KR200310607Y1 - 직류전원을 이용한 열선제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 일반 가정용 교류(AC) 전원을 직류(DC) 전원으로 정류 후 발열선으로 공급되도록 함으로써 전자파의 발생을 방지하고, 일정한 전압의 공급이 이루어지도록 함으로써 온도조절의 안정성을 향상시키되, 외부 제어신호에 따라 회로의 전체 동작을 결정하는 스위치 수단으로서 트라이액(TRIC)을 사용하여 동작의 정확성을 향상시킬 수 있도록 하는 직류전원을 이용한 열선제어장치에 관한 것으로서,

일반 전열기에 사용하는 220V/60Hz의 구동용 전원과 지그재그로 왕복 배열되어 전원의 공급에 따라 발열하는 열선(heat wire)의 사이에 연결되어 교류(AC) 전원을 직류(DC) 전원으로 정류하여 공급하는 직류전원을 이용한 열선제어장치에 있어서; 4개의 다이오드로 이루어져 정류를 수행하는 브리지 다이오드와, 전원 입력단자에 연결되어 과전압이 걸리는 경우에 자동으로 오픈(open)되어 전류의 흐름을 차단하여 회로를 보호하는 퓨즈(FUSE)와, 상기 브리지 다이오드의 입력단에 연결되는 제1 커패시터(C1)와, 상기 제1 커패시터(C1)에 병렬로 연결되고 전체 회로동작여부를 결정하는 스위치 역할을 하는 트라이액(TRIC1)과, 외부 제어신호(B)에 따라 온/오프(ON/OFF)되어 상기 트라이액(TRIC1)의 게이트 단자로 제어신호를 출력하는 트랜지스터(Q1)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

직류전원을 이용한 열선제어장치{omitted}

본 고안은 직류전원을 이용한 열선제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전열기 본체의 구조 변경 없이도 전열기 본체에서의 전자파를 제거할 수 있는 회로를 구성하여 인체와 직접적인 접촉을 가지는 전기매트, 전기장판과 전기요를 비롯하여 전열기의 사용이 인체에 무해하도록 하는 직류전원을 이용한 열선제어장치에 관한 것이다.

종래의 전기장판과 전기요 등의 전열기 본체와 온도조절기의 구성 및 작용을 살펴보면, 발열선과 그 발열선에서 발생되는 열을 감지하는 감열선이 절연체로 피복되어 하나의 열발생부 케이블이 형성되어 전열기 본체의 내부에 지그재그로 왕복배열되어 있다. 그리고, 상기 전열기 본체에 온도조절기가 접속되어 온도를 조절하게 된다.

여기서, 상기 감열선은 네거티브 온도계수 특징을 가지는 것으로서, 발열선의 온도가 상승하게 되면 감열선의 저항치가 낮아지게 되고 발열선의 온도가 하강하게 되면 감열선의 저항치는 높아지게 된다. 따라서, 감열선의 저항이 높아지거나 낮아지면 감열선에 흐르는 전류는 감소되거나 증가된다.

작동을 간단히 살펴보면, 발열선의 온도가 높아지게 되면 감열선의 저항치가 낮아지게 되고, 그에 따라 발열선으로 공급되는 전압의 인가되는 시간이 지연되어 발열선에는 적은 양의 전력이 공급되어 발열선의 온도는 시간이 지남에 따라 낮아지게 된다. 그리고, 발열선의 온도가 낮아지게 되면 감열선의 저항치가 높아지게 되고, 그에 따라 발열선으로 공급되는 전압의 인가되는 시간이 단축되어 발열선에는 보다 많은 양의 전력이 공급되게 되고 발열선의 온도는 시간이 지남에 따라 높아지게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에 의한 전기장판과 전기요 등의 전열기에서는 일반 가정에서 사용하는 교류(AC) 전원이 직접 공급되고 그 전원을 받아 발열선이 발열하는 구조를 갖기 때문에 유해 전자파의 발생을 막을 수 없게 되는 문제점이 있다.

또한, 일정 전압 공급의 안정성이 떨어지는 교류(AC) 전원을 사용함으로써 발열선으로 일정한 전압의 공급이 이루어지지 않고 그에 따라 소비자가 원하는 온도로 발열선의 온도를 조절하는 것이 어렵게 되어 소비자들의 불만이 야기되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 일반 가정용 교류(AC) 전원을 직류(DC) 전원으로 정류 후 발열선으로 공급되도록 함으로써 전자파의 발생을 방지하고, 일정한 전압의 공급이 이루어지도록 함으로써 온도조절의 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 직류전원을 이용한 열선제어장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 외부 제어신호에 따라 회로의 전체 동작을 결정하는 스위치 수단으로서 트라이액(TRIC)을 사용하여 동작의 정확성을 향상시킬 수 있도록 하는 직류전원을 이용한 열선제어장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 바람직한 특징에 따르면, 일반 전열기에 사용하는 220V/60Hz의 구동용 전원과 지그재그로 왕복 배열되어 전원의 공급에 따라 발열하는 열선(heat wire)의 사이에 연결되어 교류(AC) 전원을 직류(DC) 전원으로 정류하여 공급하는 직류전원을 이용한 열선제어장치에 있어서,

4개의 다이오드로 이루어져 정류를 수행하는 브리지 다이오드와, 전원 입력단자에 연결되어 과전압이 걸리는 경우에 자동으로 오픈(open)되어 전류의 흐름을차단하여 회로를 보호하는 퓨즈(FUSE)와, 상기 브리지 다이오드의 입력단에 연결되는 제1 커패시터(C1)와, 상기 제1 커패시터(C1)에 병렬로 연결되고 전체 회로동작여부를 결정하는 스위치 역할을 하는 트라이액(TRIC1)과, 외부 제어신호(B)에 따라 온/오프(ON/OFF)되어 상기 트라이액(TRIC1)의 게이트 단자로 제어신호를 출력하는 트랜지스터(Q1)를 포함하여 구성되는 직류전원을 이용한 열선제어장치를 제공한다.

도 1은 본 고안에 의한 직류전원을 이용한 열선제어장치의 구성을 나타내는 회로도

〈도면 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 구동용 전원 20 : 열선(heat wire)

30 : 콘트롤러 31 : 브리지 다이오드

32 : 퓨즈(FUSE)

C1 : 커패시터

TRIC1 : 트라이액

Q1 : 트랜지스터

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 고안에 의한 직류전원을 이용한 열선제어장치의 구성을 나타내는 회로도이다.

상기 첨부도면 도 1을 참조하면, 참조번호 10은 일반 가정에서 전열기에 사용하는 220V/60Hz의 구동용 전원을 나타내고, 20은 지그재그로 왕복 배열되어 전원의 공급에 따라 발열하는 열선(heat wire) 또는 열판(heat plate)을 나타내고, 30은 상기 구동용 전원(10)과 열선(20)의 사이에 연결되어 교류(AC) 전원을 직류(DC)전원으로 정류하여 공급하는 콘트롤러를 나타낸다.

상기 콘트롤러(30)는 하나의 모듈로 이루어지는데, 4개의 입출력 단자가 구비되어 있다. 이때, ①과 ② 단자는 상기 구동용 전원(10)과 연결되어 전원 입력단자로 사용되고, ③과 ④ 단자는 상기 열선(20)에 연결되어 전원 출력단자로 사용된다.

상기 콘트롤러(30)의 내부 구성을 살펴보면, 참조번호 31은 4개의 다이오드로 이루어지는 브리지 다이오드를 나타낸다. 이때, 상기 브리지 다이오드(31)의 입력단은 전원 입력단자 ①과 ②에 연결되고, 출력단은 전원 출력단자 ③과 ④에 연결된다.

또한, 참조번호 32는 상기 전원 입력단자 ①에 연결되어 과전압이 걸리는 경우에 자동으로 오픈(open)되어 전류의 흐름을 차단하여 회로를 보호하는 퓨즈(FUSE)를 나타낸다.

또한, 참조부호 C1은 상기 브리지 다이오드(31)의 입력단에 연결되는 제1 커패시터를 나타내고, TRIC는 상기 제1 커패시터(C1)에 병렬로 연결되고 전체 회로동작 여부를 결정하는 스위치 역할을 하는 트라이액을 나타내고, Q1은 외부 제어신호(B)에 따라 온/오프(ON/OFF)되어 상기 트라이액(TRIC1)의 게이트 단자로 제어신호를 출력하는 트랜지스터를 나타낸다.

상기 트라이액(TRIC1)은 쌍방향 3단자 다이리스터(Bidirectional Triode Thyristor)로서 다이리스터(SCR)와 같은 부류에 속하지만 다이리스터와는 달리 플러스 또는 마이너스 게이트 신호로 전원의 정.역 어떠한 방향으로도 턴온(TURN ON)이 가능하며, 상용주파수에서의 교류제어에서는 단 한 개의 소자로 제어할 수 있다.

결국, 트라이액(TRIC1)은 일반적으로 다이리스터 2개를 역병렬로 접속한 것과 같은 작용을 하지만 게이트 단자가 하나로 되어 있기 때문에 트리거 회로가 간단히 된다는 장점이 있다. 그 구조는 2개의 다이리스터가 일체화되어 있는 n-p-n-p-n의 5층 구조로서 그 절반이 p-n-p-n 구조의 다이리스터로 구성되어 있다. 따라서, 각 단자의 호칭도 음극과 양극이 아니고 T1 단자, T2 단자 및 게이트 단자라고 한다. 단, 기준단자는 다이리스터의 음극에 해당하는 T1 단자이다.

한편, 미설명 참조부호 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7은 저항을 나타내고, T는 트랜스포머(TRANSFORMER)를 나타내고, ZD1은 제너다이오드를 나타낸다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다.

외부 제어신호(B)가 입력되면 상기 트랜지스터(Q1)가 온(ON)되고, 그에 따라 상기 트라이액(TRIC1)의 게이트 단자에 신호가 입력된다. 상기 게이트 신호가 입력되면 T1 및 T2 단자 사이에 특정 방향으로의 전류가 흐르고, 전체 회로가 동작이 개시된다. 이때, 방향은 외부로부터 입력된 제어신호(B)에 의해 결정된다.

이때, 상기 구동용 전원(10)으로부터 공급되는 교류(AC) 전원을 브리지 다이오드(31)에서 직류(DC) 전원으로 정류한 후 상기 열선(20)으로 출력시킴으로써 전자파의 발생을 방지하고 안정된 전압의 공급이 가능하게 된다.

이상의 본 고안은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 의한 직류전원을 이용한 열선제어장치는 일반 가정용 교류(AC) 전원을 직류(DC) 전원으로 정류 후 발열선으로 공급되도록 함으로써 전자파의 발생을 방지하고, 일정한 전압의 공급이 이루어지도록 함으로써 온도조절의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 소비자들의 만족도를 향상시킬수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 일반 전열기에 사용하는 220V/60Hz의 구동용 전원과 지그재그로 왕복 배열되어 전원의 공급에 따라 발열하는 열선(heat wire)의 사이에 연결되어 교류(AC) 전원을 직류(DC) 전원으로 정류하여 공급하는 직류전원을 이용한 열선제어장치에 있어서,

   4개의 다이오드로 이루어져 정류를 수행하는 브리지 다이오드와, 전원 입력단자에 연결되어 과전압이 걸리는 경우에 자동으로 오픈(open)되어 전류의 흐름을 차단하여 회로를 보호하는 퓨즈(FUSE)와, 상기 브리지 다이오드의 입력단에 연결되는 제1 커패시터(C1)와, 상기 제1 커패시터(C1)에 병렬로 연결되고 전체 회로동작여부를 결정하는 스위치 역할을 하는 트라이액(TRIC1)과, 외부 제어신호(B)에 따라 온/오프(ON/OFF)되어 상기 트라이액(TRIC1)의 게이트 단자로 제어신호를 출력하는 트랜지스터(Q1)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류전원을 이용한 열선제어장치.