KR200175713Y1

KR200175713Y1 - 전기장판류에 사용되는 온도제어장치

Info

Publication number: KR200175713Y1
Application number: KR2019990020824U
Authority: KR
Inventors: 김형화
Original assignee: 김수권
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2000-03-15

Abstract

본 고안에 따른 장판류의 온도제어장치는 교류전원을 직류안정화전원으로 변환하여 낮은 전압의 직류를 공급하는 직류전원공급부(9)와, 발열체의 온도변화를 감지하고, 그 온도감지신호를 출력하는 온도감지회로(1)와, 상기 온도감지회로(1)로부터의 온도감지신호를 입력하여 제어소자(Q3, Q4)의 통전을 스위칭하는 중앙처리부(3)와, 상기 제어소자(Q3, Q4) 각각에 부착된 부온도계수(NTC)의 써미스터(TH1, TH2)와, 상기 제어소자의 온도 상승시 상기 써미스터(TH1, TH2)에 의해 통전하는 증폭기(Q7, Q8)를 가지고, 상기 제어소자의 최고설정온도 도달에 따라 상기 증폭기(Q7, Q8)를 통전시켜 상기 중앙처리부(3)에 제어소자 최고설정온도 도달신호를 송신하는 제어소자온도감지부(2)로 이루어지고, 상기 중앙처리부(3)는 상기 제어소자온도감지부(2)의 제어소자 최고설정온도 도달신호에 따라 제어소자(Q3,Q4)에 트리거펄스의 공급을 중단하고, 상기 발열부는 별도로 전기적으로 분리된 제1발열체 및 제2발열체를 가지며, 상기 온도감지부(1)는 비교기(UIA, UIB) 각각이 발열체의 온도변화에 따른 임피던스의 측정결과를 별도의 온도감지신호로 출력하고, 상기 중앙처리부(3)는 이 온도감지신호를 기초로 상기 제어부(4)의 제어소자(Q3, Q4)를 선택적으로 온오프한다.

Description

전기장판류에 사용되는 온도제어장치{TEMPERATURE CONTROL APPARATUS FOR ELECTRIC HEATING PLATE}

본 고안은 전기장판류에서 사용되는 온도제어장치에 관한 것으로서, 특히 마이크로프로세서를 이용하여 온도제어, 시간제어, 온도과승방지 등의 제어를 행하는 온도제어장치에 관한 것이다.

종래, 온도제어장치의 경우는 발열체의 온도변화를 측정하기 위해 발열체의 임피던스변화를 고전압의 AC전류를 이용하여 직접 측정하였다. 이 경우 AC전원전압의 변동에 따라 온도변화검출을 정확하게 측정하기가 어려웠다. 따라서, 발열체의 온도제어의 정확도에 문제가 있었다.

또, 종래에는 발열체에 전력공급을 스위칭하는 제어소자가 한계온도를 초과 할 경우 자체로 다이오드화되어 제어불능상태가 되는 경우가 있었다.

또, 사용자가 부주의로 전기장판전원을 차단하지 않고 방치한 채로 외출 등을 할 경우는 불필요한 전력낭비는 물론 과열에 의한 제어소자의 다이오드화 초래, 제어불능, 인화 등의 위험도 있다.

또한, 상대적으로 면적이 큰 전기장판의 경우, 불필요하게 사용면적이 커서 전력이 낭비되는 부분이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 제1목적은 마이크로 프로세서를 이용하여 발열체의 온도변화에 따른 임피던스를 고전압의 AC전원이 아닌 저전압의 DC안정화 전원을 이용하여 측정함으로써 전원전압의 변동에 따른 발열체 온도의 측정오차를 감소시킬 수 있는 온도제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 제2목적은 발열체에 전력공급을 스위칭하는 제어소자가 과열로 다이오드화 되는 것을 방지할 수 있는 온도제어장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 제3목적은 마이크로 프로세서를 이용하여 전기장판전원을 공급한 후 일정시간이 지나면 자동으로 전원이 차단되는 시간제어, 온도설정제어 및 불필요한 전기장판의 사용범위의 제한 등이 가능한 온도제어장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 따른 온도제어장치의 회로도.

도 2는 본 고안의 제2실시예에 따른 온도제어장치의 회로도.

도 3 -도 11은 본 고안의 제1실시예의 동작을 설명하는 흐름도.

도 12 - 도 16은 본 고안의 제2실시예의 동작을 설명하는 흐름도.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안의 제1구성특징에 따른 온도제어장치는전기장판류에서의 발열체에 전력공급을 제어하는 제어부와, 발열체의 온도과승을 막아주는 온도과승방지부와 온도설정부 및 온도설정표시부를 구비하며, 교류전원을 직류안정화전원으로 변환하여 낮은 전압의 직류를 공급하는 직류전원공급부와, 상기 직류전원공급부로부터의 낮은 전압의 직류전압을 이용하여 발열체의 온도변화에 따른 일차선과 이차선간의 임피던스를 측정함으로써 발열체의 온도변화를 감지하고, 그 온도감지신호를 출력하는 온도감지회로와, 상기 온도감지회로로부터의 온도감지신호를 입력하여 디지탈신호로 전환하고, 내부프로그램으로 저장한 단계별 온도설정기준값과 디지탈화된 온도감지신호를 비교함으로써 온도감지신호가 온도설정기준값 보다 작을 때에만 상기 제어부의 제어소자를 통전시키는 트리거펄스를 발생시키고, 측정온도가 온도설정기준값과 같거나 클때에는 트리거펄스 발생을 중단시켜 상기 제어소자의 통전을 차단하는 중앙처리부와, 상기 제어소자 각각에 부착된 부온도계수의 써미스터와, 상기 제어소자의 온도 상승시 상기 써미스터에 의해 통전하는 증폭기를 가지고, 상기 제어소자의 최고설정온도 도달에 따라 상기 증폭기를 통전시켜 상기 중앙처리부에 제어소자 최고설정온도 도달신호를 송신하는 제어소자온도감지부로 이루어지고, 상기 중앙처리부는 상기 제어소자온도감지부의 제어소자 최고설정온도 도달신호에 따라 제어소자에 트리거펄스의 공급을 중단하고, 상기 발열부는 별도로 전기적으로 분리된 제1발열체 및 제2발열체를 가지며, 상기 온도감지부는 상기 각 발열체 마다 별도로 설치된 온도센서로 부터의 전기적신호를 수신하는 별도의 비교기를 가지고, 상기 비교기 각각이 발열체의 온도변화에 따른 임피던스의 측정결과를 별도의 온도감지신호로 출력하면, 상기 중앙처리부는 이 온도감지신호를 기초로 상기 제어부의 제어소자를 선택적으로 온오프한다.

바람직하게는 상기 온도설정부가 (2n-1)단계의 설정단계 스위치 및 상기 제1발열체 및 제2발열체 모두 또는 어느 하나를 선택적으로 설정하는 스위치를 가지며, 설정표시부는 상기단계의 온도설정상태를 표시하는 (n)개의 LED와 상기 제1발열체 및 제2발열체의 작동상태를 표시하는 LED를 가지며, 여기서 n은 2 이상 10 이하의 양의 정수이다.

또한 바람직하게는 상기 중앙처리부는 일정시간이 지나면 발열부의 전력공급을 자동차단하는 구성을 갖는다.

본 고안의 또다른 특징구성에 따른 온도제어장치는 전기장판류에서의 발열부에 전력공급을 제어하는 제어부와, 발열체의 온도가 일정하게 유지되도록 하는 온도과승방지부와 온도설정부 및 온도설정표시부를 구비하며, 교류전원을 직류안정화전원으로 변환하여 낮은 전압의 직류를 공급하는 직류전원공급부와, 상기 직류전원공급부로부터의 낮은 전압의 직류전압을 이용하여 발열부의 온도변화에 따른 일차선과 이차선간의 임피던스를 측정함으로써 발열부의 온도변화를 감지하고, 그 온도감지신호를 출력하며, 상기 제어부의 제어소자에 부착된 부온도계수의 써미스터와, 상기 제어소자의 온도 상승시 상기 써미스터에 의해 통전하는 증폭기를 가지고, 상기 제어소자의 최고설정온도 도달에 따라 상기 증폭기를 통전시켜 상기 중앙처리부에 제어소자 최고설정온도 도달신호를 송신하는 제어소자 및 발열부 온도감지부와, 상기 온도감지부로부터의 온도감지신호를 입력하여 디지탈신호로 전환하고, 내부프 로그램으로 저장한 단계별 온도설정기준값과 디지탈화된 온도감지신호를 비교함으로써 온도감지신호가 온도설정기준값 보다 작을 때에만 상기 제어부의 제어소자를 통전시키는 트리거펄스를 발생시키고, 측정온도가 온도설정기준값과 같거나 클 때에는 트리거펄스 발생을 중단시켜 상기 제어소자의 통전을 차단하는 한편, 상기 제어소자 최고설정온도 도달신호를 수신할때에도 트리거펄스 발생을 중단시켜 상기 제어소자의 통전을 차단하는 중앙처리부로 이루어지고, 상기 중앙처리부는 설정시간이 지나면 발열부의 전력공급을 자동차단한다.

바람직하게는 상기 온도설정부가 (2n-1)단계의 설정단계 스위치 및 (n)단계의 시간설정 스위치를 기지며, 설정표시부는 상기 (2n-1)단계의 온도설정상태 및 (n)단계의 시간설정상태를 겸하여 표시하는 (n)개의 LED를 가지며, 여기서 n은 2 이상 10 이하의 양의 정수이다.

다음에, 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 따른 온도제어장치의 회로도를 나타내는 것이다.

제1실시예는 발열부의 발열체를 2개로 배치한 경우의 예로서 각 발열체는 전기장판 영역을 절반씩 나누었을 때 그 절반의 영역에만 발열작용을 한다.

도 1에서 부호 1은 발열체(H1, H3)(단 H2는 H1, H3의 공통COM)온도변화를 감지하는 온도감지부로서, 비교기(U1A, U1B)의 마이너스입력단자에 R1, R2에 의한 고정전압을 설정하고, 플러스입력단자를 0으로 한다음, 감지선(S1, S2)과 발열선(H1, H3)의 임피던스 변화를 증폭기(Q1, Q2)로 증폭함으로써 플러스입력단자(U1A-2, U1B-6)에 연결하고, 플러스입력전압이 마이너스입력전압과 같아질 때까지 중앙처리장치 내부에서 시간을 측정한 값을 기억시켜 이를 측정온도로 환산한다.

부호 2는 발열체(H1, H3)에 전력공급을 스위칭하는 제어소자(Q3, Q4)의 온도를 감지하는 제어소자 온도감지부(2)를 나타낸다. 또, 부호 3은 중앙처리부로서 온도제어, 시간제어, 온도과승방지제어, 제어소자 온도과승방지제어 등을 총괄한다.

부호 4는 제어부로서 중앙처리부(3)의 명령에 따라 발열체(H1, H3)의 전력공급을 스위칭하는 작용을 한다. 부호 5는 온도과승방지부로서 온도가 일정범위를 초과하면 휴즈를 차단시켜(F1, F2) 전원공급을 중단한다.

부호 6은 접속부로서, 본체인 장판등과 온도제어장치를 분리 또는 결합할 수 있는 접속기의 역할을 하며, 여기서 A1, A2는 교류전원, H1, H2는 좌측발열선, S1은 좌측감지선, H3, H2는 우측발열선, S2는 우측감지선을 각각 연결한다.

또, 7은 설정부로서, S3은 온도 올림 설정용 스위치, S4는 온도 내림 설정용 스위치, S5는 좌우선택용 스위치, S6은 온/오프 스위치를 각각 나타낸다.

도 8은 표시부로서, L1은 좌측선택 표시등, L2는 우측선택표시등, L3,L4,L5,L6,L7은 온도설정표시등을 각각 나타내며, 예를들어 좌측만 선택한 상태에서 온도설정을 하게되면, 좌측만 독립적으로 온도설정이 되고, 우측만 선택된 상태에서 온도설정을 하면, 우측만 독립적으로 온도설정이 되며, 좌측과 우측을 함께 선택한 상태에서 온도설정을 하면, 좌측온도를 기준으로 양측으로 동일하게 설정되 고, 최종설정상태를 표시하게 된다. 또, 온도설정단계는 LED의 개수를 n이라 할때 (2n-1)단계(실시예의 경우는 9단계)로 설정할 수 있으며, 예를들어 n개(여기서는 5개)의 LED인 L3-L7에서 L3에만 점등되면 단계1, L4만 점등되면 단계2, L3,L4모두가 점등되면 단계3, L5가 점등되면 단계4, L4,L5가 점등되면 단계5, L6이 점등되면 단계6, L5,L6이 점등되면 단계7, L7이 점등되면 단계8, L6,L7이 점등되면 단계 9로 설정할 수 있다. 단 LED개수를 나타내는 n은 2이상 10 이하의 양의 정수가 바람직하다.

부호 9는 직류전원공급부로서, 교류전원AC를 R8, C8, D6, D7로 정류한 것을 C9로 평활, ZD2로 1차안정화, RS22 ZD1 Q6로 2차안정화, C10으로 2차평활하여 중앙처리장치의 전원공급단자(Vdd, Vss)와, 비교기(U1A, U1B)의 전원공급단자 제8번, 제4번과, 증폭기(Q1,Q2,Q7,Q8)의 전원으로 안정화된 직류전원을 공급하게 한다.

부호 10은 교류전원 검출부로서 R10으로 교류전원의 제로크로스를 검출하여 중앙처리장치(3)에서 트리거펄스를 출력할 때 제로크로스에서 시작되는 펄스를 만들어 제어소자(Q3,Q4)의 게이트에 공급하여 준다. 따라서 제어소자의 트리거는 반드시 제로크로스에서만 이루어지게 되므로 제어소자의 트리거에 의한 노이즈를 극소화하고, R18, R20으로 교류전원의 전압을 검출하여 교류전원이 200V이면 중앙처리장치에서 이를 인지하여 110V일 때와 동일한 전력을 발열체에 공급하도록 3/4는 여과하고, 1/4만 통과시키도록 하여 별개의 전압 절환장치 없이도 어느 곳에서나 자유롭게 사용할 수 있도록 한다.

다음에 흐름도를 참도하여 본 고안의 제1실시예의 동작을 설명한다.

도 3에서 있어서, 시작단계를 거쳐(스텝 S1), 중앙처리장치(3)는 I/O를 설정하고(스텝S2), 레지스터를 클리어하고 (스텝S3), 레지스터 초기값을 설정한다 (스텝 S4). 그리고 전원전압이 110 또는 220V인가를 체크하고(스텝S5), 전압이 110V이면 메인으로 진행하고(스텝S6), 220V이면 플랙 V2(220V)를 설정하고(스텝S10) 메인으로 진행한다. 이어서 좌측히터 및 우측히터가 ON인가의 여부를 체크하고(스텝 S7, S8), ON인 경우 TF드라이브출력을 각각 세트하고(스텝S11, S12), 일반적으로 프로세서 공정에서 갖는 입력 체크 프로세스를 거쳐 스위치체크 프로세스로 진행한다.

도 4를 참조로 스위치체크 프로세스에 대하여 설명한다.

도 1의 설정부(7)에서 ON/OFF 스위치 S6를 눌렀는가를 체크하고(스텝S25), 스위치를 눌러서 현재의 상태에서 다른 상태로 전환이 되면 도 8의 스위치 온/오프 프로세스(SWONOFF)로 진행하고, 스위치S6이 눌리지 않았으면 UP스위치 S3을 눌렀는가를 체크하고(스텝S26) 눌렸으면 도 9의 스위치업 프로세스(SWUP)로 진행한다. 스위치 S3이 눌리지 않았으면 DOWN 스위치 S4가 눌렸는가를 체크하고(스텝 S27), 눌렸으면 도 10의 스위치다운프로세스(SW DOWN)로 진행한다. 또, 설정부(7)의 스위치 S4가 눌리지 않았을 경우 좌측 또는 우측 발열체를 선택하는 L/R 스위치S5가 눌렸는가를 체크하고(스텝S28) 눌렸을 경우는 도 11의 스위치좌우선택프로세스(SW LPR) 를 진행하고, 눌리지 않았을 경우는 도 5의 전력체크 프로세스(POWER CHECK)로 진행한다.

도 5를 참조하여 전력체크 프로세스를 설명한다.

먼저 POWER ON 인가의 여부를 체크하고(스텝 S41), NO인 경우 표시부(8)의 모든 LED(L1-L7)를 오프 시키는 동시에 타이머를 리세트하고(스텝S52), 이어서 메인으로 진행한다. 스텝S41에서 POWER ON 인 경우는 클록프로세스(CLOCK)를 거쳐 교류전원검출부(10)에서 교류전원의 제로 크로스를 검출하여 제로크로스에서 카운트(+1) CLK 를 저장한다(스텝S43). 이어서 타이머의 클리어여부를 체크하고(스텝S44), 클리어가 되었으면 POWER ON 을 나타내는 플랙 PW를 클리어하고(스텝S54) 메인으로 진행하고, NO인 경우는 발열체의 발열체 체크 프로세스(HEAT CHECK)로 진행한다.

발열체 체크 프로세스에 있어서는 먼저 좌측발열체의 선택여부를 체크하고(스텝S46), 좌측발열체가 선택되었으면 좌측히터 플랙 HL이 세트되었나의 여부를 체크한다(스텝S48). 스텝S48에서 히터 플랙 HL이 세트되었으면 전원전압이 220V인가의 여부를 체크하고(스텝S49), 220V이면 110V와 동일한 전력을 공급할 수 있도록 3/4을 여과한 좌측게이트 1/4을 출력시키고(스텝S50), 110V인 경우는 여과없이 좌측게이트를 그대로 출력시킨후(스텝S51) 도 6의 우측발열체체크 프로세스(RIGHT CHECK)로 진행한다.

도 6의 우측발열체 체크 프로세스도 도 5의 좌측발열체 체크 프로세스와 동일한 과정(스텝S61, S66-S69)을 거친 후 온도체크 프로세스(TEMP CHECK)로 진행한다.

온도 체크 프로세스(TEMP CHECK)에 있어서는 먼저 좌측발열체가 선택되었는가의 여부를 체크하고(스텝 S63), YES이면 접속부(6)의 좌측감지선(S1)를 통해 좌 측발열체의 온도를 감지하고(스텝S70), 설정온도가 측정온도 보다 높은가의 여부를 체크하여(스텝S71) 높으면 좌측발열체(HL)에 전력을 계속 공급할 수 있도록 HL을 세트하고(스텝S72), 낮으면 HL을 클리어시킨다(S73). 우측발열체의 온도체크프로세스(스텝S64, S74-S77)도 좌측발열체의 온도체크 프로세스와 동일하게 진행되며, 이 온도체크프로세스가 끝나면 표시부(8)의 도 7의 표시프로세스(DISPLAY)로 진행한다.

표시프로세스(DISPLAY)에서는 좌측발열체선택여부체크(스텝S81), 우측발열체선택여부체크(스텝S82), 좌우발열체 동시 선택여부체크(스텝S83)를 행하고, 좌측발열체를 선택한 경우는 표시부(8)의 LED L1을 점등하고, 그 온도설정값을 5개의 LED L3-L7을 이용하여 9단계로 표시하고, 우측발열체를 선택한 경우는 LED L2를 점등하고, 역시 그 온도설정값을 5의 LED L3-L7을 이용하여 표시한다. 좌우 동시선택의 경우는 LED L1, L2를 모두 점등하고, 5개의 LED를 통해 역시 온도설정값을 표시한다.

도 8, 도 9, 도 10 및 도 11을 참조하여 앞서 설명한 바 있는 설정부(7)의 스위치 S3-S6의 동작 프로세스를 설명한다.

먼저 도 8을 참조하여 설정부(7)에서의 ON/OFF용 스위치S6에 따른 프로세스(SW ON/OFF)를 설명한다.

스텝S25에서 ON/OFF 스위치 S6이 눌렸을 경우 전원의 투입을 나타내는 POWER 플랙 PW가 세트되었는가의 여부(즉 전원이 투입되었는가의 여부)를 체크하고(스텝S91), 세트되었으면 플랙 PW를 클리어하고(스텝S93), 세트되지 않았 으면 PW를 세트하고(스텝S92), 이어서 전력체크 프로세스(POWER CHECK)로 진행한다.

도 9 및 도 10을 참조하여 UP 스위치 S3 및 DOWN 스위치 S4의 동작에 따른 프로세스를 설명한다.

UP스위치는 온도설정을 단계별로 상승시키기 위한 것으로서, 예를들어 1번 누르면 1단계씩 설정온도의 단계를 높일 수 있도록 되어 있다. 또, DOWN 스위치는 온도설정을 단계별로 하강시키기 위한 것으로서 역시 1번 누르면 1단계씩 설정온도의 단계를 내릴 수 있다.

UP스위치의 동작 프로세스(SWUP)의 경우 좌측발열체 선택여부체크(스텝S101), 좌측발열체 선택여부체크(스텝S102), 좌우측발열체 동시 선택여부체크(스텝S103) 단계를 행하여, 좌측발열체 만을 선택하였을 경우는 좌측발열체의 온도를 1단계 상승시키고( 스텝S105), 우측발열체 만을 선택하였을 경우는 우측발열체의 온도를 1단계상승시키며(스텝S106), 좌우측 발열체 모두를 선택하였을 경우를 좌측온도에 대해 1단계 상승시킨 것을 좌우 레지스터에 동시에 저장한다(스텝 S107).

도 10의 DOWN 스위치 S4의 동작 프로세스(SW DOWN)도 UP 스위치의 동작 프로세스(SWUP)과 동일하며, 단지 온도설정단계를 한단계씩 내린다는 차이만 있을 뿐이다. SWUP 및 SW DOWN 프로세스는 모두 종료 이후 도 5의 전력체크(POWER CHECK) 프로세스로 진행한다.

도 11을 참조하여 좌우발열체의 선택스위치 S5의 동작 프로세스(SW LPR)을 설명한다.

설정부(7)의 좌우 발열체 선택용 스위치 S5의 좌우발열체 선택방식은 예를들어 한번 누르면 좌측이 선택되고, 두번 누르면 우측이 선택되고, 3번 누르면 좌우측이 선택되도록 할 수 있을 것이다. 당업자 라면 이러한 방법은 필요에 따라 적절히 선택할 수 있음을 알 수 있다. SWLPR프로세스에서 먼저 좌측발열체만을 선택하였나의 여부를 체크하고(스텝S 121), 좌측발열체만을 선택하였으면 다음단계로 스위치를 다시 누르면 우측만을 선택한다(스텝S125). 또, 우측만을 선택하였나의 여부를 체크하여(스텝S122), 우측만이 선택되었으면 다음번 스위치를 누를 경우는 좌우측 발열체을 동시에 선택하는 작업을 하고(스텝S126), 좌우동시선택을 체크할 경우(스텝S123)는 다음번에 스위치 S5를 누를 경우에는 처음공정으로 돌아가 다시 좌측만을 선택하는 단계를 행하고( 스텝S127) 전력체크를 행한다.

그 밖에도, 도 5의 스텝S52 이후 프로세스 및 타이머를 이용하여 전원이 ON이 된 이후 일정시간(예를들어 15시간 정도)이 경과하면 전원을 자동차단하는 과정을 행하여 사용자가 부주의로 전원을 차단하지 않은채 외출을 한 경우 일정시간이 지나면 전원을 자동차단하는 구성을 추가할 수 있을 것이다.

다음에 도 2를 참조하여 본 고안의 제2실시예를 설명한다.

제2실시예와 제1실시예와 다른 점은 다음과 같다.

첫째, 도 1의 제1실시예의 경우 발열체가 두개로 되어 선택에 따라 필요한 발열체를 온/오프할 수 있는 구조로 되어 있지만 도 2의 제2실시예의 경우 발열체가 하나라는 점이다. 따라서, 발열체가 하나 이므로 발열체를 2개로한 경우의 프로 세스가 없다.

둘째, 제1실시예의 경우 제어소자 온도감지부(2)와 발열체 온도감지부(1)가 별도로 되어있지만 제2실시예의 경우는 제어소자온도감지 역할과 발열체 온도감지 역할을 하는 부분이 단일화 되어 발열체 및 제어소자 온도감지부(101)로 되어 있다는 점이 상호간 다르다.

셋째, 설정부(103)의 스위치에는 좌우발열체 선택용 역할을 하는 스위치가 없고, 그에 따라 표시부(104)의 LED도 9단계의 온도설정단계를 표시할 뿐 좌우발열체 선택표시부분용 LED는 없다.

넷째, 제1실시예의 경우 온도감지부(1)는 좌우발열체의 온도를 체크하기 위해 2개의 비교기(U1A, U1B)를 필요로 했지만 제1실시예의 발열체 및 제어소자 온도감지부(101)는 한개의 비교기만을 필요로 한다.

그 밖의 제2실시예의 구성은 실질적으로 제1실시예의 구성과 동일하며, 동작도 제1실시예의 구성과 동일하다.

참고로, 부호 101은 발열체 및 제어소자온도감지부, 102는 중앙처리부, 103은 설정부, 104는 표시부, 105는 교류전원검출부, 106은 직류전원공급부, 107은 제어부, 108은 온도과승방지부, 109는 접속부이다.

다음에, 도 12 내지 도 16을 참조하여 제1실시예의 동작을 설명한다.

먼저 도 12에서 초기화 프로세스에서는 제2실시예의 스텝S201-S205 및 S207은 실시예2의 스텝S1-S5 및 S10과 동일하다. 실시예1에서는 발열체가 하나 이므로 스텝 S206에서 발열체가 ON상태인가를 체크하고 YES이면 TF드라이브출력을 설정하 고(스텝S208), NO이면 입력체크 프로세스(INPUT CHECK)로 진행한다.

도 13을 참조하여 입력체크 프로세스 및 스위치 체크 프로세스(SWITCH CHECK)를 설명한다. 입력체크 프로세스에 이어서 행하는 스위치체크 프로세스는 설정부(203)의 스위치작동에 따라 정해지는 것으로서 설정부(203)는 4개의 스위치를 가지는데 3개는 실시예2의 ON/OFF, UP, DOWN 스위치와 동일하지만 나머지 하나는 실시예2의 좌우발열체선택스위치 대신 사용되는 타이머스위치로서 전기장판류의 전력투입후 일정시간이 지나면 자동으로 전원이 꺼지는 시간을 설정하기 위한 것이다.

각 스위치를 누름에 따라 스위치 온/오프 프로세스(SWONOFF), 스위치업 프로세스(SWUP), 스위치다운프로세스(SWDOWN), 타이머설정프로세스(SWTM)으로 진행하는 것과, 이 4가지 프로세스가 진행하지 않을 경우는 전력체크 프로세스(POWER CHECK)로 진행하는 것은 실시예2와 동일하다.

도 14는 전력체크를 나타내는 것으로서, 이 경우도 제1실시예와 실질적으로 동일하지만 발열체가 하나이므로 실시예1의 스텝S46 및 S48에 상당하는 스텝 S225의 경우에는 단순히 발열체가 ON으로 설정되었는가를 확인하고 YES이면 바로 입력전원의 전압을 체크하고(스텝S227), 그에 적절하게 게이트에 출력을 발생시킨 후(스텝S228) 바로 온도체크 프로세스(TEMP CHECK)로 진행한다.

도 15는 온도체크프로세스(TEMP CHECK)를 나타내는 것으로서, 발열체 옆에 설치된 온도센서의 감지선 S1, S2을 통해 발열체 및 제어소자온도감지부(101)로 온도를 감지하고(스텝S240), 설정온도 및 측정온도를 비교하여(스텝S241), 설정온도 가 높으면 발열체에 전력을 공급하고(즉 발열체를 세트하고, 스텝S245), 반대로 낮으면 발열체의 공급을 중단한다(즉 발열체를 클리어한다. 스텝 S242). 이어서 표시부 프로세스(DISPLAY))로 진행한다.

표시 프로세스(DISPLAY)에서는 타이머스위치(S6)를 누르면 LED에 설정시간을 1초간 표시하고(스텝S246), 이어서 LED에 설정온도를 표시한다(스텝S244).

도 16은 스위치 온오프 프로세스(SWONOFF), 스위치업 프로세스(SWUP), 스위치다운 프로세스(SWDOWN), 스위치 타이머설정 프로세스(SWTM)로서 좌우발열체와 관련된 프로세스를 제외하면 제2실시예와 동작이 동일하며, 단지 스위치 타이머설정 프로세스의 경우는 타이머스위치S6를 한번씩 누르면 한단계 씩 시간설정이 상승하고(스텝S290), 타이머 설정치가 최고설정가능값을 초과한 경우를 체크하여(스텝S291) 초과시 타이머값을 최저값으로 설정한다(스텝S292). 스위치작동 프로세스는 종료후 모두 제2실시예와 같이 전력체크 프로세스(POWER CHECK)로 진행한다.

이상과 같은 구성에 따라 본 고안은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 발열체의 온도변화에 따른 전원의 임피던스변화를 불안정한 고전압의 AC전원을 이용하지 않고, 안정된 낮은 전압의 DC전원을 이용하므로 온도검출이 정확하여 발열체의 온도를 정확하게 제어할 수 있다.

둘째, 발열체에 전력 공급을 제어하는 제어소자의 온도를 감지하여 일정온도 이상이면 제어소자를 차단할 수 있으므로 제어소자가 고온으로 다이오드화함으로써 발생하는 제어불능 상태를 미리 예방할 수 있다.

셋째, 필요에 따라 전원투입후 일정시간이 지나면 전원을 자동차단할 수 있으므로 부주위로 전기장판류 등의 전원을 차단하지 않은 경우 발생하는 과열, 방화, 과도한 전력소모 등을 예방할 수 있다.

넷째, 장판류의 전체 발열면적을 복수개로 분할할 수 있으므로 필요한 부위만 선택적으로 발열을 행할 수 있어 전력소모를 감소시킬 수 있다.

다섯째, 간단하고 조작이 간편한 설정부 및 표시부를 통해 온도설정 및 표시를 할 수 있으므로 그에따른 제조 비용이 저렴하다.

Claims

전기장판류에서의 발열체에 전력공급을 제어하는 제어부(4)와, 발열체의 온도과승을 막아주는 온도과승방지부(8)와 온도설정부 및 온도설정표시부를 구비한 전기장판류의 자동온도제어장치에 있어서,

교류전원을 직류안정화전원으로 변환하여 낮은 전압의 직류를 공급하는 직류전원공급부(9)와,

상기 직류전원공급부(9)로부터의 낮은 전압의 직류전압을 이용하여 발열체의 온도변화에 따른 일차선과 이차선간의 임피던스를 측정함으로써 발열체의 온도변화를 감지하고, 그 온도감지신호를 출력하는 온도감지회로(1)와,

상기 온도감지회로(1)로부터의 온도감지신호를 입력하여 디지탈신호로 전환하고, 내부프로그램으로 저장한 단계별 온도설정기준값과 디지탈화된 온도감지신호를 비교함으로써 온도감지신호가 온도설정기준값 보다 작을 때에만 상기 제어부(4)의 제어소자(Q3, Q4)를 통전시키는 트리거펄스를 발생시키고, 측정온도가 온도설정기준값과 같거나 클때에는 트리거펄스 발생을 중단시켜 상기 제어소자(Q3, Q4)의 통전을 차단하는 중앙처리부(3)와,

상기 제어소자(Q3, Q4) 각각에 부착된 부온도계수(NTC)의 써미스터(TH1, TH2)와, 상기 제어소자의 온도 상승시 상기 써미스터(TH1, TH2)에 의해 통전하는 증폭기(Q7, Q8)를 가지고, 상기 제어소자의 최고설정온도 도달에 따라 상기 증폭기(Q7, Q8)를 통전시켜 상기 중앙처리부(3)에 제어소자 최고설정온도 도달신호 를 송신하는 제어소자온도감지부(2)로

이루어지고,

상기 중앙처리부(3)는 상기 제어소자온도감지부(2)의 제어소자 최고설정온도 도달신호에 따라 제어소자(Q3,Q4)에 트리거펄스의 공급을 중단하고,

상기 발열부는 별도로 전기적으로 분리된 제1발열체 및 제2발열체를 가지며, 상기 온도감지부(1)는 상기 각 발열체 마다 별도로 설치된 온도센서(S1, S2)로 부터의 전기적신호를 수신하는 별도의 비교기(U1A, U1B)를 가지고,

상기 비교기(UIA, UIB) 각각이 발열체의 온도변화에 따른 임피던스의 측정결과를 별도의 온도감지신호로 출력하면, 상기 중앙처리부(3)는 이 온도감지신호를 기초로 상기 제어부(4)의 제어소자(Q3, Q4)를 선택적으로 온오프하는

것을 특징으로 하는 온도제어장치.
제1항에 있어서,

상기 온도설정부(7)는 (2n-1)단계의 설정단계 스위치 및 상기 제1발열체 및 제2발열체 모두 또는 어느 하나를 선택적으로 설정하는 스위치를 가지며, 설정표시부(8)는 상기 (2n-1)단계의 온도설정상태를 표시하는 (n)개의 LED와 상기 제1발열체 및 제2발열체의 작동상태를 표시하는 LED를 갖는 것을 특징으로 하는 온도제어장치.

(단, n은 2 이상 10 이하의 양의 정수)
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 중앙처리부는 일정시간이 지나면 발열부의 전력공급을 자동차단하는 것을 특징으로 하는 온도제어장치.
전기장판류에서의 발열부에 전력공급을 제어하는 제어부(107)와, 발열체의 온도가 일정하게 유지되도록 하는 온도과승방지부(108)와 온도설정부 및 온도설정표시부를 구비한 전기장판류의 자동온도제어장치에 있어서,

교류전원을 직류안정화전원으로 변환하여 낮은 전압의 직류를 공급하는 직류전원공급부(106)와,

상기 직류전원공급부(106)로부터의 낮은 전압의 직류전압을 이용하여 발열부의 온도변화에 따른 일차선과 이차선간의 임피던스를 측정함으로써 발열부의 온도변화를 감지하고, 그 온도감지신호를 출력하며, 상기 제어부의 제어소자(Q2)에 부착된 부온도계수(NTC)의 써미스터(TH1)와, 상기 제어소자의 온도 상승시 상기 써미스터(TH1)에 의해 통전하는 증폭기(Q5)를 가지고, 상기 제어소자(Q2)의 최고설정온도 도달에 따라 상기 증폭기(Q5)를 통전시켜 상기 중앙처리부(102)에 제어소자 최고설정온도 도달신호를 송신하는 제어소자 및 발열부 온도감지부(101)와,

상기 온도감지부(101)로부터의 온도감지신호를 입력하여 디지탈신호로 전환하고, 내부프로그램으로 저장한 단계별 온도설정기준값과 디지탈화된 온도감지신호를 비교함으로써 온도감지신호가 온도설정기준값 보다 작을 때에만 상기 제어부(107)의 제어소자(Q2)를 통전시키는 트리거펄스를 발생시키고, 측정온도가 온도설정기준값과 같거나 클 때에는 트리거펄스 발생을 중단시켜 상기 제어소자(Q2)의 통전을 차단하는 한편, 상기 제어소자 최고설정온도 도달신호를 수신할때에도 트리거펄스 발생을 중단시켜 상기 제어소자(Q2)의 통전을 차단하는 중앙처리부(103)로

이루어지고,

상기 중앙처리부(102)는 설정시간이 지나면 발열부의 전력공급을 자동차단하는 것을 특징으로 하는 온도제어장치.
제4항에 있어서,

상기 온도설정부(103)는 (2n-1)단계의 설정단계 스위치 및 (n)단계의 시간설정 스위치를 기지며, 설정표시부(104)는 상기 (2n-1)단계의 온도설정상태 및 (n)단계의 시간설정상태를 겸하여 표시하는 (n)개의 LED를 갖는 것을 특징으로 하는 온도제어장치.

(단, n은 2 이상 10 이하의 양의 정수)