KR101673839B1

KR101673839B1 - 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절 장치

Info

Publication number: KR101673839B1
Application number: KR1020160021421A
Authority: KR
Inventors: 길종진
Original assignee: 길종진
Priority date: 2016-02-23
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2016-11-07
Also published as: KR20160040476A

Abstract

본 발명은 전열침구류의 온도조절 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교류 정현파 신호에 동기되어 온도신호 파형 및 히터전류 파형에 대한 검출위치 및 왜곡을 정확하게 분석하여, 발열선의 온도를 보다 정확하게 제어하고, 히터전력제어기의 비정상 동작. 히터의 온도 검출선 단선 등의 고장 진단 기능을 가지고, 상기 히터전력제어기 및 마이컴의 고장으로 인한 화재 발생을 차단하는 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절 장치에 관한 것이다.

Description

고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절 장치{AC control-typed temperature controlling apparatus and method having diagnostic function}

일반적으로, 전기매트, 전기요, 전기장판 등의 전열침구류는 전열침구의 온도를 조절하기 위한 온도조절장치를 구비한다.

통상, 전열침구류의 온도조절장치는 NTC (나일론) 서미스터가 내재된 발열선을 이용한다. 또한, 이러한 온도조절장치는 교류전원(Alternative Current: AC) 정현파 신호에 동기화되어 구동된다.

그러나 종래 온도조절장치는 AC 정현파에 동기화하여 NTC 나일론 서미스터의 온도신호 파형과 히터전류 파형에 대한 검출위치 및 왜곡을 정확하게 분석할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래 온도조절장치는 사이리스터(SCR)를 포함하는 히터전력제어기의 비정상 동작을 검출할 수 없는 문제점이 있었으며, 이로 인해 화재가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 종래 온도조절장치는 발열선 히터의 온도 검출선(NTC 서미스터)의 단선 여부를 알 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래 온도조절장치는 마이컴에 고장이 발생하여 히터전력제어기로 직류전압이 지속적으로 입력되게 되는 경우, 발열선 히터를 지속적으로 가열하므로 발열선 히터의 과열로 인해 화재가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

등록특허 제0886662호

따라서 본 발명의 목적은 교류 정현파 신호에 동기되어 온도신호 파형 및 히터전류 파형에 대한 검출위치 및 왜곡을 정확하게 분석하여, 발열선의 온도를 보다 정확하게 제어하고, 히터전력제어기의 비정상 동작. 히터의 온도 검출선 단선 등의 고장 진단 기능을 가지고, 상기 히터전력제어기 및 마이컴의 고장으로 인한 화재 발생을 차단하는 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치는: 정현파 파형으로 입력되는 교류전원에 대응하는 교류 동기 신호를 출력하는 교류동기 검출부; 교류전원을 공급하는 교류전원 소스와 직렬로 연결되고, 제어를 받아 온 또는 오프되어 상기 입력되는 교류전원을 공급하거나 차단하는 교류전원 차단부; 제1발열선, 제2발열선 및 상기 제1발열선 및 제2발열선 사이에 구성되는 NTC 서미스터를 포함하는 발열선 히터, 상기 발열선 히터와 직렬 연결되고 제어를 받아 온/오프 되며 온 시 상기 발열선 히터로 상기 교류전원에 대응하는 히터전류가 흐르도록 하는 히터전력제어기 및 상기 발열선 히터와 히터전력제어기 사이에 연결되어 상기 히터전력제어기의 온 및 오프에 따른 히터전력제어기 도통 여부 신호를 출력하는 제어기 고장 진단부를 포함하는 가열회로부; 및 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 검출하고 양의 제로크로싱 위치 검출 시부터 가열회로부를 제어하여 발열선 히터로 가열전류가 흐르도록 제어하고, 음의 제로크로싱 위치가 검출되고 피크 위치가 검출되면 상기 NTC 서미스터에 의해 온도를 측정하고 측정된 온도와 미리 설정된 온도를 비교하여 상기 히터전력제어기를 제어하여 온도를 제어하고, 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 구분하여 상기 교류 동기 신호의 양의 구간 및 음의 구간에서 상기 제어기 고장 진단부로부터 입력되는 히터전력제어기 도통 여부 신호를 검사하여 상기 히터전력제어기의 이상 여부를 판단하고, 히터전력제어기의 이상 시 상기 교류전원 차단부를 제어하여 교류전원을 차단하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 발열선 히터는, 제1발열선의 타단에 애노드가 연결되고 제2발열선의 일단에 캐소드가 연결되는 다이오드를 더 포함하되, 상기 제1발열선의 일단이 교류전원 차단부에 연결되고, 상기 제2발열선의 타단이 상기 히터전력제어기 및 온도 측정부에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 장치는: 일단으로 직류전원을 입력받는 제1저항, 상기 제1저항의 타단 및 마이컴과 일단이 연결되는 제2저항, 상기 제2저항의 타단과 일단이 연결되고 타단이 상기 발열선 히터의 제2발열선에 연결되는 제3저항, 및 상기 제3저항의 일단에 연결되고 타단이 접지되는 제4저항을 포함하는 온도측정부; 일단이 상기 교류전원 소스의 양 단자에 연결되고, 타단이 제2발열선의 일단에 연결되어 상기 발열선 히터의 온도검출선인 NTC 서미스터의 단선 시 온도신호가 흐르는 온도검출선 단선 검출부; 및 정보를 표시하여 사용자에게 정보를 제공하는 표시부를 더 포함하고, 상기 발열선 히터는, 상기 제1발열선의 일단이 상기 교류전원 소스의 양 단자에 연결되고 타단이 히터전력제어기에 연결되고, 상기 제2발열선의 일단이 상기 교류전원 소스의 양 단자에 연결되고 타단이 상기 제3저항의 타단에 연결되며, 상기 마이컴은, 온도 검출 동작 구간에서 상기 제2저항을 통해 입력되는 온도 검출 신호를 검사하여 상기 온도 검출 신호가 상기 온도검출선 단선 검출부에 의한 온도검출선 단선 신호인지를 판단하고, 온도검출선 단선 신호이면 온도검출선의 단선을 상기 표시부를 통해 표시하여 온도검출선이 단선되었음을 통지하는 것을 특징으로 한다.

상기 장치는: 일단으로 직류전원을 입력받는 제1저항, 상기 제1저항의 타단 및 마이컴과 일단이 연결되는 제2저항, 상기 제2저항의 타단과 일단이 연결되고 타단이 상기 발열선 히터의 제2발열선에 연결되는 제3저항, 및 상기 제3저항의 일단에 연결되고 타단이 접지되는 제4저항을 포함하는 온도측정부를 더 포함하고, 상기 발열선 히터는, 제1발열선의 일단이 상기 교류전원 소스의 양 단자에 연결되고, 타단이 히터전력제어기에 연결되고, 제2발열선의 일단과 타단이 연결되어 상기 온도 측정부의 제3저항의 타단과 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치는: 정현파 파형으로 입력되는 교류전원에 대응하는 교류 동기 신호를 출력하는 교류동기 검출부; 교류전원을 공급하는 교류전원 소스와 직렬로 연결되고, 제어를 받아 온 또는 오프되어 상기 입력되는 교류전원을 공급하거나 차단하는 교류전원 차단부; 제1발열선, 제2발열선 및 상기 제1발열선 및 제2발열선 사이에 구성되는 합성수지 절연층을 포함하는 발열선 히터, 상기 발열선 히터와 직렬 연결되고 제어를 받아 온/오프되며 온 시 상기 발열선 히터로 상기 교류전원에 대응하는 히터전류가 흐르도록 하는 히터전력제어기 및 상기 발열선 히터와 히터전력제어기 사이에 일단이 연결되는 저항을 포함하여 상기 히터전력제어기의 온 및 오프에 따른 히터전력제어기 도통 여부 신호를 출력하는 제어기 고장 진단부를 포함하는 가열회로부; 및 상기 제어기 고장 진단부의 상기 저항의 타단과 연결되어 상기 제어기 고장 진단부와 연결되고, 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 검출하고 양의 제로크로싱 위치 검출 시부터 가열회로부를 제어하여 발열선 히터로 가열전류가 흐르도록 제어하고, 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 구분하여 상기 교류 동기 신호의 양의 구간 및 음의 구간에서 상기 제어기 고장 진단부로부터 입력되는 히터전력제어기 도통 여부 신호를 검사하여 상기 히터전력제어기의 이상 여부를 판단하고, 히터전력제어기의 이상 시 상기 교류전원 차단부를 제어하여 교류전원을 차단하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치는: 정현파 파형으로 입력되는 교류전원에 대응하는 교류 동기 신호를 출력하는 교류동기 검출부; 교류전원을 공급하는 교류전원 소스와 직렬로 연결되고, 제어를 받아 온 또는 오프되어 상기 입력되는 교류전원을 공급하거나 차단하는 교류전원 차단부; 제1발열선, 제2발열선 및 상기 제1발열선 및 제2발열선 사이에 구성되는 NTC 서미스터를 포함하는 발열선 히터, 상기 발열선 히터와 직렬 연결되고 제어를 받아 온/오프 되며 온 시 상기 발열선 히터로 상기 교류전원에 대응하는 히터전류가 흐르도록 하는 히터전력제어기 및 상기 히터 전력 제어기를 통해 흐르는 상기 히터전류에 대응하는 히터전류 검출 신호를 출력하는 히터전류검출부를 포함하는 가열회로부; 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 검출하고 양의 제로크로싱 위치 검출 시부터 가열회로부를 제어하여 발열선 히터로 가열전류가 흐르도록 제어하고, 음의 제로크로싱 위치가 검출되고 피크 위치가 검출되면 상기 NTC 서미스터에 의해 온도를 측정하고 측정된 온도와 미리 설정된 온도를 비교하여 상기 히터전력제어기를 제어하여 온도를 제어하고, 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 구분하여 상기 교류 동기 신호의 양의 구간 및 음의 구간에서 상기 히터전류검출부로부터 입력되는 히터전류 검출 신호를 검사하여 상기 히터전력제어기의 이상 여부를 판단하고, 히터전력제어기의 이상 시 상기 교류전원 차단부를 제어하여 교류전원을 차단하는 마이컴; 및 상기 마이컴과 상기 히터전력제어기 사이에 연결되어 상기 마이컴에서 히터전력제어기로 출력되는 히터전력제어기 온 신호를 입력받고, 상기 히터전력제어기 온 신호가 지속적으로 입력되는 직류형태로 입력되면 상기 히터전력제어기 온 신호를 차단하여 상기 히터전력제어기로 히터전력제어기 오프 신호를 출력하는 화재 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치는: 정현파 파형으로 입력되는 교류전원에 대응하는 교류 동기 신호를 출력하는 교류동기 검출부; 교류전원을 공급하는 교류전원 소스와 직렬로 연결되고, 제어를 받아 온 또는 오프되어 상기 입력되는 교류전원을 공급하거나 차단하는 교류전원 차단부; 제1발열선, 제2발열선 및 상기 제1발열선 및 제2발열선 사이에 구성되는 합성수지 절연층을 포함하는 발열선 히터, 상기 발열선 히터와 직렬 연결되고 제어를 받아 온/오프 되며 온 시 상기 발열선 히터로 상기 교류전원에 대응하는 히터전류가 흐르도록 하는 히터전력제어기 및 상기 히터 전력 제어기를 통해 흐르는 상기 히터전류에 대응하는 히터전류 검출 신호를 출력하는 히터전류검출부를 포함하는 가열회로부; 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 검출하고 양의 제로크로싱 위치 검출 시부터 가열회로부를 제어하여 발열선 히터로 가열전류가 흐르도록 제어하고, 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 구분하여 상기 교류 동기 신호의 양의 구간 및 음의 구간에서 상기 히터전류검출부로부터 입력되는 히터전류 검출 신호를 검사하여 상기 히터전력제어기의 이상 여부를 판단하고, 히터전력제어기의 이상 시 상기 교류전원 차단부를 제어하여 교류전원을 차단하는 마이컴; 및 상기 마이컴과 상기 히터전력제어기 사이에 연결되어 상기 마이컴에서 히터전력제어기로 출력되는 히터전력제어기 온 신호를 입력받고, 상기 히터전력제어기 온 신호가 지속적으로 입력되는 직류형태로 입력되면 상기 히터전력제어기 온 신호를 차단하여 상기 히터전력제어기로 히터전력제어기 오프 신호를 출력하는 화재 차단부을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 정확한 교류 정현파의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 검출하고, 검출된 제로크로싱 위치 및 피크 위치 검출에 의해 온도신호 및 히터전류를 측정하므로 보다 정확한 온도 및 히터 전류량을 측정할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 교류정현파의 정확한 제로크로싱 위치를 검출하고, 검출된 제로크로싱 위치에서 히터전력제어기로 제공되는 트리거 신호인 히터전력제어기 온 신호를 출력하므로 보다 정확하게 히터전력제어기를 제어할 수 있는 효과를 갖는다. 즉 본 발명은 보다 정확한 온도제어를 수행할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 교류 정현파 신호의 제로크로싱 위치에서 정확한 트리거 신호를 출력하고, 상기 정현파의 양 및 음의 구간 모두에 대해서 상기 히터전력제어기를 통해 출력되는 히터전류의 히터 전류를 측정할 수 있으므로, 히터전력제어기의 단락, 단선, 접속불량 등의 이상 여부를 검출할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 상기 히터전력제어기의 이상여부를 검출할 수 있으므로 히터전력제어기의 단락 시 교류전원을 차단하도록 하여 히터전력제어기의 단락에 의한 과열로 인해 사용자가 화상을 입거나 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 발열선 히터의 단선 여부를 검출하여 발열선 히터의 고장 여부를 표시함으로써 사용자가 빠르게 고장 처리를 수행할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 화재 차단부를 구비하여 마이컴의 고장 시 히터전력제어기로 입력될 수 있는 직류전원을 차단함으로써 지속적인 히터전력제어기의 구동에 의한 화재 발생을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 발열선 히터의 결선예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 발열선 히터의 제1결선예에 대한 교류 정현파에 따른 등가회로도 및 신호 흐름 방향을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 발열선 히터의 제2결선예에 때한 교류 정현파에 따른 등가회로도 및 신호 흐름 방향을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 입출력 파형들을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제7실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제8실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제9실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 16은 본 발명에 따른 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절 방법의 회로 이상 판단 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 구성 및 동작을 설명하고, 상기 장치에서의 온도조절 방법을 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 발열선 히터의 결선예를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 발열선 히터의 제1결선예에 대한 교류 정현파에 따른 등가회로도 및 신호 흐름 방향을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 발열선 히터의 제2결선예에 때한 교류 정현파에 따른 등가회로도 및 신호 흐름 방향을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 입출력 파형들을 나타낸 도면이다. 이하 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치는 마이컴(100), 교류전원 입력부(200), 교류 동기 검출부(250), 전원부(300), 표시부(400), 입력부(600), 가열회로부(700) 및 온도 측정부(800)를 포함하고, 실시예에 따라 교류전원 차단부(500), 온도검출선 단선 검출부(900) 및 화재 차단부(1000)를 더 포함할 수도 있을 것이다.

마이컴(100)은 본 발명에 따른 동기 제어형 교류 전열침구류 온도조절장치의 전반적인 동작을 제어한다. 특히 마이컴(100)은 교류동기 검출부(250)를 통해 도 6의 (가)와 같은 교류 정현파에 동기화되어 온도조절장치의 동작을 제어하며, 도 6의 (가)에서와 같이 양의 파형에서 가열동작을 제어하고, 음의 파형에서 온도검출 동작을 제어한다. 즉 마이컴(100)은 교류동기 검출부(250)를 통해 입력되는 교류 동기 신호로부터 교류 정현파의 제로크로싱점(또는 "제로크로싱", "제로크로싱 위치"라 함) 및 피크점(또는 "피크", "피크 위치"라 함)을 검출하고, 검출된 제로크로싱점과, 양의 파형 및 음의 파형의 피크점에 의해 본 발명에 따른 온도조절장치의 동작을 제어한다. 마이컴(100)의 상세 동작은 후술할 도 15를 참조하여 상세히 설명한다.

교류전원 입력부(200)는 교류전원 소스로부터 정현파의 교류전원을 입력받아 공급한다. 상기 교류전원 소스는 댁내로 들어오는 110V 또는 220V의 교류전원을 공급하는 콘센트 등이 될 수 있을 것이다. 상기 교류전원 입력부(200)는 일정 온도 이상에서 단선되는 퓨즈(Fuse)를 포함할 수 있을 것이다.

교류동기 검출부(250)는 상기 교류전원 입력부(200)를 통해 공급되는 교류 정현파를 검출하여 도 6의 (나)의 상단부의 파형과 같은 교류 동기 신호를 마이컴(100)으로 출력한다. 상기 교류 동기 신호는 교류전원의 크기가 감소한 신호일 것이다. 상기 교류동기 검출부(250)는 도 2에서와 같이 저항으로 구성될 수 있을 것이다.

전원부(300)는 상기 교류전원 입력부(200)를 통해 입력되는 교류전원을 입력받고, 직류전원(DC:VCC)을 생성하여 마이컴(100) 및 입력부(600) 등으로 출력한다. 상기 직류전원은 5V 등이 될 수 있을 것이다. 교류전원을 인가받아 직류전원을 생성하는 전원부(300)는 이 기술분야의 당업자에게 잘 알려진 기술이므로 그 상세 구성 설명을 생략한다.

표시부(400)는 발광다이오드 및 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등 중 적어도 하나 이상을 포함하고 마이컴(100)의 제어를 받아 후술할 가열회로부(700)의 히터전력제어기(720)의 이상 여부, 온도검출선 단선 여부 등을 표시한다. 상기 표시부(400)가 히터전력제어기 이상 표시 발광다이오드 및 온도 검출선 단선 여부 표시 발광다이오드로 구성되는 경우, 히터전력제어기(720)의 이상 판단 시 상기 히터전력제어기 이상 표시 발광다이오드는 마이컴(100)의 제어를 받아 점등 및 점멸되어 히터전력제어기(720)의 이상을 표시하고, 온도검출선 단선 검출 시 상기 온도검출선 단선 여부 표시 발광다이오드는 상기 마이컴(100)의 제어를 받아 점등 및 점멸되어 온도 검출선이 단선되었음을 표시할 것이다. 그리고 상기 표시부(400)가 LCD로 구성되는 경우, 마이컴(100)은 히터전력제어기(720)의 이상 시 히터전력제어기(720)의 이상 종류에 따른 다양한 정보, 즉 히터전력제어기(720)의 파손에 의한 단선, 단락, 접촉불량 등의 고장 정보를 표시하고, 온도검출선 단선 시 온도검출선이 단선되었음을 통지하는 정보를 표시할 수 있을 것이다. 상기 온도검출선은 도 3 내지 도 5의 NTC 서미스터(713) 등이 될 수 있을 것이다.

교류전원 차단부(500)는 상기 교류전원 입력부(200)에 직렬로 연결되고, 상기 마이컴(100)의 제어를 받아 상기 교류전원 입력부(200)에서 회로 전체(마이컴(100), 교류동기 검출부(250), 전원부(300), 표시부(400), 가열회로부(700), 온도 측정부(800), 온도 검출선 단선 검출부(900) 등)로 교류전원을 공급하거나, 공급되는 교류전원을 차단한다.

교류전원 차단부(500)는 상기 교류전원 입력부(200)에 직렬 연결되고, 트립(trip) 신호의 입력 시 오프되어 상기 교류전원 입력부(200)에서 공급되는 교류전원을 차단하는 용융 트립(Trip) 스위치(이하 "트립 스위치"라 함)(510) 및 상기 마이컴(100)의 제어를 받아 상기 트립 신호를 생성하며 상기 생성된 트립 신호에 의해 상기 트립 스위치(510)를 오프시키는 트립 신호 생성부(520)를 포함한다. 상기 트립 스위치(510) 대신 트랜지스터, 릴레이 등이 적용될 수도 있을 것이다.

상기 트립 신호 생성부(520)는 일단이 상기 트립 스위치(510)의 일단에 납땜으로 연결되고 상기 교류전류가 흐를 때 발열되어 상기 납땜을 용해하여 상기 트립 스위치(510)를 단선시키는 저항(522) 및 상기 저항(522)과 직렬로 연결되고 교류전원 입력부(200)와 병렬로 연결되어 마이컴(100)의 제어를 받아 온/오프되며, 온 시 상기 저항(522)으로 교류전류를 상기 트립신호로서 흐르도록 제어하는 제1사이리스터(521)를 포함한다.

입력부(600)는 상기 전원부(300)에서 생성된 직류전원을 입력받아 동작하고, 사용자가 온도조절 조그다이얼 등에 의해 설정하는 온도 설정 신호를 마이컴(100)으로 출력한다. 상기 입력부(600)는 전원부(300)로부터 직류전원을 공급받고, 도 2에서와 같이 제1저항(610)과 제2저항(620)에 의해 분배되는 직류전원을 온도설정신호로서 마이컴(100)으로 출력한다. 상기 온도조절 조그다이얼은 도 2에서와 같이 가변 저항인 제2저항(620)으로 구성될 수 있을 것이다.

가열회로부(700)는 히터전류를 공급받아 가열되는 발열선 히터(710), 상기 마이컴(100)의 제어를 받아 상기 히터전류가 상기 발열선 히터(710)에 흐르도록 제어하는 히터전력제어기(720), 상기 발열선 히터(710)에 흐르는 히터 전류를 검출하여 히터 전류 검출 신호를 마이컴(100)으로 출력하는 히터전류검출부(730) 및 히터전력제어기(720)의 도통 여부를 검출하여 히터 전력제어기 도통 유무 신호를 마이컴(100)으로 출력하는 제어기 고장 진단부(740)를 포함한다.

상기 발열선 히터(710)는 도 3에서 보이는 바와 같이 코어(711), 상기 코어(711)의 외주 면에 권선되는 제1발열선(712), 상기 제1발열선(712)의 상부를 감싸는 NTC 서미스터(713), 상기 NTC 서미스터 상부에 권선되는 제2발열선(714) 및 상기 제2발열선(714)의 상부를 감싸는 피복(715)을 포함한다. 상기 NTC 서미스터(713)는 본 발명에 따른 온도를 검출하기 위한 것으로 온도 검출선이라고도 한다. 상기 발열선 히터(710)는 상기 NTC 서미스터 대신 상기 제1발열선(712) 및 제2발열선(714)를 절연시키는 합성수지 절연층이 구성될 수도 있을 것이다. 서미스터 대신 합성수지(절연층)가 구성되는 경우, 온도를 측정하기 위해 상기 제1발열선(712) 및 제2발열선(714) 중 어느 하나 이상에 연결되는 온도 센서가 더 구성될 수도 있을 것이다.

발열선 히터(710)는 도 2, 도 3의 (가)와 같이 일단으로 가열신호를 입력받는 제1발열선(712)의 타단과, 제2발열선(714)의 일단이 다이오드(716)로 연결되도록 구성될 수도 있고, 도 3의 (나) 및 후술할 도7과 같이 제1발열선(712)과 제2발열선(714)이 독립적으로 연결되도록 구성될 수도 있으며, 도 8과 같이 제1발열선(712)의 양단이 연결되도록 구성될 수도 있을 것이다.

도 3의 (가)와 같이 연결되는 경우, 히터전류는 도 6의 가열동작 구간 동안 도4의 (가)와 같이 제1발열선(712), 다이오드(716) 및 제2발열선(714)을 통해 흐르고, 도 6의 (가)의 온도검출 동작 구간 동안 온도 전류(신호)는 도 4의 (나) 및 (다)와 같이 제2발열선(714), NTC 서미스터(713) 및 제1발열선(712)을 통해 흐른다. 상기 NTC 서미스터(713)의 저항값이 반영된 온도 전류값이 온도 측정부(800)로 공급된다. 이때 온도 측정부(800)는 상기 온도 전류값에 대응하는 온도 검출 신호를 마이컴(100)으로 출력한다. NTC 서미스터(713)의 동작을 설명하면 제1발열선(712) 및 제2발열선(714)을 통해 흐르는 히터전류에 의해 NTC 서미스터(713)가 가열되며, 가열 온도에 따라 NTC 서미스터(713)의 서미스터 저항값이 변화한다. 이 변화하는 NTC 서미스터 저항값에 의하여 제1발열선(712) 및 제2발열선(714) 사이의 정전용량 값도 함께 변화한다. 이렇게 온도에 따라서 변화하는 합성 임피던스 값에 의해 NTC 서미스터(713)를 통해 온도 측정부(800)로 흐르는 온도 전류값 변한다. 이 온도 전류는 저항(830)과 저항(840)의 직류바이어스 전압에 실려 온도 검출 신호로서 마이컴(100)으로 입력한다.

또한, 도 3의 (나)와 같이 독립적으로 연결되는 경우, 히터전류는 도 6의 가열동작 구간동안 도 5의 (가)와 같이 제1발열선(712)을 통해 흐르고, 온도검출 동작 구간 동안 온도전류는 도 5의 (나) 및 (다)와 같이 제2발열선(714), NTC 서미스터(713) 및 제1발열선(712)을 통해 흐른다.

상기 히터전력제어기(720)는 상기 발열선 히터(710)와 직렬로 연결되고, 상기 마이컴(100)으로부터 히터 전력 제어 신호를 입력받아 턴-온/오프되어 상기 발열선 히터(710)로 가열전류가 흐르도록 제어한다. 상기 히터전력제어기(720)는 도 2와 같이 사이리스터(722)를 포함하여 구성될 수 있을 것이다.

히터전류검출부(730) 및 제어기 고장 진단부(740)는 적용되지 않을 수도 있고, 둘 중 하나 이상을 선택적으로 적용할 수도 있을 것이다.

상기 히터전류검출부(730)는 도 2와 같이 저항(731)으로 구성되어 히터전력제어기(720)를 통과한 히터 전류값에 따른 히터 전류 검출 신호를 마이컴(100)으로 전송한다. 히터 전류 검출 신호는 교류 동기 신호의 가열 동작 구간에서만 흘러야 정상이고, 온도 제어 구간에서는 흐르지 않아야 한다. 만일 온도 제어 구간에서 히터전류검출부(730)를 통해 히터 전류가 검출된다면 히터전력제어기(720)가 단락된 경우일 것이다.

즉, 히터전력제어기(720)에 트리거 신호가 없는데 가열동작 구간에서 히터전류가 검출되면 히터전력제어기(720)가 비정상 동작하는 것이다.

그리고 가열동작구간에서 히터전력제어기(720)를 통해 흐르는 히터 전류가 검출되지 않는 다면 히터전력제어기(720)가 단선된 것으로 판단될 수 있을 것이다.

그리고 상기 제어기 고장 진단부(740)는 발열선 히터(710)와 히터전력제어기(720) 사이에 구성되어 히터전력제어기(720)의 온 또는 오프에 따른 히터전력제어기 온 신호 또는 히터전력제어기 오프 신호를 마이컴(100)으로 출력한다. 그러면 마이컴(100)은 히터전력제어기 온 신호가 입력되어야 할 때(가열 동작 구간) 히터전력제어기 오프 신호가 입력되거나, 히터전력제어기 오프 신호가 입력되어야 할 때(온도 검출 구간) 전력제어 온 신호가 입력되는 경우 상기 히터전력제어기(720)가 비정상적으로 동작하는 것으로 판단하여 표시부(400)를 통해 이를 표시할 것이다.

온도측정부(800)는 상기 발열선 히터(710)의 온도에 대응하는 온도전류(신호)를 입력받아 온도 검출 신호를 마이컴(100)으로 출력한다.

온도측정부(800)는 일단으로 직류전원을 입력받는 제1저항(810), 상기 제1저항(810)의 타단 및 마이컴(100)과 일단이 연결되는 제2저항(820), 상기 제2저항(820)의 타단과 일단이 연결되고 타단이 상기 발열선 히터(710)의 제2발열선(714)에 연결되는 제3저항(830) 및 상기 제3저항(830)의 일단에 연결되고 타단이 접지되는 제4저항(840)을 포함한다.

온도검출선 단선 검출부(900)는 도 7, 도 10 및 도 13에서 보이는 바와 같이 발열선 히터(710)의 제1발열선(712)과 제2발열선(714)이 독립적으로 구성되는 경우에 교류전원 입력부(200)의 양 단자와 발열선 히터의 제2발열선(714) 사이에 연결되어 구성된다.

상기 온도검출선 단선 검출부(900)는 온도 측정부(800)와 연동하여 동작하여, 온도 측정부(800)를 통해 온도검출선인 NTC 서미스터(713)의 단선 여부에 따른 온도검출선 단선 여부 신호를 마이컴(100)으로 출력한다. 즉, 온도 측정부(800)는 NTC 서미스터(713)가 단선된 경우 온도검출선 단선 검출부(900)에 의해 발생되는 온도검출선 단선 여부 신호로서 온도검출선 단선 신호를 마이컴(100)으로 출력할 것이다.

화재 차단부(1000)는 마이컴(100)에서 히터전력제어기(720)로 입력하는 히터전력제어라인에 구성되어 마이컴(100)의 고장 시 히터전력제어기(720)로 입력될 수 있는 직류전원을 차단하여 히터전력제어기(720)로 오프시킨다. 상기 화재 차단부(1000)는 도 9 내지 도 14에서 나타낸 바와 같이 커패시터로 구성될 수 있을 것이다. 즉 본 발명에 따른 화재 차단부(1000)는 직류를 차단하는 커패시터의 특성을 이용하여 히터전력제어기 온 신호가 교류신호인 트리거 신호가 아니라 지속적인 직류신호로서 입력되면 이를 차단하여 히터전력제어기(720)로 오프한다. 즉 히터전력제어기 온 신호가 직류신호로 입력되는 것은 마이컴(100)이 고장 등으로 비정상적으로 동작하는 것임을 의미할 것이다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면이다.

구체적으로, 도 7은 발열선 히터(710)의 제1발열선(712)과 제2발열선(714)이 연결되지 않고 독립적으로 구성되는 경우를 나타낸 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 것이다.

또한, 도 7은 가열회로부(700)가 히터전류검출부(730) 및 제어기 고장 진단부(740) 중 제어기 고장 진단부(740)만을 포함하고, 온도검출선 단선 검출부(900)가 구성되는 경우를 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면으로, 제1발열선(712) 및 제2발열선(714)이 독립적으로 결선되되, 제2발열선(714)의 양단이 결선되도록 구성되고, 가열회로부(700)가 히터전류검출부(730) 및 제어기 고장 진단부(740) 중 제어기 고장 진단부(740)만을 포함하고, 본 발명의 온도조절장치가 온도검출선 단선 검출부(900)가 구성되는 경우를 나타낸 도면이다.

제2발열선(714)의 양단을 연결함으로써 온도감지선 한 곳이 단선되어도 마이컴(100)은 온도 측정부(800)를 통해 정상적으로 온도를 감지할 수 있을 것이다.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면으로, 발열선 히터(710)가 도 3의 (가)와 같이 제1발열선(712)의 끝단과 제2발열선(714)의 일단 사이에 다이오드(716)를 구성하여 제1발열선(712)과 제2발열선(714)이 연결되고, 가열회로부(700)가 히터전류검출부(730) 및 제어기 고장 진단부(740) 중 제어기 고장 진단부(740)만을 포함하고, 본 발명의 온도조절장치가 화재 차단부(1000)를 구비하는 경우를 나타낸 것이다.

도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면으로, 발열선 히터(710)의 제1발열선(712) 및 제2발열선(714)이 독립적으로 결선되고, 가열회로부(700)가 제어기 고장 진단부(740)를 포함하고, 본 발명의 온도조절장치가 온도검출선 단선 검출부(900) 및 화재 차단부(1000)를 포함하는 경우를 나타낸 도면이다.

도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면으로, 제1발열선(712) 및 제2발열선(714)이 독립적으로 결선되되, 제2발열선(714)의 양단이 결선되도록 구성되고, 가열회로부(700)가 제어기 고장 진단부(740)를 포함하고, 본 발명의 온도조절장치가 화재 차단부(1000)를 포함하는 경우를 나타낸 도면이다.

도 12는 본 발명의 제7실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면으로, 발열선 히터(710)가 도 3의 (가와 같이 제1발열선(712)의 끝단과 제2발열선(714)의 일단 사이에 다이오드(716)를 구성하여 제1발열선(712) 및 제2발열선(714)을 연결하고, 온도조절장치가 화재 차단부(1000)를 구비하는 경우를 나타낸 도면이다.

도 13은 본 발명의 제8실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면으로, 발열선 히터(710)의 제1발열선(712) 및 제2발열선(714)이 독립적으로 결선되고, 본 발명의 제8실시예에 따른 온도조절장치가 온도검출선 단선 검출부(900) 및 화재 차단부(1000)를 포함하는 경우를 나타낸 것이다.

도 8 및 도 13에서 보이는 바와 같이 온도검출선 단선 검출부(900)는 제1발열선(712) 및 제2발열선(714)이 독립적으로 결선되는 경우에 적용됨을 알 수 있을 것이다.

도 14는 본 발명의 제9실시예에 따른 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치의 회로도를 나타낸 도면으로, 발열선 히터(710)의 제1발열선(712) 및 제2발열선(714)이 독립적으로 결선되고, 제2발열선(714)의 양단이 연결되고, 온도조절장치가 화재 차단부(1000)를 포함하는 경우를 나타낸 도면이다.

도 15는 본 발명에 따른 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하 도 15를 참조하여 설명하면, 마이컴(100)은 전원이 공급되면 교류동기 검출부(250)를 통해 교류 정현파의 제로크로싱 위치, 양의 피크점 및 음의 피크점을 검출 유무에 따라 교류 동기신호의 입력 유무를 판단한다(S111).

교류 동기신호가 입력되면 마이컴(100)은 동기신호에 따른 트리거 신호 및 온도 검출 신호, 히터 전류 검출 신호, 온도검출선 단선 신호 등의 입출력 신호에 의해 회로의 안전(또는 이상) 여부를 판단한다(S113). 회로의 안전 판단 방법은 후술할 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.

회로에 이상이 없으면 마이컴(100)은 온도검출동작 구간에서 온도 측정부(800)를 통해 NTC 서미스터(713)에 의한 열선온도를 측정한다(S115).

마이컴(100)은 NTC 서미스터(713)에 의한 열선온도가 측정되면 상기 NTC 서미스터(713)를 이용하여 측정된 온도가 미리 설정되어 있는 열선 온도 기준값보다 낮은지를 판단한다(S117).

측정된 온도가 상기 열선 온도 기준값보다 낮으면 마이컴(100)은 발열선 히터(710)로 가열구간 동안 지속적으로 히터전류가 흐를 수 있도록 제로크로싱 검출에 동기되어 트리거 신호인 히터전력제어기 온 신호를 히터전력제어기(720), 즉 SCR의 게이트로 출력한다(S119). 상기 히터전력제어기(720)로 트리거 신호를 출력하면 히터전력제어기(720)는 정상적인 경우 온되어 히터 전류를 흘릴 것이다.

마이컴(100)은 상기 트리거 신호를 히터전력제어기(720)로 출력한 후, 히터전류검출부(730) 또는 제어기 고장 진단부(740)를 통해 히터전력제어기(720)가 정상적으로 동작하는지를 판단한다(S121).

상기 트리거 신호의 출력 후, 히터전류검출부(730) 및 제어기 고장 진단부(740)를 통해 히터전류가 검출되지 않거나 히터전력제어기 도통 여부 신호가 히터전력제어기 도통 신호가 아니면 마이컴(100)은 히터전력제어기(720)가 단선된 것으로 판단하여 경보를 발생하고 동작을 정지하며, 표시부(400)를 통해 히터전력제어기(720)가 단선되었음을 표시한다. 표시부(400)가 LED인 경우 점멸로 히터전력제어기(720)가 단선되었음을 통지할 수 있을 것이다.

반면, 히터전류가 검출되거나 히터전력제어기 도통 여부 신호가 히터전력제어기 도통 신호이면 마이컴(100)은 히터전력제어기(720)가 정상적으로 동작하는 것으로 판단하고, 가열동작 구간에서 발열선 히터(710)의 제1발열선(712) 및 제2발열선(714)에 의한 내부 온도계수 저항값 변화에 의한 열선온도를 측정하고(S123), 측정된 저항계수 열선온도가 미리 설정된 저항계수 열선온도 기준값보다 높은지를 판단한다(S125).

판단결과, 측정된 저항계수 열선온도가 기준값보다 높은면 마이컴(100)은 교류 동기신호의 일정 횟수(n) 사이클 동안 트리거 신호의 출력을 지연하여(S127) 발열선 히터(710)의 온도를 낮추어 자동으로 온도를 일정하게 조절하여 안전 동작을 수행한다.

마이컴(100)은 상기 도 6의 (나)와 같이 교류 동기신호의 음의 정현파 피크값을 기준으로 NTC 서미스터에 의한 온도를 비교 분석하고, 도 6의 (다)와 같이 교류 동기신호의 양의 제로크로싱에서 트리거 신호를 히터전력제어기(720)의 SCR로 출력한다.

또한, 마이컴(100)은 도 6의 (다) 정현파의 양의 피크값을 기준으로 히터전류를 측정하여 비교/분석하고, 비교/분석된 결과에 따라 제어동작을 수행한다.

상기 파형을 마이컴(100)이 읽어 들일 때 정현파 신호가 잘리거나 끊기면 연결부 접촉 불량으로 간주하여 경보를 발생하고 교류전원 차단부(500)를 통해 교류전원의 공급을 차단하여 가열 동작을 정지시킨다.

또한, 경보 발생 및 가열 동작 중지는 상기 가열동작 구간에서의 히터 전류가 검출되지 않는 경우 발생될 수도 있으나, 상기 회로 이상 여부 판단에서 히터전류가 검출되지 않아야 하는 온도검출동작 구간에서 전류가 검출되거나, 온도검출동작 구간에서 히터전력제어기 온 신호가 입력되거나, 발열선 히터(710)가 과열된 경우에 발생될 수도 있을 것이다.

상기 경보 발생 시 마이컴(100)은 히터전력제어기(720)의 비정상 도통에 의해 경보가 발생되었는지를 판단하고(S133), 히터전력제어기(720)가 비정상 도통되어 경보가 발생된 경우, 트립 스위치(510)에 의해 교류전원을 차단한다(S135).

도 16은 본 발명에 따른 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절 방법의 회로 이상 판단 방법을 나타낸 흐름도이다.

회로 이상 판단 방법은 교류 동기신호의 한 주기 동안 수행될 것이다.

구체적으로 설명하면, 마이컴(100)은 교류 동기에 따른 히터전류 유무, 히터전력제어기 도통 유무를 판단하여(S211) 히터전력제어기(720)의 이상여부를 판단한다(S213). 즉 마이컴(100)은 가열동작 구간에서 히터전류검출부(730)를 통해 히터전류가 검출되거나 제어기 고장 진단부(740)로부터 히터전력제어기 도통 여부 신호로서 히터 전력제어기 도통 신호가 입력되는지, 온도검출동작 구간동안 히터전류가 검출되지 않거나 제어기 고장 진단부(740)로부터 히터전력제어기 도통 여부 신호로서 히터 전력제어기 차단 신호가 입력되는지를 검사한다. 만일 가열동작 구간에서 히터전류검출부(730)를 통해 히터전류가 검출되지 않거나, 제어기 고장 진단부(740)로부터 히터전력제어기 차단 신호가 입력되는 경우 상기 히터전력제어기(720)의 단선으로 판단될 수 있고, 온도검출동작 구간에서 히터전류검출부(730)를 통해 히터전류가 검출되거나 제어기 고장 진단부(740)로부터 히터전력제어기 도통 신호가 입력되는 경우 히터전력제어기(720)의 단락으로 판단될 수 있을 것이다.

상기와 같이 히터전류의 이상 유무 또는 히터전력제어기(720)의 도통 여부에 따른 히터전력제어기(720)의 단선 및 단락 등과 같은 이상이 없는 것으로 판단되면 마이컴(100)은 온도검출선인 NTC 서미스터(713)의 쇼트 유무 및 NTC 서미스터(713)의 단선 여부(온도검출선 단선 검출부(900)를 구비하는 경우)를 검사하고(S215), NTC 서미스터(713) 쇼트 또는 단선이 발생했는지를 판단한다(S217). 상기 NTC 서미스터의 쇼트 판단은 제1발열선(712)과 제2발열선(714) 사이가 쇼트되면 AC 전원의 음전위 주기, 즉 온도검출 동작 구간의 전압이 최대가 되므로, NTC 서미스터 전압값이 0V 이하의 음전압으로 변화하며, 이 변화값에 의해 판단될 수 있을 것이다. 또한, NTC 서미스터(713)의 단선 판단은 NTC 서미스터(713)의 단선 시 상술한 바와 같이 온도검출선 단선 검출부(900)를 통해 온도신호가 흐르므로 그에 따른 온도 검출 신호의 전압값에 변동이 발생하고 이에 의해 단선이 되었음을 판단할 수 있을 것이다.

NTC 서미스터(713)에 이상이 없는 경우 마이컴(100)은 온도검출동작 구간에서 NTC 서미스터(713)에 의해 발열선 히터(710)의 온도를 측정하고(S219)., 가열동작 구간에서 온도측정부(800)를 통해 열선 내부저항 온도계수에 의한 열선온도를 측정한다(S221).

상기 가열동작 구간 및 온도검출동작 구간 각각에서의 온도가 측정되면 마이컴(100)은 측정된 온도와 미리 설정된 과열 판단 기준 온도와 비교하여 발열선 히터(710)가 과열되었는지를 판단한다(S223).

과열이 발생되지 않았으면 마이컴(100)은 동작 준비를 완료하고(S225), 상술한 도 10의 S115 이후의 과정을 수행한다.

반면, 상기 , 히터전력제어기(720)에 이상이 있거나, NTC 서미스터(713)가 쇼트 또는 단선되거나 발열선 히터(710)가 과열된 경우 상술한 도 15의 S131 이후의 과정을 수행할 것이다.

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.

100: 마이컴 200: 교류전원 입력부
250: 교류동기 검출부 300: 전원부
400: 표시부 500: 교류전원 차단부
510: 트립 스위치 520: 트립 신호 생성부
530: 사이리스터 600: 입력부
700: 가열회로부 710: 발열선 히터
720: 히터전력제어기 730: 히터전류검출부
800: 온도 측정부 900: 온도 검출선 단선 검출부
1000: 화재 차단부

Claims

정현파 파형으로 입력되는 교류전원에 대응하는 교류 동기 신호를 출력하는 교류동기 검출부;
교류전원을 공급하는 교류전원 소스와 직렬로 연결되고, 제어를 받아 온 또는 오프되어 상기 입력되는 교류전원을 공급하거나 차단하는 교류전원 차단부;
제1발열선, 제2발열선 및 상기 제1발열선 및 제2발열선 사이에 구성되는 NTC 서미스터를 포함하는 발열선 히터, 상기 발열선 히터와 직렬 연결되고 제어를 받아 온/오프되며 온 시 상기 발열선 히터로 상기 교류전원에 대응하는 히터전류가 흐르도록 하는 히터전력제어기 및 상기 발열선 히터와 히터전력제어기 사이에 일단이 연결되는 저항을 포함하여 상기 히터전력제어기의 온 및 오프에 따른 히터전력제어기 도통 여부 신호를 출력하는 제어기 고장 진단부를 포함하는 가열회로부; 및
상기 제어기 고장 진단부의 상기 저항의 타단과 연결되어 상기 제어기 고장 진단부와 연결되고, 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 검출하고 양의 제로크로싱 위치 검출 시부터 가열회로부를 제어하여 발열선 히터로 가열전류가 흐르도록 제어하고, 음의 제로크로싱 위치가 검출되고 피크 위치가 검출되면 상기 NTC 서미스터에 의해 온도를 측정하고 측정된 온도와 미리 설정된 온도를 비교하여 상기 히터전력제어기를 제어하여 온도를 제어하고, 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 구분하여 상기 교류 동기 신호의 양의 구간 및 음의 구간에서 상기 제어기 고장 진단부로부터 입력되는 히터전력제어기 도통 여부 신호를 검사하여 상기 히터전력제어기의 이상 여부를 판단하고, 히터전력제어기의 이상 시 상기 교류전원 차단부를 제어하여 교류전원을 차단하는 마이컴을 포함하되,
상기 발열선 히터는,
상기 교류전원 소스에 의한 가열신호를 일단으로 입력받는 제1발열선의 타단에 애노드가 연결되고 제2발열선의 일단에 캐소드가 연결되는 다이오드를 더 포함하되,
상기 제1발열선의 일단이 교류전원 차단부에 연결되고, 상기 제2발열선의 타단이 상기 히터전력제어기 및 온도 측정부에 연결되고,
일단으로 직류전원을 입력받는 제1저항,
상기 제1저항의 타단 및 마이컴과 일단이 연결되는 제2저항,
상기 제2저항의 타단과 일단이 연결되고 타단이 상기 발열선 히터의 제2발열선에 연결되는 제3저항, 및
상기 제3저항의 일단에 연결되고 타단이 접지되는 제4저항을 포함하는 온도측정부;
일단이 상기 교류전원 소스의 양 단자에 연결되고, 타단이 제2발열선의 일단에 연결되어 상기 발열선 히터의 온도검출선인 NTC 서미스터의 단선 시 온도신호가 흐르는 온도검출선 단선 검출부; 및
정보를 표시하여 사용자에게 정보를 제공하는 표시부를 더 포함하고,
상기 발열선 히터는,
상기 제1발열선의 일단이 상기 교류전원 소스의 양 단자에 연결되고 타단이 히터전력제어기에 연결되고, 상기 제2발열선의 일단이 상기 교류전원 소스의 양 단자에 연결되고 타단이 상기 제3저항의 타단에 연결되며,
상기 마이컴은,
온도 검출 동작 구간에서 상기 제2저항을 통해 입력되는 온도 검출 신호를 검사하여 상기 온도 검출 신호가 상기 온도검출선 단선 검출부에 의한 온도검출선 단선 신호인지를 판단하고, 온도검출선 단선 신호이면 온도검출선의 단선을 상기 표시부를 통해 표시하여 온도검출선이 단선되었음을 통지하는 것을 특징으로 하는 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열 침구류 온도조절장치.
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정현파 파형으로 입력되는 교류전원에 대응하는 교류 동기 신호를 출력하는 교류동기 검출부;
교류전원을 공급하는 교류전원 소스와 직렬로 연결되고, 제어를 받아 온 또는 오프되어 상기 입력되는 교류전원을 공급하거나 차단하는 교류전원 차단부;
제1발열선, 제2발열선 및 상기 제1발열선 및 제2발열선 사이에 구성되는 NTC 서미스터를 포함하는 발열선 히터, 상기 발열선 히터와 직렬 연결되고 제어를 받아 온/오프되며 온 시 상기 발열선 히터로 상기 교류전원에 대응하는 히터전류가 흐르도록 하는 히터전력제어기 및 상기 발열선 히터와 히터전력제어기 사이에 일단이 연결되는 저항을 포함하여 상기 히터전력제어기의 온 및 오프에 따른 히터전력제어기 도통 여부 신호를 출력하는 제어기 고장 진단부를 포함하는 가열회로부; 및
상기 제어기 고장 진단부의 상기 저항의 타단과 연결되어 상기 제어기 고장 진단부와 연결되고, 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 검출하고 양의 제로크로싱 위치 검출 시부터 가열회로부를 제어하여 발열선 히터로 가열전류가 흐르도록 제어하고, 음의 제로크로싱 위치가 검출되고 피크 위치가 검출되면 상기 NTC 서미스터에 의해 온도를 측정하고 측정된 온도와 미리 설정된 온도를 비교하여 상기 히터전력제어기를 제어하여 온도를 제어하고, 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 구분하여 상기 교류 동기 신호의 양의 구간 및 음의 구간에서 상기 제어기 고장 진단부로부터 입력되는 히터전력제어기 도통 여부 신호를 검사하여 상기 히터전력제어기의 이상 여부를 판단하고, 히터전력제어기의 이상 시 상기 교류전원 차단부를 제어하여 교류전원을 차단하는 마이컴을 포함하되,
일단으로 직류전원을 입력받는 제1저항,
상기 제1저항의 타단 및 마이컴과 일단이 연결되는 제2저항,
상기 제2저항의 타단과 일단이 연결되고 타단이 상기 발열선 히터의 제2발열선에 연결되는 제3저항, 및
상기 제3저항의 일단에 연결되고 타단이 접지되는 제4저항을 포함하는 온도측정부를 더 포함하고,
상기 발열선 히터는,
제1발열선의 일단이 상기 교류전원 소스의 양 단자에 연결되고, 타단이 히터전력제어기에 연결되고,
제2발열선의 일단과 타단이 연결되어 상기 온도 측정부의 제3저항의 타단과 연결되고,
상기 마이컴과 상기 히터전력제어기 사이에 연결되어 상기 마이컴에서 히터전력제어기로 출력되는 히터전력제어기 온 신호를 입력받고, 상기 히터전력제어기 온 신호가 지속적으로 입력되는 직류형태로 입력되면 상기 히터전력제어기 온 신호를 차단하여 상기 히터전력제어기로 히터전력제어기 오프 신호를 출력하는 화재 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치.
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정현파 파형으로 입력되는 교류전원에 대응하는 교류 동기 신호를 출력하는 교류동기 검출부;
교류전원을 공급하는 교류전원 소스와 직렬로 연결되고, 제어를 받아 온 또는 오프되어 상기 입력되는 교류전원을 공급하거나 차단하는 교류전원 차단부;
제1발열선, 제2발열선 및 상기 제1발열선 및 제2발열선 사이에 구성되는 NTC 서미스터를 포함하는 발열선 히터, 상기 발열선 히터와 직렬 연결되고 제어를 받아 온/오프 되며 온 시 상기 발열선 히터로 상기 교류전원에 대응하는 히터전류가 흐르도록 하는 히터전력제어기 및 상기 히터 전력 제어기를 통해 흐르는 상기 히터전류에 대응하는 히터전류 검출 신호를 출력하는 히터전류검출부를 포함하는 가열회로부;
상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 검출하고 양의 제로크로싱 위치 검출 시부터 가열회로부를 제어하여 발열선 히터로 가열전류가 흐르도록 제어하고, 음의 제로크로싱 위치가 검출되고 피크 위치가 검출되면 상기 NTC 서미스터에 의해 온도를 측정하고 측정된 온도와 미리 설정된 온도를 비교하여 상기 히터전력제어기를 제어하여 온도를 제어하고, 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 구분하여 상기 교류 동기 신호의 양의 구간 및 음의 구간에서 상기 히터전류검출부로부터 입력되는 히터전류 검출 신호를 검사하여 상기 히터전력제어기의 이상 여부를 판단하고, 히터전력제어기의 이상 시 상기 교류전원 차단부를 제어하여 교류전원을 차단하는 마이컴; 및
상기 마이컴과 상기 히터전력제어기 사이에 연결되어 상기 마이컴에서 히터전력제어기로 출력되는 히터전력제어기 온 신호를 입력받고, 상기 히터전력제어기 온 신호가 지속적으로 입력되는 직류형태로 입력되면 상기 히터전력제어기 온 신호를 차단하여 상기 히터전력제어기로 히터전력제어기 오프 신호를 출력하는 화재 차단부을 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치.
제7항에 있어서,
상기 발열선 히터는,
교류전원 소스에 의한 가열전류를 일단으로 입력받는 제1발열선의 타단에 애노드가 연결되고 제2발열선의 일단에 캐소드가 연결되는 다이오드를 더 포함하되,
상기 제1발열선의 일단이 교류전원 차단부에 연결되고, 상기 제2발열선의 타단이 상기 히터전력제어기 및 온도 측정부에 연결되는 것을 특징으로 하는 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치.
제8항에 있어서,
일단으로 직류전원을 입력받는 제1저항,
상기 제1저항의 타단 및 마이컴과 일단이 연결되는 제2저항,
상기 제2저항의 타단과 일단이 연결되고 타단이 상기 발열선 히터의 제2발열선에 연결되는 제3저항, 및
상기 제3저항의 일단에 연결되고 타단이 접지되는 제4저항을 포함하는 온도측정부;
일단이 상기 교류전원 소스의 양 단자에 연결되고, 타단이 제2발열선의 일단에 연결되어 상기 발열선 히터의 온도검출선인 NTC 서미스터의 단선 시 온도신호가 흐르는 온도검출선 단선 검출부; 및
정보를 표시하여 사용자에게 정보를 제공하는 표시부를 더 포함하고,
상기 발열선 히터는,
상기 제1발열선의 일단이 상기 교류전원 소스의 양 단자에 연결되고 타단이 히터전력제어기에 연결되고, 상기 제2발열선의 일단이 상기 교류전원 소스의 양 단자에 연결되고 타단이 상기 제3저항의 타단에 연결되며,
상기 마이컴은,
온도 검출 동작 구간에서 상기 제2저항을 통해 입력되는 온도 검출 신호를 검사하여 상기 온도 검출 신호가 상기 온도검출선 단선 검출부에 의한 온도검출선 단선 신호인지를 판단하고, 온도검출선 단선 신호이면 온도검출선의 단선을 상기 표시부를 통해 표시하여 온도검출선이 단선되었음을 통지하는 것을 특징으로 하는 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열 침구류 온도조절장치.
제8항에 있어서,
일단으로 직류전원을 입력받는 제1저항,
상기 제1저항의 타단 및 마이컴과 일단이 연결되는 제2저항,
상기 제2저항의 타단과 일단이 연결되고 타단이 상기 발열선 히터의 제2발열선에 연결되는 제3저항, 및
상기 제3저항의 일단에 연결되고 타단이 접지되는 제4저항을 포함하는 온도측정부를 더 포함하고,
상기 발열선 히터는,
제1발열선의 일단이 상기 교류전원 소스의 양 단자에 연결되고, 타단이 히터전력제어기에 연결되고,
제2발열선의 일단과 타단이 연결되어 상기 온도 측정부의 제3저항의 타단과 연결되는 것을 특징으로 하는 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치.
정현파 파형으로 입력되는 교류전원에 대응하는 교류 동기 신호를 출력하는 교류동기 검출부;
교류전원을 공급하는 교류전원 소스와 직렬로 연결되고, 제어를 받아 온 또는 오프되어 상기 입력되는 교류전원을 공급하거나 차단하는 교류전원 차단부;
제1발열선, 제2발열선 및 상기 제1발열선 및 제2발열선 사이에 구성되는 합성수지 절연층을 포함하는 발열선 히터, 상기 발열선 히터와 직렬 연결되고 제어를 받아 온/오프 되며 온 시 상기 발열선 히터로 상기 교류전원에 대응하는 히터전류가 흐르도록 하는 히터전력제어기 및 상기 히터 전력 제어기를 통해 흐르는 상기 히터전류에 대응하는 히터전류 검출 신호를 출력하는 히터전류검출부를 포함하는 가열회로부;
상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 검출하고 양의 제로크로싱 위치 검출 시부터 가열회로부를 제어하여 발열선 히터로 가열전류가 흐르도록 제어하고, 상기 교류 동기 신호의 양 및 음의 제로크로싱 위치 및 피크 위치를 구분하여 상기 교류 동기 신호의 양의 구간 및 음의 구간에서 상기 히터전류검출부로부터 입력되는 히터전류 검출 신호를 검사하여 상기 히터전력제어기의 이상 여부를 판단하고, 히터전력제어기의 이상 시 상기 교류전원 차단부를 제어하여 교류전원을 차단하는 마이컴; 및
상기 마이컴과 상기 히터전력제어기 사이에 연결되어 상기 마이컴에서 히터전력제어기로 출력되는 히터전력제어기 온 신호를 입력받고, 상기 히터전력제어기 온 신호가 지속적으로 입력되는 직류형태로 입력되면 상기 히터전력제어기 온 신호를 차단하여 상기 히터전력제어기로 히터전력제어기 오프 신호를 출력하는 화재 차단부을 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 진단 기능을 가지는 교류 동기 제어형 전열침구류 온도조절장치.