KR100347103B1 - 트라이액을 이용한 릴레이 보호방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트라이액에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 릴레이 오프동작시 트라이액을 이용하여 제어하므로 릴레이 접점단자의 소손을 최소화 할 수 있는 트라이액을 이용한 릴레이 보호 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 부하에 공급중인 전원을 차단하는 경우 릴레이와 병렬로 연결된 트라이액을 먼저 구동하여 전류가 흐를 수 있는 분로를 형성한 후, 상기 릴레이의 오프 동작을 수행하도록 하였다. 따라서 본 발명에서는 릴레이의 접점단자에 발생하는 불꽃을 최소화하여 접점단자의 소손을 방지하므로, 릴레이를 보호할 수 있다.

Description

트라이액을 이용한 릴레이 보호방법{Relay Protection Method used Triac}

본 발명은 트라이액을 이용한 릴레이 보호방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 릴레이 오프 동작시 트라이액을 이용하여 릴레이의 접점단자에 발생하는 불꽃을 최소화하므로 릴레이를 보호하는 트라이액을 이용한 릴레이 보호방법에 관한 것이다.

전자레인지는 음식물을 조리하는 조리기기로서 수 GHz의 마이크로 파를 요리대상 음식물에 조사하고, 음식물의 분자들이 진동시 발생하는 마찰열을 이용하여 음식물을 요리한다.

전자레인지에는 열을 발생하는 히터나 마이크로 파를 발생하는 마그네트론과 같은 고전압을 동력원으로 사용하는 장치와 마이크로 프로세서나 동작상태를 표시하는 발광 다이오드와 같은 저전압을 사용하는 장치들로 구성된다.

전자레인지의 제어부는 릴레이나 스위치등을 이용하여 구동전원의 투입과 차단을 제어하므로 전자레인지의 동작을 제어한다.

다음은 종래기술에 따른 트라이액을 이용한 릴레이 보호 방법에 대해 도 1을 가지고 설명한다.

상기 도 1에서 보는 바와 같이 종래기술에 의한 회로도에서는 전원(P1), 부하(L1), 트라이액(T1), 릴레이(R1), 그리고, 제어부(C1)로 구성되어 있다.

상기 전원(P1)은 외부에서 인가되는 것으로 전자레인지의 각 구성부의 동작원으로 이용되고, 상기 도 1에서 보는 바와 같이 부하(L1)에 연결되어 있다.

그리고, 상기 부하(L1)와 연결되어 트라이액(T1)과 릴레이(R1)가 병렬로 구성되어 있다.

상기 트라이액(T1)은 게이트단자에 일정전류를 공급하면, 양단을 도통시키는 3단자 스위칭 소자로서 상기 게이트단자는 제어부(C1)에 연결하여 신호를 공급받고, 상기 양단자는 상기 릴레이(R1)와 병렬연결되어 전류가 흐를수 있도록구성된다.

도 1에서 보는 바와 같이 상기 트라이액(T1)은 부하에 흐르는 전류를 상기 릴레이(R1)와 함께 나누어 공급할 수 있는 분로의 역활을 한다.

상기 릴레이(R1)에는 코일단자와 접접단자를 포함하며, 상기 트라이액(T1)과 상기 접점단자를 병렬로 연결하고, 상기 코일단자는 제어부(C1)에 연결된다.

상기 제어부(C1)에서 상기 코일단자에 신호를 공급하면, 상기 코일단이 접점단자를 구동하여 동작한다.

상기한 바와 같이 상기 트라이액과 릴레이는 제어부의 신호에 의해 동작하여 상기 부하에 전원을 연결한다.

다음은 종래기술에 의한 도 1의 동작과정을 설명한다.

사용자가 전자레인지를 사용하기 위해 전자레인지에 포함된 외부 입력장치(도시하지 않음)를 이용하여 신호를 공급하면 상기 제어부(C1)에서는 입력신호를 감지하고, 상기 부하를 구동하기 위해 전원(P1)과 부하(L1)가 폐회로가 되어야 함을 판단한다.

상기 제어부(C1)는 먼저 부하(L1)와 연결된 트라이액(T1)을 구동하기 위해 게이트단자에 동작신호를 공급하여 상기 트라이액(T1)이 도통하도록 한다.

상기 트라이액(T1)이 도통된 이후, 상기 릴레이(R1)가 동작하도록 상기 제어부(C1)에서는 릴레이(R1)의 코일단자에 동작신호를 공급하여 상기 릴레이(R1)의 접점이 구동하여 온(ON) 상태가 되도록 한다.

상기와 같은 동작 단계를 수행하는 이유는 상기 릴레이(R1)로만 온 동작을수행하면 고압의 전원이 흐르는 상기 릴레이(R1)의 접점에 초기돌입전류에 의한 불꽃이 발생하여 상기 접점이 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 릴레이(R1)가 구동된 이후에 상기 제어부(C1)에서는 게이트신호를 중단하여 상기 트라이액(T1)이 더 이상 구동되지 않도록 한다.

사용자가 상기 전자레인지의 사용을 마치고 상기 입력장치를 이용하여 동작을 멈추면, 상기 제어부(C1)에서 신호를 감지하고, 부하(L1)에 공급되는 전원을 차단해야 함을 판단한다.

상기 제어부(C1)에서는 상기 릴레이(R1)의 코일단자에 인가하던 신호의 공급을 중단하여 상기 릴레이(R1)가 오프(OFF) 상태가 되도록 한다.

상기 부하(L1)와 전원(P1)은 개회로가 되어 전원(P1)이 더 이상 공급되지 않게 되어 상기 부하의 구동은 멈추고, 상기 전자레인지의 동작은 종료된다.

상기한 바와 같이 종래기술에서는 부하에 공급되던 전원을 차단하기 위해 릴레이만을 동작하여 부하에 공급되던 전원을 차단하였다.

따라서, 릴레이 오프 동작시 상기 릴레이의 접점단자가 개방되면서 상기 접점단자에 흐르고 있는 전류에 의해 불꽃이 발생하고, 상기 접점단자가 손상되거나 접점이 융착되어 오동작하는 문제가 있었다.

또한, 종래기술에 의한 릴레이의 오프동작 방법으로 장기간 사용하는 경우 릴레이 접점단자의 상태가 불량하게 되어 수명이 단축되고, 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 릴레이 오프 동작시 트라이액을 이용하여 접점에서 발생하는 불꽃을 최소화하므로 릴레이를 보호할 수 있는 트라이액을 이용한 릴레이 보호방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래기술에 의한 회로도,

도 2는 본 발명에 의한 릴레이 오프 동작시 제어부의 신호 파형도,

도 3은 본 발명에 의한 릴레이 보호 동작 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

T1 : 트라이액 P1 : 전원

R1 : 릴레이 C1 : 제어부

L1: 부하

S1 : 트라이액 게이트단자 신호

S2 : 릴레이 코일단자 신호

S3 : 릴레이 접점 단자신호

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트라이액을 이용한 릴레이 보호방법은 부하에 공급되는 전원 차단시 릴레이와 병렬로 연결된 트라이액의 게이트단자에 신호를 보내는 제 1단계와; 상기 트라이액 동작시 릴레이 코일단자에 공급하던 신호를 중단하는 제 2단계와; 소정시간 경과 후 상기 트라이액의 게이트단자에 신호공급을 중단하는 제 3단계를 포함하여 구성된다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 트라이액을 이용한 릴레이 보호방법에 대해 설명한다.

본 발명의 회로구성은 종래기술에 의한 도 1의 회로구성과 동일하게 구성되어 있다.

종래기술과 마찬가지로 본 발명 역시 전원(P1), 부하(L1), 트라이액(T1), 릴레이(R1), 그리고, 제어부(C1)를 도 1과 같이 연결하여 구동한다.

다음은 본 발명의 동작에 대해 설명한다.

사용자가 전자레인지를 사용하기 위해 입력장치를 이용하여 동작하면, 상기 제어부(C1)에서 입력신호를 감지하고, 상기 전자레인지가 구동하도록 부하(L1)에 전원(P1)이 공급되어야 함을 판단한다.

상기 제어부(C1)는 먼저 상기 트라이액(T1)이 구동하도록 게이트단자에 신호를 공급하여 상기 트라이액(T1)을 도통시켜, 상기 전원(P1)이 부하(L1)와 폐회로를 형성하여 전류가 흐르도록 한다.

그리고, 상기 제어부(C1)는 릴레이(R1)가 온 상태가 되도록 상기 릴레이(R1)의 코일단자에 신호를 보내어 상기 릴레이(R1)의 접점을 통해 상기 부하(L1)에 전류가 흐르도록 한다.

상기 릴레이(R1)가 온 동작하면, 상기 제어부(C1)에서는 부하(L1)에 전원이 공급되는 것을 판단하고, 상기 트라이액(T1)이 더 이상 구동하지 않아도 되므로 상기 게이트단자에 공급하던 신호를 중단한다.

따라서, 상기 부하(L1)에는 상기 릴레이(R1)를 통해서만 입력전원이 공급되어 동작하므로 사용자는 원하는 요리를 수행 할 수 있다.

사용자가 요리동작을 완료한 뒤 상기 전자레인지의 구동을 멈추기 위해 상기 입력장치를 동작하면, 상기 제어부(C1)는 상기 입력장치의 신호를 감지하고, 상기 부하(L1)에 전원공급을 차단해야 함을 판단한다.

상기 제어부(C1)는 오프 상태였던 상기 트라이액(T1)을 구동하기 위해 상기 게이트단자에 신호를 공급하여 구동시킨다.

상기 트라이액(T1)은 도통되어 상기 부하(L1)에 전류를 공급하고, 상기 제어부(C1)는 상기 릴레이(R1)가 오프 되도록 상기 코일단자에 공급되던 신호를 중단한다.

따라서, 상기 릴레이(R1)의 접점단자는 오프상태가 되고, 상기 릴레이 접점단자를 통해 흐르는 전류는 상기 트라이액(T1)을 통해 흐름상태가 유지되므로 상기 릴레이(R1)의 접점단자에는 불꽃이 발생하지 않게 된다.

상기 릴레이(R1)의 오프동작이 완료되면, 상기 제어부(C1)는 상기 게이트단자에 공급하던 신호를 중단하여 상기 트라이액(T1)이 도통되지 않도록 한다.

따라서, 상기 부하(L1)에는 전원이 공급되지 않게 되어 상기 전자레인지의 구동은 종료된다.

다음은 본 발명에 의한 릴레이 오프 동작시 제어부의 신호 파형을 도 2를 가지고 설명한다.

상기 도 2는 부하에 공급되는 전원을 차단하기 위해 제어부(C1)가 릴레이(R1)와 트라이액(T1)에 공급하는 신호의 파형을 도시한 것이다.

상기 도 2의 신호 S1은 트라이액(T1)을 구동하기 위해 상기 제어부(C1)가 트라이액(T1)의 게이트 단자에 공급하는 신호의 파형을 보여주고 있다.

상기 신호 S1에서 보는 바와 같이 제어부(C1)는 일정시간 동안만 트라이액(T1)의 게이트 단자에 신호를 공급하여 트라이액(T1)이 상기 일정시간 동안만 온 상태를 유지하도록 한다.

신호 S2는 릴레이(R1)의 코일단자에 공급하는 신호파형의 모습으로서, 도 2에서 보는 바와같이 온 상태의 신호가 오프 상태로 바뀌면서 유지되는 것을 보여준다.

따라서, 상기 릴레이(R1)는 상기 신호 S2로 인하여 코일단자에 공급되던 전원이 차단되어 상기 릴레이(R1)의 접점단자가 오프 상태가 된다.

상기 도 2의 보는 바와같이 부하(L1)에 공급되는 전원을 차단하기위해 상기 제어부(C1)가 상기 릴레이(R1)의 코일단자에 신호를 중단하는 시점과 상기 트라이액(T1)을 구동하기 위해 게이트 단자에 신호를 공급하는 시점이 같다는 것을 알 수 있다.

신호 S3는 상기 S2의 신호에 의해 상기 릴레이(R1)의 접점단자가 동작하여 처음 온 상태에서 오프 상태로 완료되기까지 소요되는 시간과 접점의 상태를 보여주고 있다.

상기 릴레이(R1)의 접점단자는 기구적으로 구성되어 상기 릴레이(R1)의 코일단자에 상기 S2와 같은 신호 인가시 즉시 동작하지 못하고, 약간의 릴레이 지연시간(Relay release time)이 발생한다.

즉, 상기 신호 S2가 상기 릴레이(R1)의 코일단자에 공급된 이후, 기구적인 구성을 갖는 릴레이(R1)의 접점단자가 완전하게 오프 상태가 되기 까지는 약간의 시간이 소요된다.

상기 도 2에서 보는 바와 같이 신호 S3의 릴레이 지연시간이 신호 S1의 트라이액(T1) 온 구간을 초과하지 않아야 상기 릴레이(R1)의 접점단자에 발생하는 불꽃을 예방하며 부하(L1)에 공급되는 전압을 안전하게 차단할 수 있게 된다.

다음은 본 발명에 따른 도 3의 흐름도를 가지고 트라이액을 이용한 릴레이 보호 방법에 대해 설명한다.

제 10단계는 부하(L1)에 전원공급을 중지할 것인지를 판단하는 단계이다.

즉, 제어부(C1)가 상기 부하(L1)에 더 이상 전원(P1)을 공급하지 않아도 된다고 판단되면 제 11단계로 진행하며, 상기 제어부(C1)가 상기 부하(L1)에 전원을 계속 공급해야 한다고 판단하면, 제 20단계로 분기하여 진행한다.

상기 제 11단계는 릴레이 오프동작시, 접점단자에 불꽃이 발생하는 것을 방지하기 위한 단계로서, 상기 제어부(C1)가 게이트단자에 신호를 공급하여 트라이액(T1)을 구동하는 단계이다.

다음, 제 13단계는 온 상태였던 릴레이(R1)의 동작을 멈추기 위해 상기 릴레이(R1)의 코일 단자에 공급하던 제어부(C1)의 신호를 중단하는 단계이며 이후에 제 15단계로 진행한다.

상기 제 15단계는 상기 제 13단계에서 릴레이(R1)의 코일단자에 공급하던 신호가 중단된 후, 상기 코일단자와 연동하여 릴레이(R1)의 접점단자가 회로에서 완전히 오프되기 까지 걸리는 접점동작시간이 충분하게 경과되었는지를 판단하는 단계이다.

상기 제 15단계에서 기설정된 릴레이(R1) 접점동작시간을 경과되면, 제 17단계로 진행하고, 상기 시간이 경과되지 않았다면, 상기 제 15단계로 진행하여 상기 접점 동작시간이 경과되기까지 반복하여 감지한다.

상기 제 17단계에서는 상기 릴레이(R1)의 접점단자가 오프 상태가 되었으므로 상기 트라이액(T1)의 구동을 중단하기 위해 게이트신호의 공급을 중단하는 단계이며, 이후 상기 흐름도에 의해 전자레인지는 다음 동작을 대기하며 종료된다.

본 발명에서는 릴레이(R1) 오프 동작시 트라이액(T1)을 선행 구동하여 상기 릴레이(R1)에 흐르는 전류가 상기 트라이액(T1)으로 분기되어 흐를수 있도록 분로를 형성하여 상기 릴레이(R1)에서 발생하는 불꽃으로 인한 접점의 소손을 방지 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 부하에 흐르는 전류를 차단하기 위해 릴레이 오프 동작시, 트라이액의 구동을 선행하여 릴레이의 오프 동작을 수행하는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서 본 발명은 릴레이 오프 동작시 릴레이 접점에서 발생하는 불꽃을 줄이므로 접점단자의 소손을 줄여 릴레이의 수명을 연장하고, 릴레이의 동작 신뢰도를 향상 시킬수 있는 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 부하와 연결되어 전류를 공급하는 릴레이에 있어서:

   부하에 공급되는 전원차단시 릴레이와 병렬로 연결된 트라이액의 게이트단자에 신호를 공급하는 제 1단계와;

   상기 트라이액 동작후 릴레이 코일단자에 공급하던 신호를 중단하는 제 2단계와;

   소정시간 경과 후 상기 트라이액의 게이트단자에 공급하던 신호를 중단하는 제 3단계를 포함하여 구성되는 트라이액을 이용한 릴레이 보호 방법.