KR101979948B1 - 고전압발생기 및 공기조화기 - Google Patents

고전압발생기 및 공기조화기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고전압발생기 및 공기조화기에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 고전압발생기에는, 직류전압을 출력하는 직류전압부; 설정된 듀티비를 기초로 온 또는 오프 스위칭되는 스위칭신호를 생성하는 신호발생부; 상기 스위칭신호를 기초로 전류를 스위칭하여 상기 직류전압을 펄스전압으로 변환시키는 스위치부; 상기 펄스전압을 승압시키기 위하여, 상기 설정된 듀티비를 조절하는 시점을 설정하는 타이머; 상기 입력되는 펄스전압을 권선비에 따라 승압시키는 변압기; 상기 타이머에 의하여 설정된 시점에 도달하면, 상기 듀티비를 조절하는 제어부가 포함되고, 상기 제어부는 설정된 승압시간동안 상기 듀티비를 증가시켜, 상기 변압기에 의하여 출력된 전압의 크기를 증가시킨다.

Description

고전압발생기 및 공기조화기{Electrostatic Precipitator and Air Conditioner}
본 발명은 고전압발생기 및 공기조화기에 관한 것이다.
공기조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 공기조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창장치, 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창, 및 증발과정을 수행하는 냉동 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.
상기 소정공간은 공기조화기가 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 공기조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내공간일 수 있다.
공기조화기가 냉방운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 수행하며, 실내기에 구비되는 실내 열교환기는 증발기 기능을 수행한다. 반면에, 공기조화기가 난방운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 수행하며, 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다.
공기조화기는 설치위치에 따라, 직립형, 벽걸이형, 또는 천장형 타입으로 구분될 수 있다. 상기 직립형 공기조화기는 실내공간에 세워지도록 설치되는 타입의 공기조화기이며, 상기 벽걸이형 공기조화기는 벽면에 부착되도록 설치되는 타입의 공기조화기로서 이해될 수 있다. 그리고, 상기 천장형 타입의 공기조화기는 천장에 설치되는 타입의 공기조화기로 이해될 수 있다.
공기조화기에는, 공기 중의 먼지나, 담배 연기 등의 미립자를 제거하는 장치로서, 정전 분리작용을 이용한 전기집진장치가 설치될 수 있다. 상기 전기집진장치는 상용전원의 전압을 승압하여 얻어진 고전압을 이용하여 코로나 방전을 일으켜 공기조화기 내부로 흡입된 공기 중의 먼지나, 담배 연기 등의 미립자를 제거할 수 있다.
1. 공개번호 (공개일): 10-2016-0006062 (2016년 1월 18일)
2. 발명의 명칭: 전기집진장치 및 그를 갖는 공기조화기
상기 선행기술에 개시되는 전기집진장치에는, 공기 중의 먼지를 대전시키는 대전부와, 이격된 복수개의 방전전극판을 포함하고 복수개의 방전전극판 사이에 대전부에 의해 대전된 먼지입자가 통과하는 통로가 형성된 제 1 필터부와, 공기 유동 방향으로 복수개 방전 전극판의 후류에 위치하고, 접지와 연결되어 방전 전극판과 코로나 방전을 형성하여 대전된 입자가 포집되는 제 2 필터부를 포함된다. 이러한 배치에 의해서, 상기 대전부에 의해 대전된 먼지입자가 제 1 필터부의 통로를 통과하여 제 2 필터부에 집진되고, 제 1 필터부와 제 2 필터부 사이에서 대전된 먼지입자는 제 2 필터부에 집진될 수 있다. 상기 제 2 필터부는 집진부라 이름할 수 있다.
이러한 선행기술에 의하면, 상기 전기집진장치의 대전부에는 상용전원의 전압을 승압시킨 고전압이 일시에 인가됨으로써 전하가 충전 될 수 있다. 이때, 상기 고전압에 의해서, 상기 대전부 측 공기의 절연이 파괴되면서 소음이 발생할 수 있다.
상기 소음은 사용자에게 스트레스를 유발시킬 수 있는 문제가 있다. 그리고 상기 소음에 의한 스트레스는 일례로 사용자에게 수면장애를 발생시키거나, 업무 중에 집중을 방해하는 요인으로서 작용할 수 있다.
따라서, 소음을 저감하기 위하여는, 대전부에 인가되는 전압의 레벨을 점차적으로 증가시키면서 인가하도록 제어될 필요가 있다. 그러나, 이와 같이 제어되는 경우, 전기집진장치가 사용자가 기대하는 집진 효율을 낼 수 있는 전압레벨에 도달하는 시간이 지연되기 때문에 이물 여과성능이 감소되는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 실시예는 전기집진장치의 대전부에서 전하를 충전하는 과정에서 발생되는 소음을 줄이기 위하여, 대전부에 인가되기 위한 고전압에 도달하는 전압의 승압시간을 조절할 수 있는 고전압발생기 및 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 충전과정에서 대전부에서 발생하는 소음을 감소시키면서도 전기집진장치의 이물 여과성능이 감소되는 것을 최소화하기 위한 승압시간을 결정하기 위하여 스위칭신호의 듀티비을 이용하는 고전압발생기 및 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에는 상용전원을 승압하기 위해 배치되는 변압기의 전체 외형크기를 줄이고, 동작이 안정되도록 하기 위하여 체배기(Voltage Multipliers)를 이용하는 고전압발생기 및 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시예에 전기집진장치에는, 설정된 듀티비를 기초로 온 또는 오프 스위칭되는 스위칭신호를 생성하는 신호발생부와, 상기 스위칭신호를 기초로 전류를 스위칭하여 상기 직류전압을 펄스전압으로 변환시키는 스위치부와, 상기 펄스전압을 승압시키기 위하여, 상기 설정된 듀티비를 조절하는 시점을 설정하는 타이머와, 상기 펄스전압을 입력받고, 입력받은 펄스전압을 권선비에 따라 승압시키는 변압기와, 상기 타이머에 의하여 설정된 시점에 도달하면, 상기 듀티비를 조절하는 제어부가 포함된다.
상기 제어부는 설정된 승압시간동안 상기 듀티비를 증가시켜, 상기 변압기에 의하여 출력된 전압의 크기를 증가시킨다.
상기 스위칭신호는 제 1 PWM신호 및 제 2 PWM신호를 포함한다.
상기 제 1 PWM신호가 온되는 구간에는 상기 제 2 PWM신호가 온 또는 오프 구간이 반복된다.
상기 신호발생부의 출력측에 배치되며, 상기 제 2 PWM신호의 듀티비에 따라 충전 또는 방전시간이 결정되는 승압커패시터가 더 포함된다.
상기 승압커패시터는 상기 제 2 PWM신호의 오프되는 구간에서 유입되는 전하의 충전을 수행한다.
상기 승압커패시터는 상기 2 PWM신호가 온되는 구간에서 방전을 수행한다.
상기 승압커패시터의 충전시간이 방전시간보다 길 경우, 상기 승압커패시터에 충전된 전하는 상기 변압기에 전달되고, 상기 변압기는 전달받은 전하의 전압을 승압시킨다.
상기 스위치부는, 상기 신호발생부로부터 스위칭신호를 기초로 스위칭동작하는 제 1 스위치부를 포함한다.
상기 스위치부는 상기 제 1 스위치부로부터 출력되는 신호를 기초로 스위칭동작하는 제 2 스위치부를 더 포함한다.
상기 제 1 스위치부 및 상기 제 2 스위치부는 교번하여 온 또는 오프됨으로써, 상기 직류전압부로부터 유입되는 전류는 펄스전압으로 변환된다.
상기 제 1 스위치부는 BJT(Bipolar Junction Transistor)를 포함한다..
상기 제 2 스위치부는 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)를 포함한다.
상기 제 1 스위치부를 스위칭모드로 동작시키기 위한 제 1 전압분배부가 더 포함된다.
상기 제 1 전압분배부는, 상기 직류전압부의 출력단에 연결되며, 상기 직류전압부로부터 출력되는 직류전압을 제 1 스위치부에 입력한다.
상기 제 2 스위부를 스위칭모드로 동작시키기 위한 제 2 전압분배부가 더 포함된다.
상기 제 2 전압분배부는, 상기 직류전압부의 출력단에 연결되며, 상기 직류전압부로부터 출력되는 직류전압을 제 2 스위칭부에 입력한다.
상기 변압기의 출력측에 배치되며, 설정된 배수만큼 상기 변압기로부터 출력된 전압을 체배시키는 체배기(Voltage multipliers)가 더 포함된다.
일시적으로 발생하는 과전압으로부터 회로의 손상을 방지하기 위하여, 상기 변압기의 입력측에 배치되는 안전회로부가 더 포함된다.
상기 안전회로부는 캐소드측이 상기 변압기의 입력측에 배치되고, 캐소드측이 접지되는 보호다이오드를 포함한다.
상기 보호다이오드는 TVS다이오드(Transient Voltage Suppression Diode)를 포함한다.
보호저항은 상기 변압기의 입력단 및 상기 보호다이오드의 캐소드측에 배치되어, 상기 보호다이오드에 입력되는 과전압의 크기를 줄인다.
서지전압을 방지하기 위하여 상기 변압기의 출력측에 배치되는 서지보호부가 더 포함된다.
상기 서지보호부는 적어도 하나의 저항을 포함한다.
본 실시예의 공기조화기에는 흡입부 및 토출부를 가지며, 송풍팬이 설치되는 케이싱과, 상기 흡입부에 배치되며, 정전분리작용을 이용하여 공기 중의 이물을 여과시키는 전기집진장치를 포함한다.
상기 전기집진장치에는, 상기 케이싱에서 입력되는 전압을 승압하여 고전압을 발생시키는 고전압발생기; 및 상기 고전압발생기로부터 발생된 고전압을 인가받아 공기 중의 먼지를 대전시키는 대전부 및 접지에 연결되어 상기 대전된 먼지를 집진시키는 집진부를 포함하는 필터부재가 포함된다.
상기 케이싱으로부터 입력되는 전압이 상기 고전압에 도달하기 위한 승압시간을 조절하여, 상기 전기집진장치에서 발생되는 소음을 상기 송풍팬의 소음보다 낮게 형성된다.
본 실시예에 따른 고전압발생기, 공기조화기 및 공기조화기의 제어방법에 의하면 대전부에 인가되기 위한 고전압에 도달하기 위한 전압의 승압시간이 지연됨으로써, 공기절연파괴 현상이 감소할 수 있다. 따라서, 소음이 감소될 수 있으며 이에따라, 고객 만족도가 개선될 수 있다.
또한, 스위칭신호의 듀티비을 조절함으로써, 인가되는 전압의 크기 또는 승압시간을 최적으로 결정하여, 소음을 감소시키면서도 신속하게 사용자가 기대하는 집진 효율을 달성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 변압기의 출력측에 체배기가 배치됨으로써, 변압기의 승압 비율을 낮출 수 있다. 따라서, 상기 변압기의 전체외형 크기가 줄어들수 있고, 안정성이 향상됨으로써 안정된 고전압이 출력될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 분해사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 전기집진장치의 배면 사시도이다.
도 4는 실시예에 따른 전기집진장치의 분해 사시도이다.
도 5는 실시예에 따른 도 3의 V-V`에 대한 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 입력전원장치의 회로도이다.
도 7은 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법에 대한 순서도이다.
도 8은 실시예에 따른 설정된 승압시간에 대한 출력전압을 나타낸 그래프이다.
도 9는 실시예에 따른 서로 다른 승압시간의 설정에 따라 발생된 소음의 크기를 비교한 그래프이다.
도 10은 실시예와 종래기술의 승압시간 동안 발생된 소음의 크기를 비교한 그래프이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 사시도이고, 도 2는 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기(1)에는, 천장에 고정되며, 외부 공기를 흡입하고 열교환된 공기를 토출하는 케이싱(20)이 포함된다.
상기 케이싱(20)에는, 천장에 상기 케이싱(20)이 고정되기 위한 천장고정부재(201)가 포함될 수 있다. 상기 케이싱(20)이 상기 천장의 상측에 밀착되기 위하여, 상기 천장고정부재(201)는 일례로, 볼트(미도시)와 같은 체결부재에 의해 천장에 고정될 수 있다.
상기 케이싱(20)의 내부공간에는 다수의 부품이 배치될 수 있다. 상기 다수의 부품에는, 외부로부터 흡입된 공기를 열교환 시키는 열교환기(미도시) 및 상기 열교환기에서 열 교환된 공기를 외부로 토출시키기 위한 송풍팬(미도시) 등이 포함될 수 있다.
상기 공기조화기(1)에는, 상기 케이싱(20)의 하측에 결합될 수 있는 전면패널(10)이 더 포함될 수 있다. 상기 케이싱(20)이 일례로 석고보드 등의 천장매립부재에 의해 천장에 매립되는 경우, 상기 전면패널(10)은 대략 천장의 높이에 위치되어 외부에 노출될 수 있다. 상기 공기조화기(1)는 상기 케이싱(20)과, 상기 전면패널(10)에 의해서 전체적인 외관이 형성될 수 있다.
상기 전면패널(10)에는, 실내공기를 흡입하는 흡입부(103) 및 상기 공기조화기(1)에서 열 교환된 공기가, 실내로 토출되는 토출부(101)가 포함될 수 있다.
또한, 상기 전면패널(10)에는, 상기 흡입부(103)를 통해 흡입되는 공기에 포함된 이물질의 유입을 방지하는 흡입그릴(104)이 더 포함될 수 있다. 상기 흡입그릴(104)은 상기 흡입부(103)로부터 분리 가능하게 결합될 수 있다.
상기 흡입부(103)는 상기 전면패널(10)의 전방부에 가로방향으로 길게 형성되며, 상기 토출부(101)는 상기 전면패널(10)의 후방부에 가로방향으로 길게 형성될 수 있다.
상기 전면패널(10)에는, 상기 토출부(101)의 일측에 움직임 가능하게 제공되는 토출베인(102)이 더 포함될 수 있다. 상기 토출베인(102)은 상기 토출부(101)를 통하여 토출되는 공기의 양 또는 풍향을 조절할 수 있다. 일례로, 상기 토출베인(102)은, 상기 토출베인(102)의 양단에 구비되는 힌지축(미도시)을 중심으로 전후방으로 회전 가능하게 구비될 수 있다.
정리하면, 상기 공기조화기(1)에서, 상기 송풍팬이 구동되면, 실내공간의 공기는 흡입부(103)를 통하여 상기 케이싱(20)의 내부로 흡입될 수 있다. 상기 케이싱(20) 내부로 흡입된 공기는 상기 열교환기에서 열 교환 될 수 있다. 상기 열교환기를 통과한 공기는 상기 송풍팬에 의해, 상기 전면패널(10)의 토출부(101)를 통하여 실내 공간으로 배출될 수 있다.
한편, 상기 케이싱(20)에는, 상기 전면패널(10)의 전면에 형성된 흡입부(103)에 연통되도록 형성된 흡입공(203)이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 공기조화기(1)에는, 상기 흡입공(203)에 배치되는 전기집진장치(30)가 포함될 수 있다. 상기 전기집진장치(30)는 상기 공기조화기(1) 내부로 유입되는 공기 중에 포함된 먼지 등의 이물질을 대전시키고, 대전된 이물들을 집진시킬 수 있다. 따라서, 상기 전기집진장치(30)는 실내기에 흡입되는 공기 중의 이물들을 여과할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 전기집진장치의 배면 사시도이고, 도 4는 전기집진장치의 분해 사시도이고, 도 5는 실시예에 따른 도 3의 V-V`에 대한 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 전기집진장치(30)에는, 상기 케이싱(20)에 설치되는 필터하우징(500), 상기 필터하우징(500)에 분리가능하게 결합되어 먼지를 집진시킬 수 있는 필터어셈블리(300) 및 상기 필터어셈블리(300)에 전원을 공급하는 고전압발생기(700)가 포함될 수 있다.
먼저, 상기 필터어셈블리(300)에는, 상방을 바라보는 상방프레임(310a), 상기 상방프레임(310a)의 양 측면에 구비되며, 상기 상방프레임(310a)에서 하방으로 연장되는 한 쌍의 측방프레임(310b), 상기 한 쌍의 측방프레임(310b)의 하단에 배치되는 하방프레임(310c)이 포함될 수 있다. 상기 상방프레임(310a), 한 쌍의 측방프레임(310b), 및 하방프레임(310c)이 결합됨으로써, 상기 필터어셈블리(300)의 필터 테두리부가 형성될 수 있다. 상기 필터 테두리부는 상기 필터어셈블리(300)의 외관을 형성할 수 있다.
상기 필터어셈블리(300)에는, 상기 필터하우징(500)에 결합되기 위한 상측걸림돌기(320)가 포함될 수 있다. 상기 상측걸림돌기(320)는 상기 상방프레임(310a)에 배치될 수 있다. 또한, 상기 상측걸림돌기(320)는 상기 상방프레임(310a)에서 상방으로 돌출될 수 있다.
상기 필터어셈블리(300)에는, 상기 필터하우징(500)에 결합되기 위한 상측걸림돌기(330)가 포함될 수 있다. 상기 상측걸림돌기(330)는 상기 하방프레임(310c)에 배치될 수 있다. 또한, 상기 상측걸림돌기(330)는 상기 하방프레임(310c)에서 하방으로 돌출될 수 있다.
상기 필터어셈블리(300)에는, 상기 필터하우징(500)에 슬라이딩되어 결합되기 위한 가이드홈(350)이 더 포함될 수 있다. 상기 가이드홈(350)은 상기 하방프레임(310c)에 배치될 수 있다. 또한, 상기 가이드홈(350)은 상기 하방프레임(310c)에서 상기 상방으로 오목하게 형성된 홈일 수 있다.
한편, 상기 가이드홈(350)에는 일례로 볼트 등의 체결부재가 삽입되기 위한 홀(미도시)이 형성될 수 있다.
상기 필터어셈블리(300)에는, 상기 고전압발생기(700)에 연결되는 제 1 전극(591) 및 접지에 연결되는 제 2 전극(592)이 더 포함될 수 있다. 상기 제 1 전극(591)은 상기 한 쌍의 측방프레임(310b) 중 하나에 가깝에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극(592)은 상기 한 상의 측방프레임(310b) 중 다른 하나에 가깝게 배치될 수 있다.
상세히, 상기 제 1 전극(591)은 상기 필터어셈블리(300)가 상기 필터하우징(500)에 장착되는 경우, 상기 고전압발생기(700)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 전극(591)에는 상기 고전압발생기(700)로부터 고전압이 인가될 수 있다. 상기 고전압은 일례로 -7.5[kV]일 수 있다. 상기 필터어셈블리(300)가 상기 필터하우징(500)에 장착되는 경우, 상기 제 2 전극(592)은 접지측에 연결될 수 있다.
상기 필터어셈블리(300)에는, 상기 실내기(1) 내부로 흡입되는 공기 중의 먼지를 여과하는 필터부재(380)가 포함될 수 있다. 상기 필터부재(380)에는 공기 중의 이물들을 대전시키는 대전부(380a) 및 대전된 이물들을 집진시키는 집진부(380b)가 포함될 수 있다. 상기 대전부(380a) 및 상기 집진부(380b)는 각각 다수 개씩 제공될 수 있다. 상기 다수 개의 대전부(380a) 및 상기 다수 개의 집진부(380b)는 상하 방향으로 서로 교번하여 배치되며, 서로 이격될 수 있다. 상기 대전부(380a)는 제 1 전극(591)에 연결될 수 있다. 그리고 상기 집진부(380b)는 제 2 전극(592)에 연결될 수 있다. 상기 대전부(380a)에 고전압이 인가되면, 상기 대전부(380a) 및 상기 집진부(380b) 사이에는 전기장이 형성될 수 있다. 상기 대전부(380a) 및 상기 집진부(380b) 사이에는 코로나 방전이 형성될 수 있다. 상기 코로나 방전에 의해 대전된 먼지입자는 상기 집진부(380b)에 집진될 수 있다.
상기 필터어셈블리(300)에는, 상기 필터하우징(500)에서 상기 필터어셈블리(300)를 분리시키기 위하여 파지할 수 있는 파지부(360)가 형성될 수 있다. 상기 파지부(360)는 상기 필터 테두리부로부터 일방향으로 돌출되도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 파지부(360)는 상기 삽입홀(340)로부터 일정거리 이격된 위치에 구비될 수 있다. 일례로 상기 파지부(360)는 상기 필터 하방프레임(310c)에 가깝게 배치될 수 있다. 따라서, 실내기가 천장에 설치된 상태에서, 사용자는 상기 삽입돌기(570)가 돌출된 방향으로 상기 필터어셈블리(300)를 당기면서 상기 필터하우징(500)으로부터 간편하게 분리시킬 수 있다.
상기 필터하우징(500)에는, 상방을 바라보는 하우징 상방프레임(510a), 상기 하우징 상방프레임(510a)의 양 측면에 구비되며, 상기 하우징 상방프레임(510a)에서 하방으로 연장되는 한 쌍의 하우징 측방프레임(510b), 상기 한 쌍의 하우징 측방프레임(510b)의 하단에 배치되는 하우징 하방프레임(510c)이 포함될 수 있다. 상기 하우징 상방프레임(510a), 상기 한 쌍의 하우징 측방프레임(510b), 상기 하우징 하방프레임(510c)이 결합됨으로써, 상기 필터하우징(500)의 하우징 테두리부가 형성될 수 있다. 상기 하우징 테두리부는 상기 필터하우징(500)의 외관을 형성할 수 있다.
상기 필터하우징(400)에는, 상기 케이싱(20)에 고정되기 위한 하우징 체결홀(520, 530)이 포함될 수 있다. 상기 하우징 체결홀(520, 530)에는 상기 필터하우징(500)의 양 측방에 배치되는 제 1 하우징체결홀(520) 및 상기 필터하우징(400)의 하방에 배치되는 제 2 하우징체결홀(530)이 포함될 수 있다. 상세히, 상기 제 1 하우징체결홈(520)은 상기 하우징 측방프레임(510b)에 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2 하우징체결홈(530)은 상기 하우징 하방프레임(510c)에 형성될 수 있다. 상기 케이싱(20)에는 상기 하우징 체결홀(520, 530)에 대응되는 케이싱 체결홀(미도시)이 형성될 수 있다. 따라서, 필터하우징(500)은 일례로 볼트 등의 체결부재가 상기 하우징 체결홀(520, 530) 및 케이싱 체결홀에 함께 삽입됨으로써, 상기 케이싱(20)에 결합될 수 있다.
상기 필터하우징(500)에는, 상기 필터어셈블리(300)의 상측걸림돌기(320)가 결합될 수 있는 상측걸림홀(540)이 더 포함될 수 있다. 상기 상측걸림홀(540)은 상기 필터하우징(500)의 하우징 상방프레임(510a)에 형성될 수 있다. 상기 필터하우징(500)에는, 상기 필터어셈블리(300)에 결합되기 위한 하측걸림홀(550)이 더 포함될 수 있다. 상기 하측걸림홀(550)은 상기 하우징 하방프레임(510c)에 형성될 수 있다.
상기 필터하우징(500)에는, 상기 필터어셈블리(300)가 상기 필터하우징(500)에 결합되는 것을 가이드하는 가이드돌기(580)가 더 포함될 수 있다. 상기 가이드돌기(580)는 상기 하우징 하방프레임(510c)에서 상방으로 돌출될 수 있다. 또한, 상기 가이드돌기(580)는 상기 필터어셈블리(300)의 가이드홈(350)에 결합되기 위하여, 상기 가이드홈(350)에 대응되는 크기로 돌출 형성될 수 있다.
한편, 상기 가이드돌기(580)의 내측에는 오목한 홈(580a)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홈(580a)에는 일례로 볼트와 같은 체결부재(593, 594)가 삽입될 수 있는 홀(미도시)이 형성될 수 있다. 따라서, 체결부재(593, 594)는 상기 가이드홈(350) 및 가이드돌기(580)에 각각 형성된 홀에 삽입됨으로써, 상기 필터어셈블리(300)에 상기 필터하우징(500)을 고정시킬 수 있다.
상기 체결부재(593, 594)에는 상기 필터어셈블리(300) 및 필터하우징(500)의 제 1 전극(591)측을 고정시키는 제 1 체결부재(593)가 포함될 수 있다. 상기 제 1 체결부재(593)가 상기 가이드홈(350) 및 상기 가이드돌기(580)에 각각 형성된 홀에 삽입된 경우, 상기 제 1 체결부재(593)의 일단은 제 1 전극(591)에 접촉될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 체결부재(593)에는 터미널단자(714)가 결합되고, 상기 터미널단자(714)에는 상기 고전압발생기(700)에서 출력전압이 출력되는 전극에 연결된 케이블(713)이 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 전극(591)에는 상기 고전압발생기(700)에서 출력되는 고전압이 인가될 수 있다.
또한, 상기 체결부재(593, 594)에는 상기 필터어셈블리(300) 및 필터하우징(500)의 제 2 전극(592)측을 고정시키는 제 2 체결부재(594)가 더 포함될 수 있다. 상기 제 2 체결부재(594)가 상기 가이드홈(350) 및 상기 가이드돌기(580)에 각각 형성된 홀에 삽입된 경우, 상기 제 2 체결부재(594)의 일단은 제 2 전극(592)측에 접촉될 수 있다.
상기 제 1, 2 체결부재(593, 594)는 일례로 도체로 구비될 수 있다.
상기 필터하우징(500)에는, 상기 필터어셈블리(300)의 삽입홀(340)에 삽입될 수 있는 삽입돌기(570)가 더 포함될 수 있다. 상기 삽입돌기(570)에 의해 상기 삽입홀(340)이 끼워짐으로써, 사용자는 정확하고 간편하게 상기 필터어셈블리(300)를 상기 필터하우징(500)에 장착할 수 있다.
한편, 상기 필터하우징(500)에는 고전압발생기(700)가 배치될 수 있는 장착공간(600)이 더 포함될 수 있다.
상기 필터하우징(500)에는 상기 고전압발생기(700)를 지지하기 위한 지지부(610, 620)가 포함될 수 있다. 상기 지지부(610, 620)는 상기 필터하우징(500)으로부터 공기가 배출되는 방향으로 돌출된 형상일 수 있다.
상기 지지부(610, 620)에는 상기 고전압발생기(700)의 양 측면을 지지하기 위한 한 쌍의 제 1 지지부(610) 및 상기 고전압발생기(700)의 하부를 지지하는 제 2 지지부(620)가 포함될 수 있다. 상기 제 1 지지부(610) 및 상기 제 2 지지부(620)에 의해서 상기 장착공간(600)이 형성될 수 있다. 일례로 상기 고전압발생기(700)는 직육면체 형상으로 구비될 수 있다. 상기 한쌍의 제 1 지지부(610) 사이의 거리는 상기 고전압발생기(700)의 장폭에 대응되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 지지부(610) 및 제 2 지지부(620)가 돌출되는 길이는 상기 고전압발생기(700)의 단폭에 대응되도록 형성될 수 있다. 상기 제 1 지지부(610)의 일단에는 ㄱ형상의 후크(611)가 형성될 수 있다. 한편, 상기 고전압발생기(700)의 양 측면에는 양 측면으로 돌출된 형상을 가진 한 쌍의 고정돌기(711)가 배치될 수 있다. 고전압발생기(700)가 상기 장착공간(600)에 장착되는 경우, 상기 고정돌기(711)는 상기 제 1 지지부(610)를 따라 슬라이딩 될 수 있다. 그리고 상기 고정돌기(711)의 일단이 상기 후크(611)에 의해 고정될 수 있다. 따라서 상기 고전압발생기(700)는 상기 장착공간(600)에 안정적으로 장착될 수 있다.
한편, 상기 고전압발생기(700)에는 내부에 부품이 들어갈 수 있는 공간이 형성되는 본체(710), 상기 본체(710)에 형성된 공간을 개폐가능도록 결합되는 커버(720), 및 상기 본체(710)에 수용되는 입력전원장치(800)가 포함될 수 있다. 상기 입력전원장치(800)는 실내기(1)로부터 상용전원을 제공받을 수 있다. 그리고 상기 입력전원장치(800)는 상기 상용전원을 승압하여 상기 필터어셈블리(300)의 대전부(380a)에 전원을 인가하기 위한 고전압을 생성할 수 있다. 이때, 상기 고전압은 사용자의 설정에 의해 결정될 수 있다. 그리고 상기 상용전원이 승압되어 상기 설정된 고전압에 도달하는 승압시간은 사용자의 설정에 의해 결정될 수 있다.
일례로 설정된 고전압이 -7.5[kv]이고, 설정된 승압시간이 100초인 경우, 상기 입력전원장치(800)는 상기 대전부(380a)에 인가되는 전압을 설정된 승압시간인 100초 동안 초기 출력전압인 0[v] 부터 -7.5[kv]까지 순차적으로 증가되도록 구현시킬 수 있다. 그리고, 상기 순차적으로 증가되어 상기 입력전원장치로부터 출력되는 출력전압은 상기 대전부(380a)에 인가될 수 있다. 따라서, 공기의 절연파괴현상이 줄어 들 수 있으며, 이에 따라 발생하는 소음이 줄어드는 장점이 있다.
이하에서는 고전압발생장치에 구비는 입력전원장치에 대해서 설명한다.
도 6은 실시예에 따른 입력전원장치의 회로도이다.
상기 입력전원장치(800)에는, 직류전압을 출력하는 직류전압부(810)가 포함될 수 있다. 상기 직류전압부(810)는 상기 실내기(1)로부터 공급되는 상용전원을 직류전압으로 정류할 수 있다. 일례로 상기 직류전압부(810)에 상기 실내기(1)로부터 220V의 교류전압이 입력되는 경우, 상기 직류전압부(810)는 상기 입력된 교류전압 220V를 정류하여 직류전압 12V로 출력시킬 수 있다.
상기 입력전원장치(800)에는, 입력되는 전압을 승압하기 위한 변압기(830)가 더 포함될 수 있다. 상기 변압기(830)에는 직류전압부(810)에 연결되며, 직류전압이 인가되는 제 1 입력단(831) 및 후술되는 스위칭신호발생부(820)에 연결되는 제 2 입력단(832)이 포함될 수 있다. 상기 변압기(830)에는, 승압된 전압이 출력되기 위한 제 1 출력단(833) 및 제 2 출력단(834)이 더 포함될 수 있다. 상기 스위칭신호발생부(820)에 의해서 상기 변압기(830)의 입력단(831, 832)에는 펄스전압이 인가될 수 있다.
상기 변압기(830)는 코일 턴(turn)수 즉, 권선비에 따라 상기 변압기(830)의 1차측에서 입력되는 펄스전압을 상기 변압기(830)의 2 차측으로 승압시켜 전달할 수 있다. 상기 1차측은 상기 변압기(830)의 입력측을 의미할 수 있으며, 상기 2차측은 상기 변압기(830)에 의해 승압된 전압이 출력되는 출력측을 의미할 수 있다. 일례로 상기 권선비가 1:116인 경우, 상기 변압기(830)의 1차측에 입력되는 전압은 116배 승압되어 상기 변압기(830)의 2차측으로 출력될 수 있다.
상기 입력전원장치(800)에는, 스위칭신호를 생성하여, 상기 직류전압부(810)에서 출력된 직류전압을 스위칭하여 펄스전압으로 변환시키는 스위칭신호발생부(820)가 더 포함될 수 있다. 상기 스위칭신호발생부(820)에서 생성된 스위칭신호에 의하여 상기 직류전압은 펄스전압으로 변환될 수 있다. 그리고, 상기 펄스전압은 상기 변압기(830)의 권선비에 따라서 고전압으로 유기될 수 있다.
상기 스위칭신호발생부(820)에는, 스위칭신호를 발생시키는 신호발생부(821a)가 포함될 수 있다. 상기 스위칭신호에는 제 1 PWM신호 및 제 2 PWM신호가 포함될 수 있다. 상기 제 1 PMW신호는 상기 제 2 PWM신호의 일 주기보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 1 PWM신호의 전류가 흐르는 구간에는 상기 제 2 PWM신호가 포함된 형태로 출력될 수 있다. 반대로, 상기 제 1 PWM신호의 전류가 흐르지 않는 구간에는 신호발생부(821a)의 출력단으로부터 신호가 출력되지 않을 수 있다. 상기 제 1 PWM신호 및 상기 제 2 PWM신호의 주기 및 듀티비는 서로 다르게 설정될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제 1, 2 PWM신호의 전류가 흐르는 구간은 온 되는 구간으로, 상기 제 1, 2 PWM신호의 전류가 흐르지 않는 구간은 오프 되는 구간으로 설명한다.
상기 스위칭신호발생부(820)에는, 상기 스위칭신호의 듀티비가 조절되는 시점을 설정하는 타이머(821b)가 더 포함될 수 있다. 상세히, 상기 펄스전압을 승압시키기 위하여, 상기 타이머(821b)는 상기 설정된 듀티비를 조절하는 시점을 설정할 수 있다. 상기 타이머(821b)는 제 1, 2 PWM신호의 듀티비가 가변되는 시점을 각각 설정할 수 있다. 상기 타이머(821b)는 일 례로 스위칭신호가 발생되는 시점을 제 1 시점으로 설정할 수 있고, 상기 제 1 시점으로부터 일정시간 지난 시점을 제 2 시점으로 설정할 수 있다. 그리고 후술되는 제어부는 상기 제 1 시점에 제 1 PWM신호의 듀티비를 1%로 설정할 수 있고, 상기 제 2 시점에 제 1 PWM신호의 듀티비를 2%로 설정할 수 있다.
상기 스위칭신호발생부(820)에는, 상기 신호발생부(821a) 및 상기 타이머(821b)를 제어하는 제어부(822)가 포함될 수 있다. 상기 제어부(822)는 설정된 고전압을 생성하기 위하여, 상기 신호발생부(821a) 및 상기 타이머(821b)를 제어하여 제 1, 2 PWM신호의 듀티비 및 상기 제 1, 2 PWM신호의 듀티비가 가변되는 시점을 설정할 수 있다. 상세히, 상기 제어부(822)는 상기 타이머(821b)에 의하여 설정된 시점에 도달하면, 상기 듀티비를 조절할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(822)는 설정된 승압시간동안 상기 듀티비를 증가시켜, 상기 변압기에 의하여 출력된 전압의 크기를 증가시킬 수 있다.
상기 스위칭신호발생부(820)에는, 상기 신호발생부(821a)에서 출력되는 스위칭신호를 기초로 전류를 스위칭하여 상기 직류전압부(810)에서 출력된 직류전압을 펄스전압으로 변환시키는 스위치부(823, 824)가 더 포함될 수 있다.
상기 스위치부(823, 824)에는 상기 신호발생부(821a)에서 입력되는 PWM신호에 따라 온 또는 오프되는 제 1 스위치부(823) 및 제 2 스위치부(824)가 포함될 수 있다. 일례로 상기 제 1 스위치부(823)에는 BJT(Bipolar Junction Transistor)가 포함될 수 있고, 상기 제 2 스위치부(824)에는 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이 포함될 수 있다.
상기 제 1 스위치부(823)의 베이스(B)는 신호가 입력되는 입력단으로써, 상기 신호발생부의 출력측 및 후술되는 제 1 전압분배부(825)의 출력측에 연결될 수 있다. 상기 제 1 스위치부(823)의 에미터(E)는 접지될 수 있다. 또한, 상기 제 1 스위치부(823)의 콜렉터(C)는 신호가 출력되는 출력단으로써 후술되는 제 2 스위치부(824)의 입력측에 연결될 수 있다.
상기 제 1 스위치부(823)는 베이스(B)에 신호가 입력되는 경우, 입력되는 신호를 콜렉터(C)로 출력할 수 있다. 일례로 상기 제 1 스위치부(823)는 상기 승압 신호가 온되는 구간에 동작할 수 있다. 반대로 상기 제 1 스위치부(823)는 상기 스위칭신호가 오프되는 구간에는 동작하지 않을 수 있다. 상세히, 상기 제 1 PWM신호가 온되는 구간에서, 온 또는 오프되는 제 2 PWM신호에 의해 상기 제 1 스위치부(823)는 온 또는 오프 될 수 있다. 상기 제 1 스위치부(823)가 온되는 경우, 상기 제 1 스위치부(823)에서 출력된 신호는 상기 제 2 스위치부(824)에 입력될 수 있다.
한편, 상기 제 2 스위치부(824)의 게이트(G)는 신호가 입력되는 입력단으로써, 상기 제 1 스위치부(823)의 콜렉터(C) 및 후술되는 제 2 전압분배부(826)의 출력측에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제 2 스위치부(824)의 에미터(E)는 접지될 수 있다. 또한, 상기 제 2 스위치부(824)의 드레인(D)은 상기 변압기(830)측에 연결될 수 있다. 상기 제 2 스위치부(824)는 게이트(G)에 0[V]가 인가될 때, 온될 수 있다. 즉, 상기 제 1 스위치부(823)로부터 신호가 입력되지 않는 경우, 상기 제 2 스위치부(824)는 온될 수 있다.
반대로, 상기 게이트(G) 및 소스(S) 사이의 전압이 0[V]보다 큰 경우 오프될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 스위치부(823)를 통과한 신호가 상기 제 2 스위치부(824)에 입력되는 경우 상기 제 2 스위치부(824)는 오프될 수 있다.
정리하면, 상기 제 1 스위치부(823) 및 상기 제 2 스위치부(824)는 상기 스위칭신호에 의해 번갈아가면서 온 또는 오프될 수 있다.
한편, 스위칭신호발생부(820)에는 상기 제 1 스위치부(823) 및 상기 제 2 스위치부(824)가 스위칭모드로 동작되기 위해 배치된 전압분배부(825, 826)가 더 포함될 수 있다.
상기 전압분배부(825, 826)에는, 상기 신호발생부(821a)의 출력단, 직류전압부(810)의 출력단 및 제 1 스위치부(823)의 입력단 사이에 배치되는 제 1 전압분배부(825)가 포함될 수 있다. 상기 제 1 전압분배부(825)에는 두개 이상의 분배저항이 배치될 수 있다. 일례로, 제 1 전압분배부(825)에는 제 1 분배저항(825a) 및 제 2 분배저항(825b)이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 분배저항(825a) 및 제 2 분배저항(825b)에 의해 상기 직류전압부(810)로부터 상기 제 1 전압분배부(825)에 입력되는 직류전압을 분배할 수 있다.
따라서, 상기 제 1 전압분배부(825)는 상기 직류전압부(810)로부터 출력되는 전압을 분배하여, 상기 제 1 스위치부(823)가 스위칭모드로 동작하기 위한 전원을 공급할 수 있다.
상기 제 1 전압분배부(825)로부터 분배된 전압은 상기 제 1 스위치부(823)의 베이스(B)에 공급될 수 있다.
따라서, 상기 제 1 스위치부(823)는 스위칭신호의 일 주기 중 전류가 흐르는 시간에 온될 수 있다. 이때 상기 제 1 스위치부(823)를 통과한 신호는 제 2 스위치부(824)에 입력될 수 있다.
상기 전압분배부(825, 826)에는, 상기 제 1 스위치부(823)의 출력단, 상기 직류전압부(810)의 출력단 및 상기 제 2 스위치부(824)의 입력단 사이에 배치되는 제 2 전압분배부(826)가 더 포함될 수 있다. 상기 제 2 전압분배부(826)에는 두 개 이상의 분배저항이 배치될 수 있다. 일례로, 제 2전압분배부(825, 826)에는 제 3 배저항(826a) 및 제 4 분배저항(826b)이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 제 3 배저항(826a) 및 제 4 분배저항(826b)에 의해 상기 직류전압부(810)로부터 상기 제 2 전압분배부(826)에 입력되는 직류전압을 분배할 수 있다. 따라서, 상기 제 2 전압분배부(826)는 상기 직류전압부(810)로부터 출력되는 전압을 분배하여, 상기 제 2 스위치부(824)가 온되기 위한 전원을 공급할 수 있다. 상기 제 2 전압분배부(826)로부터 분배된 전압은 상기 제 2 스위치부(824)의 게이트(G)에 공급될 수 있다.
상기 제 2 전압분배부(826)에는 승압커패시터(827)가 더 포함될 수 있다. 상기 승압커패시터(827)에는 일정 전압이 충전될 수 있어서, 상기 제 2 스위치부(824)에 충분한 전류가 공급될 수 있다.
스위칭신호발생부(820)에는. 상기 스위치부(823, 824)의 온 또는 오프됨에 따라 충전 및 방전이 수행되는 승압커패시터(827)가 더 포함될 수 있다. 상기 승압커패시터(827)는 일 단이 상기 제 2 스위치부(824)의 드레인(D) 및 변압기(830)의 입력측에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 승압커패시터(827)의 타단은 접지될 수 있다.
상기 제 1 스위치부(823)가 상기 스위칭신호에 의해 온(on)되는 경우, 상기 제 2 스위치부(824)는 오프(off)될 수 있다. 그리고 상기 승압커패시터(827)에는 상기 변압기(830)를 통과한 전류가 유입되어, 상기 승압커패시터(827)는 전압이 충전될 수 있다. 반대로, 제 1 스위치부(823)가 상기 스위칭신호에 의해 오프(off)되는 경우, 상기 제 2 스위치부(824)는 온될 수 있다. 그리고 상기 승압커패시터(827)는 방전될 수 있다. 상기 제 2 스위치부(824)는 상기 제 1 PWM신호가 온되는 구간에서 온 또는 오프되는 제 2 PWM신호에 의해 상기 승압커패시터(827)를 충전 및 방전시킬 수 있다. 그리고 상기 승압커패시터(827)의 충전되는 시간 및 방전되는 시간은 상기 제 2 PWM신호의 듀티비에 의해 각각 결정될 수 있다. 상기 승압커패시터(827)의 충전시간이 방전시간보다 길 경우에, 상기 승압커패시터(827)에 저장된 전압은 상기 변압기(830)에 의해 승압될 수 있다.
일례로 상기 제 2 PWM신호의 일 주기가 35[us]이고, 상기 제 2 PMW신호의 듀티비가 74%인 경우, 상기 승압커패시터(827)는 제 2 PWM신호의 일 주기 중 [26]us동안 충전될 수 있고, 9us동안 방전될 수 있다. 이때, 상기 승압커패시터(827)의 충전시간이 방전시간보다 크기 때문에, 상기 승압커패시터(827)에 충전된 전압은 상기 변압기(830)측으로 전달되어 승압될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 PWM의 일 주기동안 일정전압이 승압될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 제 1 PWM신호의 듀티비에 의해서 상기 제 2 PWM신호가 온되는 구간이 결정될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 PWM이 온되는 구간에서, 상기 제 2 PWM신호의 온 또는 오프 동작에 의해 전압은 승압될 수 있다. 즉, 상기 제 1 PWM신호의 온되는 구간은 전압이 승압되는 구간을 의미할 수 있으며, 상기 승압되는 구간에 의해 승압되는 전압의 크기가 결정될 수 있다. 일례로 상기 변압기(830)의 1차측에는 직류전압이 12V가 인가되고, 제 1 PWM신호의 일 주기가 10[ms]이며 상기 제 1 PWM신호의 듀티비가 13.7%일 수 있다. 그리고, 상술한 예와 같이, 상기 제 2 PWM신호의 일 주기가 35[us]이고, 상기 제 2 PMW신호의 듀티비가 74%일 수 있다. 상기 제 2 PWM신호는 상기 제 1 PWM신호의 온 되는 구간에서, 40개가 배열될 수 있다. 즉, 상기 제 2 PWM신호의 듀티비에 의해 승압은 40번 수행될 수 있다. 상기 제 1 PWM신호의 듀티비에 의해, 상기 제 1 PWM신호가 온되는 구간이 1.37[msec]이므로, 상기 1.37[msec]동안 상기 변압기(830)의 1차측 전압은 약 -2.5[kV]로 승압되어 상기 변압기(830)의 2차측으로 출력될 수 있다.
정리하면, 상기 제어부(822)는 상기 신호발생부(821a)에서 생성되는 스위칭신호, 즉, 상기 제 1 PWM신호의 듀티비 및 상기 제 2 PWM신호의 듀티비를 조절함으로써 승압되는 전압의 크기를 조절할 수 있다. 또한, 상기 제어부(822)는 상기 타이머(821b)를 이용함으로써, 상기 제 1 PWM신호의 듀티비를 점차적으로 증가하거나 감소시키도록 제어할 수 있다.
상기 제어부(822)가 제 1 PWM신호의 듀티비를 점차적으로 감소시키는 경우, 상기 제 2 PWM신호의 온 또는 오프 동작에 의해 전압이 승압되는 구간이 줄어들 수 있다. 이때, 상기 변압기(830)에 입력되는 전압의 크기는 작아 질 수 있어서, 상기 변압기(830)에 의해 승압되는 전압의 크기는 감소할 수 있다.
반대로, 상기 제어부(822)가 상기 제 1 PMW신호의 듀티비를 점차적으로 증가시키는 경우, 상기 제 2 PWM신호의 온 또는 오프 동작에 의해 전압이 승압되는 구간이 증가할 수 있다. 이때, 상기 변압기(830)에 입력되는 전압의 크기가 커질 수 있어서, 상기 변압기(830)에 의해 승압되는 전압의 크기는 증가할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(822)가 상기 타이머(821b) 및 상기 신호발생부(821a)를 제어하여, 상기 제 1 PWM신호의 크기를 점차적으로 증가시킴으로서, 상기 실내기(1)의 대전부(380a)에 인가되기 위한 고전압에 도달하는 전압의 승압시간을 늦출 수 있다. 상기 고전압에 도달하는 전압의 승압시간이 늦춰짐으로써, 상기 집진부(380b)측에 있는 공기의 절연파괴현상을 줄일 수 있다. 따라서, 상기 공기의 절연파괴현상에 의해 발생되는 소음이 줄어는 장점이 있다.
상기 스위칭신호발생부(820)에는, 일시적으로 발생하는 과전압으로부터 상기 입력전원장치의 손상을 방지하기 위한 안전회로부(828)가 더 포함될 수 있다. 상기 안전회로부(828)에는 보호다이오드(828a) 및 상기 보호다이오드(828a)에 인가되는 전압을 줄이기위한 보호저항(828b)이 포함될 수 있다. 상기 보호저항(828b)은 상기 보호다이오드(828a)에 인가되는 전압의 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 상기 보호다이오드(828a)가 한계 전압내에서 동작하게 됨으로써, 상기 보호다이오드(828a)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 보호다이오드(828a)는 일례로 TVS다이오드(Transient Voltage Suppression Diode)를 포함할 수 있다. 상기 입력전원장치(800)에 과전압이 발생되는 경우, 상기 보호다이오드(828a)는 높은 임피던스에서 낮은 임피던스로 전환되어 과전압이 우회되도록 동작될 수 있다. 그리고 과전압이 우회된 이후에, 상기 보호다이오드(828a)는 자동으로 높은 임피던스로 전환될 수 있다. 따라서, 상기 입력전원장치(800)에 외부의 요인인 일례로 번개, 정전기 등에 의하여 고전압이 일시적으로 흐르는 경우, 상기 안전회로부(828)에 의해 상기 입력전원장치(800)의 손상이 방지될 수 있다.
한편, 상기 입력전원장치(800)에는 변압기(830)로부터 출력된 전압을 체배시키기 위한 체배기(Voltage Multipliers: 840)가 더 포함될 수 있다. 상기 체배기(840)는 상기 변압기(830)의 출력측에 배치되어, 상기 변압기(830)에서 출력되는 전압을 설정된 배수만큼 체배시킬 수 있다. 따라서, 상기 변압기(830)의 전체 외형 크기가 줄어들 수 있어서, 고전압발생기(700)를 소형으로 제작할 수 있다. 즉, 상기 고전압발생기(700)가 작은 크기로 제작가능해짐으로써, 작은 크기의 공기조화기에도 장착될 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 변압기(830)의 승압비율을 낮출수 있어서, 승압비율에 따른 절연소요가 줄어들 수 있다. 따라서, 상기 고전압발생기(700)로부터 안정된 고전압이 발생될 수 있다.
상기 체배기(840)는 상기 변압기(830)의 제 1 출력단(833) 및 제 2 출력단(834)에 연결될 수 있다.
상기 체배기(840)에는, 일단이 상기 제 2 출력단(834)에 연결되고, 타단이 제 1 노드(N1)에 연결되는 제 1 체배커패시터(841)가 포함될 수 있다. 상기 변압기(830)에서 출력된 전류는 상기 제 1 체배커패시터(841)에 입력될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 체배커패시터(841)에는 전하가 충전될 수 있다.
상기 체배기(840)에는, 애노드측이 상기 제 1 노드(N1)에 연결되고, 캐소드측이 제 2 노드(N2)에 연결되는 제 1 체배다이오드(842)가 더 포함될 수 있다. 상기 제 2 노드(N2)는 상기 제 1 출력단(833)에 연결될 수 있다. 상기 제 1 체배커패시터(841)에 충전된 전하는 상기 제 1 체배다이오드(842)를 통과할 수 있다.
상기 체배기(840)에는, 일단이 상기 제 2 노드(N2)에 연결되고, 타단이 제 3 노드(N3)에 연결되는 제 2 체배커패시터(843)가 더 포함될 수 있다. 상기 제 1 체배다이오드(842)를 통과한 전류는 상기 제 2 체배커패시터(843)에 입력될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 체배커패시터(843)에는 전하가 충전될 수 있다. 즉, 상기 제 2 체배커패시터(843)에는 상기 제 1 체배커패시터(841)에 충전된 전화와 동일한 양의 전하가 충전될 수 있다. 한편, 상기 제 1 체배커패시터(841)에는, 상기 변압기(830)로부터 전류가 유입되어, 전하가 충전될 수 있다.
상기 체배기(840)에는, 애노드측이 상기 제 3 노드(N3)에 연결되고, 캐소드측이 제 4 노드(N4)에 연결되는 제 2 체배다이오드(844) 및 애노트측이 제 5노드(N5)에 연결되며 캐소드측이 제 4 노드에 연결되는 제 3 체배다이오드(846)가 더 포함될 수 있다. 상기 제 2 체배커패시터(843)로부터 출력된 전류는 상기 제 2 체배다이오드(844)를 통과할 수 있다. 한편, 상기 제 1 체배커패시터(841)에서도 전류가 출력되며, 상기 출력된 전류는 상기 제 2 체배다이오드(844)를 통과할 수 있다.
상기 체배기(840)에는, 일단이 상기 제 4 노드(N4)에 연결되고, 타단이 제 5 노드(N5)에 연결되는 제 3 체배커패시터(845)가 더 포함될 수 있다. 상기 제 2 체배커패시터(843)에서 방전된 전하는 상기 제 2 체배다이오드(844)를 통과하여 상기 제 3 체배커패시터(845)로 이동할 수 있다. 즉, 상기 제 3 체배커패시터(845)에는 상기 제 2 체배커패시터(843)에 충전된 전하와 동일한 양의 전하가 충전될 수 있다. 한편, 상기 제 1 체배커패시터(841)에는 상기 변압기(830)로부터 전류가 유입되어 전하가 충전될 수 있다. 그리고 상기 제 2 체배커패시터(843)에는 상기 제 1 체배커패시터(841)로부터 이동된 전하에 의해 충전될 수 있다. 따라서, 체배기(840)의 출력전압은 상기 제 1 체배커패시터(841) 내지 상기 제 3 체배커패시터(845)의 전압의 합으로, 상기 변압기(830)로부터 입력되는 전압에 대하여 3체배될 수 있다.
상기 입력전원장치(800)에는, 서지 전압을 방지하기 위한 서지보호부(850) 및 상기 서지보호부(850)의 출력측에 배치되어 고전압을 출력하는 출력전극(860)가 더 포함될 수 있다. 상기 서지보호부(850)는 일례로 적어도 하나의 저항을 포함할 수 있다. 상기 서지보호부(850)는 상기 체배기(840)의 출력측에 배치될 수 있다. 또는, 상기 서지보호부(850)는 상기 변압기(830)의 출력측에 배치될 수 있다.
한편, 상기 출력전극(860)은 상기 서지보호부(850)의 출력단에 배치될 수 있다. 즉, 상기 서지보호부(850)는 상기 출력전극(860)으로부터 출력되는 전류를 제한할 수 있다. 따라서, 사용자의 신체가 상기 출력전극(860)에 접촉되더라도, 상기 서지보호부(850)에 의해 상기 출력전극(860)으로부터 출력되는 전류가 제한됨으로써, 감전사를 예방할 수 있다. 따라서, 사용자에게 상기 고전압발생기(700)에 대한 안전성을 제공할 수 있는 장점이 있다. 상기 출력전극(860)에는 상기 필터어셈블리(300)의 대전부(380a)가 연결될 수 있다. 따라서, 상기 고전압발생기(700)로부터 출력되는 고전압은 상기 대전부(380a)에 인가될 수 있다.
이하에서는 공기조화기에서, 고전압발생기로부터 생성된 고전압이 상기 필터어셈블리(300)의 대전부(380a)에 인가되는 과정을 설명한다.
도 7은 실시예에 따른 공기조화기의 고전압발생기 제어방법에 대한 순서도이고, 도 8은 실시예에 따른 설정된 승압시간에 대하여 고전압발생기에서 출력되는 출력전압을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 7을 참조하면, 실내기(1)가 동작될 수 있다(S1).
제어부(822)는 필터어셈블리(300)가 필터하우징(500)에 장착되는 정보를 입력받을 수 있다(S3).
상기 제어부(822)는 상기 필터어셈블리(300)의 대전부에 인가되기 위하여 기설정된 고전압의 크기 및 승압시간을 입력받을 수 있다(S5). 일례로 설정된 고전압의 크기가 -7.5[kV]이며, 설정된 승압시간은 100[sec]일 수 있다. 이에 따라, 상기 제어부(822)는 100[sec]동안 고전압발생기(700)에 입력되는 전압을 -7.5[kV]로 승압시킬 수 있다.
상기 제어부(822)는 상기 설정된 고전압에 도달하기 위하여 신호발생부(821a)에서 생성되는 제 1 PWM신호 및 제 2 PWM신호의 듀티비를 확인할 수 있다(S7). 일례로 상기 제 2 PWM신호의 듀티비가 74%인 경우, 상기 고전압발생기(700)에 입력되는 전압이 상기 -7.5[kV]로 승압되기 위한 제 1 PWM신호의 듀티비는 12%일 수 있다.
상기 제어부(822)는 상기 설정된 승압시간동안 상기 제 1 PWM신호의 듀티비를 점차적으로 증가하도록 제어할 수 있다(S9). 상기 설정된 승압시간에 대하여, 상기 제어부(822)는 타이머(821b)를 통하여 설정된 시간간격으로 상기 제 1 PWM신호의 듀티비가 증가되는 비율을 설정할 수 있다. 일례로, 도 8을 참조하면, 설정된 고전압에 대한 제 1 PWM신호의 듀티비가 12%이고, 설정된 승압시간이 100[sec]인 경우, 상기 제어부(822)는 1초동안 상기 제 1 PWM신호의 듀티비가 0.12% 증가하도록 제어할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 PWM신호의 듀티비는 1[sec]에 0.12%, 2[sec]에 0.24%, 3[sec]에 0.36%...,와 같이 순차적으로 증가되면서 100[sec]에 12%가 될 수 있다. 따라서, 상기 출력전극(860)에는 설정된 승압시간에 설정된 고전압이 출력될 수 있다.
상기 대전부(380a)에 인가되기 위한 고전압에 도달하기 위한 전압의 승압시간이 지연됨으로써, 공기의 절연이 파괴되는 현상이 감소될 수 있다. 따라서, 고전압이 인가되면서 발생되는 소음이 줄어들 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 상기 출력전극(860)에 출력되는 전압이 상기 설정된 고전압에 도달한 경우, 상기 제어부(822)는 상기 제 1 PWM신호의 듀티비를 유지시키도록 제어할 수 있다(S11).
도 9는 실시예에 따른 설정된 승압시간에 대한 출력전압을 나타낸 그래프이고, 도 10은 실시예와 종래기술의 승압시간 동안 발생되는 소음의 크기를 비교한 그래프이다.
도 9를 참조하면, 고전압발생기의 승압시간은 공기조화기에서 발생되는 소음을 참조하여, 설정될 수 있다. 상기 공기조화기에서 발생되는 소음은 공기조화기를 구동시키는 전원장치(미도시)에서 발생되는 소음, 베인의 회전에 의해 발생되는 소음 등 다양한 원인들에 의해 발생될 수 있다. 다만, 상기 공기조화기에서 발생되는 소음 중에는, 송풍팬으로부터 발생되는 소음이 가장 큰 부분을 차지할 수 있다. 따라서, 상기 고전압발생기의 승압시간은 송풍팬으로부터 발생되는 소음을 기초로 설정될 수 있다.
즉, 고전압발생기에서 발생되는 소음의 크기가 송풍팬의 소음보다 작아질 수 있어서, 사용자에게는 상기 고전압발생기에서 발생되는 소음을 느끼지 않을 수 있게 할 뿐만 아니라, 신속하게 사용자가 기대하는 집진효율을 달성할 수 있는 장점이 있다.
일례로, 공기조화기의 송풍팬에는 송풍팬의 회전력에 비례하여 미약풍, 약풍, 중풍, 및 최강풍 모드가 구비될 수 있다. 그리고 미약풍 모드인 경우에는 약 30[dB], 약풍 모드인 경우에는 약 36[dB], 중풍 모드인 경우에는 약 41[dB], 최강풍 모드인 경우에는 약 61[dB]의 소음이 발생될 수 있다. 상기 약풍 모드에서 발생하는 소음의 크기가 사용자가 수면 시, 또는 업무 중에 집중을 방해하지 않는 소리로 판단되는 경우, 고전압발생기의 승압시간은, 도시된 그래프에 따라 100[sec]로 설정될 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 의한 고전압발생기의 소음크기와 종래 기술에 의한 고전압발생기의 소음크기를 비교할 수 있다. 종래기술의 그래프는 고전압발생기의 승압시간이 0에 가까운, 즉 일시에 고전압을 인가한 경우를 나타낸 것이다. 그리고 본 실시예의 그래프는, 고전압발생기의 승압시간이 100[sec]인 경우를 나타낸 것이다. 종래기술의 경우, 가장 크게 발생된 소음의 크기는 약 44[dB]인 데에 반하여, 본 실시예의 경우, 가장 크게 발생된 소음의 크기는 약 34[dB]이다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 종래 기술에 비교하여 약 10[dB]의 소음이 줄었음을 알 수 있다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
1: 실내기 101: 토출부
103: 흡입부 20: 케이싱
30: 전기집진장치 300: 필터어셈블리
380: 필터부재 380a: 대전부
380b: 집진부 591: 제 1 전극
592: 제 2 전극 593: 제 1 체결부재
594: 제 2 체결부재 700: 고전압발생기
710: 본체 720: 커버
800: 입력전원장치 810: 직류전압부
820: 스위칭신호발생부 821a: 신호발생부
821b: 타이머 822: 제어부
823: 제 1 스위치부 824: 제 2 스위치부
825: 제 1 분배전압부 826: 제 2 분배전압부
827: 승압커패시터 828: 안전회로부
830: 변압기 840: 체배기
850: 서지보호부 860: 출력전극

Claims (19)

  1. 직류전압을 출력하는 직류전압부;
    설정된 듀티비를 기초로 온 또는 오프 스위칭되는 스위칭신호를 생성하는 신호발생부;
    상기 스위칭신호를 기초로 전류를 스위칭하여 상기 직류전압을 펄스전압으로 변환시키는 스위치부;
    상기 펄스전압을 승압시키기 위하여, 상기 설정된 듀티비를 조절하는 시점을 설정하는 타이머;
    상기 펄스전압을 입력받고, 입력받은 펄스전압을 권선비에 따라 승압시키는 변압기; 및
    상기 타이머에 의하여 설정된 시점에 도달하면, 상기 듀티비를 조절하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    설정된 승압시간동안 상기 듀티비를 증가시켜, 상기 변압기에 의하여 출력된 전압의 크기를 증가시키는 고전압발생기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭신호는 제 1 PWM신호 및 제 2 PWM신호를 포함하며;
    상기 제 1 PWM신호가 온되는 구간에는 상기 제 2 PWM신호가 온 또는 오프 구간이 반복되는 고전압발생기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 신호발생부의 출력측에 배치되며, 상기 제 2 PWM신호의 듀티비에 따라 충전 또는 방전시간이 결정되는 승압커패시터를 더 포함하는 고전압발생기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 승압커패시터는 상기 제 2 PWM신호의 오프되는 구간에서 유입되는 전하의 충전을 수행하고, 상기 제 2 PWM신호가 온되는 구간에서 방전을 수행하는 고전압발생기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 승압커패시터의 충전시간이 방전시간보다 길 경우,
    상기 승압커패시터에 충전된 전하는 상기 변압기에 전달되고, 상기 변압기는 전달받은 전하의 전압을 승압시키는 고전압발생기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치부는,
    상기 신호발생부로부터 스위칭신호를 기초로 스위칭동작하는 제 1 스위치부; 및
    상기 제 1 스위치부로부터 출력되는 신호를 기초로 스위칭동작하는 제 2 스위치부를 더 포함하고,
    상기 제 1 스위치부 및 상기 제 2 스위치부는 교번하여 온 또는 오프됨으로써, 상기 직류전압부로부터 유입되는 전류를 펄스전압으로 변환시키는 고전압발생기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치부는 BJT(Bipolar Junction Transistor)를 포함하는 고전압발생기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 스위치부는 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)를 포함하는 고전압발생기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치부를 스위칭모드로 동작시키기 위한 제 1 전압분배부를 더 포함하고,
    상기 제 1 전압분배부는,
    상기 직류전압부의 출력단에 연결되며, 상기 직류전압부로부터 출력되는 직류전압을 제 1 스위치부에 입력하는 고전압발생기.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 스위부를 스위칭모드로 동작시키기 위한 제 2 전압분배부를 더 포함하고,
    상기 제 2 전압분배부는,
    상기 직류전압부의 출력단에 연결되며, 상기 직류전압부로부터 출력되는 직류전압을 제 2 스위칭부에 입력하는 고전압발생기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 변압기의 출력측에 배치되며, 설정된 배수만큼 상기 변압기로부터 출력된 전압을 체배시키는 체배기(Voltage multipliers)를 더 포함하는 고전압발생기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    일시적으로 발생하는 과전압으로부터 회로의 손상을 방지하기 위하여, 상기 변압기의 입력측에 배치되는 안전회로부를 더 포함하는 고전압발생기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 안전회로부는 캐소드측이 상기 변압기의 입력측에 배치되고, 애노드측이 접지되는 보호다이오드를 포함하는 고전압발생기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 보호다이오드는 TVS다이오드(Transient Voltage Suppression Diode)를 포함하는 고전압발생기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 변압기의 입력단 및 상기 보호다이오드의 캐소드측에 배치되며, 상기 보호다이오드에 입력되는 과전압의 크기를 줄이는 보호저항을 더 포함하는 고전압발생기.
  16. 제 1 항에 있어서,
    서지전압을 방지하기 위하여 상기 변압기의 출력측에 배치되는 서지보호부를 더 포함하는 고전압발생기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 서지보호부는 적어도 하나의 저항을 포함하는 고전압발생기.
  18. 흡입부 및 토출부를 가지며, 송풍팬이 설치되는 케이싱;
    상기 흡입부에 배치되며, 정전분리작용을 이용하여 공기 중의 이물을 여과시키는 전기집진장치를 포함하고,
    상기 전기집진장치에는,
    상기 케이싱에서 입력되는 전압을 승압하여 고전압을 발생시키는 청구항 1항에 기재된 고전압발생기; 및
    상기 고전압발생기로부터 발생된 고전압을 인가받아 공기 중의 먼지를 대전시키는 대전부 및 접지에 연결되어 상기 대전된 먼지를 집진시키는 집진부를 포함하는 필터부재를 포함하는 공기 조화기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 케이싱으로부터 입력되는 전압이 상기 고전압에 도달하기 위한 승압시간을 조절하여, 상기 전기집진장치에서 발생되는 소음을 상기 송풍팬의 소음보다 낮게 형성되도록 가이드하는 공기조화기.
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