KR0132351Y1

KR0132351Y1 - 전기장판의 온도제어장치

Info

Publication number: KR0132351Y1
Application number: KR2019950013998U
Authority: KR
Inventors: 최중묵
Original assignee: 최종묵
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1995-06-20
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR970003702U

Abstract

본 고안은 전기장판의 온도제어장치에 관한 것으로 전기장판의 상승 온도속도를 높게 함과 동시에 유해전자파를 제거하면서도 전기장판의 온도설정범위를 넓게하고 프리볼트기능이 뛰어나며, 장치의 안정성을 높이도록 하기 위한 것으로, 전기장판의 열선의 검지선(S)에서 검출된 전압을 보륨(VR)에 인가하고 이 보륨(VR)과 병렬로 접속한 컨덴서(C₂)의 양단전압을 온도검출전압으로 하여 기준전압과 비교하여 전기장판의 온도가 낮을 때 제로크로싱 IC(IC₁)에 소정의 신호를 발생시켜 트리거회로(3)를 통하여 SCR(SCR₁)를 트리거시키고, 또한 SCR(SCR₁)의 쇼트 등으로 인하여 전기장판이 과열될 때 온도검출회로(1)의 출력인 상기 컨덴서(C₂)의 전압으로 과열방지회로(2)를 트리거시켜 온도휴즈(F)를 용단케 구성한 것이다.

Description

전기장판의 온도제어장치

제1도는 본 고안에 의한 전기장판의 온도제어장치의 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

R₁∼R₁₃: 저항 C₁∼C₄: 컨덴서

D₁∼D₆: 다이오드 ZD₁,ZD₂: 제너다이오드

SCR₂,SCR₂: SCR TR₁,TR₂: 트랜지스터

1 : 온도검출회로 2 : 과열방지회로

3 : SCR트리거회로 4 : DC정류회로

본 고안은 전기장판의 온도제어장치에 관한 것이다.

종래의 전기장판의 온도제어장치는 트라이악을 사용하여 온도제어를 하고 있으나 트라이악 소자 자체는 양방향성 소자이기 때문에 안전장치 및 온도제어회로구성이 복잡하여 제조비가 고가로 되는 문제점이 있으며, 또한 일방향성 소자인 SCR을 사용하는 경우에도, 온도감지선의 저항변화를 이용하는 구조로 되어 있어, 90V 내지 210V 사이의 프리볼트 영역을 제대로 카바하지 못할 뿐만 아니라, NTC(부의온도계수) 써미스타를 통하여 유입되는 온도상승에 따른 전류증가현상을 이용하여 발열체(저항)를 발열시켜서 온도휴즈를 용단시켜 전원을 차단하였으나, 온도가 어느 정도 포화온도를 넘어서 위험수위까지 올라가더라도 전열회로를 차단하지 못하여 열선이 쇼트상태로 되어 사용할 수 없는 상태로 되어서야 안정장치가 작동되거나 아니면 아예 작동되지 않는 경우도 허다하며, 또한 위상제어방식을 사용하는 경우, 유해전자파가 발생하고 온도상승속도가 매우 느리며, 제로 크로싱 방식을 채용하는 경우에 있어서도 온도검출회로가 검지선의 저항변화를 체크하여 활용하는 구조로 되어 있어, 온도설정범위가 20° 정도밖에 되지 않아, 높은 온도에 세팅하면 낮은 온도로 조절할 때에 너무 뜨겁고, 낮은 온도에 세팅하면 높은 온도에 조절했을 때 너무 낮게 되는 등 문제점이 많았다.

따라서 본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 고안한 것으로 프리볼트기능 및 장치의 이상온도검출이 뛰어나고 전기장판의 온도상승 속도가 빠르며 온도설정폭이 넓어 온도설정 및 조절이 양호한 전기장판 온도제어장치를 제공하기 위한 것이다.

이하 첨부도면에 근거하여 본 고안을 상세히 설명한다.

제1도에 도시된 바와 같이, 본 고안의 전기장판의 온도제어장치는 발열선(H), NTC써스미타(N) 및 검지선(S)으로 이루어진 전기장판용 열선(가)과 SCR(SCR₁)을 구비하여 전기장판의 온도를 제어하는 전기장판의 온도제어장치에 있어서, 컨덴서(C₂), 임의 온도로 설정하기 위한 가변저항식의 보륨(VR), 저항(R₂,R₄), 다이오드(D₃) 및 제너다이오드(ZD₂)로 형성되는 온도검출회로(1)가 상기 열선(가)의 검지선(S)과 제로크로싱 IC(IC₁) 사이에 접속되어 있다.

상기 저항(R₂,R₄)은 상기 IC(IC₁)의 1번 단자에서 공급되는 정(正)의 DC 전압을 분압하여 상기 IC(IC₁)의 3번 단자에 공급함으로써 기준전압을 제공하기 위한 것이며, 상기 IC(IC₁)는 제로크로싱 IC(예를 들면, 삼성 반도체 제의 KA2804인 제로크로싱용의 IC)이며, 제로크로싱 펄스 제너레이터와 비교기로서 구성되어 있다. 또한 전술한 단자 이외에 4번 단자는 입력단자이고 5번, 7번은 전원단자, 8번 단자는 제로크로스 검출용 입력단자이며, 6번 단자는 출력 단자로서 4번 단자의 전압이 3번 단자의 전압보다 낮을 때 통상 부(負)의 펄스신호를 출력한다.

또한, SCR(SCR₁)의 쇼트등으로 인한 과열 등의 이상 상태 발생시에 온도휴즈를 용단하여 전원공급을 차단하기 위한 과열방지회로(2)가 구비되어 있다. 즉, 상기 열선(가)의 양단에 SCR(SCR₁) 및 온도휴즈용단용 발열체인 저항(R₁)이 접속되어 있고, 상기 온도검출회로(1)의 출력측(즉 컨덴서(C₂)의 일단)이 저항(R₂)을 통하여 SCR(SCR₂)의 게이트에 접속되어 열선(가)의 과열로 인하여 컨덴서(C₂)의 충전전압이 정상작동범위를 넘어서면, SCR(SCR₂)이 트리거되고 발열체(R₁)가 가열되어 온도휴즈(F)가 용단되도록 구성되어 있다.

또한 상기 IC(IC₁)의 출력측(단자 6)에는 전기장판의 열선(가)의 가열을 제어하도록 SCR(SCR₁)를 트리거시키기 위한 트리거회로(3)가 접속되어 있다. 즉, IC(IC₁)의 6번 단자는 저항(R₉)을 통하여 트랜지스터(Tr₁)의 베이스에 접속되고, 상기 트랜지스터(Tr₁)의 콜렉터는 트랜지스터(Tr₂)의 베이스에 접속되며, 트랜지스터(Tr₂)의 에미터는 저항(R₇) 및 다이오드(D₄)을 통하여 SCR(SCR₁)의 게이트에 접속되고, 콜렉터는 저항(R₃)을 통하여, 트랜지스터(Tr,Tr₂)의 DC전원을 공급하기 위한, 저항(R₁₀,R₁₁), 컨덴서(C₄) 및 다이오드(D₆)로 형성되는 DC전원공급부에 접속되어 잇다.

또한 상기 IC(IC₁)에 DC전원을 공급하기 위해 컨덴서(C₁), 다이오드(D₁) 및 저항(R₁₂)이 AC전원에 접속되고, 상기 컨덴서(C₁)의 양단에 제어다이오드(ZD₁) 및 전류저지용 다이오드(D₂)가 접속되어 구성된 DC정류회로(4)가 설치되어 있다.

상기 제어다이오드(ZD₁)는 110V 및 220V의 겸용시에 어느 전압이 인가되더라도 컨덴서(C₁)가 일정 DC전압으로만 충전되게 하여 안정된 DC전원을 IC(IC₁)에 공급하기 위한 것이다.

그리고 미설명부호 D₅및 R₆은 각각 다이오드 및 저항으로 된 발열체로서 SCR(SCR₁)의 쇼트시 보다 큰 전류가 발열체(R₆)로 흐르게 되어 상기 발열체(R₆)를 가열시킴으로써 전술한 과열방지회로(2)와 겸용하여 온도휴즈(F)를 보다 정확하고 안전하게 용단시키기 위한 것이다.

C₃,R₃은 각각 컨덴서 및 저항으로 SCR(SCR₁)의 오동작 방지회로이며, R₁₃은 저항을 그리고 ∼는 전류휴즈를 나타낸 것이다.

이상과 같이 구성된 본 고안의 전기장판의 온도제어장치의 동작에 대하여 설명한다.

먼저 보륨(VR)을 조정하여 전기장판의 사용온도를 설정한다. 통상의 전기장판의 열선(가)은 발열선(H)의 온도에 따라 상응하는 전압의 검지선(S)에 출력된다. 즉, 상기 발열선(H)의 온도가 상승하면 검지선(S)의 검출전압은 높아지고 상기 온도가 하강하면 상기 검출전압을 낮아진다.

따라서 상기 발열선(H)의 온도가 설정값 이하로 되면 검지선(S)의 검출전압은 낮게 되고 이 전압은 다이오드(D₃)를 통하여 컨덴서(C₂) 및 보륨(VR)를 흐르게 되고 전류량에 따라 소정 전압이 컨덴서(C₂)에 충전된다. 즉, AC전원의 일측→발열선(H)→NTC써미스타(N)→접지선(S)→다이오드(D₃)→컨덴서(C2)→다이오드(D₁)→저항(R₁₂)→AC전원의 타측의 순서로 전류회로가 형성되어 상기 컨덴서(C₂)에 상기 검지선(S)에 검출되는 전압에 상응하여 충전된다. 따라서, 전기장판이 소정온도로 될 때까지, 상기 컨덴서(C₂)에 충전되는 전압은 저항(R₂,R₄)으로 분압되어 발생된 기준전압보다 낮게 되므로, IC(IC₁)의 출력단자인 6번 단자에서 소정의 출력(부(負)전압)이 출력된다. 이것에 의해 트랜지스터(Tr₁) 및 (Tr₂)가 도통되어 계속 SCR(SCR₁)을 트리거시키게 된다.

또한 상기 전기장판의 온도가 설정값 이상으로 되면, 컨덴서(C₂)의 충전전압이 높아져서 전술한 기준전압보다 크게 되므로 IC(IC₁)의 6번 단자에서 출력신호를 내보내지 아니하게 되고, 이것에 의해 SCR(SCR₁)이 트리거되지 않는다.

한편, 이상 상태의 발생에 따른 과열로 인하여 발열선(H)의 온도가 설정값보다 크게 높아지는 경우, 상기 온도에 상응하여 검지선(S)의 검출전압이 높아지고 이에 따라 컨덴서(C₂)의 충전전압도 정상 작동시보다 높게 되므로, 이 높은 충전전압이 SCR(SCR₂)의 게이트에 인가되어 SCR(SCR₂)를 트리거시키게 되고, 이로 인해 발열체인 저항(R₁)이 가열되어, 열선(가)이 파괴(쇼트)되기 전에 온도휴즈(F)가 신속하게 용단된다.

상기 제너다이오드(ZD₂)는 이상 상태시에 컨덴서(C₂)의 충전 전압이 지나치게 높아지고 이 전압이 그대로 IC(IC₁)에 인가됨으로써 IC(IC₁)가 손상되는 것을 방지하도록 상기 컨덴서(C₂)의 충전전압을 크램프한다.

이상과 같이 본 고안에 의한 전기장판의 온도제어장치에 의하면, 전기장판의 온도검출이 열선(가)의 검지선(S)에서 검출되는 전압을 온도설정용 보륨(VR)에 인가시켜 그 양단전압을 검출전압으로 하고 기준전압과 비교하여 SCR트리거시키기 위한 제어전압을 발생하므로 온도설정범위를 종래보다 대폭적으로 크게 할 수 있고, 또한 제로크로싱 IC(IC₁)를 사용하여 SCR(SCR₁)의 도통상태를 제어함으로 종래의 위상제어방식보다, 전기장판의 온도상승속도를 크게 할 수 있음과 동시에 90V∼210V에서 사용할 수 있는 충분한 프리볼트 기능을 가지며 대폭적으로 유해전자파인 고주파를 제거할 수 있고, 또한 SCR(SCR₁)이 쇼트가 되거나 기타 다른 이상 발생으로 인하여 온도가 열선 파괴 등의 위험수준에 도달하기 전에 과열방지회로가 온도검출회로(1)의 검출전압으로 즉시 작동되어 종래의 안전장치와 합동하여 온도휴즈(F)를 용단하게 되므로 안정성을 확보할 수 있는 등 뛰어난 효과가 있다.

Claims

발열선(H), 온도써미스터(N) 및 검지선(S)으로 이루어진 전기장판용 열선(가)과 SCR(SCR₁)을 구비하여 전기장판의 온도를 제어하는 전기장판의 온도제어장치에 있어서, 컨덴서(C₂), 온도설정을 위한 저항식 보륨(VR), 저항(R₂,R₄), 다이오드(D₃) 및 제너다이오드(ZD₂)로 형성되는 온도검출회로(1)와, 온도휴즈용단용 발열체(R₁)와 SCR(SCR₂) 및 저항(R₁)으로 되는 과열방지회로(2)와, 트랜지스터(Tr₁,Tr₂), 저항(R₇∼R₁₁), 다이오드(D₄∼D₆) 및 컨덴서(C₄)로 형성되는 트리거회로(3)를 구비함을 특징으로 하는 전기장판의 온도제어장치.