택된 구형파의 전압을 얻게 된다.

그리고, 이 구형파의 전압은 식(1)

에 따라 저항(Ra)과 저항(Rb)에 의해 전압분배된 후 그 분압된 전압 Vc는 마이컴(3)의 A/D단에 입력되게 된다. 또한 상기 다이오드(D1)의 출력전압은 레귤레이터(11)에도 인가되게 되므로 이 레귤레이터(11)에서 마이컴(3)의 Vcc단으로 정격 동작전압을 공급되게 한다.

한편, 마이컴(3)이 A/D단으로 입력 Q2점의 분압전압 즉, Vc전압을 내장된 프로그램에 따라 판단한 다음 그 판단결과 전원전압이 110V로 인가되고 있다고 판단되면 pout1단을 통하여 릴레이 절환부(5) 트랜지스터(TR2)에 로우신호(OV)를 인가하며, 상기 전원부(1)의 릴레이스위치(4)의 접점을 B접점, 즉 110V단에 그대로 유지되게 한다.

그리고 상기 Q1점의 전압은 전원위상 검출부(8)의 트랜지스터(TR1) 베이스단에 인가되게 되고, 그에 따라 트랜지스터(TR1)가 턴온되게 되어 바이어스전압이 콜렉터를 통하여 에미터로 흐르게 되는데, 이때 트랜지스터(TR1)의 동작은 제2도 (a)에 도시된 바와 같은 전원전압이 파형이 스윙할 때만 턴온되게 되고, 전원전압 파형의 제로점(Xn)에서는 트랜지스터(TR1)의 베이스단에 인가되는 전압이 없으므로 턴온되지 않는다.

따라서, 바이어스전압이 트랜지스터(TR1)가 턴온되지 않을 때에만 저항(R3)을 통하여 마이컴(3)의 pin단으로 입력되게 되므로 제2도 (c)에 도시된 바와 같이 구형파가 마이컴(3)의 pin단으로 입력되게 된다.

한편, 마이컴(3)에서는 pin단을 통하여 소정 주기 TA, 예컨대 8.3(ms) 주기의 구형파가 입력될 때, 그 구형파의 하강 모서리(fall edge) 부분이 경과할 때마다, 즉, Td의 주기만큼 시간지연된 후 pout2를 통하여 모터구동부(7)의 포토다이오드(14)에 로우신호(OV)를 주기적으로 인가한다. 그러면 바이어스전압이 포토다이오드(14)로 흐르게 되어 이 포토다이오드(14)가 발광함에 따라 이와 포토커플러를 구성하는 포토트라이액(13)도 턴온되게 된다. 따라서, 110V의 전원전압이 브러쉬모터(6)와 저항(R5)를 통하여 포토트라이액(13)에 흐르게 되고 그에 따라 트라이액(12)의 G단에 제2도 (e)에 도시된 바와 같은 파형의 트리거전압이 공급되게 된다.

또한 트라이액(12)의 G단에 AC파형이 제로점(Xn)으로 부터 Td만큼 시간지연된 크리거전압이 공급됨에 따라 트라이액(12)이 턴온되게 되어 110V의 전원전압이 제2도 (f)에 도시된 파형과 같이 상기 트라이액(12)의 G단에 하이신호가 입력되는 시점부터 브러쉬모터(6)를 거쳐 트라이액(12)의 T2단과 T1단으로 흐르게 되므로 이 브러쉬모터(6)가 동작되게 되어 사용자로 각종 청소동작을 수행하도록 한다.

이때, 상기 110V의 위상전압은 브러쉬모터(6)에 시간지연된 Td 주기를 제외하고는 대부분 공급된다.

한편, 전원전압이 220V로 인가될 때에는 AC 220V의 전압이 전원부(1)의 릴레이스위치(4) 접점(B)을 통하여 트랜스(9)의 110V단에 인가되게 되고 그리고 이 트랜스(9)에서 상기 인가전압을 일정전압으로 강압한 다음 정류부(10)로 인가시키게 된다.

이때 상기 트랜스(9)의 2차측으로 강압출력되는 전압은 110V 전압이 인가될 때보다 2배의 전압으로 출력된다. 또한 정류부(10)에서 상기 강압된 AC전압을 전파정류한 후 입력전압 검출부(2)의 다이오드(D1)에 인가한다. 이때, 전원부(1)의 Q1점의 파형은 제3b도에 도시된 바와 같이 맥류가 포함된 전파정류의 파형이 나타나게 된다.

한편, 상기 정류부(10)의 출력전압이 다이오드(D1)를 통과하면 전원전압의 정확한 제로점이 선택된 구형과의 전압을 얻게 된다. 그리고 이 구형파의 전압은 상기 식(1)에 따라 전압분배된 후 그 분압된 전압이 입력전압 검출부(2)의 Q2점에 나타난다.

즉 이 Q2점의 전압은 110V 전압인가시의 분압전압 Vc보다 2배의 크기이므로 2Vc 전압으로 나타나게 되어 마이컴(3)의 A/D단에 입력되게 된다. 또한, 상기 다이오드(D1)의 출력전압을 레귤레이터(11)에도 인가되게 되므로 이 레귤레이터(11)에서 마이컴(3)의 Vcc단으로 정격 동작전압을 공급되게 한다.

한편, 마이컴(3)의 A/D단으로 입력된 Q2점의 분압전압 즉 2Vc의 전압을 내장된 프로그램에 따라 판단한 다음 그 판단결과 220V의 전압이 전원전압으로 공급되고 있다고 판단하면 Pout2단을 통하여 릴레이 절환부(5)의 트랜지스터(TR2) 베이스단에 하이신호(5V)를 인가시킨다. 그리고 이 트랜지스터(TR2)의 베이스단에 하이신호가 인가됨에 따라 트랜지스터(TR2)가 턴온되게 되고 이에 따라 바이어스전압이 코일(L1)를 통하여 트랜지스터(TR2)의 콜렉터단으로 흐르게 된다.

따라서, 코일(L1)이 유도되어 상기 릴레이스위치(4)의 접점(B)을 접점(A)으로 절환시키게 되므로 220V의 전압이 릴레이스위치(4)의 접점(A)을 통하여 트랜스(9)의 220V단으로 인가되게 된다. 그러므로 Q1점에는 다시 Vc 전압이 나타내게 된다.

한편, 상기 Q1점의 전압은 전원위상 검출부(8)의 트랜지스터(TR1) 베이스단에 인가되게 되고, 그에 따라 트랜지스터(TR1)가 턴온되게 되어 바이어스전압(Vcc)이 콜렉터를 통하여 에미터로 흐르게 되는데, 이때 트랜지스터(TR1)의 동작은 제3도 (a)에 도시된 바와 같이 전원전압의 파형이 스윙할 때만 턴온되게 되고, 전원전압 파형의 제로점(Xm)에서는 트랜지스터(TR1)의 베이스단에 인가되는 전압이 없으므로 턴온되지 않는다.

따라서 바이어스전압이 트랜지스터(TR1)가 턴온되지 않을 때에만 저항(R3)을 통하여 마이컴(3)의 pin단으로 입력되게 된다. 즉 제3도 (c)에 도시된 구형파로 마이컴(3)의 pin단에 입력되게 된다.

한편, 마이컴(3)에서는 pin단을 통하여 주기적으로 입력되는 220V의 구형파에서 소정주기 예컨대 Td'(≒2Td) 만큼 시간지연시킨 로우신호(OV)를 제3도 (d)에 도시된 바와 같이 주기적으로 인가한다. 그러면 바이어스전압이 포토다이오드(14)로 흐르게 되고 그에 따라 포토다이오드(14)가 발광을 하게 된다. 그리고 이 포토다이오드(14)가 발광함에 따라 이와 포토커플러를 구성하도록 된 포토트라이액(13)이 턴온되게 된다.

따라서, 220V의 전원전압이 브러쉬모터(6)와 저항(R5)을 통하여 포토트라이액(13)에 흐르게 되고 그에 따라 모터구동부(7) 트라이액(12)의 G단에 트리거전압이 공급되게 된다.

이때, 상기 트라이액(12)의 G단에는 제3도에 도시된 바와 같이 AC파형의 제로점(Xm)으로 부터 Td'(≒2Td) 만큼 시간지연된 트리거전압이 공급되게 되고, 그에 따라 트라이액(12)이 턴온되게 되어 220V의 전원전압이 제3도 (f)에 도시된 바와 같이 트라이액(12)의 G단에 하이신호가 입력되는 시점부터 브러쉬모터(6)를 거쳐 트라이액(12)의 T2단과 T1단으로 흐르게 되므로 이 브러쉬모터(6)가 동작되게 되어 사용자는 각종 청소동작을 수행하도록 한다.

즉, 상기 220V의 위상전압이 풀스윙 위상전압의 1/2되는 전압, 즉 제3도 (f)에 도시된 바와 같이 220파형으로 된 위상전압이 면적곱의 1/2되는 위상전압만 브러쉬모터(6)에 공급되게 되므로 이 브러쉬모터(6)에는 입력전압에 관계없이 항상 110V의 위상전압이 공급되게 된다.

이상 설명에서와 같이 본 고안은, 입력되는 전압의 크기를 판별하고 그 판별된 결과에 의해 전압절환 릴레이스위치를 절환되게 함은 물론 브러쉬모터의 전압위상을 제어되게 함으로써, 입력되는 전압에 관계없이 브러쉬모터를 연속적으로 구동할 수 있도록 됨은 물론 사용자의 오조작으로 인한 브러쉬모터의 파손을 방지되게 할 뿐만 아니라 입력되는 전원전압에 따라 동작전압의 위상이 자동적으로 변이되게 되므로 사용자의 추가적인 동작이 불필요하게 되어 사용상의 편리성도 향상되도록 하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. (정정) 입력되는 전원전압을 강압한 다음 그 강압된 AC전압을 전파정류하도록 된 전원부(1)와, 이 전원부(1)의 정류전압을 전압분배작용에 따라 분압하도록 된 입력전압 검출부(2)와, 그리고 이 입력전압 검출부(2)의 분압된 전압값을 판단한 다음 그 판단결과에 따라 소정시간 지연된 동작제어신호를 출력하도록 된 마이컴(3)과, 이 마이컴(3)의 동작제어신호에 의해 상기 전원부(1)의 릴레이스위치(4)의 접점을 절환하도록 된 릴레이 절환부(5)와, 상기 마이컴(3)의 소정시간 지연된 동작제어신호에 의해 브러쉬모터(6)에 위상제어된 동작전압을 공급하도록 된 모터구동부(7)와, 상기 전원부(1)의 정류전압을 공급받아 그 위상이 제로인점에서만 출력한 다음 그 출력된 위상전압을 상기 마이컴(3)으로 입력시키도록 된 전원위상 검출부(8)를 포함하여 구성된 진공청소용 회전브러쉬의 전압자동 절환회로에 있어서, 상기 입력전압 검출부(2)는 전압분배 작용을 할 수 있도록 된 저항(Ra,Rb)과 입력전압의 위상이 제로가 되는 점만을 선택하도록 된 다이오드(D1)로 구성되고 상기 릴레이 절환부(5)는 마이컴(3)의 동작제어신호에 의해 릴레이스위치(4)의 접점을 절환토록 하는 트랜지스터(TR2)와 릴레이스위치(4)의 코일(L1)로 구성된 것을 특징으로하는 진공청소기용 회전브러쉬의 전압자동 절환회로.
2. (삭제)
3. (삭제)
4. (삭제)