KR101083361B1 - 안전기능이 강화된 보급형 온도조절기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안전기능이 강화된 보급형 온도조절기에 관한 것으로서, 이는 저가의 회로소자만으로도 2선식 무자계 발열선의 온도를 안정적으로 제어하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 퓨즈(F1) 및 전원스위치부(SW1)를 거쳐 공급된 교류전압에서 변환된 미세전류를 충전하여 SCR(TH1)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 SCR(TH1)의 구동전압을 출력하는 주파수 동기부 및 구동전압 출력부(30)와; 상기 주파수 동기부 및 구동전압 출력부(30)에 의한 상기 SCR(TH1)의 구동에 따라 발열선(H1, H2)측으로 공급되는 출력을 제어하고 상기 발열선(H1, H2)측 저항(R30)에 의한 전압변화를 통해 발열선(H1, H2) 온도를 조절가능하게 하는 과열차단부(40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

안전기능이 강화된 보급형 온도조절기{TEMPERATURE CONTROLLER OF PROPAGATION TYPE REINFORCED THE SAFETY FUNCTION}
본 발명은 온도조절기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 저가의 회로소자만으로도 2선식 무자계 발열선의 온도를 안정적으로 제어하기 위한 안전기능이 강화된 보급형 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 현재 보편적으로 사용 중인 온도조절기는 인체에 유해한 전자파를 차단하기 위한 기능이나, 과열에 의한 화재 발생을 억제하기 위한 기능이나, 취침시 또는 평상시의 사용 선택모드를 제공하여 그 모드에 대응하는 발열 온도와 사용 시간대를 자동적으로 제어하는 기능을 갖기 위해 마이콤이나 바이메탈 등 비교적 고가의 부품을 사용하고 있음과 아울러 상기와 같은 복합적인 기능을 수행하기 위해 구성되는 회로구조 또한 복잡하여 제작 단가가 상승되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 저가의 회로소자만으로도 2선식 무자계 발열선의 온도를 안정적으로 제어할 수 있는 안전기능이 강화된 보급형 온도조절기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 퓨즈 및 전원스위치부를 거쳐 공급된 교류전압에서 변환된 미세전류를 충전하여 SCR의 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 출력을 제어하고 상기 발열선측 저항에 의한 전압변화를 통해 발열선 온도를 조절가능하게 하는 과열차단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 안전기능이 강화된 보급형 온도조절기는 2선식 무자계 발열선측 저항값을 적절히 채택하여 적용하는 것만으로도 기본 회로소자로 이루어진 과열차단부의 출력전압을 일정값 이하로 제어할 수 있음에 따라, 발열선의 안정적인 온도조절을 가능하게 함과 동시에 제품 제작단가를 크게 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 안전기능이 강화된 보급형 온도조절기를 도시한 회로도.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 안전기능이 강화된 보급형 온도조절기를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 안전기능이 강화된 보급형 온도조절기를 도시한 회로도이다.
본 발명에 따른 안전기능이 강화된 보급형 온도조절기는 기본적으로 SCR(TH1)의 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 SCR(TH1)의 구동에 따라 발열선(H1, H2)측으로 공급되는 출력을 제어하고 발열선(H1, H2)측 저항(R30)에 의한 전압변화를 통해 발열선(H1, H2) 온도를 조절가능하게 하는 과열차단부(40)를 포함하며, 여기서의 발열선(H1, H2)은 열선과 그 열선으로부터 발생되는 자계를 상쇄하기 위한 자계상쇄선으로 이루어진 2선식 타입이다.
상기 트리거 전압발생부(10)는 퓨즈(F1) 및 전원스위치부(SW1)를 거쳐 공급된 220V의 교류전원(AC_L, AC_N)으로부터 변환된 미세전류를 조정하기 위해 저항(R11) 및 다이오드(D1)를 통해 커패시터(C6)로 미세전류가 충전되도록 하여 이를 SCR(TH1)의 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 SCR(TH1)의 트리거 전류를 조정가능하게 하여 발열선(H1, H2)의 온도를 조절하게 된다.
상기 주파수 동기부 및 구동전압 출력부(30)는 커패시터(C2) 및 다이오드(D6)를 이용하여 SCR(TH1)의 트리거 전압 주파수를 동기화하고 트랜지스터(Q1, Q2)를 통해 SCR(TH1)에 구동전압을 공급하게 된다.
상기 과열차단부(40)는 전원스위치부(SW1)에 연결되는 발열선(H1, H2)측 저항(R30)에 의해 전압의 변화가 이루어지는 곳으로, 이에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, SCR(TH1)의 캐소드단으로 상호간에 병렬접속되는 다이오드(D2) 및 저항(R4)과 다이오드(D2)에 순방향으로 베이스가 접속되는 트랜지스터(Q3)를 구비하여, SCR(TH1), 다이오드(D2) 및 저항(R4)의 접점에서 저항(R30)에 의한 전압변화(예: 저항(R30)이 각각 80, 100 또는 120Ω일 경우, SCR(TH1), 다이오드(D2) 및 저항(R4)의 접점 전압은 각각 0.8, 0.5 또는 0.3V로 변화됨)가 발생되도록 하고 트랜지스터(Q3)가 SCR(TH1)의 출력을 제어하도록 한다.
기술된 바와 같은 상기 과열차단부(40)의 구조에 따르면, 예를 들어 발열선(H1, H2)이 15~20% 이상 과열(과열 기준은 안전율을 제고하여 저항(R30)의 저항값 조절을 통해 탄력조정 가능함)될 경우 과열차단부(40)에서 자동적으로 발열선(H1, H2)의 국부과열을 감지하여 전원공급을 차단하게 됨에 따라 별도의 마이콤이나 바이메탈 없이도 정확한 과열 방지가 가능해진다.
참고로 과열 기준이 지나치게 낮을 시에는 단락이나 화재위험이 없는데도 불구하고 전기흐름이 차단됨에 따라 발열선(H1, H2)이 발열되지 않게 되어 열기능 저하로 소비자가 불량으로 인식하게 될 수 있기 때문에 이를 고려하여 적절히 저항(R4) 또는 저항(R30)의 저항값을 선택해야 하며, 이러한 저항(R4) 및 저항(R30)의 어느 하나 이상을 가변저항으로 하고 그 가변저항의 최대 저항값이 과열기준을 감안하여 설정되어야 할 저항(R4) 또는 저항(R30)의 저항값을 초과하지 않도록 하여 설정된 범위 내에서 소비자가 임의적으로 취향에 맞게 보다 안정적인 온도조절을 가능하게 할 수도 있다.
추가적으로 상기 전원스위치부(SW1)는 전원공급상태를 시각적으로 확인가능하도록 LED(D7, D3)를 포함하는 전원공급확인부(50)와 접속되고, SCR(TH1)의 게이트단은 그 SCR(TH1)로 트리거 전압이 공급되는 것을 시각적으로 확인가능하도록 LED(D11)을 포함하는 트리거전압공급확인부(60)와 접속되는 한편으로, SCR(TH1)의 캐소드단은 그 SCR(TH1)의 단락을 감지하기 위한 다이오드(D4)와 접속된다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 퓨즈(F1) 및 전원스위치부(SW1)를 거쳐 공급된 교류전압에서 변환된 미세전류를 충전하여 SCR(TH1)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 SCR(TH1)의 구동전압을 출력하는 주파수 동기부 및 구동전압 출력부(30)와;
    상기 주파수 동기부 및 구동전압 출력부(30)에 의한 상기 SCR(TH1)의 구동에 따라 발열선(H1, H2)측으로 공급되는 출력을 제어하고 상기 발열선(H1, H2)측 저항(R30)에 의한 전압변화를 통해 발열선(H1, H2) 온도를 조절가능하게 하는 과열차단부(40);를 포함하여 구성되되,
    상기 과열차단부(40)는 SCR(TH1)의 캐소드단으로 상호간에 병렬접속되는 다이오드(D2) 및 저항(R4)과 상기 다이오드(D2)에 순방향으로 베이스가 접속되는 트랜지스터(Q3)를 포함하여, 상기 SCR(TH1), 다이오드(D2) 및 저항(R4)의 접점에서 저항(R30)에 의한 전압변화가 발생되도록 하고 상기 트랜지스터(Q3)가 SCR(TH1)의 출력을 제어하도록 하며,
    상기 과열차단부(40)의 저항(R4) 및 저항(R30) 중 어느 하나 이상은 가변저항인 것을 특징으로 하는 안전기능이 강화된 보급형 온도조절기.
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