KR101560118B1 - 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기 - Google Patents

릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전열침구류의 전자파 차단 온도 조절기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 릴레이 접점스위치를 이용하여 교류전원 접지 위상을 자동 선택하도록 하여 전열선에서 발생하는 전자파를 교류전원의 접지선로로 바이패스시켜 제거하는 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기에 관한 것이다.

Description

릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기{Temperature controller for blocking electromagnetic wave in electric heating mat using latching relay}
본 발명은 전열침구류의 전자파 차단 온도 조절기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 릴레이 접점스위치를 이용하여 교류전원 접지 위상을 자동 선택하도록 하여 전열선에서 발생하는 전자파를 교류전원의 접지선로로 바이패스시켜 제거하는 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기에 관한 것이다.
최근 난방비를 절약할 수 있고, 캠핑 등과 같은 여가활동에도 사용할 수 있는 전열침구류의 사용이 증가하고 있다.
통상 전열침구류는 전열침구, 전열매트의 온도를 제어하기 위한 온도조절기를 구비한다. 전열침구류는 전열선으로 흐르는 전류에 의해 전자파가 발생한다.
따라서 전열침구의 전열선 및 온도조절기에서 발생되는 전자파를 제거하기 위해 온도조절기는 전자파 차단 회로를 구비한다.
통상 전자파 차단 회로는 평상 시 온도조절기 코드의 접지단이 외부에서 가정으로 들어오는 콘센트의 접지라인에 정확하게 연결된 경우 발생하는 전자파를 교류전원의 접지선로로 바이패스하여 차단한다. 그러나 온도조절기 코드의 접지단이 콘센트의 핫라인에 연결되어 있는 경우, 전자파를 차단하기 위해서는 사용자가 온도조절기의 교류전원 코드를 재접속시켜야한다.
상술한 바와 같이 종래 전자파 차단 온도조절기는 코드의 접지단이 콘센트의 접지라인에 제대로 접속되어 있는지를 표시하여 주지 않으므로, 사용자가 코드의 접지단이 접지라인에 제대로 접속되어 있는지를 알 수 없는 문제점이 있었다.
이에 따라 종래 전자파 차단 온도조절기 사용자는 회로 및 전열선에 발생되는 전자파를 제거하기 위해 온도조절기의 코드를 일일이 재접속해야 하므로 번거로운 문제점이 있었다.
또한, 사용자가 코드의 재접속을 잊어버린 경우 전자파에 그대로 노출될 수 있는 문제점이 있었다.
공개실용신안공보 실1998-019282호
따라서 본 발명의 목적은 릴레이 접점스위치를 이용하여 교류전원 접지 위상을 자동 선택하도록 하여 전열선에서 발생하는 전자파를 교류전원의 접지선로로 바이패스시켜 제거하는 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기는: 단상2선식 핫라인과 접지라인 2선 중 어느 하나에 각각 연결되는 제1단자 및 제2단자를 구비하여 상기 핫라인 및 접지라인을 통해 교류전원을 공급받아 출력하는 교류전원부, 직류전원공급부, 온도제어부 및 전열선을 포함하는 전열침구류 전자파 차단 온도조절기에 있어서, 상기 교류전원부의 제1단자, 제2단자 및 회로부의 접지단에 연결되되 구동전류의 공급 시 상기 접지단을 상기 제1단자 및 제2단자를 상호 스위칭 연결하여 접지 위상을 변경하여 상기 접지단이 상기 접지라인에 자동으로 연결되도록 스위칭하는 릴레이; 상기 히터 및 상기 접지단 중 하나 이상에 인접하게 설치되어 상기 히터 및 접지단에 전기장이 존재하는지를 검출하는 접지 검출부; 및 상기 직류전원공급부로부터 직류전원을 인가받아 동작하고, 상기 접지 검출부를 통해 상기 접지단에서 전기장 검출 시 상기 릴레이로 구동전류를 공급하여 상기 제1단자 및 제2단자와 연결되어 있는 핫라인 및 접지라인의 연결 위상을 스위칭하여 상기 접지단에 존재하는 상기 전기장을 제거하는 전기장 제거 동작을 수행하는 마이컴 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 릴레이는 2코일형 2a2b 래치형 릴레이인 것을 특징으로 한다.
상기 릴레이는 1코일형 2a2b 래치형 릴레이이되, 상기 직류전원공급부는, 직류전원 및 상기 직류전원과 극성이 반대인 반전 직류전원을 상기 마이컴 제어부로 출력하되, 상기 마이컴 제어부로부터 직류전원 및 반전 직류전원을 인가받아 양전원 펄스 또는 음전원 펄스 중 적어도 하나 이상의 펄스에 대한 구동전류를 선택적으로 상기 래치형 릴레이의 코일로 출력하여 상기 래치형 릴레이를 스위칭시키는 릴레이전원 전환 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 릴레이는 일반 1코일형 2a2b 릴레이이되, 상기 마이컴은 접지 검출부에 의해 접지단에 전기장 검출 시 상기 릴레이를 구동하기 위한 구동전류를 지속적으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 온도조절기는: 상기 교류전원부의 제1단자 및 제2단자 중 하나의 단자와 마이컴 제어부 사이에 직렬로 연결되는 제1교류전원 위상 검출용 저항 및 상기 교류전원부의 제1단자 및 제2단자 중 나머지 단자와 마이컴 제어부 사이에 직렬로 연결되는 제2교류전원 위상 검출용 저항을 포함하여 교류전원의 위상을 검출하는 교류전원 위상 검출부를 더 포함하되, 상기 마이컴 제어부는 상기 교류전원 위상 검출부를 통해 래치 릴레이 코일의 위상을 선택하여 상기 전기장 제거 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 온도조절기는: 상기 릴레이의 각 스위치의 스위칭 접점과 센터 접점 사이에 연결되어 과전압 및 역기전력에 의한 서지전압으로부터 릴레이를 보호하는 접점 보호용 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 직류전원 공급부는, 상기 직류전원 및 반전 직류 전원을 공급하는 직류전원부; 상기 직류전원을 인가받아 충전하는 보조전원용 콘덴서; 및 상기 반전 직류전원을 인가받아 충전하는 제2보조전원용 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 릴레이 전환 제어부는, 상기 직류전원공급부로부터 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 일단이 접지되는 상기 래치형 릴레이의 코일의 타단으로 상기 직류전원을 공급하는 제1포토 트랜지스터; 및 상기 직류전원공급부로부터 반전 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 코일의 타단으로 상기 반전 직류전원을 공급하는 제2포토 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 릴레이 전환 제어부는, 상기 직류전원공급부로부터 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 래치형 릴레이의 코일의 일단으로 상기 직류전원을 공급하는 제1포토 트랜지스터;상기 직류전원공급부로부터 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 코일의 타단으로 상기 직류전원을 공급하는 제2포토 트랜지스터; 상기 직류전원공급부로부터 반전 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 래치형 릴레이의 코일의 타단으로 상기 반전 직류전원을 공급하는 제3포토 트랜지스터; 및 상기 직류전원공급부로부터 반전 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 코일의 일단으로 상기 반전 직류전원을 공급하는 제4포토 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 교류전원의 접지위상을 자동 선택하도록 함으로써 소비자가 전자파를 차단하기 위하여 전자파 차단 온도 조절기의 AC 전원코드를 재접속시킬 필요가 없으므로 소비자 입장에서 편리한 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 릴레이 접점 동작 시 순간 정전될 때 보조전원 콘텐서에 저장된 보조 전원을 이용하여 동작하므로, 별도의 동작 전원을 공급하기 위한 전원부 구성을 필요로 하지 않으므로, 생산단가를 절약할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전자파 차단 온도조절기는 릴레이로 래치 릴레이를 사용함으로써 릴레이에 구동전류를 지속적으로 공급(지속적으로 공급되는 전류를 "유지전류"라 함)할 필요가 없기 때문에 별도의 릴레이 구동전력을 필요로 하지 않으며, 전력 소모를 줄일 수 있고, 유지전류의 공급 구성이 없어도 되므로 생산 원가를 절약할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 래치 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도조절기의 회로를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 래치 릴레이의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 래치 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도조절기의 회로를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 래치 릴레이의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도조절기의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1, 제2 및 제3실시예에 따른 릴레이의 접점에 접점 보호용 소자가 적용된 경우를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1, 제2 및 제3실시예 따른 릴레이에 적용된 접점 보호용 소자의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도조절기의 릴레이전원 전환 제어부의 제1예에 따른 구성을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도조절기의 릴레이전원 전환 제어부의 제2예에 따른 구성을 나타낸 도면이다.
도 11은 상기 도 10의 구성에서 릴레이의 코일의 극성 변환 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도조절기의 구성 및 동작을 설명한다.
본 발명은 래치 릴레이를 이용하는 제1실시예 및 제2실시예의 전열침구류 전자파 차단 온도조절기와 일반 릴레이를 이용하는 제3실시예의 전열침구류 전자파 차단 온도조절기를 포함한다.
상기 일반 릴레이는 스위칭 동작 시 지속적인 유지전류를 필요로 하는 릴레이이고, 래치 릴레이는 스위칭 동작 시에만 구동 전류를 필요로 하고, 이후에는 유지전류를 필요로 하지 않는 릴레이이다.
우선 도 1을 참조하여 제1실시예에 따른 구성 및 동작을 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 래치 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도조절기의 회로를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 래치 릴레이의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 래치 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기는 교류전원부(10), 래치 릴레이(30), 마이컴 제어부(40), 직류전원공급부(50), 온도제어부(60), 전열선(80) 및 접지 검출부(90)를 포함하며, 퓨즈(20)를 더 포함할 수 있을 것이다.
교류전원부(10)는 가정용 상용 교류전원의 핫라인 및 접지라인, 2라인에 접속되는 접속부, 즉 코드로서, 제1단자와 제2단자를 구비하며, 상기 제1 및 제2 단자들 중 하나는 상기 핫라인 연결되고, 나머지 단자는 접지라인에 연결되어 교류전원을 인가받아 출력한다. 일반적으로 외부에서 가정으로 공급되는 교류전원은 핫라인과 접지라인(또는 "접지선로"라 함)을 구비하고, 핫라인 및 접지라인을 통해 교류전원이 공급됨은 이 기술분야에서 자명한 사실일 것이다.
직류전원공급부(50)는 상기 교류전원을 인가받아 다양한 직류전원을 생성하여 출력하는 직류전원부(51) 및 상기 직류전원부(51)에서 생성된 직류전원을 인가받아 직류전원을 충전하는 보조전원용 콘덴서(70)를 포함한다. 예를 들어, 상기 직류전원공급부(50)는 5V, -5V, 12V, -12V 등의 직류전원을 생성하여 출력한다. 이하 설명에서는 플러스 직류전원을 그대로 직류전원이라 하고, 마이너스 직류전원을 반전 직류전원이라 한다.
보조전원용 콘덴서(70)는 스위칭부(33) 동작 시 모든 전원이 순간 정전 차단 될 때 보조동작 전원을 제공하는 보조 전원 장치로서, 상기 직류전원부(50)에서 생성된 직류전원을 공급받아 직류전원을 충전한다.
온도 제어부(60)는 상기 교류전원부(10)로부터 교류전원을 인가받고, 상기 마이컴 제어부(40)의 제어를 받아 전열선(80)으로 가열전류를 공급한다.
전열선(80)은 상기 가열전류를 인가받아 열을 발생시킨다. 상기 전열선(80)에는 상기 가열전류에 의한 전기장 및 자기장을 포함하는 전자파가 발생한다.
온도조절기의 접지단(1)이 정상적으로 교류전원의 접지라인에 연결된 경우 상기 전열선(80)을 따라 접지단(1)으로 유기되는 전기장은 교류전원의 접지라인를 통해 바이패스될 것이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 래치 릴레이(30)는 상기 교류전원부(10)의 양단에 접속되고 마이컴 제어부(40)의 제어를 받아 상기 온도조절기의 접지단(1)이 교류전원부(10)의 양단자에 선택적으로 연결되도록 스위칭하여 상기 접지단(1)의 접지 위상을 변경한다. 예를 들어, 접지단(1)이 교류전원의 핫라인에 연결되어 있는지 접지라인에 연결되어 있는지를 알 수 없으므로, 접지단(1)이 교류전원부(10)의 제1단자에 연결되어 있는 경우 제2단자로 스위칭하여 연결하고, 접지단(1)이 제2단자에 연결되어 있는 경우 제1단자로 스위칭하여 연결한다. 즉, 접지단(1)이 교류전원의 핫라인에 연결되어 있었으면 래치 릴레이(30)는 마이컴 제어부(40)의 제어를 받아 스위칭되어 접지단(1)을 자동으로 접지라인에 연결할 것이다.
래치 릴레이(30)는 도 1 및 도 2에서 나타낸 바와 같이 제1코일(31), 제2코일(32) 및 스위칭부(33)를 포함하는 2코일 2a2b 래칭 회로가 적용된 릴레이이다. 즉, 래치 릴레이(30)는 각각의 코일에 의해 구동되는 2개의 스위치가 구성된다. 즉 1a, 1b 및 1c가 하나의 스위치를 구성하고, 2a, 2b 및 2c가 다른 하나의 스위치를 구성한다. 상기 제1코일(31) 및 제2코일(32)은 극성을 갖는다.
상기 스위칭부(33)는 도 1 및 도 2에서 보이는 바와 같이 2a2b 접점, 즉 4개의 스위칭 접점과 2개의 센터 접점을 구비하며, 스위칭 접점 1a, 2.b는 교류전원부(10)의 제1 단자에, 스위칭 접점 1b, 2a는 교류전원부(10)의 제2단자에 연결되고, 센터 접점 1c는 교류전원을 필요로 하는 직류전원공급부(50) 및 온도 제어부(60) 등에 연결되며, 센터 접점 2c는 접지단(1)에 연결된다.
접지 검출부(90)는 전열선(80) 및 접지단(1) 중 어느 하나 이상에 인접하게 구성되어 전열선(80) 및 접지단(1)에 형성되는 전기장에 의해 유도되는 전하를 검출하여 접지단에 전기장이 존재하는지를 검사하고, 전기장 검출 시 마이컴 제어부(40)로 전기장 검출 신호를 출력한다.
마이컴 제어부(40)는 상기 직류전원부(51)의 동작 시(즉, AC 전원의 동작 시) 상기 직류전원부(51)에서 생성된 직류전원에 의해 동작하여 상기 온도 제어부(60)를 제어하여 전열선(80)의 가열동작을 제어하고, 정전 또는 직류전원부(51)의 고장 시 상기 보조전원용 콘덴서(70)로부터 충전되어 있던 직류전원을 공급받아 동작한다.
마이컴 제어부(40)는 접지 검출부(90)로부터 전기장 검출 신호의 입력 시 전열선(80) 및 접지단에 전기장이 남아 있는 것으로 판단하고, 래치 릴레이(30)로 구동전류를 공급하여 래치 릴레이(30)의 스위칭부(33)의 센터접점과 연결된 스위칭접점을 다른 스위칭 접점으로 스위칭하여 연결한다. 즉 마이컴 제어부(40)는 래치 릴레이(30)의 스위칭부(33)의 접점들을 스위칭 연결하여 접지단(1)이 연결되는 교류전원부(10)의 단자를 변경하여 접지위상이 변경되도록 제어한다.
또한, 본 발명의 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기는 상기 교류전원부(10)의 제1단자에 연결되는 제1위상검출용 저항(11) 및 제2단자에 연결되는 제2위상검출용 저항(12)으로 구성되어 교류전원부(10)에서 출력되는 교류전원의 위상을 검출하여 마이컴 제어부(40)로 출력하는 교류전원 위상 검출부를 더 포함할 수도 있을 것이다.
마이컴 제어부(40)는 상기 교류전원 위상 검출부를 통해 교류전원의 위상이 검출되지 않을 때, 정전된 것으로 판단할 수 있을 것이다.
마이컴 제어부(40)는 상기 교류전원 위상 검출부를 통해 래치 릴레이(30)를 스위칭할 때 릴레이 코일의 동작 정역 방향을 선택하기 위한 것이며 접지 검출부(90)로부터의 접지 검출 신호의 입력에 따라 릴레이(30) 내 제1코일(31) 또는 제2코일(32)을 선택할 때, 교류전원 위상 검출 전압으로 하이(Hi)를 출력하는 제1위상검출저항(11)의 방향에 대응하는 제2코일(32)에 전압을 인가하여 스위치 접점이 반대 방향으로 변경되도록 제어한다.
간단히 설명하면, 마이컴 제어부(40)는 접지 검출부(90)를 통한 접지단의 전기장 존재여부를 판단하여 상술한 래치 릴레이(30)를 스위칭시켜 접지 위상을 변경하여 전열선(80) 및 접지단(1)에 존재하는 전기장을 교류전원의 접지라인을 통해 바이패스시키는 전기장 제거 동작을 수행한다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 래치 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도조절기의 회로를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 래치 릴레이의 구조를 나타낸 도면으로, 1코일형 래치 릴레이를 사용하는 경우의 전자파 차단 온도조절기의 회로를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도조절기의 릴레이전원 전환 제어부의 제1예에 따른 구성을 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도조절기의 릴레이전원 전환 제어부의 제2예에 따른 구성을 나타낸 도면이며, 도 11은 상기 도 10의 구성에서 릴레이의 코일의 극성 변환 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하 상기 도3, 도 4, 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명하되, 도 1과 동일한 구성 및 동일한 동작을 수행하는 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.
1코일형 래치 릴레이(100)는 도 3 및 도 4에서 나타낸 바와 같이 코일(101) 및 스위칭부(102)를 포함한다. 코일(101)은 극성을 가지며, 극성의 방향에 따라 스위칭부(102)의 두 개의 스위치가 온 또는 오프된다. 스위칭부(102)의 접점들은 본 발명의 제1실시에와 동일하게 연결되고, 하나의 코일(101)에 의해 스위칭부(102)에 구성되는 두 개의 스위치가 동시에 구동된다. 상기 극성의 방향은 보이는 바와 같이 전류의 방향을 바꾸어 변경할 수 있을 것이다.
하나의 코일에 의해 2개의 스위치를 동시에 구동하기 위해서, 즉 상술한 바와 같이 전류의 방향을 바꾸어 상기 코일(101)의 극성을 바꾸어 주기 위해서 본 발명의 제2실시예에 따른 전자파 차단 온도조절기는 릴레이전원 전환제어부(110)를 더 포함하고, 직류전압공급부(50)는 보조전원용 콘덴서(70)와 극성이 반대인 반전 직류전원을 충전하는 제2보조전원용 콘덴서(71)를 더 포함한다.
릴레이전원 전환제어부(110)는 마이컴 제어부(40)의 제어를 받아 플러스 펄스 또는 마이너스 펄스를 생성하여 코일(101)로 공급한다. 릴레이전원 전환 제어부(110)는 도 9와 같은 (+)(-) 2전원 방식과 도 10과 같은 단일전원 구동 방식으로 구성될 수 있을 것이다.
2전원 방식으로 구성되는 경우, 상기 릴레이 전환 제어부(110)는, 상기 보조전원용 콘덴서(70)에 충전된 (+) 직류전원 또는 직류전원부(51)에서 생성된 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부(40)로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 일단이 접지되는 상기 래치형 릴레이(100)의 코일(101)의 타단으로 상기 직류전원을 공급하는 제1포토 트랜지스터(111-1) 및 상기 제2보조전원용 콘덴서(71) 또는 직류전원부(51)로부터 반전(-) 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부(40)로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 코일(101)의 타단으로 상기 반전 직류전원을 공급하는 제2포토 트랜지스터(111-2)를 포함한다. 상기 코일(101)의 일단, -단자는 접지되고, 상기 코일(101)의 타단, +단자로는 상기 직류전원 또는 반전 직류전원을 입력받을 것이다.
1전원 방식으로 구성되는 경우, 상기 릴레이 전환 제어부(110)는, 상기 보조전원용 콘덴서(70) 또는 직류전원부(51)로부터 (+)직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부(40)로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 래치형 릴레이(100)의 코일(101)의 일단으로 상기 직류전원을 공급하는 제1포토 트랜지스터(112-1), 상기 보조전원용 콘덴서(70) 또는 직류전원부(51)로부터 (+)직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부(40)로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 코일(101)의 타단(+단자)으로 상기 직류전원을 공급하는 제2포토 트랜지스터(112-2), 상기 제2보조전원용 콘덴서(71) 또는 직류전원부(50)로부터 반전(-) 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부(40)로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 래치형 릴레이(100)의 코일(101)의 타단(-단자)으로 상기 반전 직류전원을 공급하는 제3포토 트랜지스터(112-3) 및 상기 제2보조전원용 콘덴서(71) 또는 직류전원부(51)로부터 반전(-) 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부(40)로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 코일(101)의 일단(+단자)으로 상기 반전 직류전원을 공급하는 제4포토 트랜지스터(112-4)를 포함한다.
제2보조전원용 콘덴서(71)는 상기 직류전원부(50)에서 생성된 직류전원을 공급받아 마이너스 극성의 반전 직류전압을 충전한다. 예를 들면, 보조전원용 콘덴서(70)는 5V의 직류전원을 충전하고 제2보조전원용 콘덴서(71)는 -5V의 직류전원을 충전하여 보조전원으로 사용될 수 있을 것이다.
마이컴 제어부(40)는 래치 릴레이(100)의 스위칭부(102)의 스위치들을 스위칭하기 위해, 즉 플러스 펄스 및 마이너스 펄스를 래치 릴레이(100)로 선택적으로 제공하도록 릴레이전원 전환 제어부(110)를 제어하기 위해 직류전원부(51) 또는, 보조전원용 콘덴서(70) 및 제2보조전원용 콘덴서(71)에서 공급되는 직류전원 및 반전 직류전원 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 입력받을 수 있도록 구성될 것이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도조절기의 회로도를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 릴레이의 구조를 나타낸 도면이다. 이하 상기 제1실시예 및 제2실시예와 동일한 구성 및 동일한 동작을 수행하는 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.
본 발명의 제3실시예에 따라 제1 및 제2실시예에서 사용된 래치 릴레이(30, 110)를 사용하지 않고 일반 릴레이(120)를 사용한다.
일반 릴레이(120)는 코일(121) 및 스위칭부(122)를 포함한다. 단, 코일(121)은 극성을 가지지 않는다.
스위칭부(122)의 접점들은 제1실시예 및 제2실시예의 래치 릴레이(30, 110)들의 스위칭부(33, 102)의 접점들과 동일하게 연결된다.
그리고 제3실시예에 따른 마이컴 제어부(40)는 본 발명의 제3실시예에 따라 일반 릴레이(120)을 스위칭하기 위해서는 유지전류를 지속적으로 공급하여야 한다.
도 7은 본 발명의 제1, 제2 및 제3실시예에 따른 래치 릴레이의 접점에 접점 보호용 소자가 적용된 경우를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 제1, 제2 및 제3실시예 따른 래치 릴레이에 적용된 접점 보호용 소자의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1실시예, 제2실시예 및 제3실시예에 따른 1b 및 2a접점과 센터 2c접점 사이, 그리고 1a 및 2b 접점과 센터 1c 접점 사이에 접점 보호용 소자(31)이 적용된다.
상기 접점 보호용 소자(31)는 바리스터(VAR), 콘덴서(C) 및 제너다이오드(ZD1, ZD2)이 병렬로 구성되어 과전압 및 역기전력에 의한 서지 전압을 차단하여 접점을 보호한다. 상기 접점 보호용 소자(31)는 바리스터(VAR), 상기 바리스터(VAR)의 일측에 캐소드가 연결되는 제1제너 다이오드(ZD1), 애노드가 상기 제1다이오드의 애노드에 연결되고 캐소드드가 상기 바리스터의 타측에 연결되는 제2제너 다이오드(ZD2), 상기 바리스터(VAR)에 병렬 연결되는 콘덴서(C)를 포함한다.
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: 교류전원부 11, 12: AC 위상 검출용 저항
20: 퓨즈 30: 2코일형 래치 릴레이
31: 제1코일 32: 제2코일
33: 스위칭부 40: 마이컴 제어부
50: 직류전원 공급부 51: 직류전원부
60: 온도조절부 70: 보조전원용 콘덴서
71:제2보조전원용 콘덴서 80: 전열선
90: 접지 검출부 100: 1코일형 래치 릴레이
101: 코일 102: 스위칭부
110: 릴레이전원 전환제어부 120: 일반 릴레이
121: 코일 122: 스위칭부

Claims (9)

  1. 단상2선식 핫라인과 접지라인 2선 중 어느 하나에 각각 연결되는 제1단자 및 제2단자를 구비하여 상기 핫라인 및 접지라인을 통해 교류전원을 공급받아 출력하는 교류전원부, 직류전원공급부, 온도제어부 및 전열선을 포함하는 전열침구류 전자파 차단 온도조절기에 있어서,
    상기 교류전원부의 제1단자, 제2단자 및 회로부의 접지단에 연결되되 구동전류의 공급 시 상기 접지단을 상기 제1단자 및 제2단자를 상호 스위칭 연결하여 접지 위상을 변경하여 상기 접지단이 상기 접지라인에 자동으로 연결되도록 스위칭하는 릴레이;
    상기 히터 및 상기 접지단 중 하나 이상에 인접하게 설치되어 상기 히터 및 접지단에 전기장이 존재하는지를 검출하는 접지 검출부; 및
    상기 직류전원공급부로부터 직류전원을 인가받아 동작하고, 상기 접지 검출부를 통해 상기 접지단에서 전기장 검출 시 상기 릴레이로 구동전류를 공급하여 상기 제1단자 및 제2단자와 연결되어 있는 핫라인 및 접지라인의 연결 위상을 스위칭하여 상기 접지단에 존재하는 상기 전기장을 제거하는 전기장 제거 동작을 수행하는 마이컴 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이는 2코일형 2a2b 래치형 릴레이인 것을 특징으로 하는 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이는 1코일형 2a2b 래치형 릴레이이되,
    상기 직류전원공급부는, 직류전원 및 상기 직류전원과 극성이 반대인 반전 직류전원을 상기 마이컴 제어부로 출력하되,
    상기 마이컴 제어부로부터 직류전원 및 반전 직류전원을 인가받아 양전원 펄스 또는 음전원 펄스 중 적어도 하나 이상의 펄스에 대한 구동전류를 선택적으로 상기 래치형 릴레이의 코일로 출력하여 상기 래치형 릴레이를 스위칭시키는 릴레이전원 전환 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이는 일반 1코일형 2a2b 릴레이이되,
    상기 마이컴은 접지 검출부에 의해 접지단에 전기장 검출 시 상기 릴레이를 구동하기 위한 구동전류를 지속적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 교류전원부의 제1단자 및 제2단자 중 하나의 단자와 마이컴 제어부 사이에 직렬로 연결되는 제1교류전원 위상 검출용 저항 및
    상기 교류전원부의 제1 단자 및 제2단자 중 나머지 단자와 마이컴 제어부 사이에 직렬로 연결되는 제2교류전원 위상 검출용 저항을 포함하여 교류전원의 위상을 검출하는 교류전원 위상 검출부를 더 포함하되,
    상기 마이컴 제어부는 상기 교류전원 위상 검출부를 통해 래치 릴레이 코일의 위상을 선택하여 상기 전기장 제거 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이의 각 스위치의 스위칭 접점과 센터 접점 사이에 연결되어 과전압 및 역기전력에 의한 서지전압으로부터 릴레이를 보호하는 접점 보호용 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 직류전원 공급부는,
    상기 직류전원 및 반전 직류 전원을 공급하는 직류전원부;
    상기 직류전원을 인가받아 충전하는 보조전원용 콘덴서; 및
    상기 반전 직류전원을 인가받아 충전하는 제2보조전원용 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 릴레이를 이용한 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 릴레이 전환 제어부는,
    상기 직류전원공급부로부터 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 일단이 접지되는 상기 래치형 릴레이의 코일의 타단으로 상기 직류전원을 공급하는 제1포토 트랜지스터; 및
    상기 직류전원공급부로부터 반전 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 코일의 타단으로 상기 반전 직류전원을 공급하는 제2포토 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 릴레이 전환 제어부는,
    상기 직류전원공급부로부터 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 래치형 릴레이의 코일의 일단으로 상기 직류전원을 공급하는 제1포토 트랜지스터;
    상기 직류전원공급부로부터 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 코일의 타단으로 상기 직류전원을 공급하는 제2포토 트랜지스터;
    상기 직류전원공급부로부터 반전 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 래치형 릴레이의 코일의 타단으로 상기 반전 직류전원을 공급하는 제3포토 트랜지스터; 및
    상기 직류전원공급부로부터 반전 직류전원을 입력받고 상기 마이컴 제어부로부터 제어신호를 입력받아 턴-온되어 상기 코일의 일단으로 상기 반전 직류전원을 공급하는 제4포토 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열침구류 전자파 차단 온도 조절기.
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