KR101404450B1

KR101404450B1 - Electrolysis disinfection apparatus capable of controlling current

Info

Publication number: KR101404450B1
Application number: KR1020120077748A
Authority: KR
Inventors: 이영수; 방호상
Original assignee: 쿠쿠전자주식회사
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2014-06-10
Also published as: KR20140011089A

Abstract

본 발명은 전기 분해 살균 장치에 관한 것으로서, 특히 살균 대상인 원수의 특성이 변화되더라도 원하는 살균 성능이 유지되도록 하는 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치에 관한 것이다.
본 발명인 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치는 전기 분해 살균 동작을 수행하는 살균부와, 외부 전원을 공급받아 제1전압을 생성하는 전압 생성부와, 제1전압을 공급받아, 제어 신호에 대응하여, 제1전압을 가변하여 상기 살균부로 제2전압을 인가하는 전압 가변 회로부와, 제어 신호를 생성하여, 상기 전압 가변 회로부로 인가하여 제2전압의 크기를 조절하는 마이컴으로 구성된다. The present invention relates to an electrolytic sterilization apparatus, and more particularly, to an electrolytic sterilization apparatus that controls a voltage to maintain a desired sterilization performance even if characteristics of raw water to be sterilized are changed.
An electrolytic sterilization apparatus for controlling a voltage according to the present invention includes a sterilizing unit for performing an electrolytic sterilization operation, a voltage generator for generating a first voltage by receiving an external power supply, , by varying the first voltage and the voltage-dependent circuit unit for applying a second voltage parts of the sterilization, to generate a control signal, is applied to the variable voltage circuit consists of a microcomputer to control the size of the second voltage.

Description

전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치{ELECTROLYSIS DISINFECTION APPARATUS CAPABLE OF CONTROLLING CURRENT}ELECTROLYSIS DISINFECTION APPARATUS CAPABLE OF CONTROLLING CURRENT [0002]

본 발명은 전기 분해 살균 장치에 관한 것으로서, 특히 살균 대상인 원수의 특성이 변화되더라도 원하는 살균 성능이 유지되도록 하는 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electrolytic sterilization apparatus, and more particularly, to an electrolytic sterilization apparatus that controls a voltage to maintain a desired sterilization performance even if characteristics of raw water to be sterilized are changed.

정수기, 이온수기, 탄산수나 산소수와 같은 기능수의 추출이 가능한 기능수기 등은 대표적인 수처리 장치로서, 수도관을 통해 공급되는 원수를 정화하여 음용수로 사용이 가능하도록 것이다. A water purifier, an ionizer, and a functional water purifier capable of extracting functional water such as carbonated water and oxygen water are representative water treatment devices, and the raw water supplied through the water pipe can be purified and used as drinking water.

이러한 수처리 장치는 전기분해장치를 구비하여, 전기분해 (산화환원반응)를 통해 정수를 살균하는 방법이 제안되었다. This water treatment apparatus is provided with an electrolytic apparatus, and a method of sterilizing the water through electrolysis (oxidation-reduction reaction) has been proposed.

전기분해장치는 전기분해(산화환원반응)에 의해 산화성 혼합물질을 생성함으로써 살균을 수행하는 것으로서, 서로 다른 극성의 전극 사이를 물이 통과하도록 함으로써 물 속에 잔류하는 세균이나 미생물을 살균 또는 소멸시키는 것이다.The electrolytic apparatus performs sterilization by generating an oxidizing mixed material by electrolysis (oxidation-reduction reaction), and allows water to pass between electrodes of different polarities, thereby sterilizing or destroying bacteria or microorganisms remaining in the water .

일반적으로 전기분해를 통한 정수의 살균은 양극에서 미생물을 직접 산화시키는 직접 산화 반응과, 양극에서 발생할 수 있는 여러 가지 산화성 혼합 물질(MO: Mixed Oxidant), 예컨대 잔류염소, OH 라디칼, 산소 라디칼 등이 미생물을 산화시키게 하는 간접 산화 반응이 복합적으로 진행되어 이루어진다.In general, the sterilization of water through electrolysis involves a direct oxidation reaction in which microorganisms are directly oxidized in the anode and various oxidized mixed substances (MO: Mixed Oxidant) such as residual chlorine, OH radicals and oxygen radicals And the indirect oxidation reaction which oxidizes the microorganisms proceeds in a complex manner.

도 1은 종래 기술에 따른 전압 고정 방식의 전기 분해 살균 장치의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 전기 분해 장치는 외부전원을 인가 받아 일정 전압으로 변환하여 공급하는 전압생성부(1)와, 마이컴(2)으로부터의 제어 신호에 의해 전압의 공급 및 차단을 수행하는 스위치(TR1)와, 전압의 공급 및 차단을 위한 제어 신호를 생성하여 인가하는 마이컴(2)과, 스위치(TR1)를 통한 전압을 공급받는 살균부(3)(상술된 전기 분해 장치)로 구성된다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a conventional electrolytic sterilization apparatus of a voltage fixing type. FIG. As shown in FIG. 1, the electrolytic apparatus includes a voltage generator 1 for receiving and supplying external power to a predetermined voltage, a switch TR1 for supplying and disconnecting a voltage according to a control signal from the microcomputer 2, A microcomputer 2 for generating and applying a control signal for supplying and blocking a voltage, and a sterilizing unit 3 (the above-described electrolytic apparatus) supplied with a voltage through the switch TR1.

이러한 종래의 전기 분해 살균 장치는 살균부(3)에 고정된 DC 전압만을 인가하여 살균부(3)를 구동한다. 살균부(3)의 경우, 고정된 부하가 아니라 원수의 특성인 입수 유량 및 원수에 포함된 염소 농도 등에 의해 흐르는 전류량이 변하는 가변 부하이므로, 고정된 DC 전압의 공급에 의해서는 일정한 전류가 흐르도록 제어할 수 없다. 따라서, 살균부(3)에서 생성되는 살균수의 성능 상의 차이점이 발생되는 문제점이 있다.This conventional electrolytic sterilization apparatus drives the sterilizing section 3 by applying only the DC voltage fixed to the sterilizing section 3. [ In the case of the sterilizing unit 3, since it is not a fixed load but a variable load in which the amount of current flowing due to the input flow rate, which is characteristic of the raw water, and the chlorine concentration included in the raw water change, Can not control. Therefore, there is a problem in that there is a difference in the performance of the sterilizing water generated in the sterilizing unit 3. [

본 발명은 살균부에 인가되는 전압의 크기를 가변 제어하여, 원하는 살균 성능을 유지하도록 하는 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an electrolytic sterilizer which controls a voltage for controlling a magnitude of a voltage applied to a sterilizing unit so as to maintain a desired sterilizing performance.

또한, 본 발명은 살균부에 흐르는 전류량을 감지하여, 인가되는 전압의 크기를 가변하여, 원하는 전류량이 인가되도록 하는 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide an electrolytic sterilizer that controls the voltage to be applied to a desired amount of current by sensing the amount of current flowing through the sterilizing unit and varying the magnitude of the applied voltage.

또한, 본 발명은 살균부에 인가되는 전압 크기를 감지하여, 전압 가변 회로부의 고장 유무를 판단하여, 그 판단 결과를 저장하는 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide an electrolytic sterilization apparatus for detecting a voltage magnitude applied to a sterilizing unit, judging whether a voltage variable circuit unit is faulty, and controlling a voltage for storing the judgment result.

또한, 본 발명은 살균부에 대한 초기 전압 인가 시에, 살균부에 인가되는 전압 크기를 초기 전압값으로부터 일정 비율로 증가시켜 목표 전압값에 도달하도록 제어하여, 내부 소자들을 보호하도록 하는 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Further, according to the present invention, when the initial voltage is applied to the sterilizing unit, the voltage magnitude applied to the sterilizing unit is increased from the initial voltage value by a predetermined ratio to reach the target voltage value, And to provide an electrolytic sterilization apparatus which is capable of sterilization.

본 발명인 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치는 전기 분해 살균 동작을 수행하는 살균부와, 외부 전원을 공급받아 제1전압을 생성하는 전압 생성부와, 제1전압을 공급받아, 제어 신호에 대응하여, 제1전압을 가변하여 상기 살균부로 제2전압을 인가하는 전압 가변 회로부와, 제2전압에 의해 상기 살균부에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부와, 제어 신호를 생성하여 상기 전압 가변 회로부로 인가하여, 제2전압의 크기를 조절하는 마이컴으로 구성되고, 상기 마이컴은 상기 살균부의 초기 구동 시에, 초기 전압에 대응하는 초기 듀티비를 포함하는 제어 신호를 상기 전압 가변 회로부에 인가하고, 시간에 따라 일정한 크기 또는 일정 비율로 초기 듀티비를 증가시켜 목표 듀티비에 도달하도록 하는 소프트 스타트 동작을 수행한 이후에, 상기 전류 감지부로부터의 감지 전류가 기저장된 목표 전류에 일치하도록 상기 제어 신호를 생성하여 상기 전압 가변 회로부로 인가한다. An electrolytic sterilization apparatus for controlling a voltage according to the present invention includes a sterilizing unit for performing an electrolytic sterilization operation, a voltage generator for generating a first voltage by receiving an external power supply, A current sensing unit for sensing a current flowing through the sterilizing unit by a second voltage, and a control unit for generating a control signal and outputting the control signal to the voltage variable circuit unit And a microcomputer for controlling a magnitude of a second voltage, wherein the microcomputer applies a control signal including an initial duty ratio corresponding to an initial voltage to the voltage variable circuit section during an initial operation of the sterilizing section, After performing a soft start operation to increase the initial duty ratio to a target duty ratio at a constant magnitude or a constant rate according to the current detection Generates the control signal so as to match the detected current from the stored target current to the voltage variable circuit portion.

또한, 상기 전압 가변 회로부는 상기 전압 생성부로부터 상기 제1 전압을 소스단자로 인가 받고 상기 마이컴으로부터의 제어 신호를 게이트 단자로 인가 받아 인가된 전압을 드레인 단자로 인가하는 FET 소자와, 상기 FET 소자의 소스 단자와 게이트 단자 사이를 전기적으로 연결하는 구동 드라이버 저항과, 상기 살균부와 FET 소자의 드레인 단자 사이에 직렬로 연결된 인덕터와, 상기 FET 소자와 인덕터 사이에 일단이 연결되고 타단이 접지되는 다이오드와, 상기 인덕터와 살균부 사이에 일단이 연결되고 타단이 접지되는 캐패시터로 구성되어, 상기 제어 신호에 의한 상기 FET 소자의 온 또는 오프 상태 동작에 의해 상기 인덕터에 축적된 제2전압을 상기 살균부에 인가하는 것이 바람직하다.The voltage variable circuit unit includes a FET element that receives the first voltage from the voltage generator and receives a control signal from the microcomputer and applies the applied voltage to the drain terminal, An inductor connected in series between the drain terminal of the FET device and the sterilizing part; a diode having one end connected between the FET device and the inductor and the other end grounded; And a capacitor having one end connected between the inductor and the sterilizing unit and grounded at the other end, the second voltage accumulated in the inductor by the ON or OFF state operation of the FET device by the control signal, .

또한, 상기 전기 분해 살균 장치는 상기 살균부에 인가되는 전압을 감지하는 전압 감지부를 구비하고, 상기 마이컴은 상기 전압 감지부로부터의 감지 전압을 획득하여, 상기 전압 가변 회로부의 고장 여부를 판단하는 것이 바람직하다.In addition, the electrolytic sterilizer includes a voltage sensing unit for sensing a voltage applied to the sterilizing unit, and the microcomputer acquires a sensing voltage from the voltage sensing unit to determine whether the voltage variable circuit unit is malfunctioning desirable.

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본 발명은 살균부에 인가되는 전압의 크기를 가변 제어하여, 원하는 살균 성능을 유지하도록 하는 효과가 있다.The present invention has an effect of variably controlling the magnitude of the voltage applied to the sterilizing unit to maintain the desired sterilizing performance.

또한, 본 발명은 살균부에 흐르는 전류량을 감지하여, 인가되는 전압의 크기를 가변함으로써, 원수의 상태(입수 유량, 원수염소 농도 등)가 변화되더라도, 원하는 살균 성능을 성취할 수 있다. Further, the present invention can achieve a desired sterilizing performance even when the state of the raw water (input flow rate, raw chlorine concentration, etc.) changes by sensing the amount of current flowing through the sterilizing unit and varying the magnitude of the applied voltage.

또한, 본 발명은 살균부에 인가되는 전압 크기를 감지하여, 전압 가변 회로부의 고장 유무를 판단하여, 그 판단 결과를 저장하여, 이후에 고장 수리 시 등에 활용할 수 있다. In addition, the present invention can detect the voltage magnitude applied to the sterilizing unit, determine whether the voltage variable circuit unit is faulty, store the determination result, and then use the voltage variable circuit unit for repairing faults.

또한, 본 발명은 살균부에 대한 초기 전압 인가 시에, 살균부에 인가되는 전압 크기를 초기 전압값으로부터 일정 비율로 증가시켜 목표 전압값에 도달하도록 제어하여, 내부 소자들을 보호하도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of protecting the internal elements by controlling the voltage level applied to the sterilizing unit to increase to a target voltage value by increasing the initial voltage value by a predetermined ratio at the time of initial voltage application to the sterilizing unit .

도 1은 종래 기술에 따른 전압 고정 방식의 전기 분해 살균 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치의 제1실시예이다.
도 3은 본 발명에 따른 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치의 제2실시예이다.
도 4는 본 발명에 따른 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치의 제3실시예이다.
도 5는 전기 분해 살균 장치에서의 동작 그래프이다.
도 6은 전기 분해 살균 장치의 초기 전압 인가 시의 제어 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a conventional electrolytic sterilization apparatus of a voltage fixing type. FIG.
2 is a first embodiment of an electrolytic sterilizing apparatus for controlling a voltage according to the present invention.
3 is a second embodiment of the electrolytic sterilizing apparatus for controlling the voltage according to the present invention.
4 is a third embodiment of the electrolytic sterilizing apparatus for controlling the voltage according to the present invention.
5 is an operation graph in the electrolytic sterilization apparatus.
6 is a control graph at the time of initial voltage application of the electrolytic sterilizer.

이하에서, 본 발명은 실시예들과 도면을 통하여 설명된다.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments and drawings.

도 2는 본 발명에 따른 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치의 제1실시예이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전기 분해 살균 장치는 외부전원을 인가 받아 일정 전압으로 변환하여 공급하는 전압생성부(10)와, 마이컴(20)으로부터의 제어 신호에 의해 전압의 크기 조절, 공급 및 차단을 수행하는 전압 가변 회로부(40)와, 살균부(30)에 인가되는 전압의 크기 조절, 전압의 공급 및 차단을 위한 제어 신호를 생성하여 인가하는 마이컴(20)과, 전압 가변 회로부(40)로부터의 전압을 공급받는 살균부(30)로 구성된다. 전압 생성부(10)와, 살균부(30)는 상술된 종래 기술에서의 대응하는 구성요소와 동일한 기능을 수행한다. 2 is a first embodiment of an electrolytic sterilizing apparatus for controlling a voltage according to the present invention. As shown in FIG. 2, the electrolytic sterilizer includes a voltage generator 10 for receiving external power and converting the external power into a constant voltage, A microcomputer 20 for generating and applying a control signal for controlling the magnitude of the voltage applied to the sterilizing unit 30 and for supplying and blocking the voltage and a voltage variable circuit unit 40 And a sterilizing unit 30 which receives a voltage from the sterilizing unit 30. The voltage generating section 10 and the sterilizing section 30 perform the same function as the corresponding components in the above-described conventional art.

전압 가변 회로부(40)는 전압생성부(10)로부터 일정한 전압을 소스단자(S)로 인가 받고, 마이컴(20)으로부터의 제어 신호를 게이트 단자(G)로 인가 받아, 인가된 전압을 드레인 단자(D)로 인가하는 FET 소자와, FET 소자의 소스 단자와 게이트 단자 사이를 전기적으로 연결하는 구동 드라이버 저항(R1)과, 살균부(30)와 FET 소자의 드레인 단자 사이에 직렬로 연결된 인덕터(L)와, FET 소자와 인덕터(L) 사이에 일단이 연결되고 타단이 접지되는 다이오드(D)와, 인덕터(L)와 살균부(30) 사이에 일단이 연결되고 타단이 접지되는 캐패시터(C)로 구성된다. The voltage variable circuit section 40 receives a constant voltage from the voltage generation section 10 to the source terminal S and receives a control signal from the microcomputer 20 to the gate terminal G to apply the applied voltage to the drain terminal A driving driver resistor R1 for electrically connecting the source terminal and the gate terminal of the FET device to the drain terminal of the FET device and an inductor connected in series between the sterilizing unit 30 and the drain terminal of the FET device A capacitor C having one end connected between the inductor L and the sterilizing unit 30 and grounded at the other end, and a diode C connected between the inductor L and the inductor L, ).

마이컴(20)은 살균부(30)에 인가되어야 할 전압 크기에 대응하는 제어 신호를 생성하여 전압 가변 회로부(40)에 인가한다. 여기서, 제어신호는 PWM 신호로 구성되어, 마이컴(20)은 PWM 신호의 온 듀티비(또는 오프 듀티비)를 조절하여, 전압 가변 회로부(40)에 의해 살균부(30)에 인가되는 전압을 원하는 크기로 조절하게 된다. The microcomputer 20 generates a control signal corresponding to the voltage magnitude to be applied to the sterilizing unit 30 and applies the control signal to the voltage variable circuit unit 40. [ Here, the control signal is composed of a PWM signal, and the microcomputer 20 adjusts the ON duty ratio (or the off duty ratio) of the PWM signal to adjust the voltage applied to the sterilizing unit 30 by the voltage variable circuit unit 40 The desired size is adjusted.

마이컴(20)이 FET 소자의 게이트 단자에 온 신호(또는 턴 온 신호)를 인가하면, 소스단자에 인가된 전압생성부(10)로부터의 전압이 FET 소자의 드레인 단자를 통하여, 인덕터(L)에 인가되고, 인덕터(L)에 전류가 흐르면서 에너지가 축적된다. 마이컴(20)이 FET 소자의 게이트 단자에 오프 신호(또는 턴 오프 신호)를 인가하여, FET 소자를 오프시키면 다이오드(D)를 통해서 인덕터(L)에 축적된 에너지인 인덕터 전류가 커패시터(C)와 살균부(30)에 흐르게 된다. 이와 같이, 마이컴(20)이 주기적으로 FET 소자를 제어신호를 이용하여 온 및 오프시켜 펄스 모양의 전압을 인덕터(L)와 커패시터(C)를 통하여 평활해서 살균부(30)에 DC 전압을 출력 인가한다. 이 때, 마이컴(20)이 FET 소자의 게이트 단자에 인가하는 PWM 신호의 온 듀티비를 늘리면 살균부(30)에 높은 DC 전압이 인가되고 온 듀티비를 낮추면 낮은 DC 전압이 살균부(30)에 인가된다. 이러한 방식으로 마이컴(20)은 살균부(30)에 인가되는 DC 전압을 가변할 수 있다. When the microcomputer 20 applies an ON signal (or a turn-on signal) to the gate terminal of the FET device, the voltage from the voltage generator 10 applied to the source terminal is supplied to the inductor L through the drain terminal of the FET device. And energy is accumulated as current flows through the inductor L. When the microcomputer 20 applies an off signal (or a turn-off signal) to the gate terminal of the FET device and turns off the FET device, the inductor current, which is the energy stored in the inductor L through the diode D, And the sterilizing unit 30. As described above, the micom 20 periodically turns on and off the FET device using the control signal to smooth the pulse-like voltage through the inductor L and the capacitor C to output the DC voltage to the sterilizer 30 . At this time, if the on-duty ratio of the PWM signal applied to the gate terminal of the FET device is increased, a high DC voltage is applied to the sterilizer 30 and a low DC voltage is applied to the sterilizer 30, . In this way, the microcomputer 20 can vary the DC voltage applied to the sterilizing unit 30. [

도 3은 본 발명에 따른 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치의 제2실시예이다. 도 3의 전기 분해 살균 장치는 도 2의 전기 분해 살균 장치의 기능을 수행하며, 살균부(30)에 흐르는 전류를 감지하기 위해, 살균부(30)와 접지 사이에 연결된 저항(R2)과, 살균부(30)와 저항(R2) 사이에 일단이 연결되고, 타단이 마이컴(21)에 연결된 전류 감지부(50)가 구비된다. 도 3의 마이컴(21)은 기본적으로 도 2의 마이컴(20)의 기능을 수행한다. 3 is a second embodiment of the electrolytic sterilizing apparatus for controlling the voltage according to the present invention. The electrolytic sterilizer of FIG. 3 performs the function of the electrolytic sterilizer of FIG. 2, and includes a resistor R2 connected between the sterilizer 30 and the ground to sense current flowing through the sterilizer 30, A current sensing unit 50 having one end connected between the sterilizing unit 30 and the resistor R2 and the other end connected to the microcomputer 21 is provided. The microcomputer 21 of FIG. 3 basically performs the function of the microcomputer 20 of FIG.

또한, 마이컴(21)은 살균 동작을 수행하기 위해, FET 소자의 온/오프를 제어하여 살균부(30)를 동작시키고, 전류 감지부(50)는 살균부(30)의 동작시에 흐르는 전류(또는 전류 신호)를 감지하여 마이컴(21)으로 인가한다. The microcomputer 21 controls the on / off of the FET device to operate the sterilizer 30 to perform the sterilizing operation. The current sensor 50 senses the current flowing during the operation of the sterilizer 30 (Or a current signal) to the microcomputer 21.

마이컴(21)은 목표 전류값을 이미 저장하고 있는 상태이므로, 전류 감지부(50)로부터 감지된 전류(또는 전류 신호에 대응하여 연산된 전류량)와 목표 전류값을 비교한다. 이러한 비교를 통하여, 마이컴(21)은 감지된 전류량이 목표 전류값보다 적을 때는, FET 소자에 인가되는 제어 신호(PWM)의 온 듀티비를 크게 하여 DC 전압을 상승시켜 살균부(30)에 흐르는 전류를 높인다. 반대로, 마이컴(21)은 현재 살균부(30)에 흐르는 전류량이 목표 전류값에 비하여 많다고 판단하면, FET 소자에 인가되는 제어신호(PWM)의 온 듀티비를 감소시킴으로써 DC 전압을 감소시키고, 그럼으로써 살균부(30)에 흐르는 전류량을 감소시킨다. 이러한 동작을 반복하여 수행함으로써, 마이컴(21)은 살균부(30)에 흐르는 전류가 목표 전류값에 대응하도록 전압 가변 회로부(40)를 제어한다. Since the microcomputer 21 is already storing the target current value, the microcomputer 21 compares the current sensed by the current sensing unit 50 (or the amount of current calculated corresponding to the current signal) with the target current value. When the detected current amount is less than the target current value, the microcomputer 21 increases the on-duty ratio of the control signal PWM applied to the FET device to increase the DC voltage to flow to the sterilizing section 30 Increase current. Conversely, if the microcomputer 21 determines that the amount of current flowing through the sterilizing unit 30 is larger than the target current value, the microcomputer 21 reduces the on-duty ratio of the control signal PWM applied to the FET device, Thereby reducing the amount of current flowing through the sterilizing unit 30. [ By performing this operation repeatedly, the microcomputer 21 controls the voltage variable circuit unit 40 such that the current flowing through the sterilizing unit 30 corresponds to the target current value.

도 4는 본 발명에 따른 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치의 제3실시예이다. 도 4의 전기 분해 살균 장치는 도 3의 전기 분해 살균 장치의 기능을 수행하며, 살균부(30)에 인가되는 전압의 크기를 감지하기 위해, 살균부(30)와 마이컴(22) 사이에 연결된 전압 감지부(60)가 구비된다. 도 4의 마이컴(22)은 기본적으로 도 3의 마이컴(21)의 기능을 수행한다. 4 is a third embodiment of the electrolytic sterilizing apparatus for controlling the voltage according to the present invention. The electrolytic sterilizing apparatus of Fig. 4 performs the function of the electrolytic sterilizing apparatus of Fig. 3 and is connected between the sterilizing unit 30 and the microcomputer 22 to sense the magnitude of the voltage applied to the sterilizing unit 30. [ A voltage sensing unit 60 is provided. The microcomputer 22 of FIG. 4 basically performs the function of the microcomputer 21 of FIG.

마이컴(22)은 살균부(30)의 살균 동작 중에, 전압 감지부(60)로부터의 전압(또는 전압 신호)를 인가 받아, 살균부(30)에 인가되는 전압을 확인할 수 있다. 특히, 마이컴(22)은 인가되는 전압의 크기를 이용하여 전압 가변 회로부(40)의 FET 소자의 고장 유무를 판단할 수 있다. 예를 들면, 감지된 전압(V1)이 0V일 경우, 마이컴(22)은 FET 소자가 고장임을 확인할 수 있게 된다. The microcomputer 22 can receive the voltage (or voltage signal) from the voltage sensing unit 60 during the sterilizing operation of the sterilizing unit 30 and confirm the voltage applied to the sterilizing unit 30. [ Particularly, the microcomputer 22 can determine the failure of the FET device of the voltage variable circuit unit 40 by using the magnitude of the applied voltage. For example, when the sensed voltage V1 is 0V, the microcomputer 22 can confirm that the FET device is faulty.

또한, 마이컴(22)은 살균부(30)에 동일한 전류(또는 목표 전류값)가 흐를 때 인가되는 DC 전압 정보를 수집하여 저장하여, 살균부(30)의 전류량에 영향을 미치는 인자들을 판단할 수 있게 한다. The microcomputer 22 collects and stores the DC voltage information applied when the same current (or the target current value) flows to the sterilizing unit 30 and determines the factors affecting the current amount of the sterilizing unit 30 I will.

또한, 전압 감지부(60)는 도 2의 살균부(30)와, 마이컴(22) 사이에 연결되어 살균부(30)의 전압을 감지할 수 있다. The voltage sensing unit 60 may be connected between the sterilizer 30 and the microcomputer 22 of FIG. 2 to sense the voltage of the sterilizer 30.

도 5는 전기 분해 살균 장치에서의 동작 그래프이다. 도 5는 상술된 도 3 및 도 4의 전기 분해 살균 장치에서 수행될 수 있는 동작 그래프이다. 도 3의 전기 분해 살균 장치를 실시예로 하여 설명되며, 도 4의 전기 분해 살균 장치에도 동일하게 적용된다. 도 5의 동작 그래프는 상단에는 전압 가변 회로부(40)를 통하여 살균부에 인가되는 인가 전압을 나타내고, 중단에는 마이컴(21)에서 전압 가변 회로부(40)로 인가되는 제어 신호인 PWM 신호에 해당되며, 하단은 전류 감지부(50)로부터의 감지된 감지 전류에 해당된다. 5 is an operation graph in the electrolytic sterilization apparatus. 5 is an operation graph that can be performed in the electrolytic sterilizing apparatus of Figs. 3 and 4 described above. The electrolytic sterilization apparatus of FIG. 3 is described as an embodiment, and the same applies to the electrolytic sterilization apparatus of FIG. 5 shows an applied voltage applied to the sterilizing unit via the voltage variable circuit unit 40 at the upper end and corresponds to a PWM signal which is a control signal applied to the voltage variable circuit unit 40 by the microcomputer 21 And the lower end corresponds to the sensed sensing current from the current sensing unit 50. [

제1공정에서, 마이컴(21)은 PWM 신호를 전압 가변 회로부(40)로 인가할 때, PWM 신호에 대응하는 전압이 살균부(30)에 인가되며, 이때의 감지 전류를 전류 감지부(50)로부터 획득한다. 마이컴(21)은 기저장된 목표 전류값과, 감지 전류를 비교한다. 제1공정에서는, 감지 전류가 기저장된 목표 전류값보다 낮기 때문에, 마이컴(21)은 제2공정에서, PWM 신호의 온 듀티비를 증가시키고, 그에 따라, 제1공정에서의 전압보다 높은 전압이 살균부(30)에 인가된다. 마이컴(21)은 전류 감지부(50)로부터 감지 전류를 획득하여, 기저장된 목표 전류값과 감지 전류를 비교한다. 제2공정에서는, 감지 전류가 기저장된 목표 전류값보다 높기 때문에, 마이컴(21)은 제3공정에서, PWM 신호의 온 듀티비를 감소시켜서, 제2공정에서의 전압보다 낮은 전압이 살균부(30)에 인가된다. 제3공정에서는, 감지 전류와 목표 전류값이 일치하게 된다. In the first step, when the microcomputer 21 applies the PWM signal to the voltage variable circuit unit 40, the voltage corresponding to the PWM signal is applied to the sterilizing unit 30, and the sensing current is supplied to the current sensing unit 50 ). The microcomputer 21 compares the pre-stored target current value with the sense current. In the first step, since the sense current is lower than the pre-stored target current value, the microcomputer 21 increases the on-duty ratio of the PWM signal in the second step, and accordingly, the voltage higher than the voltage in the first step Is applied to the sterilizing section (30). The microcomputer 21 acquires the sensing current from the current sensing unit 50 and compares the sensed current with the previously stored target current value. In the second process, since the sense current is higher than the pre-stored target current value, the microcomputer 21 reduces the on-duty ratio of the PWM signal in the third process so that a voltage lower than the voltage in the second process is supplied to the sterilizing unit 30. In the third step, the sense current and the target current value coincide with each other.

마이컴(21)은 상술된 제1공정과 제2공정을 반복적으로 수행하여, 제3공정에서와 같이, 감지 전류가 목표 전류값에 일치되도록 제어 신호인 PWM 신호의 온 듀티비를 조절한다. The microcomputer 21 repeatedly performs the first and second processes described above to adjust the on-duty ratio of the PWM signal, which is a control signal, such that the sense current matches the target current value, as in the third process.

예를 들면, 도 5에서의 제1공정에서, FET 소자에 인가되는 PWM 신호의 온:오프 듀티비를 3:7로 하였을 때, 살균부(30)로의 인가 전압(V1)은 약 12V로, 감지 전류가 목표 전류값인 0.1A에 미달된다. 이에 따라, 제2공정에서 PWM 듀티비를 5:5로 제어할 경우, 살균부(30)로의 인가 전압은 약 16V가 인가되고 감지 전류가 목표 전류값인 0.1A를 초과하였다. 제3공정에서 PWM 신호의 듀티비를 4:6으로 변경하였고 살균부(30)로의 인가 전압을 약 14V로 감소시키고, 감지 전류가 목표 전류값에 도달하였다. 5, when the ON / OFF duty ratio of the PWM signal applied to the FET device is 3: 7, the applied voltage V1 to the sterilizing section 30 is about 12 V, The sensing current is below the target current value of 0.1A. Accordingly, when the PWM duty ratio is controlled to 5: 5 in the second process, the applied voltage to the sterilizing section 30 is about 16 V and the sensing current exceeds the target current value of 0.1 A. In the third step, the duty ratio of the PWM signal was changed to 4: 6, the applied voltage to the sterilizing section 30 was reduced to about 14 V, and the sensing current reached the target current value.

도 6은 전기 분해 살균 장치의 초기 전압 인가 시의 제어 그래프이다. 도 6의 제어 동작은 상술된 도 2 내지 4의 전기 분해 살균 장치에 적용될 수 있으며, 도 2의 전기 분해 살균 장치를 예로 하여 설명된다. 본 제어 그래프는 상단은 인가 전압-시간 그래프이고, 하단은 PWM 신호-시간 그래프이다.6 is a control graph at the time of initial voltage application of the electrolytic sterilizer. The control operation of Fig. 6 can be applied to the electrolytic sterilization apparatus of Figs. 2 to 4 described above, and is explained by taking the electrolytic sterilization apparatus of Fig. 2 as an example. In this control graph, the top is the applied voltage-time graph and the bottom is the PWM signal-time graph.

마이컴(20)은 살균 동작이 시작되면 전압 가변 회로부(40)의 FET 소자에 턴 온 신호를 인가하여 살균부(30)에 초기전압이 인가되도록 하고, 전류를 흐르도록 한다. 초기 동작 시에 FET 소자에 상대적으로 큰 온 듀티가 인가될 경우, FET 소자 또는 살균부(30)에 과전류로 흐르게 되어 소자가 파괴될 수 있다. 이를 예방하기 위해서, 살균부(30)의 초기 제어 동작 시에, 마이컴(20)은 소프트 스타트 동작(알고리즘)을 적용하였다. 예를 들면, 마이컴(20)은 살균부(30)의 초기 동작 시에 FET 소자에 인가되는 온 듀티비를 전체 주기의 2%(초기 듀티비)부터 시작하여 일정한 크기(비율)로 증가시켜(예를 들면, 10ms의 주기마다 1%씩 가산하여) 목표 듀티비까지 올려 제어한다. 상세하게는, 초기 듀티비에 의한 전압(초기 전압)이 3V이고, 목표 듀티비에 의한 전압(목표 전압)이 14V인 경우, 초기 듀티비를 시간에 따라 일정한 크기(비율)로 증가시킴으로써, 3V인 초기 전압이 14V의 목표 전압에 도달하게 된다. 목표 듀티비에 도달하기까지는 약 0.475sec ~ 1.0sec 정도의 시간이 소요된다. 소프트 스타트 알고리즘 적용 시 초기 과전압, 과전류에 의한 소자 보호 역할을 하며, 목표 듀티비까지의 도달시간이 1sec 이내이므로 실제 살균 동작 시간(15분)에 미치는 영향은 미미하다. 특히, 전기 분해 살균 장치의 경우, 수처리 장치에 포함되는 것이기 때문에, 살균 능력을 향상시켜야 하는 것도 중요하며, 향상된 살균 능력이 지속적으로 유지되는 것도 중요하다. 따라서, 상술된 소프트 스타트 알고리즘이 적용된 전기 분해 살균 장치의 경우, 전체 장치에 대한 과전압, 과전류 등에 의한 파손이나 손상이 방지되도록 하는 것이 가능하게 되어, 전기 분해 살균 장치의 살균 능력이 지속적으로 유지되고, 장치 전체의 수명도 연장될 수 있다.When the sterilizing operation is started, the microcomputer 20 applies a turn-on signal to the FET device of the voltage variable circuit unit 40 so that an initial voltage is applied to the sterilizing unit 30 to allow the current to flow. If a relatively large on-duty is applied to the FET element in the initial operation, the FET element or the sterilizing portion 30 may flow into the overcurrent and the element may be destroyed. In order to prevent this, the microcomputer 20 applies a soft start operation (algorithm) during the initial control operation of the sterilizing section 30. [ For example, the microcomputer 20 increases the on-duty ratio applied to the FET device during the initial operation of the sterilizing section 30 to a predetermined size (ratio) starting from 2% (initial duty ratio) of the entire cycle For example, 1% is added every 10 ms period) to the target duty ratio. More specifically, when the voltage (initial voltage) due to the initial duty ratio is 3 V and the voltage (target voltage) due to the target duty ratio is 14 V, the initial duty ratio is increased to a constant magnitude The initial voltage of 14V reaches the target voltage of 14V. It takes about 0.475 sec to 1.0 sec to reach the target duty ratio. When the soft start algorithm is applied, it protects the device due to the initial overvoltage and overcurrent. Since the reaching time to the target duty ratio is less than 1 second, the effect on the actual sterilization operation time (15 minutes) is insignificant. Particularly, in the case of the electrolytic sterilization apparatus, since it is included in the water treatment apparatus, it is also important to improve the sterilization ability, and it is also important that the improved sterilization ability is continuously maintained. Accordingly, in the case of the electrolytic sterilization apparatus to which the above-described soft start algorithm is applied, it is possible to prevent breakage or damage due to overvoltage, overcurrent, and the like to the whole apparatus, so that the sterilization capability of the electrolytic sterilization apparatus is continuously maintained, The lifetime of the entire device can be extended.

상술된 소프트 스타트 동작이 우선적으로 수행되고, 마이컴(21), (22)은 전류 감지부(50)로부터의 감지 전류를 획득하여, 목표 전류값에 일치하도록 하는 제어를 수행하는 것이 바람직하다.
It is preferable that the soft start operation described above is performed preferentially and the microcomputers 21 and 22 acquire the sense current from the current sensing unit 50 and perform control to match the target current value.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims. It is to be understood that modifications are possible and that such modifications are within the scope of the claims.

10: 전압 생성부 20, 21, 22: 마이컴
30: 살균부 40: 전압 가변 회로부
50: 전류 감지부 60: 전압 감지부10: voltage generator 20, 21, 22:
30: sterilizing unit 40: voltage variable circuit
50: current sensing unit 60: voltage sensing unit

Claims

전기 분해 살균 동작을 수행하는 살균부와;
외부 전원을 공급받아 제1전압을 생성하는 전압 생성부와;
제1전압을 공급받아, 제어 신호에 대응하여, 제1전압을 가변하여 상기 살균부로 제2전압을 인가하는 전압 가변 회로부와;
제2전압에 의해 상기 살균부에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부와;
제어 신호를 생성하여 상기 전압 가변 회로부로 인가하여, 제2전압의 크기를 조절하는 마이컴으로 구성되고,
상기 마이컴은 상기 살균부의 초기 구동 시에, 초기 전압에 대응하는 초기 듀티비를 포함하는 제어 신호를 상기 전압 가변 회로부에 인가하고, 시간에 따라 일정한 크기 또는 일정 비율로 초기 듀티비를 증가시켜 목표 듀티비에 도달하도록 하는 소프트 스타트 동작을 수행한 이후에, 상기 전류 감지부로부터의 감지 전류가 기저장된 목표 전류에 일치하도록 상기 제어 신호를 생성하여 상기 전압 가변 회로부로 인가하는 것을 특징으로 하는 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치.
A sterilizing unit for performing an electrolytic sterilization operation;
A voltage generator for generating a first voltage by receiving external power;
A voltage variable circuit unit receiving a first voltage and varying a first voltage in response to a control signal to apply a second voltage to the sterilizing unit;
A current sensing unit sensing a current flowing through the sterilizing unit by a second voltage;
And a microcomputer for generating a control signal and applying the control signal to the voltage variable circuit section to adjust a magnitude of the second voltage,
The microcomputer applies a control signal including an initial duty ratio corresponding to the initial voltage to the voltage variable circuit portion at the time of initial operation of the sterilizing portion and increases the initial duty ratio at a constant size or at a constant rate, The voltage control circuit generates the control signal so that the sense current from the current sensing unit matches the pre-stored target current, and applies the control signal to the voltage variable circuit unit. Lt; / RTI >

제1항에 있어서, 상기 전압 가변 회로부는 상기 전압 생성부로부터 상기 제1 전압을 소스단자로 인가 받고 상기 마이컴으로부터의 제어 신호를 게이트 단자로 인가 받아 인가된 전압을 드레인 단자로 인가하는 FET 소자와, 상기 FET 소자의 소스 단자와 게이트 단자 사이를 전기적으로 연결하는 구동 드라이버 저항과, 상기 살균부와 FET 소자의 드레인 단자 사이에 직렬로 연결된 인덕터와, 상기 FET 소자와 인덕터 사이에 일단이 연결되고 타단이 접지되는 다이오드와, 상기 인덕터와 살균부 사이에 일단이 연결되고 타단이 접지되는 캐패시터로 구성되어, 상기 제어 신호에 의한 상기 FET 소자의 온 또는 오프 상태 동작에 의해 상기 인덕터에 축적된 제2전압을 상기 살균부에 인가하는 것을 특징으로 하는 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치.
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the voltage variable circuit part comprises: a FET device which receives the first voltage from the voltage generation part and applies the control signal from the microcomputer to the gate terminal and applies the applied voltage to the drain terminal; A driving driver resistor for electrically connecting a source terminal and a gate terminal of the FET device, an inductor connected in series between the sterilizing unit and the drain terminal of the FET device, and a first terminal connected between the FET device and the inductor, And a capacitor connected in series between the inductor and the sterilizing unit and grounded at the other end of the inductor, the second voltage accumulated in the inductor by the on / off state of the FET element by the control signal, Is applied to the sterilizing unit (3).

제1항에 있어서, 상기 전기 분해 살균 장치는 상기 살균부에 인가되는 전압을 감지하는 전압 감지부를 구비하고, 상기 마이컴은 상기 전압 감지부로부터의 감지 전압을 획득하여, 상기 전압 가변 회로부의 고장 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전압을 제어하는 전기 분해 살균 장치.
The microcomputer according to claim 1, wherein the electrolytic sterilizer includes a voltage sensing unit for sensing a voltage applied to the sterilizing unit, the microcomputer acquires a sensing voltage from the voltage sensing unit, Of the electrolytic sterilization apparatus.

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