KR100880213B1

KR100880213B1 - 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치

Info

Publication number: KR100880213B1
Application number: KR1020080004308A
Authority: KR
Inventors: 손창현
Original assignee: 손창현
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2009-01-28

Abstract

본 발명은 전자파 차단 및 확인장치에 관한 것으로서 스위칭장치, 동작전압 발생장치, 무접점 전력제어장치, 표시 및 제어장치를 포함하고 있는 온도조절장치를 갖는 종래의 온열전위보료에서 전원코드의 단자 쌍에 전기적으로 접속된 두 선 중에서 어느 선이 중립 선에 해당하는지를 판단하기 위하여 스위칭장치를 통하여 전원코드의 단자 쌍의 전원을 제공받음과 동시에 스위칭장치를 통하지 않고 전원코드의 다른 단자로부터 발생하는 전위를 직접 제공받는 접지선택장치를 더 포함하여 온도조절장치에서의 전자파의 발생을 완벽하게 차단할 수 있는 효과가 있다.

온열전위보료, 전자파, 온도조절

Description

온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치{apparatus for blocking and displaying a generated microwave in a warm displacement decorated pouf}

본 발명은 전자파 차단장치에 관한 것으로서, 특히 주변에 배선된 발열장치의 열선으로부터 생성되는 전자파를 완벽하게 차단할 수 있고 전자파 차단을 확인할 수 있는 장치를 구비하고 있는 보료에 관한 것이다.

일반적으로 가정용 온열침대라 함은 찜질기, 돌침대, 보료 등 여러 종류가 있으며 제품의 외부에는 원적외선이 발생되는 황토, 옥, 또는 세라믹을 장착하고 그 내부에는 열선을 설치한 후에 전기를 이용하여 약 70℃ 정도의 고온을 발생시켜 찜질을 통한 통증완화, 혈액순환을 통하여 치료를 하게 하였다. 이와 같이 찜질기능을 하기 위해서는 발열장치가 필요하며 대부분 발열장치로서는 구리 또는 합금 선을 이용한 열선으로 사용하게 되는데 열선에서는 가정용 단상 교류 220V 를 사용하게 되고 교류 전기가 흐르게 되면 필연적으로 전자파가 발생을 하게 된다. 알려진 바와 같이 전자파는 열선에서는 전기장과 자기장이 동시에 발생을 하게 된다. 물론 모든 전기.전자제품은 EMI 검사,즉 전자파 장해 시험을 거치도록 되어있으나 이는 기기대 기기 간의 전자파로 인한 장해를 줄이기 위한 기술 기준이므로 저주파 대역에 대한 인체에 유해한 전자파가 나오지 않는 것은 아니다. 전기제품에서 발생하는 전자파의 유해성은 대다수의 사람들이 알고 있으므로 전자파의 발생을 억제하거나 줄이기 위한 제품이 계속하여 개발이 되어 왔었다. 특히 온열침대의 경우는 일반 제품과 달리 인체와 밀착되어 사용하게 되므로 전자파 차단의 필요성이 절실하게 되었다. 상술한 바와 같이 열선에 전류가 흐르게 되면 필연적으로 전자파가 발생을 하게 되는데 열선을 이중 열선으로 사용하여 서로 반대방향으로 전류를 흘려주게 되면 이중 열선에 흐르는 상호 반대 전류로 인하여 서로 자기장이 상쇄시켜 줌으로 전자파 중 자기장의 생성을 억제할 수가 있었다. 그리고 발열장치의 열선 표면을 전도체로 감싸고 접지시킴으로써 열선으로부터 생성되는 전기장의 발생을 차단하게 된다. 즉, 전기장을 차단하는 일반적인 방법으로는 전도체로 온도조절장치의 표면을 코팅하고 접지시키는 방식인데, 이와 같은 방법은 제품의 외부가 전기가 통하는 물질을 사용하게 되면 사용자가 감전의 위험이 있으므로 전기용품의 승인기준에도 허가가 날수도 없으며 온도 표시장치는 사용자가 볼 수 있어야 하므로 투명한 전도체로 코팅을 해야만 했다. 투명전도체는 제작하기에 어려움뿐만 아니라 고가의 비용이 소요되므로 현실적으로는 가능하지가 않았다. 또한 전기장의 발생을 차단하기 위하여 온열전위보료의 적층 동판에다 접지를 시켰다. 그러나 이 경우에 사용자의 인체가 동판과 밀착되기 때문에 사용자에게 정전기를 발생시켜 깜작깜작 놀라게 하거나 접지로 인한 과다 전류가 흘러 거기에 전자파가 발생하여 뇌손상이나 백혈구 수치를 감소시키는 요인이 존재하였다. 상술한 바와 같이 열선에서 생성되는 전기장과 자기장은 이중 열선과 접지장치를 이용하여 차단할 수가 있으며 많 은 제품에서는 이와 같은 방법을 사용하고 있었다. 열선에서 나오는 전기장과 자기장은 차단되지만 일반적으로 온열침대의 경우에는 온도조절장치가 사용자의 편의를 위하여 머리 부분에 위치하게 되므로 구조상 사용자의 머리 부분에 전자파가 노출되어 있게 된다. 즉, 온도조절장치의 입구까지는 전자파의 발생을 줄이기 위하여 전원 인입선으로부터 차폐된 전원 선을 사용하여 전기장을 줄이고 전원 선의 두 선을 서로 밀착시켜서 배선을 하여 자기장을 줄일 수 있으나 일단 온도조절장치 내부로 들어오게 되면 입력선 까지는 서로 밀착된 상태이므로 자기장이 상쇄가 되지만 피씨비(PCB) 기판의 내부에서 입력 2선은 서로 간격이 벌어지게 되어 자기장의 발생을 막을수가 없는 것이다. 또한 제품의 용량에 따라 다르겠지만 피씨비 내부에는 동작 전원부라던지 무접점 전력제어용 스위치 단자 등의 사용으로 인하여 2 ~ 3 A 정도의 전류를 제어하게 되므로 자기장의 발생을 막는 것은 거의 불가능에 가깝게 된다. 또한 이 경우에 전기장의 발생도 막을 수가 없게 되는데 이는 피씨비 전체를 전도체로 감싸서 사용을 하면 가능하겠지만 실제로는 온도조절장치의 표면은 부도체인 ABS 사출물로 제작되고 온도 표시장치라던지, 온도제어장치, 타이머 등 전기장이 생성되는 부분이 바깥 표면으로 노출이 되어있으므로 이러한 장치까지 모두 다 차폐시킬 수가 없게 되어 현실적으로는 전기장의 발생을 완벽하게 차단할 수가 없었다. 다시 말하면 온열침대의 경우, 몸 부위에 위치한 열선에서 나오는 전자파는 차단이 가능하지만 머리 부위에 위치한 온도조절장치에서의 전자파의 발생은 막을 수 없으므로 사용자의 지속적인 불만 사항이 되어 왔었다.

따라서 본 발명은 머리 부위에 위치한 온도조절장치에서의 분리 배선으로 전자파의 발생을 완벽하게 차단할 수 있고 확인할 수 있는 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치를 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치는 스위칭장치, 동작전압 발생장치, 무접점 전력제어장치, 표시 및 제어장치를 포함하고 있는 온도조절장치를 갖는 종래의 온열전위보료에서 전원코드의 단자 쌍에 전기적으로 접속된 두 선 중에서 어느 선이 중립 선에 해당하는지를 판단하기 위하여 스위칭장치를 통하여 전원코드의 단자 쌍의 전원을 제공받음과 동시에, 스위칭장치를 통하지 않고 전원코드의 다른 단자로부터 발생하는 전위를 직접 제공받는 접지선택장치를 더 포함한다. 접지선택장치는 스위칭장치의 출력 전원을 평활하여 정전압을 발생시키기 위하여 직류 접속의 저항 및 캐패시터, 제1다이오드, 제2다이오드, 제너다이오드, 전해 콘텐서가 병렬 접속되어 구성되는 전압 평활단과, 전원코드의 다른 단자로부터 발생하는 전압을 증폭하기 위하여 연산증폭기, 연산증폭기의 비반전(+)단자에 접속되는 직렬 접속의 저항 및 캐패시터, 연산 증폭기의 반전(-)단자에 접속되는 타단 접지된 저항으로 구성되는 증폭단과, 증폭단의 출력전압을 전압 평활단의 출력단과 비교하고 그 비교결과를 표시하기 위하여 비교기, 비교기의 반전(-)단자에 병렬 접속되는 저항들, 비교기의 비반전(+)단자에 병렬 접속되는 제3 다이오드, 저항 및, 캐패시터로 구성되는 비교단으로 구성된다.

본 발명에 따른 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치에 의하면 온열전위침대 상에서 발생하는 모든 전자장 및 자기장을 거의 완전하게 차단할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면들에 의거하여 본 발명에 따른 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치의 구성에 의하여 동작하는 작용을 상세히 설명한다.

온열전위침대에서 사용자의 인체 중의 하나인 머리 부위에 위치한 온도조절장치는 일반적으로 스위칭장치, 동작전압 발생장치, 무접점 전력제어장치, 표시 및 제어장치로 구성된다. 그리고 표시 및 제어장치는 온도 표시부, 온 도설정부, 제어부, 타이머 등으로 구성된다. 제어부는 일반적으로 중앙처리장치(CPU)이고 온도 표시부는 액정 크리스탈 디스플레이(LCD)이다. 상술한 종래의 온도조절장치에 접지선택장치를 추가하여 본 발명에 따른 온열전위보료용 전자파 차단 및 차단장치를 구성하였다. 도 1은 본 발명에 따른 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치의 구성에 대한 블록을 보인 도이다. 도 1에서, 본 발명에 따른 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치는 전원코드의 단자 쌍(A), (B)에 전기적으로 접속되는 스위칭장치(10)와, 스위칭장치(10)에 전기적으로 접속됨과 동시에, 전원코드의 단자 쌍(A), (B)중의 하나의 단자(B)에 전기적으로 접속되는 접지선택장치(20)를 포함한다. 동작전압 발생장치(30)는 스위칭장치(10)에 전기적으로 접속되고 표시 및 제어장치(40)는 동작전압 발생장치(30)에 전기적으로 접속된다. 또한 무접점 전력제어장치(50) 역시 스위칭장치(10)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고 발열장치(60)는 열선 등으로 구성되어 있고 발열장치(60)의 동판은 전기적으로 접지되어 있으며, 또한 전력제어장치(50)에도 전기적으로 접속되어 있다. 그리고 표시 및 제어장치(40)는 무접점 전력제어장치(50)에 제어신호를 제공하기 위하여 무접점 전력제어장치(50)에 전기적으로 접속되어 있다. 일반적인 제품의 온도조절장치로부터 발생하는 전기장은 온도조절장치의 동작전압이 비록 직류 5V에 불과하지만 전원코드의 단자 쌍(A), (B)와 완벽한 절연상태가 아니므로 접지를 기준으로 볼 때에는 교류 220V에 가까운 전압이 발생하여 전기장이 발생하는 것이므로 온도조절장치에 가해지는 동작전압의 마이너스 측을 접지 전위에 근접시키게 되면 동작전압 발생장치(30)로부터 발생하는 전기장은 접지를 기준으로 직류 5V가 되어 전기장의 발생을 억제할 수가 있다. 일반적으로 전기제품의 동작 전원은 교류 입력을 받아서 트랜스나 간이 정류회로를 거쳐서 직류 동작전압을 만들어서 사용하게 된다. 이러한 역할을 하는 것이 바로 동작전압 발생장치(30)이다. 직류전압을 사용하게 되면 전자파가 발생하지 않는 것으로 알려져 있지만, 그러한 직류전압은 사용 전원의 마이너스 측의 전압을 기준으로 해서 볼 때에는 직류가 틀림없지만 접지를 기준으로 해서 볼 때에는 다르게 된다. 동작 전압은 교류입력을 거쳐 직류전압으로 변환되지만 오실로스코프 상으로 보면 접지를 기준으로 해서 리플 전압이 나타나게 된다. 이것은 동작전압 발생장치(30)의 트랜스를 거친다고 해도 완벽하게 절연되지 않는 것이므로 필연적으로 트랜스의 2차 측의 직류전원은 1차 측의 교류 전원의 영향을 받도록 유도되게 된다. 이것이 원인이 되어 2차 측에는 전기장이 발생하게 되므로 노트북을 사용한다고 해도 밧데리 전원만으로 사용할 때에는 전기장이 발생하지 않지만 직류 어답터를 이용하게 되면 노트북에서 전기장이 발생하게 된다. 따라서 전기장을 억제하기 위하여 입력 전원의 두 선 중의 어느 선이 중립 선, 즉 접지를 기준으로 하면 어느 점이 0V 전위에 해당되는지를 찾아낸다. 이러한 역할을 하는 것이 바로 접지선택장치(20)이다. 우리나라의 가정용 전기는 단상 2선 방식이므로 두 선 중의 한 선은 접지 전위가 된다. 0V 전위를 찾아낸 후에 동작전압 발생장치(30)의 변압기의 1차 측을 거친 직류전압의 마이너스 측을 입력 두 선 중의 접지 전위 측에 연결하여 접지 전위를 기준으로 하여 볼 때에 기존의 제품이 동작전압이 직류이지만 입력 전원을 기준으로 하여 볼 때에는 입력전압의 영향에 의하여 교류 220V의 전위차가 발생하는 것에 비하여 표시 및 제어장치(40)의 중앙처리장치의 동작전압인 직류 5V에 불과한 전위차가 발생하게 되므로 온도조절장치의 외부를 전도체로 코팅하지않고도 전기장의 발생을 차단할 수가 있게 된다. 다시 말하면, 동작전압 발생장치(30)로부터 나온 5V의 직류전압은 온열침대의 상부에 위치한 표시 및 제어장치(40)에 공급되는데, 표시 및 제어장치(40)에는 중앙처리장치가 내장되어 있으므로 기능에 따른 다수의 신호 선들로 구성이 되어 있으며, 이때의 5V의 직류전압의 마이너스 측은 접지선택장치(20)의 접지 선을 거쳐서 입력 전원의 두 선 중에 접지 전위를 갖는 선과 병렬 접속되어 있음으로써 온돌 침대의 상부에서 온도 제어부에 설치된 피씨비 회로에는 접지를 기준으로 할 때에 직류 5V의 전위차만 발생하게 되므로 전기장은 거의 발생하지 않게 되고 신호 선만으로 구성이 되어 있으며, 중앙처리장치의 소비전력은 수 mA에 불과하므로 자기장 역시 발생하지 않는다.

도 2는 본 발명에 따른 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치의 구성요소들을 온열전위보료에 각각 설치한 상태를 보인 도이다. 도 2에서, 온열침대의 발열장치(60)에서 열선은 이중 열선 구조로서 서로 자기장의 발생이 상쇄되는 구조이므로 발열장치(60)의 열선으로부터 자기장은 발생하지 않게 되고 발열장치(60)의 상부는 전도체로 감싼 후에 접지선택장치(20)에서 선택한 접지 전위부위와 연결을 시킴으로써 전기장 역시 차단이 된다. 온열침대의 하부에 위치한 동작전압 발생부(30) 및 무접점 전력제어장치(50)의 외부도 전도체로 하여 접지 전위에 연결을 하게 되면 온열침대의 전체의 구성에서 전자파 중에서 자기장은 온열전위보료의 하부에 위치한 무접점 전력제어장치(50)의 일부분에서만 발생할 뿐이고 전기장은 온열침대의 전체에서 차단이 되므로 온열침대 전체를 차폐시키지 않고서도 전기장은 차단이 되며 사용자의 입장에서는 기존의 온열침대와 같은 위치에서 온도 제어 및 표시 기능이 있는 온도조절장치를 사용하여도 온열침대의 상부에서는 전기장과 자기장이 차단된 상태에서 사용을 할 수 있게 된다.

도 3은 도 1의 상세한 회로도이다. 알려진 바와 같이 우리나라의 가정용 전기는 단상 2선 방식으로서 2선 중에 1선은 접지 전위와 같은 0V이고 다른 한 선은 접지를 기준으로 해서 220V이다. 입력선 중에서 접지 전위를 찾는 방법은 크게 2가지로 나눌 수가 있는데, 가장 손쉬운 방법은 전기공사에 많이 사용하는 방법으로서 인체를 통한 네온램프를 이용한 방법이 있다. 네온램프는 미약한 전류가 흘러도 점등이 되므로 입력 2선 중에 한 선씩 네온램프와 고 저항을 직렬로 연결하여 그 연 결선을 이용하여 불이 들어오는 선인지 혹은 들어오지 않는 선인지를 판별하여 불이 들어오지 않는 연결선이 접지 전위를 갖은 선이므로 그 선을 접지 대용으로 사용하게 된다. 하지만 이러한 방법은 가정용 전기제품에서는 감전의 위험이 있고 안전기준상 내전압 시험에서도 통과가 되지않는다. 따라서 상기 방법을 배제한 도 3의 회로를 이용하여 접지 전위를 찾는 방법을 설명한다. 이 방법을 설명하기 이전에 입력 2선 중의 어느 선이 접지 전위인지 사용자가 모르는 상태이므로 우선 전원코드의 단자 쌍(A), (B)중의 하나의 단자(A)가 고 전위 선(HOT LINE)이라고 가정한다.

도 2와 같이 배열된 온열전위보료의 전원코드의 단자 쌍(A),(B)을 전원에 접속하고 스위칭장치(10)의 제1스위치단자(SW1) 및 제2스위치단자(SW2)를 누르면 전류는 전원코드의 하나의 단자(A)로부터 스위칭장치(10) 및 접지선택장치(20)를 통하여 전원코드의 다른 단자(B)로 흐른다. 이때 제3 및 제4 스위치단자(SW3), (SW4)은 한 쌍으로 구성이 되고 평상시에는 온 상태이며 접점단자를 누르게 되면 오프상태가 된다. 여기에서, 스위칭장치(10)는 제1스위치단자(SW1) 내지 제4스위치단자(SW4)를 포함하고 접지선택장치(20)는 전압 평활단(21), 증폭단(22) 및, 비교단(23)으로 구성된다. 접지선택장치(20)에서 전압 평활단(21)은 직류 접속의 저항(R1) 및 캐패시터(C1), 제1다이오드(D1), 제2다이오드(D2), 제너다이오드(ZD), 전해 콘텐서(C2)가 병렬 접속되어 구성되어 있다. 전압 평활단(21)은 교류전압을 정류하고 평활하여 정전압을 발생하는 역할을 한다. 그리고 증폭단(22)는 연산 증폭기(OP), 연산 증폭기(OP)의 비반전(+)단자에 접속되는 직렬 접속의 저항(R2) 및 캐패세터(C3), 저항(R9), 연산 증폭기(OP)의 반전(-)단자에 접속되는 타단 접지된 저항(R3), 연산 증폭기(OP)의 반전(-)단자와 연산 증폭기(OP)의 출력단 사이에 접속되는 저항(R4)으로 구성되어 있다. 또한 접지선택장치(20)에서 비교단(23)은 비교기(COMP), 비교기(COMP)의 반전(-)단자에 병렬접속되는 저항들(R6) 및 (R7), 비교기(COMP)의 비반전(+)단자에 병렬 접속되는 제3다이오드(D3), 저항(R5) 및, 캐패시터(C4)로 구성된다. 스위칭장치(10)의 출력에는 접지선택장치(20), 동작전압 발생장치(30) 및, 전력제어장치(50)가 전기적으로 결합되어 있다. 동작전압 발생장치(30)는 변압기(T), 브리지 다이오드회로(D4 ~ D7) 및, 정전압발생회로(REG IC)를 포함한다. 변압기(T)에서 그의 1차 측의 일 측은 스위칭장치(10)의 제4 및 제2 스위치들(SW4), (SW2)를 통하여 전원코드의 다른 단자(B)에 접속되어 있고 다른 한 측은 스위칭장치(10)의 제3 및 제1 스위치단자들(SW3), (SW1)를 통하여 전원코드의 한 단자(A)에 접속되어 있다. 그리고 변압기(T)의 2차 측은 브리지 다이오드회로(D4 ~ D7)와 결합되어 있다. 브리지 다이오드회로(D4 ~ D7)의 다이오드들(D4), (D7)의 공통절점(a)는 접지되어 있고 브리지 다이오드회로(D4 ~ D7)의 다이오드들(D5), (D6)의 공통절점(b)는 정전압 발생회로(REG IC)에 전기적으로 접속되어 있다. 공통절점(a)와 공통절점(b)는 브리지 다이오드회로(D4 ~ D7)의 출력단의 역할을 한다. 또한 브리지 다이오드회로(D4 ~ D7)의 다이오드들(D4), (D5)의 공통절점(c)과 브리지 다이오드회로(D4 ~ D7)의 다이오드들(D6), (D7)의 공통절점(d)는 브리지 다이오드회로(D4 ~ D7)의 입력단의 역할을 한다. 공통절점(a)과 브리지다이오드회로(D4 ~ D7)의 다이오드들(D5), (D6)의 공통절점(b)사이의 양단에는 캐패시터(C5)가 접속되어 있고 정전압 발생회로(REG IC)와 접지사이에는 캐패시터(C6)가 접속되어 있다. 정전압 발생회로(REG IC)는 브리지 다이드회로(D4 ~ D7)로부터 직류 12V를 받아 정전압 5V을 출력한다. 정전압 발생회로(REG IC)의 출력신호인 정전압 5V는 표시 및 제어장치(40)에 공급된다. 전력제어장치(50)는 스위칭장치(10)로부터 제공되는 전원을 제어하여 발열장치(60)에 제공한다. 전원을 제어하기 위한 제어신호는 표시 및 제어장치(40)의 중앙처리장치로부터 발생한다. 따라서 스위칭장치(10)의 제1스위치단자(SW1) 및 제2스위치단자(SW2)를 누르면 전류는 전원코드의 하나의 단자(A)로부터 스위칭장치(10)의 제1스위치단자(SW1), 제3스위치단자(SW3), 전압 평활단(21)의 저항(R1), 캐패시터(C1), 제1다이오드(D1), 제너다이오드(ZD) 및, 전해 콘덴서(C2), 전원코드의 다른 단자(B)로 순차적으로 흐른다. 스위칭장치(10)의 출력신호는 또한 변압기(T)의 1차 측과 전력제어장치(50)에 공급된다. 이때 병렬 접속된 전해 콘덴서(C2) 및 제너다이오드(ZD) 양단에는 전압 평활단(21)에 의하여 평활된 직류전압이 공급된다. 그리고 접지선택장치(20)의 증폭단(22)에서 증폭수단인 연산 증폭기(OP)는 그의 비반전(+)단자를 통하여 전원코드의 다른 단자(B)의 전압을, 그의 반전(-)단자를 통하여 접지전압을 입력으로 수신한다. 여기에서 연산 증폭기(OP)의 비반전(+)단자는 저항(R2), 캐패시터(C3) 및, 저항(R9)을 통하여 전원코드의 다른 단자(B)에 전기적으로 접속되어 있고 연산 증폭기(OP)의 반전(-)단자는 저항(R3)을 통하여 접지되어 있다. 또한 연산증폭기(OP)의 반전(-)단자는 저항(R4)를 통하여 연산 증폭기(OP)의 출력단에 전기적으로 접속되어 연산증폭기(OP)는 그의 비반전(+)단자를 통하여 들어오는 교류신호를 저항들의 비(R4/R3)로 증폭하게 된다. 접지선택장치(20)의 비교단(23)에서 비교기(COMP)는 그의 반전(-)단자를 통하여 병렬 접속된 전해 콘덴서(C2) 및 제너다이오드(ZD) 양단에 걸린 직류전압이 저항들(R6), (R7)으로 분배된 임의의 설정치로서 입력되며, 그의 비반전(+)단자를 통하여 연산 증폭기(OP)의 출력전압을 수신한다. 병렬 접속된 전해 콘덴서(C2) 및 제너다이오드(ZD)의 한 단은 저항(R6)의 한 단이 전기적으로 접속되어 있고 비교기(COMP)의 반전(-)단자는 저항(R6)의 타단, 저항(R7)의 한 단이 전기적으로 접속되어 있다. 비교기(COMP)의 비반전(+)단자는 제3다이오드(D3), 병렬접속된 저항(R5) 및 캐패시터(C4)의 한 단들에 전기적으로 접속되어 있고 저항(R7)의 타 단은 병렬 접속된 저항(R5) 및 캐패시터(C4)의 타 단들에 전기적으로 접속되어 있으며, 또한 병렬 접속된 전해 콘덴서(C2) 및 제너다이오드(ZD)의 타 단에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고 비교기(COMP)의 출력신호는 저항(R8) 및 발광다이오드(LED)를 통하여 접지로 빠져나간다. 상기와 같은 결합을 갖는 전자파 차단장치에서, 스위칭장치(10)의 모든 스위치단자들(SW1~SW4)가 온 상태이므로 연산 증폭기(OP)에는 그의 반전(+)단자로 전원코드의 다른 단자(B)의 전압이 입력되는데 전원코드의 다른 단자(B)의 전위는 현재의 상태에서는 동작전압 발생장치(30)의 마이너스 측과 등 전위가 되므로 연산 증폭기(OP)는 아무런 신호도 출력하지 않는다. 따라서 비교기(COMP)의 반전(-)단자에는 저항들(R6), (R7)에 의한 임의의 설정전압이 입력되고 있으므로 비교기(COMP)의 비반전(+)단자에 입력되는 전압보다 높기 때문에 비교기(COMP)의 출력신호는 로우레벨의 신호를 출력하게 된다.

만약에 사용자가 전원코드를 바꾸어 전원코드의 단자 쌍(A), (B)에 전기적으로 접속시키다 해도 발광다이오드(LED)는 점등되지 않는다. 이는 접지선택장치(20)의 증폭단(22)에서 비반전(+)단자와 반전(-)단자에 각각 입력되는 전압에 대한 전위차가 없기 때문이다.

만약에 접점스위치인 제3스위치단자(SW3) 및 제4스위치단자(SW4)를 눌려 오프(OFF) 상태가 되었다고 하면, 전원코드의 단자 쌍(A), (B)로부터 제공되는 전원이 스위칭장치(10)의 제3스위치단자(SW3) 및 제4스위치단자(SW4)를 통하여 접지선택장치(20)로 전달되지 않는다. 이때에 접지선택장치(20)에 공급되는 전압은 전압 평활단(21)의 전해 콘덴서(C2)에 충전된 전압이고 전해 콘덴서(C2)의 방전전류는 수 mA에 불과하고 4 ~ 5초 정도 흐를 수 있도록 그의 용량을 설정해 놓은 상태이므로 접지선택장치(20)의 모든 회로는 입력 전원과는 완전히 절연된 상태, 즉 마치 별도의 밧테리를 사용하는 회로로서 동작이 이루어지게 된다.

입력 전원과의 완전히 분리된 상태에서 접지선택장치(20)가 동작을 하게 되는데 이때에는 도 3에서 보듯이 모든 마이너스 측의 서로 연결이 되어 있으며 열선을 감싸고 있는 동판 역시 연결이 되어있으므로 면적이 넓게 되고 자연히 동작전압 발생장치(30)는 접지전위를 갖게 된다. 즉, 0V의 전위를 갖게 된다.

상기한 바와 같이 현재의 상태는 입력 2선 중에 전원코드의 다른 단자(B)는 접지전위이므로 입력신호와 동작전압의 부(-)신호는 등 전위가 되고 입력신호가 없는 상태가 되어 전술한 바와 같이 비교기(COMP)는 로우레벨의 신호를 출력하고 이에 따라 비교기(COMP)의 출력단에 전기적으로 접속되어 있는 발광다이오드(LED)가 점등하지 않게 되어 사용자는 입력 전원 선을 제대로 꼽았음을 알게 된다.

이번에는 사용자가 전원코드를 반대로 꼽게 되었을 경우를 설명한다. 이러한 경우에는 도 3에서의 교류 입력 선은 전원코드의 한 단자(A)의 접지전위가 되고 전원코드의 다른 단자(B)는 고 전위 선(HOT LINE)이 되는 경우이다. 이 경우에서도 스위칭장치(10)의 제1 및 2스위치단자들(SW1), (SW2)을 온 시킨 상태에서는 제3 및 제4 스위치단자들(SW3), (SW4) 역시 온 되어 있으므로 상술한 바와 같이 전원코드의 다른 단자(B)와 동작전압 발생장치(30)는 등 전위가 되므로 비교기(COMP)의 출력신호는 로우레벨의 신호가 되어 발광다이오드(LED)는 동작을 하지 않지만, 이때 제3 및 제4 스위치단자들(SW3), (SW4)를 누르게 되면 동작상태가 변하게 된다. 상기한 바와 같이 동작전압은 전원코드의 단자 쌍(A), (B)의 입력과 단절된 상태에서 접지전위를 갖게 되고 연산 증폭기(OP)의 비반전(+)단자에 입력되는 신호는 전원코드의 다른 단자(B)에서 접지를 기준으로 교류 220V의 전위차가 발생하고 있기 때문에 저항들의 비(R4/R3)에 비례하여 증폭되어 출력신호를 발생하고 그 출력신호는 제3다이오드(D3)를 거쳐 정류되고 저항(R5) 및 캐패시터(C4)에서 평활되어 비교기(COMP)의 비반전(+)단자로 입력이 되며, 이 입력치가 저항들(R6), (R7)에 의하여 분배되어 설정치가 되어 반전(-)단자로 입력된 전압보다 높게 되므로 비교기(COMP)의 출력신호는 하이레벨의 신호가 되기 때문에 발광다이오드(LED)가 점등된다. 이에 따라 사용자는 전원코드가 잘못 꼽혔음을 알게 된다.

이 상황에서 다시 사용자가 전원 코드의 단자 쌍(A), (B)를 반대로 접속하게 되면 다시 상술한 바와 마찬가지로 동작하게 되는데, 이때 전원코드의 다른 단자(B)는 접지 전위의 상태가 된다. 이 상태에서 접점 스위치들인 제3스위치단자(SW3) 및 제4스위치단자(SW4)를 눌려 온(ON) 상태로 만들면 상술한 바와 마찬가지로 전해 콘텐서(C2)의 양단에 소정의 전압이 충전되고 연산 증폭기(OP)의 반전(-)단자와 연산 증폭기(OP)의 비반전(+)단자에는 거의 전위차가 발생하지 않으므로 연산 증폭기(OP)는 아무런 신호도 출력하지 않는다. 즉 출력신호의 전위는 0V에 가깝게 되어 비교기(COMP)의 비반전(+)단자에는 0V에 가까운 전압이 입력되고 비교기(COMP)의 반전(-)단자에는 저항들(R6), (R7)에 의하여 설정된 전압이 비교기(COMP)의 비반전(+)단자에 입력되는 전압보다 더 높으므로 비교기(COMP)의 출력은 저 전위가 되어 발광다이오드(LED)는 점등되지 않는다. 이때에 제3스위치단자(SW3) 및 제4스위치단자(SW4)를 원상 복귀시키면 현재의 접지선택장치(20)의 마이너스 측은 접지 전위와 동일하고 온열침대의 동작전압 발생장치(30)의 마이너스 측과 서로 연결이 되어있으므로 접지를 기준으로 볼 때 직류 5V 정도의 전위차만 있을 뿐이므로 전기장은 발생을 하지 않고 이곳에서 연결된 배선은 온열침대의 상부에 있는 온도 표시부, 온도 설정부, 제어부, 타이머 등을 갖는 표시 및 제어장치(40)에 연결이 되지만 기존의 온열침대와는 달리 전기장 및 자기장은 발생 하지 않게 된다. 또한 동작전압 발생장치(30)의 마이너스 측은 열선을 감싸고 있는 전도성의 동판에 연결이 되어있으므로 발열장치(60)로부터 발생하는 전기장 역시 차단된다.

도 1은 본 발명에 따른 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치의 구성에 대한 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치의 구성요소들을 온열전위보료에 각각 설치한 상태도이다.

도 3은 도 1의 상세회로도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

20 : 접지선택장치

21 : 전압평활단 22 : 증폭단

23 : 비교단

Claims

스위칭장치, 동작전압 발생장치, 무접점 전력제어장치, 표시 및 제어장치를 포함하고 있는 온도조절장치를 갖는 온열전위보료에 있어서,

전원코드의 단자 쌍에 전기적으로 접속된 두 선 중에서 어느 선이 중립 선에 해당하는지를 판단하기 위하여, 상기 스위칭장치를 통하여 전원코드의 단자 쌍의 전원을 제공받음과 동시에 상기 스위칭장치를 통하지 않고 전원코드의 다른 단자로부터 발생하는 전위를 직접 제공받는 접지선택장치를 더 포함하고,

상기 표시 및 제어장치는 상기 온열전위보료의 상부에 위치하고, 다수의 신호선들로 구성되며, 상기 동작전압 발생장치의 직류전압을 공급받고,

상기 동작전압 발생장치는 상기 표시 및 제어장치로 공급하는 직류전압의 마이너스 측이 접지선택장치의 접지선을 거쳐 상기 전원코드 중 접지전위를 갖는 단자와 병렬 접속되는 것을 특징으로 하는 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치.
제1항에 있어서, 상기 접지선택장치는,

상기 스위칭장치의 출력 전원을 평활하여 정전압을 발생시키기 위하여 직류접속의 저항(R1) 및 캐패시터(C1), 제1다이오드(D1), 제2다이오드(D2), 제너다이오드(ZD), 전해콘텐서(C2)가 병렬접속되어 구성되는 전압평활단과,

전원코드의 다른 단자로부터 발생하는 전위를 증폭하기 위하여 연산증폭기(OP), 연산증폭기(OP)의 비반전(+)단자에 접속되는 직렬접속의 저항(R2) 및 캐패시터(C3), 연산증폭기(OP)의 반전(-)단자에 접속되는 타단 접지된 저항(R3)으로 구성되는 증폭단과,

상기 증폭단의 출력전압을 상기 전압평활단의 출력단과 비교하고 그 비교결과를 표시하기 위하여 비교기(COMP), 비교기의 반전(-)단자에 병렬접속되는 저항들(R6) 및 (R7), 비교기의 비반전(+)단자에 병렬접속되는 제3다이오드(D3), 저항(R5) 및, 캐패시터(C4)로 구성되는 비교단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 스위칭장치(10)의 제3 및 제4 스위치단자들이 온상태에서 오프상태로 변하는 경우에 접지선택장치(20)에 공급되는 전압은 전압 평활단(21)의 전해 콘덴서(C2)에 충전된 전압인 것을 특징으로 하는 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치.
제3항에 있어서,

상기 전압 평활단(21)의 전해 콘덴서(C2)에 충전된 전압에 의하여 접지 판별을 하는 것을 특징으로 하는 온열전위보료용 전자파 차단 및 확인장치.