KR100883983B1 - Temperature controling device with non electromagnetic heating cable - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이중 발열선의 무자계 결선에 의한 온도제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control device by magnetic field wiring of a double heating wire.
보다 상세하게는 서로 다른 방향으로 권선된 한 쌍의 발열선의 끝단을 연결시켜 직렬로 연결되도록 하고, 한 쌍의 권선이 온도에 의해 저항값이 변하는 재질과 그렇지 않은 재질로 각각 이루어지도록 하여 자계를 상쇄시킬 뿐만 아니라 전기매트의 온도를 감지할 수 있도록 하는 이중 발열선의 무자계 결선에 의한 온도제어장치에 관한 것이다.More specifically, the ends of a pair of heating wires wound in different directions are connected in series, and the pair of windings is made of a material whose resistance value changes with temperature and a material that does not have a magnetic field to cancel each other. In addition, the present invention relates to a temperature control device by magnetic field connection of a double heating wire that enables to sense the temperature of an electric mat.
주지한 바와 같이 발열선을 이용하여 전기매트의 온도를 감지하여 온도 조절이 이루어지도록 하는 전기매트의 온도제어장치의 발열선 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 1차 절연부재(K1) 상부에 제 1 열선(H1)을 한 방향으로 권선하고, 그 상부에 2차 절연부재(K2)를 일정 두께로 압출하여 절연한 다음, 그 상부에 제 2 열선(H2)을 제 1 열선(H1)과 반대방향으로 권선하고, 상기 제 2 열선(H2)의 상부에는 최종 절연부재(W)를 일정 두께로 압출하여 절연하는 구조로 되어 있다.As is well known, the heating wire structure of the temperature control device of the electrical mat for sensing the temperature of the electrical mat by using the heating wire to adjust the temperature is as shown in FIG. 1. Winding the heating wire (H1) in one direction, by extruding and insulating the secondary insulating member (K2) to a predetermined thickness on the upper side, and then the second heating wire (H2) in the upper direction opposite to the first heating wire (H1) Winding, and the final insulating member W is extruded to a predetermined thickness to insulate the upper portion of the second heating wire H2.
그리고 상기 제 1 열선(H1) 및 제 2 열선(H2)은 일측 끝단을 서로 접속하고, 타측 제 1 열선(H1) 및 제 2 열선(H2) 사이에 전원을 인가하여 발열시키는 구조로 되어 있다.The first heating wire H1 and the second heating wire H2 have a structure in which one end is connected to each other, and heat is generated by applying power between the other first heating wire H1 and the second heating wire H2.
따라서 도 2에 도시된 바와 같이 발열선의 온도를 감지하기 위하여 상기 제 1 열선(H1)과 제 2 열선(H2) 사이의 열선 온도를 검출하게 되는데, 이는 후술하는 열선에 전원이 인가되지 아니하는 시기에 열선의 온도(저항치)를 검출함으로써 가능하게 된다. 즉, 고정저항(R)이 센서저항과 직렬로 연결되어 있으며, 고정저항(R)을 통해 입력되는 전압은 고정저항(R)과 센서저항에 의해 분압 되며, 센서저항은 열선이 발열되는 경우 저항값이 변하게 된다. 전기매트의 온도조절기는 상기 센서저항의 변화에 따라 온도를 읽어 들여 사용자에 의해 설정된 온도 또는 자동으로 설정된 온도에 따라 전기매트가 발열되도록 한다.Therefore, as shown in FIG. 2, in order to detect the temperature of the heating wire, the heating wire temperature between the first heating wire H1 and the second heating wire H2 is detected, which is a time when power is not applied to the heating wire described later. This is possible by detecting the temperature (resistance value) of the heating wire. That is, the fixed resistor (R) is connected in series with the sensor resistor, and the voltage input through the fixed resistor (R) is divided by the fixed resistor (R) and the sensor resistor, and the sensor resistor is a resistor when the heating wire is heated. The value will change. The temperature controller of the electric mat reads the temperature according to the change of the sensor resistance and causes the electric mat to generate heat according to the temperature set by the user or the temperature set automatically.
그러나 상술한 바와 같이 전기매트의 발열온도를 측정하게 되는 경우 열선의 길이가 짧아지는 경우 센서저항값이 변경되어, 측정온도의 오차가 발생하여 전기매트의 발열온도가 사용자에 의해 설정된 온도 또는 자동 설정 온도와 달라지는 문제점이 있다. 즉, 전기매트 제작 공정시 매트에 열선을 조립하는 공정 중 열선이 매트의 끝단으로부터 전면으로 돌출되는 경우 작업자는 열선을 잘라버려서 그 공정을 마무리 짓게 된다. 상술한 바와 같이 열선을 자르게 되는 경우 그 전체 저항값이 변동하게 되며, 고정 저항값과 센서 저항값에 오차가 발생하게 된다. 이에 따라 전기매트의 온도 측정 시에도 오차가 발생하게 된다는 문제점이 있다.However, as described above, when the heating temperature of the electric mat is measured, when the length of the heating wire becomes short, the sensor resistance value is changed, and an error of the measurement temperature occurs, so that the heating temperature of the electric mat is set by the user or automatically set. There is a problem with the temperature. That is, when the heating wire protrudes from the end of the mat to the front during the process of assembling the heating wire to the mat during the electrical mat manufacturing process, the worker cuts the heating wire to finish the process. As described above, when the hot wire is cut, the entire resistance value is changed, and an error occurs in the fixed resistance value and the sensor resistance value. Accordingly, there is a problem that an error occurs even when measuring the temperature of the electric mat.
본 발명은 서로 다른 방향으로 권선된 한 쌍의 발열선의 끝단을 연결시켜 직렬로 연결되도록 하고, 한 쌍의 권선이 온도에 의해 저항값이 변하는 재질과 그렇지 않은 재질로 각각 이루어지도록 하여 자계를 상쇄시킬 뿐만 아니라 전기매트의 온도를 감지할 수 있도록 하는 이중 발열선의 무자계 결선에 의한 온도제어장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.The present invention connects the ends of a pair of heating wires wound in different directions to be connected in series, and the pair of windings to be made of a material whose resistance value is changed by temperature and a material that is not, to offset the magnetic field. In addition, to provide a temperature control device by the magnetic field connection of the double heating wire to detect the temperature of the electric mat, the purpose is.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 1차 절연부재 상부에 제 1 열선을 한 방향으로 권선하고, 그 상부에 2차 절연부재를 일정 두께로 압출하여 절연한 다음, 그 상부에 제 2 열선을 제 1 열선과 반대방향으로 권선하고, 상기 제 2 열선의 상부에는 최종 절연부재를 일정 두께로 압출하여 절연하는 구조로 이루어진 발열부; 사용자가 전기매트의 온도를 설정할 수 있도록 온도조절기가 구비되어 있으며, 제 1 열선과, 제 2 열선에 의해 생성되는 전압을 기준전압으로 출력하고, 제 2 열선에 의해 생성되는 전압을 비교전압으로 출력하는 온도설정 및 감지부; 사용자의 조작에 따라 온열기능 또는 마그네트 기능 또는 슬립모드 기능 설정신호를 출력하는 입력부; 상기 입력부에 의해 설정된 기능에 따라 전기매트가 동작 가능하도록 제어하고, 상기 온도설정 및 감지부로부터 입력되는 기준전압과 비교전압을 비교하여 전기매트의 발열온도를 감지하고, 감지된 발열온도를 사용자에 의해 설정된 발열온도와 비교하면서 전기매트의 발열모드 유지 및 해제가 이루어지도록 온도조절용 트리거 신호를 출력하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러의 온도조절용 트리거 신호에 응하여 상기 발열부로 구동전원이 공급되도록 하는 전기매트 구동부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention for achieving the above object, the first heating wire is wound in one direction on the upper portion of the primary insulating member, the secondary insulating member is extruded to a predetermined thickness on the upper portion, and then insulated therefrom. A heating unit configured to wind a second heating wire in a direction opposite to the first heating wire, and to have an upper portion of the second heating wire insulated by extruding the final insulating member to a predetermined thickness; A temperature controller is provided to allow the user to set the temperature of the electric mat, and outputs the voltage generated by the first heating wire and the second heating wire as a reference voltage, and outputs the voltage generated by the second heating wire as a comparison voltage. A temperature setting and detecting unit; An input unit configured to output a heat function, a magnet function, or a sleep mode function setting signal according to a user's operation; The electric mat is controlled to operate according to the function set by the input unit, and the heat generating temperature of the electric mat is sensed by comparing the reference voltage and the comparison voltage input from the temperature setting and detecting unit, and the detected heat generating temperature A controller for outputting a temperature control trigger signal to maintain and release the heating mode of the electric mat while comparing with the heating temperature set by the controller; And an electric mat driving unit for supplying driving power to the heat generating unit in response to a trigger signal for controlling the temperature of the controller.
상기 컨트롤러의 제어에 응하여 온열모드, 마그네트 모드 및 슬립모드를 알리기 위해 발광하는 다수의 발광소자로 이루어진 표시부를 더 포함한다.The display unit may further include a display unit including a plurality of light emitting devices configured to emit light in order to inform the thermal mode, the magnet mode, and the sleep mode in response to the control of the controller.
상기 제 1 열선은 온도에 의해서 저항값이 변하지 않는 재질로 이루어지며, 제 2 열선은 온도에 의해 저항값이 온도와 비례하여 변하는 재질로 이루어지는 것d이 바람직하다.The first heating wire is made of a material whose resistance does not change with temperature, and the second heating wire is made of a material whose resistance value changes with temperature in proportion to temperature.
상기 제 1 열선은 NiCU로 이루어지며, 제 2 열선은 CU로 이루어진다.The first heating wire is made of NiCU, and the second heating wire is made of CU.
상기 온도설정 및 감지부는 기준전압 및 비교전압을 상기 컨트롤러에 출력할 때 디바이더부를 각각 구비하고 있어, 기준전압과 비교전압을 각각 디바이드한 후 상기 컨트롤러로 출력되도록 하는 것을 특징으로 한다.The temperature setting and sensing unit includes a divider unit for outputting a reference voltage and a comparison voltage to the controller, and divides the reference voltage and the comparison voltage, respectively, and outputs them to the controller.
상기 온도설정 및 감지부는, 전기매트의 주변공기온도를 측정하는 주변공기 온도감지용 온도센서(NTC)를 더 구비하고 있으며, 상기 컨트롤러는, 상기 사용자에 의해 슬립모드가 설정된 경우 상기 주변공기 온도 감지용 온도센서(NTC)로부터 입력되는 온도가 낮을 경우 NTC저항이 증가하여 온도 설정전압이 높아져 상기 전기매트 구동부로 온도조절용 트리거 신호를 출력하여 발열부가 발열되도록 하여 높아진 설정온도로 유지시키고, 상기 주변공기 온도 감지용 온도센서(NTC)로부터 입력되는 온도가 높을 경우 NTC 저항이 낮아지고 온도설정전압이 낮아져 상기 전기매트 구동부로 출력되고 있는 온도조절용 트리거 신호를 차단하여 발열부가 발열되지 않도록 하여 낮아진 설정온도로 유지시켜 주위 온도에 대한 보상 기능을 가지도록 하는 것을 특징으로 한다.The temperature setting and detecting unit further includes a temperature sensor (NTC) for detecting ambient air temperature of the electric mat, and the controller detects the ambient air temperature when a sleep mode is set by the user. When the temperature input from the temperature sensor (NTC) is low, the NTC resistance increases to increase the temperature set voltage, and outputs a trigger signal for temperature control to the electric mat driving unit so that the heat generating unit generates heat and maintains the set temperature higher. When the temperature input from the temperature sensing temperature sensor (NTC) is high, the NTC resistance is lowered and the temperature set voltage is lowered to cut off the temperature control trigger signal output to the electric mat driver so that the heat generating part does not generate heat to a lower set temperature. To maintain a compensation function for the ambient temperature All.
주변공기 온도 감지용 온도센서는, 주변공기 온도가 높은 경우 저항값은 낮아지고, 주변공기 온도가 낮을 경우 저항값이 높아지는 것이 바람직하다.In the ambient air temperature sensing temperature sensor, when the ambient air temperature is high, the resistance value is low, and when the ambient air temperature is low, the resistance value is preferably high.
상기 온도설정 및 감지부는, 주변공기 온도 감지용 온도센서의 저항값이 낮아지는 경우 구동하는 스위칭소자와, 상기 전기매트 구동부에 일단이 연결되고, 타단은 접지되는 온도 조절용 볼륨과, 상기 스위칭소자가 온되어 온도 조절용 볼륨이 쇼트되는 경우 취침온도의 기준전압을 공급하는 기준전압공급수단과, 비교전압을 제공하는 비교전압공급수단과, 상기 발열부가 단락되는 경우 이를 감지하는 단락감 지수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The temperature setting and sensing unit may include: a switching element for driving when the resistance value of the ambient air temperature sensing temperature sensor is lowered, a temperature adjusting volume at which one end is connected to the electric mat driving unit, and the other end is grounded; It consists of a reference voltage supply means for supplying a reference voltage of the bed temperature when the volume for adjusting the temperature is shorted, a comparison voltage supply means for providing a comparison voltage, and a short-circuit detection means for detecting the short circuit of the heat generating unit. It features.
상기 컨트롤러는, 사인파 구간마다 제로검출 펄스를 출력하는 제로디텍터와, 사이리스터(SCR)의 미도통 기간인 (-) 반파 기간동안 쇼트체크 신호를 발생시키는 쇼트체크 펄스 발생부와, 사용자에 의해 설정된 온열기능 또는 마그네트 기능 또는 슬립기능 신호를 입력받아 출력하는 복수의 래치부와, 온도설정용 볼륨에 의해 설정된 전기매트의 온열 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제 1 A/D 컨버터와, 발열부로부터 입력되는 발열신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제 2 A/D 컨버터와, 상기 제 1 A/D 컨버터의 기준 온열 데이터와 상기 제 2 A/D 컨버터의 발열 데이터를 비교하고, 비교 결과에 따라 발열구동 트리거신호를 출력하는 제 1 비교부와, 상기 제 2 A/D 컨버터로부터 입력되는 발열데이터와 쇼트검출용 기준 데이터를 비교하여, 발열부의 제1 열선 및 제 2 열선이 쇼트상태인지를 감지하고, 감지 결과에 따른 쇼트 감지신호를 출력하는 제 2 비교부와, 제로디텍터와 제 2 비교부의 출력신호를 입력받아 모두 하이레벨의 신호가 입력되는 경우 온도 검출용 트리거 신호 및 온열 체크 신호를 발생시키는 온도 검출용 트리거신호 발생부와, 온열모드가 선택된 후 제로디텍터, 제 1 비교부 및 제 2 비교부의 출력신호 및 슬립모드 선택신호가 모두 하이레벨의 신호가 입력되는 경우 하이레벨의 신호의 온열모드전환 트리거 신호를 발생시키는 온열모드전환 신호 발생부와, 쇼트체크신호 발생부, 제 1 비교부, 온도검출용 트리거신호 발생부 및 온열모드전환 신호 발생부의 출력신호 중 적어도 하나의 신호가 “H”상태로 출력되는 경우 발열구동신호를 발생시키는 발열구동신호 발생부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The controller includes a zero detector for outputting a zero detection pulse for each sine wave section, a short check pulse generator for generating a short check signal during a negative half wave period, which is a non-conduction period of the thyristor (SCR), and a heat set by a user. A plurality of latch units for receiving and outputting a function or magnet function or sleep function signal, a first A / D converter for converting and outputting a thermal signal of an electric mat set by a temperature setting volume into a digital signal, and from a heat generating unit The second A / D converter which converts the input heating signal into a digital signal and outputs the digital signal, compares the reference heating data of the first A / D converter with the heating data of the second A / D converter, and according to the comparison result. The first comparator for outputting a heating drive trigger signal and the heating data inputted from the second A / D converter and the short detection reference data are compared to each other. A high level signal is input to both the second comparator and the zero comparator and the second comparator to detect whether the first and second heat wires are in a short state and output a short detection signal according to the detection result. In this case, the temperature detection trigger signal generator for generating the temperature detection trigger signal and the heat check signal, the output signal and the sleep mode selection signal of the zero detector, the first comparator and the second comparator after the thermal mode is selected are all high level. When the signal is input, the warm mode switching signal generator for generating the warm mode switching trigger signal of the high level signal, the short check signal generator, the first comparator, the temperature detection trigger signal generator and the warm mode switching signal A heating drive signal generator for generating a heating drive signal when at least one of the output signal of the generator is output in the "H" state It is characterized by.
전기매트 구동부의 사이리스터는, 쇼트체크신호 발생부의 N초 펄스 발생시마다 트리거되어, 제1 열선(H1) 및 제 2 열선(H2)의 전원전압 사인파의 "+" 전압이 분압되어 온도기준전압과 온도센서전압(비교전압)이 발생되도록 하고, 컨트롤러는, 디지털 신호로 변환된 온도기준전압과 온도센서전압을 변환시켜 비교하여 상기 사이리스터로 출력되는 트리거가 결정되도록 하며, 전원전압 사인파의 "-" 구간(사이리스터의 비도통기간)에 제1 열선(H1), 제2 열선(H2)의 직렬저항을 검출하여 쇼트 체크 펄스를 발생시키며, 저항(R10)과 제1 열선(H1), 제2 열선(H2)의 분압전압을 검출하여 쇼트체크 기준 데이터 이하가 되는 경우 제 1 열선(H1) 및 제2 열선(H2)가 쇼트된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.The thyristor of the electric mat driving unit is triggered every time the N second pulses of the short check signal generating unit are generated, and the "+" voltage of the power supply voltage sine wave of the first heating wire H1 and the second heating wire H2 is divided to generate a temperature reference voltage and a temperature. The sensor voltage (comparison voltage) is generated, and the controller converts and compares the temperature reference voltage converted into a digital signal and the temperature sensor voltage to determine the trigger output to the thyristor, and the "-" section of the power supply voltage sine wave. In the non-conduction period of the thyristor, the series resistance of the first heating wire H1 and the second heating wire H2 is detected to generate a short check pulse, and the resistor R10 and the first heating wire H1 and the second heating wire ( The first heating wire H1 and the second heating wire H2 are short-circuited when the divided voltage of H2 is detected to be equal to or less than the short check reference data.
따라서 본 발명은 서로 다른 방향으로 권선된 한 쌍의 발열선의 끝단을 연결시켜 직렬로 연결되도록 하고, 한 쌍의 권선이 온도에 의해 저항값이 변하는 재질과 그렇지 않은 재질로 각각 이루어지도록 하여 자계를 상쇄시킬 뿐만 아니라 전기매트의 온도를 감지할 수 있도록 하는 효과가 있다.Therefore, in the present invention, the ends of a pair of heating wires wound in different directions are connected in series, and the pair of windings is made of a material whose resistance value is changed by temperature and a material that is not, respectively, to offset the magnetic field. Not only that, but also to detect the temperature of the electric mat.
이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 이중 발열선의 무자계 결선에 의한 온도제어장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 1차 절연부재(K1) 상부에 제 1 열선(H1)을 한 방향으로 권선하고, 그 상부에 2차 절연부재(K2)를 일정 두께로 압출하여 절연한 다음, 그 상부에 제 2 열선(H2)을 제 1 열선(H1)과 반대방향으로 권선하고, 상기 제 2 열선(H2)의 상부에는 최종 절연부재(W)를 일정 두께로 압출하여 절연하는 구조로 이루어진 발열부(140)와, 사용자가 전기매트의 온도를 설정할 수 있도록 온도조절기가 구비되어 있으며, 제 1 열선(H1)과 제 2 열선(H2)에 의해 생성되는 전압을 기준전압으로 출력하고, 제 2 열선(H2)에 의해 생성되는 전압을 비교전압으로 출력하는 온도설정 및 감지부(150)와, 사용자의 조작에 따라 온열기능 또는 마그네트 기능 또는 슬립모드 기능 설정신호를 출력하는 입력부(100)와, 상기 입력부(100)에 의해 설정된 기능에 따라 전기매트가 동작 가능하도록 제어하고, 상기 온도설정 및 감지부(150)의 상기 제 1 열선(H1)과 제 2 열선(H2)에 의해 생성되는 기준전압과 제 2 열선(H2)에 의해 생성되는 비교전압을 입력받아 온도에 비례하여 변하는 비교전압(저항값)을 이용하여 전기매트의 발열온도를 감지하고, 감지된 발열온도를 사용자에 의해 설정된 발열온도와 비교하면서 전기매트의 발열모드 유지 및 해제가 이루어지도록 온도조절용 트리거 신호를 출력하는 컨트롤러(120)와, 상기 컨트롤러(120)의 온도조절용 트리거 신호에 응하여 상기 발열부(140)로 구동전원이 공급되도록 하는 전기매트 구동부(130)로 이루어진다.As shown in FIG. 3, in the temperature control apparatus using the magnetic field-free connection of the double heating wire according to the present invention, the first heating wire H1 is wound in one direction on the first insulation member K1, and the second heating wire is wound on the second heating wire. The primary insulating member K2 is extruded to a predetermined thickness and insulated, and then the second heating wire H2 is wound around the first heating wire H1 in a direction opposite to that of the first heating wire H1. The
상기 제 1 열선(H1)은 온도에 의해서 저항값이 변하지 않는 재질인 NiCU 등으로 이루어지며, 제 2 열선(H2)은 온도에 의해 저항값이 온도와 비례하여 변하는 재질인 CU 등으로 이루어진다. 즉, 상기 컨트롤러(120)는 상기 제 2 열선(H2)이 온도에 비례하여 저항값이 변하기 때문에 저항값을 이용하여 현재의 발열온도를 감지할 수 있게 되며, 이 발열온도 감지 방식은 설계상 약간의 차이는 있을 수 있으나 전기매트라면 동일하게 적용되는 방식이다.The first heating wire H1 is made of NiCU, which is a material that does not change the resistance value by temperature, and the second heating wire H2 is made of CU, which is a material whose resistance value is changed in proportion to the temperature by temperature. That is, since the resistance value of the second heating wire H2 changes in proportion to the temperature, the
상기 온도설정 및 감지부(150)는 기준전압 및 비교전압을 상기 컨트롤러(120)에 출력할 때 디바이더부(151)(152)를 각각 구비하고 있어, 기준전압과 비교전압을 각각 디바이드한 후 상기 컨트롤러(120)로 출력되도록 한다.The temperature setting and
상기 온도설정 및 감지부(150)는 전기매트의 주변공기온도를 측정하는 주변공기 온도감지용 온도센서(NTC)를 더 구비하고 있으며, 상기 컨트롤러(120)는 상기 온도설정 및 감지부는, 전기매트의 주변공기온도를 측정하는 주변공기 온도감지용 온도센서(NTC)를 더 구비하고 있으며, The temperature setting and detecting
상기 컨트롤러는, 상기 사용자에 의해 슬립모드가 설정된 경우 상기 주변공기 온도 감지용 온도센서(NTC)로부터 입력되는 온도가 낮을 경우 NTC저항이 증가하여 온도 설정전압이 높아져 상기 전기매트 구동부(130)로 온도조절용 트리거 신호를 출력하여 발열부(140)가 발열되도록 하여 높아진 설정온도로 유지시키고, 상기 주변공기 온도 감지용 온도센서(NTC)로부터 입력되는 온도가 높을 경우 NTC 저항이 낮아지고 온도설정전압이 낮아져 상기 전기매트 구동부(130)로 출력되고 있는 온도조절용 트리거 신호를 차단하여 발열부(140)가 발열되지 않도록 하여 낮아진 설정온도로 유지시켜 주위 온도에 대한 보상 기능을 가지도록 한다.When the sleep mode is set by the user, the controller increases the temperature setting voltage by increasing the NTC resistance when the temperature input from the ambient air temperature sensing temperature sensor NTC is low, thereby increasing the temperature to the
이때 주변공기 온도 감지용 온도센서(NTC)는 주변공기 온도가 높은 경우 저항값은 낮아지고, 주변공기 온도가 낮을 경우 저항값이 높아지는 것이 바람직하다.In this case, the ambient temperature sensor (NTC) for sensing the ambient air temperature may have a low resistance value when the ambient air temperature is high, and a high resistance value when the ambient air temperature is low.
상기 온도설정 및 감지부(150)는 주변공기 온도 감지용 온도센서(NTC)의 저항값이 낮아지는 경우 구동하는 트랜지스터(Q2)와, 상기 전기매트 구동부(130)에 일단이 연결되고, 타단은 저항(R5)에 의해 접지와 연결된 온도 조절용 가변저항(VR)과, 상기 트랜지스터(Q2)가 온되어 가변저항(VR)이 쇼트되는 경우 취침온도의 기준전압을 공급하는 저항(R4)과 비교전압을 제공하는 저항(R7)과, 상기 발열부(140)가 단락되는 경우 이를 감지하는 저항(R9)으로 구성된다.The temperature setting and detecting
상기 컨트롤러(120)는 사인파 구간마다 제로검출 펄스를 출력하는 제로디텍터(121)와, 사이리스터(SCR) 비도통기간인 (-) 반파 기간동안 쇼트체크 신호를 발생시키는 쇼트체크 펄스 발생부(126)와, 상기 사용자에 의해 설정된 온열기능 또는 마그네트 기능 또는 슬립기능 신호를 입력받아 출력하는 복수의 래치부(122~124)와, 상기 가변저항(VR)에 의해 설정된 전기매트의 온열 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제 1 A/D 컨버터(129a)와, 상기 발열부(140)로부터 입력되는 발열신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제 2 A/D 컨버터(129b)와, 상기 제 1 A/D 컨버터(129a)로부터 입력되는 기준 온열 데이터와 상기 제 2 A/D 컨버터(129b)로부터 입력되는 발열 데이터를 비교하고, 비교 결과에 따라 발열구동 트리거신호를 출력하는 제 1 비교부(127)와, 상기 제 2 A/D 컨버터(129b)로부터 입력되는 발열데이터와 쇼트검출용 기준 데이터를 비교하여, 발열부(140)의 제1 열선(H1) 및 제 2 열선(H2)이 쇼트상태인지를 감지하고, 감지 결과에 따른 쇼트 감지신호를 출력하는 제 2 비교부(128)와, 제로디텍터(121)와 제 2 비교부(128)의 출력신호를 입력받아 모두 하이레벨의 신호가 입력되는 경우 온도 검출용 트리거 신호 및 온열 체크 신호를 발생시키는 온도 검출용 트리거신호 발생부(AND1)와, 온열모드가 선택된 후 제로디텍터(121), 제 1 비교부(127) 및 제 2 비교부(128)의 출력신호 및 슬립모드 선택신호가 모두 "H"가 입력되는 경우 하이레벨의 신호의 온열모드전환 트리거 신호를 발생시키는 온열모드전환 신호 발생부(AND2)와, 쇼트체크신호 발생부(126), 제 1 비교부(127), 온도검출용 트리거신호 발생부(AND1) 및 온열모드전환 신호 발생부(AND2)의 출력신호 중 적어도 하나의 신호가 “H”상태로 출력되는 경우 발열구동신호를 발생시키는 발열구동신호 발생부(NOR)로 이루어진다.The
상기 전기매트 구동부(130)의 사이리스터(TH1)는, 상기 쇼트체크신호 발생부(126)의 N초 펄스 발생시마다 트리거되어, 상기 제1 열선(H1) 및 제 2 열선(H2)의 전원전압 사인파의 "+" 전압이 분압되어 온도기준전압과 온도센서전압(비교전압)이 발생되도록 한다. The thyristor TH1 of the electric
이때, 상기 컨트롤러(120)는 디지털 신호로 변환된 온도기준전압과 온도센서전압을 변환시켜 비교하여 상기 사이리스터로 출력되는 트리거가 결정되도록 하며, 전원전압 사인파의 "-" 구간(사이리스터의 비도통기간)에 제1 열선(H1), 제2 열선(H2)의 직렬저항을 검출하여 쇼트 체크 펄스를 발생시키며, 저항(R10)과 제1 열선(H1), 제2 열선(H2)의 분압전압을 검출하여 쇼트체크 기준 데이터 이하가 되는 경우 제 1 열선(H1) 및 제2 열선(H2)가 쇼트된 것으로 판단한다.In this case, the
상기와 같이 구성된 이중 발열선의 무자계 결선에 의한 온도제어장치에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to the temperature control device by the magnetic field connection of the double heating wire configured as described above are as follows.
(발열모드)(Heating mode)
발열모드에 대해 설명하면, 먼저 사용자에 의해 전원이 온되고, 온도설정 및 감지부(150)에 구비된 온도조절기(VR)를 이용하여 온도를 설정하면 도 8의 AC 파형이 직류전원 생성부(110)를 통해 직류전원으로 변환되어 전기매트 구동부(130)의 트랜지스터(Q1)를 통해 출력되는 DC 전원은 사이리스터(TH1)의 게이트 단으로 공급되고, 사이리스터(TH1)는 온되고, 사이리스터(TH1)를 통해 전원이 발열부(140)의 제 1 열선(H1) 및 제 2 열선(H2)으로 공급되고, 제 1 열선(H1) 및 제 2 열선(H2)은 열을 발생시킨다.Referring to the heating mode, first, the power is turned on by the user, and the temperature is set using the temperature controller VR provided in the temperature setting and detecting
상기와 같이 동작하던 중 사용자가 입력부(100)를 통해 온열모드를 선택하면, 제 1 래치부(122)를 통해 온열모드 설정신호가 온열모드전환 신호 발생부(AND2)로 입력된다.When the user selects the warm mode through the
그리고 온열모드 전환 신호 발생부(AND2)는 제1 비교부(127), 제 2 비교부(128) 및 제 3 래치부(124)로부터 입력되는 온도 감지신호, 쇼트 검출신호 및 슬립모드선택신호를 입력받아 모두 하이레벨의 신호인 경우 하이레벨의 온열모드신호를 발생시켜 출력하고, 그렇지 않은 경우 로우레벨의 온열모드 신호를 발생시켜 출력한다.The warm mode switching signal generator AND2 receives the temperature sensing signal, the short detection signal, and the sleep mode selection signal input from the
그러면 제 2 비교부(128)는 제 2 A/D 컨버터(129b)를 통해 온도설정 및 감지 부(150)의 발열신호를 입력받는다. 이때 제 2 A/D 컨버터(129b)의 발열데이터는 제 1 비교부(127)로 입력되고, 제 1 비교부(127)는 상기 발열데이터를 온도 설정 및 감지부(150)의 설정 온열데이터와 비교하고, 온열 데이터가 큰 경우 제 1 비교부(127)는 하이레벨의 신호를 발열구동신호 발생부(NOR)로 출력한다.Then, the
발열구동신호 발생부(NOR)는 회로 특성상 입력단으로 로우레벨의 신호만 입력되어야 하이레벨의 출력신호를 출력하므로 발열구동신호 발생부(NOR)의 출력단에 연결된 전열매트 구동부(130)로는 로우레벨의 신호가 출력된다. 전열매트 구동부(130)는 PNP 트랜지스터로 이루어졌기 때문에 로우레벨의 신호에 의해 트랜지스터(Q1)가 온되고, 이에 사이리스터(TH1)의 게이트 단으로 하이레벨의 신호가 입력되어 온되고, 결국 발열부(140)의 제 1 열선(H1)과 제 2 열선(H)으로 직류전원이 공급되어 지속적으로 발열된다.Since the heating drive signal generator NOR outputs a high level output signal only when a low level signal is input to the input terminal due to the characteristics of the circuit, the low heat
상기와 같은 발열모드는 제 1 비교부(127)로 입력되는 발열 데이터가 온열 데이터보다 커질 때까지 지속적으로 진행된다.The above heating mode continues continuously until the heating data inputted to the
한편, 제 1 비교부(127)로 입력되는 발열데이터가 온열데이터보다 높아 로우레벨의 신호가 출력되면 발열구동신호 발생부(NOR)의 입력단으로 모두 로우레벨이 신호만이 입력되므로 출력단으로 하이레벨의 신호를 출력한다. 그러면 전기매트 구동부(130)의 스위칭소자(Q1)는 턴오프상태로 전환되고, 결국은 사이리스터(TH1)의 게이트 단으로도 로우레벨의 신호가 입력되므로 턴오프 상태로 전환된다. 이에 발 열부(140)로 인가되던 전원이 차단되므로, 제 1 열선(H1) 및 제 2 열선(H2)은 발열하지 않게 된다.On the other hand, if the low level signal is output because the heating data inputted to the
(제로 디텍트 모드)(Zero detect mode)
제로 디텍트 모드에 대해서 설명하면, 먼저 제로 디텍터(121)는 AC 전파정류의 한 사이클 주기로 하이레벨의 제로 디텍트 신호(도 8의 (a) 파형 참조)를 N초 주기 펄스 발생부(125)로 출력한다. N초 주기 펄스 발생부(125)는 전기매트 양산시 설정된 시간단위로 하이레벨의 신호(도 8의 (b) 파형 참조)를 온도검출용 트리거신호 발생부(AND1)로 출력한다.Referring to the zero detect mode, first, the zero
이때, 온도검출용 트리거신호 발생부(AND1)로 하이레벨의 슬립모드 신호 및 쇼트검출 신호가 입력되지 않으면 로우레벨의 신호를 발열구동신호 발생부(NOR)로 출력한다. At this time, when the high level sleep mode signal and the short detection signal are not input to the temperature detection trigger signal generator AND1, the low level signal is output to the heat generation drive signal generator NOR.
발열구동신호 발생부(NOR)는 쇼트 체크 펄스 발생부(126) 및 온열모드 전환신호 발생부(AND2)로부터 로우레벨의 신호가 입력되지 않는 한 출력단으로 로우레벨의 신호가 출력되고, 그 이후 동작은 상술한 바와 같이 동일하게 동작하여 발열부(140)의 제1 열선(H1) 및 제 2 열선(H2)으로 전원을 인가시켜 발열되도록 하고, 컨트롤러(120)는 온도설정 및 감지부(150)를 통해 발열 신호를 입력받아 상술한 바와 같이 전기매트 발열온도 체크가 이루어질 수 있도록 한다.The low temperature signal is output to the output terminal unless the low level signal is input from the short check pulse generator 126 and the thermal mode switching signal generator AND2, and then the operation of the heating driving signal generator NOR is performed. In the same manner as described above to apply power to the first heating wire (H1) and the second heating wire (H2) of the
(쇼트체크 모드)(Short check mode)
한편, 쇼트체크펄스 발생부(126)는 도 8의 (c) 파형도와 같이 제로 디텍터(121)로부터 출력되는 제로 디텍트 신호에 응하여 쇼트체크 펄스를 발생시켜 발열구동신호 발생부(NOR)로 출력한다. On the other hand, the short check pulse generator 126 generates a short check pulse in response to the zero detector signal output from the zero
발열구동신호 발생부(NOR)는 쇼트 체크 펄스 발생부(126) 및 온열모드 전환신호 발생부(AND2)로부터 로우레벨의 신호가 입력되지 않는 한 출력단으로 로우레벨의 신호가 출력되고, 그 이후 동작은 상술한 바와 같이 동일하게 동작하여 발열부(140)의 제1 열선(H1) 및 제 2 열선(H2)으로 전원을 인가시켜 발열되도록 하고, 컨트롤러(120)는 온도설정 및 감지부(150)를 통해 발열 신호를 입력받아 상술한 바와 같이 전기매트 발열온도 체크가 이루어질 수 있도록 한다.The low temperature signal is output to the output terminal unless the low level signal is input from the short check pulse generator 126 and the thermal mode switching signal generator AND2, and then the operation of the heating driving signal generator NOR is performed. In the same manner as described above to apply power to the first heating wire (H1) and the second heating wire (H2) of the
(슬립모드)(Sleep mode)
사용자에 의해 슬립모드가 선택된 경우 주변공기 온도감지용 온도센서(TH1)는 주변공기 온도가 높아질 경우 저항값이 낮아지고, 주변공기 온도가 낮아질 경우 저항값이 높아지게 된다. 이때 온도설정 및 감지부(150)의 트랜지스터(Q2)는 슬립모드 설정신호에 응하여 온된다.When the sleep mode is selected by the user, the ambient air temperature sensing temperature sensor TH1 has a low resistance value when the ambient air temperature is high and a high resistance value when the ambient air temperature is low. At this time, the transistor Q2 of the temperature setting and
상기와 같이 트랜지스터(Q2)가 온된 상태에서 주변공기 온도감지용 온도센서(TH1)는 주변공기 온도에 따라 저항값을 변경시킴으로써 컨트롤러(120)의 제 1 A/D 컨버터(129a)로 서로 다른 온열 설정 온도에 대응하는 신호가 입력된다. 즉, 주변공기 온도가 낮을 경우 제 1 A/D 컨버터(129a)로 설정온도가 높게 인식되도록 하는 신호가 입력되고, 주변공기 온도가 높을 경우 제 1 A/D 컨버터(129a)로 설정온도가 낮게 인식될 수 있도록 하는 신호가 입력된다.As described above, the ambient air temperature sensing temperature sensor TH1 in the state where the transistor Q2 is turned on changes the resistance value according to the ambient air temperature to the first A / D converter 129a of the
온도 설정 및 감지부(150)의 저항(R9)은 쇼트 감지용 저항이다.The resistor R9 of the temperature setting and
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.As described above, the preferred embodiment according to the present invention has been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention is not limited to the scope of the present invention as claimed in the following claims. Anyone with knowledge of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
도 1은 통상적인 전기매트의 온도제어장치의 발열선 구조를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the structure of the heating wire of the temperature control device of a conventional electric mat.
도 2는 종래의 제 1 열선 및 제 2 열선을 이용하여 발열부의 발열온도를 감지하는 상태를 설명하기 위한 회로 개념도이다.FIG. 2 is a circuit conceptual view illustrating a state in which a heating temperature of a heat generating unit is sensed using a first heating wire and a second heating wire.
도 3은 본 발명에 따른 직렬권선을 이용하여 자계를 상쇄시키는 온도 제어기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a configuration of a temperature controller for canceling a magnetic field using a series winding according to the present invention.
도 4는 도 3의 상세 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram of FIG. 3.
도 5는 도 3에 적용된 발열부의 제 1 열선 및 제 2 열선을 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a first heating line and a second heating line of the heating unit applied to FIG. 3.
도 6은 제 1 열선 및 제 2 열선을 이용하여 발열부의 발열온도를 감지하는 상태를 설명하기 위한 회로 개념도이다.FIG. 6 is a circuit conceptual diagram illustrating a state in which a heating temperature of a heating unit is sensed using a first heating wire and a second heating wire.
도 7은 도 6의 제 1 열선 및 제 2 열선의 특성 그래프이다.7 is a characteristic graph of the first heating wire and the second heating wire of FIG. 6.
도 8은 본 발명에 따른 직렬권선을 이용하여 자계를 상쇄시키는 온도 제어기의 각 부분에 적용된 파형도이다.8 is a waveform diagram applied to each part of a temperature controller for canceling a magnetic field using a series winding according to the present invention.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
100 : 입력부100: input unit
110 : 직류전원 생성부110: DC power generator
120 : 컨트롤러120: controller
121 : 제로 디텍터121: zero detector
122~124 : 래치부122 ~ 124: Latch
125 : N초 펄스 발생부125: N second pulse generator
126 : 쇼트체크 펄스 발생부126: short check pulse generator
127 : 제 1 비교부127: first comparison unit
128 : 제 2 비교부128: second comparison unit
129a : 제 1 A/D 컨버터129a: first A / D converter
129b : 제 2 A/D 컨버터129b: second A / D converter
130 : 전기매트 구동부130: electric mat driving unit
140 : 발열부140: heating unit
150 : 온도설정 및 감지부150: temperature setting and detection unit
160 : 표시부160: display unit
Claims (10)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020080101999A KR100883983B1 (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | Temperature controling device with non electromagnetic heating cable |
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KR1020080101999A KR100883983B1 (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | Temperature controling device with non electromagnetic heating cable |
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