KR200233534Y1

KR200233534Y1 - temperature controller for electric mat

Info

Publication number: KR200233534Y1
Application number: KR2020010006758U
Authority: KR
Inventors: 길종진
Original assignee: 길종진
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2001-10-08

Abstract

본 고안은 전열 침구류용 온도조절기에 관한 것으로서, 감열선의 길이에 따른 임피던스 매칭 변경이 가능하고 온도 조절기 자체진단이 가능한 침구류용 온도조절기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a thermostatic bedding thermostat, and to provide a bedding thermostat capable of changing the impedance matching according to the length of the thermal wire and the self-diagnosis of the thermostat.

본 고안에 따른 침구류용 온도 조절기의 회로도로서, 입력 임피던스 매칭부, 자체진단 회로부, 온도검출부, 제로 스위칭 전력제어부, 및 부하동작 표시부로 구성되며, 온도 조절기가 감열선 접속부를 통해 감열선부에 결합되는 형태를 가진다.A circuit diagram of a bedding thermostat according to the present invention, comprising an input impedance matching unit, a self-diagnostic circuit unit, a temperature detector, a zero switching power control unit, and a load operation display unit, the temperature controller is coupled to the thermal line through the thermal line connection Has a form.

상기한 바와 같은 본 고안에 따른 온도 조절기는, 첫째 다양한 침구류의 감열선 길이에 따른 임피던스 매칭 변경이 가능하므로 어떤 침구류와도 호환가능하고, 둘째 감열선이 내장된 침구류로부터 별도로 분리되는 구조를 가지기 때문에 고장이 발생했을 때 수리가 용이하다는 장점을 가지며, 셋째 잡음전력을 극소화하여 전자파 발생에 의해 인체 유해를 감소시킬 수 있다.As described above, the temperature controller according to the present invention is first compatible with any bedding because it is possible to change the impedance matching according to the length of the heating wire of the various bedding, and second structure is separated from the bedding with a built-in thermal wire Since it has a merit that it is easy to repair when a failure occurs, and third, it minimizes the noise power can reduce the human harm by the generation of electromagnetic waves.

Description

Temperature controller for bedding

본 고안은 침구류용 온도 조절기에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature controller for bedding.

본 출원인에 의한 실용신안 제1999-24181호에는 AC전원의 입력 반주기마다 온도조절부에서 발열선의 온도 및 이용자가 설정한 가변저항의 온도값에 상응하는 트리거신호가 발생되고 나머지 반주기마다 상기 트리거신호에 따라 발열선 가열부에서 발열선으로 전류를 인가하도록 구성된 감열선식 전기요 장판 온도 조절기가 개시되어 있다.Utility Model No. 1999-24181 by the present applicant generates a trigger signal corresponding to the temperature of the heating wire and the temperature value of the variable resistor set by the user in the temperature control unit every half cycle of the AC power, and the trigger signal is applied to the other half cycle. Accordingly, a thermosensitive wire type electric field plate temperature controller configured to apply a current from a heating line heating unit to a heating line is disclosed.

도 5는 상기한 종래의 감열선식 전기요 장판 온도 조절기의 회로도로서, 발열선 가열부 및 온도 조절부로 구성된다.FIG. 5 is a circuit diagram of the conventional thermosensitive wire type temperature limiting plate temperature controller, and includes a heating line heating unit and a temperature control unit.

상기 발열선 가열부는 발열선(3)과 복수의 다이오드(12, 14)와 게이트 바이어스 저항(10)과 콘덴서(11) 및 실리콘 제어 정류기(SCR : Silicon Controlled Rectifier)(9)로 구성되고, 상기 온도 조절부는 가변저항(16)과 저항(15)과 온도감지센서(5)와 다이오드(6)와 가스방전네온관(7)과 게이트바이어스 저항(17)과 실리콘 제어 정류기(8)로 구성되며, 가스방전네온관(7)이 온도와 저항값이 반비례하는 특성에 의해 실리콘 제어 정류기(8)에서 발생되는 트리거신호의 전압레벨을 정전위로 유지하여 자동 온도 조절기능을 수행하고 있다.The heating line heating unit includes a heating line 3, a plurality of diodes 12 and 14, a gate bias resistor 10, a capacitor 11, and a silicon controlled rectifier (SCR) 9. The part consists of a variable resistor 16, a resistor 15, a temperature sensor 5, a diode 6, a gas discharge neon tube 7, a gate bias resistor 17 and a silicon controlled rectifier 8, and a gas discharge. The neon tube 7 performs an automatic temperature control function by maintaining the voltage level of the trigger signal generated by the silicon controlled rectifier 8 at the electrostatic potential due to the inverse characteristic of the temperature and the resistance value.

그러나, 전술한 종래의 전기 매트 또는 장판과 같은 침구류에 사용되는 온도 조절기는 침구류내의 감열선 길이에 따라 회로의 입력 임피던스 매칭을 변경해야만 하였다. 따라서, 침구류의 감열선 길이에 따른 임피던스 차이로 인하여 각각의 침구류마다 온도 조절기를 별도로 제작해야만 하였다.However, the temperature controller used for bedding, such as the conventional electric mat or floor covering described above, has to change the input impedance matching of the circuit according to the length of the thermal wire in the bedding. Therefore, the temperature controller has to be manufactured separately for each bedding line due to the impedance difference according to the thermal line length of the bedding pad.

또한, 침구류의 발열 가열부와 온도 조절기가 일체로 구성되어 있기 때문에 고장발생시 침구류의 발열 가열부와 온도 조절기중 어느 것이 고장인지 파악할 수 없었으며, 결국 A/S에 소요되는 비용이 증가한다는 문제점이 있었다.In addition, since the heating element of the bedding and the thermostat are integrally constructed, it was not possible to determine which of the heating element of the bedding and the thermostat of the bedding is broken, and the cost of A / S increases. There was a problem.

본 고안의 목적은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 감열선의 길이에 따른 임피던스 매칭 변경이 가능하고 온도 조절기 자체진단이 가능한 침구류용 온도 조절기를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, it is possible to change the impedance matching according to the length of the thermal wire, and to provide a temperature controller for bedding can be self-diagnosing the temperature controller.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 침구류용 온도 조절기의 회로도.1 is a circuit diagram of the temperature controller for bedding according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 따른 온도 조절기의 각 동작점에서의 동작 파형도.2 is an operating waveform diagram at each operating point of the temperature controller according to FIG. 1;

도 3은 감열선부 온도 임피던스 변화를 설명하는 그래프.3 is a graph illustrating a change in temperature impedance of the thermal line part.

도 4는 트리거 소자의 발진현상을 설명하는 도면.4 is a diagram for explaining oscillation phenomenon of a trigger element.

도 5는 종래기술에 따른 온도 조절기의 회로도.5 is a circuit diagram of a thermostat according to the prior art.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

R1-R12 : 저항 VR : 가변저항R1-R12: Resistance VR: Variable Resistance

D1-D4 : 다이오드 ZD : 제너 다이오드D1-D4: Diode ZD: Zener Diode

SCR1, SCR2 : 실리콘 제어 정류기 LED : 발광다이오드SCR1, SCR2: Silicon controlled rectifier LED: Light emitting diode

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 감열선부가 내장되어 있는 침구류에 감열선 접속부를 통해 감열선부에 탈착가능한 침구류용 온도 조절기에 있어서, 저항(R1, R2, R3)과 가변저항기(VR)로 구성되고 저항값의 조절에 의해 입력 임피던스 매칭을 제어하는 입력 임피던스 매칭부; 저항(R5)에 의해 상기 임피던스 매칭부와 연결되고 저항(R5, R6)과 스위치(S1)로 구성되는 자체진단 회로부; 상기 자체진단 회로부와 연결되고 저항(R7, R8), 다이오드(D1) 및 제너 다이오드(ZD)로 구성되는 온도 검출부; 상기 온도 검출부에 연결되고 다이오드(D2, D3, D4), 저항(R9, R10, R11), 콘덴서(C1, C2) 및 실리콘 제어 정류기(SCR1, SCR2)로 구성되는 제로 스위칭 전력제어부; 및 저항(R12)과 발광다이오드(LED)로 구성되고 온도 조절기의 자체진단 수행시 이상유무를 알려주는 부하동작 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the bed liner temperature controller detachable to the thermal wire line through the thermal wire connection to the bed liner with the thermal wire unit according to the present invention for achieving the above object, the resistance (R1, R2, R3) and the variable resistor (VR) An input impedance matching unit configured to control input impedance matching by adjusting a resistance value; A self-diagnostic circuit unit connected to the impedance matching unit by a resistor R5 and configured of resistors R5 and R6 and a switch S1; A temperature detection unit connected to the self-diagnosis circuit unit and including a resistor (R7, R8), a diode (D1), and a zener diode (ZD); A zero switching power controller connected to the temperature detector and configured of a diode (D2, D3, D4), resistors (R9, R10, R11), capacitors (C1, C2) and silicon controlled rectifiers (SCR1, SCR2); And a load operation display unit configured of a resistor R12 and a light emitting diode (LED) and indicating whether there is an abnormality when performing the self-diagnosis of the temperature controller.

도 1은 본 고안에 따른 침구류용 온도 조절기의 회로도로서, 입력 임피던스 매칭부와, 자체진단 회로부와, 온도검출부와, 제로 스위칭 전력제어부와, 부하동작 표시부로 구성되며, 온도 조절기는 감열선 접속부를 통해 감열선부에 결합되는 형태를 가진다.1 is a circuit diagram of a bedding temperature controller according to the present invention, comprising an input impedance matching unit, a self-diagnostic circuit unit, a temperature detection unit, a zero switching power control unit, a load operation display unit, the temperature controller is a thermal wire connection unit It has a form that is coupled to the heat radiation line through.

상기 입력 임피던스 매칭부는 저항(R1, R2, R3)과 가변저항기(VR)로 구성되는데, 저항값의 조절에 의해 침구류의 감열선 길이에 따라 임피던스가 조절되도록제어한다.The input impedance matching unit includes resistors R1, R2, and R3 and a variable resistor VR, and controls the impedance to be adjusted according to the length of the thermal line of the bedding by adjusting the resistance value.

상기 자체진단 회로부는 저항(R5, R6)과 스위치(S1)로 구성되고, 저항(R5)에 의해 상기 임피던스 매칭부와 연결된다.The self-diagnostic circuit part is composed of resistors R5 and R6 and a switch S1, and is connected to the impedance matching part by a resistor R5.

상기 온도 검출부는 저항(R7, R8), 다이오드(D1) 및 제너 다이오드(ZD)로 구성되고, 저항(R7)을 통해 상기 자체진단 회로부와 연결된다. 여기에서, 제너 다이오드(ZD)는 아래에서 설명되는 전력제어부의 트리거용 실리콘 제어 정류기(SCR1, SCR2)와 다이오드에서 발생하는 트리거 펄스의 노이즈를 제거하기 위해 사용된다.The temperature detector includes resistors R7 and R8, a diode D1, and a zener diode ZD, and is connected to the self-diagnostic circuit through resistor R7. Here, the Zener diode ZD is used to remove noise of trigger pulses generated in the diodes and the silicon control rectifiers SCR1 and SCR2 for triggering the power control unit described below.

상기 제로 스위칭 전력제어부는 다이오드(D2, D3, D4), 저항(R9, R10, R11), 콘덴서(C1, C2) 및 실리콘 제어 정류기(SCR1, SCR2)로 구성된다. 여기에서, 상기 다이오드(D4)는 과입력 안정장치 역할을 수행한다.The zero switching power control unit is composed of diodes D2, D3, and D4, resistors R9, R10, and R11, capacitors C1 and C2, and silicon controlled rectifiers SCR1 and SCR2. Here, the diode D4 serves as an over input stabilizer.

상기 부하동작 표시부는 저항(R12)과 발광다이오드(LED)로 구성되며, 온도 조절기의 자체진단 수행시 이상유무를 알 수 있다.The load operation display part includes a resistor R12 and a light emitting diode (LED), and it is possible to know whether or not there is an error when performing the self-diagnosis of the temperature controller.

참고로, 감열선부는 일반적으로 온도센서, 발열선 및 온도감응수지로 이루어지며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.For reference, the thermal wire part is generally made of a temperature sensor, a heating wire and a temperature sensitive resin, a detailed description thereof will be omitted.

이제, 상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 온도 조절기의 작용 효과를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.Now, the effect of the temperature controller according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

먼저, 상기 제로 스위칭 전력 제어부의 동작을 살펴보면, 스위치(S0)를 턴온하면 AC전원으로부터 도 2의 a와 같은 위상의 파형이 인가되는데, AC입력+반주기에서 다이오드(D2, D3)를 통하여 SCR1이 턴온되면 충전되면서 SCR2의 게이트를 미리 턴온시킨다. 다음에, -반주기 입력에서 콘덴서(C2)가 저항(R9)을 통하여 방전을유지하며, SCR2가 다이오드(D4)를 통하여 턴온되면 감열선부의 발열선으로 -반주기 입력 전압이 인가된다.First, referring to the operation of the zero switching power controller, when the switch S0 is turned on, the waveform of the phase as shown in a of FIG. 2 is applied from the AC power supply, and SCR1 is applied through the diodes D2 and D3 at AC input + half cycle. When turned on, it charges and turns on the gate of SCR2 in advance. Next, at the half-cycle input, the capacitor C2 maintains the discharge through the resistor R9, and when SCR2 is turned on via the diode D4, a -half-cycle input voltage is applied to the heating line of the heat sensitive portion.

다음에, 상기 온도 검출부는 게이트 입력 전위를 도 2의 b와 같은 파형을 가지는 제너 다이오드(ZD)의 전위를 기준으로 감열선부의 발열선과 온도센서 사이의 온도에 따른 전위차를 다이오드(D1)와 저항(R7)을 통해 비교검출하여 게이트를 트리거링 시킨다. 이때, 전류는 저항(R7) -> 다이오드(D1) -> 제어 다이오드(ZD) -> 저항(R7) -> SCR1 -> 다이오드(D3)로 흐르며, SCR1의 게이트에 도 2의 c파형과 같은 트리거신호가 인가된다.Next, the temperature detector has a potential difference according to the temperature between the heating line and the temperature sensor of the thermal line part based on the potential of the zener diode ZD having the waveform as shown in FIG. Compare and detect through (R7) to trigger the gate. At this time, the current flows through the resistor R7-> diode D1-> control diode ZD-> resistor R7-> SCR1-> diode D3, and the gate of SCR1 is the same as the c waveform of FIG. Trigger signal is applied.

상기와 같이 SCR1의 게이트로 도 2의 c에 도시된 바와 같은 트리거신호가 인가되면, 트리거신호가 인가되는 동안 SCR1은 도통되고 SCR1이 도통되는 주기동안 콘덴서(C1)가 충전된다. 여기서, 다이오드(D2)는 역방전을 방지하기 위한 것이다. 다음에, 콘덴서(C1)에 충전된 전압이 방전되면서 SCR2가 도통된다. 이때, 콘덴서(C1)의 충방전주기는 도 2의 d에 도시된 바와 같으며, 콘덴서(C1)가 충전되는 동안은 SCR2가 도통되지 못하고 감열선부의 발열선 양단에는 도 2의 e 파형과 같은 AC 반파전압이 인가되어 발열한다.As described above, when the trigger signal as shown in FIG. 2C is applied to the gate of SCR1, the SCR1 is turned on while the trigger signal is applied, and the capacitor C1 is charged during the period in which the SCR1 is turned on. Here, the diode D2 is for preventing reverse discharge. Next, SCR2 is conducted while the voltage charged in the capacitor C1 is discharged. At this time, the charge and discharge cycle of the capacitor (C1) is as shown in d of FIG. 2, while the SCR2 is not conducting while the capacitor (C1) is charged, AC at the both ends of the heating line of the heat sensitive line AC as shown in FIG. Half-wave voltage is applied to generate heat.

상기 임피던스 매칭부는 감열선의 온도 임피던스 변화(도 3 참조)가 제조회사에 따라 다르지만 공통적으로 감열선의 온도 감지층 나이론이 물성변화가 일어나는 고온 지점에서 임피던스가 거의 같아지는 특성 때문에 감열선의 길이에 따라 가변저항기의 볼륨과 같은 A커브, B커브, C커브 특성과 유사한 저온시작점과 고온끝점이 거의 같다는 특성을 가지며, 그 변화폭은 평균 1M옴의 값을 가진다.The impedance matching part varies depending on the temperature impedance change of the thermal wire (see FIG. 3) according to the manufacturer. It has the characteristics that the low temperature start point and the high temperature end point are similar to those of the A curve, B curve, and C curve characteristics, such as the volume of, and the variation range is 1M ohm on average.

상기 임피던스 매칭부에 의한 임피던스 매칭 과정을 살펴보면, 가변저항기(VR)의 중간조절단자 2번은 전원 바이어스 공급부와 저항(R1)에 연결하고 나머지 1, 3번은 각각 저항(R2)과 저항(R3)에 연결함으로써 모래시계와 같은 동작으로 초기 저온시에는 가변저항(VR)과 저항(R3)에 의하여 입력 저항값이 높게 유지되고 고온시에는 저항(R3)에 의하여 입력 저항값이 낮게 유지되도록 한다.Looking at the impedance matching process by the impedance matching unit, the intermediate control terminal 2 of the variable resistor (VR) is connected to the power bias supply and the resistor (R1) and the remaining 1, 3 to the resistor (R2) and resistor (R3), respectively By connecting, the input resistance value is kept high by the variable resistor VR and the resistor R3 at the initial low temperature, and the input resistance value is kept low by the resistor R3 at high temperature.

위와 같은 평균 임피던스 변화값과 동일한 볼륨을 선택하여 사용하면 저온에서 고온까지의 온도변화를 얻을 수 있다.By selecting and using the same volume as the average impedance change value, you can get the temperature change from low temperature to high temperature.

다음에, 상기 자체 진단 회로부의 동작을 살펴보면, 감열선 접속부로부터 온도 조절기를 분리한후 스위치(S1)를 온시키면 가변저항(VR)에서 분압된 바이어스 전류가 저항(R5)을 통하여 온도검출부에 공급되기 때문에 부하 표시부(LED)가 점등되어짐으로써 온도 조절기의 정상동작 유무를 판단할 수 있다. 이때, 저항(R6)은 가변저항(VR)의 동작점을 지정하는 바이패스 온도 저항값으로서, 온도 조절기 자체진단 점검시 가변저항(VR)의 동작지점 위치가 결정되고 이동작점을 기준하여 온도 조절기의 정상동작 유무를 사용자가 판단할 수 있도록 한다.Next, referring to the operation of the self-diagnosis circuit unit, when the temperature controller is disconnected from the thermal line connection unit and the switch S1 is turned on, the bias current divided by the variable resistor VR is supplied to the temperature detection unit through the resistor R5. Since the load indicator LED is turned on, it is possible to determine whether the temperature controller is operating normally. At this time, the resistor R6 is a bypass temperature resistance value that designates the operating point of the variable resistor VR. When the temperature controller self-diagnosis check is performed, the position of the operating point of the variable resistor VR is determined and the temperature controller is determined based on the moving point. Allows the user to determine the normal operation of the system.

이와 같이, 본 고안에 따른 온도 조절기는 감열선이 내장된 침구류로부터 별도로 분리되는 구조를 가지기 때문에 고장이 발생했을 때 수리가 용이하다는 장점을 가진다.As such, the thermostat according to the present invention has an advantage of having a structure in which the thermal wire is separately separated from the beddings with built-in thermal wires, so that repair is easy when a failure occurs.

또한, 전자파 발생을 최소화하기 위하여 트리거 소자의 부성저항 특성에서 발생하는 도 4와 같은 펄스가 없는 제너 다이오드(ZD)를 사용하며, 수십mA 게이트 트리거 SCR의 사용에 의해 발생하는 내부 트리거 소자 과소비 전력에 의한 노이즈잡음 전력을 최소하기 위하여 고감도 게이트 트리거용 SCR 최대 200마이크로 암페어 이내로 사용하여 AC220V 사용시 트리거 소자의 소비전력을 1/100로 최대한 억제하여 고열과 잡음 전력을 최소화한다.In addition, in order to minimize the generation of electromagnetic waves, a pulseless Zener diode (ZD) as shown in FIG. 4 generated in the negative resistance characteristic of the trigger element is used, and an internal trigger element excessive power consumption generated by the use of several tens of mA gate trigger SCRs is used. In order to minimize the noise and noise power caused by the high sensitivity gate trigger SCR up to 200 micro amps, the power consumption of the trigger element is limited to 1/100 when using AC220V to minimize high heat and noise power.

상기한 바와 같은 본 고안에 따른 온도 조절기는, 첫째 다양한 침구류의 감열선 길이에 따른 임피던스 매칭 변경이 가능하므로 어떤 침구류와도 호환가능하고, 둘째 감열선이 내장된 침구류로부터 별도로 분리되는 구조를 가지기 때문에 고장이 발생했을 때 수리가 용이하다는 장점을 가지며, 셋째 고감도 게이트 트리거용 SCR을 이용함으로써 잡음전력을 극소화하여 전자파 발생에 의해 인체 유해를 감소시킬 수 있다.As described above, the temperature controller according to the present invention is first compatible with any bedding because it is possible to change the impedance matching according to the length of the heating wire of the various bedding, and second structure is separated from the bedding with a built-in thermal wire Since it has a merit that it is easy to repair when a failure occurs, and third, by using a high-sensitivity gate trigger SCR to minimize the noise power can reduce the human harm by the generation of electromagnetic waves.

Claims

In the bedding temperature controller for removable bed liner through the thermal wire connecting portion to the bedding line with the thermal wire unit,

An input impedance matching unit configured of resistors R1, R2, and R3 and a variable resistor VR to control input impedance matching by adjusting a resistance value;

A self-diagnostic circuit unit connected to the impedance matching unit by a resistor R5 and configured of resistors R5 and R6 and a switch S1;

A temperature detection unit connected to the self-diagnosis circuit unit and including a resistor (R7, R8), a diode (D1), and a zener diode (ZD);

A zero switching power controller connected to the temperature detector and configured of a diode (D2, D3, D4), resistors (R9, R10, R11), capacitors (C1, C2) and silicon controlled rectifiers (SCR1, SCR2); And

Composed of a resistor (R12) and a light emitting diode (LED) and the temperature controller for bedding, characterized in that it comprises a load operation indicator for indicating the abnormality when performing the self-diagnosis of the temperature controller.

The temperature regulator for bedding according to claim 1, wherein the silicon controlled rectifier is a silicon controlled rectifier for high sensitivity gate trigger.