KR100991534B1 - 부하출력 손실 방지용 온도조절기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부하 출력손실 방지용 자동온도조절기에 관한 것으로서, 이는 무부하에서도 동작가능하고 부하측 저항값의 변화가 있어도 이를 감지하기 위한 저항값을 변경할 필요가 없으며 부하로의 출력 손실이 없도록 하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 외부로부터 공급되는 교류전원(AC_L, AC_N)을 차단 또는 인가하기 위한 전원스위치부(SW1)와; 공급된 교류전원으로부터 변환된 미세전류를 충전하여 SCR(Silicon Controlled Rectifier)의 트리거 전압으로 출력하는 트리거 전압발생부(10)와; 트리거전압발생부(10)에서 공급되는 전압을 분배하여 트리거 전류를 조절하는 트리거 전압조정부(20)와; 트리거 전압조정부(20)를 거쳐 공급되는 전압의 주파수를 동기화하고 SCR의 구동전압을 출력하는 주파수 동기부 및 구동전압 출력부(30)와; 주파수 동기부 및 구동전압 출력부(30)에 의한 SCR의 구동에 따라 발열선(H1, H2)측으로 공급되는 출력량을 감지하여 과부하를 차단하기 위한 과부하차단부(40);를 포함하되, 과부하차단부(40)는 전원스위치부(SW1)에 과전류가 인가되는 것을 방지하도록 설치된 바이메탈(BIMETAL)과 연결되는 부하측 저항(R3, R4)이 발열선(H1, H2)과 병렬연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

부하출력 손실 방지용 온도조절기{TEMPERATURE CONTROLLER FOR PREVENTING OUTPUT LOSS OF LOAD}

본 발명은 온도조절기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 무부하에서도 동작가능하고 부하측 저항값의 변화가 있어도 이를 감지하기 위한 저항값을 변경할 필요가 없으며 부하로의 출력 손실이 없도록 할 수 있는 부하출력 손실 방지용 온도조절기에 관한 것이다.

일반적으로 환절기나 겨울철과 같이 기온이 낮아 실내 바닥면이 차가운 경우 이를 일정온도로 따뜻하게 유지하기 위하여 전열매트를 사용하게 되고 이 전열매트의 발열온도를 제어하기 위해서는 온도조절기가 필수로 사용된다.

그런데 종래 온도조절기에서는 부하측, 예로써 발열선측으로의 출력 전류를 감지하여 그 발열선에 과부하가 걸리는 경우에 바이메탈이 구동되도록 하여 전원을 차단하는 방식을 채택하고 있으나, 이에 따르면 출력 부하가 변화할 경우에 저항값 또한 조정되어야 하며 조정된 저항값에 의해 출력 부하 손실이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 무부하에서도 동작가능하고 부하측 저항값의 변화가 있어도 이를 감지하기 위한 저항값을 변경할 필요가 없으며 부하로의 출력 손실이 없도록 할 수 있는 부하출력 손실 방지용 온도조절기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 외부로부터 공급되는 교류전원을 차단 또는 인가하기 위한 전원스위치부와; 공급된 교류전원으로부터 변환된 미세전류를 충전하여 SCR(Silicon Controlled Rectifier)의 트리거 전압으로 출력하는 트리거 전압발생부와; 상기 트리거전압발생부에서 공급되는 전압을 분배하여 트리거 전류를 조절하는 트리거 전압조정부와; 상기 트리거 전압조정부를 거쳐 공급되는 전압의 주파수를 동기화하고 상기 SCR의 구동전압을 출력하는 주파수 동기부 및 구동전압 출력부와; 상기 주파수 동기부 및 구동전압 출력부에 의한 상기 SCR의 구동에 따라 발열선측으로 공급되는 출력량을 감지하여 과부하를 차단하기 위한 과부하차단부;를 포함하되, 상기 과부하차단부는 상기 전원스위치부에 과전류가 인가되는 것을 방지하도록 설치된 바이메탈과 연결되는 부하측 저항이 상기 발열선과 병렬연결되는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 부하측 저항은 PCB(Printed Circuit Board)상에 바이메탈의 상면에 접촉되는 상태로 배치되는 한편, 상기 트리거 전압조정부에는 트리거 전류 조절을 위한 가변저항기나 일정한 트리거 전류 공급을 위한 저항에 택일하여 접속되는 스위치가 구비되고, 상기 스위치에 의해 부하측 저항과 발열선이 병렬연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 전원스위치부는 전원공급상태를 시각적으로 확인가능하도록 하는 전원공급확인부와 접속되고, 상기 SCR의 게이트단은 그 SCR로 트리거 전압이 공급되는 것을 시각적으로 확인가능하도록 하는 트리거전압공급확인부와 접속되며, 상기 SCR의 캐소드단에는 그 SCR의 단락을 감지하기 위한 다이오드가 접속되는 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 부하출력 손실 방지용 온도조절기는 일반모드 또는 취침모드로의 전환을 위한 스위치를 통해 부하측 저항과 발열선이 병렬연결되도록 함으로써 그 발열선의 소비전력에 관계없이 무부하에서 동작가능하고, 발열선의 저항값 변화에 대해서도 부하측 저항값을 변경할 필요가 없으며, 부하 출력에 대한 손실을 발생시키지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 부하출력 손실 방지용 온도조절기를 도시한 회로도.
도 2는 본 발명에 따른 부하출력 손실 방지용 온도조절기 중 과부하차단부를 도시한 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 과부하차단부 중 바이메탈과 부하측 저항의 배치상태를 도시한 도면.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 부하출력 손실 방지용 온도조절기를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 부하출력 손실 방지용 온도조절기를 도시한 회로도이다.

본 발명에 따른 부하출력 손실 방지용 온도조절기는 기본적으로 외부로부터 공급되는 교류전원(AC_L, AC_N)을 차단 또는 인가하기 위한 전원스위치부(SW1)와, SCR의 트리거 전압을 출력하는 트리거 전압발생부(10)와, 트리거전압발생부(10)에서 공급되는 전압을 분배하여 트리거 전류를 조절하는 트리거 전압조정부(20)와, 트리거 전압조정부(20)를 거쳐 공급되는 전압의 주파수를 동기화하고 SCR의 구동전압을 출력하는 주파수 동기부 및 구동전압 출력부(30)와, 주파수 동기부 및 구동전압 출력부(30)에 의한 SCR의 구동에 따라 발열선(H1, H2)측으로 공급되는 출력량을 감지하여 과부하를 차단하는 과부하차단부(40)를 포함한다.

상기 전원스위치부(SW1)는 퓨즈(FUSE) 및 바이메탈(BIMETAL)을 거쳐 공급되는 교류전압을 온도조절기 회로에 인가하거나 차단하기 위한 것이다. 전원스위치부(SW1)가 오프되면 구동전압 출력부(30)의 전원이 차단되어 SCR이 구동되지 않게 되며, 이하 기술되는 전원공급확인부(50) 또한 동작하지 않게 된다.

상기 트리거 전압발생부(10)는 전원스위치부(SW1)를 거쳐 입력되는 220V의 높은 교류전압을 미세조정하기 위해 저항(R11) 및 다이오드(D1)를 통해 커패시터(C6)로 미세전류가 충전되도록 하여 이를 SCR의 트리거 전압으로 사용하기 위한 것이다.

상기 트리거 전압조정부(20)는 저항(R15, R16)을 이용하여 트리거 전압발생부(10)에서 공급되는 전압을 분배하여 가변저항기(VR1)를 통해 SCR의 트리거 전류를 조정하게 된다.

여기서 기술된 트리거 전류 조절을 위한 가변저항기(VR1)나 일정한 트리거 전류 공급을 위한 저항(R1)에 택일하여 접속되는 스위치(SW2)가 트리거 전압조정부(20)에 구비되고, 그 스위치(SW2)가 가변저항기(VR1)에 접속되는 경우는 온도조절기의 일반모드에 해당하여 발열선(H1, H2)의 온도조절이 가능하게 되고, 스위치(SW2)가 저항(R1)에 접속되는 경우는 취침모드에 해당하여 발열선(H1, H2)이 일정온도로 유지된다.

상기 주파수 동기부 및 구동전압 출력부(30)는 커패시터(C2) 및 다이오드(D6)를 이용하여 SCR의 트리거 전압 주파수를 동기화하고 트랜지스터(Q1, Q2)를 통해 SCR에 구동전압을 공급하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 부하출력 손실 방지용 온도조절기 중 과부하차단부를 도시한 회로도이고, 도 3은 본 발명에 따른 과부하차단부 중 바이메탈과 부하측 저항의 배치상태를 도시한 도면이다.

상기 과부하차단부(40)는 전원스위치부(SW1)에 과전류가 인가되는 것을 방지하도록 설치된 바이메탈(BIMETAL)과 연결되는 부하측 저항(R3, R4)이 발열선(H1, H2)과 병렬연결된 것으로, 이와 같은 구조에 따르면 저항(R3, R4)에서 발생되는 열량이 발열선(H1, H2)으로의 출력량에 따라 차이가 있으므로 이러한 저항(R3, R4)에서 발생되는 열량(예로써 80℃)을 통해 발열선(H1, H2)의 소비전력에 관계없이 바이메탈(BIMETAL)이 동작가능하고 그 발연선(H1, H2)의 저항값 변화가 있어도 이를 감지하기 위한 감지 저항값을 변경할 필요가 없게 되며 부하출력 손실 또한 없게 된다(부하측 저항이 직렬로 연결되는 방식은 감지 저항값에 따라 출력이 감소됨).

여기서 상기 트리거 전압조정부(20)에 구비되어 트리거 전류 조절을 위한 가변저항기(VR1)나 일정한 트리거 전류 공급을 위한 저항(R1)에 택일하여 접속되는 스위치(SW2)가 부하측 저항(R3, R4)과 발열선(H1, H2)이 병렬연결되도록 한다.

또한 상기와 같이 바이메탈(BIMETAL)과 부하측 저항(R3, R4)이 병렬로 연결되는 과부하차단부(40)의 구조에서는 부하측 저항(R3, R4)이 PCB(Printed Circuit Board)상에 바이메탈(BIMETAL)의 상면과 접촉되는 상태로 배치될 수 있어 그 부하측 저항(R3, R4)이 과열되는 즉시 바이메탈(BIMETAL)이 신속히 전원을 차단할 수 있게 된다.

참고로 상기 바이메탈(BIMETAL)과 부하측 저항(R3, R4)는 열전도성이 우수한 접착제를 통해 상호간에 보다 견고히 고정될 수 있다.

추가적으로 상기 전원스위치부(SW1)는 전원공급상태를 시각적으로 확인가능하도록 LED(D7, D3)를 포함하는 전원공급확인부(50)와 접속되고, SCR의 게이트단은 그 SCR로 트리거 전압이 공급되는 것을 시각적으로 확인가능하도록 LED(D11)을 포함하는 트리거전압공급확인부(60)와 접속되는 한편으로, SCR의 캐소드단은 그 SCR의 단락을 감지하기 위한 다이오드(D4)와 접속된다.

Claims (4)

1. 외부로부터 공급되는 교류전원(AC_L, AC_N)을 차단 또는 인가하기 위한 전원스위치부(SW1)와;
   공급된 교류전원으로부터 변환된 미세전류를 충전하여 SCR(Silicon Controlled Rectifier)의 트리거 전압으로 출력하는 트리거 전압발생부(10)와;
   상기 트리거전압발생부(10)에서 공급되는 전압을 분배하여 트리거 전류를 조절하는 트리거 전압조정부(20)와;
   상기 트리거 전압조정부(20)를 거쳐 공급되는 전압의 주파수를 동기화하고 상기 SCR의 구동전압을 출력하는 주파수 동기부 및 구동전압 출력부(30)와;
   상기 주파수 동기부 및 구동전압 출력부(30)에 의한 상기 SCR의 구동에 따라 발열선(H1, H2)측으로 공급되는 출력량을 감지하여 과부하를 차단하기 위한 과부하차단부(40);를 포함하되,
   상기 과부하차단부(40)는 상기 전원스위치부(SW1)에 과전류가 인가되는 것을 방지하도록 설치된 바이메탈(BIMETAL)과 연결되는 부하측 저항(R3, R4)이 상기 발열선(H1, H2)과 병렬연결되며,
   상기 부하측 저항(R3, R4)은 PCB(Printed Circuit Board)상에 바이메탈(BIMETAL)의 상면에 접촉되는 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 부하출력 손실 방지용 자동온도조절기.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 트리거 전압조정부(20)에는 트리거 전류 조절을 위한 가변저항기(VR1)나 일정한 트리거 전류 공급을 위한 저항(R1)에 택일하여 접속되는 스위치(SW2)가 구비되고, 상기 스위치(SW2)에 의해 부하측 저항(R3, R4)과 발열선(H1, H2)이 병렬연결되는 것을 특징으로 하는 부하출력 손실 방지용 자동온도조절기.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 전원스위치부(SW1)는 전원공급상태를 시각적으로 확인가능하도록 하는 전원공급확인부(50)와 접속되고, 상기 SCR의 게이트단은 그 SCR로 트리거 전압이 공급되는 것을 시각적으로 확인가능하도록 하는 트리거전압공급확인부(60)와 접속되며, 상기 SCR의 캐소드단에는 그 SCR의 단락을 감지하기 위한 다이오드(D4)가 접속되는 것을 특징으로 하는 부하출력 손실 방지용 자동온도조절기.

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