KR101504095B1 - 다기능 온도 조절기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발열제품과 연결된 케이블의 분리, 발열제품의 부하 변동 및 발열제품의 파손 등을 감지하여 상기 발명제품에 공급되는 전원을 차단하는 다기능 온도 조절기를 개시(introduce)한다. 상기 다기능 온도 조절기는, 2개의 입력노드를 통해 수신한 변환기로부터 공급되는 변환전압을 2개의 출력노드를 통해 발열제품에 공급하며 상기 발열제품에 공급되는 전력의 양을 조절하는 버튼을 포함하는 것으로, 온도조절보호부 및 제어부를 포함한다. 상기 온도조절보호부는 공급제어신호에 응답하여 상기 변환전압을 상기 발열제품으로 공급하거나 차단하고, 상기 발열제품에 흐르는 전류량에 대응하는 전류감지신호 및 상기 발열제품의 온도에 대응되는 온도감지신호를 생성하여 출력한다. 상기 제어부는 상기 전류감지신호 및 상기 온도감지신호에 응답하여 상기 공급제어신호를 생성한다.

Description

다기능 온도 조절기 {Multi-function temperature controller}
본 발명은 온도 조절기에 관한 것으로, 특히, 발열제품과 연결된 케이블의 분리, 발열제품의 부하 변동 및 발열제품의 파손 등을 감지하여 상기 발명제품에 공급되는 전원을 차단하는 다기능 온도 조절기에 관한 것이다.
온열 매트, 족욕기, 방석 및 쇼울 등의 발열제품에 사용되는 전원의 전압준위는 12V(Volts) 또는 24V인 것이 일반적이다. 가정에 공급되는 전원(VI)의 전압준위(Voltage level)는 대한민국의 경우 220V인데, 변환기(convertor)는 이 전압을 DC(Direct Current) 12V 또는 DC 24V로 변환하여 발열제품에 공급한다.
도 1은 일반적인 발열제품의 사용 설명도이다.
도 1을 참조하면, 가정 등에 공급되는 전원은 변환기(110)에서 발열제품(130)에 필요한 크기의 전압준위를 가지는 전압원으로 변환하여 온도조절기(120)을 경유하여 발열제품(130)에 공급된다. 종래의 온도조절기(120)는 발열제품(130)의 온도를 조절하는 버튼을 구비하여 사용자가 필요에 따라 발명제품(130)의 온도를 조절할 수 있도록 하였다. 이러한 발열제품(130)을 사용하다가 보면 전기사고와 같은 비상사태가 발생할 수 있는데, 발열제품(130)과 온도조절기(120)를 연결하는 케이블(125)의 분리, 발열제품(130)의 파손 또는 단선 등에 의한 부하 변동이 발생하는 것이 그것이다.
이러한 상황에 대해서 종래의 온도조절기(120)는 능동적으로 대처하도록 고안되지 않았으며, 과전류가 발열제품(130)으로 흐를 때를 대비하여 발열제품(130)으로 전류를 공급하는 단자에 휴즈(fuse)를 구비하는 정도에 그쳐 사용상 안전에 취약한 점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 발열제품과 연결된 케이블의 분리, 발열제품의 부하 변동 및 발열제품의 파손 등을 감지하여 상기 발명제품에 공급되는 전원을 차단하는 다기능 온도 조절기를 제공하는 것에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다기능 온도 조절기는, 2개의 입력노드를 통해 수신한 변환기로부터 공급되는 변환전압을 2개의 출력노드를 통해 발열제품에 공급하며 상기 발열제품에 공급되는 전력의 양을 조절하는 버튼을 포함하는 것으로, 온도조절보호부 및 제어부를 포함한다. 상기 온도조절보호부는 공급제어신호에 응답하여 상기 변환전압을 상기 발열제품으로 공급하거나 차단하고, 상기 발열제품에 흐르는 전류량에 대응하는 전류감지신호 및 상기 발열제품의 온도에 대응되는 온도감지신호를 생성하여 출력한다. 상기 제어부는 상기 전류감지신호 및 상기 온도감지신호에 응답하여 상기 공급제어신호를 생성한다.
본 발명에 따른 다기능 온도 조절기는 발열제품과 연결된 케이블의 분리, 발열제품의 부하 변동 및 발열제품의 파손 등을 감지하여 상기 발명제품에 공급되는 전원을 차단함으로써 다기능 온도 조절기에서 소비하는 전력을 최적화시킬 뿐만 아니라, 화재의 위험에도 효과적으로 대처할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 발열제품의 사용 설명도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다기능 온도 조절기의 블록다이어그램이다.
도 3은 본 발명에 따른 다기능 온도 조절기를 구성하는 터치감지부의 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다기능 온도 조절기를 구성하는 온도조절보호부의 회로도이다
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 다기능 온도 조절기의 블록다이어그램이다.
본 발명에 따른 다기능 온도 조절기(120)는 2개의 입력노드(NI1, NI2)를 통해 수신한 변환기(110)로부터 공급되는 변환전압을 2개의 출력노드(NO1, NO2)를 통해 발열제품(130)에 공급하며 상기 발열제품(130)에 공급되는 전력의 양을 조절하는 버튼(B1~B3)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 다기능 온도 조절기(120)는, 터치감지부(210), 온도조절보호부(220) 및 제어부(230)를 포함한다.
터치감지부(210)는 버튼(B1~B3)의 터치여부를 감지하여 터치감지신호(S1~S3)를 생성한다.
온도조절보호부(220)는 공급제어신호(CON)에 응답하여 변환전압을 발열제품(130)으로 공급하거나 차단하고, 발열제품(130)에 흐르는 전류량에 대응하는 전류감지신호(SI) 및 발열제품(130)의 온도에 대응되는 온도감지신호(STH)를 생성하여 출력한다.
제어부(230)는 터치감지신호(S1~S3), 전류감지신호(SI) 및 온도감지신호(STH)에 응답하여 공급제어신호(CON)를 생성한다.
이하에서는 도 2에 도시된 다기능 온도 조절기(120)에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 다기능 온도 조절기를 구성하는 터치감지부의 회로도이다.
도 3을 참조하면, 터치감지부(210)는 2개의 입력노드(NI1, NI2) 사이에 병렬로 연결되어 있는 복수의 터치감지회로(310~330)를 포함한다.
제1터치감지회로(310)는 일 단자가 제1입력노드(NI1)에 연결되고 다른 일 단자로 제1터치감지신호(S1)를 생성하는 제1터치감지저항(R31)과 일 단자가 제1터치감지저항(R31)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자가 제2입력노드(NI2)에 연결된 제1버튼(B1)을 포함한다.
제2터치감지회로(320) 및 제3터치감지회로(330)는 제1터치감지회로(310)와 그 구성은 동일하며 생성하는 터치감지신호만 서로 다르므로, 여기서는 자세하게 설명하지 않는다.
다만, 버튼(B1, B2, B3)은 각각 그 기능이 서로 다른 것으로, 예를 들면 온도를 조절하거나 시간을 설정하거나 전원의 공급 차단을 결정하는 기능을 수행하게 된다. 도 3에서는 3개의 버튼이 도시되어 있지만, 버튼의 갯수는 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 다기능 온도 조절기를 구성하는 온도조절보호부의 회로도이다
도 4를 참조하면, 온도조절보호부(220)는 온도감지신호 생성부(410), 전력스위치(420), 전력제어신호 생성부(430) 및 전류감지신호 생성부(440)를 포함한다.
온도감지신호 생성부(410)는 온도감지신호(STH)를 생성하며, 전력제어신호 생성부(430)는 공급제어신호(CON)에 응답하여 전력제어신호(SCON)를 생성하고, 전력스위치(420)는 전력제어신호(SCON)에 응답하여 2개의 입력노드(NI1, NI2) 중 제1입력노드(NI1)를 2개의 출력노드(NO1, NO2) 제1출력노드(NO1)로 스위칭하며, 전류감지신호 생성부(440)는 2개의 출력노드(NO1, NO2) 중 제2출력노드(NO2)에 연결되어 전류감지신호(SI)를 생성한다.
이하에서는 온도조절보호부(220)의 구성에 대해서 구체적으로 설명한다.
온도감지신호 생성부(410)는, 2개의 출력노드(NO1, NO2) 사이에 직렬로 연결된 2개의 온도감지용 저항(R41, R42) 및 일 단자에 연결된 2개의 온도감지용 저항(R41, R42)들의 공통노드의 전압으로부터 발열제품(130)의 온도를 감지하고, 감지된 온도에 대응하는 온도감지신호(STH)를 생성하여 제어부(230)로 전송한다.
전력제어신호 생성부(430)는, 일 단자가 제1출력노드(NO1)에 연결되며 다른 일 단자로 전력제어신호(SCON)를 생성하는 전력제어신호용 저항(R43) 및 일정한 스위칭 저항값을 가지며, 공급제어신호(CON)에 응답하여 전력제어신호용 저항(R43)의 다른 일 단자와 2개의 입력노드(NI1, NI2) 중 제2입력노드(NI2)를 스위칭한다.
제어부(230)는, 본 발명에 따른 다기능 온도 조절기로부터 발열제품(130)으로 전원의 공급이 차단되어 있을 때, 터치감지신호(S1~S3) 중 하나라도 제1기준시간 이상 활성화될 때, 공급제어신호(CON)를 활성화시켜 다기능 온도 조절기로부터 발열제품(130)으로 전원의 공급을 활성화시키도록 하며, 다기능 온도 조절기로부터 발열제품(130)으로 전원의 공급이 유지되고 있는 상태에서, 터치감지신호(S1~S3) 중 하나라도 제2기준시간 이상 활성화될 때, 공급제어신호(CON)를 불활성화시켜 다기능 온도 조절기로부터 발열제품(130)으로 전원의 공급을 차단하도록 한다.
여기서 제1기준시간은 제2기준시간에 비해 짧게 하는 것이 바람직한데, 이는 다기능 온도 조절기를 턴 온 시키는 것은 쉽게하고, 턴 오프 시키는 것은 조금 어렵게 하자는 취지이다. 경우에 따라서는 이와 반대되는 구성을 가지도록 설계 변경하는 것도 가능하다.
또한 제어부(230)는, 전류감지신호(SI)로부터 발열제품(130)에 흐르고 있는 전류의 양이 미리 설정해 놓은 전류의 양에 비해 많다고 판단하거나, 온도감지신호(STH)로부터 발열제품(130)의 온도가 미리 설정해 놓은 온도에 비해 높다고 판단하는 경우, 공급제어신호(CON)를 불활성화시켜 다기능 온도 조절기로부터 발열제품(130)으로 전원의 공급을 차단하도록 한다.
본 발명에 따른 다기능 온도 조절기는 발열제품(130)과 케이블(125)에 의해 전기적으로 연결되어 있는데, 케이블(125)이 발열제품(130)으로부터 이탈되는 경우에는 다기능 온도 조절기로부터의 전류 공급이 차단되게 되므로, 전류감지신호(SI)는 이에 응답하여 일정한 상태가 되게 되며, 제어부(230)는 이 경우 다기능 온도 조절기의 동작을 조절하여 다기능 온도 조절기에서 소비되는 전력을 최소한으로 줄일 수 있게 된다.
발열제품(130)에 설치된 열선의 일부가 파손되는 경우(단선 포함)에도 버튼에 의해 조정된 전류의 양에 비해 적은 전류가 흐르게 될 경우 전류감지신호(SI)는 이에 응답하여 일정한 상태가 되게 될 것이며, 이 경우에도 화재의 위험을 방지하기 위하여 발열제품(130)으로 공급되는 전력을 차단하여야 하며, 본 발명에 따른 다기능 온도 조절기는 이러한 기능을 제어부(230)에서 수행하게 된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
110: 변환기
120: 온도 조절기
130: 발열제품
210: 터치 감지부
220: 온도 조절 보호부
230: 제어부

Claims (9)

  1. 2개의 입력노드(NI1, NI2)를 통해 수신한 변환기(110)로부터 공급되는 변환전압을 2개의 출력노드(NO1, NO2)를 통해 발열제품(130)에 공급하며 상기 발열제품(130)에 공급되는 전력의 양을 조절하는 버튼(B1~B3)을 포함하는 다기능 온도 조절기에 있어서,
    공급제어신호(CON)에 응답하여 상기 변환전압을 상기 발열제품(130)으로 공급하거나 차단하고, 상기 발열제품(130)에 흐르는 전류량에 대응하는 전류감지신호(SI) 및 상기 발열제품(130)의 온도에 대응되는 온도감지신호(STH)를 생성하여 출력하는 온도조절보호부(220); 및
    상기 전류감지신호(SI) 및 상기 온도감지신호(STH)에 응답하여 상기 공급제어신호(CON)를 생성하는 제어부(230);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 온도 조절기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다기능 온도 조절기는,
    상기 버튼(B1~B3)의 터치여부를 감지하여 터치감지신호(S1~S3)를 생성하는 터치감지부(210);를 더 구비하고,
    상기 공급제어신호(CON)는 상기 터치감지신호(S1~S3)에도 응답하여 생성되는 것을 특징으로 하는 다기능 온도 조절기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 터치감지부(210)는,
    상기 2개의 입력노드(NI1, NI2) 사이에 병렬로 연결되어 있는 복수의 터치감지회로(310~330)를 포함하며,
    각각의 터치감지회로(310~330)는 상기 2개의 입력노드(NI1, NI2) 사이에서 직렬로 연결된 하나의 터치감지저항(R31) 및 하나의 버튼(B1)을 포함하고,
    각각의 터치감지회로(310~330)를 구성하는 터치감지저항 및 버튼의 공통단자에서 상기 터치감지신호(S1~S3)를 생성하는 것을 특징으로 하는 다기능 온도 조절기.
  4. 제3항에 있어서, 온도조절보호부(220)는,
    상기 온도감지신호(STH)를 생성하는 온도감지신호 생성부(410);
    상기 공급제어신호(CON)에 응답하여 전력제어신호(SCON)를 생성하는 전력제어신호 생성부(430);
    상기 전력제어신호(SCON)에 응답하여 상기 2개의 입력노드(NI1, NI2) 중 제1입력노드(NI1)를 상기 2개의 출력노드(NO1, NO2) 중 제1출력노드(NO1)로 스위칭하는 전력스위치(420); 및
    상기 2개의 출력노드(NO1, NO2) 중 제2출력노드(NO2)에 연결되어 상기 전류감지신호(SI)를 생성하는 전류감지신호 생성부(440);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 온도 조절기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 온도감지신호 생성부(410)는,
    상기 2개의 출력노드(NO1, NO2) 사이에 직렬로 연결된 2개의 온도감지용 저항(R41, R42); 및
    일 단자에 연결된 상기 2개의 온도감지용 저항(R41, R42)들의 공통노드의 전압으로부터 상기 발열제품(130)의 온도를 감지하고, 감지된 온도에 대응하는 상기 온도감지신호(STH)를 생성하는 온도센서(411);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 온도 조절기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전력제어신호 생성부(430)는,
    일 단자가 상기 제1출력노드(NO1)에 연결되며 다른 일 단자로 상기 전력제어신호(SCON)를 생성하는 전력제어신호용 저항(R43); 및
    일정한 스위칭 저항값을 가지며, 상기 공급제어신호(CON)에 응답하여 상기 전력제어신호용 저항(R43)의 다른 일 단자와 상기 2개의 입력노드(NI1, NI2) 중 제2입력노드(NI2)를 스위칭하는 전력제어신호용 스위치;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 온도 조절기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부(230)는,
    상기 다기능 온도 조절기로부터 상기 발열제품(130)으로 전원의 공급이 차단되어 있을 때, 상기 터치감지신호(S1~S3) 중 하나라도 제1기준시간 이상 활성화될 때, 상기 공급제어신호(CON)를 활성화시켜 상기 다기능 온도 조절기로부터 상기 발열제품(130)으로 전원의 공급을 활성화시키도록 하며,
    상기 다기능 온도 조절기로부터 상기 발열제품(130)으로 전원의 공급이 유지되고 있는 상태에서, 상기 터치감지신호(S1~S3) 중 하나라도 제2기준시간 이상 활성화될 때, 상기 공급제어신호(CON)를 불활성화시켜 상기 다기능 온도 조절기로부터 상기 발열제품(130)으로 전원의 공급을 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 다기능 온도 조절기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1기준시간은 상기 제2기준시간에 비해 짧은 것을 특징으로 하는 다기능 온도 조절기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부(230)는,
    상기 전류감지신호(SI)로부터 상기 발열제품(130)에 흐르고 있는 전류의 양이 미리 설정해 놓은 전류의 양에 비해 많다고 판단하거나,
    상기 온도감지신호(STH)로부터 상기 발열제품(130)의 온도가 미리 설정해 놓은 온도에 비해 높다고 판단하는 경우,
    상기 공급제어신호(CON)를 불활성화시켜 상기 다기능 온도 조절기로부터 상기 발열제품(130)으로 전원의 공급을 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 다기능 온도 조절기.
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