KR102268684B1 - 전열기기 제어장치 - Google Patents

Abstract

전열기기 제어장치가 개시된다. 전열기기 제어장치는, 전열기기의 온도를 제어하기 위한 전열기기 제어장치에 있어서, 전열기기 내에 설치된 센서로부터 검출된 신호를 입력받게 연결되며, 센서가 정상상태인 경우에는, 입력된 신호를 기초로 온도를 산출하고, 산출된 온도 및 설정 온도를 기초로 전열기기의 열선으로 전원 공급을 제어하며, 센서가 고장상태인 경우에는, 설정 온도를 기초로 시간 제어 정보를 생성하고, 생성된 시간 제어 정보를 기초로 열선으로 전원 공급을 제어하는 제어부, 및 산출된 온도를 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.

Description

전열기기 제어장치{APPRATUS FOR CONTROLLING ELECTRIC HEATING DEVICE}

본 발명은 전열기기 제어장치에 관한 것으로, 전열기기의 온도를 제어하기 위한 전열기기 제어장치에 관한 것이다.

전열기기는 전기에너지를 열원으로 이용하여 온열을 발생시키는 전열제품으로서, 전열매트 및 전열침구 등이 있다. 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.

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.

온도조절기는 전열기기내에 설치된 센서로부터 신호를 입력받고 입력된 신호를 기초로 현재 온도를 산출하고, 산출된 현재 온도와 설정 온도를 기초로 전열기기의 온도를 제어한다. 여기서 센서는, 온도 센서 및 감열선일 수 있다. 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.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전열기기 내에 온도센서가 고장난 경우에도 전열기기를 작동시킬 수 있는 전열기기 제어장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 전열기기 내에 온도센서가 고장난 경우에, 이를 통지할 수 있는 전열기기 제어장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 전열기기 내에 온도센서가 고장난 경우에도 전열기기를 안전하게 작동시킬 수 있는 전열기기 제어장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 전열기기 내에 온도센서가 고장난 경우에도 전열기기를 실사용 환경 및 방식에 맞추어 맞춤형으로 안전하게 작동시킬 수 있는 전열기기 제어장치를 제공하는데 있다.

상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전열기기 제어장치는, 전열기기의 온도를 제어하기 위한 전열기기 제어장치에 있어서, 상기 전열기기 내에 설치된 센서로부터 검출된 신호를 입력 받게 연결되며, 상기 센서가 정상상태인 경우에는, 상기 입력된 신호를 기초로 온도를 산출하고, 상기 산출된 온도 및 설정 온도를 기초로 상기 전열기기의 열선으로 전원 공급을 제어하며, 상기 센서가 고장상태인 경우에는, 상기 설정 온도를 기초로 시간 제어 정보를 생성하고, 상기 생성된 시간 제어 정보를 기초로 상기 열선으로 전원 공급을 제어하는 제어부, 및 상기 산출된 온도를 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 신호가 입력되지 않는 경우에, 상기 센서가 고장상태인 것으로 확인할 수 있다.

상기 센서는, 감열선 또는 온도센서일 수 있다.

상기 설정 온도를 설정하는 사용자 명령을 입력 받기 위한 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.

상기 시간 제어 정보는, 가동 시간 정보 및 오프 기간 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 가동 시간 정보를 기초로 상기 전열기기의 열선에 전원 공급하는 공급시간 및 차단하는 차단시간을 조절할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 오프 기간 정보가 지시하는 시간 동안 상기 전열기기로의 전원 공급이 차단되도록 제어할 수 있다.

상기 열선은, 감열선 또는 실리콘 열선일 수 있다.

상기 제어부는, 상기 센서가 정상상태인 경우에, 학습 정보를 학습하고, 상기 센서가 고장상태인 경우에, 상기 학습된 학습 정보 및 상기 설정 온도를 기초로 상기 시간 제어 정보를 산출할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 설정 온도 별로 상기 학습 정보를 학습할 수 있다.

본 발명에 따른 전열기기 제어장치는, 상기 학습 정보를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 전열기기 제어장치에 따르면, 전열기기내에 온도센서가 고장난 경우에 온도값을 이용한 전열기기의 온도 제어를 중단하고 전력 공급 시간을 조절하여 전열기기의 온도를 조절함으로써, 전열기기 내에 온도센서가 고장난 경우에도 전열기기를 작동시킬 수 있고,

설정 온도를 이용하여 산출된 오프 기간 동안 전열기기로의 전원 공급을 차단시킴으로써, 전열기기의 국부가열 등을 방지하여 전열기기 내의 온도센서가 고장난 경우에도 전열기기를 안전하게 작동시킬 수 있으며,

전열기기 내에 온도센서가 고장난 경우에, 제어부가 이를 감지하고 통지할 수 있어, 사용자는 전열기기 내에 설치된 온도센서의 고장 여부를 신속하고 정확하게 알 수 있으며, 현재 전열기기는 온도센서가 고장난 상태에서 작동하고 있음을 인지할 수 있으며,

전열기기내의 온도센서가 정상상태로 가동 중에, 온도 제어 현황을 학습하여 학습 정보를 생성하고, 전열기기 내에 온도센서가 고장난 경우에 학습 정보를 이용하여 전열기기의 온도를 제어함으로써, 전열기기 내의 온도센서가 고장난 경우에도 전열기기를 실사용 환경 및 방식에 맞추어 맞춤형으로 안전하게 작동시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전열기기 제어장치에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전열기기 제어장치의 제로크로싱 검출부에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전열기기 제어장치의 연결 관계를 설명하기 위해 나타낸 회로의 구성도이다.

이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전열기기 제어장치에 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 전열기기 제어장치에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전열기기 제어장치(100)는 제로크로싱 검출부(110), 시스템 전원부(120), 열선 제어부(130), 열선온도 검출부(140), 전열기온도 검출부(150), 제어부(160), 사용자 인터페이스부(170), 디스플레이부(180) 및 저장부(190) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 전열기기는 전열매트 또는 전열침구를 포함할 수 있다.

전열기기 제어장치(100)는 열선(20)에 전원 공급을 제어하는 동작 모드로 정상 모드 및 고장 모드를 포함할 수 있다. 여기서, 고장 모드는 전열기기 내에 설치된 센서가 고장상태인 경우에 실행되는 동작 모드이고, 정상 모드는 정상 상태에서 실행되는 동작 모드이며, 초기에 정상 모드로 작동하고 상기 센서의 고장상태가 확인된 경우에 고장 모드로 동작할 수 있다. 열선(20)은 전열매트 또는 전열침구의 히터 열선일 수 있고, 전열매트 또는 전열침구의 전열판(10)에 배설될 수 있다. 또한 열선(20)은 감열선일 수 있고, 실리콘 열선일 수 있다.

일부 실시예로, 열선(20)이 실리콘 열선인 경우에는, 전열기기 제어장치(100)는 온도센서(30) 및 전열기온도 검출부(150)를 포함할 수 있다. 상기 실시예에서, 온도센서(30)가 고장상태인 경우에, 전열기기 제어장치(100)는 고장 모드로 동작할 수 있다. 여기서, 제어부(160)는 온도센서(30)로부터 검출된 신호가 입력되지 않는 경우 또는 상기 신호가 사전에 설정된 범위를 벗어난 경우에, 온도센서(30)가 고장상태인 것으로 확인할 수 있다.

일부 실시예로, 열선(20)이 감열선인 경우에는, 전열기기 제어장치(100)는 열선온도 검출부(140)를 포함할 수 있다. 상기 실시예에서, 감열선(20)이 고장상태인 경우에, 전열기기 제어장치(100)는 고장 모드로 동작할 수 있다. 여기서, 제어부(160)는 감열선(20)으로부터 검출된 신호가 입력되지 않는 경우 또는 상기 신호가 사전에 설정된 범위를 벗어난 경우에, 감열선(20)이 고장상태인 것으로 확인할 수 있다.

일부 실시예로, 열선(20)이 감열선인 경우에는, 전열기기 제어장치(100)는 열선온도 검출부(140), 온도센서(30) 및 전열기온도 검출부(150)를 포함할 수 있다. 상기 실시예에서, 감열선(20) 및 온도센서(30)가 모두 고장상태인 경우에, 전열기기 제어장치(100)는 고장 모드로 동작할 수 있다. 여기서, 제어부(160)는 감열선(20)으로부터 검출된 신호가 입력되지 않는 경우 또는 상기 신호가 사전에 설정된 범위를 벗어난 경우에, 상기 감열선(20)이 고장상태인 것으로 확인할 수 있고, 온도센서(30)로부터 검출된 신호가 입력되지 않는 경우 또는 상기 신호가 사전에 설정된 범위를 벗어난 경우에, 온도센서(30)가 고장상태인 것으로 확인할 수 있다.

제로크로싱 검출부(110)는 열선(20)에 교류전원(AC)을 공급하는 교류전원 입력단에 연결되어, 열선(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 전열기기 제어장치의 제로크로싱 검출부에 대한 바람직한 일실시예의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 제로크로싱 검출부(110)는 열선(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 열선(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), 디스플레이부(180) 및 저장부(190)가 작동될 수 있다.

열선 제어부(130)는 제어부(160)가 출력한 전원 공급 신호에 따라 열선(20)으로 교류전원(AC)의 공급을 제어할 수 있다. 열선 제어부(130)는 사이리스터(thyristor), 트라이악(triac) 및 포토커플러 중 적어도 하나를 포함할 있다.

열선온도 검출부(140)는 열선(20)의 온도를 지시하는 열선온도신호를 검출하고, 검출한 열선온도신호를 제어부(160)로 출력할 수 있다. 이때, 열선(20)은 감열선으로, 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 열선(20)이 배설된 전열판(10)에 인접되게 설치될 수 있고, 온도센서(30)가 감지한 온도는 전열판(10) 내의 온도일 수 있다. 온도센서(30)는 열선(20)의 온도감지효율을 높이기 위해 열가변저항기인 써미스터를 사용하는 것일 수 있다.

제어부(160)는 전열판(10) 내에 또는 인접되게 설치된 센서 로부터 검출된 신호를 입력받게 연결될 수 있고, 상기 센서가 정상상태인 경우에는, 전열기기 제어장치(100)가 정상 모드로 작동하도록 제어할 수 있고, 상기 센서가 고장상태인 경우에는, 고장 모드로 작동하도록 제어할 수 있다. 여기서 센서는 감열선(20) 및 온도센서(30) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 신호는 열선온도신호 및 전열기온도신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어부(160)는 전열기온도신호가 입력되지 않는 경우 또는 사전에 설정된 범위를 벗어난 경우에, 온도센서(30)가 고장상태인 것으로 확인할 수 있고, 열선온도신호가 입력되지 않는 경우 또는 사전에 설정된 범위를 벗어난 경우에, 감열선(20)이 고장상태인 것으로 확인할 수 있다.

정상 모드로 동작 중에 전열판(10) 내에 또는 인접되게 설치된 센서가 고장상태로 확인되면, 제어부(160)는 정상 모드에서 고장 모드로 자동을 전환되도록 제어할 수 있고, 동작 모드 설정값을 확인하고 확인 결과를 기초로 정상 모드에서 고장 모드로의 전환을 결정할 수 있다. 즉 동작 모드 설정값이 전환인 경우에는, 제어부(160)는 정상 모드에서 고장 모드로 전환되도록 하며, 디스플레이부(180)로 하여금 상기 센서가 고장 상태임을 표시하도록 제어하거나 동작 모드가 고장 모드임을 표시하도록 제어할 수 있다.

동작 모드 설정값이 비전환인 경우에는, 제어부(160)는 정상 모드에서 고장 모드로 전환을 하지 않고, 열선(20)으로의 전원 공급을 차단하고, 디스플레이부(180)로 하여금 상기 센서가 고장 상태임을 표시하도록 제어할 수 있다.

제어부(160)는 정상 모드에서 상기 신호를 기초로 온도를 산출하고, 상기 산출된 온도 및 설정 온도를 기초로 상기 전열기기내로 전원 공급을 제어할 수 있다. 이하에서, 정상 모드에서의 작동방식에 대해 설명한다.

일부 실시예로, 전열판(10) 내에 또는 인접되게 설치된 센서가 온도센서(30)인 경우에는, 제어부(160)는 전열기온도 검출부(150)가 출력한 전열기온도신호로부터 전열기온도를 산출하고, 산출한 전열기온도 및 설정 온도를 기초로 열선(20)에 전원 공급을 제어할 수 있다. 제어부(160)는 전열기온도 및 설정 온도를 기초로 열선(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 설정 온도의 차이값인 제어용 온도차값을 산출하고, 제어용 온도차값을 기초로 열선(20)에 전원 공급을 유지하는 공급시간 및 열선(20)에 전원 공급을 차단하는 차단시간을 설정할 수 있다. 여기서, 제어부(160)는 제어용 온도차값이 사전에 설정된 범위 내에서 증가할수록 상기 차단시간에 대한 상기 공급시간의 비율이 증가되도록 설정할 수 있다. 상기 사전에 설정된 범위는 일예로, 8도일 수 있고, 전열기온도가 설정 온도 보다 8도 이상 낮은 경우에는, 제어부(160)는 상기 공급시간을 가장 크게 하여 열선(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)는 1/60초 동안 열선(20)에 전원이 공급되도록 제어하고, 이후 2/60초 동안 열선(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)는 2/60초 동안 열선(20)에 전원이 공급되도록 제어하고, 이후 1/60초 동안 열선(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)는 열선(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

일부 실시예로, 전열판(10) 내에 설치된 센서가 감열선(20)인 경우에는, 제어부(160)는 열선온도 검출부(140)가 출력한 열선온도신호로부터 열선온도를 산출하고, 산출한 열선온도 및 설정 온도를 기초로 감열선(20)에 전원 공급을 제어할 수 있다. 제어부(160)는 열선온도 및 설정 온도를 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, 열선온도 및 설정 온도의 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 범위 내에서 증가할수록 상기 차단시간에 대한 상기 공급시간의 비율이 증가되도록 설정할 수 있다. 상기 사전에 설정된 범위는 일예로, 8도일 수 있고, 열선온도가 설정 온도 보다 8도 이상 낮은 경우에는, 제어부(160)는 상기 공급시간을 가장 크게 하여 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. 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. 상기 사전에 설정된 단위 시간은 입력되는 교류전원(AC)의 주파수로 결정될 수 있다.

일부 실시예에서, 제어부(160)는 정상 모드에서 학습 정보를 생성할 수 있다. 학습 정보는 설정 온도 별로 생성될 수 있다. 여기서 학습 정보는 가동 학습 정보 및 오프 학습 정보를 포함할 수 있다. 제어부(160)는 동일한 설정 온도에서 산출된 제어용 온도차값을 기초로 가동 학습 정보를 산출할 수 있고, 산출된 가동 학습 정보를 저장할 수 있다. 제어부(160)는 매 작동시마다 저장된 가동 학습 정보를 업데이트할 수 있다. 일예로, 가동 학습 정보는 산출된 제어용 온도차값의 평균값을 지시할 수 있다. 보다 바람직하게, 제어부(160)는 동일한 설정 온도에서 산출된 제어용 온도차값 및 해당 제어용 온도차값이 유지된 시간을 기초로 가동 학습 정보를 산출할 수 있고, 산출된 가동 학습 정보를 저장할 수 있다. 제어부(160)는 매 작동시마다 저장된 가동 학습 정보를 업데이트할 수 있다. 일예로, 가동 학습 정보는 산출된 제어용 온도차값에 해당 유지된 시간을 가중하여 산출한 가중 평균을 포함할 수 있고, 해당 가중 평균을 산출에 사용된 유지된 시간의 합을 더 포함할 수 있다.

제어부(160)는 동일한 설정 온도에서 사전에 설정된 범위내의 제어용 온도차값이 유지되는 시간범위를 기초로 오프 학습 정보를 산출할 수 있고, 산출된 오프 학습 정보를 저장할 수 있다. 제어부(160)는 매 작동시마다 저장된 오프 학습 정보를 업데이트할 수 있다. 일예로 상기 사전에 설정된 범위는 0 내지 5로 설정될 수 있고 이는 설정 온도 및 전열기온도(또는 열선온도)의 차이가 0 내지 5 범위 내에서 산출된 제어용 온도차값을 의미한다. 상기 제어용 온도차값이 유지되는 시간범위는 연속된 시간 범위를 의미하며, 오프 학습 정보는 상기 제어용 온도차값이 유지되는 시간범위를 지시할 수 있고, 매 작동시마다 평균값으로 보정될 수 있다.

이하에서, 고장 모드에서의 작동방식에 대해 설명한다.

고장 모드에서 제어부(160)는 설정 온도를 기초로 시간 제어 정보를 생성하고, 상기 생성된 시간 제어 정보를 기초로 상기 전열기기내로 전원 공급을 제어할 수 있다. 제어부(160)는 상기 시간 제어 정보를 기초로 열선(20)에 전원 공급을 제어하기 위한 전원 공급 신호를 생성할 수 있으며, 생성한 전원 공급 신호를 열선 제어부(130)로 출력할 수 있다. 여기서, 상기 시간 제어 정보는 가동 시간 정보 및 오프 기간 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일부 실시예로, 상기 설정 온도는 정상 모드에서와 동일한 것일 수 있고, 사용자에 의해 선택된 온도로 조절된 것일 수 있다. 일부 실시예로, 정상 모드에서 고장 모드로 전환시에 설정 온도를 정상 설정 온도로 저장하고 설정 온도를 사전에 설정된 고장 모드 설정 온도로 설정할 수 있다. 상기 고장 모드 설정 온도는 사람의 체온을 기준을 설정될 수 있고 국부과열 발생이 가능한 상황에서 전열매트 또는 전열침구가 과열이 발생되지 않는 온도로 설정될 수 있다. 고장 모드 설정 온도는 섭씨 30 내지 섭씨 50도의 범위 내에서 설정될 수 있고, 일예로, 섭씨 38도로 설정될 수 있다. 섭씨 30도 이하인 경우에는, 사람의 체온보다 설정 온도가 낮아져 전열매트 또는 전열침구로부터 사용자가 온기를 느낄 수 없고, 50도 이상인 경우에는 국부과열에 의한 전열매트 또는 전열침구의 과열이 발생할 수 있다. 상기 설정 온도가 고장 모드 설정 온도로 설정됨으로써, 정상 모드보다 작은 시간 범위로 열선(20)에 교류전원이 공급될 수 있다.

제어부(160)는 가동 시간 정보를 기초로 열선(20)에 전원 공급을 제어하기 위한 전원 공급 신호를 생성할 수 있으며, 생성한 전원 공급 신호를 열선 제어부(130)로 출력할 수 있다. 일부 실시예로, 제어부(160)는 가동 시간 정보를 기초로 열선(20)에 전원 공급을 유지하는 공급시간 및 열선(20)에 전원 공급을 차단하는 차단시간을 설정할 수 있다. 제어부(160)는 공급시간 동안 열선(20)에 전원이 공급되도록 제어하고, 이후 차단시간 동안 열선(20)에 전원 공급이 차단되도록 제어하는 것을 반복할 수 있다.

일부 실시예로, 가동 시간 정보는 제어용 온도차값을 지시할 수 있다. 이러한 경우에, 전술된 [표1]에 따라 제어부(160)는 가동 시간 정보가 지시하는 제어용 온도차값을 기초로 공급시간 대 차단시간의 비율을 산출하고, 산출된 비율 및 단위 시간을 기초로 공급시간 및 차단시간을 산출할 수 있다. 일예로, 단위시간은 1/60초일 때, 제어용 온도차값이 0인 경우에는, 공급시간 대 차단시간의 비율은 1:2이므로 공급시간은 1/60초이고, 차단시간을 2/60초이다. 이러한 경우에, 제어부(160)는 1/60초 동안 열선(20)에 전원이 공급되도록 제어하고, 이후 2/60초 동안 열선(20)에 전원 공급이 차단되도록 제어하는 것을 반복한다.

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

일부 실시예로, 제어부(160)는 고장 모드에서 오프 기간 정보가 지시하는 시간동안 열선(20)으로의 전원 공급이 차단되도록 제어할 수 있다. 제어부(160)는 오프 기간 정보가 지시하는 시간 동안, 열선(20)으로의 전원 공급이 차단시킬 수 있고, 오프 기간 정보가 지시하는 시간이 경과한 경우에는, 가동 시간 정보를 기초로 열선(20)으로의 전원 공급을 제어할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 전열기기 제어장치(100)는 전열기기 내에 설치된 센서가 고장시에도, 국부과열 등을 사전에 예방하여 사용자에게 보다 안전한 효과가 있다.

제어부(160)는 사전에 설정된 주기로 상기 오프 기간 정보가 지시하는 시간동안 열선(20)으로의 전원 공급이 차단되도록 제어할 수 있다. 상기 사전에 설정된 주기는 설정 온도 별로 다르게 설정될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 전열기기 제어장치(100)는 사용자에게 보다 안전하면서 사용자의 요구 사항에 맞는 적정 온도를 제공할 수 있는 효과가 있다.

일부 실시예로, 제어부(160)는 학습 정보 및 설정 온도를 기초로 시간 제어 정보를 산출할 수 있다. 제어부(160)는 학습 정보에 포함된 가동 학습 정보 및 설정 온도를 기초로 가동 시간 정보를 산출할 수 있다. 가동 학습 정보를 기초로 가동 시간 정보를 산출함으로써, 전열기기를 실사용 환경 및 방식에 맞는 제어용 온도차값으로 설정할 수 있어, 본 발명에 따른 전열기기 제어장치(100)는 전열기기 내의 온도센서가 고장난 경우에도 전열기기를 실사용 환경 및 방식에 맞추어 맞춤형으로 안전하게 작동시킬 수 있는 전열기기 제어장치를 제공하는데 있다.

제어부(160)는 학습 정보에 포함된 오프 학습 정보 및 설정 온도를 기초로 오프 기간 정보를 산출할 수 있다. 오프 학습 정보를 기초로 오프 기간 정보를 산출함으로써, 전열기기를 실사용 환경 및 방식에 맞는 오프 기간 정보를 설정할 수 있어, 본 발명에 따른 전열기기 제어장치(100)는 전열기기 내의 온도센서가 고장난 경우에도 전열기기를 실사용 환경 및 방식에 맞추어 맞춤형으로 안전하게 작동시킬 수 있는 전열기기 제어장치를 제공하는데 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 설정 온도를 자유롭게 설정할 수 있다. 또한 사용자는 사용자 인터페이스부(170)를 통해 동작 모드 설정값을 전환 또는 비전환으로 설정할 수 있다. 일부 실시예로, 사용자 인터페이스부(170)는 사용자로부터 고장 모드 작동을 요청하는 조작 신호를 입력받을 수 있고, 제어부(160)는 상기 고장 모드 작동을 요청하는 조작 신호가 입력된 경우에, 전열기기 제어장치(100)가 고장 모드로 작동되도록 제어할 수 있다.

디스플레이부(180)는 제어부(160)의 제어에 따라 현재의 설정 온도 또는 전열기온도를 표시할 수 있다. 또한 고장 모드로 작동하는 경우에, 디스플레이부(180)는 고장 모드로 작동되고 있음을 표시할 수 있다. 또한 전열판(10) 내에 또는 인접하게 설치된 센서가 고장상태인 경우에는, 디스플레이부(180)는 상기 센서가 고장상태임을 표시할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 전열기기 제어장치의 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 열선(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 열선(20)으로 전류가 흐르고, 제어부(160)가 저항(R2)을 통해 입력된 열선온도신호를 기초로 열선(20)의 저항값을 측정하여 열선온도를 산출할 수 있다. 여기서, 열선온도신호는 제어부(160)로 입력되는 전압을 지시할 수 있고, 제어부(160)는 열선온도신호가 지시하는 전압, 제1 정전압, 저항(R1)의 저항값을 기초로 열선(20)의 저항값을 산출할 수 있고, 산출한 열선(20)의 저항값을 기초로 열선온도를 산출할 수 있다.

콘덴서(EC1)는 열선(20)에서 유도되는 전기노이즈를 억제한다. 콘덴서(EC1)는 제어부(160)가 열선온도신호로부터 열선(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 열선(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 열선(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.

전열기기 제어장치 100 제로크로싱 검출부 110
시스템 전원부 120 열선 제어부 130
열선온도 검출부 140 전열기온도 검출부 150
제어부 160 사용자 인터페이스부 170
디스플레이부 180 저장부 190

Claims (8)

1. 전열기기의 온도를 제어하기 위한 전열기기 제어장치에 있어서,
   상기 전열기기 내에 설치된 센서로부터 검출된 신호를 입력받게 연결되며,
   상기 센서가 정상상태인 경우에는, 상기 입력된 신호를 기초로 온도를 산출하고, 상기 산출된 온도 및 설정 온도를 기초로 상기 전열기기의 열선으로 전원 공급을 제어하며,
   상기 센서가 고장상태인 경우에는, 상기 설정 온도를 기초로 시간 제어 정보를 생성하고, 상기 생성된 시간 제어 정보를 기초로 상기 열선으로 전원 공급을 제어하는 제어부; 및
   상기 산출된 온도를 표시하는 디스플레이부를 포함하고,
   상기 시간 제어 정보는
   가동 시간 정보 및 오프 기간 정보를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 가동 시간 정보를 기초로 상기 전열기기의 열선에 전원을 공급하는 공급시간 및 차단하는 차단시간을 조절하고, 상기 오프 기간 정보가 지시하는 시간 동안 상기 전열기기로의 전원 공급이 차단되도록 제어하고,
   상기 오프 기간 정보가 지시하는 시간이 경과한 경우에는, 상기 가동 시간 정보를 기초로 상기 전열기기의 열선에 전원을 공급하는 공급시간 및 차단하는 차단시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 전열기기 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 신호가 입력되지 않는 경우에, 상기 센서가 고장상태인 것으로 확인하는 것을 특징으로 하는 전열기기 제어장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 센서는,
   감열선 또는 온도센서인 것을 특징으로 하는 전열기기 제어장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 설정 온도를 설정하는 사용자 명령을 입력받기 위한 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전열기기 제어장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   상기 열선은,
   감열선 또는 실리콘 열선인 것을 특징으로 하는 전열기기 제어장치.

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