KR101210565B1

KR101210565B1 - Control system of electric heater device

Info

Publication number: KR101210565B1
Application number: KR1020110046428A
Authority: KR
Inventors: 신봉철; 김용무
Original assignee: 김용무; 주식회사 뉴지로
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2012-12-11
Also published as: KR20120128462A

Abstract

교류전원에 의하여 발열이 되는 전열기구에 발열온도를 제어하는 제어장치를 제공하며, 상기 제어장치에 제어전원을 공급하는 제어용 직류 동작 전원부가 없이 콘덴서에 충전된 전압을 제어전원으로 활용하여 설정온도에 따라 온도를 제어할 수 있는 경제적이고 간편한 전열기구의 제어장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전열기구의 제어장치는, 발열선의 양단에 연결되는 제1발열단자 및 제2발열단자; 상기 발열선과 나란히 배치되는 감열선의 양단에 연결되는 제1감열단자와 제2감열단자;를 포함하고 상기 제1, 2발열단자는 교류전원과 발열제어용 사이리스터를 통하여 접속되고, 전열기구의 제어장치에 있어서(- 상기 발열선과 상기 감열선 사이는 온도변화에 따라 임피던스가 변화하는 감온성 수지로 절연됨), 상기 발열제어용 사이리스터의 순방향전압 주기에 상기 사이리스터의 게이트에 트리거 전압 신호가 인가되는 것에 의하여 발열전류가 상기 제1, 2발열단자를 통하여 흐르도록 제어되고, 상기 발열제어용 사이리스터의 역방향전압 주기시에 상기 감온성 수지를 통하여 흐르는 온도감지전류와 온도설정용 가변저항에 의하여 설정된 온도설정전류에 의하여 트리거제어 콘덴서를 충전하도록 제어되며, 상기 충전된 트리거제어 콘덴서가 방전되는 전류에 의하여 상기 발열제어용 사이리스터의 게이트에 상기 트리거 전압 신호가 인가되도록 제어됨으로써, 온도 변화에 따른 상기 감지전류의 크기에 의하여 상기 트리거전압 신호의 형성 시점을 상기 순방향전압의 제로포인트 시점으로부터 변화시켜서 상기 발열선의 온도가 제어되는 것을 특징으로 한다.Provides a control device for controlling the heating temperature to the heating device that generates heat by the AC power, and using the voltage charged in the condenser as the control power without the control DC operation power supply for supplying the control power to the control device at the set temperature. Therefore, a control unit of economical and simple heating device which can control temperature is provided.
Control device for a heating device according to an embodiment of the present invention, the first heating terminal and the second heating terminal connected to both ends of the heating wire; And a first thermal terminal and a second thermal terminal connected to both ends of the thermal line arranged in parallel with the heating line, wherein the first and second heating terminals are connected through an AC power source and a heat generation control thyristor, to a control device of a heating mechanism. (-Between the heating wire and the heat-sensitive wire is insulated with a thermosensitive resin whose impedance changes with temperature change), the heating current by applying a trigger voltage signal to the gate of the thyristor in the forward voltage cycle of the heating control thyristor Is controlled to flow through the first and second heat generating terminals and is controlled by a temperature setting current set by a temperature sensing current flowing through the thermosensitive resin and a temperature setting variable resistor during a reverse voltage cycle of the heat generating control thyristor. The capacitor is controlled to charge, and the charged trigger control capacitor is discharged. The trigger voltage signal is controlled to be applied to a gate of the heating control thyristor by a current, so that the timing of formation of the trigger voltage signal is changed from the zero point of the forward voltage by the magnitude of the sensing current according to the temperature change. It is characterized in that the temperature of the heating line is controlled.

Description

CONTROL SYSTEM OF ELECTRIC HEATER DEVICE}

본 발명은 전열기구인 전기요, 전기매트 등에서 발열선이 정해진 온도 이상 과열되지 않도록 제어하는 온도제어장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a temperature control device for controlling the heating wire so that the heating wire does not overheat over a predetermined temperature in the electric yoke, the mat, and the like as a heating device.

일반적으로 보온장판 등 전기 난방장치의 발열선의 온도 제어방식에는 주로 기계식 바이메탈을 사용하는 방식과 감온성 수지를 이용하여 온도를 제어하는 방식이 사용된다.In general, the temperature control method of the heating wire of the electric heating device, such as a thermal insulation plate is mainly used a method of using a mechanical bimetal and a method of controlling the temperature by using a thermosensitive resin.

기계식 바이메탈을 사용하는 장치는 실리콘이나 PVC로 피복된 발열선을 사용하되 온도 검출은 발열선의 온도가 올라갈수록 저항치가 낮아지는 NTC 타입의 온도센서를 별도로 설치하여 온도 제어를 하게 되며 안전장치인 온도 과열 방지장치는 기계식 바이메탈을 사용하게 된다. The device using the mechanical bimetal uses a heating wire coated with silicone or PVC. However, the temperature detection is performed by separately installing an NTC type temperature sensor whose resistance decreases as the temperature of the heating wire increases. The device will use a mechanical bimetal.

발열선과 감열선 사이에 온도 특성이 NTC 타입인 나일론 감온성 수지를 부착하여 온도를 제어하는 방식에 사용되는 나일론 감온성 수지는 발열선의 온도가 높아지게 되면 임피던스가 변화하게 되는데, 이때 감온성 수지에 흐르는 전류변화를 감지하여 그 전류량에 의한 전압 변화에 따라 사이리스터에 의한 전원공급을 제어함으로써 온도를 제어할 수 있다.Nylon thermosensitive resin, which is used in the method of controlling temperature by attaching NTC type nylon thermosensitive resin between heating element and thermal element, changes impedance when heating element temperature increases. The temperature can be controlled by sensing and controlling the power supply by the thyristor according to the voltage change by the amount of current.

즉 나일론 감온성 수지를 이용한 온도제어방식은 별도로 온도 감지센서와 온도과열 방지장치인 바이메탈이 불필요하고 감온성 수지 자체가 절연체로 활용할 수 있고, 발열선과 감열선이 하나의 선 내에 배치할 수 있으므로 비용이 저렴하고 작업성이 좋아 많이 사용이 되고 있다.In other words, the temperature control method using the nylon thermosensitive resin is inexpensive because a temperature sensor and a bimetal, a thermal overheat prevention device, are unnecessary, and the thermosensitive resin itself can be used as an insulator, and the heating wire and the thermal wire can be arranged in one wire. And workability is good and is used a lot.

감열선 방식을 사용한 전기요 장판 등 전열기구에 있어서 사용자는 다이얼, SW등을 조정하여 설정온도를 선택하면 발열선에 전력공급이 이루어지게 된다.In a heating device such as an electric heating plate using a thermal wire method, when a user selects a set temperature by adjusting a dial and SW, power is supplied to a heating wire.

전열기구는 전열기의 표면 온도가 설정된 온도까지 도달된 다음에는 계속 상승되지 않도록 온도를 제어하여 설정온도를 유지하도록 설계되어야 한다.
The heating appliances shall be designed to maintain the set temperature by controlling the temperature so that it does not continue to rise after the surface temperature of the heater reaches the set temperature.

온도제어방식은 설정온도까지는 정격 전력이 소비되다가 설정온도에 도달된 후에는 점차로 소비전력이 줄어들면서 표면온도가 유지되도록 하기 위하여, 발열선의 온도변화에 의해서 온도에 다른 서미스터가 변화되는 것을 전류의 변화로 변환 시킨 후 이를 이용하여 전력소자의 온 오프 시간을 조절하게 된다.In the temperature control method, the rated power is consumed up to the set temperature, but after reaching the set temperature, in order to maintain the surface temperature while gradually reducing the power consumption, the other thermistor changes in temperature due to the temperature change of the heating wire. After converting to, it is used to control the on and off time of the power device.

위와 같은 온도조절방식에는 기본적으로 SCR을 제어하기 위한 제어회로에 직류구동전원으로 동작되는 집적소자들이 사용되기 때문에 직류 구동전압을 공급하는 직류 동작전원부가 필요하게 된다.
In the temperature control method as described above, since an integrated element operated as a DC driving power source is used in a control circuit for controlling an SCR, a DC operating power supply unit supplying a DC driving voltage is required.

본 발명의 목적은 교류 전원에 의하여 발열이 되는 전열기구에 발열온도를 제어하는 제어장치를 제공하며, 상기 제어장치에 제어전원을 공급하는 제어용 직류 동작 전원부가 없이 콘덴서에 충전된 전압을 제어전원으로 활용하여 설정온도에 따라 온도를 제어할 수 있는 경제적이고 간편한 전열기구의 제어장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control device for controlling a heating temperature to a heating device that generates heat by an AC power source, and a voltage charged in a condenser without a control DC operation power supply unit for supplying control power to the control device as a control power supply. It is to provide a control device of economical and simple heating device that can control the temperature according to the set temperature by utilizing.

본 발명의 구체적인 목적은 발열선 주위를 감싸는 나일론 서미스터의 임피던스가 온도에 따라 변화하는 감지신호를, 발열선을 제어하는 사이리스터의 게이트 입력 트리거 시간과 연계하도록 하여, 발열선의 온도를 제어하는 전열기구의 제어장치를 제공하는 것이다.A specific object of the present invention is to control the temperature of the heating wire to control the temperature of the heating wire by connecting the detection signal of the impedance of the nylon thermistor wrapped around the heating wire with the gate input trigger time of the thyristor for controlling the heating wire To provide.

본 발명의 또 다른 목적은 온도를 제어하는 전력소자가 불량인 경우 및 발열선이 국부적인 과열로 인하여 절연이 파괴된 경우에도 안전하게 회로를 차단할 수 있는 경제적인 제어장치를 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide an economical control device that can safely cut off a circuit even when a power device for controlling temperature is defective and a heating wire is broken due to local overheating.

교류전원에 의하여 발열이 되는 전열기구에 발열온도를 제어하는 제어장치를 제공하며, 상기 제어장치에 제어전원을 공급하는 제어용 직류 동작 전원부가 없이 콘덴서에 충전된 전압을 제어전원으로 활용하여 설정온도에 따라 온도를 제어할 수 있는 경제적이고 간편한 전열기구의 제어장치가 제공된다.Provides a control device for controlling the heating temperature to the heating device that generates heat by the AC power, and using the voltage charged in the condenser as the control power without the control DC operation power supply for supplying the control power to the control device at the set temperature. Therefore, a control unit of economical and simple heating device which can control temperature is provided.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전열기구의 제어장치는, 발열선의 양단에 연결되는 제1발열단자 및 제2발열단자; 상기 발열선과 나란히 배치되는 감열선의 양단에 연결되는 제1감열단자와 제2감열단자;를 포함하고 상기 제1, 2발열단자는 교류전원과 발열제어용 사이리스터를 통하여 접속되고, 전열기구의 제어장치에 있어서(- 상기 발열선과 상기 감열선 사이는 온도변화에 따라 임피던스가 변화하는 감온성 수지로 절연됨), 상기 발열제어용 사이리스터의 순방향전압 주기에 상기 사이리스터의 게이트에 트리거 전압 신호가 인가되는 것에 의하여 발열전류가 상기 제1, 2발열단자를 통하여 흐르도록 제어되고, 상기 발열제어용 사이리스터의 역방향전압 주기시에 상기 감온성 수지를 통하여 흐르는 온도감지전류와 온도설정용 가변저항에 의하여 설정된 온도설정전류에 의하여 트리거제어 콘덴서를 충전하도록 제어되며, 상기 충전된 트리거제어 콘덴서가 방전되는 전류에 의하여 상기 발열제어용 사이리스터의 게이트에 상기 트리거 전압 신호가 인가되도록 제어됨으로써, 온도 변화에 따른 상기 감지전류의 크기에 의하여 상기 트리거전압 신호의 형성 시점을 상기 순방향전압의 제로포인트 시점으로부터 변화시켜서 상기 발열선의 온도가 제어되는 것을 특징으로 한다.Control device for a heating device according to an embodiment of the present invention, the first heating terminal and the second heating terminal connected to both ends of the heating wire; And a first thermal terminal and a second thermal terminal connected to both ends of the thermal line arranged in parallel with the heating line, wherein the first and second heating terminals are connected through an AC power source and a heat generation control thyristor, to a control device of a heating mechanism. (-Between the heating wire and the heat-sensitive wire is insulated with a thermosensitive resin whose impedance changes with temperature change), the heating current by applying a trigger voltage signal to the gate of the thyristor in the forward voltage cycle of the heating control thyristor Is controlled to flow through the first and second heat generating terminals and is controlled by a temperature setting current set by a temperature sensing current flowing through the thermosensitive resin and a temperature setting variable resistor during a reverse voltage cycle of the heat generating control thyristor. The capacitor is controlled to charge, and the charged trigger control capacitor is discharged. The trigger voltage signal is controlled to be applied to a gate of the heating control thyristor by a current, so that the timing of formation of the trigger voltage signal is changed from the zero point of the forward voltage by the magnitude of the sensing current according to the temperature change. It is characterized in that the temperature of the heating line is controlled.

또한, 상기 교류전원은 제1전원선 단자와 제2전원선 단자를 통하여 공급되며(-제2전원선은 기준전위인 공통접지로 접속됨); 상기 제1전원선 단자에 상기 발열제어용 사이리스터의 애노드가 연결되고, 상기 발열제어용 사이리스터의 캐소드는 상기 제1발열단자에 접속되며, 상기 제2발열단자는 상기 공통접지로 접속되는 발열부; 와 일측이 상기 접지와 연결되고 타측이 제1충전용다이오드를 거쳐서 온도감지노드에 접속되는 온도설정용 가변저항 및, 상기 온도감지노드와 상기 제1전원선 단자 사이에 접속된 트리거제어 콘덴서(C1), 일측이 상기 제1감열단자와 제2감열단자가 접속된 감열단자 접속점과 연결되고 타측이 온도감지용 다이오드(D4)를 거쳐서 상기 온도감지노드에 접속되는 온도제어부(-온도감지용 다이오드 및 제1충전용 다이오드는 상기 발열제어용 사이리스터의 역방향전압 주기시 전류가 흐르는 방향이 순방향으로 접속됨-); 와, 상기 트리거전압 신호를 제어하는 트리거제어 트랜지스터 및 상기 트리거제어 트랜지스터의 베이스는 상기 온도감지노드에 연결되며, 상기 트리거제어 트랜지스터의 베이스와 에미터 사이에는 바이어스 저항이 연결되고, 상기 트리거제어 트랜지스터의 콜랙터는 상기 트리거제어 콘덴서(C1)에 연결되는 회로가 포함되는 트리거제어부; 를 포함하며, 상기 발열제어용 사이리스터의 역방향전압 주기시 상기 감열단자 접속점을 통하여 흐르는 상기 온도감지전류와 상기 온도설정전류에 의하여 상기 트리거제어 콘덴서가 충전되며, 충전된 상기 트리거제어 콘덴서로부터 상기 바이어스 저항을 통하여 방전되는 전류에 의하여 상기 트리거제어 트랜지스터가 동작되고, 상기 트리거제어 트랜지스터가 동작됨에 따라, 상기 발열제어용 사이리스터의 게이트에 상기 트리거 전압 신호가 형성하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
Further, the AC power is supplied through the first power line terminal and the second power line terminal (-the second power line is connected to the common ground which is the reference potential); An anode of the heat generating control thyristor is connected to the first power line terminal, a cathode of the heat generating control thyristor is connected to the first heat generating terminal, and the second heat generating terminal is connected to the common ground; And a variable resistor for temperature setting, one side of which is connected to the ground and the other side of which is connected to a temperature sensing node via a first charging diode, and a trigger control capacitor C1 connected between the temperature sensing node and the first power line terminal. And a temperature control unit (-temperature sensing diode connected at one side to a thermal terminal connection point to which the first thermal terminal and the second thermal terminal are connected, and the other side to the temperature sensing node via a temperature sensing diode D4). The first charging diode is connected to the current flowing in the forward direction during the reverse voltage cycle of the heat generating thyristor-); And a trigger control transistor for controlling the trigger voltage signal and a base of the trigger control transistor are connected to the temperature sensing node, a bias resistor is connected between the base of the trigger control transistor and the emitter, The collector includes a trigger control unit including a circuit connected to the trigger control capacitor (C1); The trigger control capacitor is charged by the temperature sensing current and the temperature setting current flowing through the thermal terminal connection point during the reverse voltage cycle of the heat generating thyristor, and the bias resistor is charged from the charged trigger control capacitor. The trigger control transistor is operated by the current discharged through, and as the trigger control transistor is operated, the trigger voltage signal is controlled to form the trigger voltage signal at the gate of the thyristor for controlling heat.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 제1충전용 다이오드와 상기 온도설정용 가변저항 사이에는 위상제어용 저항을 연결하고, 상기 트리거 제어 콘덴서의 용량 및 상기 온도설정용 가변저항과 위상제어용 저항의 임피던스 값에 의하여 설정된 온도 이하에서는 상기 순방향 전압의 제로포인트 부근에서 트리거전압 신호가 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a phase control resistor is connected between the first charging diode and the temperature setting variable resistor, and the capacitance of the trigger control capacitor and the impedance of the temperature setting variable resistor and the phase control resistor are provided. Below the temperature set by the value, it is characterized in that the trigger voltage signal is formed in the vicinity of the zero point of the forward voltage.

또한, 상기 온도설정용 가변저항에 의하여 설정된 온도 이상인 경우에는 상기 증가되는 온도감지전류에 따라 상기 트리거전압 신호가 상기 제로포인트보다 앞선 위치에서 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.Further, when the temperature is higher than the temperature set by the temperature setting variable resistor, the trigger voltage signal may be formed at a position before the zero point according to the increased temperature sensing current.

또한, 일측이 상기 트리거제어 트랜지스터의 컬렉터 및 상기 발열제어용 사이리스터의 캐소드와 연결되며 타측이 상기 발열제어용 사이리스터의 게이트 및 트리거발생 콘덴서의 일측과 연결되는 게이트저항; 및 타측이 상기 트리거제어 트랜지스터의 에미터와 연결되는 트리거발생 콘덴서;를 포함하며, 상기 발열제어용 사이리스터의 역방향전압 주기시에 상기 트리거발생 콘덴서가 상기 교류전원에 의해서 충전되며, 상기 트리거제어 트랜지스터가 turn-on 될 때, 상기 충전된 트리거발생 콘덴서에서 상기 게이트저항에 방전전류를 흘려서 상기 트리거전압 신호가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, a gate resistance of one side is connected to the collector of the trigger control transistor and the cathode of the heating control thyristor, the other side is connected to the gate of the heating control thyristor and one side of the trigger generating capacitor; And a trigger generation capacitor connected to an emitter of the trigger control transistor on the other side, wherein the trigger generation capacitor is charged by the AC power during a reverse voltage cycle of the heat generating control thyristor, and the trigger control transistor is turned on. When turned on, the trigger voltage signal is formed by flowing a discharge current to the gate resistance in the charged trigger generation capacitor.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 감열단자 접속점에서 과열보호부 다이오드와 발열저항, 제너다이오드를 거쳐서 상기 제1전원부 단자에 연결되는 과열보호부(-상기 과열보호부 다이오드는 상기 발열제어용 사이리스터의 역방향전압 주기시 전류가 흐르는 방향이 순방향으로 접속되며 상기 제너다이오드는 상기 과열보호부 다이오드와 역방향으로 접속됨-); 를 더 포함하며, 상기 발열선의 과열 또는 단락에 의하여 상기 제너다이오드에 항복전압 이상의 전압이 형성되면, 상기 발열저항에 전류가 흐르도록 함으로써 상기 발열저항과 인접하여 설치되며, 상기 교류전원의 어느 하나의 전원선과 직결된 온도퓨즈가 전원을 차단되도록 하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, an overheat protection unit connected to the first power supply terminal via an overheat protection diode, a heating resistor, and a zener diode at the thermal terminal connection point (the overheat protection diode is a A direction in which current flows in a reverse voltage cycle is connected in a forward direction and the zener diode is connected in a reverse direction to the overheat protection diode; Further, if the voltage is higher than the breakdown voltage is formed in the zener diode by overheating or short-circuit of the heating wire, it is installed adjacent to the heating resistor by causing a current to flow in the heating resistor, any one of the AC power The temperature fuse directly connected to the power line is characterized in that the power is cut off.

또한, 상기 제1발열단자와 제2발열단자 사이에 상기 발열제어용 사이리스터의 역방향 주기시 전류가 흐르는 방향이 순방향으로 접속되는 회로보호용 다이오드가 연결된 고장보호부를 더 포함하며, 상기 발열제어용 사이리스터가 고장으로 단락이 된 경우에는 상기 발열제어용 사이리스터의 역방향전압 주기시에 상기 회로보호용 다이오드를 통하여 상기 제1전원선에 연결된 과전류퓨즈에 단락전류가 흐르도록 함으로써, 상기 과전류퓨즈가 전원을 차단하도록 하는 것을 특징으로 한다.
The apparatus may further include a fault protection unit having a circuit protection diode connected between the first heat generating terminal and the second heat generating terminal, in which a current flows in a forward direction during a reverse cycle of the heat generating control thyristor, wherein the heat generating thyristor fails. In the event of a short circuit, a short circuit current flows through the overcurrent fuse connected to the first power line through the circuit protection diode during the reverse voltage cycle of the heat generating thyristor, so that the overcurrent fuse shuts off power. do.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 교류 전원에 의하여 발열이 되는 전열기구에서, 일정온도 이상의 발열온도를 제어하는 제어회로에 제어회로 공급용 직류 전원공급부가 필요 없으며, 부품이 적게 소요되고 경제적인 전열기구의 온도제어장치를 제공할 수 있게 된다.
According to an embodiment of the present invention, in a heating device that generates heat by an AC power source, a control circuit for controlling a heating temperature of a predetermined temperature or more does not require a DC power supply for supplying a control circuit, and requires less components and is economical. It is possible to provide a temperature control device for a hot air balloon.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 발열선 주위를 감싸는 나일론 서미스터의 임피던스 변화를 발열선을 제어하는 사이리스터의 게이트의 입력 트리거 시간과 연계하도록 함으로써, 온도 변화에 따른 감지전류에 의하여 상기 게이트의 입력 트리거 시점을 변화시켜서 발열선의 온도를 제어함으로써, 경제적이고 효과적으로 소비전력 및 온도를 제어할 수 있는 효과가 있다.
Further, according to an embodiment of the present invention, the impedance change of the nylon thermistor wrapped around the heating wire to be associated with the input trigger time of the gate of the thyristor for controlling the heating wire, thereby triggering the input of the gate by the sense current according to the temperature change By controlling the temperature of the heating wire by changing the viewpoint, there is an effect that can control the power consumption and temperature economically and effectively.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 온도를 제어하는 전력소자가 불량인 경우 및 발열선이 국부적인 과열로 인하여 절연이 파괴된 경우에도 안전하게 회로를 차단할 수 있는 효과가 있다.
According to one embodiment of the present invention, there is an effect that the circuit can be safely cut off even when the power device that controls the temperature is bad and the heating wire is destroyed due to local overheating.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열기구의 제어장치에 대한 기술적 구성을 간략하게 도시한 배선도이다.
도 2는 설정온도 이하에서 발열선에 출력되는 전압의 파형을 도시한 것이다.
도 3은 공급전압의 제로포인트 부근에서 트리거가 발생하는 경우에 발열선에 흐르는 전류의 파형을 설명하기 위한 파형도이다.
도 4는 공급전압의 제로포인트보다 빠른 위상에서 트리거가 발생하는 경우에 발열선에 흐르는 발열전류의 파형을 설명하기 위한 파형도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 트리거 발생 시점에 따라 발열선으로 흐르는 출력의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 전압이 공급되는 시간에 따른 발열선과 전열기구의 전열 표면온도와의 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 트리거제어 트랜지스터의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다.1 is a wiring diagram briefly illustrating a technical configuration of a control apparatus of a heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates waveforms of voltages output to a heating line below a set temperature.
3 is a waveform diagram for explaining a waveform of a current flowing in a heating line when a trigger occurs near a zero point of a supply voltage.
4 is a waveform diagram for explaining a waveform of a heating current flowing in a heating line when a trigger occurs in a phase earlier than a zero point of a supply voltage.
5 is a view for explaining a change in the output flowing to the heating line according to the trigger generation time according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a relationship between a heating wire and a heat transfer surface temperature of a heating apparatus according to a time when a voltage is supplied.
7 illustrates another embodiment of a trigger control transistor.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다." 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the term "includes" Or "having" are intended to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, unless the context clearly dictates otherwise. Elements, parts, or combinations thereof without departing from the spirit and scope of the invention.

이제, 본 명세서에 개시된 방법 및 장치의 기능 및 사용의 원리에 대한 전반적인 이해를 제공하기 위해 소정의 예시적인 실시 예가 기술될 것이다. 이들 실시 예의 하나 이상의 예가 첨부 도면에 도시된다. Certain exemplary embodiments will now be described to provide an overall understanding of the principles of functionality and use of the methods and apparatus disclosed herein. One or more examples of these embodiments are shown in the accompanying drawings.

본 명세서에 구체적으로 기술되고 첨부 도면에 도시된 구조들은 단지 예시적 실시 예들이고, 예시적인 일 실시 예와 관련하여 도시되거나 기술되는 특징부들은 다른 실시 예들의 특징부들과 조합될 수 있다. 그러한 수정 및 변경은 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다.The structures specifically described herein and shown in the accompanying drawings are merely exemplary embodiments, and features shown or described in connection with one exemplary embodiment may be combined with features of other embodiments. Such modifications and variations are intended to be included within the scope of the present invention.

본 발명의 일 실시 예는 전기매트 또는 전기 장판의 제어장치에 관련하여 기술 되지만, 이 제어장치는 전기 난방기구 및 모든 전열기구에 적용될 수 있다.One embodiment of the present invention is described in connection with a control device of an electric mat or an electric sheet, but the control device may be applied to an electric heating device and all heating devices.

이하에서는 반복되는 설명은 내용이해에 지장이 없는 한도 내에서 생략하기로 하며 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
In the following description, repeated description will be omitted within the limit without any understanding of the contents, and preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 발열선과 감지선이 사이에 부온도 특성을 가진 NTC 타입의 감온성 절연 수지를 게재하여 온도를 제어하는 방식에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling the temperature by placing a thermosensitive insulating resin of the NTC type having a negative temperature characteristic between the heating line and the sensing line.

위와 같은 감온성 절연 수지는 발열선의 온도가 높아지게 되면 임피던스가 변화하게 되는데, 감온성 절연 수지인 나일론 서미스터는 교류에 대하여 용량성 임피던스의 성질을 갖는다.The above-mentioned thermosensitive insulating resin has an impedance change as the temperature of the heating wire increases, and the nylon thermistor, which is a thermosensitive insulating resin, has a characteristic of capacitive impedance with respect to alternating current.

즉, 나일론 서미스터에 교류 전압을 가하면 여기에 누설전류가 흐르게 되는데, 이를 이용하여 온도를 검출하게 된다.In other words, when an alternating voltage is applied to the nylon thermistor, a leakage current flows to it, and the temperature is detected using this.

즉, 누설전류를 온도검출전류로 활용하는 것이다.In other words, the leakage current is utilized as the temperature detection current.

상기 나일론 흐르는 누설전류인 온도감지전류는 용량성 임피던스에 의하여 공급된 전압보다 앞선 진상전류가 흐르게 된다.The temperature sensing current, which is the leakage current flowing through the nylon, causes a fast current to flow before the voltage supplied by the capacitive impedance.

상기 나일론 서미스터의 임피던스 값은 온도에 대하여 부의 값을 가지므로 온도검출전류는 나일론 서미스터의 임피던스 값에 반비례하며 온도에 비례하게 된다.
Since the impedance value of the nylon thermistor has a negative value with respect to temperature, the temperature detection current is inversely proportional to the impedance value of the nylon thermistor and is proportional to the temperature.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전열기구의 제어장치에 대한 기술적 구성을 간략하게 도시한 배선도이다.1 is a wiring diagram briefly illustrating a technical configuration of a control apparatus of a heating apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예는 발열선의 양단에 연결된 제1, 2 발열단자(H1, H2)가 형성되고, 발열선과 나란히 배치되며 양단에 제1감열단자(S1)와 제2감열단자(S2)로 연결된 감열선과, 상기 발열선과 상기 감열선 사이를 절연하며 온도변화에 따라 임피던스가 변화하는 나일론 서미스터(N1)를 포함하는 발열체에 전원 공급 및 온도를 제어하는 전열기구의 제어장치에 관한 것이다.According to an embodiment of the present invention, the first and second heating terminals H1 and H2 connected to both ends of the heating wire are formed, and are arranged in parallel with the heating wire, and the first thermal terminal S1 and the second thermal terminal S2 are disposed at both ends. It relates to a control device of a heating mechanism for controlling the power supply and temperature to the heating element including a connected thermal wire, and a nylon thermistor (N1) is insulated between the heating wire and the thermal wire and the impedance changes according to the temperature change.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전열기구의 발열체는 발열선에 흐르는 전류에 의하여 발열을 하게 된다.The heating element of the heating apparatus according to an embodiment of the present invention generates heat by a current flowing in the heating line.

발열체는 H1-H2로 연결된 제1발열선, S1-S2로 연결된 감열선으로 구성되며, 제1발열선, 감열선 사이에 나일론 서미스터(N1)로 절연된다. 상기 발열체는 제1발열선, 감열선을 절연이 유지될 수 있는 정도에서 근접하게 위치시키고 그 사이와 외부를 나일론 서미스터(N1)로 절연한 형태이다.The heating element is composed of a first heating wire connected by H1-H2, a thermal wire connected by S1-S2, and is insulated with a nylon thermistor (N1) between the first heating wire and the thermal wire. The heating element is a type in which the first heating wire and the thermal wire are positioned close to each other to maintain the insulation, and the outside and the outside are insulated with a nylon thermistor (N1).

본 발명의 실시 예들에서는 제2발열선은 발열선을 겸용으로 사용되거나 감열선으로만 사용될 수도 있다. 제2발열선이 발열선이든 감열선 역할만 하든 모두 감열선 역할을 포함하게 된다. 본 발명의 실시 예들에서는 제1발열선은 발열선으로 정의하고, 제2발열선은 감열선으로 정의하여 설명된다.In the embodiments of the present invention, the second heating wire may be used as a heating wire or only as a thermal wire. Whether the second heating wire serves as a heating wire or a thermal wire, all of the second heating wires will include a thermal wire role. In the embodiments of the present invention, the first heating line is defined as a heating line, and the second heating line is defined as a thermal line.

본 발명의 일 실시 예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 제1감열단자와 제2감열단자는 감열단자 접속점인 단자대에서 단락된다.In an embodiment of the present invention, as illustrated in FIG. 1, the first thermal terminal and the second thermal terminal are short-circuited at a terminal block that is a thermal terminal connection point.

본 발명의 일 실시 예에 따른 주발열부는 제1전원선(AC1)에 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 애노드가 연결되고, 캐소드는 발열선의 일단이 접속된 제1발열단자에 접속되며, 발열선의 다른 일단이 접속된 제2발열단자는 공통접지로 접속되는 회로로 구성된다.The main heat generating unit according to an embodiment of the present invention is connected to the anode of the heating control thyristor (SCR1) to the first power supply line (AC1), the cathode is connected to the first heating terminal to which one end of the heating line is connected, the other of the heating line The second heat generating terminal connected to one end is composed of a circuit connected to a common ground.

본 발명의 일 실시 예에 따른 교류전원 공급부는 제1전원선 단자(AC1)와 제2전원선 단자(AC1)로 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이 제2전원선 단자(AC2)가 제어장치의 동작전원의 기준전위(도 1에서 공통 접지기호로 표시된다.)와 접속된다.
The AC power supply unit according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first power line terminal AC1 and a second power line terminal AC1. As shown in Fig. 1, the second power supply line terminal AC2 is connected to the reference potential of the operating power supply of the control device (denoted by the common ground symbol in Fig. 1).

발열선과 감열선 사이의 나일론 서미스터의 임피던스는 길이에 따라 차이는 있으나, 전기 매트의 경우, 길이 약 34M를 기준으로 상온에서의 임피던스는 약 3[MΩ]이며 온도가 상승하게 되면 1[MΩ]이하가 되고, 국부 과열이 발생하게 되면 수백 [㏀] 이하로까지 변화된다. 그러므로 상온 또는 일정 온도 이하에서는 나일론 서미스터에는 거의 전류가 흐르지 않는다.The impedance of nylon thermistor between heating wire and thermal wire varies depending on the length, but for electric mat, the impedance at room temperature is about 3 [MΩ] based on the length of about 34M, and below 1 [MΩ] when the temperature rises When local overheating occurs, it changes to several hundred [㏀] or less. Therefore, almost no current flows through the nylon thermistor at room temperature or below a certain temperature.

공급되는 교류전압이 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 역방향전압이 형성되는 역방향전압 주기(이하 본 발명의 명세서에서는 '역방향전압 주기' 또는 '감온주기'라 한다.)인 감온주기에서, 감온성 수지(N)의 임피던스가 낮아지게 되면, AC2에서 감온성 수지(N)를 거쳐 AC1의 방향으로 흐르게 구성하게 되는데, 발열선과 감열선 사이의 온도가 설정 온도 이상으로 올라가게 되면, 감온성 수지(N)의 임피던스가 감소하여 감온성 수지(N)를 통하여 흐르는 감지전류도 증가하게 된다.
The thermosensitive resin (N) is used in a temperature reduction cycle in which the supplied AC voltage is a reverse voltage cycle (hereinafter, referred to as a reverse voltage cycle or a temperature reduction cycle) in which a reverse voltage of the heat generating control thyristor SCR1 is formed. When the impedance of) decreases, AC2 flows through the thermosensitive resin (N) in the direction of AC1. When the temperature between the heating wire and the thermal wire rises above the set temperature, the impedance of the thermosensitive resin (N) is increased. As a result, the sensing current flowing through the thermosensitive resin N also increases.

공급되는 교류전압이 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 순방향전압이 형성되는 순방향전압 주기(이하 본 발명의 명세서에서는 '순방향전압 주기' 또는 '발열주기'라 한다.)에 발열선에 전류가 흘러서 발열선이 발열을 하게 된다.The current flows through the heating wire in the forward voltage cycle (hereinafter, referred to as 'forward voltage cycle' or 'heating cycle') in which the supplied AC voltage forms the forward voltage of the heating control thyristor SCR1. Will be

발열제어용 사이리스터(SCR1)의 역방향전압 주기에서는 발열제어용 사이리스터(SCR1)에 의해 발열선으로 흐르는 전류는 차단되며, 온도가 일정 온도 이상 상승하게 되면, 감온성 수지(N)를 통한 감지전류가 제1, 2감열단자(S1, S2)의 접속점(B)을 통하여 흐르게 된다. In the reverse voltage cycle of the heating control thyristor SCR1, the current flowing to the heating line is blocked by the heating control thyristor SCR1. When the temperature rises above a certain temperature, the sensing current through the thermosensitive resin N is first and second. It flows through the connection point B of the heat sensitive terminals S1 and S2.

발열제어용 사이리스터(SCR1)의 순방향전압 주기인 발열주기와, 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 역방향전압 주기인 감온주기가 교류 1/2사이클 주기로 번갈아 실행된다.
The heat generation cycle, which is the forward voltage cycle of the heat generation control thyristor SCR1, and the temperature reduction cycle, which is the reverse voltage cycle of the heat generation control thyristor SCR1, are alternately executed in an alternating cycle of 1/2 cycle.

도 2는 설정온도 이하에서 발열선에 출력되는 전압의 파형을 도시한 것이다.2 illustrates waveforms of voltages output to a heating line below a set temperature.

즉, 설정온도 이하에서는 매 순방향전압 주기시에 발열전류가 흐르게 된다.That is, below the set temperature, the exothermic current flows during every forward voltage cycle.

본 발명의 일실시 예에 따른 온도 제어는 감온주기에서 일정 온도이상 상승된 온도에 의한 감지전류에 의하여 트리거제어 콘덴서(C1)가 충전을 하게 되며, 충전된 감지전류가 발열주기에서 방전하여 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 트리거 시점을 제어함으로써, 발열전류가 흐르는 주기횟수를 제어함으로써 이루어진다.
In the temperature control according to an embodiment of the present invention, the trigger control capacitor C1 is charged by a sensing current caused by a temperature raised above a predetermined temperature in a temperature reduction cycle, and the charged sensing current is discharged in a heating cycle to control heating. By controlling the trigger timing of the thyristor SCR1, the number of cycles of the heating current flows is controlled.

본 발명의 일 실시 예에 따른 온도제어부는, 일측이 접지와 연결된 온도설정용 가변저항(VR1) 및, 일측이 상기 제1전원선(AC1)과 연결된 트리거제어 콘덴서(C1), 상기 온도설정용 가변저항(VR1)과 상기 트리거제어 콘덴서(C1) 사이에 접속된 제1충전용 다이오드(D5), 트리거제어 콘덴서(C1) 및 제1충전용 다이오드(D5) 사이에 형성된 온도감지노드(A), 일측이 상기 제1감열단자와 제2감열단자가 접속된 감열단자 접속점(B)과 연결되고 타측이 상기 온도감지노드(A)에 접속된 온도감지용 다이오드(D4)로 구성된다. Temperature control unit according to an embodiment of the present invention, one side of the variable resistor (VR1) for setting the temperature connected to the ground, one side is the trigger control capacitor (C1) connected to the first power line (AC1), the temperature for The temperature sensing node A formed between the first charging diode D5, the trigger control capacitor C1, and the first charging diode D5 connected between the variable resistor VR1 and the trigger control capacitor C1. The temperature sensing diode D4 has one side connected to the thermal terminal connection point B connected to the first thermal terminal and the second thermal terminal, and the other side connected to the temperature sensing node A.

도 1에 도시된 바와 같이 온도감지용 다이오드(D4) 및 제1충전용 다이오드(D5)는 상기 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 역방향전압 주기 시에 트리거제어 콘덴서(C1)로 전류가 흐르는 방향이 순방향이 되도록 접속된다.
As shown in FIG. 1, the current sensing diode D4 and the first charging diode D5 have a forward direction in which current flows to the trigger control capacitor C1 during a reverse voltage cycle of the heating control thyristor SCR1. It is connected so that it may become.

AC2에서 AC1으로 전류가 흐르는 역방향전압 주기 시에 흐르는 전류는 AC2(접지)- D3 - C2 - D2 - R2 - AC1의 순으로 흘러서, 트리거발생 콘덴서(C2)의 양단에는 충전전류에 의하여 충전전압이 형성된다. During the reverse voltage cycle, in which the current flows from AC2 to AC1, the current flows in the order of AC2 (ground)-D3-C2-D2-R2-AC1, and the charging voltage is applied to both ends of the trigger generation capacitor (C2) by the charging current. Is formed.

또한, 이때 접지- VR1- R3 - D5 - C1 - F1 - AC1의 순으로도 전류가 흘러서 트리거제어 콘덴서(C1)의 양단에도 충전전압이 형성된다.
At this time, the current flows in the order of ground-VR1-R3-D5-C1-F1-AC1, and a charging voltage is formed at both ends of the trigger control capacitor C1.

본 발명의 일 실시 예에 따른 트리거발생부는 도 1에 도시된 바와 같이 트리거제어 트랜지스터(TR1)의 컬렉터 및 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 캐소드와 일측이 연결되며 타측이 상기 발열제어용 사이리스터의 게이트 및 트리거발생 콘덴서(C2)의 일측과 연결되는 게이트저항(R7) 및 게이트저항(R7)의 타측과 트리거제어 트랜지스터(TR1)의 에미터와 연결되는 트리거발생 콘덴서(C2), 제2다이오드(D2)와 제2저항(R2)으로 구성된다.
As shown in FIG. 1, the trigger generator according to an embodiment of the present invention is connected to the collector of the trigger control transistor TR1 and the cathode of the heating control thyristor SCR1, and the other side of which is the gate and trigger of the heating control thyristor. A trigger generating capacitor C2 and a second diode D2 connected to the gate resistor R7 and the other end of the gate resistor R7 and the emitter of the trigger control transistor TR1 connected to one side of the generation capacitor C2, And a second resistor R2.

순방향전압 주기에서는 AC1에서 AC2의 방향으로 전류가 흐르게 된다. 이때, 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 게이트에 트리거 전압이 형성되면, SCR1은 애노드에서 캐소드 방향으로 turn-on을 하게 된다. 이러한 turn-on 조건이 되기 위해서는 트리거발생 콘덴서(C2)의 양단에 충전된 전압에 의하여 충전된 전류를 C2 - R7 - TR1(C→E) - C2의 순으로 방전을 시키면, 트리거저항(R7)에 트리거 전압 신호가 형성된다.In the forward voltage cycle, current flows from AC1 to AC2. At this time, when the trigger voltage is formed on the gate of the heating control thyristor SCR1, the SCR1 turns on from the anode to the cathode. In order to become such a turn-on condition, when the current charged by the voltage charged across the trigger generating capacitor C2 is discharged in the order of C2-R7-TR1 (C → E)-C2, the trigger resistance (R7) The trigger voltage signal is formed.

상기 트리거 전압 신호가 순방향전압 주기에서 형성되면, 발열제어용 사이리스터(SCR1)는 turn-on이 유지된다.When the trigger voltage signal is formed in the forward voltage period, the heating control thyristor SCR1 is turned on.

즉, 순방향전압 주기에서 TR1이 turn-on을 하게 되면, 위와 같이 트리거발생 콘덴서(C2)의 방전전류에 의해 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 게이트에 트리거 신호전압이 가해지면서 발열제어용 사이리스터(SCR1)가 turn-on하여 발열선에 전류가 흐르게 된다.
That is, when TR1 turns on in the forward voltage cycle, the trigger signal voltage is applied to the gate of the heating control thyristor SCR1 by the discharge current of the trigger generation capacitor C2 as described above, and the heating control thyristor SCR1 is turned on. When it is turned on, current flows through the heating wire.

이때 트리거발생 콘덴서(C2)의 방전되는 시점이 순방향전압 주기에서 시작점인 제로볼트 지점에서 방전이 되면 사이리스터(SCR1)는 제로볼트 시점에서 턴 온을 하게 된다. 그러나, 제로볼트 시점보다 위상이 앞선 곳에서 방전되면 도 4에 도시된바와 같이 순방향전압 주기 내에서 트리거가 형성되지 못하여 사이리스터(SCR1)는 오프 상태가 유지된다. At this time, when the discharge point of the trigger generating capacitor C2 is discharged at the zero volt point which is the starting point in the forward voltage cycle, the thyristor SCR1 turns on at the zero volt point. However, when the phase is discharged earlier than the zero-volt point, as shown in FIG. 4, the trigger is not formed in the forward voltage cycle, and thus the thyristor SCR1 is maintained in the off state.

본 발명의 일 실시 예에 따른 트리거제어부는 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 게이트에 트리거전압 신호의 형성 시점을 제어하여 발열온도를 제어하게 된다.
The trigger control unit according to an embodiment of the present invention controls the heating temperature by controlling the timing of the formation of the trigger voltage signal on the gate of the heating control thyristor SCR1.

트리거 제어부는 도 1에 도시된 바와 같이, 트리거제어 트랜지스터(TR1)의 베이스는 제7다이오드(D7)와 제5제어저항(R5)을 연결하여 온도감지노드(A)에 연결되며, 상기 트리거제어 트랜지스터(TR1)의 베이스와 에미터 사이에는 바이어스 저항(R6)이 연결된다. 트리거제어 트랜지스터(TR1)의 에미터는 제2다이오드(D2)와 제2저항(R2)을 거쳐서 트리거제어 콘덴서(C1)에 연결된다.As shown in FIG. 1, the base of the trigger control transistor TR1 is connected to a temperature sensing node A by connecting a seventh diode D7 and a fifth control resistor R5 to the trigger control transistor TR1. A bias resistor R6 is connected between the base of the transistor TR1 and the emitter. The emitter of the trigger control transistor TR1 is connected to the trigger control capacitor C1 through the second diode D2 and the second resistor R2.

도 1에 도시된 바와 같이 제2다이오드(D2)는 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 순방향전압 주기시 전류가 흐르는 방향이 순방향이 되도록 접속된다.
As shown in FIG. 1, the second diode D2 is connected so that the current flows in the forward direction during the forward voltage cycle of the heat generating control thyristor SCR1.

전술한 바와 같이, 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 역방향 전압이 형성된 때에는 접지- VR1- R3- D5- C1- F1- AC1의 순으로 전류가 흘러서 트리거제어 콘덴서(C1)의 양단에는 교류 공급 전원에 의한 일정한 충전 전압이 충전이 된다.As described above, when the reverse voltage of the heat generating control thyristor SCR1 is formed, current flows in the order of ground-VR1- R3- D5- C1- F1- AC1, and both ends of the trigger control capacitor C1 are connected to each other by the AC supply power. A constant charging voltage is charged.

다음 1/2사이클의 순방향전압 주기에서(AC1에서 AC2의 방향으로 전류가 흐를 경우) C1- D7- R5- R6- D2- R2- C1의 순으로 방전을 하게 된다.In the next half cycle of forward voltage (when current flows from AC1 to AC2), the battery is discharged in the order of C1- D7- R5- R6- D2- R2- C1.

이때 바이어스 저항(R6)의 양단에는 제로볼트 시점에 베이스 전압이 형성이 되어 TR1이 동작을 하게 되므로 전술한 바와 같이 트리거발생 콘덴서(C2)의 양단에 충전된 전류가 제로볼트 시점에서 방전이 되어 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 게이트에 트리거 신호전압이 가해지게 된다.At this time, since the base voltage is formed at both ends of the bias resistor R6 at the time of zero volts, and the TR1 operates, as described above, the current charged at both ends of the trigger generating capacitor C2 is discharged at the time of zero volts. The trigger signal voltage is applied to the gate of the control thyristor SCR1.

본 발명의 일 실시 예에서는 제1충전용 다이오드(D4)와 온도설정용 가변저항(VR1) 사이에는 위상제어용 저항(R3)을 연결하고, 상기 트리거 제어 콘덴서(C1)의 용량 및 상기 온도설정용 가변저항(VR1)과 위상제어용 저항(R1)의 임피던스 값에 의하여 설정된 온도 이하에서는 상기 순방향 전압의 제로포인트 부근에서 트리거전압 신호가 형성되도록 설정된다.In an embodiment of the present invention, a phase control resistor R3 is connected between the first charging diode D4 and the temperature setting variable resistor VR1, and the capacitance and temperature setting of the trigger control capacitor C1 are performed. The trigger voltage signal is set to be formed near the zero point of the forward voltage below the temperature set by the impedance values of the variable resistor VR1 and the phase control resistor R1.

즉, 트리거제어 콘덴서(C1)의 용량을 작게 하고 VR1, 위상제어용 저항(R3)의 저항치를 크게 되도록 시정수를 정하였다. 상기 시정수는 VR1에 의하여 설정된 전류 이하에서는 방전시점의 위상을 순방향 전압의 제로포인트보다 앞선 위치에서 시작하여 제로포인트 부근에서 베이스 전압 신호가 형성되도록 설정된다.That is, the time constant was set so that the capacitance of the trigger control capacitor C1 was reduced and the resistance values of the VR1 and the phase control resistor R3 were increased. The time constant is set such that a base voltage signal is formed at a position near the zero point starting at a position before the zero point of the forward voltage below the current set by VR1.

위 설정된 시정수에 의하여, 설정된 전류보다 많은 전류가 트리거제어 콘덴서(C1)에 충전되면, 방전되는 콘덴서 방전전류에 의해 제로포인트보다 앞선 위치에서 베이스 전압 신호가 형성될 수 있다.
When the current more than the set current is charged in the trigger control capacitor C1 by the set time constant, the base voltage signal may be formed at a position before the zero point by the discharge capacitor discharged.

도 2, 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 트리거 전압 시점에 따라 발열전류의 변화를 설명하기 위한 파형도이다.2 and 3 are waveform diagrams for explaining the change in the heating current according to the trigger voltage time point according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에서는 적정 온도설정은 가변저항 VR1을 돌려서 온도 설정을 하게 되는데, 우측으로 돌리면 저항값이 커지게 되고 설정온도가 고온이 되도록 설정을 하게 된다.In one embodiment of the present invention, the proper temperature is set by turning the variable resistor VR1, and turning to the right, the resistance is increased and the set temperature is set to be high.

역방향전압 주기 시에는, 접지- VR1 - R3 - D5 - C1로 충전 전류가 흘러서 트리거제어 콘덴서(C1)에 전압이 충전되며, 또한 온도가 일정온도 이상 상승하게 되면 접지- H2 - H1- 나일론 서미스터N1- S1,S2- D4- C1- AC1의 순으로 흐르는 감지전류 역시 트리거제어 콘덴서인 C1의 양단에 충전이 된다.During the reverse voltage cycle, the charging current flows to ground-VR1-R3-D5-C1 to charge the trigger control capacitor (C1), and ground-H2-H1- nylon thermistor N1 when the temperature rises above a certain temperature. -The sensing current flowing in the order of S1, S2- D4- C1- AC1 is also charged across C1, the trigger control capacitor.

다음 순방향전압 주기인 발열주기에서는 상기 감지주기시에 C1에 충전된 전압에 의한 전류가 합쳐져서 다이오드 D7을 통하여 방전전류가 흐르게 된다.In the heating cycle, which is the next forward voltage cycle, the current by the voltage charged in C1 is added during the sensing cycle so that the discharge current flows through the diode D7.

상기 방전전류는 C1 - D7 - R5 - R6 - D2 - R2 - C1 순으로 흐르게 되고 베이스저항(R6)에 TR1의 바이어스 전압이 형성되어 TR1이 turn-on이 된다.The discharge current flows in the order of C1-D7-R5-R6-D2-R2-C1, and a bias voltage of TR1 is formed on the base resistor R6, so that TR1 is turned on.

트리거제어 트랜지스터(TR1)가 turn-on이 되면, 트리거발생 콘덴서(C2)는 방전이 시작되며, 이 방전전류에 의해 트리거저항인 R7에 트리거 전압이 형성되어서 발열제어용 사이리스터(SCR1)를 동작시키게 된다.
When the trigger control transistor TR1 is turned on, the trigger generation capacitor C2 starts to discharge, and a trigger voltage is formed on the trigger resistance R7 by the discharge current to operate the heat generating control thyristor SCR1. .

발열선의 온도가 상승되기 전까지 즉, 설정온도 이하에서는 나일론 서미스터의 임피던스가 매우 커서 D4를 통한 C1의 충전전류는 대단히 미약하게 되므로 트리거제어 콘덴서(C1)에 충전되는 전류는 대부분 VR1에 의하여 설정된 전류에 의해서만 트리거 전류로 사용하게 된다.Until the temperature of the heating wire rises, that is, below the set temperature, the impedance of the nylon thermistor is so large that the charging current of C1 through D4 becomes very weak. Therefore, the current charged in the trigger control capacitor (C1) is mostly at the current set by VR1. Only the trigger current can be used.

그러나 발열선의 온도가 상승하게 되면 나일론 서미스터의 임피던스는 감소하게 되면서 온도감지전류가 나일론 서미스터를 통하여 흐르게 된다. 상기 나일론 서미스터는 용량성 임피던스이므로 나일론 통하여 흐르는 감지전류는 주로 진상전류 성분이 흐르게 된다.However, when the temperature of the heating wire rises, the impedance of the nylon thermistor decreases and the temperature sensing current flows through the nylon thermistor. Since the nylon thermistor is capacitive impedance, the sensing current flowing through the nylon mainly flows in the forward current component.

온도감지전류에 의하여 D4를 통해 C1의 양단에 충전되는 전류량이 늘어나게 된다. C1에는 교류전원에서 공급되고 VR1에 의하여 설정된 기준전류와 D4를 통하여 유입되는 전류가 합쳐져서 충전을 하게 되며, 방전시에 점차 많은 전류가 D7을 통하여 TR1의 바이어스 저항(R6)으로 흐르게 된다.
The amount of current charged to both ends of C1 through D4 increases due to the temperature sensing current. The C1 is charged by combining the reference current supplied from the AC power source and set by the VR1 and the current flowing through the D4, and during discharge, more and more current flows through the D7 to the bias resistor R6 of the TR1.

이때 흐르는 전류가 VR1에 의하여 제로포인트로 설정된 기준전류보다 많아지게 되고, 방전시 바이어스 저항(R6)으로 흐르는 전류에 의하여 바이어스 전압에 도달하는 시점이 빨라지게 되며, 상기 바이어스 전압은 VR1에 의하여 설정된 제로베이스의 시정수보다 앞선 시점에서 형성된다.At this time, the current flowing becomes larger than the reference current set to zero point by VR1, and the time of reaching the bias voltage is increased by the current flowing to the bias resistor R6 during discharge, and the bias voltage is zero set by VR1. It is formed at a point before the time constant of the base.

그러므로 온도가 상승하여 감지전류가 일정 수준 이상 흐르게 되면 트리거제어 트랜지스터(TR1)가 순빙향전압의 제로베이스보다 앞선 시점에서 turn on이 된다. Therefore, when the temperature rises and the sense current flows over a certain level, the trigger control transistor TR1 turns on at a point before the zero base of the forward ice voltage.

앞선 위상에서 TR1이 도통이 됨에 따라, C2에서 방전되어 R7에 형성되는 트리거 전압 신호 또한 점차 앞선 위상에서 형성이 된다.As TR1 becomes conductive in the preceding phase, the trigger voltage signal discharged in C2 and formed in R7 also gradually forms in the preceding phase.

따라서, 온도설정용 가변저항(VR1)에 의하여 설정된 온도 이상인 경우에는 상기 증가되는 온도감지전류에 따라 도 4와 같이 상기 트리거 신호가 제로포인트보다 앞선 위치에서 트리거 신호가 형성되고, 발열제어용 사이리스터(SCR1)는 순방향전압 주기시에도 도 4와 같이 off되는 주기가 상승온도에 따라 늘어나게 된다.
Accordingly, when the temperature is higher than the temperature set by the temperature setting variable resistor VR1, the trigger signal is formed at a position before the zero point as shown in FIG. 4 according to the increased temperature sensing current, and the thyristor SCR1 for heating control is formed. In the forward voltage cycle, the cycle of turning off as shown in FIG. 4 increases with increasing temperature.

도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 트리거 전압 시점에 따라 발열선으로 흐르는 출력의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이 트리거 신호가 제로포인트 부근에서 형성되면 매 순방향전압 주기시마다 발열전류가 흐르게 되어 많은 발열전력이 발생되지만, 트리거 신호가 온도감지전류에 의하여 제로포인트보다 앞선 위치에서 형성되는 횟수가 많아질수록 도 5에서 도시된 바와 같이 점차 발생 전력이 적게 발생된다.5 is a view for explaining a change in output flowing to the heating line according to the trigger voltage time point in accordance with one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, when the trigger signal is formed near the zero point, an exothermic current flows every forward voltage cycle, but a lot of exothermic power is generated, but the number of times the trigger signal is formed at a position before the zero point by the temperature sensing current. As the number increases, the generated power gradually decreases as shown in FIG. 5.

즉 온도가 설정된 온도 이상에서는 TR1이 턴 온이 될 때, C2에 충전된 전류는 SCR1의 순방향전압 주기보다 앞선 곳에서 방전이 되므로 SCR1이 턴 오프되는 횟수가 많아지게 된다.In other words, when TR1 is turned on above the set temperature, the current charged in C2 is discharged earlier than the forward voltage cycle of SCR1, so that the number of times SCR1 is turned off increases.

트리거 신호가 온도감지전류에 의하여 제로포인트보다 앞선 위치에서 형성되는 횟수가 많아지면, 점차 발열 전력이 적게 발생되어 전력제어가 이루어지게 된다.
When the number of times the trigger signal is formed at a position before the zero point by the temperature sensing current increases, the heating power is gradually generated and power control is performed.

도 6은 전압이 공급되는 시간에 따른 발열선과 전열기구의 전열 표면온도와의 관계를 나타낸 도면이다. 도 5와 같이 트리거 시점의 위상이 앞서게 되면 SCR1이 턴 오프되는 시간이 늘어나게 되어 소비전력은 줄어들게 되므로 도 6과 같이 점차 온도가 곡선을 그리면서 상승을 한 후, 설정온도범위에서는 일정한 온도를 가지게 된다.6 is a diagram illustrating a relationship between a heating wire and a heat transfer surface temperature of a heating apparatus according to a time when a voltage is supplied. When the phase of the trigger time is advanced as shown in FIG. 5, the time for turning off the SCR1 is increased and power consumption is reduced. Thus, as shown in FIG. 6, the temperature gradually increases while drawing a curve, and thus, the set temperature range has a constant temperature. .

즉, VR1으로 적정 온도를 설정하게 되면 처음 발열선의 온도가 낮을 때는 SCR1이 1/60[sec]마다 제로볼트 부근에서 트리거 되어 많은 소비전력이 발생되지만, 발열선의 온도가 올라갈수록 앞선 위상에서 트리거되는 횟수가 많아지게 되며, 순방향전압 주기시에 SCR1의 turn -off되는 횟수가 많아지게 되어 점차 소비전력이 줄게 되면서 표면온도가 안정적으로 제어된다.
In other words, if the temperature is set to VR1, when the temperature of the heating wire is low for the first time, SCR1 is triggered near zero volts every 1/60 [sec], but a lot of power consumption is generated. The number of times increases, and the number of turn-offs of SCR1 in the forward voltage cycle increases so that the power consumption gradually decreases and the surface temperature is stably controlled.

D4, D5에 의하여 충전이 되고, 방전은 D6, D7의 방향으로 하게 되는데 방전다이오드(D4)와 연결된 방전저항(R4)은 발열선, 감지선의 길이 및 나일론 서미스터의 임피던스 변화를 고려하여 설정을 할 수 있다. 즉, 발열선의 소비전력이 큰 경우와 적은 경우, 또는 발열선의 길이가 길거나 짧은 경우, 이러한 경우에는 온도에 따라서 임피던스의 변화율이 다르기 때문에 그때마다 모든 저항이나 커패시터의 값을 바꿔주어야 하나, 본 발명의 일실시 예에서는 방전저항(R4)의 수치를 변화함으로써 간단하게 제어를 할 수 있게 된다.
It is charged by D4 and D5, and the discharge is made in the direction of D6 and D7. The discharge resistor R4 connected to the discharge diode D4 can be set in consideration of the heating line, the length of the sensing line, and the impedance change of the nylon thermistor. have. In other words, when the power consumption of the heating wire is large and small, or when the length of the heating wire is long or short, in this case, since the change rate of the impedance varies depending on the temperature, the values of all the resistors or capacitors must be changed every time. In one embodiment, it is possible to control simply by changing the value of the discharge resistor (R4).

VR1을 최대로 했는데도 발열선이 온도가 낮은 경우에는 방전저항(R4)의 저항치를 작게 설정하여 D7로 흘러들어가는 진상 전류량을 적게 함으로써, 제로포인트 부근에서 트랜지스터(TR1)를 동작시키도록 할 수 있다. 또한, 발열선의 온도가 너무 높은 경우에는 방전저항(R4)의 저항치를 크게 하여 D7로 흘러가는 전류량을 많게 함으로써 진상전류에 의한 트리거 전압 시점을 조정하여 소비전력을 작아지게 할 수 있다.If the heating line is low even though the maximum of VR1 is set, the transistor TR1 can be operated near the zero point by setting the resistance value of the discharge resistor R4 to a small value and reducing the amount of phase current flowing into D7. In addition, when the temperature of the heating wire is too high, the resistance value of the discharge resistor R4 is increased to increase the amount of current flowing to D7, thereby reducing the power consumption by adjusting the trigger voltage point due to the advance current.

위와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 교류 전원에 의하여 발열이 되는 전열기구에서, 일정온도 이상의 발열온도를 제어하는 제어회로에 제어회로 공급용 직류 전원공급부가 필요 없으며, 부품이 적게 소요되고 경제적인 전열기구의 온도제어장치를 제공할 수 있게 된다.
According to an embodiment of the present invention as described above, in a heating device that generates heat by AC power, a control circuit for controlling a heating temperature of a predetermined temperature or more does not require a DC power supply for supplying a control circuit, and requires less components and is economical. It is possible to provide a temperature control device for phosphorus heating apparatus.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 발열선 주위를 감싸는 나일론 서미스터의 임피던스 변화를 발열선을 제어하는 사이리스터의 게이트의 입력 트리거 시간과 연계하도록 함으로써, 온도 변화에 따른 감지전류에 의하여 상기 게이트의 입력 트리거 시점을 변화시켜서 발열선의 온도를 제어함으로써, 경제적이고 효과적으로 소비전력 및 온도를 제어할 수 있는 효과가 있다.
Further, according to an embodiment of the present invention, the impedance change of the nylon thermistor wrapped around the heating wire is to be associated with the input trigger time of the gate of the thyristor for controlling the heating wire, thereby triggering the input of the gate by the sensing current according to the temperature change By controlling the temperature of the heating wire by changing the viewpoint, there is an effect that can control the power consumption and temperature economically and effectively.

본 발명의 일 실시 예에서는 가열 동작 중에 어떠한 원인에 의하여 발열선의 어느 지점이 국부적인 과열 되었을 때, 이를 제어할 수 있게 된다.In one embodiment of the present invention, when a certain point of the heating line is locally overheated by any cause during the heating operation, it can be controlled.

어느 지점이 국부적인 과열이 되면, 그 지점의 임피던스가 전체 임피던스에 비하여 낮아지므로 이때는 AC2(접지) - H2 - 국부과열지점 - S1,S2 - 다이오드 D4를 통하여 전류가 흘러서, C1에 충전되는 전류량이 늘어나게 된다.If a point is locally overheated, the impedance at that point will be lower than the total impedance.At this time, the current flows through AC2 (earth)-H2-local overheat point-S1, S2-diode D4, Will increase.

C1에 충전되는 전류량이 VR1에 의한 설정전류량보다 많아지게 되며, 방전시에는 제로포인트보다 앞선 위치에서 베이스 전압이 형성되므로, 트리거제어 트랜지스터(TR1)는 순방향전압의 제로포인트보다 앞선 위치에서 Turn-on이 된다. 트리거제어 트랜지스터(TR1)가 turn-on이 됨에 따라 C2는 방전을 시작하여 이 방전전류에 의한 트리거전압 신호 전압 역시 SCR1의 순방향전압의 제로포인트보다 앞선 위치에서 형성된다.Since the amount of current charged in C1 is greater than the set current amount by VR1 and the base voltage is formed at a position before zero point during discharge, the trigger control transistor TR1 is turned on at a position before the zero point of the forward voltage. Becomes As the trigger control transistor TR1 turns on, C2 starts to discharge, and the trigger voltage signal voltage due to this discharge current is also formed at a position before the zero point of the forward voltage of SCR1.

따라서, 국부적인 과열이 발생될 때에는 SCR1이 역방향 전압 주기에서 트리거 되어 소비전력이 줄어들게 되거나 SCR1이 턴 오프 상태가 된다. 따라서, 더 이상의 온도 상승이 일어나지 않게 된다.
Therefore, when local overheating occurs, SCR1 is triggered in a reverse voltage cycle to reduce power consumption or SCR1 is turned off. Thus, no further temperature rise occurs.

전력소자의 자체적인 불량으로 인하여 발열제어용 사이리스터(SCR1)가 턴 오프 되는 불량이 발생하게 되면, 발열선에 발열전류가 흐르지 않게 되므로 제어장치가 작동하지 않는 문제점은 있으나, 화재로 이어지는 위험 부담은 없게 된다.If a fault occurs in which the heat generating control thyristor SCR1 is turned off due to a failure of the power device itself, there is a problem in that the control device does not operate because the heating current does not flow in the heating wire, but there is no risk of causing a fire. .

그러나 전력소자가 계속 턴 온 상태가 지속되는 현상의 고장이 발생되면, 발열선의 과열로 인하여 화상 또는 화재로 이어지는 위험이 따르게 된다.However, if the failure of the phenomenon that the power device continues to turn on occurs, there is a risk that leads to burns or fire due to overheating of the heating wire.

이때 계속 발열선의 온도가 상승하여 약 120도 이상의 과열 현상이 지속되면 나일론 서미스터가 녹아서 발열선과 감지선이 단락을 하는 현상이 발생된다.At this time, if the temperature of the heating wire continues to increase and the overheating phenomenon of about 120 degrees or more continues, the nylon thermistor melts, causing the heating wire and the sensing wire to short-circuit.

본 발명의 일 실시 예에서는 이러한 국부적인 과열현상이 발생되거나 일부 구간에서 단락이 발생될 때에는 온도퓨즈에 의하여 전원을 차단하도록 하는 과열보호부를 채택하였다.In an embodiment of the present invention, when such a local overheating phenomenon or a short circuit occurs in some sections, an overheat protection unit is adopted to cut off the power by a thermal fuse.

상기 과열보호부는 감열단자접속점에서 과열보호부 다이오드(D1)와 발열저항 과열보호부 제너다이오드(ZD1)를 거쳐서 제1전원부(AC1)에 연결된다.
The overheat protection part is connected to the first power supply part AC1 through the overheat protection diode D1 and the heating resistance overheat protection zener diode ZD1 at the thermal terminal connection point.

전술한 바와 같이 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 역방향전압 주기인 AC2에서 AC1의 방향으로 전압이 형성되는 1/2 사이클에서는, 접지- H2 - H1- 나일론 서미스터N1- S1,S2- D4- C1- AC1의 순으로 감지전류가 흘러서 트리거제어 콘덴서인 C1의 양단에는 온도감지전압이 충전이 된다.As described above, in a half cycle in which a voltage is formed in the direction of AC1 from AC2, which is the reverse voltage cycle of the heat generating control thyristor SCR1, ground-H2-H1- nylon thermistor N1- S1, S2- D4- C1- AC1 Sensing current flows in the following order, and the temperature sensing voltage is charged at both ends of the trigger control capacitor C1.

또한, 이때 접지 - H2, H1 - 나일론 서미스터N1 - S1,S2 - D1- 발열저항(R1)- ZD1 - AC1의 순으로도 전류가 흐르게 된다.At this time, the current flows in the order of ground-H2, H1-nylon thermistors N1-S1, S2-D1- heating resistance (R1)-ZD1-AC1.

단락 또는 과열보호부 제너 다이오드(ZD1)는 도 1에 도시된 바와 같이 회로보호용 다이오드(D1)와 역방향으로 설치가 되어 있어서, 단락 또는 과열보호부 제너 다이오드(ZD1)의 항복전압까지는 이 회로에 전류가 흐르지 않는다. 따라서 제너 다이오드에 항복전압 이하의 전압이 형성될 때, 흐르는 전류는 D4를 통하여 트리거제어 콘덴서인(C1)에 감지전압이 함께 충전이 된다.The short-circuit or overheat protection zener diode ZD1 is installed in the opposite direction to the circuit protection diode D1 as shown in FIG. Does not flow. Therefore, when a voltage below the breakdown voltage is formed in the zener diode, the current flowing through the D4 is charged with the sense voltage to the trigger control capacitor (C1).

전체 길이 중 어느 부위라도 단락이 되는 경우에는, AC2 - H2 - 단락 부분 - S1,S2 - D1 - R1 - ZD1 - AC1의 순으로 전류가 흐르게 된다. 이때 발열선과 감지선의 저항은 100-200Ω에 불과한 반면 발열저항 R1은 1.5-2[㏀]이 되므로 단락이 발생을 하게 되면 전압이 저항에 따라 분배되어, 제너 다이오드(ZD1)에는 항복전압 이상의 높은 전압이 형성된다. 따라서, 이를 초과하는 전압에 의한 전류가 발열저항에 흐르게 된다.When a short circuit occurs in any part of the entire length, current flows in the order of AC2-H2-short circuit-S1, S2-D1-R1-ZD1-AC1. At this time, the resistance of the heating wire and the sensing wire is only 100-200Ω, whereas the heating resistance R1 is 1.5-2 [㏀], so when a short circuit occurs, the voltage is distributed according to the resistance. Is formed. Therefore, a current due to the voltage exceeding this flows to the heating resistance.

발열저항(R1)에는 이에 근접하여 온도퓨즈가 설치되며, 발열저항에 전류가 흐르는 경우에는 근접하여 설치된 온도퓨즈가 단선이 되어 전원공급이 중단되어 과열을 방지할 수 있게 된다.In the heat generating resistor R1, a temperature fuse is installed in close proximity thereto. When a current flows in the heat generating resistor, the heat fuse close to the heat fuse is disconnected to stop the power supply and prevent overheating.

본 발명의 일실시 예에서는 단락 또는 과열방지용으로 제너 다이오드를 사용하였으나 VARISTOR인 TNR, ZNR의 사용도 가능하다.In one embodiment of the present invention, a zener diode is used to prevent short circuit or overheating, but it is also possible to use TNR and ZNR, which are VARISTORs.

또한, 발열제어용 사이리스터(SCR1)가 고장으로 인하여 단락을 하게 되는 고장이 발생될 수 있다. 이때는 발열선에는 반파가 아닌 전파가 흐르게 되어 2배의 전류가 흐르게 되므로 과열에 따른 위험이 발생된다.In addition, a failure may occur in which the heat generating thyristor SCR1 has a short circuit due to a failure. At this time, the electric wave flows through the heating line instead of the half wave, and thus a double current flows, thereby causing a risk of overheating.

본 발명의 일 실시 예에서는 이러한 경우 회로보호용 다이오드(D3)에 의해 과전류를 과전류퓨즈로 직접 흐르게 하여 과전류퓨즈를 동작시키도록 설계하였다.In one embodiment of the present invention, the circuit protection diode D3 is designed to operate the overcurrent fuse by directly flowing the overcurrent to the overcurrent fuse.

즉, 발열제어용 사이리스터(SCR1)가 도통이 된 경우에는 발열제어용 사이리스터(SCR1)의 역방향전압 주기에 접지(AC2) - D3 - SCR1 - F1 - AC1의 순으로 과전류가 흘러 전류퓨즈가 끊어지게 되어 전원공급을 차단하게 된다.That is, when the heating control thyristor SCR1 becomes conductive, overcurrent flows in the order of ground (AC2)-D3-SCR1-F1-AC1 in the reverse voltage cycle of the heating control thyristor (SCR1) to cut off the current fuse. The supply will be cut off.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 온도를 제어하는 전력소자가 불량인 경우 및 발열선이 국부적인 과열로 인하여 절연이 파괴된 경우에도 안전하게 회로를 차단할 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, there is an effect that the circuit can be safely cut off even when the power device that controls the temperature is bad and the heating wire is destroyed due to local overheating.

도 7은 트리거제어 트랜지스터의 다른 실시 예로서 바이어스 시점에 대한 제어를 보다 신뢰성 있게 하기 위하여 상기 트리거제어 트랜지스터를 이중으로 연결하여 다알링톤 접속을 한 것이다.
FIG. 7 illustrates a multiple ring connection by connecting the trigger control transistors in a dual manner to more reliably control the bias timing as another embodiment of the trigger control transistor.

C1 ~ C2: 콘덴서
D1 ~ D7, D7: 다이오드
F1: 과전류퓨즈
F2: 온도퓨즈
H1, H2; 발열선단자
S1, S2: 감열선단자
N1: 감온성 수지
R1: 발열저항
R2 ~ R7: 저항:
R8: 발열저항
SCR1: 발열제어용 사이리스터
VR1: 온도설정용 가변저항
TR1, TR2: 트랜지스터C1 to C2: condenser
D1 ~ D7, D7: Diode
F1: overcurrent fuse
F2: Temperature Fuse
H1, H2; Heating terminal
S1, S2: Thermal Terminal
N1: thermosensitive resin
R1: heating resistance
R2 ~ R7: Resistance:
R8: Heat generating resistance
SCR1: Thyristor for controlling heat
VR1: Variable resistor for temperature setting
TR1, TR2: Transistor

Claims

First and second heat generating terminals connected to both ends of the heating wire; And a first thermal terminal and a second thermal terminal connected to both ends of the thermal line arranged in parallel with the heating line, wherein the first and second heating terminals are connected through an AC power source and a heat generation control thyristor, to a control device of a heating mechanism. (-Between the heating wire and the thermal wire is insulated with a thermosensitive resin whose impedance changes with temperature change),
The heating current is controlled to flow through the first and second heating terminals by applying a trigger voltage signal to the gate of the thyristor in a forward voltage cycle of the heat generating control thyristor.
During the reverse voltage cycle of the heat generating control thyristor, the trigger control capacitor is controlled to be charged by a temperature sensing current flowing through the thermosensitive resin and a temperature setting current set by a temperature setting variable resistor.
The trigger voltage signal is controlled to be applied to the gate of the heat generating control thyristor by the current discharged by the charged trigger control capacitor, so that the timing of formation of the trigger voltage signal is forwarded by the magnitude of the sensing current according to a temperature change. Control device of the heating apparatus characterized in that the temperature of the heating line is controlled by changing from the zero point time point of the voltage

The method of claim 1,
The AC power is supplied through a first power line terminal and a second power line terminal (-the second power line is connected to a common ground which is a reference potential); An anode of the heat generating control thyristor is connected to the first power line terminal, a cathode of the heat generating control thyristor is connected to the first heat generating terminal, and the second heat generating terminal is connected to the common ground; Wow
A variable resistor for temperature setting, one side of which is connected to the ground and the other of which is connected to a temperature sensing node via a first charging diode, and a trigger control capacitor C1 connected between the temperature sensing node and the first power line terminal. And a temperature control unit (-temperature sensing diode and a first side connected to a thermal terminal connection point to which the first thermal terminal and the second thermal terminal are connected, and the other side of which is connected to the temperature sensing node via a temperature sensing diode D4). The single charge diode is connected to the direction in which current flows in the forward direction during the reverse voltage cycle of the heat generating thyristor; Wow,
The trigger control transistor for controlling the trigger voltage signal and the base of the trigger control transistor are connected to the temperature sensing node, a bias resistor is connected between the base of the trigger control transistor and the emitter, and is connected to the cathode of the heating control thyristor. A trigger control unit including a circuit to be connected; Including;
The trigger control capacitor is charged by the temperature sensing current and the temperature setting current flowing through the thermal terminal connection point during the reverse voltage cycle of the heating control thyristor, and the current discharged through the bias resistor from the charged trigger control capacitor. And the trigger control transistor is operated, and as the trigger control transistor is operated, the trigger voltage signal is controlled so as to form the trigger voltage signal on the gate of the heating control thyristor.

The method of claim 2,
A phase control resistor is connected between the first charging diode and the temperature setting variable resistor, and the forward direction is below the temperature set by the capacitance of the trigger control capacitor and the impedance value of the temperature setting variable resistor and the phase control resistor. Control device for a heating device characterized in that the trigger voltage signal is formed in the vicinity of the zero point of the voltage

The method of claim 3,
When the temperature is higher than the temperature set by the variable temperature setting resistor, the control device of the heating apparatus characterized in that the trigger voltage signal is formed at a position before the zero point according to the increased temperature sensing current.

The method of claim 2,
A gate resistor having one side connected to the collector of the trigger control transistor and the cathode of the heating control thyristor, and the other side connected to the gate of the heating control thyristor and one side of the trigger generation capacitor; And a trigger generation capacitor connected to an emitter of the trigger control transistor on the other side, wherein the trigger generation capacitor is charged by the AC power during a reverse voltage cycle of the heat generating control thyristor, and the trigger control transistor is turned on. -when turned on, the trigger voltage signal is formed by flowing a discharge current to the gate resistance in the charged trigger generating capacitor, the control device of the heating mechanism

The method of claim 2,
An overheat protection unit connected to the first power line terminal through an overheat protection diode, a heating resistor, and a zener diode at the thermal terminal connection point (the overheat protection diode is a direction in which current flows during a reverse voltage cycle of the heating control thyristor). Forward connected and the zener diode is connected backward with the thermal protection diode; Further, if the voltage is higher than the breakdown voltage is formed in the zener diode by overheating or short-circuit of the heating wire, it is installed adjacent to the heating resistor by causing a current to flow in the heating resistor, any one of the AC power Control device for a heating device characterized in that the power supply is cut off the temperature fuse directly connected to the power line

The method according to claim 6,
And a fault protection unit connected to a circuit protection diode in which a current flows in a forward direction between the first heat generating terminal and the second heat generating terminal in a reverse cycle of the heat generating control thyristor, wherein the heat generating thyristor has a short circuit due to a failure. In this case, the short-circuit current flows to the overcurrent fuse connected to the first power line terminal through the circuit protection diode during the reverse voltage cycle of the heating control thyristor, so that the overcurrent fuse shuts off power. Heating device control device

The method of claim 2,
The thyristor for the heating control is a control device of the heating mechanism, characterized in that replaced by any one of the triac, TR.

The method of claim 2,
Wherein the trigger control transistor is a multi-arlington connection.

The method according to claim 6,
The zener diode is a control device of the heat transfer mechanism, characterized in that substituted by any one of the varistor TNR or ZNR