KR20040026731A - 전기매트의 고장판별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기, 전자의 지식이 없는 일반인들의 집에서 전기매트가 뜨거워지지 않는 등의 고장시, 온도조절기가 고장인지 아니면 전기매트 쪽이 고장인지를 쉽게 판별할 수 있도록 하여 A/S 시에 고장난 부분만을 수리할 수 있도록 함으로써 고장 수리의 시간 단축은 물론 제조자와 소비자 모두에게 이득이 될 수 있도록 한판별장치이다.

Description

전기 매트의 고장판별장치{A check apparatus of electric mat}

본 발명은 우리나라의 사람들이 보조 난방장치로 가장 많이 사용하는 전기매트의 고장 판별장치로써, 소비자가 전기매트를 사용하다가 고장이 난 경우 일단 소비자는 신속한 A/S를 원하게 되는데 일반적으로 전기매트는 부피가 매우 큼으로써 택배를 불러 이것을 제조사 또는 판매처로 A/S를 요청하게 되고 제조사는 전기매트의 고장원인을 분석하여 수리 후 다시 택배를 이용하여 소비자에게 보내게 되어있는 것이 현 실정이다.

이는 시간도 많이 걸리고 비용도 많이 소모되는 결과가 되는데 만일 소비자가 어느 정도 고장 진단을 하여서 A/S를 요청한다면 시간 및 비용을 절감할 수 있게된다.

일반적으로 전기매트는 매트 본체와 온도조절기로 이루어지게 되는데 전기매트가 뜨거워지지 않는다면 매트 쪽의 고장인지 온도조절기 쪽이 고장인지 소비자는 판단을 할 수가 없게된다.

고장이 발생한 경우의 예를 들어본다.

① 전기매트의 고장, 온도조절기는 정상

② 전기매트는 정상, 온도조절기는 고장

③ 전기매트 고장, 온도조절기 고장

이상 위의 3가지 경우가 발생하게 되는데 만약 ③의 경우라면 소비자가 전기매트와 온도조절기 두 가지 다 A/S를 요청하면 되지만 ① 또는 ②의 경우라면 A/S를 필요로 하는 것만 즉 온도조절기 또는 전기매트 쪽만 A/S를 요청한다면 물류 및 비용을 줄일 수 있게 되는 것이다.

하지만 소비자는 대부분 전기, 전자 지식이 없을뿐더러 있다하더라도 전기매트의 결선도도 모를뿐더러 함부로 분해해서도 안 되겠지만 그러한 계측기도 보유하고 있지 않는 실정이다.

본 발명은 이러한 점에 착안을 하여 전기매트를 판매 시에 전기매트 고장 판별기를 같이 줌으로써 전기매트의 고장 시에 소비자가 간단하게 전기매트의 고장 유무를 판별하도록 하여 전기매트 고장 판별기에서 매트 쪽에 이상이 없다면 부피가 큰 전기매트는 보내지 않고 부피가 작은 온도조절기만을 A/S 요청하도록 하여 물류 및 비용을 절감하는데 목적이 있다.

일단 전기매트가 고장이 나면 소비자는 매트와 조절기 둘 다 A/S를 요청하게 되는데 매트가 불량인 경우 조절기는 부피가 작으므로 둘 다 A/S를 보내도 물류 및 비용은 같게 되지만, 매트가 이상이 없는 데도 소비자는 일단 매트와 조절기 둘 다 A/S를 요청하게되므로 물류에 걸리는 시간 및 비용이 많이 들어가게 됨으로써 제조사와 소비자가 모두 손해을 보게 되는 것이다.

그리하여, 본 발명은 부피가 큰 전기매트 쪽의 고장유무를 소비자가 판별하도록 하여 보다 양질의 A/S를 할 수 있도록 한 방법인 것이다.

일반적으로 전기매트는 매트와 온도조절기로 나누어져 있고(도면 1) 본 발명의 목적은 매트의 이상 유무를 발견해내는 장치인데, 매트의 이상 유무는 매트의 구성도을 보면(도면 2) 발열부(50)와, 온도 감지부(30)와, 온도 과승방지부(40)로 이루어져 있다.

①우선 발열부(50)의 이상이란 단선을 말하는데, 발열부가 단선되면 전력공급이 이루어지지 않기 때문에 발열이 되지 않는 고장을 뜻한다.

②온도 과승 방지부(40)의 고장은 보통 바이메탈의 이상으로 간혹 접촉불량이나 또는 동작 후 복귀가 이루어지지 않는 경우 발열선과 직렬로 이루어져 있으므로 발열부의 단선과 마찬가지의 고장인 것이다.

③온도 감지부(30)가 단선인 경우 보통 사용되는 온도 감지장치는 써미스터라고 하여 NTC로 이루어져 있는데 발열부의 온도 상승에 따라 써미스터의 저항이 변화하는 것인데 만약 써미스터가 단선인 경우는 온도조절기에서 온도조절이 되지 않고 계속 온도가 상승하여 발열선에 직렬로 연결해 놓은 온도 과승방지장치인 바이메탈이 계속 동작을 하게 되어 결국 바이메탈 고장으로 이루어지게 되는 경우가 한 가지 있고 간혹 고급기종의 온도조절기에서는 써미스터의 단선을 판별하는 회로를 부착하여 발열선에 전력 공급을 중단하는 방식을 사용하기도 한한다.

어쨌든 써미스터의 단선시는 온도조절이 되지 않고 계속 온도가 올라가거나 계속 전력공급이 중단되거나 하는 고장으로 분류할 수가 있다.

④온도 감지부(30)이 쇼트인 경우

써미스터가 쇼트인 경우에는 상기한 바와 같이 보통 NTC를 사용하는데 이는 온도가 올라갈수록 저항이 적어지게 되어 온도조절기에서 이를 감지하여 온도를 제어하게되며 써미스터가 쇼트인 경우는 저항값이 거의 0Ω에 가깝게되어 온도가 높은 것으로 온도조절기 내부회로에서 판별을 하여 발열선에 전력 공급을 중단함으로써 전체 온도가 올라가지 않는 고장이 되어 또한 매트의 불량원인 중의 하나인 것이다.

이상과 같이 결국 크게 나누면 발열부의 단선이냐 또는 온도 감지부의 단선 또는 쇼트냐의 3가지로 분류되는 고장이 대부분이므로 이러한 고장을 소비자가 쉽게 판별하도록 하는 고장 판별장치를 제공하는데 있는 것이다.

도면 1은 전기매트의 구성을 개략적으로 나타낸 도면

도면 2는 1 난방 전기매트의 내부 구성을 나타낸 도면

도면 3은 2 난방 전기매트의 내부 구성을 나타낸 도면

도면 4는 본 발명의 1 난방 회로도

도면 5는 본 발명의 블럭도

도면 6은 본 발명의 2 난방 회로도

도면 7은 본 발명의 표시부 회로도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 전기매트 20 : 온도조절기(온도콘트롤러) 30 : 온도감지부(서미스터)

40 : 온도과승방지부(바이메탈) 50 : 발열부(열선) 60 : 센서

100 : 접속기 110 : 단선감지부 120 : 쇼트감지부

130 : 표시부 140 : 전원부 200 : 단선표시부

300 : 쇼트표시부

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다.

먼저 도면 2를 보면 보통 전기매트의 구조도인데 이를 1 난방이라고 하며, 도면 3은 좌·우측의 온도를 별도로 조절할 수 있도록 한 보통 2인용 매트에서 각기 원하는 온도로 설정하여 사용하도록 한 2난방 방식이라고 한다, 먼저 1난방의 경우를 설명하기로 한다.

도면 4는 본 발명의 1난방에 관한 회로도이다.

도면 6에 보면 본 발명의 구성이 나와 있는데 사용자는 온도조절기 대신 본 판별장치를 매트에 접속하게 되면 단선 감지부에서는 발열선의 단선 또는 센서의 단선, 쇼트 유무를 판별하게 되고 이상이 생겼을 때는 표시부의 LED가 점등하도록 되어있는 간단한 장치이다.

도면 4는 본 발명의 기본 회로도이므로 도면 4를 상세히 설명하고자 한다.

도면 4에서 보듯 사용자가 본 장치를 매트의 접속기에 연결하게 되고 전원스위치(SW)를 온(ON)하면 동작을 하게 되는데 도면 4에서 보듯 소비자가 본 장치를 매트의 접속기(100)에 온도조절기 대신 연결을 하게 되고 전원 스위치(SW)가 온(ON)하게 되면 매트부의 이상 시에는 표시부(130)의 LED가 점등을 하게 되는데동작은 다음과 같다.

① 정상인 경우 와 비정상인 경우 두가지 즉

② 발열부(50) 또는 온도감지부(30)의 단선과

③ 온도감지부(30)의 쇼트시의 두가지의 경우에 대하여 설명하고자 한다.

① 참고로 보통 전기매트의 발열부(50)는 수십 옴(Ω)에서 수백 옴(Ω)을 사용하게 되고 온도감지부(30)부의 써미스터는 수 킬로 옴(㏀)에서 수십 킬로 옴(㏀)을 사용하게 되는데 계절적인(여름-겨울) 요인에 의한 주변 온도의 변화에 따라 발열부(50)의 히터 저항은 별도 변동이 없으나 써미스터는 변화의 폭이 크다.

먼저 정상인 경우 단선 감지부(110), IC1의 +측 입력에는 -입력(+ 및 -측은 바뀔 수도 있으나 바뀌더라도 +측이 고전압)단자보다 평상시 놓은 전압을 설정하게 된다. 그렇게 되면 정상시에는 회로구성은 +→R1→D1→접속기→H1→H2→S2→S1→-의 순으로 전류가 흐르게 되고 R1에는 고저항을 설정하였으므로 IC1의 입력측 +측은 -측보다 높게 되어 출력은 하이(High)가 되어 표시부(130)의 LED 1은 동작하지 않게 된다.

또한 비교기 IC2의 경우는 -입력단자에 R6와 R7으로 분할된 낮은 전압을 설정해 놓옴으로써 평상시에는 R5를 통한 전압이 +측에 걸리게 되어 평상시 +측이 높으므로 출력은 항상 하이(High) 상태를 유지하게 되는데 센서의 저항은 수㏀에서 수십㏀이 되므로 정상적인 상태에서는 항상 IC2의 +입력이 -측 입력보다 높게 되어 출력은 하이(High)가 되어 표시부(130) LED 1은 점등하지 않는다. 또한 단선 감지부(110) 다이오드(D1)에 의하여 높은 전압은 비교기 IC1으로 유입되지 않는다.

히터 또는 센서의 단선이 발생한 경우에는 +→R1→D1→접속기→H1→H2→S2→S1→-의 순으로 전류가 흐르던 것이 단선이 되면서 전원부의 전압이 그대로 표시부(130) 저항(R1)을 통하여 비교기 IC1의 -입력단자에 걸리게 되고 +측에 설정된 전압보다 -입력측의 전압이 높아지게 되어 출력은 하이(High)→로우(Low)로 되고 표시부(130)의 LED1은 점등을 하게 되는 것이다. 이 때에도 비교기 IC2의 +측 입력은 -측보다 높으므로 IC2는 동작하지 않게 된다.

다음은 온도감지부(30) 써미스터의 쇼트인 경우인데 이러한 경우에는 위에서 설명했다시피 전열선에 전력 공급이 되지 않는 고장인데 설명을 하면 다음과 같다.

먼저 비교기 IC1의 경우는 센서가 쇼트가 되면 저항(R1)과 다이오드(D1)간의 전압이 더욱 낮아지게 되지만 단선 감지부(110)의 비교기 IC1의 입력은 여전히 +측이 -측보다 높으므로 출력은 하이(H)가 되어 표시부(130) LED 1은 점등하지 않는다. 이 때에 비교기 IC2의 +측 입력 전압은 +→R5→S2→S1→-의 순으로 전류가 흐르는데 온도감지부(30) 써미스터와 쇼트 상태가 되면 저항이 0Ω에 가깝게 되므로 IC2의 +입력 전압은 0V 가까이 되고 설정된 -측의 전압보다 낮아지게 되어 출력은 하이(H)→로우(L)가 되어 표시부(130)의 LED 1이 점등을 하게 되어 고장으로 판별하게 되는 것이다.

어쨌든 사용자는 발열부(50) 히터 또는 온도감지부(30) 써미스터가 단선이든 또는 써미스터가 쇼트이든 간에 일단 매트가 고장이란 것을 판별하게 되어 A/S를 요청하게 하면 되는 것이다.

만약 이때 좀 더 편리한 방법으로 쇼트이냐 단선이냐를 판별하고 싶으면 도면 5의 블록도에 도시한 바와 같이 설치하여 단선 표시부와 쇼트 표시부를 각각 설치할 수도 있다.

2난방의 경우에도 원리는 1난방의 경우와 같으나 회로의 구성에는 차이가 있으므로 발열부와 온도감지부를 별도로 고장 진단을 하게 되는데 동작설명은 다음과 같다.

도면 6의 회로도를 보면 사용자가 온도 조절기 대신 본 장치를 매트에 접속을 하고 전원 스위치(SW)를 온(ON)하게 되면, 먼저 발열부(50)에 연결된 비교기 IC1의 +측 입력단자에는 저항 R4와 R10으로써 높은 전압을 설정하게 되고 -입력측의 설정전압은 +→R3→H1→HC→H2→-의 순으로 전류가 흐르게 되고 평상시에는 IC1의 +입력 전압보다 낮은 전압이 되도록 R3를 설정한다.

그러면 정상적인 상태에서는 IC1의 +입력이 -입력 전압보다 높으므로 비교기 IC1의 출력은 H가 되어 L1은 점등하지 않는다.

만약 발열선이 단선이 되면 전원 전압이 그대로 저항(R3)를 통하여 비교기 IC1의 -측에 입력하게 되므로 +입력 설정 전압보다 높게 되어 비교기 IC1의 출력은 하이(H)→로우(L)로 되어 표시부(130) LED 1은 점등하게 되어 고장을 발견할 수 있다.

온도감지부(30) 써미스터의 고장유무는 단선과 쇼트의 두가지로 구분이 되는데 비교기 IC2의 경우는 쇼트의 경우에 동작을 하게되어 동작은 다음과 같다.

먼저 정상적인 경우 비교기 IC2의 -입력전압을 낮게 설정해 놓으면 +입력전압은 주위 온도에 다른 변화가 있더라도 +→R5→D1→S1→SC→- 순서 또는+→R5→D2→S2→SC→-의 순으로 되어 +측 입력이 항상 높게 되어 있으므로 출력은 항상 하이(High)가 되어있다.

이때에 센서의 단선을 감지하는 비교기(IC3, IC4)가 다이오드 (D3, D4)를 통하여 동시에 연결이 되어 있는데 비교기(IC3, IC4) 모두 + 입력 측에는 IC1과 마찬가지로 높은 전압으로 설정을 하여 놓고 있다.

또한 -측의 전압은 저항(R8, R9)을 거쳐서 다이오드(D3, D4)를 통하여 센서(S1, S2)의 단자에 연결을 해 놓고 있으므로 주위 온도의 변화를 감안한다 하더라도 항상 +입력보다 낮은 전압이 되도록 저항(R8, R9)을 설정해 놓으면 비교기(IC3, IC4)는 항상 +입력이 -입력보다 놓게 되어 출력은 하이(H)가 되어 표시부(130) LED 1은 동작하지 않는다.

이 때에 만약 온도감지센서(S1 또는 S2)가 쇼트 상태가 되면 비교기 IC2의 -측 입력전압은 센서(S2)가 쇼트 상태가 되면 비교기 IC2의 -측 입력전압은 +→R5→D1→S1→SC→- 순서 또는 +→R5→D2→S2→SC→-의 순으로 엔드 케이트(AND GATE)가 연결이 되어 어느 것이 쇼트가 되더라도 저항은 0Ω 가까이 되므로 비교기 IC2의 +측의 전압이 0V에 가까워지고 IC2의 -입력 설정 전압보다 낮아지게 되어 출력이 하이(H)→로우(L)로 되어 표시부(130) LED 1이 점등하게 되어 고장 진단을 할 수가 있다. 이 때에 비교기(IC3, IC4)의 -측 입력 전압은 더욱 더 낮아지게 되므로 IC3, IC4의 +측 전압이 계속해서 -측보다 높게 되어 동작을 하지 않는다.

만약 온도감지센서 써미스터(S1 또는 S2)가 둘 중의 하나 또는 모두가 단선인 경우에는 바교기 IC2의 +입력 전압은 써미스터가 하나만 단선인 경우 또는 둘다단선이 되더라도 항상 -입력 전압보다 높으므로 IC2는 동작을 하지 않게 되지만 비교기(IC3, IC4)의 경우에는

IC3의 경우 +→R8→D3→S1→SC→-로

IC4의 경우 +→R9→D4→S2→SC→-의 순으로 전류가 흐르게 되는데 온도 감지써미스터 S1 또는 S2가, 또는 둘 다 단선인 경우 비교기(IC3, IC4)의 - 입력전압은 저항(R8 또는 R9)를 통하여 직접 전원전압이 걸리게 되어 IC3, IC4의 +입력 설정전압보다 높아지게 되어 IC3, IC4의 출력이 하이(H)→로우(L)로 되어 표시부(130)의 LED 1이 점등하게 되고 고장을 알 수 있게 되는 것이다.

이 때에 다이오드(D3, D4)는 주위 온도변화에 따른 써미스터의 저항 값이 변화하여 저항값이 커지게 되더라도 높은 전압의 IC3, IC4의 -측에 입력되는 것을 방지하는 역전압 방지용이다.

이상과 같이 본 발명에서는 일반 소비자가 본 장치를 매트의 접속기에 꼽아 보기만 해도 고장표시 장치에 의하여 간단히 이상 유무를 판별하게되어 불필요하게 부피가 큰 매트를 고장이 아닌데도 A/S를 요청하는 낭비를 줄일 수 있고 제조자와 사용자(소비자) 모두 시간과 경비를 절감할 수 있는 장치이다.

Claims (4)

1. 전기매트의 전열선 및 온도감지 써미스터의 단선유무를 간단히 판별하기 위한 장치로서, 전열선과 써미스터를 직렬로 하여 비교기 IC1의 일측에 설정 전압을 정한 후 전열선 또는 써미스터의 단선시 변화된 전압이 비교기 IC1의 타측에 연결이 되도록 하여 단선표시를 할 수 있도록 표시부 L1을 점등시키기 위하여 전원부-단선 감지부-고장 표시부 및 매트 접속기부로 이루어진 매트의 고장 판별장치.
2. 전기매트의 온도 감지 써미스터의 쇼트 유무를 판별하기 위하여 비교기 IC2의 입력 측에 설정전압을 정한 후 써미스터의 쇼트시 IC2의 입력전압이 변화하도록하여 비교기 IC2의 출력이 LED2가 점등하도록 하여 쇼트 유무를 판별하도록 한 장치로써, 전원부-쇼트 감지부-고장 표시부 및 접속기부로 이루어진 센서 쇼트유무 판별장치.
3. 전기매트의 전열선의 단선 및 온도 감지 써미스터의 단선 및 쇼트를 동시에 판별할 수 있도록 전원부-단선 감지부-고장 표시부-접속기부, 전원부-쇼트 감지부-고장 표시부-접속기부로 이루어진 매트의 고장 판별장치.
4. 매트가 2 난방인 경우 전열선의 단선, 써미스터의 단선, 쇼트를 동시에 판별하도록 한 전기매트의 고장 판별장치.