KR102258901B1 - 전열기기 온도조절기 - Google Patents

Abstract

전열기기 온도조절기가 개시된다. 전열기기 온도조절기는 사전에 설정된 기간 동안 차폐판 연결용 노드에 걸리는 전압을 반복하여 확인하고, 확인된 전압을 적산하여 적산값을 산출하고, 산출된 적산값을 기초로 상용교류전원의 전위상태를 확인하고, 확인된 전위상태가 중간전위상태인 경우에는, 제1 교류전원선 및 제2 교류전원선이 함께 차폐판 연결용 노드와 연결되게 제어하여 차폐판 연결용 노드를 중성접 접지에 대응하는 가상접지점으로 형성시켜 열선에서 발생되는 전기장이 흡수되도록 하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

전열기기 온도조절기{TEMPERATURE CONTROLLER FOR ELECTRIC HEATING APPARATUS}

본 발명은 전원 공급 장치, 전열기기 온도조절기 및 온도 조절 시스템에 관한 것으로, 전열매트 또는 전열침구용의 히터 열선으로 사용된 감열선의 전원 공급을 제어하기 위한 전원 공급 장치, 전열기기 온도조절기 및 온도 조절 시스템에 관한 것이다.

전열매트 및 전열침구는 전기에너지를 열원으로 열선을 가열하여 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 온도조절기가 구비된다.

온도조절기에 상용교류전원이 공급됨에 따라 전기장 및 자기장이 형성되고, 이로 인해 전자기파가 발생하여 인체에 해를 끼치게 된다. 일반적으로, 온도조절기는 사용자의 사용상 편의를 위해 인체에 근접하게 놓이므로, 다량의 유해 전자기파가 인체로 직접 유도되는 문제점을 가지고 있다.

특히, 상용교류전원의 전위상태에 따라 적절한 접지가 이루어지지 않으면 열선에서 다량의 전기장이 발생되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 상용교류전원의 전위상태를 확인하고, 확인된 상용교류전원의 전위상태에 따라 적절하게 접지를 자동을 전환하는 전기장 자동 전환기술이 도입 및 개발이 되어 왔다.

상용교류전원의 전위상태를 확인하기 위해, 차폐판과 대지 사이에 형성되는 공간전위를 검출하고, 검츨된 공간전위를 기초로 상용교류전의 전위상태를 확인하는 기술이 도입되고, 콜드전위상태 및 핫전위상태는 상용화가 가능할 정도로 구분이 가능한 기술이 개발되어, 콜드전위상태 및 핫전위상태에 대해서는 전기장을 자동으로 전환할 수 있는 온도조절기 제품이 개발되고 출시되었다.

하지만, 온도조절기의 배치높이(온도조절기와 바닥과의 거리), 차폐판의 종류 및 상태, 차폐판과 온도조절기의 연결 상태 등에 따라 따라서 형성되는 정전용량의 출력값(공간전위)이 변하게 되므로 정확한 전위 판단에 어려움이 있어, 콜드전위상태, 핫전위상태 및 중간전위상태까지 모두 구분하는 것은 이론적으로 가능하였으나, 실무적으로 불가능하였다. 이에, 전열기기를 설치시에 상용교류전원의 전위상태가 중간전위상태인 경우에는, 전압 측정기를 사용하여 측정한 후에 자동 전환 기능이 없는 온도조절기를 설치하였다. 이는 두 개의 온도조절기를 구비 또는 보관해야 하는 번거로움이 있고, 이사 등으로 상용교류전원이 변경된 경우에는, 설치 전문가가 다시 방문하여 온도조절기를 변경 설치해야 하는 번거로움이 있으며, 중성전위상태의 경에는, 열선의 전기장을 흡수할 수 없다는 문제점 있다.

참고로, 전자기파 발생을 방지하기 위한, 대한민국등록특허공보 제10-1233252(2013.02.14) 및 대한민국등록특허공보 제10-1659470(2016.09.23) 등이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다양한 설치 환경 및 제품 종류 그리고 제품 상태에 맞추어 상용교류전원의 전위상태를 6가지의 전위상태로 보다 정확하게 구분할 수 있는 전열기기 온도저절기 및 온도 조절 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 표시하여 사용자가 적절하게 접지를 방식을 선태할 수 있도록 유도할 수 있는 전열기기 온도저절기 및 온도 조절 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 제어부 제어를 통해 전자파 차폐를 위한 스위칭 절환을 자동으로 실행할 수 있도록 하되 차폐판과 대지 사이의 공간전위를 읽어 들이게 하고 제어부로 입력되는 입력신호체계가 정확하고 안정되도록 개선하며, 제어부에서 상기 공간전위를 판단하여 제어부 내에 설정된 동작상태조건으로 스위칭 출력을 제어하도록 구성함으로써 정확하고 안정된 전위검출과 입력을 유도함은 물론 어느 경우에서든 완벽한 전자파 차폐효과를 달성할 수 있도록 한 전원 공급 장치, 전열기기 온도조절기 및 온도 조절 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 전열매트 또는 전열침구용 온도조절기에서 원천적으로 전기장 및 자기장의 발생을 막을 수 있는 전원 공급 장치, 전열기기 온도조절기 및 온도 조절 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 공급되는 상용교류전원이 중간전위인 경우에도, 중성전자파를 흡수할 수 있는 전원 공급 장치, 전열기기 온도조절기 및 온도 조절 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 자기장을 자폐할 수 있는 전원 공급 장치, 전열기기 온도조절기 및 온도 조절 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 본체와 조절기의 설치가 간편하고 제작 및 수리가 용이한 전열기기 온도조절기 및 온도 조절 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 본체와 조절기가 장거리로 이격 가능하고, 조절기에 별도의 전원 공급이 요구되지 않는 전열기기전열기기 온도조절기 및 온도 조절 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 사용자 요청시에 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 정확하게 확인하여 이를 표시할 수 있는 전열기기전열기기 온도조절기 및 온도 조절 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전열기기 온도조절기는, 상용교류전원이 인가 받아 열선을 가열하며, 차폐판과 연결되는 차폐판 연결용 노드, 상기 상용교류전원이 인가되는 제1 교류전원선 및 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 제1 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드의 연결을 제어하는 제1 포토커플러, 및 상기 상용교류전원이 인가되는 제2 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 제2 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드의 연결을 제어하는 제2 포토커플러를 포함하고, 상기 차폐판 연결용 노드에 걸리는 전압을 검출하는 전열기기 온도조절기에 있어서, 사전에 설정된 기간 동안 상기 검출된 전압을 반복하여 확인하고, 상기 확인된 전압을 적산하여 적산값을 산출하고, 상기 산출된 적산값을 기초로 상기 상용교류전원의 전위상태를 확인하고, 상기 확인된 전위상태가 중간전위상태인 경우에는, 상기 제1 교류전원선 및 상기 제2 교류전원선이 함께 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 제어하여 상기 차폐판 연결용 노드를 중성접 접지에 대응하는 가상접지점으로 형성시켜 상기 열선에서 발생되는 전기장이 흡수되도록 하는 제어부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 사전에 설정된 기간은 1초 내지 4초일 수 있다.

상기 제어부는, 복수의 확인된 전압을 기초로 기준 전압을 산출하고, 상기 기준 전압을 기초로 상기 사전에 설정된 기간 동안 확인된 전압 중 적산할 전압을 선택하며, 상기 선택된 전압을 적산하여 상기 적산값을 산출할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 복수의 확인된 전압을 산술평균하여 상기 기준 전압을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 확인된 전압은 연속적으로 확인된 전압이며, 2개 내재 10개의 전압일 수 있다.

상기 전열기기 온도조절기는, 일단은 상기 제1 교류전원선에 연결되고 타단은 상기 제1 포토커플러에 연결되는 제1 콘덴서, 및 일단은 상기 제2 교류전원선에 연결되고 타단은 상기 제2 포토커플러에 연결되는 제2 콘덴서를 더 포함하고, 상기 제1 콘덴서 및 상기 제2 콘덴서는, 상기 가상접지점의 연결로 인한 합선을 방지하고, 전자파 발생을 억제할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 확인된 전위상태가 핫전위상태인 경우에는, 상기 제1 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 제어하며, 상기 확인된 전위상태가 콜드전위상태인 경우에는, 상기 제2 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 제어할 수 있다.

상기 전열기기 온도조절기는, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.

상기 해결하고자 하는 다른 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전열기기 온도조절기는, 상용교류전원이 인가 받아 열선을 가열하며, 차폐판과 연결되는 차폐판 연결용 노드, 상기 상용교류전원이 인가되는 제1 교류전원선 및 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 제1 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드의 연결을 제어하는 제1 포토커플러, 및 상기 상용교류전원이 인가되는 제2 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 제2 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드의 연결을 제어하는 제2 포토커플러를 포함하고, 상기 차폐판 연결용 노드에 걸리는 전압을 검출하는 전열기기 온도조절기에 있어서, 사전에 설정된 기간 동안 상기 검출된 전압을 반복하여 확인하고, 상기 확인된 전압을 적산하여 적산값을 산출하고, 상기 산출된 적산값을 기초로 상기 상용교류전원의 전위상태를 확인하고, 상기 확인된 전위상태가 중간전위상태인 경우에는, 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하며, 자동으로 또는 중성 전기장 자동 절환을 요청하는 사용자 조치에 응답하여 상기 제1 교류전원선 및 상기 제2 교류전원선이 함께 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 제어하여 상기 차폐판 연결용 노드를 중성접 접지에 대응하는 가상접지점으로 형성시켜 상기 열선에서 발생되는 전기장이 흡수되도록 하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 해결하고자 하는 또 다른 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전열기기 온도조절기는, 상용교류전원이 인가 받아 열선을 가열하며, 차폐판과 연결되는 차폐판 연결용 노드, 상기 상용교류전원이 인가되는 제1 교류전원선 및 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 제1 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드의 연결을 제어하는 제1 포토커플러, 및 상기 상용교류전원이 인가되는 제2 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 제2 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드의 연결을 제어하는 제2 포토커플러를 포함하고, 상기 차폐판 연결용 노드에 걸리는 전압을 검출하는 전열기기 온도조절기에 있어서, 사전에 설정된 기간 동안 상기 검출된 전압을 반복하여 확인하고, 상기 확인된 전압을 적산하여 적산값을 산출하고, 상기 산출된 적산값을 기초로 상기 상용교류전원의 전위상태를 확인하고, 상기 확인된 전위상태가 중간전위상태인 경우에는, 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하며, 자동으로 또는 전기장 자동 절환 작업의 중지를 요청하는 사용자 조치에 응답하여 상기 전기장 자동 절환 작업을 중지하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 해결하고자 하는 또 다른 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전원 공급 장치는, 상용교류전원을 인가받기 위한 제1 접속단자 및 제2 접속단자, 상기 상용교류전원을 제1 교류전원선으로 공급하기 위한 제1 전원단자, 상기 상용교류전원을 제2 교류전원선으로 공급하기 위한 제2 전원단자, 차폐판과 연결되는 중성접지단자, 및 상기 제1 접속단자, 상기 제2 접속단자, 상기 제1 전원단자, 상기 제2 전원단자 및 상기 중성접지단자와 연결되고, 상기 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에는, 전자파를 차단하는 전자파 차단부를 포함할 수 있다.

상기 전자파 차단부는, 일측은 상기 제1 접속단자, 상기 상기 제1 전원단자에 연결된 제1 저항, 일측은 상기 제1 저항에 연결되고, 타측은 상기 제2 접속단자, 상기 제2 전원단자에 연결된 제2 저항, 일측 상기 제1 전원단자에 연결되고, 타측은 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항에 연결된 제1 콘덴서, 일측은 상기 제1 콘덴서와 연결되고, 타측은 상기 제2 전원단자와 연결된 제2 콘덴서, 애노드는 상기 제1 콘덴서 및 상기 제2 콘덴서와 연결되고, 캐소드는 상기 중성접지단자와 연결된 제1 다이오드, 및 애로드는 상기 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 중성접지단자와 연결되고, 캐소드는 상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 제2 다이오드를 포함할 수 있다.

상기 해결하고자 하는 또 다른 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전열기기 온도조절기는, 상용교류전원을 인가받아 열선을 가열하는 전열기기의 온도조절기에 있어서, 차폐판과 연결되며, 상기 상용교류전원을 인가받아 제1 교류전원선 및 제2 교류전원선에 공급하며, 상기 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에는, 전자파를 차단하는 전원 공급부, 및 상기 열선으로 상기 상용교류전원의 공급을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하고, 상기 제어 신호에 따라 상기 상용교류전원은 상기 제1 교류전원선 및 상기 제2 교류전원선을 통해 상기 열선으로 공급될 수 있다.

상기 전원 공급부 및 상기 제어부는 하나의 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board) 상에 형성되며, 상기 제1 교류전원선 및 상기 제2 교류전원선은 상기 인쇄 회로 기판 상의 전도성 금속의 띠일 수 있다.

상기 전원 공급부 및 상기 제어부는 서로 다른 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board) 상에 형성될 수 있다.

상기 전원 공급부는, 상기 상용교류전원을 인가받아 상기 제1 교류전원선으로 공급하기 위한 제1 전원단자, 상기 상용교류전원을 인가받아 상기 제2 교류전원선으로 공급하기 위한 제2 전원단자, 상기 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에, 상기 차폐판과 연결되기 위한 중성접지단자, 및 상기 제1 전원단자, 상기 제2 전원단자 및 상기 중성접지단자와 연결되고, 상기 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에는, 전자파를 차단하는 전자파 차단부를 포함할 수 있다.

상기 전자파 차단부는, 일측은 상기 제1 전원단자에 연결된 제1 저항, 일측은 상기 제1 저항에 연결되고, 타측은 상기 제2 전원단자에 연결된 제2 저항, 일측 상기 제1 전원단자에 연결되고, 타측은 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항에 연결된 제1 콘덴서, 일측은 상기 제1 콘덴서와 연결되고, 타측은 상기 제2 전원단자와 연결된 제2 콘덴서, 애노드는 상기 제1 콘덴서 및 상기 제2 콘덴서와 연결되고, 캐소드는 상기 중성접지단자와 연결된 제1 다이오드, 및 애로드는 상기 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 중성접지단자와 연결되고, 캐소드는 상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 제2 다이오드를 포함할 수 있다.

상기 해결하고자 하는 또 다른 과제를 달성하기 위한, 전열기기 온도조절기는, 상용교류전원을 인가받아 열선을 가열하는 전열기기의 온도조절기에 있어서, 차폐판과 연결되는 차폐판 연결용 노드, 상기 상용교류전원이 인가되는 제1 교류전원선 및 제2 교류전원선에 연결되며, 상기 차폐판 연결용 노드에 걸리는 전압을 검출하고, 전기장을 자동 절환하기 위해 상기 제1 교류전원선 또는 상기 제2 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되도록 제어하는 전기장 자동조절부, 및 상기 상용교류전원을 상기 제1 교류전원선 및 상기 제2 교류전원선에 공급하며, 상기 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에는, 전자파를 차단하는 전원 공급부를 포함할 수 있다.

상기 전기장 자동조절부는, 일측이 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 차폐판 연결용 노드와 상기 제1 교류전원선 또는 상기 제2 교류전원선 사이를 단선시키기 위한 단선용 도선을 포함하고, 상기 상용교류전원이 중간전위인 경우에는, 상기 단선용 도선은 절단될 수 있다.

상기 전열기기 온도조절기는, 상기 상용교류전원이 초기 인가되면, 상기 전압이 핫전위 연결 범위, 콜드전위 연결 범위, 핫전위 비연결 범위, 콜드전위 비연결 범위, 중간전위 연결 범위 및 중간전위 비연결 범위 중 어느 범위에 해당하는지 여부를 확인하고, 상기 확인을 한 후에, 상기 전압이 핫전위 연결 범위에 속하면, 상기 제1 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 하는 제1 스위칭 신호를 상기 전기장 자동조절부로 출력하고, 상기 전압이 콜드전위 연결 범위에 속하면, 상기 제2 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 하는 제2 스위칭 신호를 상기 전기장 자동조절부로 출력하는 제어부를 더 포함하고, 상기 전기장 자동조절부는, 상기 제1 교류전원선 및 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 제1 스위칭 신호에 따라 상기 제1 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드의 연결을 제어하는 제1 전원 스위칭부, 상기 제2 교류전원선 및 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 제2 스위칭 신호에 따라 상기 제2 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드의 연결을 제어하는 제2 전원 스위칭부, 및 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 차폐판과 대지 사이의 형성되는 공간전위를 검출하는 공간전위 검출부를 더 포함하고, 상기 단선용 도선의 타측은 상기 제1 전원 스위칭부 및 상기 제2 전원 스위칭부와 연결될 수 있다.

상기 전열기기 온도조절기는, 케이스에 부착된 명판에 압착되게 배치되며, 일단은 상기 차폐판 연결용 노드와 전기적으로 연결되고, 타단은 상기 명판에 도포된 도전성 잉크에 접촉되어 자기장을 차단시키는 스프링부재를 더 포함할 수 있다.

상기 전원 공급부는, 상기 상용교류전원을 인가받아 상기 제1 교류전원선으로 공급하기 위한 제1 전원단자, 상기 상용교류전원을 인가받아 상기 제2 교류전원선으로 공급하기 위한 제2 전원단자, 상기 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에, 상기 차폐판과 연결되기 위한 중성접지단자, 및 상기 제1 전원단자, 상기 제2 전원단자 및 상기 중성접지단자와 연결되고, 상기 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에는, 전자파를 차단하는 전자파 차단부를 포함할 수 있다.

상기 전자파 차단부는, 측은 상기 제1 전원단자에 연결된 제1 저항, 일측은 상기 제1 저항에 연결되고, 타측은 상기 제2 전원단자에 연결된 제2 저항, 일측 상기 제1 전원단자에 연결되고, 타측은 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항에 연결된 제1 콘덴서, 일측은 상기 제1 콘덴서와 연결되고, 타측은 상기 제2 전원단자와 연결된 제2 콘덴서, 노드는 상기 제1 콘덴서 및 상기 제2 콘덴서와 연결되고, 캐소드는 상기 중성접지단자와 연결된 제1 다이오드,및 애로드는 상기 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 중성접지단자와 연결되고, 캐소드는 상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 제2 다이오드를 포함할 수 있다.

상기 전기장 자동조절부 및 상기 전원 공급부는 하나의 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board) 상에 형성될 수 있다.

상기 전기장 자동조절부 및 상기 전원 공급부는 서로 다른 인쇄 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board) 상에 형성될 수 있다.

상기의 해결하고자 하는 또 다른 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전열기기 온도조절시스템은, 상용교류전원을 인가받아 열선을 가열하는 전열기기의 온도조절시스템에 있어서, 제1 및 제2 교류전원선을 통해 상용교류전원을 입력받고, 상기 상용교류전원의 전압을 직류 공급 전압으로 전환하는 본체, 상기 본체와 물리적으로 독립되며, 상기 본체와 유선으로 연결되고, 상기 유선을 통해 상기 직류 공급 전압을 수신하고, 상기 직류 공급 전압을 강압하여 운전 전압을 생성하며, 상용교류전원의 공급 없이 상기 생성된 운전 전압으로 작동되며, 사용자로부터 기능 조작 신호를 입력받고, 상기 기능 조작 신호를 기초로 열선 제어 신호를 생성하며, 상기 생성된 열선 제어 신호를 기초로 상기 직류 공급 전압을 변화시켜 상기 열선 제어 신호를 상기 본체로 전송하는 조절기, 및 상기 상용교류전원을 상기 제1 교류전원선 및 상기 제2 교류전원선에 공급하며, 상기 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에는, 전자파를 차단하는 전원 공급부를 포함하고, 상기 본체는, 차폐판과 연결되는 차폐판 연결용 노드, 상기 제1 교류전원선 및 상기 제2 교류전원선에 연결되며, 상기 차폐판 연결용 노드에 걸리는 전압을 검출하고, 전기장을 자동 절환하기 위해 상기 제1 교류전원선 또는 상기 제2 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되도록 제어하는 전기장 자동조절부를 포함할 수 있다.

상기 전원 공급부는, 상기 상용교류전원을 인가받아 상기 제1 교류전원선으로 공급하기 위한 제1 전원단자, 상기 상용교류전원을 인가받아 상기 제2 교류전원선으로 공급하기 위한 제2 전원단자, 상기 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에, 상기 차폐판과 연결되기 위한 중성접지단자, 및 상기 제1 전원단자, 상기 제2 전원단자 및 상기 중성접지단자와 연결되고, 상기 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에는, 전자파를 차단하는 전자파 차단부를 포함할 수 있다.

상기 전자파 차단부는, 일측은 상기 제1 전원단자에 연결된 제1 저항, 일측은 상기 제1 저항에 연결되고, 타측은 상기 제2 전원단자에 연결된 제2 저항, 일측 상기 제1 전원단자에 연결되고, 타측은 상기 제1 저항 및 상기 제2 저항에 연결된 제1 콘덴서, 일측은 상기 제1 콘덴서와 연결되고, 타측은 상기 제2 전원단자와 연결된 제2 콘덴서, 애노드는 상기 제1 콘덴서 및 상기 제2 콘덴서와 연결되고, 캐소드는 상기 중성접지단자와 연결된 제1 다이오드, 및 애로드는 상기 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 중성접지단자와 연결되고, 캐소드는 상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 제2 다이오드를 포함할 수 있다.

상기 해결하고자 하는 또 다른 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전열기기 온도조절기는, 상용교류전원을 인가 받아 열선을 가열하는 전열기기의 온도조절기에 있어서, 차폐판과 연결되는 차폐판 연결용 노드, 상기 상용교류전원이 인가되는 제1 교류전원선 및 제2 교류전원선에 연결되며, 상기 차폐판 연결용 노드에 걸리는 전압을 검출하고, 전기장을 자동 절환하기 위해 상기 제1 교류전원선 또는 상기 제2 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되도록 제어하는 전기장 자동조절부; 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치를 감지하는 사용자 인터페이스부; 및 상기 상용교류전원이 초기 인가되면, 상기 검출된 전압이 핫전위 연결 범위, 콜드전위 연결 범위, 핫전위 비연결 범위 및 콜드전위 비연결 범위 중 어느 범위에 속하는지 여부를 확인하고, 상기 확인을 한 후에, 상기 전압이 핫전위 연결 범위에 속하면, 상기 제1 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 하는 제1 스위칭 신호를 상기 전기장 자동조절부로 출력하고, 상기 전압이 콜드전위 연결 범위에 속하면, 상기 제2 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 하는 제2 스위칭 신호를 상기 전기장 자동조절부로 출력하고, 상기 전기장 자동 절환 작업을 종료하며, 상기 사용자 조치에 응답하여, 상기 사용자 조치의 감지 시점이 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 전인 경우에는, 전기장 자동 절환 작업이 진행 중임을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하고, 상기 사용자 조치의 감지 시점이 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 후인 경우에는, 상기 전압이 상기 핫전위 연결 범위 또는 상기 콜드전위 연결 범위에 속하면, 상기 전기장 자동 절환 작업이 정상 종료됐음을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하고, 상기 전압이 상기 핫전위 비연결 범위 또는 상기 콜드전위 비연결 범위이며, 상기 차폐판 연결용 노드와 상기 차폐판 사이가 비연결됐음을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 전기장 자동조절부는, 상기 제1 교류전원선 및 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 제1 스위칭 신호에 따라 상기 제1 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드의 연결을 제어하는 제1 전원 스위칭부; 상기 제2 교류전원선 및 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 제2 스위칭 신호에 따라 상기 제2 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드의 연결을 제어하는 제2 전원 스위칭부; 및 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 차폐판과 대지 사이의 형성되는 공간전위를 검출하는 공간전위 검출부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 확인을 한 후에, 상기 확인 결과를 플래그에 기록하고, 상기 사용자 조치에 응답하여, 상기 플래그에 기록된 값을 기초로 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행상태가 표시되도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 사용자 조치에 응답하여, 상기 검출된 전압을 기초로 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 확인하고, 상기 확인 결과를 기초로 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행상태가 표시되도록 제어할 수 있다.

상기 전열기기 온도조절기는, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.

상기 해결하고자 하는 다른 과제는, 히터 열선으로 사용된 감열선에 전원 공급을 제어하는 온도 조절 시스템에 있어서, 제1 및 제2 교류전원선을 통해 상용교류전원을 입력받고, 상기 상용교류전원의 전압을 직류 공급 전압으로 전환하는 본체; 및 상기 본체와 물리적으로 독립되며, 상기 본체와 유선으로 연결되고, 상기 유선을 통해 상기 직류 공급 전압을 수신하고, 상기 직류 공급 전압을 강압하여 운전 전압을 생성하며, 상용교류전원의 공급 없이 상기 생성된 운전 전압으로 작동되며, 사용자로부터 기능 조작 신호를 입력받고, 상기 기능 조작 신호를 기초로 열선 제어 신호를 생성하며, 상기 생성된 열선 제어 신호를 기초로 상기 직류 공급 전압을 변화시켜 상기 열선 제어 신호를 상기 본체로 전송하는 조절기를 포함하고, 상기 본체는, 상기 전열기기 온도조절기를 포함할 수 있다.

상기 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 히터 열선으로 사용된 감열선에 전원 공급을 제어하는 온도 조절 시스템에 있어서, 제1 및 제2 교류전원선을 통해 상용교류전원을 입력받고, 상기 상용교류전원의 전압을 직류 공급 전압으로 전환하는 본체; 및 상기 본체와 물리적으로 독립되며, 상기 본체와 유선으로 연결되고, 상기 유선을 통해 상기 직류 공급 전압을 수신하고, 상기 직류 공급 전압을 강압하여 운전 전압을 생성하며, 상용교류전원의 공급 없이 상기 생성된 운전 전압으로 작동되며, 사용자로부터 기능 조작 신호를 입력받고, 상기 기능 조작 신호를 기초로 열선 제어 신호를 생성하며, 상기 생성된 열선 제어 신호를 기초로 상기 직류 공급 전압을 변화시켜 상기 열선 제어 신호를 상기 본체로 전송하는 조절기를 포함하고, 상기 본체는, 차폐판과 연결되는 차폐판 연결용 노드, 상기 제1 교류전원선 및 제2 교류전원선에 연결되며, 상기 차폐판 연결용 노드에 걸리는 전압을 검출하고, 전기장을 자동 절환하기 위해 상기 제1 교류전원선 또는 상기 제2 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되도록 제어하는 전기장 자동조절부, 및 상기 상용교류전원이 초기 인가되면, 상기 검출된 전압이 핫전위 연결 범위, 콜드전위 연결 범위, 핫전위 비연결 범위 및 콜드전위 비연결 범위 중 어느 범위에 속하는지 여부를 확인하고, 상기 확인을 한 후에, 상기 전압이 핫전위 연결 범위에 속하면, 상기 제1 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 하는 제1 스위칭 신호를 상기 전기장 자동조절부로 출력하고, 상기 전압이 콜드전위 연결 범위에 속하면, 상기 제2 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 하는 제2 스위칭 신호를 상기 전기장 자동조절부로 출력하며, 상기 전기장 자동 절환 작업을 종료하고, 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 기능 조작 신호에 응답하여, 상기 기능 조작 신호의 수신 시점이 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 전인 경우에는, 전기장 자동 절환 작업이 진행 중임을 지시하는 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 생성하고, 상기 기능 조작 신호의 수신 시점이 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 후인 경우에는, 상기 전압이 상기 핫전위 연결 범위 또는 상기 콜드전위 연결 범위에 속하면, 상기 전기장 자동 절환 작업이 정상 종료됐음을 지시하는 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 생성하며, 상기 전압이 상기 핫전위 비연결 범위 또는 상기 콜드전위 비연결 범위에 속하면, 상기 차폐판 연결용 노드와 상기 차폐판 사이가 비연결됐음을 지시하는 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하고, 상기 조절기는, 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 기능 조작 신호를 입력받는 사용자 인터페이스부; 및 상기 생성된 전기장 자동 절환 표시 제어 신호에 따라 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다. 상기 본체는, 상기 직류 공급 전압을 변화시켜 상기 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 상기 조절기로 전송하는 것을 특징으로 하는 전기장 자동 절환 진행 상태를 표시할 수 있다.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 온도 조절 시스템은, 전열매트 또는 전열침구의 히터 열선으로 사용된 감열선에 전원 공급을 제어하는 온도 조절 시스템에 있어서, 제1 및 제2 교류전원선을 통해 상용교류전원을 입력받고, 상기 상용교류전원의 전압을 직류 공급 전압으로 전환하는 본체, 및 상기 본체와 물리적으로 독립되며, 상기 본체와 유선으로 연결되고, 상기 유선을 통해 상기 직류 공급 전압을 수신하고, 상기 직류 공급 전압을 강압하여 운전 전압을 생성하며, 상용교류전원의 공급 없이 상기 생성된 운전 전압으로 작동되며, 사용자로부터 기능 조작 신호를 입력받고, 상기 기능 조작 신호를 기초로 상기 열선 제어 신호를 생성하며, 상기 생성된 열선 제어 신호를 기초로 상기 직류 공급 전압을 강압하여 상기 열선 제어 신호를 상기 본체로 전송하는 조절기를 포함하고, 상기 본체는, 상기 열선 제어 신호를 기초로 상기 감열선으로 상기 상용교류전원의 공급을 제어하기 위한 전원 공급 신호를 생성하는 하는 제어부, 및 상기 제1 및 제2 교류전원선을 통해 상기 상용교류전원을 입력받고, 상기 제1 및 제2 교류전원선의 전위에 따라 전기장이 자동 전환되도록 상기 상용교류전원의 흐름을 조절하는 전기장 자동조절부를 포함하고, 상기 전기장 자동조절부의 회로는, 상기 제1 교류전원선에 제1 바이어스저항(R1)과 제1 포토커플러(PC1)를 직렬로 연결하고 상기 제2 교류전원선에 제2 바이어스저항(R2)과 제2 포토커플러(PC2)를 직렬로 연결하되, 상기 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)간의 노드(N1)가 차폐판에 직접 연결되게 하며, 상기 차폐판에 직접 연결시킨 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)간의 노드(N1)에는 커플링 콘덴서(C1)와 저항(R3) 및 트랜지스터(Q1)를 순차로 직렬 연결하되, 상기 트랜지스터(Q1)의 출력단에 저항(R4)과 콘덴서(EC1)의 RC병렬구조에 의한 적분회로(720) 및 커플링 저항(R5)을 연결하여 상기 제어부에 차폐판과 대지 사이에 형성되는 공간전위가 입력되게 구성되고, 상기 제어부는, 차폐판과 대지 사이에 형성되는 공간전위를 판단하여 사전에 설정된 동작상태의 동작조건으로 상기 제1 포토커플러(PC1)와 상기 제2 포토커플러(PC2)의 각 스위칭소자를 출력1과 출력2로 제어하여 전기장을 자동 절환하도록 연결하되 자동절환 후에는 전기장 입력을 받아들이지 않도록 하며, 자동절환 전에는 상기 감열선의 작동을 정지시키고 자동절환 후에 상기 감열선을 작동시키도록 제어할 수 있다. 여기서, 상기 사전에 설정된 동작 상태는, 핫전위상태, 콜드전위상태 및 중간전위상태 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 온도 조절 시스템은, 전열매트 또는 전열침구의 히터 열선으로 사용된 감열선에 전원 공급을 제어하는 전열매트 또는 전열침구용 온도 조절 시스템에 있어서, 제1 및 제2 교류전원선을 통해 상용교류전원을 입력받고, 전자기파 발생을 방지하기 위해 상기 제1 및 제2 교류전원선의 전위에 따라 전기장이 자동 전환되도록 상기 상용교류전원의 흐름을 조절하며, 상기 상용교류전원의 전압을 직류 공급 전압으로 전환하고, 열선 제어 신호를 수신하며, 상기 수신된 열선 제어 신호 및 상기 감열선의 온도 중 적어도 하나를 기초로 상기 감열선에 상기 상용교류전원의 공급을 제어하고, 상기 감열선의 온도를 지시하는 열선 온도 신호 및 상기 감열선의 이상 여부에 대한 정보를 지시하는 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 생성하는 본체, 및 상기 본체와 물리적으로 독립되며, 상기 본체와 유선으로 연결되고, 상기 유선을 통해 상기 직류 공급 전압을 수신하고, 상기 직류 공급 전압을 강압하여 운전 전압을 생성하며, 상용교류전원의 공급 없이 상기 생성된 운전 전압으로 작동되고, 상기 수신된 직류 공급 전압에서 상기 열선 온도 신호 및 상기 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 추출하며, 상기 추출된 열선 온도 신호가 지시하는 열선 온도와 연관된 온도를 표시하고, 사용자로부터 기능 조작 신호를 입력받고, 상기 기능 조작 신호를 기초로 상기 열선 제어 신호를 생성하며, 상기 생성된 열선 제어 신호를 기초로 상기 직류 공급 전압을 강압하여 상기 열선 제어 신호를 상기 본체로 전송하는 조절기를 포함할 수 있다.

상기 본체는, 상기 제1 및 제2 교류전원선을 통해 상기 상용교류전원을 입력받고, 상기 제1 및 제2 교류전원선의 전위에 따라 전기장이 자동 전환되도록 상기 상용교류전원의 흐름을 조절하는 전기장 자동조절부, 상기 상용교류전원의 전압을 상기 직류 공급 전압으로 전환하는 시스템 전원부, 상기 상용교류전원을 상기 감열선에 공급하는 열선 전원부, 상기 감열선이 배설된 전열판에 인접되게 설치된 온도센서를 통해 상기 전열판 내의 온도를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 온도 체크부, 상기 감열선의 단락 여부를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 열선 체크부, 상기 검출된 온도를 기초로 상기 열선 온도 신호를 생성하고, 상기 열선 체크부의 출력을 기초로 상기 열선 체크 신호를 생성하며, 상기 열선 제어 신호 및 상기 검출된 온도 중 적어도 하나를 기초로 전원 공급 신호를 생성하는 하는 제어부, 상기 전원 공급 신호에 따라 상기 감열선으로 상기 상용교류전원의 공급을 제어하는 열선 제어부, 및 상기 열선 온도 신호 및 상기 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 기초로 상기 직류 공급 전압을 강압하여 상기 열선 온도 신호 및 상기 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 상기 조절기로 전송하며, 상기 직류 공급 전압에서 상기 열선 제어 신호를 추출하는 통신부를 포함할 수 있다.

상기 통신부는, 상기 직류 공급 전압에서 상기 조절기의 신호 전송 여부를 확인하기 위한 전송 시작 신호를 더 추출하여, 상기 제어부로 출력하고, 상기 제어부는, 상기 전송 시작 신호가 추출된 경우에는, 상기 조절기로부터 수신된 제어신호를 확인을 시작할 수 있다.

상기 조절기는, 상기 유선을 통해 상기 직류 공급 전압을 수신하고, 상기 직류 공급 전압에서 상기 열선 온도 신호 및 상기 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 추출하며, 상기 열선 제어 신호를 기초로 상기 직류 공급 전압을 강압하여 상기 열선 제어 신호를 상기 본체로 전송하는 통신부, 상기 직류 공급 전압을 강압하여 상기 운전 전압을 생성하는 전원부, 상기 열선 온도 신호가 지시하는 열선 온도와 연관된 온도를 표시하는 디스플레이부, 사용자로부터 상기 기능 조작 신호를 입력받은 사용자 인터페이스부, 및 상기 입력된 기능 조작 신호를 기초로 설정 온도를 조절하고, 상기 기능 조작 신호를 기초로 상기 열선 제어 신호를 생성하며, 상기 열선 온도 신호가 지시하는 열선 온도가 표시되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 통신부는, 일측이 상기 유선과 연결된 저항(R75), 컬렉터(collector) 단자는 상기 저항(R75)의 타측과 연결되고 베이스(base) 단자를 통해 상기 열선 제어 신호가 입력되며, 이미터(emitter) 단자는 접지되거나 접지회로에 연결되는 npn형 트랜지스터(Q17), 일측이 상기 유선과 연결되어 상기 열선 온도 신호 및 상기 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 추출하는 콘덴서(C26), 및 이미터(emitter) 단자를 통해 상기 운전 전압이 입력되고, 베이스(base) 단자는 상기 콘덴서(C26)의 타측과 연결되고, 컬렉터(collector) 단자의 출력이 상기 제어부에 입력되게 연결되는 pnp형 트랜지스터(Q18)를 포함할 수 있다.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 전열기기 온도조절기는, 상용교류전원을 인가 받아 열선을 가열하는 전열기기의 온도조절기에 있어서, 차폐판과 연결되는 차폐판 연결용 노드, 상기 상용교류전원이 인가되는 제1 교류전원선 및 제2 교류전원선에 연결되며, 상기 차폐판 연결용 노드에 걸리는 전압을 검출하고, 전기장을 자동 절환하기 위해 상기 제1 교류전원선 또는 상기 제2 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되도록 제어하는 전기장 자동조절부, 및 상기 상용교류전원이 초기 인가되면, 상기 검출된 전압을 기초로 상기 전기장 자동조절부를 제어하여 전기장 자동 절환 작업을 진행하고, 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치에 응답하여, 상기 사용자 조치의 감지 시점이 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 전인 경우에는, 전기장 자동 절환 작업이 진행 중임을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하고, 상기 사용자 조치의 감지 시점이 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 후인 경우에는, 상기 전압이 핫전위 연결 범위 또는 콜드전위 연결 범위에 해당하면, 상기 전기장 자동 절환 작업이 정상 종료됐음을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하고, 상기 전압이 핫전위 비연결 범위 또는 콜드전위 비연결 범위에 해당하면, 상기 차폐판 연결용 노드와 상기 차폐판 사이가 비연결됐음을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하며, 상기 전압이 중간전위 연결 범위 또는 중간전위 비열결 범위에 해당하면, 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 상용교류전원이 초기 인가되면, 상기 전압이 핫전위 연결 범위, 콜드전위 연결 범위, 핫전위 비연결 범위, 콜드전위 비연결 범위, 중간전위 연결 범위 및 중간전위 비연결 범위 중 어느 범위에 해당하는지 여부를 확인하고, 상기 확인을 한 후에, 상기 전압이 핫전위 연결 범위에 속하면, 상기 제1 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 하는 제1 스위칭 신호를 상기 전기장 자동조절부로 출력하고, 상기 전압이 콜드전위 연결 범위에 속하면, 상기 제2 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 하는 제2 스위칭 신호를 상기 전기장 자동조절부로 출력하며, 상기 전기장 자동 절환 작업을 종료하고, 상기 전기장 자동조절부는, 상기 제1 교류전원선 및 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 제1 스위칭 신호에 따라 상기 제1 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드의 연결을 제어하는 제1 전원 스위칭부, 상기 제2 교류전원선 및 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 제2 스위칭 신호에 따라 상기 제2 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드의 연결을 제어하는 제2 전원 스위칭부, 및 상기 차폐판 연결용 노드에 연결되어, 상기 차폐판과 대지 사이의 형성되는 공간전위를 검출하는 공간전위 검출부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 확인을 한 후에, 상기 확인 결과를 플래그에 기록하고, 상기 사용자 조치에 응답하여, 상기 플래그에 기록된 값을 기초로 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행상태가 표시되도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 사용자 조치에 응답하여, 상기 검출된 전압을 기초로 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 확인하고, 상기 확인 결과를 기초로 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행상태가 표시되도록 제어할 수 있다.

상기 전열기기 온도조절기는, 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치를 감지하는 사용자 인터페이스부, 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.

상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전열기기 온도 조절 시스템은, 히터 열선으로 사용된 감열선에 전원 공급을 제어하는 온도 조절 시스템에 있어서, 제1 및 제2 교류전원선을 통해 상용교류전원을 입력받고, 상기 상용교류전원의 전압을 직류 공급 전압으로 전환하는 본체, 및 상기 본체와 물리적으로 독립되며, 상기 본체와 유선으로 연결되고, 상기 유선을 통해 상기 직류 공급 전압을 수신하고, 상기 직류 공급 전압을 강압하여 운전 전압을 생성하며, 상용교류전원의 공급 없이 상기 생성된 운전 전압으로 작동되며, 사용자로부터 기능 조작 신호를 입력받고, 상기 기능 조작 신호를 기초로 열선 제어 신호를 생성하며, 상기 생성된 열선 제어 신호를 기초로 상기 직류 공급 전압을 변화시켜 상기 열선 제어 신호를 상기 본체로 전송하는 조절기를 포함하고, 상기 본체는, 차폐판과 연결되는 차폐판 연결용 노드, 상기 제1 교류전원선 및 제2 교류전원선에 연결되며, 상기 차폐판 연결용 노드에 걸리는 전압을 검출하고, 전기장을 자동 절환하기 위해 상기 제1 교류전원선 또는 상기 제2 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되도록 제어하는 전기장 자동조절부; 및 상기 상용교류전원이 초기 인가되면, 상기 검출된 전압을 기초로 상기 전기장 자동조절부를 제어하여 전기장 자동 절환 작업을 진행하고, 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 기능 조작 신호에 응답하여, 상기 기능 조작 신호의 수신 시점이 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 전인 경우에는, 전기장 자동 절환 작업이 진행 중임을 지시하는 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 생성하고, 상기 기능 조작 신호의 수신 시점이 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 후인 경우에는, 상기 전압이 핫전위 연결 범위 또는 콜드전위 연결 범위에 해당하면, 상기 전기장 자동 절환 작업이 정상 종료됐음을 지시하는 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 생성하며, 상기 전압이 핫전위 비연결 범위 또는 콜드전위 비연결 범위에 해당하면, 상기 차폐판 연결용 노드와 상기 차폐판 사이가 비연결됐음을 지시하는 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 생성하고, 상기 전압이 중간전위 연결 범위 또는 중간전위 비연결 범위에 해당하면, 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하고, 상기 조절기는, 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 기능 조작 신호를 입력받는 사용자 인터페이스부, 및 상기 생성된 전기장 자동 절환 표시 제어 신호에 따라 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장 자동 절환 진행 상태를 표시할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 상용교류전원이 초기 인가되면, 상기 전압이 핫전위 연결 범위, 콜드전위 연결 범위, 핫전위 비연결 범위, 콜드전위 비연결 범위, 중간전위 연결 범위 및 중간전위 비연결 범위 중 어느 범위에 해당하는지 여부를 확인하고, 상기 확인을 한 후에, 상기 전압이 핫전위 연결 범위에 해당하면, 상기 제1 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 하는 제1 스위칭 신호를 상기 전기장 자동조절부로 출력하고, 상기 전압이 콜드전위 연결 범위에 해당하면, 상기 제2 교류전원선이 상기 차폐판 연결용 노드와 연결되게 하는 제2 스위칭 신호를 상기 전기장 자동조절부로 출력하며, 상기 전기장 자동 절환 작업을 종료하고, 상기 본체는, 상기 직류 공급 전압을 변화시켜 상기 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 상기 조절기로 전송하는 것을 특징으로 하는 전기장 자동 절환 진행 상태를 표시할 수 있다.

본 발명에 따른 전원 공급 장치, 온도조절기 및 온도 조절 시스템에 의하면,공간 전위를 적산하여, 상용교류전원의 전위상태를 파악함으로써, 핫전위 연결 범위, 콜드전위 연결 범위, 핫전위 비연결 범위, 콜드전위 비연결 범위, 중간전위 연결 범위 및 중간전위 비연결 범위 간의 오차 영역을 해소하여, 각 범위을 보다 명확하게 정확하게 구분할 수 있고, 설치된 상태에 맞춤형으로 기준 전압을 산출하여 적산할 공간 전위를 선택함으로써, 다양한 설치 환경 및 제품 종류 그리고 제품 상태에 맞추어 상용교류전원의 전위상태를 보다 정확하게 확인할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 표시하여 사용자가 적절하게 접지를 방식을 선태할 수 있도록 유도할 수 있는 전열기기 온도저절기 및 온도 조절 시스템을 제공하는 데 있다.

전원 공급부를 통해 공급되는 사용교류전원이 중간전위인 경우에도, 중성전자파를 흡수할 수 있고, 명판에 도포된 도전성 잉크에 접촉되는 스프링부재를 통해 자기장을 자폐할 수 있다.

사용자 요청시에 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 정확하게 확인하여 이를 표시할 수 있으므로, 작업자 또는 사용자로 하여금 전기장 자동 절환 작업이 정상으로 종료되었는지 여부를 알 수 있게 하고, 또한 비정상 종료 및 그 원인을 알 수 있게 하여 작업자 및 사용자로 하여금 설치 중에 문제를 알아 신속하게 해결할 수 있어 작업 시간이 단축되고 고객의 신뢰를 높일 수 있으며, 불필요한 A/S 요청이나, 고장 문의를 막을 수 있다.

본 발명에 따른 온도 조절 시스템에 의하면, 본체가 상용교류전원의 전압보다 저전압의 직류 전압을 조절기에 공급되고, 이에 조절기에는 상용교류전원의 전압보다 저전압의 직류 전압의 전원이 공급되어 작동됨으로써, 원천적으로 전기장 및 자기장이 발생하지 않거나 측정이 곤란한 정도의 극히 소량의 전기장 및 자기장 발생만을 유도하여 인체에 유해한 전기장 및 자기장 발생을 원천적으로 차단할 수 있으며,

본체로부터 전원을 수신함으로써 조절기에 별도의 전원 공급이 요구되지 않으며, 공급 전압에 송수신 신호가 실려 전송됨으로써 전원 공급 이외의 신호 전송을 위한 추가적인 유선 설치가 필요 없어 요구되는 배선 수가 감소되고, 본체와 조절기 설치가 간편하고 수리가 용이하며, 본체와 조절기가 장거리로 이격 가능하여 사용자가 사용하기 용이한 장소에 조절기를 설치할 수 있고,

차폐판을 회로접지에 연결하는 방식을 사용하지 않고 제1포토커플러와 제2포토커플러간의 노드에 직접 연결함은 물론 차폐판과 대지 사이에 형성되는 공간전위를 입력전위로 하되 커플링 콘덴서와 저항을 통해 트랜지스터로 읽고 저항과 콘덴서에 의한 적분회로로 적분하여 사용하므로 정확하고 안정된 전위검출 및 입력을 유도할 수 있고 어떠한 경우에도 전기장 자동절환을 통해 전자파를 완벽하게 차폐할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 온도 조절 시스템에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조절기에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 본체에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 조절기의 통신부 및 전원부에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 본체의 통신부에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 본체의 전기장 자동조절부에 대한 바람직한 일 실시예의 구성을 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전기장 자동 절환회로를 나타낸 회로도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전열기기 온도조절기에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전기장 자동조절부에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 10은 발명의 다른 실시예에 따른 전기장 자동 절환회로를 나타낸 회로도이다.
도 11는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열기기 온도조절기에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 전기장 자동조절부에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열기기 온도조절기의 기판을 촬영한 사진을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로를 나타낸 회로도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열기기 온도조절기의 케이스를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열기기 온도조절기의 케이스 내부를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열기기 온도조절기의 명판의 뒷면을 촬영한 사진을 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열기기 온도조절기를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기장 자동 절환회로를 나타낸 회로도이다.

이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전원 공급 장치, 전열기기 온도조절기 및 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.

전열기기는 전열매트 및 전열침구를 포함한다. 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 온도조절기가 구비된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 온도 조절 시스템에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 온도 조절 시스템(10)은 본체(100), 제1 조절기(20) 및 제2 조절기(30)를 포함할 수 있다. 전열매트 또는 전열침구가 1인용인 경우에는, 온도 조절 시스템(10)은 본체(100) 및 제1 조절기(20)를 포함할 수 있고, 본체(100)는 제1 조절기(20)와 제1 유선(101)으로 연결될 수 있다. 여기서 전열매트는 전기장판, 전기요 및 온열매트를 포함할 수 있고, 전열침구는 전열침대 및 돌침대를 포함할 수 있다.

전열매트 또는 전열침구가 2인용인 경우에는, 온도 조절 시스템(10)은 본체(100), 제1 조절기(20) 및 제2 조절기(30)를 포함할 수 있고, 본체(100)는 제1 조절기(20)와 제1 유선(102)로 연결되고, 제2 조절기(30)와 제2 유선(103)으로 연결될 수 있다. 이러한 경우에, 제1 조절기(20)는 좌측 조절기로 명명될 수 있고, 제2 조절기(30)는 우측 조절기로 명명될 수 있다.

본체(100)는 제1 교류전원선(AC1) 및 제2 교류전원선(AC2)을 통해 상용교류전원을 입력받고, 전자기파 발생을 방지하기 위해 제1 교류전원선(AC1) 및 제2 교류전원선(AC2)의 전위에 따라 전기장이 자동 전환되도록 상용교류전원의 흐름을 조절하며, 상용교류전원의 전압을 직류 공급 전압으로 전환할 수 있고, 전환된 직류 공급 전압을 제1 조절기(20) 또는 제2 조절기(30)로 전송할 수 있다. 여기서 일예로, 상용교류전원은 AC 110V 또는 AC 220V일 수 있다. 상기 직류 공급 전압은 상용교류전원의 전압보다 낮을 수 있고, 일예로 직류 공급 전압은 DC 5V일 수 있다.

본체(100)는 제1 조절기(20)로부터 열선 제어 신호를 수신하며, 수신한 열선 제어 신호 및 제1 감열선(H1)의 온도 중 적어도 하나를 기초로 제1 감열선(H1)에 상용교류전원의 공급을 제어하고, 제1 감열선(H1)의 온도를 지시하는 열선 온도 신호 및 제1 감열선(H1)의 이상 여부에 대한 정보를 지시하는 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 생성할 수 있다. 여기서 제1 감열선(H1)은 전열매트 또는 전열침구의 히터 열선일 수 있다.

본체(100)는 제2 조절기(30)로부터 열선 제어 신호를 수신하며, 수신한 열선 제어 신호 및 제2 감열선(H2)의 온도 중 적어도 하나를 기초로 제2 감열선(H2)에 상용교류전원의 공급을 제어하고, 제2 감열선(H2)의 온도를 지시하는 열선 온도 신호 및 제2 감열선(H2)의 이상 여부에 대한 정보를 지시하는 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 생성할 수 있다. 여기서 제2 감열선(H2)은 전열매트 또는 전열침구의 히터 열선일 수 있다.

제1 조절기(20)는 본체(100)와 물리적으로 독립되며, 본체(100)와 제1 유선(101)으로 연결되고, 제1 유선(101)을 통해 본체(100)로부터 직류 공급 전압을 수신한다. 제1 조절기(20)는 수신한 직류 공급 전압을 강압하여 운전 전압을 생성하며, 상용교류전원의 공급 없이 생성한 운전 전압으로 작동된다. 여기서, 운전 전압은 일예로 DC 3.3V일 수 있다. 유선(102)은 접지용일 수 있다.

또한 제1 조절기(20)는 수신한 직류 공급 전압에서 본체(100)가 전송한 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 추출하며, 추출한 열선 온도 신호가 지시하는 열선 온도와 연관된 온도를 표시할 수 있다.

또한 제1 조절기(20)는 사용자로부터 기능 조작 신호를 입력받고, 기능 조작 신호를 기초로 열선 제어 신호를 생성하며, 생성한 열선 제어 신호를 기초로 상기 직류 공급 전압을 강압하여 열선 제어 신호를 본체(100)로 전송할 수 있다.

제2 조절기(30)는 본체(100)와 물리적으로 독립되며, 본체(100)와 제2 유선(103)으로 연결되고, 제2 유선(103)을 통해 본체(100)로부터 직류 공급 전압을 수신한다. 제2 조절기(30)는 수신한 직류 공급 전압을 강압하여 운전 전압을 생성하며, 상용교류전원의 공급 없이 생성한 운전 전압으로 작동된다. 여기서, 운전 전압은 일예로 DC 3.3V일 수 있다. 유선(104)은 접지용일 수 있다.

또한 제2 조절기(30)는 수신한 직류 공급 전압에서 본체(200)가 전송한 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 추출하며, 추출한 열선 온도 신호가 지시하는 열선 온도와 연관된 온도를 표시할 수 있다.

또한 제2 조절기(30)는 사용자로부터 기능 조작 신호를 입력받고, 기능 조작 신호를 기초로 열선 제어 신호를 생성하며, 생성한 열선 제어 신호를 기초로 상기 직류 공급 전압을 강압하여 열선 제어 신호를 본체(100)로 전송할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조절기에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 조절기(200)는 통신부(210), 전원부(220), 디스플레이부(230), 사용자 인터페이스부(240) 및 제어부(250)를 포함할 수 있다. 조절기(200)는 도 1에 도시된 제1 조절기(20)일 수 있고 제2 조절기(30)일 수 있다.

통신부(210)는 유선(201)을 통해 본체(100)로부터 직류 공급 전압을 수신하고, 수신한 직류 공급 전압을 전원부(220)로 출력할 수 있다. 여기서 유선(201)은 도 1에 도시된 제1 유선(101) 또는 제2 유선(103)일 수 있고, 유선(202)은 도 1에 도시된 유선(102) 또는 유선(104)일 수 있다. 도 2에서 통신부(210)는 본체(100)의 통신부(180)와 두 개의 유선(201, 202)로 연결되며, 여기서 유선(202)은 접지선일 수 있다.

또한, 통신부(210)는 수신한 직류 공급 전압에서 본체(100)가 전송한 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 추출할 수 있고, 추출한 신호를 제어부(250)로 출력할 수 있다. 여기서, 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호는 동시에 전송될 수 있고, 개별적으로 전송될 수 있으며, 펄스 폭 변조(PWM: pulse-width modulation) 신호일 수 있다.

통신부(210)는 제어부(250)가 출력한 열선 제어 신호를 기초로 직류 공급 전압을 변화시켜 열선 제어 신호를 본체(100)로 전송할 수 있다. 여기서, 열선 제어 신호는 펄스 폭 변조(PWM: pulse-width modulation) 신호일 수 있다.

전원부(220)는 통신부(210)가 출력한 직류 공급 전압을 강압하여 운전 전압을 생성할 수 있다. 상기 운전 전압으로 통신부(210), 전원부(220), 디스플레이부(230), 사용자 인터페이스부(240) 및 제어부(250)가 작동된다. 상기 운전 전압이 직류 공급 전압보다 낮아, 유선(201)을 통해 신호를 송수신하는 경우에도, 상기 운전 전압이 조절기(200)에 안정적으로 공급될 수 있다. 즉 열선 제어 신호로 직류 공급 전압이 강압된 경우에도, 강압된 직류 공급 전압이 상기 운전 전압보다 높게 유지됨으로써, 운전 전압은 조절기(200)에 안정적으로 공급될 수 있다. 또한, 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호가 직류 공급 전압에 실린 경우에도, 상기 직류 공급 전압이 상기 운전 전압보다 높게 유지됨으로써, 운전 전압은 조절기(200)에 안정적으로 공급된다.

디스플레이부(230)는 제어부(250)의 제어에 따라 열선 온도 신호가 지시하는 열선 온도와 연관된 온도를 표시할 수 있다.

사용자 인터페이스부(240)는 사용자로부터 기능 조작 신호를 입력받을 수 있고, 입력된 기능 조작 신호를 제어부(250)로 출력할 수 있다. 사용자 인터페이스부(240)는 복수의 스위치들로 구성될 수 있고, 사용자는 복수의 스위치 중 해당 스위치를 눌러 기능 조작 신호를 입력할 수 있다.

제어부(250)는 사용자 인터페이스부(240)가 출력한 기능 조작 신호를 기초로 설정 온도를 조절하고, 기능 조작 신호를 기초로 열선 제어 신호를 생성할 수 있고, 생성한 열선 제어 신호를 통신부(210)로 출력할 수 있다. 제어부(250)는 본체(100)가 신호를 전송하지 않는 경우에, 열선 제어 신호가 본체(100)로 전송되도록 제어할 수 있다. 여기서 제어부(250)는 마이크로 컨트롤러(MCU: micro controller unit)일 수 있고, 마이컴일 수 있다.

제어부(250)는 통신부(210)로부터 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호를 수신하고, 수신한 열선 온도 신호가 지시하는 열선 온도가 표시되도록 디스플레이부(230)를 제어할 수 있다. 제어부(250)는 열선 체크 신호가 감열선(H1, H2)이 단락됨을 지시하는 경우에는, 이상 신호가 표시되도록 디스플레이부(230)를 제어할 수 있고, 경고음이 울리도록 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 본체에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하며, 본체(100)는 전기장 자동조절부(110), 시스템 전원부(120), 열선 전원부(130), 온도 체크부(140), 열선 체크부(150), 제어부(160), 열선 제어부(170), 통신부(180) 및 자계 상계처리부(190)를 포함할 수 있다.

전기장 자동조절부(110)는 제어부(160)의 제어에 따라 제1 교류전원선(AC1) 및 제2 교류전원선(AC2)을 통해 상용교류전원을 입력받고, 전자기파의 발생을 방지하기 위해 제1 교류전원선(AC1) 및 제2 교류전원선(AC2)의 전위에 따라 전기장이 자동 전환되도록 상용교류전원의 흐름을 조절할 수 있다. 콘센트에 플러그가 연결될 때, 콘센트의 접지단자와 교류전원선의 접지단자가 맞지 않으면, 전자기파가 발생하게 된다. 본 발명에서, 제어부(160)는 플러그가 콘센트에 연결시 전압을 읽어 연결된 플러그의 방향에 맞추어, 콘센트의 두 개 접지단자가 각각 제1 및 제2 교류전원선(AC1)(AC2)의 정상적인 접지 부분에 자동 연결되도록 전기장 자동조절부(110)를 제어할 수 있다.

시스템 전원부(120)는 제1 교류전원선(AC1) 및 제2 교류전원선(AC2)을 통해 입력된 상용교류전원의 전압을 직류 공급 전압으로 전환할 수 있다. 상기 직류 공급 전압으로 전기장 자동조절부(110), 제어부(160), 열선 제어부(170) 및 통신부(180)가 작동될 수 있다.

열선 전원부(130)는 제1 교류전원선(AC1) 및 제2 교류전원선(AC2)을 통해 입력된 상용교류전원을 감열선(H)에 공급할 수 있다. 여기서 감열선(H)은 도 1에 도시된 제1 감열선(H1) 또는 제2 감열선(H2)일 수 있다.

온도 체크부(140)는 온도를 검출하고, 검출한 온도를 제어부(160)로 출력할 수 있다. 온도 체크부(140)는 감열선(H)이 배설된 전열판(340)에 인접되게 설치된 온도센서(350)를 통해 전열판(340) 내의 온도를 검출하여 제어부(160)로 출력할 수 있다. 온도 체크부(140)는 감열선(H)의 저항의 변화를 확인하여 감열선(H)의 온도를 검출하고, 검출한 온도를 제어부(160)로 출력할 수 있다.

열선 체크부(150)는 감열선(H)의 단락 여부를 검출하여 제어부(160)로 출력할 수 있다. 감열선(H)에는 다수의 바이메탈(360)이 직렬로 접속되어 있고, 이에 따라 전열판(340)이 사전에 설정된 온도를 초과하게 되면 바이메탈(360)이 전기적으로 오프(OFF)되어 전원이 차단되었음을 열선 체크부(150)가 검출하여 제어부(160)로 출력할 수 있다.

제어부(160)는 온도 체크부(140)가 검출한 온도를 기초로 열선 온도 신호를 생성하고, 열선 체크부(150)의 출력을 기초로 열선 체크 신호를 생성할 수 있으며, 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호를 통신부(180)로 출력할 수 있다. 제어부(160)는 조절기(200)가 신호를 전송하지 않는 경우에, 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호가 조절기(200)로 전송되도록 제어할 수 있다. 여기서 제어부(250)는 마이크로 컨트롤러(MCU: micro controller unit)일 수 있고 마이컴일 수 있다.

제어부(160)는 통신부(180)로부터 열선 제어 신호를 수신할 수 있고, 수신된 열선 제어 신호 및 검출된 온도 중 적어도 하나를 기초로 전원 공급 신호를 생성할 수 있으며, 생성한 전원 공급 신호를 열선 제어부(170)로 출력할 수 있다.

열선 제어부(170)는 제어부(160)가 출력한 전원 공급 신호에 따라 감열선(H)으로 상용교류전원의 공급을 제어할 수 있다. 열선 전원부(130)를 통해 공급된 상용교류전원은 열선 제어부(170)의 제어에 따라 감열선(H)에 인가될 수 있다.

통신부(180)는 제어부(160)로부터 출력된 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 기초로 시스템 전원부(120)가 공급하는 직류 공급 전압을 변화시켜 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 조절기(200)로 전송할 수 있다.

통신부(180)는 유선(201)을 통해 조절기(200)로 전송되는 직류 공급 전압에서 조절기(200)가 전송한 열선 제어 신호를 추출할 수 있고, 추출한 열선 제어 신호를 제어부(160)로 출력할 수 있다.

통신부(180)는 유선(201)을 통해 조절기(200)로 직류 공급 전압에서 조절기(200)의 신호 전송 여부를 확인하기 위한 전송 시작 신호를 검출하고, 검출된 전송 시작 신호를 제어부(160)로 출력할 수 있다. 제어부(160)는 통신부(180)로부터 전송 시작 신호가 수신된 경우에 조절기(200)가 전송한 신호를 확인하는 작업을 시작할 수 있다.

자계 상계처리부(190)는 기판상에 PCB(Printed Circuit Board) 패턴으로 형성되어, 감열선(H)에 흐르는 자기장을 상쇄시킬 수 있다. 열선 제어부(170)의 제어에 따라 인가되는 상용교류전원은 자계 상계처리부(190)를 거쳐 감열선(H)에 인가될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 조절기의 통신부 및 전원부에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 회로도이다.

도 4를 참조하면, 통신부(210)는 통신부(410)를 포함할 수 있고, 전원부(220)는 레귤레이터(420)를 포함할 수 있다.

레귤레이터(420)는 유선(201)과 연결되어, 유선(201)을 통해 본체(100)가 전송한 직류 공급 전압을 인가받고, 인가된 직류 공급 전압을 강압하여 운전 전압(VCC)을 출력한다. 여기서 운전 전압(VCC)은 DC 3.3V일 수 있다.

통신부(410)는 인터페이스(J14), 저항(R75), 트랜지스터(Q17), 저항(R74), 저항(R76), 콘덴서(C26), 트랜지스터(Q18), 저항(R40) 및 저항(R73)을 포함할 수 있다. 유선(201)은 인터페이스(J14)에 꽂혀져 고정될 수 있고, 레귤레이터(420)는 인터페이스(J14)를 통해 유선(201)과 연결될 수 있다.

저항(R75)은 일측이 유선(201)과 연결되고, 타측이 트랜지스터(Q17)의 컬렉터(collector) 단자와 연결될 수 있다. 저항(R75)은 인터페이스(J14)를 통해 유선(201)과 연결될 수 있다.

트랜지스터(Q17)의 컬렉터(collector) 단자는 저항(R75)과 연결되고, 베이스(base) 단자를 통해 제어부(250)로부터 출력된 열선 제어 신호(D_TX)가 입력되며, 이미터(emitter) 단자는 접지되거나 접지회로에 연결될 수 있다. 여기서, 트랜지스터(Q17)는 npn형 트랜지스터일 수 있다.

저항(R74)은 일측이 트랜지스터(Q17)의 이미터 단자에 연결되고, 타측이 접지될 수 있다.

저항(R76)은 일측이 트랜지스터(Q17)의 베이스 단자에 연결되고, 타측이 제어부(250)에 연결될 수 있다. 열선 제어 신호(D_TX)는 저항(R76)을 통해 트랜지스터(Q17)로 입력되면, 트랜지스터(Q17)의 이미터 단자를 통해 저항(R74)로 전류가 흐르게 되어 유선(201)을 통해 전송되는 직류 공급 전압은 강압되면서 열선 제어 신호(D_TX)가 직류 공급 전압에 실리게 된다.

콘덴서(C26)는 일측이 유선(201)과 연결되고 타측이 트랜지스터(Q18)의 베이스단자와 연결되어, 유선(201)을 통해 수신된 직류 공급 전압에서 본체(100)가 전송한 신호(D_RX)를 추출하여 트랜지스터(Q18)로 출력할 수 있다. 신호(D_RX)는 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 콘덴서(C26)는 인터페이스(J14)를 통해 유선(201)과 연결될 수 있다.

트랜지스터(Q18)는 이미터 단자를 통해 레귤레이터(420)가 출력한 운전 전압(VCC)을 입력받고, 트랜지스터(Q18)의 베이스(base) 단자는 콘덴서(C26)와 연결되어 콘덴서(C26)가 추출한 신호(D_RX)가 인가될 수 있고, 트랜지스터(Q18)의 컬렉터(collector) 단자는 그 출력이 제어부(250)에 입력되게 연결될 수 있다. 이에 따라 트랜지스터(Q18)의 베이스 단자에 신호(D_RX)가 인가되면, 컬렉터 단자에는 운전 전압(VCC) 보다 증폭된 전압을 갖는 전류가 흐르게 된다. 즉 신호(D_RX)는 트랜지스터(Q18)를 통해 증폭되어 컬렉터 단자로 출력된다. 여기서, 트랜지스터(Q18)는 pnp형 트랜지스터일 수 있다.

저항(R40)은 일측이 트랜지스터(Q18)의 컬렉터 단자와 연결되고 타측이 제어부(250)가 연결되며, 저항(R73)은 일측이 트랜지스터(Q18)의 컬렉터 단자와 연결되고 타측이 접지될 수 있다. 저항(R40) 및 저항(R74)의 저항값에 따라 매칭된 전압이 제어부(250)로 인가된다. 즉 트랜지스터(Q18)의 컬렉터 단자의 전압은 저항(R40) 및 저항(R74)의 저항값에서 따라 분배되어 제어부(250)에 인가되며, 이에 따라 제어부(250)는 저항(R40)을 통해 신호(D_RX)를 수신할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 본체의 통신부에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 회로도이다.

도 5를 참조하면, 통신부(180)는 제1 난방 통신부(510), 제2 난방 통신부(520) 및 초기 신호 검출부(530)를 포함할 수 있다. 일부 실시예로, 전열매트 또는 전열침구가 1인용인 경우에는, 통신부(180)는 제1 난방 통신부(510), 초기 신호 검출부(530)를 포함할 수 있다. 일부 실시예로, 전열매트 또는 전열침구가 2인용인 경우에는, 통신부(180)는 제1 난방 통신부(510), 제2 난방 통신부(520) 및 초기 신호 검출부(530)를 포함할 수 있다.

제1 난방 통신부(510)는 제1 조절기(20)와 신호를 송수신하고, 제1 조절기(20)에 직류 공급 전압을 전송한다.

제1 난방 통신부(510)는 인터페이스(J12), 저항(R65), 트랜지스터(Q16), 저항(R67), 저항(R68), 콘덴서(C24), 트랜지스터(Q10), 저항(R35) 및 저항(R66)을 포함할 수 있다. 유선(101)은 인터페이스(J12)에 꽂혀져 고정될 수 있고, 시스템 전원부(130)가 출력하는 직류 공급 전압(VCC)은 저항(R65)을 걸쳐 유선(101)을 통해 제1 조절기(20)로 전송될 수 있다.

트랜지스터(Q16)의 컬렉터(collector) 단자는 저항(R65) 및 유선(101)과 연결되고, 베이스(base) 단자를 통해 제어부(160)로부터 출력된 전송 신호(M_TX1)가 입력되며, 이미터(emitter) 단자는 접지되거나 접지회로에 연결될 수 있다. 여기서, 트랜지스터(Q16)는 npn형 트랜지스터일 수 있고, 전송 신호(M_TX1)는 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

저항(R67)은 일측이 트랜지스터(Q16)의 이미터 단자에 연결되고, 타측이 접지될 수 있다.

저항(R68)은 일측이 트랜지스터(Q16)의 베이스 단자에 연결되고, 타측이 제어부(160)에 연결될 수 있다. 전송 신호(M_TX1)는 저항(R68)을 통해 트랜지스터(Q16)로 입력되면, 트랜지스터(Q16)의 이미터 단자를 통해 저항(R67)로 전류가 흐르게 되어 유선(101)을 통해 전송되는 직류 공급 전압은 강압되면서 전송 신호(M_TX1)가 직류 공급 전압에 실리게 된다.

콘덴서(C24)는 일측이 저항(R65) 및 유선(101)과 연결되고 타측이 트랜지스터(Q10)의 베이스단자와 연결되어, 유선(101)을 통해 수신된 직류 공급 전압에서 제1 조절기(20)가 전송한 열선 제어 신호(M_RX1)를 추출하여 트랜지스터(Q10)로 출력할 수 있다.

트랜지스터(Q10)는 이미터 단자를 통해 시스템 전원부(120)가 출력한 직류 공급 전압(VCC)을 입력받고, 트랜지스터(Q10)의 베이스(base) 단자는 콘덴서(C22)와 연결되어 콘덴서(C24)가 추출한 열선 제어 신호(M_RX1)가 인가될 수 있고, 트랜지스터(Q10)의 컬렉터(collector) 단자는 그 출력이 제어부(160)에 입력되게 연결될 수 있다. 이에 따라 트랜지스터(Q10)의 베이스 단자에 열선 제어 신호(M_RX1)가 인가되면, 컬렉터 단자에는 직류 공급 전압(VCC) 보다 증폭된 전압을 갖는 전류가 흐르게 된다. 즉 열선 제어 신호(M_RX1)는 트랜지스터(Q10)를 통해 증폭되어 컬렉터 단자로 출력된다. 여기서, 트랜지스터(Q10)는 pnp형 트랜지스터일 수 있다.

저항(R35)은 일측이 트랜지스터(Q10)의 컬렉터 단자와 연결되고 타측이 제어부(160)와 연결되며, 저항(R66)은 일측이 트랜지스터(Q10)의 컬렉터 단자와 연결되고 타측이 접지될 수 있다. 저항(R35) 및 저항(R66)의 저항값에 따라 매칭된 전압이 제어부(160)로 인가된다. 즉 트랜지스터(Q10)의 컬렉터 단자의 전압은 저항(R35) 및 저항(R66)의 저항값에서 따라 분배되어 제어부(160)에 인가되며, 이에 따라 제어부(160)는 저항(R35)을 통해 열선 제어 신호(M_RX1)를 수신할 수 있다.

제2 난방 통신부(520)는 제2 조절기(30)와 신호를 송수신하고, 제2 조절기(30)에 직류 공급 전압을 전송한다. 제2 난방 통신부(520)는 인터페이스(J13), 저항(R71), 트랜지스터(Q15), 저항(R70), 저항(R72), 콘덴서(C25), 트랜지스터(Q13), 저항(R36) 및 저항(R69)을 포함할 수 있다. 유선(103)은 인터페이스(J13)에 꽂혀져 고정될 수 있고, 시스템 전원부(130)가 출력하는 직류 공급 전압(VCC)은 저항(R71)을 걸쳐 유선(103)을 통해 제2 조절기(30)로 전송될 수 있다.

트랜지스터(Q15)의 컬렉터(collector) 단자는 저항(R71) 및 유선(103)과 연결되고, 베이스(base) 단자를 통해 제어부(160)로부터 출력된 전송 신호(M_TX2)가 입력되며, 이미터(emitter) 단자는 접지되거나 접지회로에 연결될 수 있다. 여기서, 트랜지스터(Q15)는 npn형 트랜지스터일 수 있고 전송 신호(M_TX2)는 열선 온도 신호 및 열선 체크 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

저항(R70)은 일측이 트랜지스터(Q15)의 이미터 단자에 연결되고, 타측이 접지될 수 있다.

저항(R72)은 일측이 트랜지스터(Q15)의 베이스 단자에 연결되고, 타측이 제어부(160)에 연결될 수 있다. 전송 신호(M_TX2)는 저항(R72)을 통해 트랜지스터(Q15)로 입력되면, 트랜지스터(Q15)의 이미터 단자를 통해 저항(R70)로 전류가 흐르게 되어 유선(103)을 통해 전송되는 직류 공급 전압은 강압되면서 전송 신호(M_TX2)가 직류 공급 전압에 실리게 된다.

콘덴서(C25)는 일측이 저항(R71) 및 유선(103)과 연결되고 타측이 트랜지스터(Q13)의 베이스단자와 연결되어, 유선(103)을 통해 수신된 직류 공급 전압에서 제2 조절기(30)가 전송한 열선 제어 신호(M_RX2)를 추출하여 트랜지스터(Q13)로 출력할 수 있다.

트랜지스터(Q13)는 이미터 단자를 통해 시스템 전원부(120)가 출력한 직류 공급 전압(VCC)을 입력받고, 트랜지스터(Q13)의 베이스(base) 단자는 콘덴서(C22)와 연결되어 콘덴서(C25)가 추출한 열선 제어 신호(M_RX2)가 인가될 수 있고, 트랜지스터(Q13)의 컬렉터(collector) 단자는 그 출력이 제어부(160)에 입력되게 연결될 수 있다. 이에 따라 트랜지스터(Q13)의 베이스 단자에 열선 제어 신호(M_RX2)가 인가되면, 컬렉터 단자에는 직류 공급 전압(VCC) 보다 증폭된 전압을 갖는 전류가 흐르게 된다. 즉 열선 제어 신호(M_RX2)는 트랜지스터(Q13)를 통해 증폭되어 컬렉터 단자로 출력된다. 여기서, 트랜지스터(Q13)는 pnp형 트랜지스터일 수 있다.

저항(R36)은 일측이 트랜지스터(Q13)의 컬렉터 단자와 연결되고 타측이 제어부(160)와 연결되며, 저항(R69)은 일측이 트랜지스터(Q13)의 컬렉터 단자와 연결되고 타측이 접지될 수 있다. 저항(R36) 및 저항(R69)의 저항값에 따라 매칭된 전압이 제어부(160)로 인가된다. 즉 트랜지스터(Q13)의 컬렉터 단자의 전압은 저항(R36) 및 저항(R69)의 저항값에서 따라 분배되어 제어부(160)에 인가되며, 이에 따라 제어부(160)는 저항(R36)을 통해 열선 제어 신호(M_RX2)를 수신할 수 있다.

초기 신호 검출부(530)는 제1 조절기(20) 또는 제2 조절기(30)의 신호 전송 여부를 확인하기 위한 전송 시작 신호(RX_INT)를 검출하고, 검출된 전송 시작 신호(RX_INT)를 제어부(160)로 출력한다. 초기 신호 검출부(530)는 다이오드(D7), 다이오드(D10), 저항(R37), 저항(R38), 트랜지스터(Q14) 및 저항(R39)을 포함할 수 있다. 여기서 트랜지스터(Q14)는 PNP형 트랜지스터일 수 있다.

다이오드(D7)의 애노드는 저항(R37)에 연결되고, 캐소드는 제1 난방 통신부(510)의 전항(R35)에 연결된다. 다이오드(D10)의 애노드는 저항(R37)에 연결되고, 캐소드는 제2 난방 통신부(520)의 전항(R36)에 연결된다.

저항(R37)의 일측은 다이오드(D7) 및 다이오드(D10)에 연결되고, 타측은 저항(R38) 및 트랜지스터(Q14)의 베이스 단자와 연결된다.

저항(R38)의 일측은 저항(R37)에 연결되고, 타측은 트랜지스터(Q14)의 이미터 단자와 연결된다.

시스템 전원부(120)가 출력한 운전 전압(VCC)은 분기되어 저항(R38) 및 트랜지스터(Q14)의 이미터 단자로 입력되고, 트랜지스터(Q14)의 베이스(base) 단자는 저항(37) 및 저항(38)에 연결되고, 트랜지스터(Q14)의 컬렉터(collector) 단자의 출력이 제어부(160)에 입력되게 연결된다. 제1 조절기(20)의 열선 제어 신호(M_RX1) 또는 제2 조절기(30)의 열선 제어 신호(M_RX2)가 수신되면, 트랜지스터(Q14)의 베이스 단자로 전류가 흘러 직류 공급 전압보다 증폭된 전압을 갖는 전류가 컬렉터 단자에 흐르게 되면서, 전송 시작 신호(RX_INT)가 제어부(160)로 입력될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 본체의 전기장 자동조절부에 대한 바람직한 일 실시예의 구성을 도시한 회로도이다.

도 6을 참조하면, 전기장 자동조절부(110)는 저항(R46), 저항(R47), 저항(R51), 저항(R52), 저항(R53), 저항(R54), 저항(R55), 저항(R64), 제1 포토커플러(U11), 제2 포토커플러(U12), 콘덴서(16), 콘덴서(C21), 콘덴서(C23) 및 트랜지스터(Q8)를 포함할 수 있다. 저항(R54)의 일측은 제1 교류전원선(AC1)에 연결되고, 타측은 제1 포토커플러(U11)에 연결되며, 저항(R46)의 일측은 제2 교류전원선(AC2)에 연결되고, 타측은 제2 포토커플러(U11)에 연결된다.

제어부(160)의 제어를 통해 전기장 자동조절부(110)는 전자파 차례를 위한 스위칭 전환을 자동으로 실행할 수 있도록 한다. 전기장 자동조절부(110)는 차폐판(610)과 대지 사이의 공간전위를 읽어 들이게 한다. 제어부(160)는 공간전위를 판단하여 제어부(160) 내에 설정된 동작상태 조건에 따라 전기장 제어 신호((Elec_H_out, Elec_L_out)를 출력하여 스위칭 전환을 제어한다. 차폐판(610)을 제1 포토커플러(U11) 및 제2 포토커플러(U12) 간의 노드(N1)에 직접 연결하고, 차폐판(610)과 대지 사이에 형성되는 공간전위를 입력전위(ELEC_A)로 하여 전기장 자동 전환을 위한 스위칭을 수행하게 하되, 콘덴서(C23), 저항(R51) 및 콘덴서(C21)를 통해 트랜지스터(Q8)로 읽고, 저항(R47) 및 콘덴서(C16)의 RC병렬에 의한 적분회로(111)로 적분하여 감도를 높여서 제어부(160)에 입력신호(Elec_Int)를 제공함으로써, 본 발명은 정확하고 안정된 전위검출 및 입력을 유도할 수 있고, 어떠한 경우에도 전기장 자동 전환을 통해 전자파를 완벽하게 차폐할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전기장 자동 절환회로를 나타낸 회로도이다.

도 7을 참조하면, 전기장 자동조절부(110)는 제1 및 제2 교류전원선(AC1)(AC2)을 통해 상용교류전원을 공급받는 전열매트에서의 온도조절을 위한 온도조절기용 전기장 자동절환회로(700)를 포함할 수 있다.

전기장 자동절환회로(700)에서, 상용교류전원이 인가되는 제1 교류전원선(AC1)에 제1 저항(R23)과 제1 포토커플러(PC1)를 직렬로 연결하고 제2 교류전원선(AC2)에 제2 저항(R22)과 제2포토커플러(PC2)를 직렬로 연결되게 한다.

상기 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)간의 노드(N1)가 차폐판(710)에 직접 연결되게 구성한다.

상기 차폐판(710)에 직접 연결시킬 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)간의 노드(N1)에는 저항(R28), 콘덴서(CE1), 다이오드(DE1) 및 저항(R26)이 순차로 직렬 연결되어, 제어부(160) 측에 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위가 입력되게 한다. 여기서, 전기장 자동절환회로(700)는 일측이 다이오드(DE1) 및 저항(R26)과 연결되고 타측이 접지되는 콘덴서(CE3), 일측이 저항(R26)과 연결되고 타측이 접지되는 콘덴서(CE4), 및 일측이 저항(R26) 및 콘덴서(EC4)와 연결되고 타측이 접지되는 저항(R32)를 포함할 수 있다.

이때, 콘덴서(CE1)는 노이즈 성분을 제거하여 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위의 검출정보에 해당하는 교류성분의 신호만을 통과시키는 작용을 하고, 다이오드(DE1)는 공간전위의 교류성분신호를 정류하여, 회로 고압을 방지한다. 다이오드(DE1)를 통해 정류된 공간전위의 교류성분신호는 콘덴서(CE3)에 의해 평활되어, 저항(R26)을 거쳐 제어부(160)의 17번 포트로 입력된다. 저항(R32)은 인피던스 매칭을 수행하여 공간전위의 교류성분신호를 전압분할을 하며, 콘덴서(CE4)는 공간전위의 교류성분신호의 적분 출력함으로써 안정적인 신호처리 및 감도를 높여 제어부(160)측에 전달하는 작용을 한다.

제어부(160)의 출력단은 출력1(2번 포트)과 출력2(3번 포트)로 분리되고 제1포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)의 각 스위칭소자를 제어할 수 있도록 연결된다. 여기서, 제어부(160)의 2번 포트 및 제1 포터커플러(PC1) 사이에는 저항(R20)이 직열 연결되고, 제어부(160)의 3번 포트 및 제2 포터커플러(PC2) 사이에는 저항(R21)이 직열 연결된다.

이때, 제어부(160)는 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위의 입력신호를 받아 입력된 공간전위의 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하여 읽어 들이고, 전위값을 비교한 판단결과를 가지고 제어부(160)에 기 설정된 동작상태조건으로 출력1과 출력2를 제어하여 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)의 스위칭소자를 온/오프(ON/OFF) 제어하도록 구성된다.

부연하면, 제어부(160)는 제1 및 제2 교류전원선(AC1)(AC2)을 통해 전원 인가되는 초기에만 차폐판(710)의 공간전위를 감지하도록 처리하여 차폐판(710)의 공간전위 감지에 따른 전기장 자동 절환(전자파 차폐)을 수행한 이후에는 더 이상 공간전위의 전기장 입력을 받아들이지 않도록 구성되게 하고, 입력된 공간전위에 대하여 핫전위상태와 콜드전위상태 및 중간전위상태를 판단할 기준값이 설정되며, 핫전위상태와 콜드전위상태 및 중간전위상태의 판단여부에 따라 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)의 ON/OFF를 제어하여 전기장을 자동 절환시키도록 구성되게 한다.

또한, 제어부(160)에서 전기장 자동 절환 전에는 전열매트의 열선의 작동을 중지시키고 자동 절환이 끝나면 열선이 작동되도록 구성하여 안정적이면서도 완벽하게 전기장 자동 절환을 수행할 수 있도록 구성되게 한다.

여기서, 차폐판(710)은 각종 차폐부재를 모두 포함하는 포괄의미로 사용된다 할 것이며 즉, 판의 형태만이 아닌 차폐선의 형태나 기타 차폐수단을 사용할 수 있음을 포함한다 할 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 전기장 자동 절환회로(700)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

열선을 갖는 전열매트에 접속된 온도조절기의 전원플러그를 전기콘센트에 삽입하게 되면, 온도조절기로 제1 및 제2 교류전원선(AC1)(AC2)을 통하여 교류입력전원이 인가된다. 이때, 교류전원선(AC1)(AC2)의 어느 하나에는 대지와 비교하여 AC 220(핫전위)이 형성되는 경우와 AC 0V(콜드전위)가 형성되는 경우 또는 AC 110V(중간전위)가 형성되는 경우가 발생되는데, 이하에서는 제1 교류전원선(AC1)에 형성되는 것으로 하여 설명하기로 한다.

상기한 각각의 경우에서 제어부(160)는 초기 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)를 모두 오프(OFF)상태로 하여 동작신호가 없는 상태에 있게 하며, 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위를 읽어 들이게 된다.

이때, 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)의 동작신호가 없게 한 상태에서 형성되는 차폐판(710)과 대지 사이의 공간전위는 저항(R28), 콘덴서(CE1) 및 다이오드(DE1) 및 저항(R26)을 경유하고 콘덴서(CE4)에 의해 적분되고, 저항(R32)에 의해 전압분할되어 제어부(160)로 입력되며, 상기한 입력경로를 통해 검출된 공간전위의 입력전위값을 안정적이면서도 정확하게 신호처리하여 전달할 수 있음은 물론 감도를 높일 수 있게 된다.

여기서, 교류입력전원이 온도조절기로 인가된 초기에, 즉 전기장 자동 절환 전에는 제어부(160)에서 전열매트의 열선의 작동을 중지시켜 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위의 안정된 검출 및 입력이 수행되게 한다.

제어부(160)에서는 차폐판(710)과 대지 사이에 형성된 공간전위의 아날로그값을 디지털값으로 변환하여 읽어 들이게 되며, 기 설정된 기준값과 감지된 공간전위의 입력전위값을 비교 및 판단하여 차폐판(710) 주변에 형성된 공간전위의 감지상태에 따라 출력1과 출력2를 통해 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)의 동작을 제어함으로써 차폐판(710)을 대지접지나 중성점 접지에 대응된 가상접지에 연결시켜 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하여 전자파를 차폐하게 된다.

이때, 제어부(160)에서 차폐판(710)과 대지 사이에 형성된 공간전위를 읽어 들여 판단한 결과, 콜드전위상태이면 제어부(160)는 출력2를 통해 제2 포토커플러(PC2)를 온(ON)시키게 되며 이에 의해 차폐판(710)은 제2 포토커플러(PC2)를 통하여 제2교류전원선(AC2)에 연결되고 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하게 된다. 또한, 핫전위상태이면 제어부(160)는 출력1을 통해 제1 포토커플러(PC1)를 ON시키게 되며 이에 의해 차폐판(710)은 제1 포토커플러(PC1)를 통하여 제1 교류전원선(AC1)에 연결되고 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하게 된다. 여기서, 전기장 자동절환회로(700)의 그라운드가 제2 포토커플러(PC2)측에 위치한 것으로 전제한다.

나아가, 중간전위상태이면 제어부(160)는 출력1과 출력2를 통해 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)를 모두 ON시키게 되며 이에 의해 차폐판(710)은 제1 포토커플러(PC1)를 통하여 제2 교류전원선(AC2)에 연결되고 제2 포토커플러(PC2)를 통하여 제1 교류전원선(AC1)에 연결되어 가상중성점으로 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하게 된다.

일부 실시예로, 중간전위상태이면 제어부(160)는 추가동작을 중지할 수 있다. 즉 중간전위상태이면 제어부(160)는 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)를 OFF 상태 그대로 유지시킬 수 있다.

그리고 제어부(160)에서는 교류입력전원의 인가에 따른 자동 절환을 수행한 이후에는 자동 절환상태를 그대로 유지하고 더 이상 공간전위의 전기장 입력을 받아들이지 않도록 작용하며, 자동 절환이 끝나면 전열매트의 열선이 정상 작동되도록 작용한다.

따라서 본 특허의 온도조절기용 전기장 자동 절환회로는 차폐판(710)을 회로접지에 연결하는 방식을 사용하지 않고 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)간의 노드(N1)에 직접 연결함은 물론, 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위를 입력전위로 하여 전기장 자동 절환을 위한 스위칭을 수행하게 하되 저항(R28), 콘덴서(CE1), 다이오드(DE1), 저항(R26)을 통해 읽고 콘덴서(EC4)로 적분하여 감도를 높이고, 저압(R32)로 전압을 낮추어서 제어부(160)측에 입력신호를 제공함으로서, 어떠한 경우에도 전자파를 완벽하게 차폐할 수 있게 된다.

도 7은 노드(N1)와 차폐판(710) 사이가 차폐판 연결선(801)에 의해 연결을 전제로 하여 설명되었지만, 노드(N1)와 차폐판(710) 사이가 차폐판 연결선(801)에 의해 연결되지 않은 경우에는, 전기장 자동 전환이 되지 않는 문제점이 있다. 즉 전열기기를 설치하는 작업자가 차폐판 연결선(801)의 연결을 누락할 수 있고, 제대로 연결이 안됐거나, 사용 중에 연결이 빠지는 경우가 발생할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전열기기 온도조절기에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 전열기기 온도조절기(800)는, 전기장 자동조절부(810), 제어부(820), 사용자 인터페이스부(830) 및 표시부(840)를 포함할 수 있다.

전기장 자동조절부(810)는 차폐판(710)과 연결되는 차폐판 연결용 노드(N1), 상용교류전원이 인가되는 제1 교류전원선(AC1) 및 제2 교류전원선(A2)에 연결되며, 차폐판 연결용 노드(N1)에 걸리는 전압을 검출하고, 전기장을 자동 절환하기 위해 제1 교류전원선(AC1) 또는 제2 교류전원선(A2)이 차폐판 연결용 노드(N1)와 연결되도록 제어할 수 있다.

제어부(820)는 상용교류전원이 초기 인가되면, 상기 검출된 전압을 기초로 상기 전기장 자동조절부를 제어하여 전기장 자동 절환 작업을 진행한다. 여기서, 제어부(820)는 상기 상용교류전원이 초기 인가된 경우에, 한번만 전기장 자동 절환 작업을 진행을 진행하고, 종료할 수 있다.

전기장 자동 절환 작업으로, 제어부(820)는 전기장 자동조절부(810)가 검출한 전압이 핫전위 연결 범위, 콜드전위 연결 범위, 핫전위 비연결 범위, 콜드전위 비연결 범위, 중간전위 연결 범위, 중간전위 비연결 범위 중 어느 범위에 해당하는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 콜드전위 연결 범위는 차폐판(710)과 차폐판 연결용 노드(N1)가 차폐판 연결선(801)에 의해 연결된 상태에서 상용교류전원의 그라운드가 온도조절기 회로의 그라운드에 연결되는 콜드전위상태에 해당하는 전압의 범위를 의미한다. 핫전위 연결 범위는 차폐판(710)과 차폐판 연결용 노드(N1)가 차폐판 연결선(801)에 의해 연결된 상태에서 상용교류전원의 그라운드가 온조조절기 회로의 그라운드에 연결되지 않은 핫전위상태에 해당하는 전압의 범위를 의미한다. 콜드전위 비연결 범위는 차폐판(710)과 차폐판 연결용 노드(N1)가 연결되지 않은 상태에서 상용교류전원의 그라운드가 온도조절기 회로의 그라운드에 연결되는 콜드전위상태에 해당하는 전압의 범위를 의미한다. 핫전위 비연결 범위는 차폐판(710)과 차폐판 연결용 노드(N1)가 연결되지 않은 상태에서 상용교류전원의 그라운드가 온도조절기 회로의 그라운드에 연결되지 않는 핫전위상태에 해당하는 전압의 범위를 의미한다. 중간전위 연결 범위는 차폐판(710)과 차폐판 연결용 노드(N1)가 차폐판 연결선(801)에 의해 연결된 상태에서 상용교류전원이 중간전위(예를 들어, AC 110V)로 전송되는 중간전위 상태에서의 전압의 범위를 의미한다. 중간전위 비연결 범위는 차폐판(710)과 차폐판 연결용 노드(N1)가 연결되지 않은 상태에서 상용교류전원이 중간전위로 전송되는 중간전위 상태에서의 전압의 범위를 의미한다.

일부 실시예로, 제어부(820)는 사전에 설정된 기간 동안 전기장 자동조절부(810)가 검출한 전압을 반복하여 확인하고, 상기 확인된 전압을 적산하여 적산값을 산출하고, 상기 산출된 적산값을 기초로 상기 상용교류전원의 전위상태를 확인할 수 있다. 즉, 제어부(820)는 상기 적산값이 핫전위 연결 범위, 콜드전위 연결 범위, 핫전위 비연결 범위, 콜드전위 비연결 범위, 중간전위 연결 범위, 중간전위 비연결 범위 중 어느 범위에 해당하는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 상기 사전에 설정된 기간은 1초 내지 4초일 수 있다. 상기 사전에서 설정된 기간 동안 반복하여 검출된 전압값은 누적함으로써, 온도조절기의 배치높이(온도조절기와 바닥과의 거리), 차폐판의 종류 및 상태, 차폐판과 온도조절기의 연결 상태 등에 따라 형성되는 정전용량의 출력값(공간전위)이 변화로 인한 오차 범위를 벗어 나서 상용교류전원의 전위상태에 해당하는 전압 범위를 보다 명확하게 구분할 수 있다.

일부 실시예로, 제어부(820)는 전기장 자동조절부(810)가 검출한 복수의 전압을 기초로 기준 전압을 산출하고, 상기 산출한 기준 전압을 기초로 상기 사전에 설정된 기간 동안 전기장 자동조절부(810)가 검출한 전압 중 적산할 전압을 선택하며, 상기 선택된 전압을 적산하여 상기 적산값을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 전압은 연속적으로 검출된 전압이며, 2개 내재 10개의 전압일 수 있다. 일부 실시예로, 제어부(820)는 기준 전압 보다 큰 전압을 적산할 전압으로 산출할 수 있고, 일부 실시예로, 상기 기준 전압과의 차이값이 기준 전압의 X배 이내인 전압을 적산할 전압으로 산출할 수 있다. X배는 0.05 내지 0.3일 수 있다. 상기 기준 전압을 이용함으로써, 제어부(820)는 검출 오류로 인한 데이터를 제거하여 보다 정확하고 오류없이 상용교류전원의 전위상태를 명확하게 구분하여 확인할 수 있다.

제어부(820)는 전기장 자동조절부(810)가 검출한 전압 또는 적산값이 어느 범위에 해당하는지 여부를 확인을 한 후에, 상기 전압이 핫전위 연결 범위에 해당하면, 제1 교류전원선(AC1)이 차폐판 연결용 노드(N1)와 연결되게 하는 제1 스위칭 신호를 전기장 자동조절부(810)로 출력하고, 상기 전압이 콜드전위 연결 범위에 속하면, 제2 교류전원선(AC2)이 차폐판 연결용 노드(N1)와 연결되게 하는 제2 스위칭 신호를 전기장 자동조절부(810)로 출력하고, 전기장 자동 절환 작업을 종료할 수 있다. 제어부(820)는 상기 전압이 핫전위 비연결 범위, 상기 콜드전위 비연결 범위, 상기 중간전위 연결 범위, 및 상기 중간전위 비연결 범위 중 어느 하나에 해당하는 경우에는, 스위칭 신호 출력 없이 전기장 자동 절환 작업을 종료할 수 있다.

일부 실시예로, 제어부(820)는, 전기장 자동조절부(810)가 검출한 전압이 어느 범위에 행하는지 여부를 확인을 한 후에, 상기 확인 결과를 플래그에 기록할 수 있다.

제어부(820)는 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치에 응답하여, 상기 사용자 조치의 감지 시점이 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 전인 경우에는, 전기장 자동 절환 작업이 진행 중임을 지시하는 신호가 표시되도록 제어할 수 있다. 여기서, 일부 실시예로, 제어부(820)는 플래그에 기록된 값을 기초로 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 전인지 여부를 확인할 수 있다. 일부 실시예로, 제어부(820)는 현재 전기장 자동 절환 작업의 진행 절차를 확인하여 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 전인지 여부를 확인할 수 있다.

제어부(820)는 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치에 응답하여, 상기 사용자 조치의 감지 시점이 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 후인 경우에는, 상기 전압이 상기 핫전위 연결 범위 또는 상기 콜드전위 연결 범위에 해당하면, 상기 전기장 자동 절환 작업이 정상 종료됐음을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하고, 상기 전압이 상기 핫전위 비연결 범위 또는 상기 콜드전위 비연결 범위에 해당하면, 차폐판 연결용 노드(N1)와 차폐판(710) 사이가 비연결됐음을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하며, 상기 전압이 상기 중간전위 연결 범위 또는 상기 중간전위 비연결 범위에 해당하면, 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호가 표시되도록 제어할 수 있다. 일부 실시예로, 제어부(820)는 플래그에 기록된 값을 기초로 상기 전압이 상기 핫전위 연결 범위, 상기 콜드전위 연결 범위, 상기 핫전위 비연결 범위, 상기 콜드전위 비연결 범위, 상기 중간전위 연결 범위, 상기 중간전위 비연결 범위 중 어느 범위에 속하는지 여부를 확인할 수 있다. 일부 실시예로, 제어부(820)는 전기자 자동조절부(810)가 검출한 전압을 기초로 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 확인하고, 상기 확인 결과를 기초로 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행상태가 표시되도록 표시부(840)를 제어할 수 있다.

사용자 인터페이스부(830)는 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치를 감지하고, 감지 결과를 제어부(820)로 출력한다. 여기서 사용자 조치는 단말기 또는 리모컨의 물리적인 버튼의 선택, 터치스크린 디스플레이면상의 소정의 터치 제스처의 실시 또는 소프트 버튼의 선택 및 촬상 장치로 촬영된 영상으로부터 인식되는 소정의 공간 제스처의 실시 및 음성 감지부가 수신한 음성에 대한 음성 인식에 의해 인식되는 소정의 발성의 실시를 포함할 수 있다. 또한 사용자 조치는, 도 2에 도시된 사용자 인터페이스부(240)의 복수의 스위치 중 하나를 눌러 입력되는 기능 조작 신호일 수 있다.

표시부(840)는 제어부(820)의 제어에 따라 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 표시한다. 표시부(840)는 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치의 감지 시점이 전기장 자동 절환 작업의 종료 전인 경우에는, 전기장 자동 절환 작업이 진행 중임을 지시하는 신호를 할 수 있다. 표시부(840)는 사용자 조치의 감지 시점이 전기장 자동 절환 작업의 종료 후인 경우에는, 전기자 자동 조절부(810)가 검출한 전압이 핫전위 연결 범위 또는 콜드전위 연결 범위에 해당하면, 전기장 자동 절환 작업이 정상 종료됐음을 지시하는 신호를 표시하고, 상기 전압이 핫전위 비연결 범위 또는 콜드전위 비연결 범위에 해당하면, 차폐판 연결용 노드(N1)와 차폐판(710) 사이가 비연결됐음을 지시하는 신호를 표시할 수 있다. 또한 표시부(840)는 상기 전압이 상기 중간전위 연결 범위 또는 상기 중간전위 비연결 범위에 해당하면, 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호를 표시할 수 있다. 표시부(840)는 상기 신호들을 특정 숫자로 표시할 수 있고, 불빛의 깜박거림으로 표시할 수 있으며, 문장으로 표시할 수 있으며, 소리로 표시할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전기장 자동조절부에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.

도 9를 참조하면, 전기장 자동조절부(810)는 제1 전원 스위칭부(910), 제2 전원 스위칭부(920) 및 공간전위 검출부(930)를 포함할 수 있다.

제1 전원 스위칭부(910)는 제1 교류전원선(AC1) 및 차폐판 연결용 노드(N1)에 연결되어, 제어부(820)가 출력한 제1 스위칭 신호에 따라 제1 교류전원선(AC1)과 차폐판 연결용 노드(N1)의 연결을 제어할 수 있다.

제2 전원 스위칭부(920)는 제2 교류전원선(AC2) 및 차폐판 연결용 노드(N1)에 연결되어, 제어부(820)가 출력한 제2 스위칭 신호에 따라 제2 교류전원선(AC2)과 차폐판 연결용 노드(N1)의 연결을 제어할 수 있다.

공간전위 검출부(930)는 차폐판 연결용 노드(N1)에 연결되어, 차폐판(710)과 대지 사이의 형성되는 공간전위를 검출할 수 있다.

도 8에 도시된 전열기기 온도조절기(800)는 도 7에 도시된 전기장 자동절환회로(700)로 구현될 수 있다. 이러한 경우에는, 제어부(820)는 제어부(160)를 포함할 수 있다. 제1 전원 스위칭부(910)는 저항(R20), 제1포토커플러(PC1) 및 저항(R23)을 포함할 수 있고, 제2 전원 스위칭부(20)는 저항(R21), 제2포토커플러(PC2) 및 저항(R22)을 포함할 수 있으며, 공간전위 검출부(930)는 저항(R28), 콘덴서(CE1), 콘덴서(CE2), 다이오드(DE1), 콘덴서(CE3), 저항(R26), 콘덴서(CE4) 및 저항(R32)을 포함할 수 있다.

일부 실시예로, 도 1에 도시된 본체(100)는 도 8에 도시된 온도조절기(800)를 포함할 수 있다. 이러한 경에, 온도조절기(800)의 사용자 인터페이스부(830) 및 표시부(840)는 본체(100)에 포함되지 않을 수 있고, 도 2에 도시된 사용자 인터페이스부(240)가 사용자 인터페이스부(830)를 포함할 수 있고, 디스플레이부(230)가 표시부(840)를 포함할 수 있다.

일부 실시예로, 도 1에 도시된 본체(100)는 도 8에 도시된 전기장 자동조절부(810) 및 제어부(820)를 포함할 수 있고, 제1 조절기(20) 및 제2 조절기(30)는 도 8에 도시된 사용자 인터페이스부(830) 및 표시부(840)를 포함할 수 있다. 여기서, 사용자 인터페이스부(830)가 감지하는 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치는 사용자로부터 입력된 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 기능 조작 신호를 포함할 수 있다. 제어부(820)는 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 생성할 수 있고, 도 3에 도시된 통신부(180)가 상기 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 제1 조절기(20) 또는 제2 조절기(30)로 전송할 수 있다. 통신부(180)는 직류 공급 전압을 변화시켜 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 제1 조절기(20) 및 제2 조절기(30)로 전송할 수 있다. 전기장 자동 절환 표시 제어 신호는 전기장 자동 절환 작업이 진행 중임을 지시하는 신호, 상기 전기장 자동 절환 작업이 정상 종료됐음을 지시하는 신호, 상기 차폐판 연결용 노드와 상기 차폐판 사이가 비연결됐음을 지시하는 신호 및, 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호 중 하나를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 통신부(210)는 사용자 인터페이스부(240)가 입력받은 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 기능 조작 신호를 본체(100)로 전송할 수 있다. 여기서, 통신부(210)는 직류 공급 전압을 변화시켜 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 기능 조작 신호를 본체(100)로 전송할 수 있다.

또한 통신부(210)는 본체(100)로부터 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 수신하고, 수신한 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 제어부(200)로 출력할 수 있다. 제어부(200)는 통신부(210)가 출력한 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 기초로 디스플레이부(230)가 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 표시하도록 제어할 수 있다. 디스플레이(230)는 제어부(200)의 제어에 따라 전기장 자동 절환 표시 제어 신호가 지시하는 신호를 표시할 수 있다. 즉 디스플레이(230)는 제어부(200)의 제어에 따라 전기장 자동 절환 작업이 진행 중임을 지시하는 신호, 상기 전기장 자동 절환 작업이 정상 종료됐음을 지시하는 신호, 상기 차폐판 연결용 노드와 상기 차폐판 사이가 비연결됐음을 지시하는 신호, 및 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호 중 하나를 디스플레이할 수 있다.

도 10은 발명의 다른 실시예에 따른 전기장 자동 절환회로를 나타낸 회로도이다.

도 10을 참조하면, 전기장 자동조절부(110)는 제1 및 제2 교류전원선(AC1)(AC2)을 통해 상용교류전원을 공급받는 전열매트에서의 온도조절을 위한 온도조절기용 전기장 자동절환회로(700)를 포함할 수 있다.

전기장 자동절환회로(700)에서, 상용교류전원이 인가되는 제1 교류전원선(AC1)에 제1 저항(R23)과 제1 포토커플러(PC1)를 직렬로 연결하고 제2 교류전원선(AC2)에 제2 저항(R22)과 제2포토커플러(PC2)를 직렬로 연결되게 한다.

상기 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)간의 노드(N1)가 차폐판(710)에 직접 연결되게 구성한다.

상기 차폐판(710)에 직접 연결시킬 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)간의 노드(N1)에는 저항(R28), 콘덴서(CE1), 다이오드(DE1) 및 저항(R26)이 순차로 직렬 연결되어, 제어부(160) 측에 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위가 입력되게 한다. 여기서, 전기장 자동절환회로(700)는 일측이 다이오드(DE1) 및 저항(R26)과 연결되고 타측이 접지되는 콘덴서(CE3), 일측이 저항(R26)과 연결되고 타측이 접지되는 콘덴서(CE4), 및 일측이 저항(R26) 및 콘덴서(EC4)와 연결되고 타측이 접지되는 저항(R32)를 포함할 수 있다.

이때, 콘덴서(CE1)는 노이즈 성분을 제거하여 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위의 검출정보에 해당하는 교류성분의 신호만을 통과시키는 작용을 하고, 다이오드(DE1)는 공간전위의 교류성분신호를 정류하여, 회로 고압을 방지한다. 다이오드(DE1)를 통해 정류된 공간전위의 교류성분신호는 콘덴서(CE3)에 의해 평활되어, 저항(R26)을 거쳐 제어부(160)의 17번 포트로 입력된다. 저항(R32)은 인피던스 매칭을 수행하여 공간전위의 교류성분신호를 전압분할을 하며, 콘덴서(CE4)는 공간전위의 교류성분신호의 적분 출력함으로써 안정적인 신호처리 및 감도를 높여 제어부(160)측에 전달하는 작용을 한다.

단선용 도선(J21)은 일측이 노드(N1)에 연결되고 타측이 제1 포토커플러(PC1) 및 제2 포토커플러(PC2)와 연결된다. 단선용 도선(J21)이 절단되면, 제1 포토커플러(PC1) 및 제2 포토커플러(PC2)와 노드(N1) 간의 연결이 끊어지게 된다. 즉 단선용 도선(J21)이 절단되면, 노드(N1)과 제1 교류전원서(AC) 또는 제2 교류전원선(AC2) 사이가 단선된다.

스프링부재(S)는 케이스에 부착된 명판에 압착되게 배치되며, 일단은 상기 노드(N1)와 전기적으로 연결되고, 타단은 상기 명판에 도포된 도전성 잉크에 접촉되어 자기장을 차폐시킨다.

제어부(160)의 출력단은 출력1(2번 포트)과 출력2(3번 포트)로 분리되고 제1포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)의 각 스위칭소자를 제어할 수 있도록 연결된다. 여기서, 제어부(160)의 2번 포트 및 제1 포터커플러(PC1) 사이에는 저항(R20)이 직열 연결되고, 제어부(160)의 3번 포트 및 제2 포터커플러(PC2) 사이에는 저항(R21)이 직열 연결된다.

이때, 제어부(160)는 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위의 입력신호를 받아 입력된 공간전위의 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하여 읽어 들이고, 전위값을 비교한 판단결과를 가지고 제어부(160)에 기 설정된 동작상태조건으로 출력1과 출력2를 제어하여 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)의 스위칭소자를 온/오프(ON/OFF) 제어하도록 구성된다.

부연하면, 제어부(160)는 제1 및 제2 교류전원선(AC1)(AC2)을 통해 전원 인가되는 초기에만 차폐판(710)의 공간전위를 감지하도록 처리하여 차폐판(710)의 공간전위 감지에 따른 전기장 자동 절환(전자파 차폐)을 수행한 이후에는 더 이상 공간전위의 전기장 입력을 받아들이지 않도록 구성되게 하고, 입력된 공간전위에 대하여 핫전위상태와 콜드전위상태 및 중간전위상태를 판단할 기준값이 설정되며, 핫전위상태와 콜드전위상태 및 중간전위상태의 판단여부에 따라 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)의 ON/OFF를 제어하여 전기장을 자동 절환시키도록 구성되게 한다.

또한, 제어부(160)에서 전기장 자동 절환 전에는 전열매트의 열선의 작동을 중지시키고 자동 절환이 끝나면 열선이 작동되도록 구성하여 안정적이면서도 완벽하게 전기장 자동 절환을 수행할 수 있도록 구성되게 한다.

여기서, 차폐판(710)은 각종 차폐부재를 모두 포함하는 포괄의미로 사용된다 할 것이며 즉, 판의 형태만이 아닌 차폐선의 형태나 기타 차폐수단을 사용할 수 있음을 포함한다 할 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 전기장 자동 절환회로(700)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

열선을 갖는 전열매트에 접속된 온도조절기의 전원플러그를 전기콘센트에 삽입하게 되면, 온도조절기로 제1 및 제2 교류전원선(AC1)(AC2)을 통하여 교류입력전원이 인가된다. 이때, 교류전원선(AC1)(AC2)의 어느 하나에는 대지와 비교하여 AC 220(핫전위)이 형성되는 경우와 AC 0V(콜드전위)가 형성되는 경우 또는 AC 110V(중간전위)가 형성되는 경우가 발생되는데, 이하에서는 제1 교류전원선(AC1)에 형성되는 것으로 하여 설명하기로 한다.

상기한 각각의 경우에서 제어부(160)는 초기 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)를 모두 오프(OFF)상태로 하여 동작신호가 없는 상태에 있게 하며, 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위를 읽어 들이게 된다.

이때, 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)의 동작신호가 없게 한 상태에서 형성되는 차폐판(710)과 대지 사이의 공간전위는 저항(R28), 콘덴서(CE1) 및 다이오드(DE1) 및 저항(R26)을 경유하고 콘덴서(CE4)에 의해 적분되고, 저항(R32)에 의해 전압분할되어 제어부(160)로 입력되며, 상기한 입력경로를 통해 검출된 공간전위의 입력전위값을 안정적이면서도 정확하게 신호처리하여 전달할 수 있음은 물론 감도를 높일 수 있게 된다.

여기서, 교류입력전원이 온도조절기로 인가된 초기에, 즉 전기장 자동 절환 전에는 제어부(160)에서 전열매트의 열선의 작동을 중지시켜 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위의 안정된 검출 및 입력이 수행되게 한다.

제어부(160)에서는 차폐판(710)과 대지 사이에 형성된 공간전위의 아날로그값을 디지털값으로 변환하여 읽어 들이게 되며, 기 설정된 기준값과 감지된 공간전위의 입력전위값을 비교 및 판단하여 차폐판(710) 주변에 형성된 공간전위의 감지상태에 따라 출력1과 출력2를 통해 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)의 동작을 제어함으로써 차폐판(710)을 대지접지나 중성점 접지에 대응된 가상접지에 연결시켜 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하여 전자파를 차폐하게 된다.

이때, 제어부(160)에서 차폐판(710)과 대지 사이에 형성된 공간전위를 읽어 들여 판단한 결과, 콜드전위상태이면 제어부(160)는 출력2를 통해 제2 포토커플러(PC2)를 온(ON)시키게 되며 이에 의해 차폐판(710)은 제2 포토커플러(PC2)를 통하여 제2교류전원선(AC2)에 연결되고 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하게 된다. 또한, 핫전위상태이면 제어부(160)는 출력1을 통해 제1 포토커플러(PC1)를 ON시키게 되며 이에 의해 차폐판(710)은 제1 포토커플러(PC1)를 통하여 제1 교류전원선(AC1)에 연결되고 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하게 된다. 여기서, 전기장 자동절환회로(700)의 그라운드가 제2 포토커플러(PC2)측에 위치한 것으로 전제한다.

나아가, 중간전위상태이면, 단선용 도선(J21)이 단선된다. 또한, 제어부(160)는 추가동작을 중지할 수 있다. 즉 중간전위상태이면 제어부(160)는 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)를 OFF 상태 그대로 유지시킬 수 있다.

그리고 제어부(160)에서는 교류입력전원의 인가에 따른 자동 절환을 수행한 이후에는 자동 절환상태를 그대로 유지하고 더 이상 공간전위의 전기장 입력을 받아들이지 않도록 작용하며, 자동 절환이 끝나면 전열매트의 열선이 정상 작동되도록 작용한다.

따라서 본 특허의 온도조절기용 전기장 자동 절환회로는 차폐판(710)을 회로접지에 연결하는 방식을 사용하지 않고 제1 포토커플러(PC1)와 제2 포토커플러(PC2)간의 노드(N1)에 직접 연결함은 물론, 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위를 입력전위로 하여 전기장 자동 절환을 위한 스위칭을 수행하게 하되 저항(R28), 콘덴서(CE1), 다이오드(DE1), 저항(R26)을 통해 읽고 콘덴서(EC4)로 적분하여 감도를 높이고, 저압(R32)로 전압을 낮추어서 제어부(160)측에 입력신호를 제공함으로서, 어떠한 경우에도 전자파를 완벽하게 차폐할 수 있게 된다. 또한 중간전위상태이면 제어부(160)는 추가동작을 중지하며, 단선용 도선(J21)이 절단되어 전자파를 다른 방법으로 완벽하게 차폐하도록 유도할 수 있다.

도 7은 노드(N1)와 차폐판(710) 사이가 차폐판 연결선(801)에 의해 연결을 전제로 하여 설명되었지만, 노드(N1)와 차폐판(710) 사이가 차폐판 연결선(801)에 의해 연결되지 않은 경우에는, 전기장 자동 전환이 되지 않는 문제점이 있다. 즉 전열기기를 설치하는 작업자가 차폐판 연결선(801)의 연결을 누락할 수 있고, 제대로 연결이 안됐거나, 사용 중에 연결이 빠지는 경우가 발생할 수 있다.

도 11는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열기기 온도조절기에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 전열기기 온도조절기(800)는, 전기장 자동조절부(810), 제어부(820), 사용자 인터페이스부(830), 표시부(840), 전원 공급부(850) 및 스프링부재(S)를 포함할 수 있다.

전기장 자동조절부(810)는 차폐판(710)과 연결되는 차폐판 연결용 노드(N1), 상용교류전원이 인가되는 제1 교류전원선(AC1) 및 제2 교류전원선(A2)에 연결되며, 차폐판 연결용 노드(N1)에 걸리는 전압을 검출하고, 전기장을 자동 절환하기 위해 제1 교류전원선(AC1) 또는 제2 교류전원선(A2)이 차폐판 연결용 노드(N1)와 연결되도록 제어할 수 있다.

제어부(820)는 상용교류전원이 초기 인가되면, 상기 검출된 전압을 기초로 상기 전기장 자동조절부를 제어하여 전기장 자동 절환 작업을 진행한다. 여기서, 제어부(820)는 상기 상용교류전원이 초기 인가된 경우에, 한번만 전기장 자동 절환 작업을 진행을 진행하고, 종료할 수 있다.

전기장 자동 절환 작업으로, 제어부(820)는 전기장 자동조절부(810)가 검출한 전압이 핫전위 연결 범위, 콜드전위 연결 범위, 핫전위 비연결 범위, 콜드전위 비연결 범위, 중간전위 연결 범위, 중간전위 비연결 범위 중 어느 범위에 해당하는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 콜드전위 연결 범위는 차폐판(710)과 차폐판 연결용 노드(N1)가 차폐판 연결선(801)에 의해 연결된 상태에서 상용교류전원의 그라운드가 온도조절기 회로의 그라운드에 연결되는 콜드전위상태에 해당하는 전압의 범위를 의미한다. 핫전위 연결 범위는 차폐판(710)과 차폐판 연결용 노드(N1)가 차폐판 연결선(801)에 의해 연결된 상태에서 상용교류전원의 그라운드가 온조조절기 회로의 그라운드에 연결되지 않은 핫전위상태에 해당하는 전압의 범위를 의미한다. 콜드전위 비연결 범위는 차폐판(710)과 차폐판 연결용 노드(N1)가 연결되지 않은 상태에서 상용교류전원의 그라운드가 온도조절기 회로의 그라운드에 연결되는 콜드전위상태에 해당하는 전압의 범위를 의미한다. 핫전위 비연결 범위는 차폐판(710)과 차폐판 연결용 노드(N1)가 연결되지 않은 상태에서 상용교류전원의 그라운드가 온도조절기 회로의 그라운드에 연결되지 않는 핫전위상태에 해당하는 전압의 범위를 의미한다. 중간전위 연결 범위는 차폐판(710)과 차폐판 연결용 노드(N1)가 차폐판 연결선(801)에 의해 연결된 상태에서 상용교류전원이 중간전위(예를 들어, AC 110V)로 전송되는 중간전위 상태에서의 전압의 범위를 의미한다. 중간전위 비연결 범위는 차폐판(710)과 차폐판 연결용 노드(N1)가 연결되지 않은 상태에서 상용교류전원이 중간전위로 전송되는 중간전위 상태에서의 전압의 범위를 의미한다.

제어부(820)는 전기장 자동조절부(810)가 검출한 전압이 어느 범위에 해당하는지 여부를 확인을 한 후에, 상기 전압이 핫전위 연결 범위에 해당하면, 제1 교류전원선(AC1)이 차폐판 연결용 노드(N1)와 연결되게 하는 제1 스위칭 신호를 전기장 자동조절부(810)로 출력하고, 상기 전압이 콜드전위 연결 범위에 속하면, 제2 교류전원선(AC2)이 차폐판 연결용 노드(N1)와 연결되게 하는 제2 스위칭 신호를 전기장 자동조절부(810)로 출력하고, 전기장 자동 절환 작업을 종료할 수 있다. 제어부(820)는 상기 전압이 핫전위 비연결 범위, 상기 콜드전위 비연결 범위, 상기 중간전위 연결 범위, 및 상기 중간전위 비연결 범위 중 어느 하나에 해당하는 경우에는, 스위칭 신호 출력 없이 전기장 자동 절환 작업을 종료할 수 있다.

일부 실시예로, 제어부(820)는, 전기장 자동조절부(810)가 검출한 전압이 어느 범위에 행하는지 여부를 확인을 한 후에, 상기 확인 결과를 플래그에 기록할 수 있다.

제어부(820)는 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치에 응답하여, 상기 사용자 조치의 감지 시점이 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 전인 경우에는, 전기장 자동 절환 작업이 진행 중임을 지시하는 신호가 표시되도록 제어할 수 있다. 여기서, 일부 실시예로, 제어부(820)는 플래그에 기록된 값을 기초로 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 전인지 여부를 확인할 수 있다. 일부 실시예로, 제어부(820)는 현재 전기장 자동 절환 작업의 진행 절차를 확인하여 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 전인지 여부를 확인할 수 있다.

제어부(820)는 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치에 응답하여, 상기 사용자 조치의 감지 시점이 상기 전기장 자동 절환 작업의 종료 후인 경우에는, 상기 전압이 상기 핫전위 연결 범위 또는 상기 콜드전위 연결 범위에 해당하면, 상기 전기장 자동 절환 작업이 정상 종료됐음을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하고, 상기 전압이 상기 핫전위 비연결 범위 또는 상기 콜드전위 비연결 범위에 해당하면, 차폐판 연결용 노드(N1)와 차폐판(710) 사이가 비연결됐음을 지시하는 신호가 표시되도록 제어하며, 상기 전압이 상기 중간전위 연결 범위 또는 상기 중간전위 비연결 범위에 해당하면, 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호가 표시되도록 제어할 수 있다. 일부 실시예로, 제어부(820)는 플래그에 기록된 값을 기초로 상기 전압이 상기 핫전위 연결 범위, 상기 콜드전위 연결 범위, 상기 핫전위 비연결 범위, 상기 콜드전위 비연결 범위, 상기 중간전위 연결 범위, 상기 중간전위 비연결 범위 중 어느 범위에 속하는지 여부를 확인할 수 있다. 일부 실시예로, 제어부(820)는 전기자 자동조절부(810)가 검출한 전압을 기초로 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 확인하고, 상기 확인 결과를 기초로 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행상태가 표시되도록 표시부(840)를 제어할 수 있다.

사용자 인터페이스부(830)는 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치를 감지하고, 감지 결과를 제어부(820)로 출력한다. 여기서 사용자 조치는 단말기 또는 리모컨의 물리적인 버튼의 선택, 터치스크린 디스플레이면상의 소정의 터치 제스처의 실시 또는 소프트 버튼의 선택 및 촬상 장치로 촬영된 영상으로부터 인식되는 소정의 공간 제스처의 실시 및 음성 감지부가 수신한 음성에 대한 음성 인식에 의해 인식되는 소정의 발성의 실시를 포함할 수 있다. 또한 사용자 조치는, 도 2에 도시된 사용자 인터페이스부(240)의 복수의 스위치 중 하나를 눌러 입력되는 기능 조작 신호일 수 있다.

표시부(840)는 제어부(820)의 제어에 따라 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 표시한다. 표시부(840)는 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치의 감지 시점이 전기장 자동 절환 작업의 종료 전인 경우에는, 전기장 자동 절환 작업이 진행 중임을 지시하는 신호를 할 수 있다. 표시부(840)는 사용자 조치의 감지 시점이 전기장 자동 절환 작업의 종료 후인 경우에는, 전기자 자동 조절부(810)가 검출한 전압이 핫전위 연결 범위 또는 콜드전위 연결 범위에 해당하면, 전기장 자동 절환 작업이 정상 종료됐음을 지시하는 신호를 표시하고, 상기 전압이 핫전위 비연결 범위 또는 콜드전위 비연결 범위에 해당하면, 차폐판 연결용 노드(N1)와 차폐판(710) 사이가 비연결됐음을 지시하는 신호를 표시할 수 있다. 또한 표시부(840)는 상기 전압이 상기 중간전위 연결 범위 또는 상기 중간전위 비연결 범위에 해당하면, 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호를 표시할 수 있다. 표시부(840)는 상기 신호들을 특정 숫자로 표시할 수 있고, 불빛의 깜박거림으로 표시할 수 있으며, 문장으로 표시할 수 있으며, 소리로 표시할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 전기장 자동조절부에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.

도 12를 참조하면, 전기장 자동조절부(810)는 제1 전원 스위칭부(910), 제2 전원 스위칭부(920), 공간전위 검출부(930) 및 단선용 도선(J21)를 포함할 수 있다.

제1 전원 스위칭부(910)는 제1 교류전원선(AC1) 및 차폐판 연결용 노드(N1)에 연결되어, 제어부(820)가 출력한 제1 스위칭 신호에 따라 제1 교류전원선(AC1)과 차폐판 연결용 노드(N1)의 연결을 제어할 수 있다.

제2 전원 스위칭부(920)는 제2 교류전원선(AC2) 및 차폐판 연결용 노드(N1)에 연결되어, 제어부(820)가 출력한 제2 스위칭 신호에 따라 제2 교류전원선(AC2)과 차폐판 연결용 노드(N1)의 연결을 제어할 수 있다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열기기 온도조절기의 기판을 촬영한 사진을 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 단선용 도선(J21)은 일측이 차폐판 연결용 노드(N1)에 연결되고 타측이 제1 전원 스위칭부(910) 및 제2전원 스위칭부(920)에 연결되어, 차폐판 연결용 노드(N1)와 제1 교류전원선(AC1) 또는 제2 교류전원선(AC2) 사이를 단선시킬 수 있다. 단선용 도선(J21)이 절단되면, 제1 전원 스위칭부(910) 및 제2 전원 스위칭부(920)와 노드(N1) 간의 연결이 끊기게 되며, 이에 따라, 노드(N1)와 제1 교류전원선(AC1) 또는 제2 교류전원선(AC2)은 단선된다.

상용교류전원이 중간전위인 경우에는, 단선용 도선(J21)이 절단되어 전자파는 전원 공급부(850)에 의해 완벽하게 차폐될 수 있다.

공간전위 검출부(930)는 차폐판 연결용 노드(N1)에 연결되어, 차폐판(710)과 대지 사이의 형성되는 공간전위를 검출할 수 있다.

전원 공급부(850)는 상용교류전원을 제1 교류전원선(AC1) 및 제2 교류전원선(AC2)에 공급하며, 상기 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에는, 전자파를 차단할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로를 나타낸 회로도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 전원 공급 장치(1450)는, 상용교류전원을 인가받아 제1 교류전원선(AC1)으로 공급하기 위한 제1 전원단자(851), 상용교류전원을 인가받아 제2 교류전원선(AC2)으로 공급하기 위한 제2 전원단자(853), 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에, 차폐판(710)과 연결되기 위한 중성접지단자(855), 및 제1 전원단자(851), 제2 전원단자(853) 및 중성접지단자(855)와 연결되고, 상용교류전원이 중간전위에 해당하는 경우에는, 전자파를 차단하는 전자파 차단부(857)를 포함할 수 있다. 전원 공급부(850)는 접속단자(J1)를 더 포함할 수 있다. 접속단자(J1)는 제1 접속단자(1) 및 제2 접속단자(2)를 포함할 수 있다.

전원 공급부(850)는 전원 공급 장치(1450)로 구현될 수 있고, 전원 공급 장치(1450)는 전원 공급부(850)의 기능 및 작용을 할 수 있다.

상용교류전원이 중간전위인 경우에는, 작업자에 의해 단선용 도선(J21)이 절단됨으로써 차폐판(710)과 전기장 자동조절부(810)과의 연결은 끊기고, 이에 따라 전기장 자동조절부(810)의 동작은 자동절환에 영향을 미치지 않게 되며, 작업자에 의해 차폐판(710)과 중성접지단자(855)가 연결되게 되면, 전원 공급부(850)가 전자파를 차폐하게 된다.

전자파 차단부(857)는 일측은 제1 전원단자(851)에 연결된 제1 저항(R1), 일측은 제1 저항(R1)에 연결되고 타측은 제2 전원단자(853)에 연결된 제2 저항(R2), 일측 제1 전원단자(851)에 연결되고 타측은 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)에 연결된 제1 콘덴서(C1), 일측은 제1 콘덴서(C1)와 연결되고 타측은 제2 전원단자(853)와 연결된 제2 콘덴서(C2), 애노드는 제1 콘덴서(C1) 및 제2 콘덴서(C2)와 연결되고 캐소드는 중성접지단자(855)와 연결된 제1 다이오드(D1), 및 애로드는 제1 다이오드(D1)의 캐소드 및 중성접지단자(855)와 연결되고 캐소드는 제1 다이오드(D1)의 애노드와 연결된 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다. 여기서 제1 저항(R1), 제1 콘덴서(C1) 및 제1 전원단자(851)은 제1 접속단자와 직접 연결되고, 제2 저항(R2), 제 콘덴서(C2) 및 제2 전원단자(853)은 제2 접속단자와 직접 연결될 수 있다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열기기 온도조절기의 케이스를 촬영한 사진을 도시한 도면이고, 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열기기 온도조절기의 케이스 내부를 촬영한 사진을 도시한 도면이며, 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열기기 온도조절기의 명판의 뒷면을 촬영한 사진을 도시한 도면이다.

도 15 내지 도 17을 참조하면, 스프링부재(S)는 케이스(1500)에 부착된 명판(1510)에 압착되게 배치되며, 일단은 차폐판 연결용 노드(N1)와 전기적으로 연결되고, 타단은 명판(1510)에 도포된 도전성 잉크에 접촉되어 자기장을 차단시킬 수 있다.

케이스(1500)는 스프링부재(S)가 관통하기 위한 관통홀(1501)을 포함할 수 있다.

명판(1510)은 뒷면(1511)에 도전성 잉크(1520)가 도포되고, 도전성 잉크(1520) 상부에 접착제(1530)가 도포될 수 있다. 접착제(1530)는 명판(1510)을 케이스(1500)에 접착시키는 기능 및 작용을 할 수 있다. 명판(1510)은 뒷면(1511)에는 도전성 잉크홈(1513)이 형성될 수 있다. 도전성 잉크홈(1513)은 접착제가 도포되지 않은 영역을 의미한다.

스프링부재(S)는 도 13에 도시된 스프링부재(SPRING)일 수 있고, 도 13에 도시된 기판은 케이스(1500) 내부의 공간부에 배치될 수 있다. 스프링부재(SPRING)은 케이스(1500)의 관통홀(1501)을 관통하여, 명판(1510)의 뒤면(1511)에 위치한 도전성 잉크홈(1513)에 전기적으로 접촉될 수 있다.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전열기기 온도조절기를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.

도 18과 같이, 전기장 자동조절부(810) 및 전원 공급부(850)는 물리적으로 서로 독립되게 다른 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board) 상에 형성될 수 있고, 전기장 자동조절부(810) 및 전원 공급부(850)은 서로 전선으로 연결된 수 있다.

도 18에서, 전원 공급부(850)에는 전기 플러그가 연결되기 위한 전속단자대가 형성되어 있다. 상기 전속단자대는 도 14에 도시된 접속 단자(J1)의 해당하는 단자를 포함할 수 있다.

도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기장 자동 절환회로를 나타낸 회로도이다.

도 19를 참조하면, 전기장 자동조절부(110)는 제1 및 제2 교류전원선(AC1)(AC2)을 통해 상용교류전원을 공급받는 전열매트에서의 온도조절을 위한 온도조절기용 전기장 자동절환회로(1900)를 포함할 수 있다.

전기장 자동절환회로(1900)에서, 상용교류전원이 인가되는 제1 교류전원선(AC1)에 제1 콘덴서(C6)와 제1 포토커플러(PC2)를 직렬로 연결하고 제2 교류전원선(AC2)에 제2 콘덴서(C7)와 제2포토커플러(PC3)를 직렬로 연결되게 한다. 제1 콘덴서(C6) 및 제2 콘덴서(C7)은 전기장 자동절환회로(1900)는 가상접지점의 연결로 인한 합선을 방지하고, 전자파 발생을 억제할 수 있다.

상기 제1 포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)간의 노드(N1)가 차폐판(710)에 직접 연결되게 구성한다.

상기 차폐판(710)에 직접 연결시킬 제1 포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)간의 노드(N1)에는 저항(R28), 콘덴서(CE2), 다이오드(DE1) 및 저항(R26)이 순차로 직렬 연결되어, 제어부(160) 측에 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위가 입력되게 한다. 여기서, 전기장 자동절환회로(1900)는 일측이 다이오드(DE1) 및 저항(R26)과 연결되고 타측이 접지되는 콘덴서(CE3), 일측이 저항(R26)과 연결되고 타측이 접지되는 콘덴서(CE4), 및 일측이 저항(R26) 및 콘덴서(EC4)와 연결되고 타측이 접지되는 저항(R24)를 포함할 수 있다.

이때, 콘덴서(CE2)는 노이즈 성분을 제거하여 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위의 검출정보에 해당하는 교류성분의 신호만을 통과시키는 작용을 하고, 다이오드(DE1)는 공간전위의 교류성분신호를 정류하여, 회로 고압을 방지한다. 다이오드(DE1)를 통해 정류된 공간전위의 교류성분신호는 콘덴서(CE3)에 의해 평활되어, 저항(R26)을 거쳐 제어부(160)의 17번 포트(전기장 검사)로 입력된다. 저항(R24)은 인피던스 매칭을 수행하여 공간전위의 교류성분신호를 전압분할을 하며, 콘덴서(CE4)는 공간전위의 교류성분신호의 적분 출력함으로써 안정적인 신호처리 및 감도를 높여 제어부(160)측에 전달하는 작용을 한다.

제어부(160)의 출력단은 출력1(2번 포트)과 출력2(3번 포트)로 분리되고 제1포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)의 각 스위칭소자를 제어할 수 있도록 연결된다. 여기서, 제어부(160)의 2번 포트(전기장 H) 및 제1 포터커플러(PC2) 사이에는 저항(R20)이 직열 연결되고, 제어부(160)의 3번 포트(전기장 L) 및 제2 포터커플러(PC3) 사이에는 저항(R21)이 직열 연결된다. 일부 실시예로, 도 19에 도시된 전기장 자동절환회로(1900)에는 도 10에 도시된 단선용 도선(J21)이 더 구비될 수 있고, 스프링부재(S)를 더 포함할 수 있다.

이때, 제어부(160)는 사전에 설정된 기간 동안 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위의 입력신호를 받아 입력된 공간전위의 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하여 읽어 들이고, 사전에 설정된 기간 동안 읽어 드린 디지털 값들을 적산하여 적산값을 산출하고, 상기 산출된 적산값을 비교한 판단결과를 가지고 제어부(160)에 기 설정된 동작상태조건으로 출력1과 출력2를 제어하여 제1 포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)의 스위칭소자를 온/오프(ON/OFF) 제어하도록 구성된다. 여기서, 상기 사전에 설정된 기간은 1초 내지 4초일 수 있다.

일부 실시예로, 제어부(160)는 읽어 들인 복수의 디지털 값을 기초로 기준 전압을 산출하고, 상기 산출한 기준 전압을 기초로 상기 사전에 설정된 기간 동안 읽어 들인 디지털 값 중 적산할 것을 선택하며, 상기 선택된 디지털 값을 적산하여 상기 적산값을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 디지털 값은 연속적으로 읽어 드린 디지털 값이며, 2개 내지 10개의 디지털 값일 수 있다. 일부 실시예로, 제어부(820)는 기준 전압 보다 큰 디지털 값을 적산할 대상으로 산출할 수 있고, 일부 실시예로, 상기 기준 전압과의 차이값이 기준 전압의 X배 이내인 디지털 값을 적산할 대상으로 산출할 수 있다. X배는 0.05 내지 0.3일 수 있다.

부연하면, 제어부(160)는 제1 및 제2 교류전원선(AC1)(AC2)을 통해 전원 인가되는 초기에만 차폐판(710)의 공간전위를 감지하도록 처리하여 차폐판(710)의 공간전위 감지에 따른 전기장 자동 절환(전자파 차폐)을 수행한 이후에는 더 이상 공간전위의 전기장 입력을 받아들이지 않도록 구성되게 하고, 입력된 공간전위에 대하여 핫전위상태와 콜드전위상태 및 중간전위상태를 판단할 적산값이 설정되며, 핫전위상태와 콜드전위상태 및 중간전위상태의 판단여부에 따라 제1 포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)의 ON/OFF를 제어하여 전기장을 자동 절환시키도록 구성되게 한다.

또한, 제어부(160)에서 전기장 자동 절환 전에는 전열매트의 열선의 작동을 중지시키고 자동 절환이 끝나면 열선이 작동되도록 구성하여 안정적이면서도 완벽하게 전기장 자동 절환을 수행할 수 있도록 구성되게 한다.

여기서, 차폐판(710)은 각종 차폐부재를 모두 포함하는 포괄의미로 사용된다 할 것이며 즉, 판의 형태만이 아닌 차폐선의 형태나 기타 차폐수단을 사용할 수 있음을 포함한다 할 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 전기장 자동 절환회로(1900)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

열선을 갖는 전열매트에 접속된 온도조절기의 전원플러그를 전기콘센트에 삽입하게 되면, 온도조절기로 제1 및 제2 교류전원선(AC1)(AC2)을 통하여 교류입력전원이 인가된다. 이때, 교류전원선(AC1)(AC2)의 어느 하나에는 대지와 비교하여 AC 220(핫전위)이 형성되는 경우와 AC 0V(콜드전위)가 형성되는 경우 또는 AC 110V(중간전위)가 형성되는 경우가 발생되는데, 이하에서는 제1 교류전원선(AC1)에 형성되는 것으로 하여 설명하기로 한다.

상기한 각각의 경우에서 제어부(160)는 초기 제1 포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)를 모두 오프(OFF)상태로 하여 동작신호가 없는 상태에 있게 하며, 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위를 읽어 들이게 된다.

이때, 제1 포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)의 동작신호가 없게 한 상태에서 형성되는 차폐판(710)과 대지 사이의 공간전위는 저항(R28), 콘덴서(CE2) 및 다이오드(DE1) 및 저항(R26)을 경유하고 콘덴서(CE4)에 의해 적분되고, 저항(R24)에 의해 전압분할되어 제어부(160)로 입력되며, 상기한 입력경로를 통해 검출된 공간전위의 입력전위값을 안정적이면서도 정확하게 신호처리하여 전달할 수 있음은 물론 감도를 높일 수 있게 된다.

여기서, 교류입력전원이 온도조절기로 인가된 초기에, 즉 전기장 자동 절환 전에는 제어부(160)에서 전열매트의 열선의 작동을 중지시켜 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위의 안정된 검출 및 입력이 수행되게 한다.

제어부(160)에서는 차폐판(710)과 대지 사이에 형성된 공간전위의 아날로그값을 디지털값으로 변환하여 읽어 들이게 되며, 기 설정된 기준값과 감지된 공간전위의 전산값을 비교 및 판단하여 차폐판(710) 주변에 형성된 공간전위의 감지상태에 따라 출력1과 출력2를 통해 제1 포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)의 동작을 제어함으로써 차폐판(710)을 대지접지나 중성점 접지에 대응된 가상접지에 연결시켜 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하여 전자파를 차폐하게 된다. 여기서, 제어부(820)는 상기 적산값이 핫전위 연결 범위, 콜드전위 연결 범위, 핫전위 비연결 범위, 콜드전위 비연결 범위, 중간전위 연결 범위, 중간전위 비연결 범위 중 어느 범위에 해당하는지 여부를 확인하여, 차폐판(710) 주변에 형성된 공간전위의 감지상태에 따라 출력1과 출력2를 통해 제1 포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)의 동작을 제어함으로써 차폐판(710)을 대지접지나 중성점 접지에 대응된 가상접지에 연결시켜 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하여 전자파를 차폐하게 된다.

이때, 제어부(160)에서 차폐판(710)과 대지 사이에 형성된 공간전위를 읽어 들여 판단한 결과, 사용교류전의 전위상태가 콜드전위상태이면 제어부(160)는 출력2를 통해 제2 포토커플러(PC3)를 온(ON)시키게 되며 이에 의해 차폐판(710)은 제2 포토커플러(PC3)를 통하여 제2교류전원선(AC2)에 연결되고 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하게 된다. 또한, 사용교류전의 전위상태가 핫전위상태이면 제어부(160)는 출력1을 통해 제1 포토커플러(PC2)를 ON시키게 되며 이에 의해 차폐판(710)은 제1 포토커플러(PC2)를 통하여 제1 교류전원선(AC1)에 연결되고 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하게 된다. 여기서, 전기장 자동절환회로(1900)의 그라운드가 제2 포토커플러(PC3)측에 위치한 것으로 전제한다.

나아가, 사용교류전의 전위상태가 중간전위상태이면 제어부(160)는 출력1과 출력2를 통해 제1 포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)를 모두 ON시키게 되며 이에 의해 차폐판(710)은 제1 포토커플러(PC2)를 통하여 제1 교류전원선(AC1)에 연결되고 제2 포토커플러(PC3)를 통하여 제2 교류전원선(AC2)에 연결되어 가상중성점으로 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하게 된다. 추가로, 제어부(160) 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호가 표시되도록 표시부(840)을 제어할 수 있다.

일부 실시예로, 상용교류전의 전위상태가 중간전위상태이면 제어부(160)는 추가동작을 중지할 수 있다. 즉 중간전위상태이면 제어부(160)는 제1 포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)를 OFF 상태 그대로 유지시킬 수 있다. 추가로, 제어부(160) 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호가 표시되도록 표시부(840)을 제어할 수 있다. 제어부(160)는 중성 전기장 자동 절환을 요청하는 사용자 조치에 응답하여 출력1과 출력2를 통해 제1 포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)를 모두 ON시키게 되며 이에 의해 차폐판(710)은 제1 포토커플러(PC2)를 통하여 제1 교류전원선(AC1)에 연결되고 제2 포토커플러(PC3)를 통하여 제2 교류전원선(AC2)에 연결되어 가상중성점으로 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하게 된다. 사용자 인터페이부(830)는 상기 중성 전기장 자동 절환을 요청하는 사용자 조치를 감지하고, 제어부(160)로 출력할 수 있다. 사용자는 중성 전기장 자동 절환을 요청하는 대신에, 단선용 도선(J21)을 절단하고, 전원 공급부(850)의 중성접지단자(855)와 차폐판(710)을 연결하여, 전원 공급부(850)을 통해 전열매트의 열선에서 발생되는 전기장을 흡수하게 된다.

그리고 제어부(160)에서는 교류입력전원의 인가에 따른 자동 절환을 수행한 이후에는 자동 절환상태를 그대로 유지하고 더 이상 공간전위의 전기장 입력을 받아들이지 않도록 작용하며, 자동 절환이 끝나면 전열매트의 열선이 정상 작동되도록 작용한다.

따라서 본 특허의 온도조절기용 전기장 자동 절환회로는 차폐판(710)을 회로접지에 연결하는 방식을 사용하지 않고 제1 포토커플러(PC2)와 제2 포토커플러(PC3)간의 노드(N1)에 직접 연결함은 물론, 차폐판(710)과 대지 사이에 형성되는 공간전위를 입력전위로 하여 전기장 자동 절환을 위한 스위칭을 수행하게 하되 저항(R28), 콘덴서(CE2), 다이오드(DE1), 저항(R26)을 통해 읽고 콘덴서(EC4)로 적분하여 감도를 높이고, 저압(R24)로 전압을 낮추어서 제어부(160)측에 입력신호를 제공함으로서, 어떠한 경우에도 전자파를 완벽하게 차폐할 수 있게 된다.

노드(N1)와 차폐판(710) 사이가 차폐판 연결선(801)에 의해 연결되지 않은 경우에는, 전기장 자동 전환이 되지 않는 문제점이 있다. 즉 전열기기를 설치하는 작업자가 차폐판 연결선(801)의 연결을 누락할 수 있고, 제대로 연결이 안됐거나, 사용 중에 연결이 빠지는 경우가 발생할 수 있다. 제어부(160)는 적산값이 핫전위 연결 범위, 콜드전위 연결 범위, 핫전위 비연결 범위, 콜드전위 비연결 범위, 중간전위 연결 범위, 중간전위 비연결 범위 중 어느 범위에 해당하는지 여부를 확인함으로써, 노드(N1)와 차폐판(710) 사이가 차폐판 연결선(801)이 연결되지 않은 경우에도, 정상으로 동작하고, 이를 사용자에게 표시부(840)을 통해 통지할 수 있다.

일부 실시예로, 전기장 자동조절부(810) 및 전원 공급부(850)는 하나의 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board) 상에 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 제1 교류전원선(AC1) 및 제2 교류전원선(AC2)은 인쇄 회로일 수 있다. 즉, 제1 교류전원선(AC1) 및 제2 교류전원선(AC2)은 기판 상의 전도성 금속의 띠로 구현될 수 있다.

도 11에 도시된 전열기기 온도조절기(800)는 도 10에 도시된 전기장 자동절환회로(700)로 구현될 수 있다. 이러한 경우에는, 제어부(820)는 제어부(160)를 포함할 수 있다. 제1 전원 스위칭부(910)는 저항(R20), 제1포토커플러(PC1) 및 저항(R23)을 포함할 수 있고, 제2 전원 스위칭부(20)는 저항(R21), 제2포토커플러(PC2) 및 저항(R22)을 포함할 수 있으며, 공간전위 검출부(930)는 저항(R28), 콘덴서(CE1), 콘덴서(CE2), 다이오드(DE1), 콘덴서(CE3), 저항(R26), 콘덴서(CE4) 및 저항(R32)을 포함할 수 있다. 단선용 도선(J21)은 도 10에 도시된 단선용 도선(J21)일 수 있고, 스프링부재(S)는 도 10에 도시된 스프링부재(S)일 수 있다.

도 11에 도시된 전열기기 온도조절기(800)는 도 19에 도시된 전기장 자동절환회로(1900)로 구현될 수 있다. 이러한 경우에는, 제어부(820)는 제어부(160)를 포함할 수 있다. 제1 전원 스위칭부(910)는 저항(R20), 제1포토커플러(PC2) 및 제1 콘덴서(C6)을 포함할 수 있고, 제2 전원 스위칭부(920)는 저항(R21), 제2포토커플러(PC3) 및 제2 콘덴서(C7)을 포함할 수 있으며, 공간전위 검출부(930)는 저항(R28), 콘덴서(CE2), 다이오드(DE2), 다이오드(DE1), 콘덴서(CE3), 저항(R26), 콘덴서(CE4) 및 저항(R24)을 포함할 수 있다. 단선용 도선(J21)은 전기장 자동절환회로(1900) 더 구비하는 도 10에 도시된 단선용 도선(J21)일 수 있고, 스프링부재(S)는 도 19에 도시된 스프링부재(S)일 수 있다.

일부 실시예로, 도 1에 도시된 본체(100)는 도 11에 도시된 온도조절기(800)를 포함할 수 있다. 이러한 경에, 온도조절기(800)의 사용자 인터페이스부(830) 및 표시부(840)는 본체(100)에 포함되지 않을 수 있고, 도 2에 도시된 사용자 인터페이스부(240)가 사용자 인터페이스부(830)를 포함할 수 있고, 디스플레이부(230)가 표시부(840)를 포함할 수 있다.

일부 실시예로, 도 1에 도시된 본체(100)는 도 11에 도시된 전기장 자동조절부(810) 및 제어부(820)를 포함할 수 있고, 제1 조절기(20) 및 제2 조절기(30)는 도 11에 도시된 사용자 인터페이스부(830) 및 표시부(840)를 포함할 수 있다. 여기서, 사용자 인터페이스부(830)가 감지하는 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 사용자 조치는 사용자로부터 입력된 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 기능 조작 신호를 포함할 수 있다. 제어부(820)는 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 생성할 수 있고, 도 3에 도시된 통신부(180)가 상기 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 제1 조절기(20) 또는 제2 조절기(30)로 전송할 수 있다. 통신부(180)는 직류 공급 전압을 변화시켜 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 제1 조절기(20) 및 제2 조절기(30)로 전송할 수 있다. 전기장 자동 절환 표시 제어 신호는 전기장 자동 절환 작업이 진행 중임을 지시하는 신호, 상기 전기장 자동 절환 작업이 정상 종료됐음을 지시하는 신호, 상기 차폐판 연결용 노드와 상기 차폐판 사이가 비연결됐음을 지시하는 신호 및, 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호 중 하나를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 통신부(210)는 사용자 인터페이스부(240)가 입력받은 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 기능 조작 신호를 본체(100)로 전송할 수 있다. 여기서, 통신부(210)는 직류 공급 전압을 변화시켜 상기 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 요청하는 기능 조작 신호를 본체(100)로 전송할 수 있다.

또한 통신부(210)는 본체(100)로부터 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 수신하고, 수신한 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 제어부(200)로 출력할 수 있다. 제어부(200)는 통신부(210)가 출력한 전기장 자동 절환 표시 제어 신호를 기초로 디스플레이부(230)가 전기장 자동 절환 작업의 진행 상태를 표시하도록 제어할 수 있다. 디스플레이(230)는 제어부(200)의 제어에 따라 전기장 자동 절환 표시 제어 신호가 지시하는 신호를 표시할 수 있다. 즉 디스플레이(230)는 제어부(200)의 제어에 따라 전기장 자동 절환 작업이 진행 중임을 지시하는 신호, 상기 전기장 자동 절환 작업이 정상 종료됐음을 지시하는 신호, 상기 차폐판 연결용 노드와 상기 차폐판 사이가 비연결됐음을 지시하는 신호, 및 상기 상용교류전원의 전압이 중성 전압임을 지시하는 신호 중 하나를 디스플레이할 수 있다.

도 11의 전열기기 온도조절기(800)는 전기장 자동조절부(810)을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에는, 전열기기 온도조절기(800)는 차폐판(710)과 전원 공급부(850)의 중성접지단자(855)가 연결된 상태로 제조될 수 있고, 상용교류전원이 중간전위인 경우에 대한 전용으로 사용될 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
온도조절기 800 전기장 자동조절부 810
제어부 820 사용자 인터페이스부 830
표시부 840 전원 공급부 850
스프링부재 S

Claims (10)

1. 상용교류전원이 인가되는 제1 교류전원선과 차폐판 연결용 노드와의 연결을 제어하는 제1 포토커플러;
   상기 상용교류전원이 인가되는 제2 교류전원선과 상기 차폐판 연결용 노드와의 연결을 제어하는 제2 포토커플러;
   일단은 상기 차폐판 연결용 노드와 전기적으로 연결되어 자기장을 차단시키기 위한 스프링부재;
   상기 차폐판 연결용 노드에 걸리는 전압을 기초로 상기 상용교류전원의 전위상태를 확인하고, 상기 확인된 전위상태에 따라 상기 제1 포토커플러 및 상기 제2 포토커플러 중 적어도 하나로 전기장 제어 신호를 출력하는 제어부; 및
   케이스 상에 위치하는 도전성 잉크를 포함하고,
   상기 스프링부재는 타단이 상기 도전성 잉크에 접촉되어 자기장을 차단시키는 것을 특징으로 하는 전열기기 온도조절기.
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