KR101141411B1

KR101141411B1 - Linear temperature controller

Info

Publication number: KR101141411B1
Application number: KR1020100041437A
Authority: KR
Inventors: 유춘영
Original assignee: 유춘영
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2010-05-03
Publication date: 2012-07-12
Also published as: KR20110121920A

Abstract

본 발명은 전기요, 전기장판 등의 온열기기에 사용되는 온도 조절기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부가적인 센서의 사용 없이 전류센싱저항을 이용하여 발열선의 모든 온도 범위를 측정함으로써 모든 온도 범위에 대한 선형제어가 가능하고, 트랜지스터를 이용하여 종래의 스위칭 소자의 고장시 발생할 수 있는 발열선으로의 전원 도통을 차단하고, 구조가 간단하여 원가 절감의 효과를 도모할 수 있는 선형 무자계 온도 조절기에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 내부 발열선과 외부 발열선을 접지하고, 상기 발열선과 직렬로 전류센싱저항을 연결하여 발열선의 온도를 검출하는 온도신호 검출부; 상기 발열선에 전원공급을 온/오프 해주는 스위칭 소자; 설정 온도제어를 위해 상기 스위칭 소자를 제어하는 트리거 신호 발생부; 교류전압의 제로점 검출을 위한 제로크로스 검출부; 온도 이상 및 과다 시간 사용 등에 따른 이상신호를 나타내는 에러신호 발생부; 상기 온도신호 검출부, 상기 트리거 신호 발생부, 상기 제로크로스 검출부, 상기 에러신호 발생부를 각각 제어하는 마이컴; 상기 발열선의 전원검출을 위한 전류센싱저항; 및 교류전압의 마이너스(-) 전압을 차단하기 위한 다이오드를 포함하는 구성으로 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to a temperature controller used in a heating apparatus such as an electric yoke, an electric field plate, and more particularly, linear control of all temperature ranges by measuring all temperature ranges of a heating wire using a current sensing resistor without using an additional sensor. The present invention relates to a linear magnetic field temperature controller capable of cutting off power conduction to a heating line that may occur when a conventional switching device fails by using a transistor, and having a simple structure to reduce cost.
To this end, the present invention is grounded to the internal heating wire and the external heating wire, the temperature signal detection unit for detecting the temperature of the heating wire by connecting a current sensing resistor in series with the heating wire; Switching element for turning on / off the power supply to the heating wire; A trigger signal generator for controlling the switching element for setting temperature control; A zero cross detector for detecting a zero point of an AC voltage; An error signal generator for indicating an abnormal signal due to temperature abnormality and excessive time use; A microcomputer controlling the temperature signal detector, the trigger signal generator, the zero cross detector, and the error signal generator; A current sensing resistor for detecting power of the heating wire; And a diode for blocking a negative voltage of the AC voltage.

Description

Linear Magnetometer Thermostat {LINEAR TEMPERATURE CONTROLLER}

본 발명은 전기요, 전기장판 등의 온열기기에 사용되는 온도 조절기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부가적인 센서의 사용 없이 전류 센싱저항을 사용함으로써 온열기기의 온도를 측정하여 온도의 선형적인 제어를 가능하게 하여 모든 온도 범위에서의 제어가 가능하고, 국부적인 과열로 인한 온열기기의 손상이나 화재의 위험성을 없애고, 전자파를 발생하지 않는 선형 무자계 온도 조절기에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature controller used in a heating apparatus such as an electric yoke, an electric field plate, and more particularly, by using a current sensing resistor without the use of additional sensors to measure the temperature of the heating apparatus to enable linear control of the temperature. It is possible to control in all temperature ranges, eliminate the risk of damage to the heater or fire due to local overheating, and to a linear magnetic field temperature controller that does not generate electromagnetic waves.

종래의 온열기기용 온도 조절기는 발열선 외에 온도센서나 감지선 등의 온도 검출장치를 이용하여 발열선의 온도를 검출하였다. 그로 인해서 온열기기의 부피 증가, 온도 검출장치의 이상 작동으로 인한 오작동, 원가 증대 등의 단점을 안고 있다.In the conventional temperature controller for a heater, the temperature of the heating wire is detected by using a temperature sensor such as a temperature sensor or a sensing line in addition to the heating wire. As a result, there are disadvantages such as increase in volume of the heater, malfunction due to abnormal operation of the temperature detection device, and increase in cost.

또한, 종래의 몇몇 온도 조절기는 온도 검출장치를 장착하지 않고 온도 조절기 내부에서 발열선에 흐르는 전류를 측정하여 온도를 제어하였다. 포토커플러 및 다이오드를 이용한 온도 조절기는 전체 온도 범위에 대한 제어가 불가능하고 설정온도 이상의 온도만 제어가 가능하다. 또한 전류센서를 이용한 온도 측정은 전체 온도 범위에서의 제어가 가능하지만 센서의 크기 및 비용에 따른 제약이 많으며, 전류의 급격한 변화에 따른 측정 전압의 변화가 큰 단점이 있다.In addition, some conventional temperature controllers control the temperature by measuring a current flowing in the heating wire inside the temperature controller without a temperature detector. The thermocouple using a photocoupler and diode cannot control the entire temperature range and only the temperature above the set temperature. In addition, the temperature measurement using the current sensor can be controlled over the entire temperature range, but there are many limitations due to the size and cost of the sensor, and the change in the measured voltage due to the rapid change in the current has a big disadvantage.

한편, 발열선의 온도를 간접적으로 검출하는 종래의 온도 조절기도 있다. 예컨대, 발열선과 직렬로 연결된 별도의 발열 저항을 연결하고 발열저항과 인접한 NTC 써미스터(Negative Temperature Coefficent Thermistor)를 이용하는 방법이다. 이 방법은 발열선이 발열되면서 발열 저항도 같이 온도가 상승하고, 발열 저항의 온도상승에 따라서 써미스터의 저항의 임피던스가 바뀌는 원리를 이용한 것이다. 이 경우 전체 온도 범위에 따른 온도 제어가 가능하지만 별도의 발열저항을 추가함으로 인해서 발열 저항을 가열하는데 추가의 소모 전력이 발생하고, 발열 저항에 따라 발열량이 다르고 주변 온도에 영향을 많이 받는다는 단점이 있다.On the other hand, there is also a conventional temperature controller for indirectly detecting the temperature of the heating wire. For example, a method of connecting a separate heating resistor connected in series with a heating wire and using an NTC thermistor (Negative Temperature Coefficent Thermistor) adjacent to the heating resistor. This method uses the principle that the heating resistance heats up, the temperature rises with the heating resistance, and the impedance of the thermistor's resistance changes as the temperature rises. In this case, it is possible to control the temperature according to the entire temperature range, but there is a disadvantage that additional power is generated to heat the heating resistance by adding a separate heating resistance, and the amount of heat generation varies depending on the heating resistance and is affected by the ambient temperature. .

또한, 종래에는 발열선 이외에 온도 센서 선을 같이 사용하여 온도를 측정하는 경우도 있는데, 이 경우에는 발열선의 원가가 올라가는 단점이 있다.In addition, in the related art, the temperature may be measured by using a temperature sensor line together with the heating wire, but in this case, the cost of the heating wire increases.

또한, 발열선의 온도를 조절하기 위한 스위칭 소자로 트라이악과 SCR(Silicon-Controlled Rectifier)이 많이 사용된다. 상기 트라이악과 SCR은 소전력으로 대전력을 제어할 수 있고, 교류전압의 제어가 용이하고 릴레이에 비해서 응답속도가 빠르다는 장점이 있다. 하지만 상기 트라이악과 SCR은 자기유지형 소자로서 게이트가 한번 턴온(Turn On) 되면 게이트 신호 없이 에노드에 홀드전류 이하의 전류가 흐르기 전까지 전류가 흐른다. 그로 인해서 게이트 이상 시에도 전류가 계속 흐르는 경우가 발생하는 문제점이 있다. In addition, a triac and a silicon-controlled rectifier (SCR) are frequently used as switching elements for controlling the temperature of the heating wire. The triac and the SCR can control a large power with low power, have an advantage of easy control of an AC voltage, and a faster response speed than a relay. However, the triac and the SCR are self-maintaining devices, and once the gate is turned on, current flows until a current less than the hold current flows to the anode without a gate signal. Therefore, there is a problem that the current continues to flow even in the event of a gate failure.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 전체의 온도 범위를 별도의 센서 없이 제어하고 전자파를 발생시키지 않으면서 자기유지형 소자의 고장으로 인한 문제점을 해결하는 선형 무자계 온도 조절기를 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and the linear magnetic fieldless temperature controller which controls the entire temperature range without a separate sensor and solves the problems caused by the failure of the self-maintaining element without generating electromagnetic waves. The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 온도 조절기는, 내부 발열선과 외부 발열선이 구비된 온열기기의 선형 무자계 온도조절기에 있어서, 상기 내부 및 외부 발열선에 공급되는 전원을 단속하는 스위칭 소자와; 상기 외부발열선과 전원 사이에 직렬 연결된 제1 정류 다이오드; 상기 스위칭 소자와 전원 사이에 직렬 연결된 제2 정류 다이오드; 상기 제2 정류 다이오드와 상기 스위칭 소자 사이에 구비된 전류 센싱 저항; 상기 전류센싱저항과 상기 스위칭 소자 사이의 소정 노드를 검출점으로 하여 이 노드에 흐르는 전류값을 근거로 발열선의 온도를 검출하는 온도신호 검출부; 이 온도신호 검출부에 의해 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터, 및 이 AD 컨버터로부터 출력신호를 근거로 발열선의 온도를 제어하는 마이컴을 포함하여 구성되고, 상기 온도신호 검출부는 상기 전류센싱저항의 일단과 직렬 연결된 회로보호 저항과, 이 회로보호 저항의 타단과 접지사이에 병렬연결된 제너다이오드와 캐패시터, 상기 회로보호 저항의 타단과 상기 제너다이오드 및 캐패시터의 병렬연결 노드를 일측 입력으로 받아 입력신호에 상응하는 출력값을 상기 AD 컨버터로 출력하는 오피앰프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 스위칭 소자로 트랜지스터가 사용되는 것을 특징으로 한다.The temperature controller of the present invention for achieving the above object, in the linear non-magnetic temperature controller of a heating apparatus having an internal heating line and an external heating line, switching elements for intermittent the power supplied to the internal and external heating line; A first rectifying diode connected in series between the external heating wire and a power supply; A second rectifier diode connected in series between the switching element and a power supply; A current sensing resistor provided between the second rectifying diode and the switching element; A temperature signal detector for detecting a temperature of a heating line based on a current value flowing through the node using a predetermined node between the current sensing resistor and the switching element as a detection point; An AD converter for converting the analog signal detected by the temperature signal detector into a digital signal, and a microcomputer for controlling the temperature of the heating wire based on the output signal from the AD converter, wherein the temperature signal detector is configured to sense the current sensing. A circuit protection resistor connected in series with one end of the resistor, a zener diode and a capacitor connected in parallel between the other end of the circuit protection resistor and a ground, the other end of the circuit protection resistor and a parallel connection node of the zener diode and the capacitor are inputted as one inputs. And an op amp that outputs an output value corresponding to the signal to the AD converter.
In the present invention, a transistor is used as the switching element.

상기 스위칭 소자로 모스펫(MOSFET) 또는 BJT 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use a MOSFET or a BJT transistor as the switching element.

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상기에서, 전류센싱저항은 수 0.1Ω ～ 5.0Ω 의 저항이 사용되는 것이 바람직하다.In the above, it is preferable that a current sensing resistor of several 0.1? -5.0? Is used.

상기 에러신호 발생부에서의 에러신호 발생은 LED의 점멸 주기 변화로 표시되게 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 온도조절기는 상기 AD 컨버터가 마이컴 내에 구현된 것을 특징으로 한다.It is preferable that the error signal generation in the error signal generator is indicated by a change in the blinking period of the LED.
In addition, the temperature controller according to the present invention is characterized in that the AD converter is implemented in a microcomputer.

삭제delete

본 발명에 의하면, 온도센서를 별도로 사용하지 않고 스위칭 소자를 제어하기 위한 별도의 복잡한 회로가 필요하지 않기 때문에 구조가 간단하고 제조원가 를 저감하는 효과를 발휘한다.According to the present invention, since there is no need for a separate complicated circuit for controlling the switching element without separately using a temperature sensor, the structure is simple and the manufacturing cost can be reduced.

또한, 스위칭 소자로 종래의 트라이악이나 SCR보다 내부저항이 상대적으로 적은 트랜지스터를 사용함으로써 스위칭 소자의 발열 및 소모 전력을 감소시키는 효과가 있다. In addition, by using a transistor having a relatively lower internal resistance than a conventional triac or SCR as the switching element, there is an effect of reducing the heat generation and power consumption of the switching element.

아울러, 전체 온도 범위의 측정이 가능하여 발열선 전체 온도와 국부적 과열을 검출할 수 있기 때문에 안전성을 높이는 효과가 있다. In addition, since the entire temperature range can be measured, the entire heating line temperature and local overheating can be detected, thereby improving safety.

도 1은 본 발명에 따른 온도 조절기의 회로 연결 및 작동 개념을 나타내기 위한 전체 회로도이다.
도 2는 본 발명의 온도 조절기의 회로중 제로크로스 검출부를 자세히 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 온도 조절기의 회로중 온도신호 검출부를 자세히 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 온도 조절기의 회로중 트리거 신호 발생부를 자세히 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 온도 조절기의 회로중 에러신호 발생부를 자세히 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 발명의 온도 조절기에 있어서, 발열선의 발열 전과 발열 후의 각 상태에서 발열선과 전류센싱저항에 걸리는 전압의 크기 변화를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 온도 조절기의 온도에 따른 온도 제어의 범위를 종래의 온도 조절기와 비교 도시한 그래프도이다.
도 8은 본 발명의 온도 조절기의 주변 환경변화에 따른 온도 변화를 종래의 온도 조절기와 비교 도시한 그래프도이다.1 is an overall circuit diagram showing the circuit connection and operation concept of the temperature controller according to the present invention.
2 is a circuit diagram showing in detail the zero cross detection unit of the circuit of the temperature controller of the present invention.
3 is a circuit diagram showing in detail the temperature signal detection unit of the circuit of the temperature controller of the present invention.
4 is a circuit diagram illustrating in detail a trigger signal generator in a circuit of a temperature controller of the present invention.
5 is a circuit diagram illustrating an error signal generator in detail in a circuit of a temperature controller of the present invention.
Figure 6 shows the change in the magnitude of the voltage applied to the heating line and the current sensing resistance in each state before and after the heating of the heating wire in the temperature controller of the present invention.
7 is a graph illustrating a range of temperature control according to the temperature of the temperature controller of the present invention compared with a conventional temperature controller.
8 is a graph illustrating a temperature change according to a change in the surrounding environment of the temperature controller of the present invention compared with a conventional temperature controller.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 선형 무자계 온도 조절기의 회로 연결 및 작동 개념을 나타내기 위한 전체 회로도이다.1 is an overall circuit diagram showing the circuit connection and operation concept of the linear magnetic field temperature controller according to the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 선형 무자계 온도 조절기(100)는 다이오드(10,11), 내부 발열선(12), 외부 발열선(13), 스위칭 소자(20), 전류센싱저항(30), 트리거신호 발생부(40), 온도신호 검출부(50), 제로크로스 검출부(60), 에러신호 발생부(70) 및 마이컴(80)을 포함하는 구비하는 구성으로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the linear magnetic field temperature controller 100 of the present invention includes a diode 10, 11, an internal heating line 12, an external heating line 13, a switching element 20, and a current sensing resistor 30. ), A trigger signal generator 40, a temperature signal detector 50, a zero cross detector 60, an error signal generator 70, and a microcomputer 80.

상기 구성중 마이컴(80)은 상기 트리거신호 발생부(40), 상기 온도신호 검출부(50), 상기 제로크로스 검출부(60), 상기 에러신호 발생부(70)의 작동을 각각 제어한다.The microcomputer 80 controls the operation of the trigger signal generator 40, the temperature signal detector 50, the zero cross detector 60, and the error signal generator 70.

상기 다이오드(10,11)는 교류전압의 마이너스(-) 전압을 차단하기 위한 것으로, 정류 기능을 담당한다. 정류를 하는 이유는 교류전압을 직류 전압화 하여 사용하기 위함이다. 이는 스위칭 소자(20)로 사용되는 트랜지스터(20a)는 교류전압에서 사용할 수 없기 때문이다. The diodes 10 and 11 are for blocking a negative voltage of an AC voltage and are responsible for the rectifying function. The reason for rectification is to use AC voltage as DC voltage. This is because the transistor 20a used as the switching element 20 cannot be used at an AC voltage.

본 발명에서는, 내부 발열선(12)과 외부 발열선(13)의 각 단부를 연결하여 전류가 흐를 때 자계를 상쇄시켜 무자계를 이루도록 구성하였다. In the present invention, the respective ends of the internal heating line 12 and the external heating line 13 are connected to each other so that the magnetic field is canceled out when the current flows to form a magnetic field.

상기 구성을 통해 무자계를 형성하기 위한 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the process for forming a magnetic field through the above configuration is as follows.

먼저, 전압이 인가되면 교류 전압이 정류 기능을 하는 다이오드(10)를 거쳐 교류전압의 (+)전압만이 제로크로스 검출부(60)에 인가된다. First, when a voltage is applied, only the positive voltage of the AC voltage is applied to the zero cross detector 60 through the diode 10 having a rectifying function.

상기 제로크로스 검출부(60)를 자세히 나타내는 회로도인 도 2를 참조하면, 인가된 (+)전압은 포토커플러 회로보호 저항(61)을 거쳐 포토커플러(63)로 인가되어 포토커플러(63)를 턴온(Turn on) 시키고 다이오드(11)를 통해서 빠져나간다. 포토커플러(63)가 턴온 되면 5V의 직류 전압은 풀업(Pull up) 저항(62)을 통해서 그라운드로 빠져나간다. 이때 그라운드 신호가 마이컴(80)으로 인가되고, 마이컴(80)은 교류 전압의 제로점을 확인하게 된다. 제로크로스 검출을 하는 것은 발열선의 온도를 안정적으로 획득하기 위함이다. 그리고 저항 대신 포토커플러(63)를 이용하여 제로점을 검출하는 것은 보다 정확한 제로점 획득에 그 이유가 있다. Referring to FIG. 2, which is a circuit diagram illustrating the zero cross detection unit 60 in detail, an applied (+) voltage is applied to the photocoupler 63 through a photocoupler circuit protection resistor 61 to turn on the photocoupler 63. Turn on and exit through the diode 11. When the photocoupler 63 is turned on, a DC voltage of 5 V is pulled out to the ground through the pull up resistor 62. In this case, the ground signal is applied to the microcomputer 80, and the microcomputer 80 checks the zero point of the AC voltage. The zero cross detection is for obtaining the temperature of the heating wire stably. In addition, detecting the zero point by using the photocoupler 63 instead of the resistor has a reason for more accurate zero point acquisition.

상기 제로크로스 검출부(60)는 마이컴(80)과 연결되어 마이컴(80)에 의해 그 동작이 제어된다.The zero cross detector 60 is connected to the microcomputer 80 and its operation is controlled by the microcomputer 80.

도 3은 온도신호 검출부를 자세히 나타내는 회로도이다. 3 is a circuit diagram illustrating a temperature signal detector in detail.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 온도 조절기(100)에서는 스위칭 수단(20)으로 트랜지스터(20a)를 사용하고 있으며, 상기 트랜지스터(20a)로는 예컨대, MOSFET(MOS Field Effect Transistor)이나 BJT(Bipolar Junction Transistor) 등의 트랜지스터를 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 전류센싱 저항(30)은 0.1Ω ～ 5.0Ω 의 크기를 갖는 저항이 사용되도록 한다.As shown in FIG. 3, in the temperature controller 100 of the present invention, a transistor 20a is used as the switching means 20, and as the transistor 20a, for example, a MOSFET (MOS Field Effect Transistor) or a BJT ( A transistor such as a bipolar junction transistor can be used. In addition, the current sensing resistor 30 of the present invention is to use a resistor having a size of 0.1Ω ~ 5.0Ω.

제로점을 확인하면, 온도신호 검출부(50)는 상기 도 3에서처럼 트랜지스터(20a)와 전류센싱 저항(30) 사이에서 발열선(12,13)의 온도를 검출하고, 검출된 신호는 회로보호 저항(51)과 제너다이오드(54)와 노이즈 제거 캐패시터(55)를 거쳐 오피 앰프(OPAMP)(56)를 통해서 증폭되어 마이컴(80)의 ADC(Analog Digital Converter)(81)로 들어가고, 마이컴(80)은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 제어 알고리즘에 따라서 발열선의 온도를 제어하기 위해서 트리거 신호 발생부(40)에 신호를 인가하게 된다. When the zero point is checked, the temperature signal detector 50 detects the temperature of the heating wires 12 and 13 between the transistor 20a and the current sensing resistor 30 as shown in FIG. 3, and the detected signal is a circuit protection resistor ( 51), a zener diode 54, and a noise canceling capacitor 55 are amplified through an OPAMP 56 to enter an analog digital converter (ADC) 81 of the microcomputer 80, and the microcomputer 80 The signal is applied to the trigger signal generator 40 to convert the analog signal into a digital signal and control the temperature of the heating wire according to a control algorithm.

상기 도면에서 부호 52와 53은 오피앰프 게인(OPAMP gain) 저항을 나타내며, 온도신호 검출부(50)는 마이컴(80)과 연결되어 마이컴(80)에 의해 동작이 제어된다.In the drawings, reference numerals 52 and 53 denote OPAMP gain resistances, and the temperature signal detector 50 is connected to the microcomputer 80 to control the operation of the microcomputer 80.

참고로, 상기의 예와는 달리, 본 발명의 온도 조절기(100)에 구비되는 스위칭 소자(20)로 종래의 트라이악 또는 SCR 을 사용할 수도 있다.For reference, unlike the above example, a conventional triac or SCR may be used as the switching element 20 provided in the temperature controller 100 of the present invention.

도 4는 본 발명의 트리거 신호 발생부를 자세히 나타내는 회로도이다. 4 is a circuit diagram illustrating in detail a trigger signal generator of the present invention.

도 4를 참조하면, 마이컴(80)에서 트리거 신호 발생부(40)에 신호가 인가되면 인가된 신호는 회로보호 저항(42)을 거쳐 포토커플러(43)를 턴온 하고, 포토커플러(43)가 턴온 되면 5V 직류 전압은 포토커플러(43)를 거쳐 트랜지스터(20a)를 턴온 하게 된다. 풀다운 저항(41)은 마이컴(80)에서 트리거 신호 발생부(40)로 신호가 인가되지 않을 때 트랜지스터(20)가 턴온 되지 않도록 그라운드 레벨을 유지시켜 준다. Referring to FIG. 4, when a signal is applied to the trigger signal generator 40 in the microcomputer 80, the applied signal turns on the photocoupler 43 through the circuit protection resistor 42, and the photocoupler 43 When turned on, the 5V DC voltage turns on the transistor 20a via the photocoupler 43. The pull-down resistor 41 maintains the ground level so that the transistor 20 is not turned on when a signal is not applied from the microcomputer 80 to the trigger signal generator 40.

참고로, 상기 트리거 신호 발생부(40)에서 포토커플러(43)를 대신하여 트랜지스터를 사용할 수도 있다.For reference, a transistor may be used in place of the photocoupler 43 in the trigger signal generator 40.

검출된 온도신호의 이상이나 사용 제한 시간 초과에 따른 이상 발견시에는, 에러신호 발생부(70)의 회로도를 도시한 도 5에서와 같이, 연결된 LED(72)를 점멸함으로서 에러신호를 검출할 수 있다. 에러의 종류는 LED(72)의 점멸 주기를 변화시켜서 확인할 수 있다.When detecting the abnormality of the detected temperature signal or the abnormal use time limit, the error signal can be detected by blinking the connected LED 72 as shown in FIG. 5 of the circuit diagram of the error signal generator 70. have. The type of error can be confirmed by changing the blinking period of the LED 72.

한편, 온도 검출 알고리즘에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the temperature detection algorithm will be described in more detail as follows.

발열선(12,13)에 발열이 되면 발열선(12,13)의 임피던스가 증가하고, 교류 전압이 다이오드(10), 발열선(12,13), 트랜지스터(20a), 전류센싱저항(30), 다이오드(11)를 지나가는 직렬회로의 전체 임피던스가 증가한다. 하지만 직렬회로에 인가되는 교류전압의 크기는 변화가 없기 때문에 발열선(12,13)에 걸리는 전압은 증가하고 전류센싱저항(30)에 걸리는 전압은 낮아지게 된다. 이와 같이 온도에 따른 발열선(12,13)의 임피던스를 알게 되면 전류센싱저항(30)에 걸리는 전압을 알게 되어 정확한 온도 제어가 가능하게 된다.When the heating lines 12 and 13 generate heat, the impedance of the heating lines 12 and 13 increases, and the AC voltage is the diode 10, the heating lines 12 and 13, the transistor 20a, the current sensing resistor 30, and the diode. The total impedance of the series circuit passing through (11) increases. However, since the magnitude of the AC voltage applied to the series circuit is unchanged, the voltage applied to the heating lines 12 and 13 increases and the voltage applied to the current sensing resistor 30 is lowered. As such, when the impedance of the heating lines 12 and 13 according to the temperature is known, the voltage applied to the current sensing resistor 30 is known to enable accurate temperature control.

도 6은 본 발명의 온도 조절기에 있어서의 발열 전, 후의 상태에서 발열선과 전류센싱저항에 걸리는 전압을 나타낸 도면으로, 도 6의 (a)는 발열 전의 상태, 도 6의 (b)는 발열 후의 상태를 나타낸다.6 is a diagram showing the voltage applied to the heating line and the current sensing resistance in the state before and after the heating in the temperature controller of the present invention, Figure 6 (a) is a state before the heating, Figure 6 (b) after the heating Indicates the state.

도시된 바와 같이, 발열선(12,13)에 발열이 된 후의 상태에서는, 발열선(12,13)에 걸리는 전압은 증가하고, 선류센싱저항(30)에 걸리는 전압은 낮아짐을 알 수 있다.As shown, it can be seen that in the state after the heat generation lines 12 and 13 generate heat, the voltage applied to the heating lines 12 and 13 increases and the voltage applied to the flow current sensing resistor 30 decreases.

이와 같은 원리로 해서 전류센싱저항(30)을 이용하여 실시간으로 전체 온도 범위의 검출이 가능하다. Based on this principle, the entire temperature range can be detected in real time using the current sensing resistor 30.

도 7은 본 발명의 온도조절기의 온도에 따른 동작 유무를 종래의 온도 조절기와 비교하여 나타낸 그래프도로서, 도 7의 (a)는 종래의 온도조절기의 경우이고, 도 7의 (b)는 본 발명의 온도조절기의 경우이다.7 is a graph showing the operation according to the temperature of the temperature controller of the present invention compared with a conventional temperature controller, Figure 7 (a) is a case of a conventional temperature controller, Figure 7 (b) is a In the case of the thermostat of the invention.

도면에서 알 수 있는 바와 같이, 포토커플러와 다이오드를 이용한 기존의 온도 조절기는 특정 설정온도(예 : 60℃, 70℃) 이상이 되면 온도를 감지하여 온도가 더 이상 올라가지 않게 제어를 하고, 설정온도 이하에서는 주변환경에 상관없이 실험을 통해 얻어진 일정한 파형의 제어를 한다. 그래서 설정온도 이하에서는 주변의 환경변화에 따른 적응을 하지 못한다. As can be seen in the figure, the existing temperature controller using a photocoupler and a diode detects the temperature when a certain set temperature (eg, 60 ℃, 70 ℃) or more to control the temperature does not rise any more, the set temperature Hereinafter, the control of the constant waveform obtained through the experiment regardless of the surrounding environment. Therefore, below the set temperature, it cannot adapt to changes in the surrounding environment.

그러나 본 발명에 따른 온도조절기는 전류센싱저항을 이용하여 전체 온도 범위에 대한 온도를 검출하여 주변환경이 변하더라도 사용자가 원하는 온도를 유지하도록 제어할 수 있다. However, the temperature controller according to the present invention can detect the temperature over the entire temperature range by using the current sensing resistance to control the user to maintain the desired temperature even if the surrounding environment changes.

도 8은 주변 환경변화에 따른 온도 조절기의 온도 변화를 도시한 그래프도로서, 도 (a)는 종래의 온도 조절기의 경우이고, 도 (b)는 본 발명의 온도 조절기의 경우이다.8 is a graph showing the temperature change of the temperature controller according to the change in the surrounding environment, (a) is a case of a conventional temperature controller, (b) is a case of the temperature controller of the present invention.

상기 도면에서, 실선은 사용자가 원하는 온도이고, 점선은 온열기기의 온도를 나타낸 것이다. In the figure, the solid line represents the temperature desired by the user, and the dotted line represents the temperature of the heater.

종래 온도조절기의 경우(도 a), 최고 설정 온도이상으로 온도가 상승하지 않지만 주변환경의 변화 시 온도의 변화가 크게 나타남을 알 수 있고, 본 발명의 온도 조절기의 경우(도 b), 주변환경의 변화에 상관없이 온도의 변화가 크지 않음을 볼 수 있다. In the case of the conventional temperature controller (Fig. A), the temperature does not rise above the maximum set temperature, but it can be seen that the change in temperature is large when the ambient environment changes, and in the case of the temperature controller of the present invention (Fig. B), the ambient environment It can be seen that the change of temperature is not large regardless of the change of.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 정류 다이오드 11 : 정류 다이오드
12 : 내부 발열선 13 : 외부 발열선
20 : 트랜지스터 30 : 전류센싱저항
40 : 트리거 신호 발생부 41 : 풀다운(pull down) 저항
42 : 회로 보호 저항 43 : 포토 커플러
50 : 온도신호 검출부 51 : 회로보호 저항
52,53 : 오피앰프 게인(OPAMP gain) 저항
54 : 회로보호 제너다이오드 55 : 노이즈 제거용 캐패시터
56 : 오피앰프(OPAMP) 60 : 제로크로스 검출부
61 : 회로보호 저항 62 : 풀업(Pull up) 저항
63 : 포토커플러 70 : 에러신호 발생부
71 : 회로 보호 저항 72 : 엘이디
80 : 마이컴<Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: rectifier diode 11: rectifier diode
12: internal heating wire 13: external heating wire
20: transistor 30: current sense resistor
40: trigger signal generator 41: pull down resistor
42: circuit protection resistor 43: photo coupler
50: temperature signal detection unit 51: circuit protection resistor
52,53: OPAMP gain resistor
54 Circuit Protection Zener Diode 55 Noise Reduction Capacitor
56: OPAMP 60: zero cross detector
61: circuit protection resistor 62: pull up resistor
63: photo coupler 70: error signal generator
71: circuit protection resistance 72: LED
80: micom

Claims

In the linear magnetic fieldless thermostat of a heater equipped with an internal heating wire and an external heating wire,
A switching element for controlling power supplied to the internal and external heating wires;
A first rectifying diode connected in series between the external heating wire and a power supply;
A second rectifier diode connected in series between the switching element and a power supply;
A current sensing resistor provided between the second rectifying diode and the switching element;
A temperature signal detector for detecting a temperature of a heating line based on a current value flowing through the node using a predetermined node between the current sensing resistor and the switching element as a detection point;
An AD converter which converts the analog signal detected by the temperature signal detection unit into a digital signal, and
It is configured to include a microcomputer for controlling the temperature of the heating wire based on the output signal from the AD converter,
The temperature signal detector includes a circuit protection resistor connected in series with one end of the current sensing resistor, a zener diode and a capacitor connected in parallel between the other end of the circuit protection resistor and a ground, and a parallel of the other end of the circuit protection resistor and the zener diode and the capacitor. And an op amp configured to receive a connection node as an input of one side and output an output value corresponding to an input signal to the AD converter.

delete

The method according to claim 1,
And a linear magnetic field temperature controller in which a transistor is used as the switching element.

The method according to claim 3,
And the transistor is a MOSFET or a BJT.

The method according to claim 1,
A linear autonomous temperature controller in which triac or SCR is used as the switching element.

The method according to claim 1,
The current sensing resistance is a linear magnetic field temperature controller using a resistance of 0.1Ω ~ 5.0Ω.

delete

The method according to claim 1,
And the AD converter is implemented in the microcomputer.