KR100857769B1 - 무선안테나를 이용한 온수매트용 온도조절기의 전자파자동차폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선안테나를 이용한 온수매트용 온도조절기의 전자파 자동차폐장치에 관한 것으로, 그 기술적 요지는 기존 온도조절기의 경우 마이컴 포트의 문턱전압(THRESH HOLD VOLTAGE)이 약 1.5V를 기준으로 하여 넘으면 다른 상태를 검색하기 위하여 TH1 또는 TH2를 스위칭하여 계속적으로 상태를 전환하도록 형성됨으로써, 주위의 전선 또는 전기제품에서 유도되는 전기장의 세기가 변화되는 일반적인 환경에서는 실질적인 전기장 차폐가 이루어지기 어려웠던 바, 이를 개선하기 위해 본 발명은 가정용으로 공급되는 110V 또는 220V, 50/60Hz 전원선 중 접지된 선을 검지하고, 접지된 선이 없으면 온도조절기 내부에 중성접지 회로를 만들어 무선 안테나로 하여금 전기장을 외부 대지로 차폐하도록 형성됨으로써, 전기장의 차폐 성능을 보다 향상시킴은 물론 제품 안전성의 신뢰도가 향상되는 것을 제공함에 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은 온수매트용 온도조절기의 전자파 자동차폐장치에 있어서, 110V 또는 220V, 50 또는 60Hz 가 가정용으로 공급되도록 유도하되 2선(전원선-AC1과 AC2) 중 어느 한 선이 일선 접지되거나 중성접지 되도록 형성되는 전원인입부(100)와; 상기 전원인입선을 통해 공급된 전원의 AC1과 AC2에 임피던스가 동일하도록 바이패스회로(C8)를 독립적으로 구성하고, 트라이액(TH2, TH1)으로 스위칭하여 마이컴의 VCC에 3가지 상태(AC1, AC2, AC전원/2)를 일정 시간(0.5~1초) 간격으로 전환하며 순차적으로 검지(연결)하도록 형성되는 단락방지회로(200)와; 상기 단락방지회로를 통해 검지된 3가지 상태(AC1, AC2, AC전원/2)에서 대지로부터 무선 안테나에 유도되도록 50 또는 60Hz 전기장에 의한 전압을 A/D로 변환하며 3가지 상태에서의 전압을 디지털 데이터로 각각 저장하는 한편, 3가지 상태 중 가장 낮은 값의 상태를 선택하여 VCC가 AC1(TH2 ON)에 연결될 때가 가장 낮은 값이면 TH2는 ON 및 TH1은 OFF로 유지하고, VCC가 AC2에 연결될 때가 가장 낮은 값이면 TH2는 OFF 및 TH1은 ON으로 유지하며, VCC가 AC전원/2(TH1,TH2 모두 ON)에 연결될 때가 가장 낮은 값이면 TH2, TH1 모두 ON으로 유지시키도록 순차적인 체크를 실시하는 마이컴(300)과; 상기 마이컴에 의해 선별된 3가지 상태(AC1, AC2, AC전원/2 중 어느 하나가 TH1과 TH2를 통해 VCC에 번갈아 연결되어 각 상태에서 무선 안테나에 유도되는 전원 주파수의 교류 전류를 직류로 정류하고 이를 마이컴의 A/D 변환 포트에 인가하는 상태)에서의 전압값을 비교하여 가장 낮은 값을 유지하며 마이컴으로 하여금 대지와의 전압차이가 가장 적은 전원선((AC1, AC2, AC전원/2 중 어느 하나)을 VCC에 연결하도록 형성되는 무선 안테나(400)와; 상기 마이컴과 무선 안테나에 의해 접지가 이루어지면 동시에 접지가 이루어지도록 형성되는 제품용 접지선(500)이; 구성되어 이루어진다.

따라서, 본 발명은 전원 연결시 3가지 데이터 값을 순차적으로 검지하되 각 상태에서의 전기장 세기를 저장하고 비교하여 가장 낮은 상태를 선택하므로 계속적인 상태전환이 없이 가장 낮은 전기장을 선택함으로써 전기장의 차폐 성능을 보다 향상시킴은 물론 제품 안전성의 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.

온도조절기, 전기장, 차폐, 물통접지선, 마이컴

Description

무선안테나를 이용한 온수매트용 온도조절기의 전자파 자동차폐장치{Ground equipment with microcomputer for electric field-shielding of hot-water boiler mat}

본 발명은 온도조절기에서 발생되는 전기장의 차폐를 위해 제공되는 자동 접지장치에 관한 것으로, 기존 온도조절기의 경우 마이컴 포트의 문턱전압(THRESH HOLD VOLTAGE)이 약 1.5V를 기준으로 하여 넘으면 다른 상태를 검색하기 위하여 TH1 또는 TH2를 스위칭하여 계속적으로 상태를 전환하도록 형성됨으로써, 주위의 전선 또는 전기제품에서 유도되는 전기장의 세기가 변화되는 일반적인 환경에서는 실질적인 전기장 차폐가 이루어지기 어려웠던 바, 이를 개선하기 위해 본 발명은 가정용으로 공급되는 110V 또는 220V, 50/60Hz 전원선 중 접지된 선을 검지하고, 접지된 선이 없으면 온도조절기 내부에 중성접지 회로를 만들어 무선 안테나로 하여금 전기장을 외부 대지로 차폐하도록 형성됨으로써, 전기장의 차폐 성능을 보다 향상시킴은 물론 제품 안전성의 신뢰도가 향상되는 것을 특징으로 하는 무선안테나를 이용한 온수매트용 온도조절기의 전자파 자동차폐장치에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 전기장의 차폐를 무선 안테나와 마이컴을 이용하여 자동 접지 시키는 장치에 관한 것으로서, 별도의 접지선 없이 전원선의 2선(인입선) 중 접지와 같은 전위의 선을 선별하거나, 접지된 선이 없으면 별도의 회로 내부에서 중성접지 회로를 만들어 본체에 부설된 무선 안테나로 하여금 매트에서 발생되는 전기장이 인체에 유도되지 않도록 접지시키는 것이다.

일반적으로 접지선은 대기에서 발생하는 많은 양의 전하를 지표로 직접 이동시켜 전하들이 다른 경로로 이동해 건물이나 사용자에게 피해를 입히는 것을 방지하도록 형성된다.

이에, 사람 자신이 접지되어 있을 경우(습기 찬 바닥 위에 서 있거나 금속 배관에 접촉하고 있을 때)에는 가옥의 배선에서 전선 1개를 접지하여 번개의 발생, 변압기의 고장, 전선의 절연 등의 이상에 의해 발생하는 인명피해, 화재를 최소화하고 있다.

또한, 금속성 케이스와 다른 도선의 밀폐함은 접지가 되어 있어서 만일 내부 부품 중 어떤 것의 절연이 파괴되어 케이스와 접촉하게 되더라도 외부에는 전기충격을 주지 않게 되며, 휴대용 전기기구는 전기충격을 방지하기 위해 대부분 접지가 가능하게 되어 있다.

이러한 내용으로 특허출원(제99-28386호)된 보온 전기요의 전자파 제거장치는 발열체에 전류의 방향과 나선방향이 다른 전기 도선을 중첩시켜 전자파의 발생을 감쇄시키고, 발열체에서 누설되는 전자파는 발열체를 포함한 전자파 흡수 도체 를 통해 접지로 흘려보내게 함으로써 전기요에서 발생하는 전자파의 95% 이상을 제거하는 전자파 제거장치를 제공하며, 상기 발열체의 중심으로부터 전기 절연성 심부 지지체, 나선상 내층도선, 중간 전기 절연층, 나선상 외층도선 및 피복 전기 절연층을 가지며, 내층도선과 외층도선은 외단을 접속하는 연결하는 결선부를 가지며, 내층도선과 외층도선의 나선 방향은 전류의 방향을 기준으로 서로 반대 방향으로 배열하고, 전기요에 발열체를 포설하는 전자파 흡수도체를 구비하여, 상하의 전자파 흡수도체는 하나의 접지에 결속할 수 있도록 연결되어 사용하는데 그 목적을 두고 있다.

또한, 특허공고 제95-13944호의 마이컴을 이용한 전기요 제어회로는 입력전압에 퓨우즈, 스위치, 온도퓨우즈, 트라이악을 직렬로 연결해서 발열체의 열선에 전원을 공급하도록 구성되며, 입력전압을 정류용 집적회로를 사용하여 직류 6V로 정류해서 다이오드을 통하여 0.6V 전압강하된 5.4V의 전압을 마이컴에 공급하는 직류전원 안정화 회로와, 입력전원에 저항, 다이오드, 저항, 캐패시터를 연결, 상기 입력전압을 직류전압으로 강하시켜 직류전압에 의하여 입력전압이 110V인지 220V인지를 마이컴에서 검출하게 하는 입력전원 검출회로로 연결되어 캐패시턴스에 의한 검출전압의 입력전원에 대한 지연시간으로 온도를 판단하여 트라이악을 제어함으로 설정온도까지의 도달시간이 짧고 정확한 온도제어가 가능하고, 트라이악이 제로전압에서 온·오프되도록 제로 크로싱 제어하므로 트라이악에 무리가 가해지지 않고, 다른 회로소자에 잡음을 발생시키지 않아서 안정된 회로 동작을 할 수 있고, 마이컴이 절연트랜스로 분리되지 않게 된다.

그리고 마이컴에 의하여 입력전압에 관계없이 일정하게 온도제어를 하고 전기요에 조절기의 접속여부, 회로와 마이컴의 이상을 체크하고, 취소기능, 취침기능, 알람기능, 예약기능이 있는데 그 목적이 있다.

이러한 구성으로 이루어진 종래의 장치들은 온도를 감지하고 발열선에 흐르는 전류치를 조절하기 위한 다수의 집적회로와 이들 집적회로로 동작전원을 인가하기 위한 보조 전원회로로 구성되어 있었고, 별도의 접지선별장치를 사용하여야 했었다.

또한 종래의 전기요는 커버 내부에 쿠션층, 발열층, 열 확산층, 지지보호층 등을 적층하고, 발열층은 교류용, 질류용 또는 반파용 히터를 열 확산층에 배열한 것으로서 전기요의 발열 히터는 인가 전압과 소비전력에 비례하여 다량의 전기장과 자기장이 발생하는 것이다.

그리고 전기요의 전자파를 줄이기 위하여 전기 도체 두 가닥을 꼬아서 히터로 사용하는 과거 진공관의 자기장 감쇄 기술이 사용되고 있으나 이와 같은 기술만으로서는 전류 용량이 큰 전기요에서 발생되는 전자파를 효율적으로 제거할 수 없는 문제점이 있었다.

또한 기존의 회로들은 NTC 대신 대형 저항을 많이 사용하지만 발열이 심하고 저항의 구조상 단선의 불량이 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 기존 온도조절기의 경우 마이컴 포트의 문턱전압(THRESH HOLD VOLTAGE)이 약 1.5V를 기준으로 하여 넘으면 다른 상태를 검색하기 위하여 TH1 또는 TH2를 스위칭하여 계속적으로 상태를 전환하도록 형성함으로써 주위의 전선 또는 전기제품에서 유도되는 전기장의 세기가 변화되는 일반적인 환경에서는 실질적인 전기장 차폐가 이루어지기 어려웠던 바, 이를 개선하기 위해 본 발명은 가정용으로 공급되는 110V 또는 220V, 50/60Hz 전원선 중 접지된 선을 검지하고, 접지된 선이 없으면 온도조절기 내부에 중성접지 회로를 만들어 무선 안테나로 하여금 전기장을 외부 대지로 차폐하도록 형성됨으로써, 전기장의 차폐 성능을 보다 향상시킴은 물론 제품 안전성의 신뢰도가 향상되는 것을 특징으로 하는 무선안테나를 이용한 온수매트용 온도조절기의 전자파 자동차폐장치를 제공함에 그 목적이 있다.

다시 말해, 본 발명은 전기장의 차폐를 무선 안테나와 마이컴을 이용하여 자동 접지시키는 장치에 관한 것으로서, 별도의 접지선 없이 전원선의 2선(인입선) 중 접지와 같은 전위의 선을 선별하거나, 접지된 선이 없으면 별도의 회로 내부에서 중성접지 회로를 만들어 본체에 부설된 무선 안테나로 하여금 매트에서 발생되는 전기장이 인체에 유도되지 않도록 접지시키기 위함이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 온수매트용 온도조절기의 전자파 자동차폐장치에 있어서, 110V 또는 220V, 50 또는 60Hz 가 가정용으로 공급되도록 유도하되 2선(전원선-AC1과 AC2) 중 어느 한 선이 일선 접지되거나 중성접지 되도록 형성되는 전원인입부(100)와; 상기 전원인입선을 통해 공급된 전원의 AC1과 AC2에 임피던스가 동일하도록 바이패스회로(C8)를 독립적으로 구성하고, 트라이액(TH2, TH1)으로 스위칭하여 마이컴의 VCC에 3가지 상태(AC1, AC2, AC전원/2)를 일정 시간(0.5~1초) 간격으로 전환하며 순차적으로 검지(연결)하도록 형성되는 단락방지회로(200)와; 상기 단락방지회로를 통해 검지된 3가지 상태(AC1, AC2, AC전원/2)에서 대지로부터 무선 안테나에 유도되도록 50 또는 60Hz 전기장에 의한 전압을 A/D로 변환하며 3가지 상태에서의 전압을 디지털 데이터로 각각 저장하는 한편, 3가지 상태 중 가장 낮은 값의 상태를 선택하여 VCC가 AC1(TH2 ON)에 연결될 때가 가장 낮은 값이면 TH2는 ON 및 TH1은 OFF로 유지하고, VCC가 AC2에 연결될 때가 가장 낮은 값이면 TH2는 OFF 및 TH1은 ON으로 유지하며, VCC가 AC전원/2(TH1,TH2 모두 ON)에 연결될 때가 가장 낮은 값이면 TH2, TH1 모두 ON으로 유지시키도록 순차적인 체크를 실시하는 마이컴(300)과; 상기 마이컴에 의해 선별된 3가지 상태(AC1, AC2, AC전원/2 중 어느 하나가 TH1과 TH2를 통해 VCC에 번갈아 연결되어 각 상태에서 무선 안테나에 유도되는 전원 주파수의 교류 전류를 직류로 정류하고 이를 마이컴의 A/D 변환 포트에 인가하는 상태)에서의 전압값을 비교하여 가장 낮은 값을 유지하며 마이컴으로 하여금 대지와의 전압차이가 가장 적은 전원선((AC1, AC2, AC전원/2 중 어느 하나)을 VCC에 연결하도록 형성되는 무선 안테나(400)와; 상기 마이컴과 무선 안테나에 의해 접지가 이루어지면 동시에 접지가 이루어지도록 형성되는 제품용 접지선(500)이; 구성되어 이루어진다.

이때, 상기 마이컴(300)은 VCC와 VSS가 교류적으로 낮은 임피던스(C8을 통해 바이패스)를 유지하며 교류적으로 VCC가 VSS는 동일시 되도록 형성되는 것이 바람 직하다.

이에, 상기 제품용 접지선(500)은 온수보일러 매트용 물통 접지선 또는 온열 매트용 접지선 중 어느 하나 인 것이 바람직하다.

또한, 상기 무선 안테나(400)는 PCB 회로상의 패턴으로 형성되거나 분기된 별도의 와이어 안테나 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명은 전원 연결시 3가지 데이터 값을 순차적으로 검지하되 각 상태에서의 전기장 세기를 저장하고 비교하여 가장 낮은 상태를 선택하므로 계속적인 상태전환이 없이 가장 낮은 전기장을 선택함으로써 전기장의 차폐 성능을 보다 향상시킴은 물론 제품 안전성의 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.

다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.

먼저, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 가정용으로 공급되는 110V 또는 220V/ 50Hz 전원선 중 접지된 선을 검색하고 접지된 선이 없으면 온도조절기 내부에 중성접지 회로를 만들어 무선 안테나로 하여금 대지와 접지되도록 유도하여 전기제품에 대해 이상적인 접지 상태를 공급하는 장치다.

이에 본 발명은 주상트랜스(600)를 통해 공급된 가정용 전기의 전기장을 무선 안테나와 마이컴을 이용하여 자동으로 차폐시키되 무선으로 이를 실현하도록 전 원인입부(100)와; 단락방지회로(200)와; 마이컴(300)과; 무선 안테나(400)와; 제품용 접지선(500)이; 구성되어 이루어진다.

이때, 상기 전원인입부(100)는 110V 또는 220V, 50/60Hz 가 가정용으로 공급되도록 유도하되 2선(전원선-AC1과 AC2) 중 어느 한 선이 일선 접지되거나 중성접지 되도록 형성된다.

또한, 상기 단락방지회로(200)는 전원인입선을 통해 공급된 전원의 AC1과 AC2에 임피던스가 동일하도록 바이패스회로(C8)를 독립적으로 구성하고, 트라이액(TH2, TH1)으로 스위칭하여 마이컴의 VCC에 3가지 상태(AC1, AC2, AC전원/2)를 일정 시간(0.5~1초) 간격으로 전환하며 순차적으로 검지(연결)하도록 형성된다.

이때, 상기 마이컴(300)은 단락방지회로를 통해 검지된 3가지 상태(AC1, AC2, AC전원/2)에서 대지로부터 무선 안테나에 유도되도록 60Hz 전기장에 의한 전압을 A/D 로 변환하며 3가지 상태에서의 전압을 디지털 데이터로 각각 저장하도록 형성된다.

즉, 3가지 상태 중 가장 낮은 값의 상태를 선택하여 VCC가 AC1(TH2 ON)에 연결될 때가 가장 낮은 값이면 TH2는 ON 및 TH1은 OFF로 유지한다.

이때, VCC가 AC2에 연결될 때가 가장 낮은 값이면 TH2는 OFF 및 TH1은 ON으로 유지한다.

아울러, VCC가 AC전원/2(TH1,TH2 모두 ON)에 연결될 때가 가장 낮은 값이면 TH2, TH1 모두 ON으로 유지시켜 순차적인 체크를 도모하도록 형성된다. 다시 말해, 3가지 상태 중 최저값을 찾아 무선 안테나로 하여금 대지와 접지시키도록 형성된다.

이때, 상기 마이컴(300)은 VCC와 VSS가 교류적으로 낮은 임피던스(C8을 통해 바이패스)를 유지하며 교류적으로 VCC가 VSS는 동일시 되도록 형성되는 것이 바람직하다.

이에, 상기 무선 안테나(400)는 마이컴에 의해 선별된 가장 낮은 값을 대지에 의해 접지시키도록 형성된다.

이때, 상기 무선 안테나(400)는 PCB 회로상의 패턴으로 형성되거나 분기된 별도의 와이어 안테나 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

아울러, 상기 제품용 접지선(500)은 마이컴과 무선 안테나에 의해 접지가 이루어지면 동시에 접지가 이루어지도록 형성된다.

이때, 상기 제품용 접지선(500)은 온수보일러 매트용 물통 접지선 또는 온열 매트용 접지선 중 어느 하나 인 것이 바람직하다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 회로도,

도 2는 본 발명의 자동 접지장치가 온수보일러용 온도조절기에 구현된 상태를 나타낸 일 예시 회로도이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

100 ... 전원인입부 200 ... 단락방지회로

300 ... 마이컴 400 ... 무선 안테나

500 ... 제품용 접지선 600 ... 주상트랜스

Claims (4)

1. 온수매트용 온도조절기의 전자파 자동차폐장치에 있어서,

   110V 또는 220V, 50 또는 60Hz 가 가정용으로 공급되도록 유도하되 2선(전원선-AC1과 AC2) 중 어느 한 선이 일선 접지되거나 중성접지 되도록 형성되는 전원인입부(100)와;

   상기 전원인입선을 통해 공급된 전원의 AC1과 AC2에 임피던스가 동일하도록 바이패스회로(C8)를 독립적으로 구성하고, 트라이액(TH2, TH1)으로 스위칭하여 마이컴의 VCC에 3가지 상태(AC1, AC2, AC전원/2)를 일정 시간(0.5~1초) 간격으로 전환하며 순차적으로 검지(연결)하도록 형성되는 단락방지회로(200)와;

   상기 단락방지회로를 통해 검지된 3가지 상태(AC1, AC2, AC전원/2)에서 대지로부터 무선 안테나에 유도되도록 50 또는 60Hz 전기장에 의한 전압을 A/D로 변환하며 3가지 상태에서의 전압을 디지털 데이터로 각각 저장하는 한편, 3가지 상태 중 가장 낮은 값의 상태를 선택하여 VCC가 AC1(TH2 ON)에 연결될 때가 가장 낮은 값이면 TH2는 ON 및 TH1은 OFF로 유지하고, VCC가 AC2에 연결될 때가 가장 낮은 값이면 TH2는 OFF 및 TH1은 ON으로 유지하며, VCC가 AC전원/2(TH1,TH2 모두 ON)에 연결될 때가 가장 낮은 값이면 TH2, TH1 모두 ON으로 유지시키도록 순차적인 체크를 실시하는 마이컴(300)과;

   상기 마이컴에 의해 선별된 3가지 상태(AC1, AC2, AC전원/2 중 어느 하나가 TH1과 TH2를 통해 VCC에 번갈아 연결되어 각 상태에서 무선 안테나에 유도되는 전원 주파수의 교류 전류를 직류로 정류하고 이를 마이컴의 A/D 변환 포트에 인가하는 상태)에서의 전압값을 비교하여 가장 낮은 값을 유지하며 마이컴으로 하여금 대지와의 전압차이가 가장 적은 전원선((AC1, AC2, AC전원/2 중 어느 하나)을 VCC에 연결하도록 형성되는 무선 안테나(400)와;

   상기 마이컴과 무선 안테나에 의해 접지가 이루어지면 동시에 접지가 이루어지도록 형성되는 제품용 접지선(500)이;

   구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 무선안테나를 이용한 온수매트용 온도조절기의 전자파 자동차폐장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 마이컴(300)은

   VCC와 VSS가 교류적으로 낮은 임피던스(C8을 통해 바이패스)를 유지하며 교류적으로 VCC가 VSS는 동일시 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 무선안테나를 이용한 온수매트용 온도조절기의 전자파 자동차폐장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제품용 접지선(500)은

   온수보일러 매트용 물통 접지선 또는 온열 매트용 접지선 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 무선안테나를 이용한 온수매트용 온도조절기의 전자파 자동차폐장치.
4. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 안테나(400)는

   PCB 회로상의 패턴으로 형성되거나 분기된 별도의 와이어 안테나 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선안테나를 이용한 온수매트용 온도조절기의 전자파 자동차폐장치.

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