KR101782796B1 - 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기 - Google Patents

Abstract

전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기가 개시된다. 전열매트 또는 전열침구의 히터 열선으로 사용된 감열선에 전원 공급을 제어하는 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기에 있어서, 전열기온도 검출부는 감열선이 배설된 전열판에 인접되게 설치된 온도센서와 연결되어 전열판 내의 온도를 지시하는 전열기온도신호를 검출하고, 열선온도 검출부는 감열선의 온도를 지시하는 열선온도신호를 검출하며, 제어부는 검출된 전열기온도신호로부터 전열기온도를 산출하고, 검출된 열선온도신호로부터 열선온도를 산출하며, 전열기온도 및 설정온도를 기초로 감열선에 전원 공급을 제어하고, 정상 모드에서 전열기온도 및 열선온도의 차이값인 측정 온도차값을 산출하고, 측정 온도차값, 사전에 설정된 고유 온도차값 및 사전에 설정된 국부제어용 온도값을 기초로 전열매트 또는 전열침구에 국부과열의 발생 여부를 확인하고, 확인 결과에 따라 정상 모드를 유지하거나 국부과열 모드로 전환할 수 있다.

Description

전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기{TEMPERATURE CONTROLLER FOR CONTROLLING SPOT HEATING OF ELECTRIC HEATING MAT OR ELECTRIC HEATING BEDDING}

본 발명은 전열매트 또는 전열침구용 온도 조절기에 관한 것으로, 전열매트 또는 전열침구용의 히터 열선으로 사용된 감열선의 전원 공급을 제어하기 위한 전열매트 또는 전열침구용 온도 조절기에 관한 것이다.

전열매트 및 전열침구는 전기에너지를 열원으로 이용하여 온열을 발생시키는 전열제품으로서, 전열매트의 예로 전기장판, 전기요, 온열매트 등이 있으며, 전열침구의 예로 돌침대 등이 있다. 전열제품에는 내장된 열선에 전기를 공급하여 열을 발생시킴과 아울러 온도 조절 및 제어를 위한 온도 조절기가 구비된다.

열선은 발열을 위한 것으로서, 실리콘 열선 등을 포함하는 일반형 열선과 전자파 자기장이 감쇄되도록 설계된 무자계 열선인 감열선이 주로 적용되고 있으며, 열선의 온도를 감지하기 위해 온도센서가 함께 사용되고 있다.

도 4는 종래 전열매트나 전열침구 등에 사용되는 온도조절기의 회로 구성을 나타낸 도면으로서, 종래 전열매트나 전열침구용 온도조절기는 전열제품에 내재되는 일반형 열선(H1)에 연결되어 발열을 위한 전원을 인가하여주고, 열선(H1)의 온도를 감지하는 온도센서(S1)로부터 출력되는 온도 변화값을 마이컴(U1)이 읽어 필요한 온도로 열선을 제어 및 유지하는 구성으로 이루어진다.

또한, 국내공개특허 제10-2007-0105438호에서는 감열선의 특성을 가진 열선을 사용하여 히팅을 하면서 실시간으로 히팅 온도의 변화량을 측정하고 제어할 수 있는 피드백 제어회로를 개발하여 별도의 온도센서가 불필요한 경제적인 온도조절기를 제공하는 구성에 대해서 개시하고 있다.

그런데, 열선에 전기에너지를 공급하는 경우 열선의 일부분이 압력을 받게 되면 그 부위는 압력을 받지 않는 부위에 비하여 온도가 더욱 상승하게 되는 국부과열이 발생한다. 하지만 종래 전열매트나 전열침구용 온도조절기는 온도센서를 이용하여 감지한 온도를 설정온도와 비교하여 제어하거나 열선을 이용하여 감지한 온도를 설정온도와 비교하여 제어함으로써, 전체적인 온도만 파악할 수 있어 국부과열이 발생한 경우에도 감지한 온도가 설정온도보다 낮은 경우에, 계속하여 열선에 전기 에너지가 공급되어 전열매트나 전열침구에 과열이 발생될 수 있고, 특히 국부적으로 일어나는 과열로 인해 사용자의 숙면을 방해할 수 있고, 나아가 사용자의 화상 및 화재를 발생시킬 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전열매트 또는 전열침구의 과열을 조기에 예방하고 사용자가 숙면을 취할 수 있도록 국부적으로 균등하고 적정한 온도를 유지할 수 있는 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 국부과열 여부를 정확하게 확인할 수 있고 제어가 필요한 국부과열을 필터링할 수 있는 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 국부과열로 인한 과열을 예방하고, 국부과열 제어시에도 사용자에게 온기를 제공할 수 있으며, 국부과열이 해제된 경우에는 원상태로 복구할 수 있는 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 열선온도를 정확하게 검출할 수 있는 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기를 제공하는데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기는, 전열매트 또는 전열침구의 히터 열선으로 사용된 감열선에 전원 공급을 제어하는 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기에 있어서, 상기 감열선이 배설된 전열판에 인접되게 설치된 온도센서와 연결되어 상기 전열판 내의 온도를 지시하는 전열기온도신호를 검출하는 전열기온도 검출부, 상기 감열선의 온도를 지시하는 열선온도신호를 검출하는 열선온도 검출부, 및 상기 검출된 전열기온도신호로부터 전열기온도를 산출하고, 상기 검출된 열선온도신호로부터 열선온도를 산출하며, 상기 산출된 전열기온도 및 설정온도를 기초로 감열선에 전원 공급을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 감열선에 전원 공급을 제어하는 동작 모드는 정상 모드 및 국부과열 모드를 포함하고, 상기 제어부는,상기 정상 모드에서 상기 산출된 전열기온도 및 상기 열선온도의 차이값인 측정 온도차값을 산출하고, 상기 산출된 측정 온도차값, 사전에 설정된 고유 온도차값 및 사전에 설정된 국부제어용 온도값을 기초로 상기 전열매트 또는 상기 전열침구에 국부과열의 발생 여부를 확인하고, 상기 확인 결과에 따라 상기 정상 모드를 유지하거나 국부과열 모드로 전환할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 측정 온도차값 및 상기 고유 온도차값을 기초로 국부제어용 온도차값을 산출하고, 상기 산출된 국부제어용 온도차값 및 상기 국부제어용 온도값을 비교하고, 비교결과에 따라 상기 국부과열의 발생 여부를 확인할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 정상 모드에서 국부과열 모드로 전환시에, 상기 설정온도를 정상 설정온도로 저장하고 상기 설정온도를 사전에 설정된 국부과열 설정온도로 설정하며, 상기 국부과열 모드에서 상기 정상 모드로 전환시에, 상기 설정온도를 상기 정상 설정온도로 설정할 수 있다. 상기 정상 모드에서는 상기 설정온도는 사용자에 의해 선택된 온도로 조절되고, 상기 국부과열 모드에서는, 상기 디스플레이부에 상기 국부과열 모드 작동 상태가 표시되며, 상기 설정온도는 사용자에 의해 선택된 온도로 조절되는 것이 차단되며, 상기 국부과열 설정온도는 사람의 체온을 기준을 설정될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 국부과열 모드에서 사전에 설정된 국부제어용 작동시간이 경과한 경우에는 상기 정상 모드로 전환할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 국부과열 모드에서 사전에 설정된 국부제어용 작동시간 동안 상기 감열선으로부의 전원 공급이 차단되도록 제어하고, 상기 국부제어용 작동시간이 경과한 경우에는, 상기 국부과열 모드에서 정상 모드로 전환할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 산출된 전열기온도 및 상기 설정온도의 차이값인 제어용 온도차값을 산출하고, 상기 제어용 온도차값을 기초로 상기 감열선에 전원 공급을 유지하는 공급시간 및 상기 감열선에 전원 공급을 차단하는 차단시간을 설정할 수 있다. 여기서, 상기 공급시간 및 상기 차단시간은 사전에 설정된 단위 시간을 기초로 설정될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제어용 온도차값이 사전에 설정된 범위내에서 증가할수록 상기 차단시간에 대한 상기 공급시간의 비율이 증가되도록 설정할 수 있다.

상기 국부과열 방지 온도조절기는 상기 감열선에 교류전압을 인가하는 교류전압 입력단에 연결되고, 상기 감열선으로 인가되는 교류전압이 0V가 되는 위치를 검출하는 AC전압 0V 검출부, 및 전원 공급 신호에 따라 상기 감열선으로 전원공급을 제어하는 열선 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 공급시간 및 상기 차단시간을 기초로 전원 공급 신호를 생성하고, 상기 생성된 전원 공급 신호를 교류전압이 OV가 되는 위치에서 상기 열선 제어부로 출력할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 감열선으로 전원공급이 차단된 시간구간에 상기 열선 온도 검출부로부터 수신된 열선온도신호로부터 상기 열선온도를 산출할 수 있다.

상기 열선온도 검출부는, 일측이 정전압 입력단에 연결된 저항(R1), 애노드는 상기 저항(R1)의 타측에 연결되고, 캐소드는 상기 감열선과 연결된 다이오드(D1), 일측이 상기 저항(R1)의 타측 및 상기 다이오드(D1)의 애노드에 연결되고, 타측이 상기 제어부와 연결된 저항(R2), 및 일측이 상기 저항(R2)의 일측과 연결되고, 타측이 접지되는 콘덴서(EC1)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기에 의하면, 국부과열의 발생을 확인하고 이를 제어함으로써 과열을 조기에 예방하고 사용자가 숙면을 취할 수 있도록 국부적으로 균등하고 적정한 온도를 유지할 수 있으며,

열선온도 및 센서온도의 고유한 차이값을 반영함으로써 국부과열 여부를 정확하게 확인할 수 있고, 국부제어용 온도값을 통해 제어가 필요한 국부과열을 필터링함으로써 불필요한 국부과열 제어로 인한 온기 제공 차단 등의 사용자의 불편함을 해소할 수 있고,

국부과열시에 현재 설정온도를 저장 및 일정 시간 동안 변경함으로써 국부과열로 인한 과열을 예방하고, 국부과열 제어시에도 사용자에게 온기를 제공할 수 있으며, 국부과열이 해제된 경우에는 원상태로 복구할 수 있으며,

감열선에 교류전원이 공급되는 시점과 열선온도 측정을 위한 정전압이 공급되는 시점을 반영함으로써 열선온도를 정확하게 검출할 수 있어, 보다 정확하게 국부과열 여부를 확인할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기의 AC 전압 OV 검출부에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기의 연결 관계를 설명하기 위해 나타낸 회로의 구성도이다.
도 4는 종래 전열매트나 전열침구용 온도조절기를 나타낸 회로의 구성도이다.

이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도 조절 시스템에 대해 상세하게 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당해 기술분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 함을 밝혀주고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기(100)는 AC 0V 검출부(110), 시스템 전원부(120), 열선 제어부(130), 열선온도 검출부(140), 전열기온도 검출부(150), 제어부(160), 사용자 인터페이스부(170) 및 디스플레이부(180)를 포함할 수 있다.

전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기(100)는 감열선(20)에 전원 공급을 제어하는 동작 모드로 정상 모드 및 국부과열 모드를 포함할 수 있다. 여기서, 국부과열 모드는 국부과열이 발생된 경우에 실행되는 동작 모드이고, 정상 모드는 정상 상태에서 실행되는 동작 모드이며, 초기에 정상 모드로 작동하고 국부과열이 발생이 확인된 경우에 국부과열 모드로 동작할 수 있다. 감열선(20)은 전열매트 또는 전열침구의 히터 열선일 수 있고, 전열매트 또는 전열침구의 전열판(10)에 배설될 수 있다.

AC 0V 검출부(110)는 감열선(20)에 교류전원(AC)을 공급하는 교류전원 입력단에 연결되어, 감열선(20)으로 인가되는 교류전압이 0V가 되는 위치를 검출하고, 검출 결과를 제어부(160)에 출력할 수 있다. 여기서 교류전원(AC)은 상용교류전원으로 AC 220V 또는 AC 110V일 수 있다. 이를 통해, 제어부(160)는 교류전압이 0V가 되는 위치에 제어 신호를 출력할 수 있어, 제어 신호 출력시에 노이즈 발생을 최소화할 수 있으며, 보다 정확한 제어를 실행할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기의 AC 전압 OV 검출부에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, AC 0V 검출부(110)는 감열선(20)으로 인가되는 교류전압에 대해 브리지다이오드(BD2)와 두 개의 저항(R5)(R7) 및 트랜지스터(Q1)의 연결 구성을 통해 브리지 정류하고 감쇄한 후 신호 증폭하여 제어부(160) 측에 입력되게 구비함이 바람직하다.

시스템 전원부(120)는 감열선(20)에 교류전원(AC)을 공급하는 교류전원 입력단에 연결되어, 입력되는 교류전원(AC)의 전압을 직류 공급 전압으로 전환할 수 있다. 상기 직류 공급 전압으로 열선온도 검출부(140), 전열기온도 검출부(150), 제어부(160), 사용자 인터페이스부(170) 및 디스플레이부(180)가 작동될 수 있다.

열선 제어부(130)는 제어부(160)가 출력한 전원 공급 신호에 따라 감열선(20)으로 교류전원(AC)의 공급을 제어할 수 있다. 열선 제어부(130)는 사이리스터(thyristor) 또는 트라이악(triac)일 수 있다.

열선온도 검출부(140)는 감열선(20)의 온도를 지시하는 열선온도신호를 검출하고, 검출한 열선온도신호를 제어부(160)으로 출력할 수 있다. 감열선(20)은 온도의 변화 따라 저항값이 변화는 것일 수 있고, 이러한 저항값의 변화는 사전에 저장될 수 있다.

전열기온도 검출부(150)는 온도센서(30)와 연결되어 온도센서(30)가 감지한 온도를 지시하는 전열기온도신호를 검출하고, 검출한 전열기온도신호를 제어부(160)로 출력할 수 있다. 여기서, 온도센서(30)는 감열선(20)이 배설된 전열판(10)에 인접되게 설치될 수 있고, 온도센서(30)가 감지한 온도는 전열판(10) 내의 온도일 수 있다. 온도센서(30)는 감열선(20)의 온도감지효율을 높이기 위해 열가변저항기인 써미스터를 사용하는 것일 수 있다.

제어부(160)는 전열기온도 검출부(150)가 출력한 전열기온도신호로부터 전열기온도를 산출하고, 산출한 전열기온도 및 설정온도를 기초로 감열선(20)에 전원 공급을 제어할 수 있다. 제어부(160)는 전열기온도 및 설정온도를 기초로 감열선(20)에 전원 공급을 제어하기 위한 전원 공급 신호를 생성할 수 있으며, 생성한 전원 공급 신호를 열선 제어부(130)로 출력할 수 있다. 여기서 제어부(160)는 마이크로 컨트롤러(MCU: micro controller unit)일 수 있고 마이컴일 수 있다.

일부 실시예로, 제어부(160)는, 전열기온도 및 설정온도의 차이값인 제어용 온도차값을 산출하고, 제어용 온도차값을 기초로 감열선(20)에 전원 공급을 유지하는 공급시간 및 감열선(20)에 전원 공급을 차단하는 차단시간을 설정할 수 있다. 여기서, 제어부(160)는 제어용 온도차값이 사전에 설정된 범위내에서 증가할수록 상기 차단시간에 대한 상기 공급시간의 비율이 증가되도록 설정할 수 있다. 상기 사전에 설정된 범위는 일예로, 8도일 수 있고, 전열기온도가 설정온도 보다 8도 이상 낮은 경우에는, 제어부(160)는 상기 공급시간을 가장 크게하여 감열선(20)에 전원 공급이 되도록 제어한다.

제어부(160)는 설정한 공급시간 및 차단시간을 기초로 전원 공급 신호를 생성할 수 있고 생성된 전원 공급 신호를 교류전압이 OV가 되는 위치에서 열선 제어부(130)로 출력할 수 있다.

상기 공급시간 및 상기 차단시간은 사전에 설정된 단위 시간을 기초로 설정될 수 있고, 단위 시간 단위로 상기 공급시간 및 상기 차단시간을 산출할 수 있다. 하기 [표1]에 따라 제어부(160)는 제어용 온도차값을 기초로 상기 공급시간 대 상기 차단시간의 비율을 산출하고, 산출된 비율 및 상기 단위 시간을 기초로 상기 공급시간 및 상기 차단시간을 산출할 수 있다. 상기 사전에 설정된 단위 시간은 입력되는 교류전원(AC)의 주파수로 결정될 수 있다. 교류전원의 주파수가 60Hz인 경우에는, 단위시간은 1/60초일 수 있다. 단위시간은 1/60초일 때, 제어용 온도차값이 0인 경우에는, 공급시간 대 차단시간의 비율은 1:2이므로 공급시간은 1/60초이고, 차단시간을 2/60초이다. 이러한 경우에, 제어부(160)은 1/60초 동안 감열선(20)에 전원이 공급되도록 제어하고, 이후 2/60초 동안 감열선(20)에 전원 공급이 차단되도록 제어하는 것을 반복한다. 단위시간은 1/60초일 때, 제어용 온도차값이 4인 경우에는, 공급시간 대 차단시간의 비율은 2:1이므로 공급시간은 2/60초이고, 차단시간을 1/60초이다. 이러한 경우에, 제어부(160)은 2/60초 동안 감열선(20)에 전원이 공급되도록 제어하고, 이후 1/60초 동안 감열선(20)에 전원 공급이 차단되도록 제어하는 것을 반복한다. 단위시간은 1/60초일 때, 제어용 온도차값이 8인 경우에는, 공급시간 대 차단시간의 비율은 12:0이므로 공급시간은 중단 없이 계속된다. 이러한 경우에, 제어부(160)은 감열선(20)에 전원이 계속 공급되도록 제어한다.

제어용 온도차값	0	1	2	3	4	5	6	7	8이상
공급시간:차단시간	1:2	5:7	1:1	7:5	2:1	3:1	5:1	11:1	12:0

제어부(160)은 열선온도 검출부(140)가 출력한 열선온도신호로부터 열선온도를 산출할 수 있다. 제어부(160)는 감열선(20)으로 전원공급이 차단된 시간구간에 열선 온도검출부(140)로부터 수신된 열선온도신호로부터 열선온도를 산출할 수 있다. 제어부(160)는 전열기온도 및 열선온도의 차이값인 측정 온도차값을 산출할 수 있다. 그리고 제어부(160)는 산출한 측정 온도차값을 기초로 전열매트 또는 전열침구에 국부과열의 발생 여부를 확인하고, 확인 결과에 따라 정상 모드를 유지하거나 국부과열 모드로 전환할 수 있다. 본 발명은 국부과열시에, 정상 모드에서 국부과열 모드로 전환하여 감열선(20)의 전원 공급을 제어함으로써, 전열매트 또는 전열침구의 과열을 조기에 예방하고 사용자가 숙면을 취할 수 있도록 전열매트 또는 전열침구를 동작시킬 수 있다.

일부 실시예로, 제어부(160)는 산출한 측정 온도차값, 사전에 설정된 고유 온도차값을 기초로 전열매트 또는 전열침구에 국부과열의 발생 여부를 확인하고, 확인 결과에 따라 정상 모드를 유지하거나 국부과열 모드로 전환할 수 있다. 여기서 고유 온도차값은 국부과열이 발생되지 않는 상황에서의 전열기온도 및 열선온도의 고유한 차이값으로, 국부과열이 발생되지 않는 상황에서 실험적으로 측정된 값으로 사전에 설정될 수 있다. 전열기온도 및 열선온도는 전열기 특성에 따라 고유한 온도 차가 발생하고 있으며, 이는 전열기의 구조적인 특성(두께, 전열특성 등)에 따라 각각 다르게 나타나게 되며, 이를 감안하여 고유 온도차값을 설정할 수 있다. 본 발명은 국부과열 판단시에 전열기온도 및 열선온도의 고유 온도차값을 반영함으로써, 국부과열의 오판단을 막을 수 있다.

일부 실시예로, 제어부(160)는 산출한 측정 온도차값, 사전에 설정된 고유 온도차값 및 사전에 설정된 국부제어용 온도값을 기초로 전열매트 또는 전열침구에 국부과열의 발생 여부를 확인하고, 확인 결과에 따라 정상 모드를 유지하거나 국부과열 모드로 전환할 수 있다. 여기서, 제어부(160)는 측정 온도차값 및 고유 온도차값을 기초로 국부제어용 온도차값을 산출하고, 산출한 국부제어용 온도차값 및 국부제어용 온도값을 비교하고, 비교결과에 따라 상기 국부과열의 발생 여부를 확인할 수 있다. 제어부(160)는 국부제어용 온도차값이 국부제어용 온도값보다 작은 경우에는, 제어가 불필요한 국부과열로 판단하여 국부과열 모드로 전환하지 않을 수 있고, 국부제어용 온도차값이 국부제어용 온도값과 같거나 큰 경우에, 국부과열 모드로 전환할 수 있다. 전열매트 또는 전열침구에서 국부과열은 발생시키는 요인(크기, 무게 등)에 따라 다르게 나타나고 있고, 이에 따라 국부제어가 필요한 국부과열이 있고, 국부제어가 불필요한 국부과열이 있다. 본 발명은 국부제어용 온도차값 및 국부제어용 온도값을 비교하고, 비교결과에 따라 국부과열의 발생 여부를 확인함으로써, 국부제어가 불필요한 국부과열에 대한 제어 동작이 실행되는 것을 막을 수 있어 사용자에게 보다 안전하면서 사용자의 요구 사항에 맞는 적정 온도를 제공할 수 있는 효과가 있다.

일부 실시예로, 제어부(160)는 정상 모드에서는 설정온도는 사용자에 의해 선택된 온도로 조절하고, 정상 모드에서 국부과열 모드로 전환시에 설정온도를 정상 설정온도로 저장하고 설정온도를 사전에 설정된 국부과열 설정온도로 설정할 수 있다. 또한 제어부(160)은 국부과열 모드에서 정상 모드로 전환시에, 설정온도를 저장된 정상 설정온도로 설정할 수 있다. 여기서, 상기 국부과열 설정온도는 사람의 체온을 기준을 설정될 수 있고 국부과열 발생이 가능한 상황에서 전열매트 또는 전열침구가 과열이 발생되지 않는 온도로 설정될 수 있다. 국부과열 설정온도는 섭씨 30 내지 섭씨 50도의 범위 내에서 설정될 수 있고, 일예로, 섭씨 38도로 설정될 수 있다. 섭씨 30도 이하인 경우에는, 사람의 체온보다 설정온도가 낮아져 전열매트 또는 전열침구로부터 사용자가 온기를 느낄 수 없고, 50도 이상인 경우에는 국부과열에 의한 전열매트 또는 전열침구의 과열이 발생할 수 있다.

제어부(160)는 국부과열 모드에서 설정온도를 사전에 설정된 국부과열 설정온도로 설정하여, 제어용 온도차값을 산출하고, 산출한 제어용 온도차값을 기초로 공급시간 및 차단시간을 설정할 수 있다. 설정온도가 국부과열 설정온도로 설정됨으로써, 정상 모드보다 작은 시간 범위로 감열선(20)에 교류전원이 공급된다. 여기서, 상기 공급시간 및 상기 차단시간은 사전에 설정된 단위 시간을 기초로 설정될 수 있고, 단위 시간 단위로 상기 공급시간 및 상기 차단시간을 산출할 수 있다. 전술된 [표1]에 따라 제어부(160)는 제어용 온도차값을 기초로 상기 공급시간 대 상기 차단시간의 비율을 산출하고, 산출된 비율 및 상기 단위 시간을 기초로 상기 공급시간 및 상기 차단시간을 산출할 수 있다.

제어부(160)는 국부과열 모드에서는 디스플레이부(180)에 국부과열 모드가 작동 상태임을 알리는 표시가 디스플레이되도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(160)는 설정온도가 사용자에 의해 선택된 온도로 조절되는 것을 차단시킬 수 있다.

일부 실시예로, 제어부(160)는 국부과열 모드에서 감열선(20)으로의 전원 공급이 차단되도록 제어할 수 있다. 제어부(160)는 국부제어용 작동시간 동안 국부과열 모드를 유지하여, 감열선(20)으로의 전원 공급이 차단시킬 수 있고, 국부제어용 작동시간이 경과한 경우에는, 국부과열 모드에서 정상 모드로 전환하여 설정온도에 따라 감열선(20)으로의 전원 공급을 제어할 수 있다.

제어부(160)는 국부과열 모드에서 사전에 설정된 국부제어용 작동시간이 경과한 경우에는, 정상 모드로 전환할 수 있다. 즉 제어부(160)는 사전에 설정된 국부제어용 작동시간 동안 국부과열 모드를 작동시킬 수 있다. 여기서 사전에 설정된 국부제어용 작동시간은 바람직하게 5분 내지 60분일 수 있고, 일예로 30분으로 설정될 수 있다. 국부제어용 작동시간이 5분보다 작게 설정된 경우에는, 열이 충분히 식지 않아 국부과열이 계속하여 반복될 수 있고, 60분 이상 지속되는 경우에는, 열이 모두 식어 사용자에게 온기를 제공하지 못하여, 사용자의 숙면 등을 방해할 수 있는 문제점이 있다.

사용자 인터페이스부(170)는 사용자로부터 기능 조작 신호를 입력받을 수 있고, 입력된 기능 조작 신호를 제어부(160)로 출력할 수 있다. 사용자 인터페이스부(170)는 복수의 스위치들로 구성될 수 있고, 사용자는 복수의 스위치 중 해당 스위치를 눌러 기능 조작 신호를 입력할 수 있다. 사용자는 사용자 인터페이스부(170)를 통해 설정온도를 자유롭게 설정할 수 있다.

디스플레이부(180)는 제어부(160)의 제어에 따라 현재의 설정온도 또는 전열기온도를 표시할 수 있다. 또한 국부과열 모드로 작동하는 경우에, 디스플레이부(180)는 국부과열 모드로 작동되고 있음을 표시할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기의 연결 관계를 설명하기 위해 나타낸 회로의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 열선 온도검출부(140)는 저항(R1), 다이오드(D1), 저항(R2), 콘덴서(EC1) 및 제너다이오드(ZD1)를 포함할 수 있다. 저항(R1)은 일측이 시스템 전원부(120)에 연결되어, 제1 정전압을 공급받고, 타측은 다이오드(D1)의 애노드에 연결된다.

다이오드(D1)은 애노드가 저항(R1)에 연결되고, 캐소드가 감열선(20)과 연결된다.

저항(R2)은 일측이 저항(R1) 및 다이오드(D1)의 애노드에 연결되고, 타측이 제어부(160)에 연결된다.

콘덴서(EC1)은 일측이 저항(R2)와 연결되고, 타측이 접지된다. 여기서, 콘덴서(EC1)는 제너콘덴서일 수 있다.

저항(R1)에 입력된 제1 정전압으로 다이오드(D1)을 통하여 감열선(20)으로 전류가 흐르고, 제어부(160)가 저항(R2)을 통해 입력된 열선온도신호를 기초로 감열선(20)의 저항값을 측정하여 열선온도를 산출할 수 있다. 여기서, 열선온도신호는 제어부(160)로 입력되는 전압을 지시할 수 있고, 제어부(160)은 열선온도신호가 지시하는 전압, 제1 정전압, 저항(R1)의 저항값을 기초로 감열선(20)의 저항값을 산출할 수 있고, 산출한 감열선(20)의 저항값을 기초로 열선온도를 산출할 수 있다.

콘덴서(EC1)는 감열선(20)에서 유도되는 전기노이즈를 억제한다. 콘덴서(EC1)는 제어부(160)가 열선온도신호로부터 감열선(20)의 저항값을 산출할 수 있도록 열선온도신호의 흔들림을 제거하고, 평활하는 기능을 수행한다.

제너다이오드(ZD1)는 애노드가 접지되고, 캐소드는 제어부(160) 및 저항(R2)에 연결되어, 과도한 전압이 제어부(160)에 유입되는 것을 차단하여 제어부(160)를 보호한다.

전열기온도 검출부(150)는 저항(R6), 저항(R4) 및 콘덴서(EC2)를 포함할 수 있다. 저항(R6)은 일측이 시스템 전원부(120)에 연결되어, 제2 정전압을 공급받고, 타측은 온도센서(30)에 연결된다.

저항(R4)는 일측이 저항(R6) 및 온도센서(30)에 연결되고, 타측이 제어부(160)에 연결된다.

콘덴서(EC2)은 일측이 저항(R4)와 연결되고, 타측이 접지된다. 여기서, 콘덴서(EC2)는 제너콘덴서일 수 있다.

저항(R6)에 입력된 제2 정전압으로 저항(R6)를 통해 온도센서(30)로 전류가 흐르고, 제어부(160)가 저항(R4)을 통해서 입력된 전열기온도신호를 기초로 온도센서(30)의 저항값을 측정하여 전열기온도를 산출할 수 있다. 여기서, 전열기온도신호는 제어부(160)로 입력되는 전압을 지시할 수 있고, 제어부(160)는 전열기온도신호가 지시하는 전압, 제2 정전압, 저항(R6)의 저항값을 기초로 온도센서(30)의 저항값을 산출할 수 있고, 산출한 온도센서(30)의 저항값을 기초로 전열기온도를 산출할 수 있다.

콘덴서(EC2)는 온도센서(30)에서 유도되는 전기노이즈를 억제한다. 콘덴서(EC2)는 제어부(160)가 전열기온도신호로부터 온도센서(30)의 저항값을 산출할 수 있도록 전열기온도신호의 흔들림을 제거하고, 평활하는 기능을 수행한다.

열선 제어부(130)는 사이리스터(Q1) 및 저항(R3)을 포함할 수 있다. 사이리스터(Q1)의 캐소드는 감열선(20)에 연결되고, 게이트는 저항(R3)에 연결되며, 애노드는 교류전원(AC)을 공급하는 교류전원 입력단에 연결된다. 저항(R3)의 일측은 제어부(160)에 연결되고, 타측은 사이리스터(Q)의 게이트에 연결된다. 제어부(160)는 저항(R3)을 통해 전원 공급 신호를 사이리스터(Q1)의 게이트로 출력하고, 사이리스터(Q1)는 게이트로 입력되는 전원 공급 신호에 따라 캐소드로 교류전원(AC)의 출력을 제어한다.

제어부(160)는 전원 공급 신호에 따라 열선온도를 산출할 열선온도신호를 선정하고, 선정한 열선온도신호를 기초로 열선온도를 산출한다. 상기 선정된 열선온도신호는 사이리스터(Q1)가 감열선(20)으로 교류전원(AC)의 출력을 차단하는 기간에 제어부(160)로 입력되는 신호일 수 있다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

온도 조절 시스템 10 본체 100
제1 조절기 20 제2 조절기 30

Claims (5)

1. 전열매트 또는 전열침구의 히터 열선으로 사용된 감열선에 전원 공급을 제어하는 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기에 있어서,
   상기 감열선이 배설된 전열판에 인접되게 설치된 온도센서와 연결되어 상기 전열판 내의 온도를 지시하는 전열기온도신호를 검출하는 전열기온도 검출부; 및
   상기 감열선의 온도를 지시하는 열선온도신호를 검출하는 열선온도 검출부; 및
   상기 검출된 전열기온도신호로부터 전열기온도를 산출하고, 상기 검출된 열선온도신호로부터 열선온도를 산출하며, 상기 산출된 전열기온도 및 설정온도를 기초로 감열선에 전원 공급을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 감열선에 전원 공급을 제어하는 동작 모드는 정상 모드 및 국부과열 모드를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 정상 모드에서 상기 전열기온도 및 상기 열선온도의 차이값인 측정 온도차값을 산출하고, 상기 산출된 측정 온도차값, 사전에 설정된 고유 온도차값 및 사전에 설정된 국부제어용 온도값을 기초로 상기 전열매트 또는 상기 전열침구에 국부과열의 발생 여부를 확인하고, 상기 확인 결과에 따라 상기 정상 모드를 유지하거나 국부과열 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 측정 온도차값 및 상기 고유 온도차값을 기초로 국부제어용 온도차값을 산출하고,
   상기 산출된 국부제어용 온도차값 및 상기 국부제어용 온도값을 비교하고, 비교결과에 따라 상기 국부과열의 발생 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 정상 모드에서 국부과열 모드로 전환시에, 상기 설정온도를 정상 설정온도로 저장하고 상기 설정온도를 사전에 설정된 국부과열 설정온도로 설정하며,
   상기 국부과열 모드에서 상기 정상 모드로 전환시에, 상기 설정온도를 상기 정상 설정온도로 설정하는 것을 특징으로 하는 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기.
4. 제 3항에 있어서.
   상기 제어부는,
   상기 국부과열 모드에서 사전에 설정된 국부제어용 작동시간이 경과한 경우에는 상기 정상 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 열선 온도검출부는,
   일측이 정전압 입력단에 연결된 저항(R1);
   애노드는 상기 저항(R1)의 타측에 연결되고, 캐소드는 상기 감열선과 연결된 다이오드(D1);
   일측이 상기 저항(R1)의 타측 및 상기 다이오드(D1)의 애노드에 연결되고, 타측이 상기 제어부와 연결된 저항(R2); 및
   일측이 상기 저항(R2)의 일측과 연결되고, 타측이 접지되는 콘덴서(EC1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열매트 또는 전열침구용 국부과열 방지 온도조절기.
   

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