KR100829205B1 - 히터 단선 감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히터 단선 감지 장치가 제공된다. 히터 단선 감지 장치는 히터 입력 전류가 도통하는 것을 감지하는 전류 통전 감지부, 검출된 SSR 출력 신호를 수신하여 SSR 구동 신호로 제공하는 SSR 구동 감지부, 전류 통전 감지부의 전류 통전 상태 신호와 SSR 구동 감지부의 SSR 구동 신호를 비교하여 0과 1의 비교 신호로 출력하는 비교부, 비교부의 신호에 따라 히터를 제어하는 제어부를 포함한다.

히터, 단선, 제어

Description

히터 단선 감지 장치{Heater short detecting apparatus}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 단선 감지 장치의 블록도이다.

도 2는 도 1에 따른 비교부의 상세한 회로도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비교부의 출력값을 나타내는 표이다.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

10: 히터 100: 전류부

110: 전류 공급부 120: 전류 통전 감지부

200: 릴레이부 210: 제 1 SSR 구동 감지부

220: 제 2 SSR 구동 감지부 230: SSR 신호 감지부

본 발명은 히터의 히팅 소자에 대해서 단선을 감지하는 히터 단선 감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 히터(Heater)는 열원으로서 사용되고 있으며, 그 사용범위가 매우 넓다. 히터는 히팅 소자(예로, 저항)의 양단에 전원을 인가하여 히팅 소자의 양단에 흐르는 전류에 의해 발생되는 주울 열을 발생한다. 즉, 히터는 히팅 소자에 인가되는 전원에 의해 주울 열을 발생하게 된다. 이러한 히터는 전원공급 방식에 따라 단상 교류전원(Single Phase Alternating Current)전원방식과 삼상 교류전원(Three Phase Alternating Current)전원방식이 있다.

일반적으로 삼상 교류전원방식은 단상 교류전원방식보다 전력효율이 좋아서 많이 사용되고 있다. 삼상 교류전원방식은 단상 교류전원방식보다 전력손실이 작아서 많이 사용되고 있는 방식이다. 이러한 삼상 교류전원방식의 히터는 크게 히팅 소자의 연결방식에 따라 델타 결선방식과 Y 결선방식으로 나뉘어진다.

한편 히터를 구성하는 히팅 소자는 외부의 충격, 노후 및 용량을 초과한 전류의 흐름에 따라 단선이 발생할 수 있다. 이에 따라 히터는 열원으로서 기능을 수행하지 못하게 된다. 이를 방지하기 위해서 히터의 단선을 감지하여 교체하여야 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 히터의 히팅 소자에 대해서 단선을 감지하는 히터 단선 감지 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 단선 감지 장치는 히터 입력 전류가 도통하는 것을 감지하는 전류 통전 감지부, 검출된 SSR 출력 신호를 수신하여 SSR 구동 신호로 제공하는 SSR 구동 감지부, 전류 통전 감지부의 전류 통전 상태 신호와 SSR 구동 감지부의 SSR 구동 신호를 비교하여 0과 1의 비교 신호로 출력하는 비교부, 비교부의 신호에 따라 히터를 제어하는 제어부를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 단선 감지 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 히터 단선 감지 장치는 히터(10), 전류부(100), 릴레이부(200), 비교부(300) 및 제어부(400)를 포함한다.

히터(10)는 삼상 히터일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.

그리고, 전류부(100)는 전류 공급부(110) 및 전류 통전 감지부(120)를 포함한다.

우선, 전류 공급부(110)는 히터(10)에 전류를 공급한다.

그리고, 전류 통전 감지부(120)는 히터(10)에 입력되는 전류가 도통하는지 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 전류를 읽어내어 전류가 감지되면 전류 통전 감지부(120)는 1의 신호를 전류 통전 상태 신호를 출력하고, 전류를 읽어내어 전류가 감지되지 않으면 전류 통전 감지부(120)는 0의 전류 통전 상태 신호를 출력한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이부(200)는 제 1 및 제 2 SSR 구동 감지부(210, 220) 및 SSR(Solid State Relay) 신호 감지부(230)를 포함한다. 릴레이부(200)는 히터(10) 회로를 동작시키는 릴레이 신호인 SSR 출력 신호를 수신하여 SSR 구동 신호를 제공한다.

우선, 제 1 및 제 2 SSR 구동 감지부(210, 220)는 실제 검출되는 SSR 출력 신호를 수신하여 SSR 구동 신호로 비교부(300) 또는 SSR 신호 감지부(230)에 제공한다.

SSR 신호 감지부(230)는 SSR 구동 신호와 SSR 입력 신호를 비교한다. 이 두 신호가 일치하지 않으면, SSR 입력 신호에 의해 제대로 SSR 구동 신호가 출력되지 않는 것을 알 수 있다. 예를 들어, SSR 입력 신호를 Low로 주어 SSR 회로를 구동시키지 않는 동작시, SSR 구동 신호가 High로 감지되면 이는 SSR 회로의 릴레이가 단선되어 오동작함을 알 수 있다. 즉, SSR 회로 자체의 고장 유무를 SSR 신호 감지부(230)에 의해 알 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비교부(300)는 전류 통전 감지부(120)에서 제공 하는 전류 통전 상태 신호와 제 1 SSR 구동 감지부(210)에서 제공하는 SSR 구동 신호를 비교하여 실질적으로 히터의 전류가 흐르는 동안 히터 회로를 동작시키는 릴레이 신호가 제대로 출력되는지 여부를 비교한다.

따라서, 이러한 비교부(300)를 이용하여 실제 히터(10)에 전류가 흐르며 동작해야 할 때, 히터(10) 회로를 동작시키는 릴레이 신호가 제대로 검출되는지를 알 수 있으며, 비교부(300)의 출력에 따라 이상을 감지할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 전류 통전 상태 신호와 SSR 구동 신호가 일치하면 비교부(300)의 출력 비교 신호는 0이며, 두 입력 신호가 일치하지 않으면 비교부(300)의 출력 비교 신호는 1이다.

예를 들어, 히터(10)에 전류가 흐르지 않을 때, 히터(10)에 전류를 공급하지 않으므로 전류 통전 상태 신호는 0이다. 그리고, 히터(10) 회로에 릴레이가 연결되지 않아야 하는데, SSR 회로의 릴레이가 동작하지 않으므로 SSR 출력 신호에 따른 SSR 구동 신호도 0이다. 따라서, 히터(10)에 전류를 공급하지 않으면 SSR 릴레이도 동작하지 않으므로 두 신호가 일치하여 비교부(300)에 의한 비교 신호는 0이다.

또한, 히터(10)에 전류가 흐르고, 히터(10)회로에 릴레이가 연결되어 히팅 동작을 해야할 때, 전류가 도통하므로 전류 통전 상태 신호는 1이며, 히팅 동작을 위해 SSR 회로의 릴레이가 동작하므로 SSR 구동 신호도 1일 것이다. 여기서, 두 신호 모두 1로 일치하므로 비교부(300)의 출력인 비교 신호는 0이다. 이로써, 비교부(300)에 의해 히터(10)에 전류 공급 여부와 SSR 회로의 릴레이의 단선 유무를 감지할 수 있다.

이러한 비교부(300)의 출력 신호에 따라 제어부(400)는 히터(10)의 동작을 제어할 수 있다.

자세히 설명하면, 제어부(400)는 이상이 감지되면 알람을 발생시키고 히터(10)의 MC(magnetic contactor)를 중단시킴으로써 히터(10)의 SSR 회로의 릴레이가 단선되어 오동작하여 히터(10)가 가열되는 것을 방지할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비교부(300)의 상세한 회로도이다.

각각의 입력 신호, 즉 SSR 출력 신호와 전류 통전 신호를 수신하여 비교 신호를 제공한다.

비교부(300)는 배타적 논리합 연산자(XOR)를 포함한다.

자세히 설명하면, SSR 구동 신호(B)와 전류 통전 상태 신호(A)를 비교하여, 두 신호가 일치하면 0, 두 신호가 일치하지 않으면 1의 비교 신호를 제공할 수 있다.

다시 말하면, 전류 통전 상태 신호(A)가 0 일때, 릴레이가 단선되어 동작하여 SSR 구동 신호(B)가 1이라면, 비교부(300)에 의해 1의 비교 신호(Y)를 출력할 수 있다.

즉, 히터에 전류가 도통되지 않을 시(0의 상태), 릴레이의 단선으로 SSR 구동 신호가 검출(1의 상태)되면 비교부(300)에 의해 일치하지 않는 상태의 비교 신호인 1을 제공함으로써 즉시 이상을 감지할 수 있다.

다음의 도 3은 도 2에 따른 A, B 노드의 결과를 테이블로 나타낸 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, A, B의 입력이 일치하면 정상 상태를, 일치하지 않으면 이상 상태임을 감지할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 단선 감지 장치의 동작에 대하여 설명하기로 한다.

히터 히터 단선 감지 장치는 전류 공급부(110)에서 제공하는 전류를 공급받아 히팅 소자에 흐르는 전류를 인가한다. 그리고, 전류 통전 감지부(120)에 의해 전류 상태의 통전 상태를 감지할 수 있다.

SSR 회로에서 실제 검출되는 SSR 출력 신호를 수신하여 제 1 및 제 2 SSR 구동 감지부(210, 220)에 의해 SSR 구동 신호로 제공한다.

전류 통전 상태 신호와 제 1 SSR 구동 감지부(210)에 의해 제공되는 SSR 구동 신호를 수신한 비교부(300)는 이 두 신호가 일치하는지를 감지한다. 이때, 1 또는 0의 신호를 제공할 수 있다. 여기서, 전술한 바와 같이 1의 비교 신호가 나오면 히터(10)의 SSR 회로의 릴레이가 단선됨을 알 수 있다. 그러나 0의 비교 신호가 나오면 SSR 회로가 히터(10)의 전류 공급 여부에 따라 제대로 동작하고 있음을 알 수 있다.

이러한 비교 신호를 수신한 제어부(400)가 전류 통전 상태와 실제 SSR 릴레이 구동 동작의 이상을 감지하면 히팅 동작을 중단시킬 수 있다. 예를 들어, 비교부(300)의 비교 신호 1을 수신하면, 제어부(400)는 즉시 이상을 알리는 알람을 발생시키며 히터(10)의 MC를 중단시킬 수 있다.

한편, 제 2 SSR 구동 감지부(220)에 의해 SSR 회로 자체의 고장 유무를 감지할 수 있다. SSR 입력 신호와 SSR 구동 신호가 일치하는가를 비교하여 일치하지 않 으면 SSR 회로의 고장 유무 또는 SSR 회로의 릴레이가 단선됨을 알 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 히터 단선 감지 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

SSR 회로의 SSR 신호에 따른 히터 상태를 모니터링할 수 있다. 또한, 실제 히터 동작에 따른 SSR 회로의 릴레이 동작의 불량 유무를 감지할 수 있으며, 이로써 히터가 과열되는 것을 방지하여 화재를 예방할 수 있다.

Claims (4)

1. 히터 입력 전류가 도통하는 것을 감지하는 전류 통전 감지부;

   SSR 회로에서 검출된 SSR 출력 신호를 수신하여 상기 SSR 회로의 구동 여부를 표시하는 SSR 구동 신호로 제공하는 SSR 구동 감지부;

   상기 SSR 회로를 제어하는 SSR 입력 신호와 상기 SSR 구동 신호를 비교하여 상기 SSR 회로의 고장 여부를 판단하는 SSR 신호 감지부;

   상기 전류 통전 감지부의 전류 통전 상태 신호와 상기 SSR 구동 감지부에서 제공한 SSR 구동 신호를 비교하여 0과 1의 비교 신호로 출력하여 상기 히터 내 히팅 소자의 단선 여부를 판단하는 비교부; 및

   상기 비교부의 신호에 따라 히터를 제어하는 제어부를 포함하는 히터 단선 감지 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 비교부는 상기 전류 통전 상태 신호와 상기 SSR 구동 신호가 일치하면 0의 신호로, 일치하지 않으면 1의 비교 신호로 출력하는 것을 포함하는 히터 단선 감지 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 비교부의 1의 비교 신호를 수신하면 이상을 감지하고 알람을 발생시켜 히터의 MC(magnetic contactor)를 제어하는 것을 포함하는 히터 단선 감지 장치.
4. 삭제

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