KR101155419B1 - 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기 및 그 제어방법 - Google Patents

볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 취침모드에서도 볼륨을 가변할 수 있고, 볼륨 가변시 난방 온도를 취침온도 이상으로 상승시킬 수 있어 취침시의 미열문제가 해소될 수 있도록 한 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 본 발명의 구체적인 수단은, 난방 매트에 사용되는 온도조절기에 있어서, 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 조절되고, '저온', '취침', '고온', '①~⑥'단계의 온도 설정 모드가 버튼의 상면에 원주 방향으로 표시되어 있고, '취침'을 선택할 수 있는 취침다이알스위치와, 온도 설정모드에 따른 온도를 가변 조정할 수 있는 볼륨스위치가 부착되어 있는 다이알버튼과; 다이알버튼으로부터 근접된 위치에 배치되고, 발열선의 발열 검출 전압을 감지하는 감열선과 감열선에 연결된 사이리스터를 갖는 제어회로의 구동 전원을 개폐 선택하는 전원버튼과; 온도조절기 제어회로에는 상기 취침다이알스위치의 '온' 작동시 정상의 기준전압으로 볼륨 스위치에 의해 전열선의 전력공급을 단독으로 조정하고, 취침다이알스위치의 '오프' 작동시 취침기준전압과 발열온도전압의 비교값에 의해 전열선의 작동을 취침온도로 자동으로 온/오프 제어하는 마이컴;이 포함되어 달성된다.

Description

볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기 및 그 제어방법{Temperature controller having sleep mode in volume and temperature controll method}
본 발명은 예로, 전기장판 등에 사용되는 온도조절기에 관한 것으로, 특히 볼륨에 취침다이알스위치가 부착되어 취침모드 상태에서도 볼륨의 단독 조정으로 전열선의 온도를 취침온도 이상으로 상승시킬 수 있도록 하여 미열 문제가 해소된 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기장판, 전기매트, 전기담요 등은 온도조절기로 전열선의 발열 온도를 조절하게 되어 있다. 온도 조절기는 전기적 회로를 통해 전열선과 전열선의 온도를 검출하는 감열선이 구비되어 있다.
종래, 온도 조절기는 온도 조절기 본체에 볼륨을 조정할 수 있는 다이알 버튼과 취침버튼이 서로 소정의 위치에 떨어져 배치되어 있다. 다이알 스위치에는 ①단계~⑥단계로 나누어 표시된 온도 조절표시부와, '저온'표시부, '고온'표시부, '꺼짐'표시부가 마킹되어 있다.
따라서 온도조절표시부의 위치 조절선택에 따라 설정 온도가 조절되며, '저온'표시부에 의해 저온 유지가 조절되고, '고온'표시부에 의해 고온 유지가 조절되고, '꺼짐'표시부에 의해 발열이 정지하게 되어 있다.
취침버튼은 온(on)/오프(off) 작동되는 것으로, 온 상태일 경우 설정된 온도 예로, 38℃ 이상으로 전열선의 온도가 상승되지 않도록 유지하는 기능을 한다.
이러한 종래 온도조절기의 구조에서는 다음과 같은 문제가 발생된다.
즉, 취침버튼을 눌러 온 시키면, 38℃ 이내에서 전기장판의 난방이 이루어지므로, 이 상태에서 사용자가 온도를 높이고 싶어서 다이알 버튼을 회전 조작하여 '고온'표시부로 설정하여도 난방 온도가 올라가지 않는 미열문제가 생긴다. 물론 이럴 경우 취침버튼을 오프 상태로 원위치로 조작하면 문제는 생기지 않는다.
그러나 대부분의 사용자는 이를 잊어버리거나 무시하기 쉽다. 따라서 사용자는 이런 일이 처음 발생되거나 몇 번 반복되면 제품의 불량으로 판단하여 애프터 서비스를 요청하게 된다. 이런 일이 실제적으로 자주 일어난다.
국내 공개특허 제2003-0019923호(전열매트용 온도조절기)의 경우, 발열부내의 감열선(HEATER)를 이용하여 정확한 온도조절이 가능하도록 함과 동시에, 제로전압검출부에 의해 제로점트리거전압을 산출하여 EMI 전자파 발생을 차단할 수 있도록 하고, 과전류발생 혹은 발열선과 감지선의 접합에 의한 과열과 화재로부터 안전사고를 미연에 감열선을 이용하여 정확한 온도조절을 이루고, 전자파 발생을 차단하는 기술이 개시되어 있다. 국내 등록특허 제0883983호(이중 발열선의 무자계 결선에 의한 온조제어장치)의 경우, 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 상쇄시키는 기술이 개시되어 있다. 그러나 이들 선행기술은 취침온도에 대한 별도 설정 기능이 없으며, 취침온도를 유지하고 있는 상태에서 전열선을 단독으로 조정하여 미열을 해소할 수 있는 기술이 개시되어 있지 않다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 취침모드에서도 볼륨을 가변할 수 있고, 볼륨 가변시 난방 온도를 취침온도 이상으로 상승시킬 수 있어 취침시의 미열문제가 해소될 수 있도록 한 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은, 난방 매트에 사용되는 온도조절기에 있어서, 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 조절되고, '저온', '취침', '고온', '①~⑥'단계의 온도 설정 모드가 버튼의 상면에 원주 방향으로 표시되어 있고, '취침'을 선택할 수 있는 취침다이알스위치와, 온도 설정모드에 따른 온도를 가변 조정할 수 있는 볼륨스위치가 부착되어 있는 다이알버튼과; 다이알버튼으로부터 근접된 위치에 배치되고, 발열선의 발열 검출 전압을 감지하는 감열선과 감열선에 연결된 사이리스터를 갖는 제어회로의 구동 전원을 개폐 선택하는 전원버튼과; 온도조절기 제어회로에는 상기 취침다이알스위치의 '온' 작동시 정상의 기준전압으로 볼륨 스위치에 의해 전열선의 전력공급을 단독으로 조정하고, 취침다이알스위치의 '오프' 작동시 취침기준전압과 발열온도전압의 비교값에 의해 전열선의 작동을 취침온도로 자동으로 온/오프 제어하는 마이컴;이 포함되고;
감열선과 마이컴 사이에는 저항(R1,R2,R3), 다이오드(D5), 저항(R4,R5), 전해콘덴서(GC2)에 의해서 발열선의 온도전압을 검출하는 온도검출부가 연결되고;
취침다이알스위치와 마이컴 사이에는 취침기준전압이 마이컴의 한 단자에 입력/설정되도록 저항(R28), 저항(R9)이 연결되고, 마이컴은 취침기준전압과 상기 발열온도전압을 비교 판단하여, 취침기준전압이 발열온도전압보다 작을 경우 로우 신호가 출력되어 발열선의 발열을 중지시키고, 그 반대로 취침기준전압이 발열온도전압보다 같거나 클 경우 전열선을 자동으로 온/오프 작동시켜서 취침온도를 유지하고;
취침모드의 기준전압이 저항(R8), 저항(R9)에 의하여 마이컴(IC2)에 설정되었을 때 사이리스터가 동작하여 전열선의 전력공급을 단독으로 조정되고;
취침다이알스위치를 취침모드를 켜고, 정상 상태로 하면 저항(R28)과 저항(R26)의 합성 저항값에 의해 정상의 기준 전압으로 변경되어 취침온도를 유지하는 것을 특징으로 한다.
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또한 본 발명에 따른 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기의 제어방법은, 전원스위치의 온/오프 상태를 확인하는 단계와; 전원스위치의 온 동작시 취침다이알스위치의 온/오프 상태를 확인하는 단계와; 취침다이알스위치의 오프 상태시 취침기준전압을 설정하고, 발열선에 권취된 감열선에서 검출된 발열온도전압과 취침기준전압을 비교 판단하는 단계와; 취침기준전압이 발열온도전압보다 작을 경우 전열선을 오프 상태로 정지시키는 단계, 취침기준전압이 발열온도전압과 같거나 클 경우 전열선을 반복 작동시켜 취침온도를 유지시키는 단계 중 어느 하나의 단계를 수행하는 단계; 취침기준전압 설정시 볼륨스위치의 조정으로 전열선의 작동을 단독으로 조정하는 단계; 및 취침다이알스위치의 온 상태시 정상기준전압의 발생으로 전열선을 반복 작동시켜 취침온도를 유지하는 단계;로 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기 및 그 제어방법에 의하면, 취침버튼이 다이알버튼에 포함되어 있어 종래와 같이 취침모드와 볼륨모드를 동시에 선택할 수 있는 것을 미연에 차단할 수 있다. 따라서 어느 하나의 모드를 선택할 수 밖에 없게 되고, 특히 취침모드 선택시에도 온도가변볼륨의 조작으로 취침온도 이상으로 전열선을 고온으로 발열시킬 수 있어 미열문제가 발생되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기의 외관도.
도 2는 본 발명에 따른 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기의 제어회로도.
도 3은 본 발명에 따른 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기의 제어흐름도.
도 1은 본 발명에 따른 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기(10)를 나타내고 있다.
도 1과 같이 자동 온도조절기(10)에는 다이알버튼(12)과 전원버튼(14)이 배치되어 있다. 전원버튼(14)은 도 2의 제어회로(100)에서 전원스위치(101)를 온/오프 동작시킨다. 전원버튼(14)은 다이알버튼(12)의 하방에 이격되어 배치되어 있으나 이러한 위치에 한정되는 것은 아니다.
다이알버튼(12)은 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 조절되고, '저온', '취침', '고온', '①~⑥'단계의 설정 모드가 버튼의 상면에 원주 방향으로 표시되어 있다. 다이알버튼(12)에는 제어회로(100)에서와 같이 '취침'을 선택할 수 있는 취침다이알스위치(102)와, 설정 모드의 온도를 가변 조정할 수 있는 볼륨스위치(104)가 부착되어 있다.
따라서 다이알버튼(12)의 선택 위치 조정에 따라 취침다이알스위치(102)의 취침 온/오프 모드가 선택되거나, 볼륨스위치(104)의 조절에 의해 저온, 고온 및 '①~⑥'단계의 난방 모드 중 어느 하나가 선택된다.
전원버튼(14)은 도 2와 같이 제어회로(100)의 정전압 전원부(106)에 연결되어 있다. 정전압 전원부(106)는 마이컴(IC2)에 공급되는 DC전원을 출력한다.
정전압 전원부(106)는 전원에 직열로 연결된 저항(R12), 저항(R14), 다이오드(D1), 제너다이오드(Z1) 그리고 저항(R13) 및 콘덴서(C1), 제너다이오드(Z1)에 병열 연결된 전해콘덴서(GC1)로 이루어진다. 이때 저항(R13)과 콘덴서(C1)는 저항(R12,R14)에 병열 연결되어 있다.
따라서 정전압 전원부(106)의 전원은 저항(R13) 및 콘덴서(C1)를 통하여 전압 강화되고, 다이오드(D1)와 제너다이오드(Z1)에 의해서 일정한 전압을 유지하고, 제너다이오드(Z1)와 병열 연결된 전해콘덴서(GC1)에 의해 전압을 저장함으로써 일정한 직류 전원을 출력한다.
정전압 전원부(106)에는 발열선(H)이 연결되어 있고, 발열선(H)에는 발열선의 발열 온도를 검출하기 위한 온도 검출부(108)가 연결되어 있다.
온도 검출부(108)는 발열선(H)에 권취되어 유기 전압을 검출하는 감열선(S), 감열선(S)에 직열 연결된 저항(R1)(R2), 저항(R2)에 병열 연결된 저항(R3,R4,R5), 저항(R3)과 저항(R4)의 사이에 접속된 다이오드(D5), 저항(R5)에 직렬로 연결된 전해콘덴서(GC2)를 구비하고 있다.
온도 검출부(108)에는 취침기준전압(V3)과 발열온도전압(V2)을 비교 판단하여 사이리스터(2)를 트리거 시키기 위한 마이컴(IC2)이 연결되어 있다. 마이컴(IC2)의 3번핀에는 저항(R26), 취침다이알스위치(102), 저항(R8,R9)가 연결되어 있다. 이때 저항(R8)(R9)은 취침다이알스위치(102)와 저항(R26)에 병열 연결되어 있고, 취침다이알스위치(102)와 저항(R26)은 전원스위치(101)와 직렬로 연결되어 있다. 마이컴(IC2)의 1번핀은 발열선(H)으로 전원 공급을 개폐하는 사이리스터(SCR2)에 연결되어 있다.
발열선(H)에는 발열 온도를 조정하는 볼륨스위치(104)가 연결되어 있고, 볼륨스위치(104)에는 회로 안정화를 위해 스위칭소자(Q1,Q2,Q3,Q4)가 연결되어 있다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 도 2의 제어 흐름도를 참고하여 설명한다.
먼저, 전원스위치(101)의 온/오프 동작에 따라 자동 온도조절기(10)의 제어회로(100)의 동작 여부가 결정된다(S30).
여기서 전원번튼(14)을 눌러 전원스위치(101)를 온 상태로 절환시키면, 취침다이알스위치(101)의 온/오프 동작을 확인하게 된다(S31).
취침다이알스위치(101)가 오프 상태일 경우 취침기준전압(V3)이 설정되고(S32), 발열선(H)의 온도전압이 검출된다(S33). 이때 취침기준전압(V3)은 저항(R8,R9)에 의해 결정되어 마이컴(IC2)의 3번핀에 설정된다. 발열선(H)의 발열온도전압(V2)은 감열선(S)에 연결된 온도검출부(108)에서 이루어져 마이컴(IC2)의 2번핀에 공급된다.
다음, 마이컴(IC2)에서는 취침기준전압(V3)과 발열온도전압(V2)을 비교 판단한다(S34).
이때 마이컴(IC2)의 논리회로에 따라 마이컴(IC2)의 3번핀 취침기준전압(V3)이 2번핀 발열온도전압(V2)보다 작으면 마이컴(IC2)의 1번핀에 로우(Low) 신호가 출력(S35)되어, 사이리스터(SCR2)가 동작하지 않는다. 따라서 전열선(H)은 발열되지 않는다(S36).
만일, 마이컴(IC2)의 3번핀 취침기준전압(V3)이 2번핀 발열온도전압(V2)보다 같거나 크면 마이컴(IC2)의 1번핀에 하이(High) 신호가 출력(S37)되어, 사이리스터(SCR2)가 온/오프 동작을 반복하게 되고, 이로 인해 전열선(H)은 발열하여 취침온도 예로, 38℃를 유지하게 된다(S38).
한편, 취침모드의 기준전압(V3)이 저항(R8), 저항(R9)에 의하여 마이컴(IC2)의 3번핀에 설정(S32) 되었을 때 사이리스터(SCR1)가 작동되면, 마이컴(IC2)의 2번 핀에 검출된 발열온도전압(V2)에 의해서 사이리스터(SCR2)가 동작하고 전열선(H)의 전력공급을 볼륨스위치(104)의 볼륨 조절(S39)로 전열선(H)을 발열(S40)시키도록 단독 조정하게 된다.
따라서 본 발명은 취침다이알 스위치(102)가 오프 상태일 경우에도 전열선(H)의 반복 작동으로 취침온도를 유지하는 상태에서 볼륨 스위치(104)의 조정으로 고온, 저온 및 1~6단계의 온도 모드 중 어느 하나를 선택하여 설정할 수 있는 것이다.
따라서 취침온도의 유지 중에도 사용자가 난방 미열을 느낄 경우 다이알버튼(12)을 고온 모드로 조정하기만 하면, 볼륨스위치(104)의 가변이 이루어져 전열선(H)의 단독 조정으로 38℃ 이상의 고온 난방을 수행할 수 있다.
한편, 취침다이알스위치(102)가 온 되어 취침모드가 되면, 저항(R8)과 저항(R26)의 합성 저항값에 의해 정상의 기준 전압으로 변경 발생되고, 이로 인해 전열선(H)의 반복 작동으로 취침온도를 유지하게 된다(S38).
이같이 본 발명의 자동 온도조절기(10)는 취침다이알버튼(12)에 구비된 취침다이알스위치(102)의 온 작동시에 정상 기준 전압 발생으로 전열선(H)의 작동이 이루어져 취침 난방이 이루어진다.
또한, 취침다이알스위치(102)가 오프되어 있는 상태에서도 취침기준전압(V3)과 발열온도전압(V2)의 비교값에 의해 전열선(H)의 반복 작동으로 취침온도를 유지함은 물론 볼륨스위치(104)의 조정으로 원하는 설정온도로 즉시 난방 조정할 수 있다. 따라서 종래와 같이 취침버튼스위치를 사용하면서 별도의 온도가변볼륨을 사용하므로서 나타나는 미열 문제를 해소할 수 있다.
12: 다이알버튼
14: 전원버튼
101:전원스위치
104: 볼륨스위치
106: 정전압 전원부
108: 온도검출부
IC2: 마이컴

Claims (6)

  1. 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 조절되고, '저온', '취침', '고온', '①~⑥'단계의 온도 설정 모드가 버튼의 상면에 원주 방향으로 표시되어 있고, '취침'을 선택할 수 있는 취침다이알스위치와, 온도 설정모드에 따른 온도를 가변 조정할 수 있는 볼륨스위치가 부착되어 있는 다이알버튼과;
    다이알버튼으로부터 근접된 위치에 배치되고, 발열선의 발열 검출 전압을 감지하는 감열선과 감열선에 연결된 사이리스터를 갖는 제어회로의 구동 전원을 개폐 선택하는 전원버튼과;
    온도조절기 제어회로에는 상기 취침다이알스위치의 '온' 작동시 정상의 기준전압으로 볼륨 스위치에 의해 전열선의 전력공급을 단독으로 조정하고, 취침다이알스위치의 '오프' 작동시 취침기준전압과 발열온도전압의 비교값에 의해 전열선의 작동을 취침온도로 자동으로 온/오프 제어하는 마이컴;이 포함되고;
    감열선과 마이컴 사이에는 저항(R1,R2,R3), 다이오드(D5), 저항(R4,R5), 전해콘덴서(GC2)에 의해서 발열선의 온도전압을 검출하는 온도검출부가 연결되고;
    취침다이알스위치와 마이컴 사이에는 취침기준전압이 마이컴의 한 단자에 입력/설정되도록 저항(R28), 저항(R9)이 연결되고;
    마이컴은 취침기준전압과 상기 발열온도전압을 비교 판단하여, 취침기준전압이 발열온도전압보다 작을 경우 로우 신호가 출력되어 발열선의 발열을 중지시키고, 그 반대로 취침기준전압이 발열온도전압보다 같거나 클 경우 전열선을 자동으로 온/오프 작동시켜서 취침온도를 유지하고;
    취침모드의 기준전압이 저항(R8), 저항(R9)에 의하여 마이컴(IC2)에 설정되었을 때 사이리스터가 동작하여 전열선의 전력공급을 단독으로 조정되고;
    취침다이알스위치를 취침모드로 켜고, 정상 상태로 하면 저항(R28)과 저항(R26)의 합성 저항값에 의해 정상의 기준 전압으로 변경되어 취침온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. (a) 전원스위치의 온/오프 상태를 확인하는 단계와;
    (b) 전원스위치의 온 동작시 취침다이알스위치의 온/오프 상태를 확인하는 단계와;
    (c) 취침다이알스위치의 오프 상태시 취침기준전압을 설정하고, 발열선에 권취된 감열선에서 검출된 발열온도전압과 취침기준전압을 비교 판단하는 단계와;
    (d) 취침기준전압이 발열온도전압보다 작을 경우 전열선을 오프 상태로 정지시키는 단계, 취침기준전압이 발열온도전압과 같거나 클 경우 전열선을 반복 작동시켜 취침온도를 유지시키는 단계 중 어느 하나의 단계를 수행하는 단계;
    (e) 상기 (c)단계에서 취침기준전압 설정시 볼륨스위치의 조정으로 전열선의 작동을 단독으로 조정하는 단계; 및
    (f) 상기 (b)단계의 취침다이알스위치의 온 상태시 정상기준전압의 발생으로 전열선을 반복 작동시켜 취침온도를 유지하는 단계;로 제어되는 것을 특징으로 하는 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기의 제어방법.
KR1020100031810A 2010-04-07 2010-04-07 볼륨에 취침 기능이 부가된 난방매트용 자동 온도조절기 및 그 제어방법 KR101155419B1 (ko)

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