KR101080516B1 - 온도 조절기 및 이를 이용한 온도조절 방법 - Google Patents

Abstract

온도조절기가 개시된다. 개시된 온도조절기는 발열선부의 온도를 조절하는 온도 조절기(10)에 있어서, 교류 전원을 입력받아 한 주기의 소정 기간 동안 발열선부에 전류를 공급하고 상기 한 주기의 나머지 기간 동안 상기 발열선부에 전류를 공급하지 않도록 제어하는 전류제어 정류소자; 상기 한 주기의 나머지 기간 동안에 상기 발열선부의 온도를 검출하는 온도 검출부(17); 및 상기 온도 검출부에 의해 검출된 발열선부의 온도 데이터와 미리 설정된 온도 데이터를 비교하여 발열선부의 온도를 제어하는 마이컴(23);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

온도 조절기 및 이를 이용한 온도조절 방법{TEMPERATURE CONTROL CIRCUIT AND METHOD FOR CONTROLLING TEMPERATURE USING IT}

본 발명은 발열체의 온도를 조절하는 온도 조절기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발열선의 온도변화에 따른 열선저항 변화를 검출하여 온도를 조절하는 온도 조절기 및 온도 조절 방법과 열선 연결 방법 그리고 그 응용방법에 관한 것이다.

종래부터 전기장판, 전기돌침대, 전기 찜질매트 등과 같이 열선 발열체에 전류를 공급하여 발열을 얻는 전기 기기가 많이 사용되고 있다. 이들 기기들은 대체로 발열선으로 이루어진 전기매트와 교류 전류를 안정적으로 공급하기 위한 온도 조절기가 하나의 세트를 이루고 있다.

이러한 기기들은 발열선이 설정된 온도로 발열하도록 발열선의 온도를 측정하고 제어하는 수단을 포함하고 있는데, 금속에 열을 가하면 금속이 가지고 있는 물성이 변하는 성질을 이용하여 발열선의 온도를 검출하는 방법이 많이 사용된다. 전기장판에 가장 보편적으로 사용되는 온도 검출 방식을 예로 들면, 발열선인 열선저항 부하에 대해 전류검출 저항이 온도 조절기측에 연결되어 있고 전류검출 저항의 전압값을 읽어서 이로부터 발열선의 온도를 측정한다. 그러나 이 경우 전류검출 저항에 전류가 흐름으로 인해 온도 조절기의 내부 온도가 상승하는 문제가 있다.

더욱이 최근 전기장판의 경우 전기 매트의 발열선을 내측과 외측에 전류가 서로 반대로 흐르도록 구성된 무자계 열선을 사용하는 경우가 많은데, 발열선의 어느 부위에 쇼트(단락)가 발생할 경우 위와 같은 종래의 온도 검출 방식의 회로에서는 (온도 조절범위 이내의 저항 감소일 경우) 발열선의 저항이 감소하였으므로 발열선의 온도가 낮다고 판단하게 되어 온도를 더 상승시키려고 전류를 공급하게 되고 온도가 피복의 한계치에 이르게 되면 화재의 위험성까지 가지게 된다. 따라서 발열선에 쇼트가 발생할 경우 이를 제대로 인식하여 전원 공급을 차단하도록 하는 개선된 회로 설계가 필요하다.

본 발명은 이러한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 부품을 간소화하면서도 온도 조절기의 내부에 부품 발열에 따른 내부온도 상승도 방지하여 안정적으로 작동할 수 있는 온도 검출부를 구비한 온도 조절기 및 열선의 쇼트를 감지하며 전류제어 정류 소자의 불량 여부를 판단을 목적으로 하는 온도 조절기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예의 온도 조절기는, 교류 전원을 입력받아 한 주기의 소정 기간 동안 발열선에 전류를 공급하고 상기 한 주기의 나머지 기간 동안 상기 발열선에 전류를 공급하지 않도록 제어하는 전류제어 정류소자; 상기 한 주기의 나머지 기간 동안에 상기 발열선의 온도를 검출하는 온도 검출부(17); 및 상기 온도 검출부에 의해 검출된 발열선의 온도 데이터와 미리 설정된 온도 데이터를 비교하여 발열선의 온도를 제어하는 마이컴(23);을 포함하는 온도검출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 온도 검출부(17)는, 상기 마이컴으로부터 출력하는 직류 전압원으로부터 전압을 공급받아 충전하고, 충전이 완료됨과 동시에 상기 마이컴의 출력은 입력단자로 전환하고 충전 전압을 입력하고, 상기 발열선부으로 충전전압은 방전을 개시함과 동시에 상기 마이컴에 의해 카운트를 개시하여 발열선부에 의하여 방전이 완료되면 상기 마이컴이 카운트를 종료하여, 상기 방전 개시부터 방전 완료까지의 카운트 시간으로부터 상기 발열선부의 온도로 변환하여 온도를 검출하도록 구성할 수 있다.

상기 온도 검출부(17)는, 상기 마이컴의 직류 전압원과 연결된 입력단자; 상기 발열선부와 연결된 출력단자; 상기 입력단자와 출력단자 사이에 순방향으로 연결된 다이오드(D5); 상기 다이오드의 애노드 및 접지 사이에 연결되어 상기 직류 전압원으로부터의 전압을 충전하는 콘덴서(C6); 및 상기 다이오드의 캐소드 및 상기 출력단자 사이에 연결된 저항(R14);을 포함하도록 구성할 수 있다.

상기 온도 조절기는 상기 전류제어 정류소자의 이상을 검출하는 과승방지 검출부(19)를 더 포함하고, 상기 전류제어 정류소자의 이상 발생시 과승방지 검출부의 출력신호를 상기 마이컴에서 수신하고 상기 마이컴이 온도 조절기의 전원을 차단하도록 구성할 수 있다.

상기 온도 조절기와 상기 발열선부가 2핀의 접속기로 접속되고, 상기 발열선부의 제1 열선과 제2 열선 사이에 직렬로 연결되는 다이오드(D8) 및, 상기 제 1 열선 및 상기 제 2 열선의 쇼트 발생시 쇼트발생 정보를 상기 마이컴에 전달하여 회로 전원을 차단하게 하는 열선 쇼트 검출부를 더 포함하도록 구성할 수 있다.

상기 온도 조절기와 상기 발열선부가 2핀의 접속기로 접속되고, 상기 발열선부의 제1 열선과 제2 열선 사이에 직렬로 연결된 다이오드(D8)를 더 포함하고, 상기 다이오드(D8)와 역방향인 다이오드(D7) 및 이와 직렬로 연결된 온도센서(SR1)가 상기 발열선부와 병렬로 연결되도록 구성할 수 있다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절 방법은, 전류제어 정류소자에 의해, 교류 전원을 입력받아 한 주기의 소정 기간 동안 발열선에 전류를 공급하고 상기 한 주기의 나머지 기간 동안 상기 발열선에 전류를 공급하지 않도록 제어하고, 상기 한 주기의 나머지 기간 동안에는 온도 검출부에 의해 상기 발열선의 온도를 검출하고, 상기 온도를 검출하는 동작은: 상기 온도 검출부가 직류 전압원으로부터 전압을 공급받아 충전하는 단계; 충전이 완료되면 상기 발열선으로 방전을 개시함과 동시에 카운트를 개시하는 단계; 방전이 완료되면 상기 카운트를 종료하는 단계; 및 상기 방전 개시로부터 방전 완료까지의 카운트 시간으로부터 상기 발열선의 온도를 검출하는 단계를 포함하는 온도 조절 방법을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 온도 조절기를 사용함으로써, 부품을 간소화하면서도 안정된 온도 검출회로를 달성하고, 온도 조절기의 내부에 부품 발열에 따른 내부온도 상승도 방지할 수 있다.

또한 온도 조절기 내부 회로의 이상이나 발열선의 쇼트 등과 같은 회로의 이상 유무를 검출하는 검출수단을 포함함으로써 회로 안정화를 도모할 수 있고, 종래에는 온도 조절기와 전기매트 사이의 접속핀이 대부분 4핀으로 구성되었는데 반해 본 발명에서는 접속핀을 2핀으로 하여도 열선기능과 센서의 기능이 동시에 구성하므로 비용 절감의 효과도 가진다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절기의 블록도.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절기의 회로도.
도3은 전원의 한주기 동안 도2의 회로가 실행하는 동작을 설명하는 도면.
도4는 도2의 회로에서 열선에 전압을 공급할 때의 회로 동작을 설명하는 회로도.
도5는 도2의 회로에서 열선 온도 검출을 위한 회로 동작을 설명하는 회로도
도6은 열선 온도 검출을 위한 동작 흐름도.
도7은 컨덴서(C6)의 충전 및 방전 전압을 설명하기 위한 그래프.
도8은 도2의 회로에서 회로 이상상황을 검출하는 회로동작을 설명하는 회로도.
도9는 본 발명의 온도 조절기와 전기매트가 2핀으로 접속되는 구성을 예시한 도면.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예시로서 제공되는 것이다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'은 언급된 구성요소 이외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 구성을 상세히 설명한다.

도2 은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절기의 블록도로서, 예를 들어 전기장판에 사용되는 것으로 가정하였다. 즉 전기장판의 전기매트(30)와 온도 조절기(10)가 한 세트를 이루고 있다. 그러나 이것은 본 발명의 한가지 실시예에 불과하고 본 발명은 전기매트와 온도 조절기가 일체로 된 제품이나 기타 전기에 의해 발열을 하는 전기제품에 모두 적용될 수 있다.

도시된 일 실시예에서, 온도 조절기(10)는 안전장치부(11), 열선출력 제어부(13), 열선쇼트 검출부(15), AD컨버터 온도 검출부(17), 과승방지 검출부(19), 온도 설정부(21) 및, 마이컴(23)을 포함한다. 온도 조절기(10)는 그 외에도 마이컴에 직류 전압을 공급하기 위한 DC 전원부 등 다른 구성요소도 포함하고 있으나 본 발명의 설명에 불필요한 부분은 도시를 생략하였다.

안전장치부(11)는 220V의 상용 교류전원을 입력받아 발열선부(25)로 공급하며 회로에서 이상 발생시 안전을 위하여 전원을 차단하는 기능을 포함한다.

열선출력 제어부(13)는 전류제어 정류소자를 포함하며 발열선부(25)에 공급되는 전원을 제어한다. 일 실시예에서 전류제어 정류소자로서 실리콘 제어 정류기(SCR)인 사이리스터를 사용하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 다른 종류의 정류소자가 사용될 수 있다.

열선쇼트 검출부(15)는 발열선부(25)의 열선 사이에 쇼트(단락)가 발생하였는지 여부를 검출하고, 쇼트 발생시 쇼트발생 정보를 마이컴에 전달하여 회로 전원을 차단하게 한다.

AD 컨버터 온도 검출부(17)(이하 ‘온도 검출부’라고도 함)는 발열선부(25)의 온도를 실시간 검출하고 검출된 온도 데이터를 마이컴으로 전달한다.

과승방지 검출부(19)는 열선출력 제어부(13) 내의 전류제어 정류소자의 이상 유무를 검출하여 이상 발생시 그 정보를 마이컴으로 전송하는데, 예컨대 전류제어 정류소자에 양방향 쇼트나 단방향 쇼트가 발생할 경우 과승방지 검출부(19)에서 이상 전압이 검출되고 이를 검지한 마이컴(23)은 안전장치부(11)에 신호를 보내어 회로 전원을 차단시킨다.

온도 설정부(21)는 발열선부(25)의 온도를 사용자가 희망 온도로 설정하는 부분이다.

도시된 실시예에서 전기매트(30)는 내부에 열을 발생하기 위한 발열선부(25)를 포함하는데, 바람직한 일 실시예에서 발열선부(25)를 구성하는 열선은 무자계 열선이다. 발열선부(25)는 전원을 공급하면 발열하는데 열에 의하여 저항변화가 일어나 그 변화를 AD 컨버터 온도 검출부(17)가 온도로 검출한다. 도면에서 전기매트(30)는 온도 조절기(10)와 구별되는 구성요소로서 도시하였지만 다른 대안적인 실시예에서는 온도 조절기(10)와 전기매트(30)가 일체로 구성될 수 있다.

상기 구성에 따른 온도 조절기(10)에서의 온도 검출부(17)의 동작은 다음과 같다.

우선 본 발명의 일 실시예에서 열선출력 제어부(13)의 전류제어 정류소자는 안전장치부(11)를 거쳐서 입력된 교류 전원을 받아 교류의 한 주기의 소정 기간 동안 발열선에 전류를 공급하고 상기 한 주기의 나머지 기간 동안 상기 발열선에 전류를 공급하지 않도록 제어한다. 예컨대 교류정류 제어소자로서 사이리스터가 사용될 경우 사이리스터의 게이트 단자의 전압을 조절함으로써 사이리스터의 온/오프를 제어하여 발열선부에 공급되는 전류를 제어할 수 있다.

이에 따라, 교류의 한 주기의 소정 기간(예컨대 1/2 주기) 동안에는 발열선부(25)에 전류를 공급하고 나머지 기간 동안에는 전류를 차단하고 이와 동시에 온도 검출부(17)에 의해 발열선부(25)의 온도를 검출한다.

온도 검출을 위한 구체적 방법으로서, 온도 검출부(17)는 내부에 콘덴서와 같은 충전수단을 포함하고 있는데, 충전수단이 직류 전압원으로부터 전압을 공급받아 충전하고, 충전이 완료되면, 발열선부(25)로 방전을 개시하고 이와 동시에 마이컴(23)에 의해 방전시간을 카운트하기 시작한다. 그 후 충전수단의 방전이 완료되면 마이컴(23)이 카운트를 종료하고 상기 방전 개시부터 방전 완료까지의 카운트 시간으로부터 발열선의 온도를 계산한다. 이때 온도의 계산은 발열선부(25)의 저항과 온도의 관계, 즉 발열선부의 저항이 온도에 따라 변하는 물리적 특성을 이용한다. 충전수단은 발열선부의 저항값에 따라 방전시간(카운트 시간)이 달라지므로, 카운트 시간을 알면 발열선부(25)의 온도를 계산할 수 있다.

그 후 마이컴(23)은 검출된 발열선부(25)의 온도 데이터를 온도 설정부(21)에서 미리 설정된 온도 데이터와 비교하고 비교 결과에 따라 발열선부(25)에 전류를 공급할지 여부를 판단하여 열선출력 제어부(13)의 동작을 제어함으로써 발열선부(25)의 온도 조절을 수행한다.

이제 도2를 참조하여 본 발명의 온도 조절기의 예시적인 회로도를 설명하기로 한다. 도시된 회로도는 본 발명의 온도 조절기의 하나의 예시에 불과하고 동일한 기능을 수행하는 다른 대안적인 회로구성이 사용될 수 있은 물론이다.

도시된 실시예에서 안전장치부(11)는 저항(R1) 및 이에 접하는 온도퓨즈(F2)를 포함하고, 회로에 이상 발생시 마이컴(23)이 저항(R1)에 전류를 흐르게 하여 저항(R1)에 발생하는 열이 온도퓨즈(F2)를 단락하여 회로를 차단한다.

열선출력 제어부(13)는 사이리스터(SCR1) 및 이의 게이트 전압을 제어하는 소자를 포함하고, 열선쇼트 검출부(15)는 후술하는 발열선부(25)의 다이오드(D8)과 함께 작동하여 발열선부(25)의 쇼트 여부를 감지하는 역할을 한다.

도시된 실시예에서 온도 검출부(17)는 마이컴(23)측과 연결된 입력단자, 발열선부(25)와 연결된 출력단자, 상기 입력단자와 출력단자 사이에 순방향으로 연결된 다이오드(D5), 상기 다이오드(D5)의 애노드 및 접지 사이에 연결되어 전압을 충전하는 콘덴서(C6), 및 상기 다이오드(D5)의 캐소드 및 상기 출력단자 사이에 연결된 저항(R14)을 포함한다.

발열선부(25)는 일 실시예에서 무자계 열선으로 구성되는데, 도시된 실시예에서 열선1은 내측 열선에, 열선2는 열선1을 둘러싸는 외측 열선에 해당하고, 그 반대의 경우라도 무방하다. 그리고 본 발명에서는 열선1과 열선2 사이에 다이오드(D8)가 삽입되어 열선1과 열선2 사이의 쇼트를 검출하는 역할을 한다.

본 발명의 온도 조절기는 열선출력 제어부(13)의 사이리스터가 교류 전원의 교류의 한 주기의 소정 기간 동안 발열선부에 전류를 공급하고 상기 한 주기의 나머지 기간 동안에는 전류를 공급하지 않고 발열선부의 온도를 검출하도록 제어하는데, 도3 이하의 도면들을 참조하여 주기의 각 기간 동안의 동작을 상세히 설명하기로 한다.

도3은 전원의 한 주기 동안 도2의 회로가 실행하는 동작을 설명하고, 도4는 도2의 회로에서 열선에 전압을 공급할 때의 회로 동작을 설명하는 회로도, 도5는 도2의 회로에서 온도 검출을 위한 회로 동작을 설명하는 회로도, 그리고 도6은 열선 온도 검출을 위한 동작 흐름도이다.

도3을 참조하면, 도3은 일 실시예로서 사이리스터 전류의 정방향 구간과 역방향 구간을 기준으로 기간을 나누었을 때를 가정한다. 도시된 것처럼 사이리스터가 정방향 구간일 때 온도 조절기(10)는 도4에 도시된 바와 같이 회로가 동작한다. 온도 조절기(10)는 발열선부(25)에 전류를 공급하여 발열을 일으키고, 이와 동시에 과승방지 검출부(19)에 의해 사이리스터의 이상 유무를 검출한다. 또한 온도 조절기(10)의 전체 시스템의 작동시간을 검출하는 타이머 기능도 하는데, 예컨대 사용자의 의도에 따라 온도 조절기(10)가 켜지고 나서 소정 시간 후에 자동으로 전원이 꺼지도록 설정할 수 있으며 사이리스터의 정방향 구간 동안 이러한 작동시간을 계속 모니터링할 수 있다.

사이리스터의 역방향 구간에서 본 발명의 온도 조절기(10)는 온도 검출부(17)에 의해 발열선부(25)의 온도를 검출하고, 사용자가 온도 설정부(21)에 입력한 설정 온도를 검출하고, 발열선부(25)의 열선간 쇼트 여부를 검출하고, 그리고 사이리스터의 이상 유무를 검출하는 기능을 수행한다. 이와 관련하여 도5는 온도 검출을 위한 회로 동작만을 따로 나타내고 있는데, 구체적 온도 조절 방법은 도6과 같다.

사이리스터의 역방향 구간이 시작되면 마이컴(23)은 콘덴서(C6)에 전압을 공급을 개시한다(단계 501). 즉 도7의 A시점에서 전압 공급을 시작하고, 콘덴서가 충전된 직후 또는 소정시간이 지난 B시점에서 전압 공급을 중단한다.

그 후 B시점에서 전압 공급을 중단하면 콘덴서(C6)는 발열선부(25)로 방전을 시작하고 이와 동시에 마이컴은 카운트를 개시한다(단계503). 콘덴서의 방전시간은 발열선부의 열선 저항값에 의해 결정되고 열선 저항은 열선의 온도에 의해 변화하므로 콘덴서의 방전시간은 열선의 온도에 따라 가변적이다.

C시점에서 콘덴서의 방전이 완료되면 마이컴은 카운트를 종료하고(단계 505), 방전 개시부터 방전 완료까지의 카운트 시간을 저장한다(단계 507). 그 후 카운트 시간으로부터 발열선부(25)의 온도를 계산하여 검출하고(단계 509), 마이컴(23)이 검출된 온도 데이터와 온도 설정부(21)에서 미리 설정된 온도 데이터를 비교하여(단계 511) 비교 결과에 따라 사이리스터의 동작을 제어한다(단계513).

이제 도8을 참조하여 회로의 이상 상황, 즉 사이리스터의 쇼트 또는 열선의 쇼트가 발생하였을 때의 회로 동작에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 온도 조절기(10)에서 사이리스터의 이상 상황의 검출은 과승방지 검출부(19) 및 열선출력 제어부(13)에 의해 수행된다. 사이리스터가 양방향 쇼트 또는 단방향 쇼트로 인해 마이컴(23)에서 보내는 제어신호와 달리 부품 이상으로 도통되어 있을 때 과승방지 검출부(19)의 저항(R15) 및 저항(R16)을 통하는 전압이 마이컴(23)에 의해 검출되고, 마이컴(23)에서 이 검출된 전압에 근거하여 사이리스터가 이상이라고 판단하면 저항(R5)과 포토커풀러(IOS2)를 통하여 안전장치부(11)의 저항(R1)에 전류를 인가하여 저항(R1)이 발열하게 된다. 저항(R1)에서 발열된 열은 저항과 나란히 접촉하고 있는 온도퓨즈(F2)를 가열하고, 가열된 온도 퓨즈가 단락되어 회로가 차단된다.

본 발명에서는 온도 퓨즈의 단락을 사용자에게 알리기 위해 발광다이오드를 추가로 설치할 수 있는데, 도시된 실시 예에서는 발광 다이오드(LED3)와 이와 직렬로 연결된 저항(R18)을 온도퓨즈(F2)와 병렬로 연결하여 회로를 구성하였다. 이에 따라, 저항(R1)을 흐르는 전류가 온도퓨즈(F2)를 단락시킴과 함께 발광다이오드(LED3)를 점등하여 사용자에게 온도퓨즈의 단락 사실을 알리게 된다.

온도 조절기(10)에서 열선 쇼트의 검출은 열선쇼트 검출부(15) 및 발열선부(25)의 열선1과 열선2 사이에 삽입된 다이오드(D8)에 의해 수행된다. 발열선부(25)의 열선과 열선 사이에 서로 쇼트가 되었을 때 다이오드(D8)에 흐르는 전류가 소멸되고 열선쇼트 검출부(15) 내의 포토커플러(IOS3)가 작동하게 되어 마이콤(23) 단자에 이상 신호를 보내고, 마이컴(23)은 이상 신호를 받는 즉시 회로 동작을 중지시킴으로써 열선 쇼트에 따른 위험을 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 온도 조절기(10)를 사용함으로써 다음과 같은 기술적 효과를 거들 수 있다.

첫째, 부품을 간소화하면서도 안정된 온도 검출회로를 달성한다. 본 발명의 온도검출부(17)는 3개의 부품(D5,C6,R14)으로 구성되어 있어 부품의 간소화로 저비용으로 회로를 구성할 수 있다. 더욱이 순수하게 측정하고자 하는 발열선부(25)의 열선 저항만을 측정하므로 종래와 같이 온도 조절기 내부에 부품 발열에 따른 내부온도 상승과 같은 경우가 발생하지 않는다.

둘째, 사이리스터의 쇼트나 열선의 쇼트 등과 같은 회로의 이상 유무를 검출하는 검출수단을 포함함으로써 회로 안정화를 도모할 수 있다. 전기장판과 같은 통상의 전기제품은 “기술표준원 전기용품 안전인증”에 준하는 “안전장치”를 포함하고 있어야만 인증에 통과할 수 있는데, 본 발명의 온도 조절기는 사이리스터의 이상 작동에 의한 과열을 방지하고 회로 전원을 차단함으로써 이상 상황에 효과적으로 대처할 수 있다.

셋째, 종래에는 온도 조절기와 전기매트 사이의 접속핀이 대부분 4핀으로 구성되었는데 본 발명에 따르면 접속핀을 2핀으로 하여도 충분하므로 비용 절감의 효과가 있다. 즉 종래에 전기매트측에 온도 센서가 내장된 제품의 경우 열선용으로 2핀과 온도 센서용으로 2핀이 필요하였는데, 본 발명에서는 온도 검출기(17)를 온도 조절기(10)에 배치하였으므로 2핀만으로도 충분하며 이에 따라 원가절감을 달성할 수 있다.

이와 관련하여 도9는 본 발명의 온도 조절기와 전기매트가 2핀으로 접속되는 2가지 실시예를 예시하고 있다. 도면에서 ‘다’는 온도 조절기(10)측 회로 중 온도검출부(17)를 강조하여 표시한 회로이고, ‘가’는 이 온도 조절기(10)측에 2핀으로 결합되는 전기매트의 한 가지 실시예로서, 전기매트(30)가 별도의 온도센서 없이 발열선부(25)만을 포함하는 경우이다. 또한 도면에서 ‘나’ 회로는 전기매트(30) 내부에 자체적인 온도센서(SR1)를 구비하는 경우의 실시예인데, 전기매트(30)내의 2핀에 발열선부(25)와 다이오드(D8)를 구성하고, 상기 다이오드(D8)와 역방향인 다이오드(D7) 및 이와 직렬로 연결된 온도센서(SR1)를 상기 발열선부와 병렬로 연결하여 2핀 구성이 가능하다. 이 구성에서, 온도 조절기(10)의 사이리스터에서 발열선부(25)로 전류가 공급되면 다이오드(D8)의 정방향 특성에 의하여 발열선에 전류가 흐르고 그 반대로 연결된 센서용 다이오드(D7)에는 전류가 흐르지 않고, 반대로 열선의 전류공급이 중단되는 반대 교류 전원주기에는 온도센서(SR1)와 다이오드(D7)의 순방향 전류 공급으로 온도를 검출한다. 이로써 열선변화가 일어나지 않는 열선에도 온도센서(SR1)와 다이오드(D7)를 추가하여 구성이 가능하여 모든 열선에 적용이 용이하고, 비용절감 효과 또는 여러 가지 응용의 회로 공유 효과도 있다.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 하기에 기재된 특허청구범위 내에 있다.

10: 온도 조절기
11: 안전장치부
13: 열선출력 제어부
15: 열선쇼트 검출부
17: AD 컨버터 온도 검출부
19: 과승방지 검출부
21: 온도 설정부
23: 마이컴
25: 발열선부
30: 전기매트

Claims (7)

1. 무자계 발열선부의 온도를 조절하는 온도 조절기(10)에 있어서,
   교류 전원을 입력받아 한 주기의 소정 기간 동안 무자계 발열선부에 전류를 공급하고 상기 한 주기의 나머지 기간 동안 상기 무자계 발열선부에 전류를 공급하지 않도록 제어하는 전류제어 정류소자;
   상기 한 주기의 나머지 기간 동안에 상기 무자계 발열선부의 온도를 검출하는 온도 검출부(17); 및
   상기 온도 검출부에 의해 검출된 무자계 발열선부의 온도 데이터와 미리 설정된 온도 데이터를 비교하여 무자계 발열선부의 온도를 제어하는 마이컴(23);을 포함하며,
   상기 온도 검출부(17)는, 상기 마이컴으로부터 출력하는 직류 전압원으로부터 전압을 공급받아 충전하고, 충전이 완료됨과 동시에 상기 마이컴의 출력은 입력단자로 전환하고 충전 전압을 입력하고, 상기 무자계 발열선부으로 충전전압은 방전을 개시함과 동시에 상기 마이컴에 의해 카운트를 개시하여 무자계 발열선부에 의하여 방전이 완료되면 상기 마이컴이 카운트를 종료하여, 상기 방전 개시부터 방전 완료까지의 카운트 시간으로부터 상기 무자계 발열선부의 온도로 변환하여 온도를 검출하도록
   상기 마이컴의 직류 전압원과 연결된 입력단자;
   상기 무자계 발열선부와 연결된 출력단자;
   상기 입력단자와 출력단자 사이에 순방향으로 연결된 다이오드(D5);
   상기 다이오드의 애노드 및 접지 사이에 연결되어 상기 직류 전압원으로부터의 전압을 충전하는 콘덴서(C6); 및
   상기 다이오드의 캐소드 및 상기 출력단자 사이에 연결된 저항(R14);을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절기.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 온도 조절기는 상기 전류제어 정류소자의 이상을 검출하는 과승방지 검출부(19)를 더 포함하고, 상기 전류제어 정류소자의 이상 발생시 과승방지 검출부의 출력신호를 상기 마이컴에서 수신하고 상기 마이컴이 온도 조절기의 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 온도 조절기.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 온도 조절기와 상기 무자계 발열선부가 2핀의 접속기로 접속되고, 상기 무자계 발열선부의 제1 열선과 제2 열선 사이에 직렬로 연결되는 다이오드(D8) 및, 상기 제 1 열선 및 상기 제 2 열선의 쇼트 발생시 쇼트발생 정보를 상기 마이컴에 전달하여 회로 전원을 차단하게 하는 열선 쇼트 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절기.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 온도 조절기와 상기 무자계 발열선부가 2핀의 접속기로 접속되고, 상기 무자계 발열선부의 제1 열선과 제2 열선 사이에 직렬로 연결된 다이오드(D8)를 더 포함하고, 상기 다이오드(D8)와 역방향인 다이오드(D7) 및 이와 직렬로 연결된 온도센서(SR1)가 상기 무자계 발열선부와 병렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 온도 조절기.
   
7. 무자계 발열선의 온도를 조절하는 방법에 있어서,
   전류제어 정류소자에 의해, 교류 전원을 입력받아 한 주기의 소정 기간 동안 무자계 발열선에 전류를 공급하고 상기 한 주기의 나머지 기간 동안 상기 무자계 발열선에 전류를 공급하지 않도록 제어하고,
   상기 한 주기의 나머지 기간 동안에는 온도 검출부에 의해 상기 무자계 발열선의 온도를 검출하고, 상기 온도를 검출하는 동작은,
   상기 온도 검출부가 직류 전압원으로부터 전압을 공급받아 충전하는 단계;
   충전이 완료되면 상기 무자계 발열선으로 방전을 개시함과 동시에 카운트를 개시하는 단계;
   방전이 완료되면 상기 카운트를 종료하는 단계; 및
   상기 방전 개시로부터 방전 완료까지의 카운트 시간으로부터 상기 무자계 발열선의 온도를 검출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 방법.

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