KR100364777B1 - 냉장고 - Google Patents

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KR100364777B1
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박진구
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Abstract

냉장고의 제어관련 구성을 ASIC(Application Specification Integrated Circuit)을 이용한 원칩(One-chip) 형태로 설계한 냉장고에 관한 것으로, 압축기와, 제상히터와, 적어도 하나의 고내 상태를 감지하기 위한 감지부와, 상기 감지부에서 감지된 고내 온도에 따른 운전상태가 상기 디스플레이부에 표시될 수 있도록 신호를 출력하는 디스플레이 구동부와, 상기 감지부의 출력을 소정 기준값들과 비교하여 그 비교 결과를 출력하는 동작조건 설정부와, 상기 동작조건 설정부의 출력에 따라 상기 압축기 또는 제상히터의 구동을 제어하고, 상기 압축기 또는 제상히터의 이상 동작시 이를 감지하여 그에 따른 경고음이 발생되도록 제어신호를 출력하는 제어신호 발생부와, 상용 교류전원을 내부 회로동작을 위한 소정레벨의 직류전원으로 변환하는 레귤레이터와, 상기 레귤레이터의 출력전압 및 상기 원칩 제어회로 내부의 온도 이상을 판별하기 위한 이상 판별부가 내장된 원칩 제어회로와, 상기 원칩 제어회로의 출력에 따라 상기 압축기를 구동하는 제 1 구동회로와, 상기 원칩 제어회로의 출력에 따라 상기 제상기를 구동하는 제 2 구동회로와, 상기 압축기 또는 제상히터의 이상 동작시 경고음을 발생하기 위한 경고음 발생부를 포함하여 구성된 것으로 ASIC을 이용한 원칩 형태의 제어회로를 통하여 압축기 또는 제상히터의 이상동작시 경고음 발생을 통하여 사용자에게 인식시킬 수 있으므로 소비 전력을 최소화 시킴과 동시에 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

냉장고{A Refrigerator}
본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 특히 냉장고의 제어관련 구성을 ASIC(Application Specification Integrated Circuit)을 이용한 원칩(One-chip) 형태로 설계한 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 식품을 신선하게 장기간 보관하는 용도로 사용되는 기기로서, 크게 본체와, 식품을 냉동 보관하기 위한 냉동실과, 식품을 냉장보관하기 위한 냉장실과, 상기 냉동실 및 냉장실을 냉각시키기 위한 냉동 싸이클로 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 냉장고를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 따른 냉장고를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 냉장고는 압축기(8)와, 제상 히터(9)와, 상용 교류전원(AC)을 저전압으로 강하시켜 전파 정류하는 전원 정류부(1)와, 상기 전원 정류부(1)에서 전파 정류된 전원을 소정 레벨의 직류 전압으로 변환하는 정전압부(2)와, 상기 정전압부(2)의 출력 전압이 일정레벨 이하이면 리셋신호를 출력하는 리셋부(3)와, 적어도 하나의 고내 상태를 감지하기 위한 감지부(5)와, 상기 정전압부(2)의 출력을 구동 전압으로 입력받고 상기 감지부(5)를 통해 입력된 적어도 하나의 고내 상태에 따라 해당 부하를 구동시키기 위한 제어신호를 출력하는 마이컴(4)과, 상기 마이컴(4)의 동작을 위한 기준 클럭 펄스를 제공하는 클럭신호 발생부(6)와, 상기 마이컴(4)의 제어 신호에 따라 상기 압축기(8) 및 제상히터(9)의 구동을 제어하는 구동회로(7)와, 상기 마이컴(4)의 제어신호에 따라 상기 압축기(8) 또는 제상히터(9)의 구동 이상시 이를 외부로 표시하기 위한 경고음 발생부(10)로 구성된다. 여기서, 미 설명 부호는 제 1 내지 제 3캐패시터(C1)(C2)(C3), 저항(R1)이다.
상기 전원 정류부(1)는 상용교류 전원(AC)을 저전압으로 강화시키는 저전압 트랜스포머(T)와, 상기 저전압 트랜스포머(T)를 통해 전압 강하된 교류전원을 전파 정류하는 브리지 다이오드(BD)로 구성된다.
상기 정전압부(2)는 상기 전원 정류부(1)에서 전파 정류된 전압을 완충하는 제 1 캐패시터(C1)와, 상기 전원 정류부(1)의 출력전압을 소정레벨의 직류전압으로 변환하는 레귤레이터(21)와, 상기 레귤레이터(21)의 출력전압을 완충시키는 제 2 캐패시터(C2)로 구성된다.
상기 리셋부(3)는 상기 레귤레이터(21)의 출력레벨을 감지하여 소정레벨 이하일 경우 리셋신호를 발생시키는 전압 감지부(31)와, 상기 전압 감지부(31)에 병렬 접속한 저항(R1) 및 제 3 캐패시터(C3)로 구성된다.
상기 클럭신호 발생부(6)는 크리스탈 발진기(X-tal)와, 상기 크리스탈 발진기(X-tal)의 양단에 연결되는 제 4 및 제 5 캐패시터(C4)(C5)와, 상기 크리스탈 발진기(X-tal)와 병렬 접속하는 제 2 저항(R2)으로 구성된다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 냉장고의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 전원 정류부(1)를 통해 상용 교류전원(AC)이 인가되면 상기 저전압 트랜스포머(T1)를 통해 전압 강하되고, 전압 강하된 전원은 상기 브리지 다이오드(BD)를 거치면서 전파 정류된다.
상기 변환된 직류전원은 상기 정전압부(2)의 레귤레이터(21)를 통해 소정레벨의 정전압으로 변환되어 상기 마이컴(4)의 구동전압으로 인가된다.
한편, 상기 리셋부(3)에서는 상기 마이컴(4)의 구동 전압으로 인가되는 전압 레벨이 일정레벨 이하인지 여부를 감지하여 구동 전압이 일정레벨 이하이면 상기 마이컴(4)을 초기화시키기 위한 리셋 신호를 출력한다.
이어서 상기 마이컴(4)은 상기 감지부(5)를 통해 증발기(도시생략) 및 냉동실 고내온도 감지신호를 입력받아 상기 압축기(9) 및 제상 히터(10)를 구동하기 위해 상기 클럭신호 발생부(7)로부터 입력되는 기준 펄스와 동기 되도록 해당 제어신호를 출력한다.
이때, 타이머(도시생략)에 누적된 압축기의 운전시간이 일정시간 이상 경과되면 상기 마이컴(4)에서는 상기 압축기(9) 구동정지 신호를 출력하고, 상기 제상히터(10)를 구동시키도록 신호를 출력한다.
즉 상기 타이머(도시생략)의 적산시간이 일정시간 경과되면 상기 압축기(9)의 구동은 정지되고, 상기 제상히터(10)가 발열되어 얼음을 녹이게 된다.
따라서, 상기 제상히터(10)가 발열되어 제상이 끝난 후 증발기(도시생략)의 온도가 일정온도가 되면 상기 감지부(5)에서 이를 감지하여 상기 마이컴(4)으로 신호를 출력하며, 상기 마이컴(4)은 증발기(도시생략)의 온도가 설정온도 이상으로 상승되면 제상운전을 종료시킨다.
이때, 상기 압축기(8)의 운전률이 비정상적이거나, 상기 제상히터(9)의 동작시간이 설정시간 이상 경과될 경우 상기 마이컴(4)은 이를 감지하여 상기 경고음 발생부(10)에서 경고음이 발생되도록 제어한다.
이상에서 설명한 바와 같이 종래 기술에 따른 냉장고는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 전원공급을 위한 트랜스포머, 제어를 위한 마이컴, 발진을 위한 크리스탈 발진기 등 고가의 부품을 사용하므로 제조단가가 높다.
둘째, 마이컴의 제어에 따라 사용자가 선택한 고내온도 상태를 디스플레이할 경우 소정레벨 이상의 고 전력이 요구되어 에너지 효율이 저하된다
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 마이컴 및 트랜스포머등 고가의 부품을 사용하지 않고 ASIC을 이용한 원칩 제어회로를 설계하여 압축기 또는 제상히터의 이상 동작시 이를 사용자가 인식할 수 있도록 경고음을 발생시키도록 한 냉장고를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 냉장고를 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 냉장고를 나타낸 도면
도 3은 도 2에 도시된 제어신호 발생부를 상세히 나타낸 도면
도 4는 도 3에 도시된 듀티비 검출부를 상세히 나타낸 도면
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 전원 입력부 200 : 감지부
201 : 제상 센서 202 : 냉동 센서
203 : 슬라이드 볼륨 300 : 원칩 제어회로
301 : 동작조건 설정부 301a : 제 1 비교기
301b : 제 2 비교기 303c : 제 3 비교기
302 : 제어신호 발생부 303 : 클럭신호 발생부
304 : 레귤레이터 305 : 이상 판별부
305a : 제 4 비교기 305b : 과열 감지부
306 : 보호 회로부 306a : 제 4 앤드 게이트
306b : 제 5 앤드 게이트 307 : 리셋부
310 : 제상 타이머 320 : 소전 타이머
330 : 제어로직 331 : 제 1 앤드 게이트
332 : 제 1 SR 플립플롭 333 : 제 2 앤드 게이트
334 : 제 1 노어 게이트 335 : 제 2 SR 플립플롭
336 : 제 2 노어 게이트 337 : 제 1 오어 게이트
338 : 제 3 앤드 게이트 340 : 이상동작 판별부
341 : 듀티비 검출부 342 : 제 5 비교기
343 : 타이머 344 : 제 2 오어 게이트
345 : 천이점 검출부 346 : 제 3 오어 게이트
347 : 카운터 348 : 제 1 트랜스미션 게이트
349 : 제 2 트랜스미션 게이트 350 : 제 1 레지스터
351 : 제 2 레지스터 352 : 승산기
353 : 제산기 400 : 제 1 구동회로
401 : 제 1 트라이악 402 : 릴레이
500 : 제 2 구동회로(제 2 트라이악) 600 : 압축기
700 : 제상히터 800 : 경고음 발생부
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고는 압축기와, 제상히터와, 적어도 하나의 고내 상태를 감지하기 위한 감지부와, 상기 감지부에서 감지된 고내 온도에 따른 운전상태가 상기 디스플레이부에 표시될 수 있도록 신호를 출력하는 디스플레이 구동부와, 상기 감지부의 출력을 소정 기준값들과 비교하여 그 비교 결과를 출력하는 동작조건 설정부와, 상기 동작조건 설정부의 출력에 따라 상기 압축기 또는 제상히터의 구동을 제어하고, 상기 압축기 또는 제상히터의 이상 동작시 이를 감지하여 그에 따른 경고음이 발생되도록 제어신호를 출력하는 제어신호 발생부와, 상용 교류전원을 내부 회로동작을 위한 소정레벨의 직류전원으로 변환하는 레귤레이터와, 상기 레귤레이터의 출력전압 및 상기 원칩 제어회로 내부의 온도 이상을 판별하기 위한 이상 판별부가 내장된 원칩 제어회로와, 상기 원칩 제어회로의 출력에 따라 상기 압축기를 구동하는 제 1 구동회로와, 상기 원칩 제어회로의 출력에 따라 상기 제상히터를 구동하는 제 2 구동회로와, 상기 원칩 제어회로의 출력에 따라 상기 압축기 또는 제상히터의 이상 동작시 경고음을 발생하기 위한 경고음 발생부를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉장고를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 냉장고를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 제어신호 발생부를 상세히 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 듀티비 검출부를 상세히 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고는 상용교류전원을 공급하는 전원 입력부(100)와, 상기 전원 입력부(100)를 통해 입력된 상용교류전원의 정류 및 평활을 위한 다이오드(D1)와 커패시터(C1)와, 저온/저압의 기체냉매를 고온/고압의 기체냉매로 변환하는 압축기(600)와, 증발기(도시생략) 표면의 성애를 제거하기 위한 제상 히터(700)와, 적어도 하나의 고내 상태를 감지하고 사용자가 원하는 고내온도를 선택하기 위한 감지부(200)와, 상기 감지부(200)의 감지신호에 따라 상기 압축기(600) 및 제상 히터(700)의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 원칩 제어회로(300)와, 상기 원칩 제어회로(300)에서 출력된 제어신호에 따라 상기 압축기(600)를 구동하는 제 1 구동회로(400)와, 상기 원칩 제어회로(300)에서 출력된 제어신호에 따라 상기 제상 히터(700)를 구동하는 제 2 구동회로(500)와, 상기 원칩 제어회로(300)의 출력에 따라 상기 압축기(600) 또는 제상히터(700)의 이상동작을 표출하기 위해 경고음을 발생하는 경고음 발생부(800)와, 과전류를 방지하기위한 제 1 내지 제 3 퓨즈(101)(102)(103)를 포함하여 구성된다.
이때 상기 감지부(200)는 써미스터로 이루어져 증발기의 표면온도를 감지하기 위한 제상 센서(201)와, 써미스터로 이루어져 냉동실내 온도를 감지하기 위한 냉동 센서(202)와, 가변저항으로 이루어져 사용자가 설정한 냉동실 고내 온도레벨을 감지하기 위한 슬라이드 볼륨(203)으로 구성되고 각각의 일단이 서로 병렬 연결되어 공통으로 5V 동작전원을 인가 받는다.
상기 원칩 제어회로(300)는 상기 감지부(200)의 출력을 냉장고의 동작조건을 판별하기 위한 소정 기준값들과 비교하여 그 비교결과를 출력하는 동작조건 설정부(301)와, 상기 동작조건 설정부(301)의 출력에 따라 상기 압축기(600) 또는 제상 히터(700)의 구동을 제어하고, 상기 압축기(600) 또는 제상히터(700)의 이상동작을 검출하여 그에 따른 경고음이 발생되도록 제어신호를 출력하는 제어신호 발생부(302)와, 상기 제어신호 발생부(302)의 동작을 위한 기준 클럭펄스를 생성하는 클럭신호 발생부(303)와, 상기 다이오드(D1) 및 커패시터(C1)를 통해 정류 및 평활된 전원을 내부 회로동작을 위한 소정레벨의 직류전원으로 변환하는 레귤레이터(304)와, 상기 레귤레이터(304)의 출력전압 및 상기 원칩 제어회로(300) 내부의 온도 이상을 판별하기 위한 이상 판별부(305)와, 상기 이상 판별부(305)의 출력에 따라 상기 제어신호 발생부(302)의 제어신호가 제1 및 제2 구동회로(400)(500)에 출력되거나 차단되도록 하는 보호 회로부(306)와, 상기 레귤레이터(304)의 출력전압이 기준전압 이하이면 상기 제어신호 발생부(302)에 리셋신호를 출력하는 리셋부(307)와, 상기 감지부(200)를 통해 선택된 고내온도에 따른운전상태가 상기 디스플레이부(800)에 표시될 수 있도록 구동신호를 출력하는 디스플레이 구동부(308)로 구성된다.
이때 동작조건 설정부(301)는 반전단자(-)에 상기 제상 센서(201)의 출력이 입력되고 비반전단자(+)에 제1 기준전압(Vref1)이 인가된 제1 비교기(301a), 반전단자(-)에 제2 기준전압(Vref2)이 인가되고 비반전단자(+)에 상기 슬라이드 볼륨(203)의 출력이 입력되는 제3 비교기(301c), 그리고 비반전단자(+)에 냉동 센서(202)의 출력이 입력되고 반전단자(-)에 슬라이드 볼륨(203)의 출력이 입력되는 제2 비교기(301b)로 구성된다. 그리고 상기 제상 센서(201), 냉동 센서(202)와 슬라이드 볼륨(203) 각각에 일단이 공통 접지 된 분압용 제1 내지 제3 저항(R1)(R2)(R3)이 연결된다.
상기 제어신호 발생부(302)는 상기 동작조건 설정부(301)의 출력을 입력조건으로 해당 입력조건별 운전상태 테이블에 따른 압축기(600) 및 제상 히터(700) 등의 운전이 이루어지도록 설계된 로직(Logic)을 구비하여 구성된다.
더욱더 상세하게는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어신호발생부(302)는 상기 압축기(600)의 구동시간을 적산하기 위한 제상타이머(310)와, 상기 제 3 비교기(301c)에서 출력되는 소전 신호를 인가받아 소전 시간을 적산하기 위한 소전 타이머(320)와, 상기 동작조건 설정부(301)의 출력신호에 따라 상기 제상타이머(310) 또는 소전 타이머(320)의 구동을 제어하고, 상기 압축기(600) 및 제상히터(800)의 구동을 제어하는 제어로직(330)과, 상기 압축기(600) 또는 제상히터(800)의 이상동작을 판별하여 상기 경고음 발생부(800)로 출력하는 이상동작 판별부(340)로 구성된다.
상기 제어로직(330)은 상기 제상타이머(310)의 출력과 상기 제 1 비교기(301a)에서 출력되는 제상신호를 논리곱 하는 제 1 앤드게이트(331)와, 상기 제 1 앤드게이트(331)의 출력을 S단에 입력받고, 상기 제상신호의 반전신호를 R단에 입력받는 제 1 SR 플립플롭(332)과, 상기 제 1 SR 플립플롭(332)의 출력 및 냉동신호를 입력받아 논리곱 하는 제 2 앤드게이트(333)와, 상기 제상신호와 소전 신호를 입력받아 부정 논리합 하는 제 1 노어 게이트(334)와, 상기 제 1 노어 게이트(334)의 출력을 반전시켜 'R'단에 입력받고, 상기 소전 타이머(320)의 출력을 'S'단에 입력받는 제 2 SR 플립플롭(335)과, 상기 제 1 노어 게이트(334) 및 제 2 SR 플립플롭(335)의 출력을 부정 논리합 하는 제 2 노어 게이트(336)와, 상기 제 2 SR 플립플롭(335)의 출력 및 상기 소전 신호를 논리합 하는 제 1 오어 게이트(337)와, 상기 제 1 오어 게이트(337)의 출력 및 상기 제 2 앤드게이트(333)의 출력을 논리곱 하여 상기 제상타이머(310)의 스타트 신호로 입력하는 제 3 앤드게이트(338)로 구성된다.
한편 상기 이상동작 판별부(340)는 상기 압축기의 온/오프 듀티비를 검출하는 듀티비 검출부(341)와, 상기 듀티비 검출부(341)에서 검출된 듀티비와 기 설정된 기준 듀티비와 비교하여 그 비교 결과를 출력하는 제 5 비교기(342)와, 상기 제상 히터(700)의 구동 시간을 적산하기 위한 타이머(343)와, 상기 비교기의 출력과 상기 타이머의 출력을 논리합하여 상기 경고음 발생부(800)로 출력하는 제 2 오어게이트(344)로 구성된다.
이때 상기 듀티비 검출부(341)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 압축기 구동펄스의 상승 천이점 또는 하강 천이점을 검출하기 위한 천이점 검출부(345)와, 상기 천이점 검출부(345)에서 검출된 상승 천이점 또는 하강 천이점에 따른 출력을 부정논리합 하기 위한 제 3 노어 게이트(346)와, 상기 제 3 노어 게이트(346)의 출력을 시동신호로 입력 받아 상기 압축기(600)의 구동시간을 카운팅하기 위한 카운터(347)와, 상기 천이점 검출부(345)에서 하강 천이점 검출시 도통되는 제 1 트랜스미션 게이트(348)와, 상기 천이점 검출부(345)에서 상승 천이점 검출시 도통되는 제 2 트랜스미션 게이트(349)와, 상기 제 1 트랜스미션 게이트(349)의 출력에 따라 상기 압축기 구동펄스의 온 타임을 적산하는 제 1 레지스터(350)와, 상기 제 2 트랜스미션 게이트(349)의 출력에 따라 상기 압축기 구동펄스의 오프 타임을 적산하는 제 2 레지스터(351)와, 상기 제 1 레지스터의 출력(A)을 소정배수(×100) 승산하는 승산기(352)와, 상기 승산기(352)의 출력을 상기 제 2 레지스터의 출력(B)으로 제산(A/B)하기 위한 제산기(353)로 구성된다.
상기 이상 판별부(305)는 상기 레귤레이터(304)의 출력 전압 레벨을 기준 전압레벨과 비교하여 그 비교 결과를 출력하는 제 4 비교기(305a)와, 상기 원칩 제어회로(300) 내부의 온도가 기준온도 이상이면 내부 회로를 보호하기 위한 신호를 출력하는 과열 감지부(305b)로 구성된다.
상기 보호 회로부(306)는 제어신호 발생부(302)에서 압축기(600)를 제어하기 위해 출력한 제어신호와 이상 판별부(305)의 출력을 논리곱 하여 그 결과를 출력하는 제 4 앤드게이트(306a), 제어신호 발생부(302)에서 제상 히터(700)를 제어하기 위해 출력한 제어신호와 이상 판별부(305)의 출력을 논리곱 하여 그 결과를 출력하는 제 5 앤드게이트(306b)로 구성된다.
상기 제1 구동회로(400)는 상기 제 4 앤드게이트(306a)의 출력에 따라 온/오프 되는 제 1 트라이악(401), 상기 제1 트라이악(401)의 출력에 따라 상기 압축기(600)에 전원을 공급하는 릴레이(402)로 구성된다.
상기 제 2 구동회로(500)는 상기 제 5 앤드게이트(306b)의 출력에 따라 상기 제상히터(700)에 전원을 공급하는 제 2 트라이악(500)으로 구성된다.
또한 상기 레귤레이터(304)에서 감지부(200)로 공급되는 5V 직류전원의 완충역할을 수행하기 위한 제 2 커패시터(C2)를 구비한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉장고의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상용교류 전원이 입력되면 상기 다이오드(D1) 및 커패시터(C1)가 이를 정류 및 평활 하여 맥류 전원을 출력한다. 이어서 레귤레이터(304)가 상기 맥류 전원을 내부회로의 동작에 필요한 소정 레벨의 직류전원으로 변환하여 원칩 제어회로(300) 각부 및 감지부(200)에 공급함으로서 냉장고의 냉동 싸이클 및 제어동작이 시작된다.
먼저, 감지부(200)가 현재 냉동실 고내온도, 증발기 표면온도, 사용자 설정온도레벨을 감지하여 그 감지값을 출력하고 동작조건 설정부(301)가 상기 감지부(200)의 감지값에 따른 동작조건을 설정하는데, 그 세부동작은 다음과 같다.
즉, 감지부(200)의 제상 센서(201)는 써미스터의 동작특성상, 증발기(도시생략) 표면온도의 변화에 따른 저항값 변화를 감지하여 전압형태로 출력하고 이 전압값은 제 1 저항(R1)과의 분압비에 의해 분압되어 동작조건 설정부(301)의 제 1 비교기(301a)의 반전단자(-)에 입력된다. 냉동 센서(202)는 냉동실 고내 온도변화에 따른 저항값 변화를 감지하여 전압형태로 출력하고 이 전압값은 제 2 저항(R2)과의 분압비에 의해 분압되어 동작조건 설정부(301)의 제 2 비교기(301b)의 비반전단자(+)에 입력된다. 슬라이드 볼륨(203)은 사용자의 조정에 따른 저항값 변화를 감지하여 전압형태로 출력하고 이 전압값은 제 3 저항(R3)과의 분압비에 의해 분압되어 동작조건 설정부(301)의 제2 비교기(301b)의 반전단자(-) 및 제 3 비교기(301c)의 비반전단자(+)에 입력된다.
이때 슬라이드 볼륨(203)의 출력전압은 제 2 비교기(301b)의 기준전압임과 동시에 제 3 비교기(301c)의 입력전압이므로 사용자가 슬라이드 볼륨(203)을 조정하여 냉동실 설정온도 레벨을 가변시킬 경우 그 가변정도에 비례하여 제 2 비교기(301b)의 출력이 가변된다.
이어서 동작조건 설정부(301)의 제 1 비교기(301a)는 상기 분압된 제상 센서(201)의 감지전압과 제 1 기준전압(Vref1) 즉, 증발기 표면온도가 13℃이상인지 여부를 판단하기 위한 기준전압을 비교하고 그 결과 증발기 표면온도가 13℃ 이상이면 '하이'를 13℃ 미만이면 '로우'를 제상 설정신호로 제어신호 발생부(302)에 출력한다.
그리고 제 2 비교기(301b)는 상기 분압된 냉동 센서(202)의 출력전압과 상기 분압된 슬라이드 볼륨(203)의 출력전압을 비교하여 현재 냉동실 고내 온도가 슬라이드 볼륨(203)에 의해 설정된 설정온도 이상이면 '하이'를 설정온도 미만이면 '로우'를 냉동 설정신호로 제어신호 발생부(302)에 출력한다.
이어서 제3 비교기(301c)는 상기 분압된 슬라이드 볼륨(203)의 출력전압과 제2 기준전압(Vref2)을 비교하여 분압된 슬라이드 볼륨(203)의 출력전압이 제2 기준전압(Vref2)이상이면 '하이'를 제2 기준전압(Vref2) 미만이면 '로우'를 소전 신호로 제어신호 발생부(302)에 출력한다.
그리고 제어신호 발생부(302)는 상기 동작조건 설정부(301)의 출력에 따른 운전 조건에 맞도록 압축기(600) 및 제상 히터(700)의 구동을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는데, 그 세부동작은 다음과 같다.
즉, 초기 전원이 인가되면 상기 제 2 앤드게이트(333)에서 상기 압축기(600)를 구동하기 위한 압축기 제어신호 즉, '하이'신호가 출력된다.
그리고 상기 제 3 앤드게이트(338)는 상기 압축기 제어신호와 상기 제 1 오어 게이트(337)의 출력 신호를 논리곱 하여 상기 제상타이머(310)의 스타트 신호로 출력한다.
따라서 제상 타이머(310)가 제 3 앤드게이트(338)의 출력이 '하이'를 유지하는 시간 즉, 압축기(600)의 구동 시간을 적산하고 그 적산 시간이 소정시간(6시간 40분)에 도달하면 해당 출력단을 통해 '하이' 신호를 출력한다.
이어서 상기 제 1 앤드게이트(331)는 각각 상기 제상 타이머(310)의 출력과 상기 제상 설정시간을 논리곱 하는데, 현재 증발기 표면온도가 13℃ 미만이면 '로우'를 출력하고 표면온도가 13℃ 이상이면 '하이' 신호를 출력하므로 상기 제상 타이머(310) 또는 제상 설정시간 중 어느 하나의 출력이 '하이' 이면 '하이' 신호를 출력한다.
그리고, 상기 제 1 앤드게이트(331)의 출력을 'S' 단에 입력받고, 상기 제상 설정시간의 반전된 신호를 'R' 단에 입력받은 제 1 SR 플립플롭(332)에서는 상기 'S'단에 '로우' 신호가 인가되고 'R'단에 '하이' 신호가 인가될 경우 상기 'S'단의 입력을 유지하여 출력하고, 상기 'S'단에 '하이' 신호가 인가되고 'R'단에 '로우' 신호가 인가될 경우 '하이' 신호를 출력하여 제상히터(700)의 구동제어신호로 출력한다.
또한 상기 제 1 SR 플립플롭(332)의 출력과 고내온도에 따라 가변되는 냉동신호를 입력받아 상기 압축기(600)의 구동제어신호를 출력한다.
그리고, 상기 제 1 노어 게이트(334)는 제상 설정신호와 소정신호를 부정 논리합 하여 반전시킨 신호를 상기 제 2 SR 플립플롭(335)의 'R'단에 입력받고, 소전 타이머(32)의 출력을 'S'단에 입력받아 연산한 결과를 상기 제 1 오어 게이트(337)에서 상기 소전 신호와 논리곱 하여 상기 제 3 앤드게이트(338)에 입력한다.
이때 상기 소전 타이머(320)는 상기 소전 신호와 제 2 SR 플립플롭(335)의 출력을 부정 논리합 한 결과를 스타트 신호로 인가 받아 소전 타이머(320) 구동 후 소정 시간(72시간)이 경과되면 '하이' 신호를 출력한다.
즉 상기 소전 타이머(320)가 소정시간동안 구동되면 상기 제상 타이머(310)를 구동시킬 수 있는 조건이며, 상기 소전 타이머(320)의 구동을 정지시킨다.
한편 상기 압축기(600) 또는 제상히터(700)가 정상적으로 구동하는지 여부를 판단하기 위해 상기 이상동작 판별부(340)에서는 상기 압축기(600)가 구동되면 상기 듀티비 검출부(341)를 통해 온/오프 듀티비를 검출한 후 상기 제 5 비교기(342)에서 기 설정된 기준값과 비교한 후 그 비교결과와, 상기 제상히터(700)의 동작시간에 따른 타이머(343)의 출력값을 논리합하여 그 비교 결과에 따라 경고음 발생여부를 결정한다.
여기서 상기 듀티비 검출부(341)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 전원이 인가되어 압축기 구동신호가 출력되면 압축기 구동 펄스의 상승 천이점 또는 하강 천이점을 상기 천이점 검출부(345)를 통해 검출된다.
여기서 상기 압축기 구동 펄스의 상승 천이점 또는 하강 천이점 중 어느 하나가 검출되면 상기 제 3 노어 게이트(346)에서는 '로우' 신호가 출력되고, 상승 천이점 또는 하강 천이점 모두 검출되지 않을 경우 상기 제 3 노어 게이트(342)에서 '하이' 신호가 출력된다.
상기 제 3 노어 게이트(346)에서 '하이' 신호가 출력되면 상기 카운터(347)에서 압축기 구동시간을 적산하고, 상기 천이점 검출부(341)에서 하강 천이점 검출시 상기 제 1 트랜스미션 게이트(344)가 도통되어 상기 제 1 레지스터(345)에서 '온' 타임이 적산된다. 한편 상기 천이점 검출부(342)에서 상승 천이점 검출시 상기 제 2 트랜스미션 게이트(345)가 도통되어 상기 제 2 레지스터(346)에서 '오프' 타임이 적산된다.
이어서 상기 제 1 레지스터(345)에서 적산된 '온' 타임은 상기 승산기(347)로 입력되어 소정 배수(100) 승산되고, 승산된 연산값은 상기 제산기(348)로 입력되어 상기 제 2 fp지스터(346)에서 적산된 '오프' 타임과 제산된다.
이와 같이 연산된 상기 제산기(348)의 출력은 상기 제 5 비교기(342)로 입력되어 기 설정된 기준값과 비교를 통하여 상기 압축기(600)가 정상적으로 구동되고 있는지 여부를 판단한다. 즉, 상기 제산기(348)의 출력이 기준값 이상일 경우 비정상적으로 동작하는 것으로 판단하여 상기 제 5 비교기(342)에서 '하이' 신호가 출력된다.
한편 상기 타이머(343)는 상기 제상히터(700)의 동작시간을 감지하는 것으로, 상기 제상히터(700)가 구동의 구동신호가 출력되면 이를 시동신호로 인가 받아 설정시간동안 타이머(343)를 구동시킨 후 설정시간 이상 경과될 경우 상기 타이머(343)에서는 '하이' 신호가 출력된다. 이때, 설정시간은 약 20분 정도이다.
그러면 상기 제 2 오어 게이트(344)는 상기 제 5 비교기(342)의 출력과, 상기 타이머(343)의 출력을 입력받아 논리합을 수행하게 되는데, 이때 상기 제 5 비교기(342) 또는 타이머(343)의 출력 중 어느 하나가 '하이' 이면 '하이' 신호를 출력하고, 상기 제 5 비교기(342) 또는 타이머(343)의 출력이 모두 '로우' 일 경우 '로우' 신호를 출력하게 된다.
따라서 상기 경고음 발생부(800)는 상기 제 2 오어 게이트(344)의 출력이 '하이' 인지 '로우' 인지에 따라서 경고음 발생 여부를 결정하게 된다.
이어서 이상 판별부(305)에서 제 4 비교기(305a)는 레귤레이터(304)의 출력전압과 제 3 기준전압(Vref3)을 비교하여 상기 레귤레이터(304)의 출력 전압이 제 3 기준전압(Vref1) 미만인 경우 회로의 오동작을 방지하기 위한 '로우'신호를 보호 회로부(306)로 출력한다.
그리고 과열 감지부(305b)는 과열로 인한 회로손상 또는 오동작을 방지하기 위하여 원칩 제어회로(300)의 온도가 기준온도 이상일 경우 '로우'신호를 보호 회로부(306)로 출력한다.
따라서 보호 회로부(306)의 제 4 및 제 5 앤드게이트(306a)(306b)는 그 동작특성 즉, 그 입력중 하나라도 '로우'가 존재할 경우 출력이 '로우'가 되는 동작특성에 따라 이상 판별부(305)의 출력이 모두 '하이'일 경우 각각 제어신호 발생부(302)에서 출력된 압축기(600) 제어신호와 제상 히터(700) 제어신호를 제1 구동회로(400)와 제2 구동회로(500)에 출력한다.
이어서 제어신호 발생부(302)의 제어신호를 보호 회로부(306)를 통해 입력받은 제1 구동회로(400)와 제2 구동회로(500)가 각각 상기 제어신호에 따라 압축기(600)와 제상 히터(700)를 구동하는데, 그 세부동작은 다음과 같다.
즉, 제 1 구동회로(400)는 상기 보호 회로부(306)의 제 1 앤드게이트(306a)의 출력이 '하이'일 경우 제 1 트라이악(401)이 도통되어 릴레이(402)의 여자코일이 여자 되므로 전원단과 접점 되어 압축기(600)에 전원이 공급되고 그에 따라 압축기(600)가 구동되고 냉동 싸이클이 진행된다.
그리고 제 2 구동회로(500)는 상기 보호 회로부(306)의 제 2 앤드게이트(306b)의 출력이 '하이'일 경우 제 2 트라이악이 도통되어 제상 히터(700)에 전원이 공급되므로 제상 히터(700)가 발열하여 증발기 표면에 착상된 성애 제거동작을 수행한다.
한편, 이상 판별부(305)의 제 4 비교기(305a) 또는 과열 감지부(305b)중 어느 하나라도 '로우' 신호를 출력하면 즉, 레귤레이터(304)의 출력 전압에 이상이 발생하거나 원칩 제어회로(300) 내부온도가 기준온도 이상으로 과열된 경우를 검출하여 '로우' 신호를 출력하면 보호 회로부(306)의 출력이 제어신호 발생부(302)의 제어신호에 상관없이 '로우'로 되므로 압축기(600) 및 제상 히터(700)의 동작이 차단된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 고가의 마이컴, 트랜스포머, 크리스탈 발진기 등을 사용하지 않고 정류소자, 발진소자가 내장된 ASIC을 이용한 원칩 형태의 제어회로를 통하여 압축기 또는 제상히터의 이상 동작시 이를 감지하여 경고음을 발생시키도록 하므로써 전력소비를 최소화 할 수 있다.
둘째, 원칩 형태의 제어회로를 통하여 압축기 및 제상 히터 등 각종 부하를 효율적으로 제어하므로 제어장치의 제조단가를 감소시킬 수 있다.
셋째, 제조단가를 감소시킬 수 있으므로 전체 제품의 가격을 감소시킬 수 있으며 제품에 대한 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 압축기;
    제상히터;
    적어도 하나의 고내 상태를 감지하기 위한 감지부;
    상기 감지부에서 감지된 고내 온도에 따른 운전상태가 상기 디스플레이부에 표시될 수 있도록 신호를 출력하는 디스플레이 구동부와, 상기 감지부의 출력을 소정 기준값들과 비교하여 그 비교 결과를 출력하는 동작조건 설정부와, 상기 동작조건 설정부의 출력에 따라 상기 압축기 또는 제상히터의 구동을 제어하고, 상기 압축기 또는 제상히터의 이상 동작시 이를 감지하여 그에 따른 경고음이 발생되도록 제어신호를 출력하는 제어신호 발생부와, 상용 교류전원을 내부 회로동작을 위한 소정레벨의 직류전원으로 변환하는 레귤레이터와, 상기 레귤레이터의 출력전압 및 상기 원칩 제어회로 내부의 온도 이상을 판별하기 위한 이상 판별부가 내장된 원칩 제어회로;
    상기 원칩 제어회로에서 출력된 제어신호에 따라 상기 압축기를 구동하는 제 1 구동회로;
    상기 원칩 제어회로에서 출력된 제어신호에 따라 상기 제상히터를 구동하는 제 2 구동회로; 그리고,
    상기 원칩 제어회로의 출력에 따라 상기 압축기 또는 제상히터의 이상 동작시 경고음을 발생하기 위한 경고음 발생부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어신호 발생부는
    상기 압축기의 구동시간을 적산하기 위한 제상 타이머;
    상기 감지부에서 소전모드 감지시 소전 시간을 적산하기 위한 소전 타이머;
    상기 동작조건 설정부의 출력에 따라 상기 압축기 또는 제상 히터의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어로직; 그리고,
    상기 압축기 또는 제상히터의 이상 동작시 이를 감지하여 경고음이 발생되도록 상기 경고음 발생부에 신호를 출력하는 이상동작 판별부로 구성됨을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 이상동작 판별부는
    상기 압축기의 온/오프 듀티비를 검출하는 듀티비 검출부와,
    상기 듀티비 검출부에서 검출된 듀티비와 기 설정된 기준 듀티비와 비교하여 그 비교 결과를 출력하는 비교기와,
    상기 제상 히터의 구동시간을 적산하기 위한 타이머와,
    상기 비교기의 출력과 상기 타이머의 출력을 논리합하여 상기 경고음 발생부로 출력하는 오어 게이트로 구성됨을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 원칩 제어회로는
    상기 이상 판별부의 출력에 따라 상기 제어신호 발생부에서 출력되는 제어신호가 상기 제 1 및 제 2 구동회로에 출력되거나 차단될 수 있도록 하는 보호회로부와,
    상기 레귤레이터의 출력전압이 기준전압 이하이면 상기 제어신호 발생부에 리셋신호를 출력하는 리셋부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 냉장고.
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