KR200351899Y1 - 난방장치의 제어회로 - Google Patents

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KR200351899Y1
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Abstract

본 고안은 난방장치의 제어회로를 공개한다. 그 회로는 실내의 난방 온수관과 보일러의 온수관을 연결하는 난방밸브를 개폐하는 모터, 상기 모터를 구동하기 위한 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 흐르는 전류를 제한하는 스위칭 소자 보호부, 및 상기 스위칭 소자를 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 고안의 난방장치의 제어회로는 전원과 비정상적으로 연결된 경우에도 스위칭 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

Description

난방장치의 제어회로{Control circuit for heating apparatus}
본 고안은 난방장치의 제어회로에 관한 것으로, 특히 제어회로와 전원 및 모터가 비정상적으로 연결되었을 경우 제어회로의 스위칭 소자를 보호하고, 제어회로와 전원 및 모터와의 연결상태를 감지할 수 있는 난방장치의 제어회로에 관한 것이다.
일반적인 가정용 난방장치는 주방 등에 보일러 등의 온수관과 실내의 난방 온수관의 연결을 관할하는 난방밸브가 설치되어 있으며, 이는 난방장치의 제어회로에 의해 제어되는 모터에 의해 개폐된다. 즉, 난방장치의 제어회로는 모터를 제어하여 난방밸브를 개폐함으로써 실내온도를 조절하며, 사용자의 편의를 위해 각 방의 벽면에 설치된다. 또한, 전원으로 실효치가 220V인 교류전압을 사용하며, 주방 등 모터가 설치되는 장소에서 전원 및 모터와 난방장치의 제어회로의 신호라인들이 연결된다.
도 1은 종래의 난방장치의 제어회로의 블록도로서, 모터 구동부(10), 정전압 발생부(20), 온도 감지부(30), 조작부(40), 제어부(50), 및 표시부(60)로 구성되어 있다.
도 1에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
모터 구동부(10)는 스위칭 소자 등으로 구성되며, 제어부(50)의 제어신호(TRIAC)에 응답하여 모터(M)를 구동함으로써 보일러의 온수관과 실내의 난방 온수관을 연결하는 난방밸브를 개폐한다. 정전압 발생부(20)는 교류인 전원을 DC전압으로 바꾸어 제어부(50)에 정전압(Vad, Vss)을 공급한다. 온도 감지부(30)는실내의 온도를 감지하여 감지된 실내온도(Tsen)를 제어부로 출력한다. 조작부(40)는 사용자가 설정하는 온도 등을 제어부(50)에 전달한다. 제어부(50)는 온도 감지부(30)로부터 입력받은 실내온도(Tsen) 및 조작부(40)에서 설정된 설정온도 등에 응답하여 모터 구동부(10)로 제어신호(TRIAC)를 출력하고, 표시부(60)로 실내온도, 설정온도, 및 기타 난방장치의 동작상태 등을 출력한다. 즉, 실내온도가 설정온도보다 낮은 경우에는 상기 난방밸브가 열리도록 모터를 제어하여 실내의 난방 온수관에 온수가 공급되도록 하고, 실내온도가 설정온도보다 높은 경우에는 상기 난방밸브가 닫히도록 모터를 제어하여 실내의 난방 온수관에 온수가 공급되지 않도록 함으로써 실내온도를 제어한다. 표시부(60)는 실내온도, 설정온도, 및 기타 난방장치의 동작상태 등을 표시한다.
도 2는 전원 및 모터와 정상적으로 연결된 경우의 난방장치의 제어회로의 일부분을 나타내는 블록도로서, 모터 구동부(10), 정전압발생부(20), 및 제어부(50)로 구성되어 있으며, 모터 구동부(10)는 스위칭 소자(SW)로 구성되어 있다.
도 2에 나타낸 블록들 각각의 기능은 도 1에서 설명한 것과 동일하다.
모터 구동부(10)를 구성하는 스위칭 소자(SW)는 트라이악(triac)등이 사용될 수 있으며, 제어부(50)에서 출력되는 제어신호(TRIAC)에 의해 온, 오프되고, 이에 따라 모터(M)의 동작을 제어한다.
도 2와 같이 난방장치의 제어회로가 전원 및 모터와 정상적으로 연결된 경우, 전원전압은 모터를 거쳐서 스위칭 소자(SW)에 인가된다. 따라서, 스위칭 소자(SW)에 흐르는 전류는 제한되며, 결과적으로 스위칭 소자(SW)가 손상되는 일은발생하지 않는다.
도 3은 전원 및 모터와 비정상적으로 연결된 경우의 종래의 난방장치의 제어회로의 일부분을 나타내는 블록도이다.
도 3에 나타낸 블록들 및 스위칭 소자(SW) 각각의 기능은 도 1 및 도 2에서 설명한 것과 동일하다.
도 3과 같이 난방장치의 제어회로가 전원 및 모터와 비정상적으로 연결된 경우, 전원전압은 바로 스위칭 소자(SW)에 인가된다. 따라서, 스위칭 소자(SW)가 온될 경우 스위칭 소자(SW)에는 과도한 전류가 흐르게 되어 스위칭 소자(SW)는 손상된다.
실제로 주방 등의 작업현장에서는 난방장치의 제어회로로부터 연결된 각 신호라인들을 구분할 수 없고 따라서, 전원 및 모터와 난방장치의 제어회로를 비정상적으로 연결하여 스위칭 소자가 손상되는 사례가 많이 발생하고 있다. 또한, 종래의 난방장치의 제어회로는 전원 및 모터와의 연결상태를 감지할 수 있는 수단도 구비하지 않고 있었다.
본 고안의 목적은 전원 및 모터와 난방장치의 제어회로가 비정상적으로 연결된 경우에도 스위칭 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있는 난방장치의 제어회로를 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은 전원 및 모터와 난방장치의 제어회로의 연결상태를 감지할 수 있는 난방장치의 제어회로를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 난방장치의 제어회로는 실내의 난방 온수관과 보일러의 온수관을 연결하는 난방밸브를 개폐하는 모터, 상기 모터를 구동하기 위한 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 흐르는 전류를 제한하는 스위칭 소자 보호부, 및 상기 스위칭 소자를 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 난방장치의 상기 스위칭 소자는 상기 제어부의 상기 제어신호가 인가되는 게이트를 가지는 트라이악을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 난방장치의 상기 스위칭 소자 보호부는 상기 모터의 내부저항보다 작은 저항값을 가지는 저항을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 난방장치의 상기 난방장치의 제어회로는 상기 난방장치의 제어회로에 인가되는 입력전압에 응답하여 전압감지신호를 발생하고, 상기 전압감지신호를 상기 제어부로 출력하는 오결선감지부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 난방장치의 상기 오결선감지부는 상기 입력전압이 소정전압 이상이면 전압감지신호를 인에이블하고 소정전압 이하이면 디스에이블하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 난방장치의 상기 제어부는 초기화 시에 상기 전압감지신호에 응답하여 상기 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 고안의 난방장치는 실내의 난방 온수관과 보일러의 온수관을 연결하는 난방밸브를 개폐하는 모터, 상기 모터를 구동하기 위한 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 흐르는 전류를 제한하는 스위칭 소자 보호부, 상기 스위칭 소자를 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부, 난방장치의 제어회로에 인가되는 입력전압에 응답하여 전압감지신호를 발생하고, 상기 전압감지신호를 상기 제어부로 출력하는 오결선감지부, 및 난방장치의 동작상태를 표시하는 표시부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 고안의 난방장치의 상기 제어부는 초기화 시에 상기 오결선감지부의 상기 전압감지신호에 응답하여 상기 제어신호를 출력하고, 상기 제어신호를 출력하고 소정시간이 경과한 후 상기 전압감지신호를 감지하여 전원 및 상기 모터와의 연결상태를 판단하고, 상기 표시부에 전원 및 상기 모터와의 연결상태를 표시하는 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 난방장치의 제어회로의 블록도이다.
도 2는 전원 및 모터와 정상적으로 연결된 경우의 종래의 난방장치의 제어회로의 일부분을 나타내는 블록도이다.
도 3은 전원 및 모터와 비정상적으로 연결된 경우의 종래의 난방장치의 제어회로의 일부분을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 고안의 난방장치의 제어회로의 블록도이다.
도 5는 전원 및 모터와 정상적으로 연결된 경우의 본 고안의 난방장치의 제어회로의 일부분을 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 블록도에서 제어부가 전원과의 연결상태를 감지하는 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 7은 전원 및 모터와 비정상적으로 연결된 경우의 본 고안의 난방장치의 제어회로의 일부분을 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 블록도에서 제어부가 전원과의 연결상태를 감지하는 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 난방장치의 제어회로를 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 고안의 난방장치의 제어회로의 블록도로서, 도 1에 나타낸 블록도에 오결선감지부(70) 및 스위칭 소자 보호부(80)를 추가하여 구성되어 있다.
도 4에 나타낸 블록들 중 도 1에 나타낸 블록들과 동일한 블록들의 기능은 도 1에서 설명한 것과 동일하며, 추가된 블록들의 기능을 설명하면 다음과 같다.
오결선감지부(70)는 난방장치에 입력되는 입력전압에 응답하여전압감지신호(Vsen)를 제어부(50)로 출력하며, 제어부(50)는 상기 전압감지신호(Vsen)를 이용하여 전원 및 모터와 난방장치의 제어회로가 정상적으로 연결되었는지 여부를 알 수 있다. 스위칭 소자 보호부(80)는 전원 및 모터가 난방장치의 제어회로와 비정상적으로 연결된 경우에도 모터 구동부(10) 내의 스위칭 소자에 흐르는 전류를 제한함으로써 모터 구동부(10) 내의 스위칭 소자가 손상되는 것을 방지한다.
도 5는 전원 및 모터와 정상적으로 연결된 경우의 본 고안의 난방장치의 제어회로의 일부분을 나타내는 블록도로서, 모터 구동부(10), 정전압발생부(20), 제어부(50), 오결선감지부(70), 및 스위칭 소자 보호부(80)로 구성되어 있으며, 모터 구동부(10)는 스위칭 소자(SW)로, 오결선감지부(70)는 세 개의 저항(R1, R2, R3), 다이오드(D), 및 트랜지스터(TR)로, 스위칭 소자 보호부(80)는 하나의 저항(RL)으로 각각 구성되어 있다.
도 5에 나타낸 블록들 각각의 기능은 도 4에서 설명한 것과 동일하다.
스위칭 소자 보호부(80)를 구성하는 저항(RL)은 난방장치의 제어회로가 전원과 비정상적으로 연결된 경우에 스위칭 소자(SW)가 파손되는 것을 방지한다. 즉, 종래의 난방장치의 제어회로는 전원과 비정상적으로 연결된 경우에 전원전압이 그대로 스위칭 소자(SW)에 연결되었으나, 본 고안에서는 저항(RL)을 통하여 연결되도록 하였다. 따라서, 난방장치의 제어회로가 전원과 비정상적으로 연결된 경우에도 스위칭 소자(SW)에 흐르는 전류를 제한함으로써 스위칭 소자(SW)가 파손되는 것을방지할 수 있다. 저항(RL)은 모터(M)의 내부저항보다는 충분히 작은 값을 가지도록 함으로써 난방장치의 제어회로가 전원과 정상적으로 연결된 경우에도 모터의 동작에는 영향을 미치지 않도록 한다.
오결선감지부(70)는 난방장치의 제어회로에 입력되는 입력전압(Vin)에 응답하여 전압감지신호(Vsen)를 제어부(50)로 출력한다. 즉, 입력전압(Vin)이 0보다 큰 값일 경우에는 트랜지스터(TR)의 게이트에 0보다 큰 전압이 인가된다. 따라서, 트랜지스터(TR)는 온되고, 전압감지신호(Vsen)는 로우레벨이 된다. 입력전압(Vin)이 0 이하인 경우에는 다이오드(D)가 온되어 트랜지스터(TR)의 게이트에는 접지전압이 인가된다. 따라서, 트랜지스터(TR)는 오프되고, 전압감지신호(Vsen)는 하이레벨이 된다.
도 6은 도 5에 나타낸 블록도에서 제어부가 전원과의 연결상태를 감지하는 방법을 설명하기 위한 타이밍도로서, VLINE은 전원전압을, Vsen은 오결선감지부(70)의 출력신호인 전압감지신호를, TRIAC은 제어부(50)에서 출력되는 스위칭 소자(SW)를 온, 오프하기 위한 제어신호를, Vin은 난방장치의 제어회로에 인가되는 입력전압을 각각 나타낸다.
도 6을 참고하여 도 5에 나타낸 본 고안의 난방장치의 제어회로의 제어부가 전원 및 모터와의 연결상태를 감지하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
초기에 스위칭 소자(SW)는 오프상태이이다. T1구간에서는 TRIAC신호는 로우레벨을 유지하고, 따라서, 스위칭 소자(SW)는 오프상태이므로 Vin은 VLINE과 같은 값을 가진다. 상술한 바와 같이, Vin이 0보다 크다면 Vsen은 로우레벨이 된다. 따라서, T1구간에서는 Vsen은 로우레벨을 유지한다.
T2구간에서도 TRIAC신호는 로우레벨을 유지하고, 따라서, 스위칭 소자(SW)는 오프상태이므로 Vin은 VLINE과 같은 값을 가진다. 상술한 바와 같이, Vin이 0 이하의 값을 가지면 Vsen은 하이레벨이 된다. 따라서, T1구간에서는 Vsen은 하이레벨이 된다.
T3구간에서 TRIAC신호가 하이레벨이 되면 스위칭 소자(SW)는 온된다. 난방장치의 제어회로와 전원이 정상적으로 연결된 경우 전류는 모터와 보호저항(RL)을 통하여 흐르게 되며, 보호저항(RL)은 모터(M)의 내부저항보다 충분히 작은 값을 가지므로 전원전압, 즉, VLINE의 대부분은 모터(M)에 걸리고, 따라서, 입력전압, 즉, Vin은 거의 0의 값을 가진다. 그러므로, Vsen은 하이레벨이 된다. 따라서, 제어부(50)는 TRIAC신호를 발생시키고 소정시간 후 Vsen을 감지하여(sensing) 하이레벨이면 정상적으로 연결되었다고 판단한다.
도 7은 본 고안의 난방장치의 제어회로가 전원 및 모터와 정상적으로 연결된 경우를 나타내는 블록도로서, 구성 및 기능은 도 4 및 도 5에서 설명한 것과 동일하다.
도 8은 도 7에 나타낸 블록도에서 제어부가 전원과의 연결상태를 감지하는 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 8을 참고하여 도 7에 나타낸 본 고안의 난방장치의 제어회로의 제어부가전원 및 모터와의 연결상태를 감지하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
T1구간과 T2구간은 도 6에서 설명한 것과 동일하다.
T3구간에서, VLINE이 0보다 커지게 되면 Vin도 0보다 커지게 되고, 따라서, Vsen은 로우레벨로 떨어지게 된다. 제어부(50)는 Vsen의 하강부를 감지하여 하강부가 감지된 시점에서 소정시간 후에 TRIAC신호를 소정시간동안 하이레벨이 되도록 한다. TRIAC신호가 하이레벨이 되면 스위칭 소자(SW)는 온된다. 그러나, 도 7에 나타낸 것처럼 비정상적으로 연결된 경우에는 스위칭 소자(SW)가 온되더라도 Vin은 VLINE과 같으며, 따라서, Vsen도 로우레벨을 유지하게 된다. 따라서, 제어부(50)는 TRIAC신호를 발생시키고 소정시간 후에 Vsen을 판단하여(sensing) 로우레벨이면 비정상적으로 연결되었다고 판단한다.
즉, 본 고안의 난방장치의 제어회로의 제어부(50)는 난방장치의 제어회로가 전원에 연결된 후 오결선감지부(70)로부터 출력된 전압감지신호(Vsen)의 첫 번째 하강부를 감지하면 스위칭 소자(SW)를 온 시킨다. 다음으로 소정시간 후에 전압감지신호(Vsen)를 감지하여 하이레벨이면 정상적으로 연결되었다고 판단하고, 로우레벨이면 비정상적으로 연결되었다고 판단한다. 비정상적으로 연결되었다고 판단하면 이후에는 스위칭 소자(SW)를 온 시키지 않고, 표시부를 통하여 비정상적으로 연결되었음을 사용자에게 알린다.
따라서, 본 고안의 난방장치의 제어회로는 스위칭 소자의 전단에 보호저항을 추가함으로써 전원 및 모터와 비정상적으로 연결된 경우에도 스위칭 소자에 흐르는전류를 제한하여 스위칭 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 오결선감지부를 추가함으로써 난방장치의 제어회로와 전원 및 모터와의 연결상태를 사용자에게 알려줄 수 있다.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 고안의 난방장치의 제어회로는 전원 및 모터와 비정상적으로 연결된 경우에 스위칭 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 난방장치의 제어회로와 전원 및 모터와의 연결상태를 사용자에게 알려줄 수 있다.

Claims (8)

  1. 실내의 난방 온수관과 보일러의 온수관을 연결하는 난방밸브를 개폐하는 모터;
    상기 모터를 구동하기 위한 스위칭 소자;
    상기 스위칭 소자에 흐르는 전류를 제한하는 스위칭 소자 보호부; 및
    상기 스위칭 소자를 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 난방장치의 제어회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
    상기 제어부의 상기 제어신호가 인가되는 게이트를 가지는 트라이악을 구비하는 것을 특징으로 하는 난방장치의 제어회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 소자 보호부는
    상기 모터의 내부저항보다 작은 저항값을 가지는 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 난방장치의 제어회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 난방장치의 제어회로는
    상기 난방장치의 제어회로에 인가되는 입력전압에 응답하여 전압감지신호를 발생하고, 상기 전압감지신호를 상기 제어부로 출력하는 오결선감지부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 난방장치의 제어회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 오결선감지부는
    상기 입력전압이 소정전압 이상이면 전압감지신호를 인에이블하고 소정전압 이하이면 디스에이블하는 것을 특징으로 하는 난방장치의 제어회로.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제어부는
    초기화 시에 상기 전압감지신호에 응답하여 상기 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 난방장치의 제어회로.
  7. 실내의 난방 온수관과 보일러의 온수관을 연결하는 난방밸브를 개폐하는 모터;
    상기 모터를 구동하기 위한 스위칭 소자;
    상기 스위칭 소자에 흐르는 전류를 제한하는 스위칭 소자 보호부;
    상기 스위칭 소자를 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부;
    난방장치의 제어회로에 인가되는 입력전압에 응답하여 전압감지신호를 발생하고, 상기 전압감지신호를 상기 제어부로 출력하는 오결선감지부; 및
    난방장치의 동작상태를 표시하는 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 난방장치의 제어회로.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어부는
    초기화 시에 상기 오결선감지부의 상기 전압감지신호에 응답하여 상기 제어신호를 출력하고, 상기 제어신호를 출력하고 소정시간이 경과한 후 상기 전압감지신호를 감지하여 전원 및 모터와의 연결상태를 판단하고, 상기 표시부에 전원 및 상기 모터와의 연결상태를 표시하는 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 난방장치의 제어회로.
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