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KR102220911B1 - 냉장고, 및 홈 어플라이언스 - Google Patents

냉장고, 및 홈 어플라이언스 Download PDF

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Publication number
KR102220911B1
KR102220911B1 KR1020140001442A KR20140001442A KR102220911B1 KR 102220911 B1 KR102220911 B1 KR 102220911B1 KR 1020140001442 A KR1020140001442 A KR 1020140001442A KR 20140001442 A KR20140001442 A KR 20140001442A KR 102220911 B1 KR102220911 B1 KR 102220911B1
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KR
South Korea
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inverter
compressor
refrigerator
power
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KR1020140001442A
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이기배
엄용환
최상복
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 냉장고, 및 홈 어플라이언스에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 압축기와, 직류 전원을 저장하는 커패시터와, 압축기를 구동하기 위해, 변환된 직류 전원을 이용하여, 교류 전원을 출력하는 인버터와, 인버터로부터의 교류 전원을 이용하여 동작하는 제상 히터와, 인버터와 제상 히터 사이에 접속되며, 인버터로부터의 교류 전원을 제상 히터 또는 압축기 중 적어도 하나에 공급하는 스위칭부와, 인버터를 제어하는 압축기 마이컴을 포함한다. 이에 따라, 인버터에서 출력되는 교류 전원을 이용하여, 제상 히터를 간단하게 구동할 수 있게 된다.

Description

냉장고, 및 홈 어플라이언스{Refrigerator and home appliance}
본 발명은 냉장고, 및 홈 어플라이언스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 인버터에서 출력되는 교류 전원을 이용하여, 제상 히터를 간단하게 구동할 수 있는 냉장고, 및 홈 어플라이언스에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 식품을 신선하게 장기간 보관하는 용도로 사용되는 기기로써, 식품을 냉동 보관하기 위한 냉동실과, 식물을 냉장 모관하기 위한 냉장실과, 냉동실 및 냉장실을 냉각시키기 위한 냉동사이클로 구성되고, 이에 내장된 제어부에 의해 동작 제어가 이루어진다.
이와 같은 냉장고는 예전과 달리 주방 공간은 단순히 식생활을 위한 공간만이 아니고, 가족 구성원이 모여 대화할 뿐 아니라 식생활 등을 해결하기 위한 주요한 생활 공간으로 변모하고 있기 때문에 주방 공간에 핵심 요소인 냉장고가 대형화와 더불어 가족 구성원들이 모두 용이하게 사용할 수 있도록 양적/질적으로 기능적인 변화가 요구되고 있는 것이 실정이다.
본 발명의 목적은, 인버터에서 출력되는 교류 전원을 이용하여, 제상 히터를 간단하게 구동할 수 있는 냉장고, 및 홈 어플라이언스를 제공함에 있다.
본 발 명의 다른 목적은, 소비 전력 연산을 간편하게 수행할 수 있는 냉장고, 및 홈 어플라이언스를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 압축기와, 직류 전원을 저장하는 커패시터와, 압축기를 구동하기 위해, 변환된 직류 전원을 이용하여, 교류 전원을 출력하는 인버터와, 인버터로부터의 교류 전원을 이용하여 동작하는 제상 히터와, 인버터와 제상 히터 사이에 접속되며, 인버터로부터의 교류 전원을 제상 히터 또는 압축기 중 적어도 하나에 공급하는 스위칭부와, 인버터를 제어하는 압축기 마이컴을 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스는, 모터와, 직류 전원을 저장하는 커패시터와, 모터를 구동하기 위해, 변환된 직류 전원을 이용하여, 교류 전원을 출력하는 인버터와, 인버터로부터의 교류 전원을 이용하여 동작하는 히터와, 인버터와 히터 사이에 접속되며, 인버터로부터의 교류 전원을 히터 또는 모터 중 적어도 하나에 공급하는 스위칭부와, 인버터를 제어하는 모터 마이컴을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 냉장고 내의 인버터와 압축기 사이에, 스위칭부가 구비되며, 스위칭부는, 압축기 또는 제상 히터에 교류 전원을 선택적으로 공급할 수 있다. 이에 의해, 인버터에서 출력되는 교류 전원을 이용하여, 제상 히터를 간단하게 구동할 수 있게 된다.
한편, 압축기 마이컴은, 인버터를 제어하면서, 압축기 구동 장치 내의 검출부를 통해 검출된 전류, 전압에 기초하여, 간단하게 냉장고 소비 전력을 연산할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉장고를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 냉장고의 도어를 개방한 사시도이다.
도 3은 도 2의 제빙기를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 냉장고의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 냉장고 내부를 간략히 도시한 블록도이다.
도 6은 냉장고 내부의 회로부를 도시한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 냉장고 내부의 회로부를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 압축기 구동부를 보여주는 회로도이다.
도 9는 압축기와 제상 히터의 동작 타이밍도의 일예이다.
도 10은 도 8의 압축기 마이컴 내부의 일예를 도시하는 회로도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 다양한 예를 도시하는 도면이다.
도 12는 도 11의 홈 어플라이언스의 간략한 내부 블록도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉장고를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명과 관련한 냉장고(1)는, 도시되지는 않았지만 냉동실 및 냉장실로 구획된 내부공간을 가지는 케이스(110)와, 냉동실을 차폐하는 냉동실 도어(120)와 냉장실을 차폐하는 냉장실 도어(140)에 의해 개략적인 외관이 형성된다.
그리고, 냉동실 도어(120)와 냉장실 도어(140)의 전면에는 전방으로 돌출형성되는 도어핸들(121)이 더 구비되어, 사용자가 용이하게 파지하고 냉동실 도어(120)와 냉장실 도어(140)를 회동시킬 수 있도록 한다.
한편, 냉장실 도어(140)의 전면에는 사용자가 냉장실 도어(140)를 개방하지 않고서도 내부에 수용된 음료와 같은 저장물을 취출할 수 있도록 하는 편의수단인 홈바(180)가 더 구비될 수 있다.
그리고, 냉동실 도어(120)의 전면에는 사용자가 냉동실 도어(120)를 개방하지 않고 얼음 또는 식수를 용이하게 취출할 수 있도록 하는 편의수단인 디스펜서(160)가 구비될 수 있고, 이러한 디스펜서(160)의 상측에는, 냉장고(1)의 구동운전을 제어하고 운전중인 냉장고(1)의 상태를 화면에 도시하는 컨트롤패널(210)이 더 구비될 수 있다.
한편, 도면에서는, 디스펜서(160)가 냉동실 도어(120)의 전면에 배치되는 것으로 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 냉장실 도어(140)의 전면에 배치되는 것도 가능하다.
한편, 냉동실(미도시)의 내측 상부에는 냉동실 내의 냉기를 이용하여 급수된 물을 제빙하는 제빙기(190)와, 제빙기에서 제빙된 얼음이 이빙되어 담겨지도록 냉동실(미도시) 내측에 장착된 아이스 뱅크(195)가 더 구비될 수 있다. 또한, 도면에서는 도시하지 않았지만, 아이스 뱅크(195)에 담겨진 얼음이 디스펜서(160)로 낙하되도록 안내하는 아이스 슈트(미도시)가 더 구비될 수 있다. 제빙기(190)에 대해서는 도 3에서 후술하기로 한다.
컨트롤패널(210)은, 다수개의 버튼으로 구성되는 입력부(220), 및 제어 화면 및 작동 상태 등을 디스플레이하는 표시부(230)를 포함할 수 있다.
표시부(230)는, 제어 화면, 작동 상태 및 고내(庫內)온도 등의 정보를 표시한다. 예를 들어, 표시부(230)는 디스펜서의 서비스 형태(각얼음, 물, 조각얼음), 냉동실의 설정 온도, 냉장실의 설정 온도를 표시할 수 있다.
이러한 표시부(230)는, 액정 디스플레이(LCD), 발광다이오드(LED), 유기발광다이오드(OLED) 등 다양하게 구현될 수 있다. 또한, 표시부(230)는 입력부(220)의 기능도 수행 가능한 터치스크린(touch screen)으로 구현될 수도 있다.
입력부(220)는, 다수개의 조작 버튼을 구비할 수 있다. 예를 들어, 입력부(220)는, 디스펜서의 서비스 형태(각얼음, 물, 조각 얼음 등)를 설정하기 위한 디스펜서 설정버튼(미도시)과, 냉동실 온도설정을 위한 냉동실 온도설정 버튼(미도시)과, 냉동실 온도설정을 위한 냉장실 온도 설정 버튼(미도시) 등을 포함할 수 있다. 한편, 입력부(220)는 표시부(230)의 기능도 수행 가능한 터치스크린(touch screen)으로 구현될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 도면에 도시된 더블도어형(Double Door Type)에 한정되지 않으며, 원 도어형(One Door Type), 슬라이딩 도어형(Sliding Door Type), 커튼 도어형(Curtain Door Type) 등 그 형태를 불문하며, 후술하는 바와 같이, 냉동실 내측에 아이스 뱅크(195)와 아이스 뱅크(195)를 진동시키는 아이스 뱅크 진동부(175)가 배치되기만 하면 충분하다.
도 2는 도 1의 냉장고의 도어를 개방한 사시도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 냉동실 도어(120)의 내측에는 냉동실(155)이, 냉장실 도어(140)의 내측에는 냉장실(157)이 배치된다.
냉동실(155)의 내측 상부에는 냉동실(155) 내의 냉기를 이용하여 급수된 물을 제빙하는 제빙기(190)와, 제빙기에서 제빙된 얼음이 이빙되어 담겨지도록 냉동실(미도시) 내측에 장착된 아이스 뱅크(195)와, 아이스 뱅크(195)를 진동시키는 아이스 뱅크 진동부(175), 및 디스펜서(160)가 배치된다. 또한, 도면에서는 도시하지 않았지만, 아이스 뱅크(195)에 담겨진 얼음이 디스펜서(160)로 낙하되도록 안내하는 아이스 슈트(미도시)가 더 배치될 수 있다.
도 3은 도 2의 제빙기를 도시한 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 제빙기(190)는, 제빙을 위한 물을 담아서 일정한 형상의 얼음으로 만들기 위한 제빙 트레이(212)와, 제빙 트레이(212)로 물을 공급하는 급수부(213)와, 제빙된 얼음을 아이스뱅크(190)로 미끄러 떨어질 수 있도록 구비된 슬라이더(214)와, 제빙된 얼음을 제빙 트레이(212)에서 분리시키기 위한 히터(미도시)를 포함한다.
제빙 트레이(212)는 체결부(212a)에 의해 냉장고의 냉동실(155)에 체결될 수 있다.
또한, 제빙기(190)는, 이젝터(217)를 동작시키는 제빙 구동부(216)와, 제빙 구동부(216) 내에 구비되는 모터(미도시)와 축결합되어 제빙 트레이(212)에서 완전하게 제빙된 얼음을 아이스 뱅크(195)로 취출시키는 이젝터(217)를 더 포함한다.
제빙 트레이(212)는, 대략의 형상이 반원통 형상으로 이루어져 있으며, 제빙 트레이(212)의 내부면에는 얼음이 분리되어 취출될 수 있도록 구획돌기(212b)가 소정간격마다 형성된다.
또한, 이젝터(217)는, 제빙 트레이(212)의 중앙을 가로지르도록 형성되는 축(217a), 및 이젝터(217)의 축(217a) 측면으로는 형성되는 다수개의 이젝터 핀(217b)을 포함한다.
여기서, 각 이젝터 핀(217a)은, 제빙 트레이(212)의 구획돌기(212b)의 사이에 각각 위치된다.
이젝터 핀(217a)은 제조된 얼음을 아이스 뱅크(195)로 취출시키는 수단이다. 예를 들어, 이젝터 핀(217a)에 의해 이동된 얼음은 슬라이더(214)에 얹혀진 후 슬라이더(214)면을 따라 미끄러져 아이스 뱅크(195)로 떨어진다.
한편, 도면에서는 도시되지 않았지만, 히터(미도시)는 제빙 트레이(212)의 저면에 부착되며, 제빙 트레이(212)의 온도를 높여, 제빙 트레이(212)면에 고착된 얼음을 녹게 하여 얼음이 제빙 트레이(212)에서 분리되도록 하는 역할을 한다. 분리된 얼음은 이젝터(217)에 의해 아이스 뱅크(195)로 배출된다.
한편, 제빙기(190)는, 얼음을 제빙 트레이(212)에서 분리하기 전에, 하부에 위치된 아이스 뱅크(195)에 얼음이 가득 차 있는가의 여부(이하, ‘만빙 감지’라 칭함)를 감지하기 위한 광송신부(233)와 광수신부(234)를 더 포함할 수 있다.
광송신부(233)와 광수신부(234)는 제빙기(190) 하부에 배치되며, 적외선 센서, 또는 발광 다이오드(LED) 등을 이용하여 아이스 뱅크(195) 내에 소정 광을 송신, 수신할 수 있다.
예를 들어, 적외선 센서 타입이 사용되는 경우, 적외선 송신부(233)와 적외선 수신부(234)가 각각 제빙기(190) 하부에 구비된다. 만빙이 아닌 경우, 적외선 수신부(234)는 하이 레벨의 신호를 수신하며, 만빙인 경우 로우 레벨의 신호를 수신하게 된다. 이에 의해 메인 마이컴(310)은 만빙 여부를 판단하게 된다. 한편, 적외선 수신부(234)는 1개 이상 사용될 수 있으며, 도면에서는 2개로 도시한다.
한편, 광송신부(233)와 광수신부(234)는, 얼음 등에 의한 습기, 성에 등으로 부터 소자를 보호하기 위해, 제빙기(190)의 하부 케이스(219) 내에 매립된 구조로 구현될 수 있다.
광수신부(234)에서 수신된 신호는, 메인 마이컴(310)로 입력되며, 만빙인 경우, 메인 마이컴(310)은, 제빙 구동부(216)의 동작을 제어하여, 더 이상 얼음이 아이스 뱅크(195)로 취출되지 않도록 한다.
한편, 아이스 뱅크(195)의 하단에는 아이스 뱅크(195)를 진동시키는 아이스 뱅크 진동부(175)를 배치할 수 있다. 도면에서는, 아이스 뱅크(195)의 하단에 아이스 뱅크 진동부(175)를 배치하나 이에 한정되지 않으며, 아이스 뱅크(195)를 진동시킬 수 있다면, 측면 등 인접한 어느 위치에라도 관계없다.
도 4는 도 1의 냉장고의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 냉장고(1)는, 압축기(112)와, 압축기(112)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(116)와, 응축기(116)에서 응축된 냉매를 공급받아 증발시키되, 냉동실(미도시)에 배치되는 냉동실 증발기(124)와, 냉동실 증발기(124)에 공급되는 냉매를 팽창시키는 냉동실 팽창밸브(134)를 포함할 수 있다.
한편, 도면에서는, 하나의 증발기를 사용하는 것으로 예시하나, 냉장실과 냉동실에 각각의 증발기를 사용하는 것도 가능하다.
즉, 냉장고(1)는, 냉장실(미도시)에 배치되는 냉장실 증발기(미도시) , 응축기(116)에서 응축된 냉매를 냉장실 증발기(미도시) 또는 냉동실 증발기(124)에 공급하는 3방향 밸브(미도시)와, 냉장실 증발기(미도시)에 공급되는 냉매를 팽창시키는 냉장실 팽창밸브(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 냉장고(1)는 증발기(124)를 통과한 냉매가 액체와 기체로 분리되는 기액 분리기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 냉장고(1)는, 냉동실 증발기(124)를 통과한 냉기를 흡입하여 각각 냉장실(미도시) 및 냉동실(미도시)로 불어주는 냉장실 팬(미도시) 및 냉동실 팬(144)을 더 포함할 수 있다.
또한, 압축기(112)를 구동하는 압축기 구동부(113)와, 냉장실 팬(미도시) 및 냉동실 팬(144)을 구동하는 냉장실 팬 구동부(미도시) 및 냉동실 팬 구동부(145)를 더 포함할 수 있다.
한편, 도면에 따르면, 냉장실 및 냉동실에 공통의 증발기(124)가 사용되므로, 이러한 경우에, 냉장실 및 냉동실 사이에 댐퍼(미도시)가 설치되될 수 있으며, 팬(미도시)은 하나의 증발기에서 생성된 냉기를 냉동실과 냉장실로 공급되도록 강제 송풍시킬 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 냉장고 내부를 간략히 도시한 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 5의 냉장고는, 압축기(112), 기계실 팬(115), 냉동실 팬(144), 메인 마이컴(310), 히터(330), 제빙기(190), 아이스 뱅크(195), 온도 감지부(320), 메모리(240)를 포함한다. 또한, 냉장고는, 압축기 구동부(113), 기계실 팬 구동부(117), 냉동실 팬 구동부(145), 히터 구동부(332), 제빙 구동부(216), 아이스 뱅크 진동부(175), 표시부(230), 및 입력부(220)를 더 포함할 수 있다.
압축기(112), 기계실 팬(115), 냉동실 팬(144)에 대한 설명은 도 2를 참조한다.
입력부(220)는, 다수개의 조작 버튼을 구비하여, 입력되는 냉동실 설정 온도 또는 냉장실 설정 온도에 대한 신호를 메인 마이컴(310)로 전달한다.
표시부(230)는, 냉장고의 동작 상태를 표시할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예와 관련하여, 표시부(230)는, 최종 소비 전력 정보, 또는 최종 소비 전력에 기초한 누적 소비 전력 정보를 표시할 수 있다. 표시부(230)는, 디스플레이 마이컴(도 11a의 432)의 제어에 의해 동작 가능하다.
메모리(240)는, 냉장고 동작에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예와 관련하여, 메모리(240)는, 도 12의 테이블(1010)과 같이, 복수의 소비 전력 유닛 각각에 대한 소비 전력 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 메모리(240)는, 냉장고 내의 각 소비 전력 유닛의 동작 유무에 따라, 해당하는 소비 전력 정보를 메인 마이컴(310)으로 출력할 수 있다.
한편, 메모리(240)는, 복수의 소비 전력 유닛의 부품 산포를 저장할 수 있다.
온도 감지부(320)는, 냉장고 내의 온도를 감지하여 감지된 온도에 대한 신호를 메인 마이컴(310)로 전달한다. 여기서 온도 감지부(320)는 냉장실 온도, 및 냉동실 온도를 각각 감지한다. 또한, 냉장실 내의 각 실 또는 냉동실 내의 각 실의 온도를 감지할 수도 있다.
메인 마이컴(310)은, 압축기(112), 및 팬(115 또는 144)의 온/오프 동작을 제어를 위해, 도면에서 도시된 바와 같이, 압축기 구동부(113) 및 팬 구동부(117 또는 145)를 제어하여, 최종적으로 압축기(112), 및 팬(115 또는 144)을 제어할 수 있다. 여기서, 팬 구동부는 기계실 팬 구동부(117) 또는 냉동실 팬 구동부(145)일 수 있다.
예를 들어, 메인 마이컴(310)은, 압축기 구동부(113) 또는 팬 구동부(117 또는 145)에, 각각 해당하는 속도 지령치 신호를 출력할 수 있다.
상술한 압축기 구동부(113), 냉동실 팬 구동부(145)는, 각각 압축기용 모터(미도시), 및 냉동실 팬용 모터(미도시)를 각각 구비하며, 각 모터(미도시)는 메인 마이컴(310)의 제어에 따라 목표 회전 속도로 동작될 수 있다.
한편, 기계실 팬 구동부(117)는, 기게실 팬용 모터(미도시)를 구비하며, 기게실 팬용 모터(미도시)는 메인 마이컴(310)의 제어에 따라 목표 회전 속도로 동작될 수 잇다.
이러한 모터가 삼상 모터인 경우, 인버터(미도시) 내의 스위칭 동작에 의해 제어되거나, 교류 전원을 그대로 이용하여 정속 제어될 수 있다. 여기서 각 모터(미도시)는, 유도 모터, BLDC(Blush less DC) 모터, 또는 synRM(synchronous reluctance motor) 모터 등 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 메인 마이컴(310)은, 상술한 바와 같이, 압축기(112)와 팬(115 또는 144)의 동작 제어 이외에, 냉장고(1) 전반의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 메인 마이컴(310)은, 아이스 뱅크 진동부(175)의 동작을 제어할 수 있다. 특히, 만빙 감지시, 제빙기(190)에서 아이스 뱅크(195)로 얼음이 취출하도록 제어하며, 또한, 이러한 얼음 취출시 또는 취출 이후 소정 시간 이내에 아이스 뱅크(195)를 진동시키도록 제어할 수 있다. 이와 같이, 얼음 취출시 아이스 뱅크(195)를 진동시킴으로써, 아이스 뱅크(195) 내의 얼음이 엉기지 않고 고르게 분포할 수 있게 된다.
또한, 메인 마이컴(310)은, 아이스 뱅크(195)에 얼음 보관된 상태가 계속되어 얼음이 엉기는 것을 방지하기 위해, 소정 시간 간격으로 반복하여 아이스 뱅크(195)를 진동시킬 수 있다.
또한, 메인 마이컴(310)은, 사용자의 동작에 의해 디스펜서(160)가 동작하는 경우, 아이스 뱅크(195) 내의 얼음을 디스펜서(160)로 얼음을 취출하도록 제어하고, 또한, 이러한 얼음 취출시 또는 취출 바로 전에 아이스 뱅크(195)를 진동시키도록 제어할 수 있다. 구체적으로는 아이스 뱅크 진동부(175)를 제어하여 아이스 뱅크(195)가 동작하도록 제어할 수 있다. 이에 의해, 얼음 취출시 사용자에게 취출되는 얼음의 엉기는 현상을 방지할 수 있다.
메인 마이컴(310)은, 제빙 트레이(212) 내의 얼음의 이빙을 위해, 제빙기(190) 내의 히터(미도시)를 동작하도록 제어할 수 있다.
한편, 메인 마이컴(310)은, 히터(미도시)의 온 동작 이후에, 제빙 구동부(216)를 제어하여 제빙기(190) 내의 이젝터(217)가 동작하도록 할 수 있다. 이는 아이스 뱅크(195) 내로 원활히 얼음을 취출하기 위한 제어 동작이다.
한편, 메인 마이컴(310)은, 아이스 뱅크(195) 내의 얼음이 만빙으로 판단되는 경우, 히터(미도시)를 오프시키도록 제어할 수 있다. 또한, 제빙기(190) 내의 이젝터(217)의 동작도 정지하도록 제어할 수 있다.
한편, 메인 마이컴(310)은, 상술한 바와 같이, 입력부(220)로부터의 설정 온도에 맞추어 냉매 싸이클의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 압축기 구동부(113), 냉장실 팬 구동부(143) 및 냉동실 팬 구동부(145) 이외에, 3방향 밸브(130), 냉장실 팽창밸브(132), 및 냉동실 팽창밸브(134)를 더 제어할 수 있다. 또한, 응축기(116)의 동작도 제어할 수 있다. 또한 메인 마이컴(310)은 표시부(230)의 동작을 제어할 수도 있다.
한편, 히터(330)는, 냉동실 제상 히터일 수 있다. 냉동실 증발기(124)에 부착되는 성에를 제거하기 위해, 냉동실 제상 히터(330)가 동작할 수 있다. 이를 위해, 히터 구동부(332)는, 히터(330)의 동작을 제어할 수 있다. 한편, 메인 마이컴(310)은, 히터 구동부(332)를 제어할 수 있다.
도 6은 냉장고 내부의 회로부를 도시한 도면이다.
도 6의 회로부(600)는, 정류부(411), 커패시터(C), 전압 강압부(610), 팬(620), dc 히터(625), 메인 마이컴(310), 릴레이(608), 히터(605), 인버터(420), 압축기 마이컴(430)을 구비할 수 있다. 그 외, 상용 교류 전원(405)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출하기 위한, 입력 전류 검출부(미도시)와, 커패시터 양단의 전압을 검출하기 위한 dc 단 전압 검출부(미도시), 인버터 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부(미도시)가 더 구비될 수 있다.
도 6의 회로부(600)와 같은 방식에서, 냉장고 소비 전력 연산을 위해, 압축기(112)에서 검출되는, 입력 전류, dc 단 전압, 출력 전류 중 적어도 하나를 이용하여, 압축기 소비 전력을 연산한 후, 압축기 소비 전력을 고려하여, 냉장고 소비전력을 연산할 수 있다.
한편, 상용 교류 전원(405)과 정류부(411) 사이에, 냉장고(1) 내의 AC 히터(605)를 구동하기 위한, 릴레이(608)가 구비되며, 릴레이(608)의 턴 온 동작에 의해, AC 히터(605)가 동작할 수 있다.
그러나, 이러한 방식으로, 냉장고 소비 전력을 연산하는 경우, 압축기(112)의 전단에, 구비되는, 히터(605)에 대한 소비 전력이 고려되지 않게 된다. 특히, 히터(605)가, 냉동실 증발기(124)에 부착되는 성에를 제거하기 위한, 제상 히터인 경우, 냉장고 소비 전력의 오차가 커지게 된다. 이는, 냉장고 소비 전력의 대부분이, 제상 히터와 압축기에서 소비되기 때문이다.
본 발명의 실시예에서는, 별도의 추가적인 장치치 없이, 압축기 구동 장치 내의 검출부(입력 전류 검출부, dc 단 전압 검출부, 출력 전류 검출부 등)를 이용하여, 정확한 냉장고 소비 전력을 연산하기 위한 방안을 제시한다. 이에 대해서는 도 7 이하를 참조하여 기술한다.
도 7은 도 1에 도시된 냉장고 내부의 회로부를 도시한 도면이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 도 7의 회로부(700)는, 냉장고 내에 구비되는 적어도 하나의 회로 기판을 포함할 수 있다.
구체적으로, 회로부(700)는, 정류부(411), 커패시터(C), 전압 강압부(610), 팬(620), dc 히터(625), 메인 마이컴(310), 스위칭부(710), 제상 히터(605), 인버터(420), 압축기 마이컴(430)을 구비할 수 있다.
도 6과 비교하면, 릴레이(608) 대신에, 스위칭부(710)가 구비되며, 스위칭부(710)와 제상 히터(605)의 위치가, 입력 교류 전원(405) 부근이 아닌, 인버터(420)와 압축기(1120) 사이인 것에 그 차이가 있다.
정류부(411)는, 상용 교류 전원(405)을 정류하여, 정류된 전원을 출력한다. 도면에서는, 정류부(411)가, 브릿지 다이오드를 구비하는 것으로 개시하나, 다양한 변형이 가능하다.
한편, 정류부(411)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하므로, 도 8의 컨버터(410)의 일 예일 수 있다.
다음, 정류부(411)의 출력단에는, 정류된 전원을 저장 또는 평활하기 위한, 커패시터(C)가 구비될 수 있다. 이때의 커패시터(C) 양단은, dc 단 이라 명명할 수 있다. 따라서, 커패시터(C)를 dc 단 커패시터라 할 수도 있다.
dc 단 커패시터(C) 양단의 전압은 Vdc 전압으로서, 메인 마이컴(310)을 동작하거나, 압축기(112)를 동작하는 데 사용될 수 있다. 도면에서는, 메인 마이컴(310) 및 압축기(112)를 모두 동작시키는 데에, 공통으로 사용되는 것을 예시한다.
한편, dc 단 전압은, 200V 내지 300V 사이일 수 있으며, 수십 V로 동작하는 메인 마이컴(310)을 구동하기 위해, 전압 강압이 필요하다.
전압 강압부(610)는, 입력 직류 전원을 전원 변환하여, 회로부(700) 내의 각 유닛이 동작 가능하도록, 동작 전원을 생성할 수 있다. 여기서 동작 전원은 직류 전원일 수 있다. 이를 위해, 전원 강압부(610)는, 스위칭 소자를 구비하는 SMPS를 구비할 수 있다.
대략 15V 정도로 강압된 직류 전원은, 팬(620), DC 히터(625), 및 메인 마이컴(310)에 입력될 수 있다. 그리고, 팬(620), DC 히터(625), 및 메인 마이컴(310)은, 강압된 직류 전원에 기초하여, 동작할 수 있다.
인버터(420)는, 압축기(112)를 구동할 수 있다. 특히, 압축기(112) 내의 압축기 모터(도 7의 230)를 구동할 수 있다.
이를 위해, 인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해, dc 단 전압(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전압으로 변환하여, 압축기 모터(도 8의 230)에 출력할 수 있다.
제상 히터(605)는, AC 히터로서, 인버터(420)로부터의 교류 전원을 이용하여 동작할 수 있다.
스위칭부(710)는, 인버터(420)와 제상 히터(605) 사이에 접속되며, 인버터(420)로부터의 교류 전원을 제상 히터(605) 또는 압축기(112) 중 적어도 하나에 공급할 수 있다.
압축기 마이컴(430)은, 압축기(112) 구동을 위한 스위칭 제어 신호(Sic)를 인버터(420)에 출력할 수 있다.
한편, 압축기 마이컴(430)은, 스위칭부(710)의 동작을 제어할 수 있다. 특히, 제상 히터의 동작 구간과, 압축기의 동작 구간은 서로 이격되도록 제어할 수 있다.
한편, 압축기 마이컴((430)은, 입력 전류 검출부(도 8의 A)에서 검출된 입력 전류(is), dc 단 전압 검출부(도 8의 B)에서 검출된 dc 단 전압(Vdc), 출력 전류 검출부(도 8의 io), 출력 전압 검출부(도 8의 vo) 중 적어도 하나에 기초하여, 냉장고(1) 전체의 소비 전력을 연산할 수 있다.
스위칭부(710)의 후단에, 냉장고 내의 최대 소비 전력 유닛인, 제상 히터(605)와 압축기(112)가 위치하도록, 회로를 구성하므로, 압축기 구동 장치(113) 내의 각 검출부에서 획득한 전류, 전압 등에 기초하여, 바로, 냉장고 소비 전력을 연산할 수 있게 된다. 이에 따라, 간편하고, 정확하게 냉장고 소비 진력을 연산할 수 있게 된다.
압축기 마이컴((430)에서 연산되는, 냉장고 소비 전력(Scd+Shd)은, 메인 마이컴(310)으로 전송될 수 있으며, 메인 마이컴(310)은, 수신된 냉장고 소비 전력을, 표시부(230)에 표시하도록 제어할 수 있다.
한편, 도면에서의 Scd는 압축기 구동 구간의 압축기 소비 전력을 의미하고, Shd는 제상 히터 구동 구간의 제상 히터 소비 전력을 의미할 수 있다. 동시에 구동되는 경우에는, 냉장고 소비 전력이, Scd+Shd로 출력되며, 서로 구별되어 구동되는 경우에는, Scd 또는 Shd로 출력될 수 있다.
한편, 압축기 마이컴(430)에서의 소비 전력 연산은 도 8을 참조하여 더욱 상세하게 기술한다.
도 8은 도 7의 압축기 구동부를 보여주는 회로도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동부(113)는, 컨버터(410), 인버터(420), 압축기 마이컴(430), dc 단 전압 검출부(B), 평활 커패시터(C), 및 출력전류 검출부(E), 출력 전압 검출부(E)를 포함할 수 있다.
컨버터(410)는, 거친 상용 교류 전원(405)을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원(405)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(405)의 종류에 따라 컨버터(410)의 내부 구조도 달라진다.
한편, 컨버터(410)는, 스위칭 소자 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 4개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원인 경우, 6개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있다.
한편, 컨버터(410)는, 예를 들어, 2개의 스위칭 소자 및 4개의 다이오드가 연결된 하프 브릿지형의 컨버터가 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원의 경우, 6개의 스위칭 소자 및 6개의 다이오드가 사용될 수도 있다.
컨버터(410)가, 스위칭 소자를 구비하는 경우, 해당 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행할 수 있다.
커패시터(C)는, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 한편, 커패시터(C)는, 도 7의 커패시터(C)와 동일한 것일 수 있다.
dc 단 전압 검출부(B)는 평활 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 압축기 마이컴(430)에 입력될 수 있다.
인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(230)에 출력할 수 있다.
인버터(420)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.
인버터(420) 내의 스위칭 소자들은 압축기 마이컴(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(230)에 출력되게 된다.
압축기 마이컴(430)은, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 압축기 마이컴(430)은, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.
압축기 마이컴(430)은, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)로부터 검출되는 출력전류값(io)을 기초로 생성되어 출력된다. 압축기 마이컴(430) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 10을 참조하여 후술한다.
출력전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 삼상 모터(230) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 모터(230)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.
출력전류 검출부(E)는 인버터(420)와 스위칭부(710) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.
션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인인버터(420)와 스위칭부(710) 사이에 위치하거나, 인버터(420)의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다. 한편, 삼상 평형을 이용하여, 2개의 션트 저항이 사용되는 것도 가능하다. 한편, 1개의 션트 저항이 사용되는 경우, 상술한 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에서 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.
검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 압축기 마이컴(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(io)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로하여 기술한다.
출력전압 검출부(F)는, 인버터(420)와 스위칭부(710) 사이에 위치하며, 인버터(420)에서 삼상 모터(230)로 공급되는 상 전압, 즉 출력 전압(vo)를 검출한다. 이를 위해, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 출력 전압(vo)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 압축기 마이컴(430)에 입력될 수 있다.
한편, 압축기 모터(230)는, 삼상 모터일 수 있다. 압축기 모터(230)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다.
이러한 모터(230)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기모터(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기모터(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 모터(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 모터(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다.
한편, 압축기 마이컴(430)은, 냉장고 소비 전력을 연산할 수 있다.
예를 들어, 압축기 마이컴(430)은, 인버터(420)와 스위칭부(710) 사이에 위치하는, 출력전류 검출부(E)에서 검출된 출력전류(io)에 기초하여, 냉장고 소비 전력을 연산할 수 있다. 도 7에 대한 설명에서 상술한 바와 같이, 스위칭부(710) 후단에, 제상 히터(605)와 압축기(112)가 위치하므로, 출력전류 검출부(E)에서 검출된 출력전류(io)에 기초하여, 제상 히터 소비 전력 및 압축기 소비 전력을 포함하는 냉장고 소비 전력을 연산할 수 있게 된다.
한편, 소비 전력 연산시, 전류 외에 전압도 필요하나, 검출된 출력 전류(io)에 기초하여, 출력 전압의 추정이 가능하며, 이를 이용하여, 소비 전력을 연산할 수 있다.
다른 예로, 압축기 마이컴(430)은, 인버터(420)와 스위칭부(710) 사이에 위치하는, 출력전류 검출부(E)에서 검출된 출력전류(io)와, 출력전압 검출부(F)에서 검출된 출력전압(Vo)에 기초하여, 냉장고 소비 전력을 연산할 수 있다. 도 7에 대한 설명에서 상술한 바와 같이, 스위칭부(710) 후단에, 제상 히터(605)와 압축기(112)가 위치하므로, 출력전류 검출부(E)에서 검출된 출력전류(io)와, 출력전압 검출부(F)에서 검출된 출력전압(Vo)에 기초하여, 제상 히터 소비 전력 및 압축기 소비 전력을 포함하는 냉장고 소비 전력을 간단히 연산할 수 있게 된다.
또 다른 예로, 압축기 마이컴(430)은, 입력 전류 검출부(A)에서 검출되는 입력 전류(is)와, dc 단 전압 검출부(B)에서 검출된 dc 단 전압(Vdc)에 기초하여, 냉장고 소비 전력을 연산할 수 있다.
이때의 소비전력 연산은, 다음의 수학식 1을 기반으로 수행될 수 있다.
Figure 112014001256621-pat00001
여기서, P는 냉장고 소비 전력을, Vdc는 검출된 dc 단 전압을, ISRMS는 입력 전류의 실효치를, pf는 역률을 나타낸다.
이때, 역률은, 압축기(112) 동작 여부, 제상 운전을 위한 AC 히터(605)의 동작 여부에 따라, 달라질 수 있다.
예를 들어, 압축기(112)가 동작하며, 냉동실에 냉기가 공급되는 경우 pf는 pf1 값을 가지는 것으로 설정할 수 있으며, 압축기(112)가 동작하며, 냉장실에 냉기가 공급되는 경우, pf는 pf2 값을 가지는 것으로 설정할 수 있으며, 압축기(112) 동작 없이, 제상 운전을 위한 AC 히터(605)가 동작하는 경우, pf는 pf3 값을 가지는 것으로 설정할 수 있다.
이때의 pf1<pf2<pf3의 관계를 가질 수 있다. 즉, 제상 운전을 위한 AC 히터(605) 동작시의 pf3가 가장 큰 값을 가질 수 있다.
이러한, 역률 값은, 테이블화될 수 있으며, 역률 테이블은, 냉장고의 메모리(240)에 저장되거나, 별도로, 압축기 마이컴((430) 내에 저장될 수 있다.
한편, 압축기 마이컴((430)은, 상술한 다양한 방식에 의해, 연산된 냉장고 소비 전력을, 메인 마이컴(310)으로 전송할 수 있다.
다음, 메인 마이컴(310)은, 압축기 마이컴((430)에서 연산된 소비 전력을 최종 소비 전력으로서 출력할 수 있다. 이에 따라, 표시부(230)는, 최종 소비 전력을 표시할 수 있다.
이때, 표시부(230)는, 제1 기간(예를 들어, 1일)에 대한 냉장고 소비 전력을 표시하거나, 제2 기간(예를 들어, 1달)에 대한 냉장고 소비 전력을 표시할 수 있다.
또는, 표시부(230)는, 기간 별 비교를 통해, 냉장고 소비 전력이 증가하였는 지 또는 감소하였는 지를 나타낼 수도 있다. 또는, 기간 별 비교를 통해, 냉장고 소비 전력에 대한, 전력 소비 비용이 증가하였는 지 또는 감소하였는 지를 나타낼 수도 있다.
한편, 표시부(230)는, 일정 주기 마다, 냉장고 소비 전력 관련 정보를 표시하거나, 일정 시간(예를 들어, 15분) 동안, 냉장고 소비 전력 관련 정보를 표시할 수도 있다. 이에 의해, 사용자는 직관적으로, 냉장고 소비 전력을 인식할 수 있게 된다.
도 9는 압축기와 제상 히터의 동작 타이밍도의 일예이다.
도면을 참조하면, 제1 구간(T1)에, 압축기(112)가 동작하고, 제2 구간(T2)에, 제상 히터(605)가 동작하고, 제3 구간(T3)에, 압축기(112)가 동작할 수 있다. 이와 같이 동작하도록, 스위칭부(710)는, 인버터(420)에서 출력되는 교류 전원을, 제1 구간(T1), 및 제3 구간(T3)에, 압축기(112)로 공급하고, 제2 구간(T2)에, 제상 히터(605)로 공급할 수 있다.
도 9에서는, 제상 히터(605)의 동작 구간과, 압축기(1120)의 동작 구간은 서로 이격되는 것으로 예시하나, 이와 달리. 일부 중첩되는 것도 가능하다.
도 10은 도 8의 압축기 마이컴 내부의 일예를 도시하는 회로도이다.
도 10을 참조하면, 압축기 마이컴(430)은, 축변환부(510), 속도 연산부(520), 전류 지령 생성부(530), 전압 지령 생성부(540), 축변환부(550), 및 스위칭 제어신호 출력부(560)를 포함할 수 있다.
축변환부(510)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.
한편, 축변환부(510)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다.
속도 연산부(520)는, 축변환부(510)에서 축변화된 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)에 기초하여, 연산된 위치(
Figure 112014001256621-pat00002
)와 연산된 속도(
Figure 112014001256621-pat00003
)를 출력할 수 있다.
한편, 전류 지령 생성부(530)는, 연산 속도(
Figure 112014001256621-pat00004
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(530)는, 연산 속도(
Figure 112014001256621-pat00005
)와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(535)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다.
한편, 전류 지령 생성부(530)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
다음, 전압 지령 생성부(540)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(530) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(540)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(544)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(540)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(548)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, 전압 지령 생성부(540)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(550)에 입력된다.
축변환부(550)는, 속도 연산부(520)에서 연산된 위치(
Figure 112014001256621-pat00006
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.
먼저, 축변환부(550)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(520)에서 연산된 위치(
Figure 112014001256621-pat00007
)가 사용될 수 있다.
그리고, 축변환부(550)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(1050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.
스위칭 제어 신호 출력부(560)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다.
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홈 어플라이언스의 다양한 예를 도시하는 도면이고, 도 12는 도 11의 홈 어플라이언스의 간략한 내부 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스는, 모터 구동 장치 내의 검출부에서 검출되는 검출된 전류, 또는 전압 등에 기초하여, 홈 어플라이언스의 소비 전력을 연산하는 모터 마이컴을 포함할 수 있다.
이러한 홈 어플라이언스는, 도 1의 냉장고(1) 외에, 도 11(a)의 세탁기(200b), 도 11(b)의 에어컨(200c) 등을 포함할 수 있다.
도 12의 홈 어플라이언스(200)는, 사용자 입력을 위한 입력부(221), 홈 어플라이언스의 동작 상태 등을 표시하는 표시부(231), 홈 어플라이언스를 구동하는 구동부(223), 및 홈 어플라이언스의 제품 정보, 동작 정보 등을 저장하는 메모리(241), 및 홈 어플라이언스의 전반적인 제어를 위한 메인 마이컴(211)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 홈 어플라이언스가 세탁기(200b)인 경우, 구동부(223)는, 드럼 또는 터브에 회전력을 공급하는 모터(226)를 구동하는 모터 마이컴(224)을 포함할 수 있다. 한편, 세탁기(200b)는, 교류 전원에 의해 동작하는 히터를 구비할 수 있다.
다른 예로, 홈 어플라이언스가 에어컨(200c)인 경우, 구동부(223)는, 실외기 내의 압축기 모터를 구동하기 위한 모터 마이컴(224)을 포함할 수 있다. 한편, 에어컨(200c)은, 교류 전원에 의해 동작하는 히터를 구비할 수 있다.
세탁기(200b), 에어컨(200c)과 같은, 홈 어플라이언스(200)는, 도 7 내지 도 9에서 기술한 냉장고 내의 압축기 구동 장치와 유사하게, 모터 구동 장치를 구비하며, 인버터(420) 후단에, 히터와, 모터로 교류 전원을 공급하는 스위칭부를 구비할 수 있다.
그리고, 스위칭부의 스위칭 동작에 의해, 히터 또는 모터 중 적어도 하나에 교류 전원을 공급할 수 있다.
이때, 모터 마이컴(224)는, 스위칭부를 제어하면서, 홈 어플라이언스의 소비 전력을 연산할 수 있다.
즉, 도 8과 유사하게, 모터 마이컴(224)은, 인버터(420)와 스위칭부(710) 사이에 위치하는, 출력전류 검출부(E)에서 검출된 출력전류(io)에 기초하여, 냉장고 소비 전력을 연산할 수 있다.
한편, 소비 전력 연산시, 전류 외에 전압도 필요하나, 검출된 출력 전류(io)에 기초하여, 출력 전압의 추정이 가능하며, 이를 이용하여, 소비 전력을 연산할 수 있다.
다른 예로, 모터 마이컴(224)은, 인버터(420)와 스위칭부(710) 사이에 위치하는, 출력전류 검출부(E)에서 검출된 출력전류(io)와, 출력전압 검출부(F)에서 검출된 출력전압(Vo)에 기초하여, 냉장고 소비 전력을 연산할 수 있다.
또 다른 예로, 모터 마이컴(224)은, 입력 전류 검출부(A)에서 검출되는 입력 전류(is)와, dc 단 전압 검출부(B)에서 검출된 dc 단 전압(Vdc)에 기초하여, 냉장고 소비 전력을 연산할 수 있다.
한편, 모터 마이컴((224)은, 연산된 홈 어플라이언스(200) 소비 전력을, 메인 마이컴(211)으로 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 냉장고, 및 홈 어플라이언스은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 냉장고의 동작방법은, 냉장고에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (16)

  1. 압축기;
    직류 전원을 저장하는 커패시터;
    상기 압축기를 구동하기 위해, 상기 커패시터로부터의 직류 전원을 이용하여, 교류 전원을 출력하는 인버터;
    상기 압축기에 병렬 접속되며, 상기 인버터로부터의 교류 전원을 이용하여 동작하는 제상 히터;
    상기 인버터와 상기 제상 히터 사이, 및 상기 인버터와 상기 압축기 사이에 접속되며, 상기 인버터로부터의 상기 교류 전원을 상기 제상 히터 또는 상기 압축기 중 적어도 하나에 공급하는 스위칭부;
    상기 인버터를 제어하는 압축기 마이컴;
    상기 인버터와 상기 스위칭부 사이에 접속되며, 상기 인버터에서 출력되는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부;를 포함하며,
    상기 압축기 마이컴은,
    상기 출력 전류에 기초하여, 냉장고 소비 전력을 연산하며,
    상기 압축기 마이컴은,
    상기 압축기가 동작하고 상기 제상 히터는 동작하지 않는 경우, 상기 인버터에서 출력되는 제1 출력 전류가 상기 압축기에만 공급되며, 상기 제상 히터에는 공급되지 않으며, 상기 제1 출력 전류에 기초하여, 제1 냉장고 소비 전력을 연산하고,
    상기 압축기가 동작하지 않고, 상기 제상 히터가 동작하는 경우, 상기 인버터에서 출력되는 제2 출력 전류가 상기 제상 히터에만 공급되며, 상기 압축기에는 공급되지 않으며, 상기 제2 출력 전류에 기초하여, 제2 냉장고 소비 전력을 연산하고,
    상기 압축기와 상기 제상 히터가 동시에 동작하는 경우, 상기 인버터에서 출력되는 제3 출력 전류가 상기 압축기 및 상기 상기 제상 히터에 각각 분배되어 공급되며, 상기 제3 출력 전류에 기초하여, 제3 냉장고 소비 전력을 연산하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축기 마이컴은, 상기 스위칭부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인버터와 상기 스위칭부 사이에 접속되며, 상기 인버터에서 출력되는 출력 전압을 검출하는 출력 전압 검출부;를 더 포함하고,
    상기 압축기 마이컴은,
    상기 출력 전류, 및 상기 출력 전압에 기초하여, 냉장고 소비 전력을 연산하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 제1항에 있어서,
    냉장고에 입력되는 입력 교류 전원 중 입력 전류를 검출하는 입력 전류 검출부;
    상기 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터; 및
    상기 커패시터 양단의 전압을 검출하는 dc 단 전압 검출부;를 더 포함하고,
    상기 압축기 마이컴은, 상기 검출된 입력 전류와, 상기 검출된 dc 단 전압에 기초하여, 냉장고 소비 전력을 연산하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 압축기 마이컴은,
    상기 검출된 입력 전류와, 상기 검출된 dc 단 전압 및 역률값에 기초하여, 상기 냉장고 소비 전력을 연산하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 압축기 마이컴은,
    상기 압축기가 동작하며, 냉동실에 냉기가 공급되는 경우 보다, 상기 압축기가 동작하며, 냉장실에 냉기가 공급되는 경우, 역률값이 더 높도록 설정하며, 상기 설정된 역률값에 기초하여, 상기 냉장고 소비 전력을 연산하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  9. 제1항에 있어서,
    표시부;
    상기 표시부를 제어하는 메인 마이컴;을 더 포함하고,
    상기 압축기 마이컴은, 상기 연산된 냉장고 소비 전력을, 상기 메인 마이컴으로 전송하며,
    상기 메인 마이컴은, 상기 수신된 냉장고 소비 전력을, 상기 표시부에 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  10. 모터;
    직류 전원을 저장하는 커패시터;
    상기 모터를 구동하기 위해, 상기 커패시터로부터의 직류 전원을 이용하여, 교류 전원을 출력하는 인버터;
    상기 모터에 병렬 접속되며, 상기 인버터로부터의 교류 전원을 이용하여 동작하는 히터;
    상기 인버터와 상기 히터 사이, 및 상기 인버터와 상기 모터 사이에 접속되며, 상기 인버터로부터의 상기 교류 전원을 상기 히터 또는 상기 모터 중 어느 하나에 공급하는 스위칭부; 및
    상기 인버터를 제어하는 모터 마이컴;
    상기 인버터와 상기 스위칭부 사이에 접속되며, 상기 인버터에서 출력되는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부;를 포함하고,
    상기 모터 마이컴은,
    상기 출력 전류에 기초하여, 홈 어플라이언스 소비 전력을 연산하며,
    상기 모터 마이컴은,
    상기 모터가 동작하고 상기 히터는 동작하지 않는 경우, 상기 인버터에서 출력되는 제1 출력 전류가 상기 모터에만 공급되며, 상기 히터에는 공급되지 않으며, 상기 제1 출력 전류에 기초하여, 제1 홈 어플라이언스 소비 전력을 연산하고,
    상기 모터가 동작하지 않고, 상기 히터가 동작하는 경우, 상기 인버터에서 출력되는 제2 출력 전류가 상기 히터에만 공급되며, 상기 모터에는 공급되지 않으며, 상기 제2 출력 전류에 기초하여, 제2 홈 어플라이언스 소비 전력을 연산하고,
    상기 모터와 상기 히터가 동시에 동작하는 경우, 상기 인버터에서 출력되는 제3 출력 전류가 상기 모터 및 상기 히터에 각각 분배되어 공급되며, 상기 제3 출력 전류에 기초하여, 제3 홈 어플라이언스 소비 전력을 연산하는 것을 특징으로 하는 홈 어플라이언스.
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