KR200445460Y1 - Non-Magnetic Thermal Controller of Current Control - Google Patents

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KR200445460Y1
KR200445460Y1 KR2020090005879U KR20090005879U KR200445460Y1 KR 200445460 Y1 KR200445460 Y1 KR 200445460Y1 KR 2020090005879 U KR2020090005879 U KR 2020090005879U KR 20090005879 U KR20090005879 U KR 20090005879U KR 200445460 Y1 KR200445460 Y1 KR 200445460Y1
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Abstract

본 고안은 전류 제어 방식 온도조절기에 관한 것이다.

본 고안의 목적은 온열 히터의 출력전류를 감지하는 전류 트랜스를 채용하여 온도별 출력전류의 설정범위를 초과하면 자동으로 차단시켜 온열기능을 멈추게 하고 출력전류의 설정범위에 들어가면 온열 히터를 작동시켜 온도를 일정하게 유지시키고, 히터가 단락되면 전류의 급격한 변화를 감지하여 온열제어기의 동작을 즉시 멈추어 과열로 인한 전기 매트의 손상이나 화재의 위험성을 없애고 감지선을 사용하지 않음으로써 인체에 유해한 전자기파의 발생을 근본적으로 제거함으로써 안전하게 사용할 수 있는 전류 제어 방식 무자계 온도조절기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은 전원 온/오프시키는 전원 스위치;

전기 매트를 온열하는 히터;

히터 출력전류를 센싱하여 출력하는 히터 출력전류 센싱 트랜스;

상용교류전압을 디지털 회로에 사용되는 직류 전압으로 변환하는 직류 전원장치;

입력 교류전압을 직류전압으로 변환하는 입력교류전압 - 직류전압 변환회로부;

소자들에 의한 오프셋 전압을 안정화시키는 오프셋 전압 안정화 회로부;

상기 오프셋 안정화 회로부터의 입력 전류와 상기 히터 출력전류 센싱 트랜 스로 부터의 입력 전류를 증폭하는 전류 앰프;

상기 전류 앰프로부터 출력된 교류전류를 직류전류로 변환하는 센싱 교류전류 - 직류 전류 변환회로부;

주 제어회로로서 온도조절기 전체의 동작을 제어하는 마이콤;

전기매트와 같은 매트의 온도를 소정 범위내에서 가변적으로 조절하는 온도조절용 볼륨; 및

온도조절기의 온열을 제어하는 온열제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 방식 무자계 온도조절기를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Figure R2020090005879

전류 제어, 전기매트, 무자계, 온도조절기

The present invention relates to a current control type thermostat.

The purpose of the present invention is to adopt a current transformer that detects the output current of the thermal heater and automatically shuts off the thermal function when the output current exceeds the set range of temperature. Is kept constant, and if the heater is short-circuited, it detects a sudden change in current and immediately stops the operation of the thermal controller, eliminating the risk of damage to the electric mat or fire due to overheating and generating no harmful electromagnetic waves. Its purpose is to provide a current-controlled magnetometerless thermostat that can be used safely by essentially eliminating it.

The present invention to achieve the above object is a power switch to turn on / off;

A heater to heat the electric mat;

A heater output current sensing transformer configured to sense and output a heater output current;

A DC power supply for converting a commercial AC voltage into a DC voltage used in a digital circuit;

An input alternating voltage-DC voltage converting circuit unit for converting an input AC voltage into a DC voltage;

An offset voltage stabilization circuit unit for stabilizing offset voltages by the elements;

A current amplifier amplifying the input current from the offset stabilization circuit and the input current from the heater output current sensing transformer;

A sensing alternating current-direct current converting circuit unit converting the alternating current output from the current amplifier into a direct current;

A microcomputer that controls the operation of the entire thermostat as a main control circuit;

A temperature control volume for variably adjusting a temperature of a mat such as an electric mat within a predetermined range; And

It is characterized by providing a current control type magnetic field-free thermostat, characterized in that it comprises a thermostat for controlling the temperature of the thermostat.

Figure R2020090005879

Current Control, Electric Mat, Magnetic Fieldless, Temperature Controller

Description

전류 제어 방식 무자계 온도조절기{Non-Magnetic Thermal Controller of Current Control}Non-Magnetic Thermal Controller of Current Control

본 고안은 전류 제어 방식 무자계 온도조절기에 관한 것으로서, 특히 온열 히터의 출력전류를 감지하는 전류 트랜스를 채용하여 온도별 출력전류의 설정 범위를 초과하면 자동으로 차단시켜 온열기능을 멈추게 하고 출력전류의 설정범위내에 들어가면 온열 히터를 작동시켜 온도를 일정하게 유지시키고, 히터 단락의 발생시 전류의 급격한 변화를 감지하여 온열제어기의 동작을 즉시 멈추도록 하여 과열로 인한 전기 매트의 손상이나 화재의 위험성을 없애고 감지선을 사용하지 않음으로써 인체에 유해한 전자기파의 발생을 근본적으로 제거하여 안전하게 사용할 수 있는 전류 제어 방식 무자계 온도조절기에 관한 것이다. The present invention relates to a current control type magnetic field temperature controller, in particular, adopts a current transformer for detecting the output current of the thermal heater, and automatically shuts off the thermal function by stopping the output function when the output current is exceeded. If it is within the setting range, the temperature is kept constant by operating the heater, and when the short circuit occurs, it detects a sudden change in current and immediately stops the operation of the thermo controller, eliminating the risk of damage to the electric mat or fire due to overheating. The present invention relates to a current-controlled non-magnetic thermostat that can safely use electromagnetic waves by essentially eliminating the generation of harmful electromagnetic waves.

종래의 전기매트 제어용 온도조절기는 히터선에 감지선을 감아 감지선의 정전용량을 감지하여 감지신호를 온열제어기의 제어부에 가해줌으로써 온열제어용 볼륨을 설정된 온도로 유지하는 방법 및 실리콘 열선에 센서를 이용한 것이 있으나, 트라이악을 사용하고 있는 출력부가 파괴되면 220V가 그대로 열선에 부가되어 열선이 과열될 수 있다. 이것을 방지하기 위해 기계적으로 작동하는 바이메탈을 사용 하였다. 바이메탈의 문제점은 온도에 따른 온/오프 동작 반응속도가 느려 과열에 따른 보호목적의 과열차단효과가 저하될 수 있다. Conventional electric mat control temperature controller is a method of maintaining the temperature control temperature at a set temperature by applying a detection signal to the control unit of the thermostat by winding the sensing line on the heater wire to sense the capacitance of the sensing wire and using a sensor for the silicon heating wire However, if the output part using the triac is destroyed, 220V may be added to the hot wire as it is, and the hot wire may overheat. To prevent this, a mechanically operated bimetal was used. The problem of the bimetal is that the on / off operation reaction speed is slow according to temperature, and the overheat cutoff effect of the protection purpose due to overheating may be reduced.

감지선은 온도에 따른 정전용량의 편차가 커서 전자매트는 설정온도의 편차가 커진다. 또한 히터선에 감지선을 나선형으로 감음으로 인해 전자기파(전계+자계)가 발생하여 인체에 유해하게 된다. Since the sensing line has a large variation in capacitance with temperature, the electronic mat has a large variation in set temperature. In addition, due to the spiral winding of the sensing wire on the heater wire, electromagnetic waves (electric field + magnetic field) are generated to be harmful to the human body.

전기매트를 고온상태에서 장시간 이불을 덮어두게 되면 과열로 인한 감지선의 절연효과가 저하되어 절연파괴가 일어날 시 전기 매트의 구성품인 감지선과 열선이 쇼트될 수 있으며, 이때에 과전류로 인한 보호회로가 미약하여 화재의 위험성이 높아진다. If the mat is covered with a blanket for a long time in a high temperature state, the insulation effect of the sensing line due to overheating will be reduced, and if the insulation breakdown occurs, the sensing line and the heating line, which are components of the electrical mat, may short-circuit. This increases the risk of fire.

또한 종래에 감열선의 특성을 가진 열선을 사용하여 히팅을 하면서 실시간으로 히팅 온도의 변화량을 측정하고, 제어할 수 있는 피드백 제어회로를 개발하여 별도의 온도센서가 불필요한 경제적인 온도조절기를 제공하는 것으로 감열선에 인가되는 전류의 스위칭은 사이리스터 방식의 히터 출력부를 사용하여 변화되는 전류검출을 하도록 하며, 마이컴에 의한 제로크로싱 검출부와 일반회로방식으로 다이오드를 사용하여 전압제어 및 출력제어가 이루어지도록 함으로써 실시간으로 온도변화를 측정하고 제어할 수 있는 온도조절기가 출시되고 있다. 그러나, 이 방식 역시 높은 온도에서는 열선 내부에서 쇼트가 발생되어 사용할 수 없는 단점이 있었다. In addition, by developing a feedback control circuit that can measure and control the amount of change in heating temperature in real time while heating using a heating wire having a characteristic of a thermal wire, an economical temperature controller is required without a separate temperature sensor. The switching of the current applied to the heating wire is made by detecting the current which is changed by using a thyristor-type heater output part, and in real time by performing voltage control and output control by using a diode in the zero crossing detection part by a microcomputer and a general circuit method. Thermostats are available that can measure and control temperature changes. However, this method also has a disadvantage in that a short is generated inside the hot wire at a high temperature and cannot be used.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 출원인은 열선을 니켈 합금선으로 일정 변화가 많은 것을 사용하여(30%이상 변화) 실제전류(220V)가 흐르면 저항값이 변화하여 흐르는 전류값이 변하는 것을 이용 출력단에서 전류량을 검출하여 미리 입력된 값과 대비하여 신호를 포토커플러에 보내 SCR의 게이트에 출력을 온, 오프하는 원리를 적용하였다. The present invention has been made to solve the above problems, the applicant using a constant change of the heating wire to a nickel alloy wire (more than 30% change) when the actual current (220V) flows, the resistance value changes and flows Using the change of the current value, the principle of detecting the amount of current at the output stage and sending a signal to the photocoupler in comparison with the previously input value is used to turn the output on and off at the gate of the SCR.

온열 히터의 출력전류를 감지하는 전류 트랜스를 채용하여 온도별 출력전류의 설정범위를 초과하면 자동으로 차단시켜 온열기능을 멈추게 하고 출력전류의 설정범위에 들어가면 온열 히터를 작동시켜 온도를 일정하게 유지시키고, 히터가 단락되면 전류의 급격한 변화를 감지하여 온열제어기의 동작을 즉시 멈추어 과열로 인한 전기 매트의 손상이나 화재의 위험성을 없애고 감지선을 사용하지 않음으로써 인체에 유해한 전자기파의 발생을 근본적으로 제거함으로써 안전하게 사용할 수 있는 전류 제어 방식 무자계 온도조절기를 제공하는 데 그 목적이 있다. It adopts a current transformer that detects the output current of the thermal heater and automatically shuts off the heating function when it exceeds the setting range of the output current for each temperature, and stops the heating function when the output current is within the setting range. When the heater is short-circuited, it detects a sudden change in current and immediately stops the operation of the thermal controller, eliminating the risk of damage to the electric mat or fire due to overheating, and eliminating the use of sensing wires, thereby essentially eliminating harmful electromagnetic waves. The objective is to provide a current-controlled magnetometerless thermostat that can be used safely.

또한, 본 고안은 모의실험에서 전기능 파괴시 하드웨어적으로 보호할 목적으로 한국기술표준원 기준의 60도 이상시에서 자동적으로 차단하고, 60도 이하시 자동연결되도록 하는 과열 차단기능을 갖는 전류 제어 방식 무자계 온도 조절기를 제공하는데 다른 목적이 있다. In addition, the present invention automatically cuts off at over 60 degrees of the Korea Institute of Standards and Technology for the purpose of hardware protection in case of full-function destruction in simulation, and current control system with overheat cut-off function to automatically connect at below 60 degrees. Another object is to provide a system thermostat.

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 전원 온/오프시키는 전원 스 위치; The present invention to achieve the above object, the power switch to turn on / off;

전기 매트를 온열하는 히터; A heater to heat the electric mat;

히터 출력전류를 센싱하여 출력하는 히터 출력전류 센싱 트랜스;A heater output current sensing transformer configured to sense and output a heater output current;

상용교류전압을 디지털 회로에 사용되는 직류 전압으로 변환하는 직류 전원장치;A DC power supply for converting a commercial AC voltage into a DC voltage used in a digital circuit;

입력 교류전압을 직류전압으로 변환하는 입력교류전압 - 직류전압 변환회로부;An input alternating voltage-DC voltage converting circuit unit for converting an input AC voltage into a DC voltage;

소자들에 의한 오프셋 전압을 안정화시키는 오프셋 전압 안정화 회로부;An offset voltage stabilization circuit unit for stabilizing offset voltages by the elements;

상기 오프셋 안정화 회로부터의 입력 전류와 상기 히터 출력전류 센싱 트랜스로 부터의 입력 전류를 증폭하는 전류 앰프;A current amplifier amplifying the input current from the offset stabilization cycle and the input current from the heater output current sensing transformer;

상기 전류 앰프로부터 출력된 교류전류를 직류전류로 변환하는 센싱 교류전류 - 직류 전류 변환회로부;A sensing alternating current-direct current converting circuit unit converting the alternating current output from the current amplifier into a direct current;

주 제어회로로서 온도조절기 전체의 동작을 제어하는 마이콤; A microcomputer that controls the operation of the entire thermostat as a main control circuit;

전기매트와 같은 매트의 온도를 소정 범위내에서 가변적으로 조절하는 온도조절용 볼륨; 및A temperature control volume for variably adjusting a temperature of a mat such as an electric mat within a predetermined range; And

온도조절기의 온열을 제어하는 온열제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 방식 무자계 온도조절기를 제공하는 것을 특징으로 한다. It is characterized by providing a current control type magnetic field-free thermostat, characterized in that it comprises a thermostat for controlling the temperature of the thermostat.

본 고안에 의하면 온열 히터의 출력전류를 감지하는 전류 트랜스를 채용하여 온도별 출력전류의 설정범위를 초과하면 자동으로 차단시켜 온열기능을 멈추게 하 고, 출력 전류의 설정범위 내에 들어가면 온열 히터를 작동시켜 온도를 일정하게 유지시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한 히터가 단락되는 쇼트가 발생시 전류의 급격한 변화를 감지하여 온열제어기의 동작을 즉시 멈추어 과열로 인한 전기 매트의 손상이나 화재의 위험성을 없애고, 감지선을 사용하지 않음으로써 인체에 유해한 전자기파의 발생을 근본적으로 제거함으로써 안전하게 사용할 수 있는 전류 제어식 무자계 온도 조절기를 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, it adopts a current transformer that detects the output current of the thermal heater and automatically shuts off the thermal function when the output current exceeds the setting range for each temperature, and stops the heating function. The effect of keeping the temperature constant can be obtained. In addition, it detects a sudden change in current when a short circuit occurs in the heater and immediately stops the operation of the thermal controller, eliminating the risk of damage to the mat or overheating due to overheating, and eliminating the use of a sensing wire to generate harmful electromagnetic waves. By eliminating it fundamentally, it is possible to implement a current-controlled magnetic-free thermostat that can be used safely.

이하 도면을 참조하여 본 고안의 전류 제어식 무자계 온도 조절기에 대해서 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the current controlled magnetic field temperature controller of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안의 전류 제어식 무자계 온도조절기의 블록회로도이다. 1 is a block circuit diagram of the current-controlled magnetic-free thermostat of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 고안의 온도조절기는 전원 스위치(10), 히터(20), 히터 출력전류센싱 트랜스(30), 직류 전원장치(40), 입력교류전압-직류전압 변환회로부(50), 오프셋 전압 안정화 회로부(60), 전류 앰프(70), 센싱 교류전류-직류전류 변환회로부(80), 마이콤(90), 온도 조절용 볼륨(100) 및 온열 제어부(110)으로 구성된다. As shown in FIG. 1, the temperature controller of the present invention includes a power switch 10, a heater 20, a heater output current sensing transformer 30, a DC power supply device 40, an input AC voltage-DC voltage conversion circuit unit ( 50, an offset voltage stabilization circuit unit 60, a current amplifier 70, a sensing AC current-DC current conversion circuit unit 80, a microcomputer 90, a temperature control volume 100, and a thermal control unit 110.

전원 스위치(10)는 전원 온/오프시키는 스위치로서, 스위치(11)와 LED(12)로서, 이루어진다. 히터(20)는 전기 매트(전기 매트에 한정되지 않으며, 전기요, 전기장판 등을 포함한다.)를 온열하는 부분이다. 히터 출력전류 센싱 트랜스(30)는 히터 출력전류를 센싱하여 출력하는 트랜스로서, 후술하는 온열제어부(110)로부터 전류와 과열 차단 스위치(120)로부터의 전류를 입력받아 전류 앰프(70)로 출력한 다. 직류 전원장치(40)는 상용교류전압을 디지털 회로에 사용되는 직류 전압 5V로 변환하는 장치이다. 입력교류전압 - 직류전압 변환회로부(50)는 입력 교류전압을 직류전압으로 변환하는 회로로서, OP앰프(51)와 직류전압 변환 다이오드(52) 및 역류방지 다이오드(53) 및 리플 제거 커패시터(54)로 구성된다. 입력교류전압- 직류전압 변환회로(50)에서, 저항 R2,R3,R4는 분압저항이다. 오프셋 전압 안정화 회로부(60)는 소자들에 의한 오프셋 전압을 안정화시키는 회로로서, OP앰프(61)의 두 입력 중 한 입력이 궤환 입력을 가짐으로써 전류 버퍼링 작용을 하여 전류 드리프트를 안정화함으로써 오프셋 전압을 안정화한다. 이 오프셋 전압 안정화 회로부(60)에서 저항 R5,R6는 분압 저항이고, C1은 리플 제거 커패시터이다. The power switch 10 is a switch for turning on / off the power, and is composed of a switch 11 and an LED 12. The heater 20 is a part which heats an electric mat (not limited to an electric mat, and includes an electric yoke, an electric blanket, etc.). The heater output current sensing transformer 30 is a transformer for sensing and outputting a heater output current. The heater output current sensing transformer 30 receives a current from the thermal control unit 110 to be described later and a current from the overheat cutoff switch 120 and outputs the current to the current amplifier 70. All. The DC power supply device 40 is a device for converting a commercial AC voltage into a DC voltage of 5V used in a digital circuit. The input alternating voltage-DC voltage converting circuit unit 50 is a circuit for converting an input AC voltage into a DC voltage, and includes an OP amplifier 51, a DC voltage converting diode 52, a backflow preventing diode 53, and a ripple cancellation capacitor 54 It is composed of In the input AC voltage-DC voltage conversion circuit 50, the resistors R2, R3, and R4 are voltage divider resistors. The offset voltage stabilization circuit unit 60 is a circuit for stabilizing offset voltages by elements, and one of two inputs of the OP amplifier 61 has a feedback input to act as a current buffering function to stabilize the current drift. Stabilize. In this offset voltage stabilization circuit section 60, resistors R5 and R6 are voltage divider resistors, and C1 is a ripple cancellation capacitor.

전류 앰프(70)는 상기 오프셋 전압 안정화 회로부(60)로부터의 전류와 상기 히터 출력전류 센싱 트랜스로부터의 전류를 증폭한다. 센싱 교류전류 - 직류 전류 변환회로부(80)는 전류 앰프(70)로부터 출력된 교류전류를 직류전류로 변환하는 회로로서, OP앰프(81)와 직류전류 변환 다이오드(82) 및 역류방지 다이오드(83) 및 리플 제거 커패시터(84)로 구성된다. 회로 전단의 R9, R10, R11은 분압저항이다. 마이컴(90)은 주 제어회로로서 온도조절기 전체의 동작을 제어한다. 온도 조절용 볼륨(100)은 온도를 전기 매트 등의 온도를 소정 범위 내에서 가변적으로 조절하는데 볼륨(101;VR)과 세미 볼륨(102;SVR)를 포함하며, 세미 볼륨은 볼륨(101)의 보조볼륨으로서 볼륨의 가변 폭을 넓힌다. 온열 제어부(110)는 온도조절기의 온열을 제어하는 부분으로서, LED(111), 포토 커플러(112), 및 실리콘 제어 정류기(113)로 구성되어 LED(111) 온시 포토 커플러(112)가 온되어 SCR(113)의 게이트를 온시켜 히터 출력전류 센싱 트랜스(30)으로 출력된다. 여기에서 R13 및 C2는 외래 서지 전압에 의한 오동작 방지용 저항 및 커패시터이다. ZNR(114)는 서지전압을 흡수하는 서지 옵저버이다. 폴리 스위치(120)는 전기매트 60도 이상시 자동 차단하고, 60도 이하시 자동으로 연결하도록 동작하는 스위치이다. 전압강하부(130)는 R17 및 C3로 구성되어 상용 교류 전압을 전압강하시키는 일종의 트랜스이다. The current amplifier 70 amplifies the current from the offset voltage stabilization circuit unit 60 and the current from the heater output current sensing transformer. The sensing alternating current-DC current converting circuit unit 80 is a circuit for converting the alternating current output from the current amplifier 70 into a direct current. The OP amplifier 81, the DC current converting diode 82, and the backflow prevention diode 83 ) And a ripple cancellation capacitor 84. R9, R10, and R11 at the front end of the circuit are divided voltage resistances. The microcomputer 90 controls the operation of the entire thermostat as a main control circuit. The temperature control volume 100 includes a volume 101 (VR) and a semi volume 102 (SVR) for variably adjusting the temperature within a predetermined range, such as an electric mat, and the semi volume is auxiliary to the volume 101. Increases the variable width of the volume as a volume. The thermal control unit 110 is a part for controlling the heat of the temperature controller, and is composed of an LED 111, a photo coupler 112, and a silicon-controlled rectifier 113 so that the photo coupler 112 is turned on when the LED 111 is turned on. The gate of the SCR 113 is turned on and output to the heater output current sensing transformer 30. Here, R13 and C2 are resistors and capacitors for preventing malfunction due to an external surge voltage. ZNR 114 is a surge observer that absorbs surge voltages. The poly switch 120 is a switch that operates to automatically shut off when the electrical mat is more than 60 degrees, and automatically connected when less than 60 degrees. The voltage drop unit 130 is composed of R17 and C3 is a kind of transformer to drop the commercial AC voltage.

그러면 이상과 같이 구성된 본 고안의 전류 제어식 무자계 온도조절기의 동작에 대해서 설명한다. Then, the operation of the current-controlled magneticless thermostat of the present invention configured as described above will be described.

먼저 전원 스위치의 스위치(10)를 온시키면, 전원 스위치(10)의 LED(12)가 점등되고, 중앙처리장치(90)의 도시되지 않은 GND 단자에 Low 신호가 입력됨과 동시에 중앙처리장치(90)를 초기화시킨다. 초기화 동작 완료후 중앙처리장치(90)는 히터(20)에 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 내보내어 포토 온열 제어부(110)의 LED(111)를 점등시키고, SCR(113)을 온시킨다. 그러면 위상제어방식으로 SCR(113)의 게이트를 조절하여 SCR(113)의 출력신호가 전기매트의 히터(20)를 구동시켜 온열기능이 동작된다. 히터 출력전류센싱 트랜스(30)는 히터(20)의 출력 전류를 감지하여 감지전류를 전류앰프(70)로 보낸다. 오프셋 전압 안정화회로부(60)는 전류 앰프(70)에 안정된 기준전압을 제공하기 위한 회로이다. 오프셋 전압 안전화회로부(60)로부터의 안정된 기준전압과 히터 출력전류센싱 트랜스(30)으로부터 입력된 신호를 받아서 전류앰프(70)는 감지된 미소 전류를 증폭한 후 센싱교류전류-직류전류 변환회로부(80)에서 직류전류로 변환한다. 이 직류전류값을 중앙처리장치(90)의 CURRENT 입력포트에 의해 읽어들여 ADC값으로 회로부하에 흐르는 전류를 계산하여 옴의 법칙(V=IR)에 의해서 저항값(회로부하)으로 환산한다. 이는 프로그램에 마이콤(90)에 미리 준비되어 있는 테이블값에서 저항값을 온도로 바꿈으로서 온도제어를 온도를 제어할 수 있다. 따라서 위의 과정을 반복함으로써 온도센서 없이 온도제어를 할 수 있다. 이 과정에서 상기 온도값이 마이콤(90)에 미리 저장되어 있는 테이블값과 비교하여 설정치 이하이면 SCR(113)을 온시키고, 설정치 이상이면 SCR(113)을 오프시키는 동작을 통해 온도제어를 할 수 있다. 즉, 전기매트 등의 표면온도가 한국기술표준원 기준 온도인 60도를 기준으로 그 값 이하일 경우 온도조절기를 동작시키고, 60도 이상일 경우 온도조절기를 차단시킨다. First, when the switch 10 of the power switch is turned on, the LED 12 of the power switch 10 is turned on, and a low signal is input to the GND terminal (not shown) of the central processing unit 90 and the central processing unit 90 ). After the initialization operation is completed, the central processing unit 90 sends a pulse width modulation (PWM) signal to the heater 20 to turn on the LED 111 of the photo thermal control unit 110 and turn on the SCR 113. Then, the gate of the SCR 113 is controlled by the phase control method so that the output signal of the SCR 113 drives the heater 20 of the electric mat to operate the heating function. The heater output current sensing transformer 30 senses the output current of the heater 20 and sends a sense current to the current amplifier 70. The offset voltage stabilization circuit unit 60 is a circuit for providing a stable reference voltage to the current amplifier 70. After receiving the stable reference voltage from the offset voltage safety circuit unit 60 and the signal input from the heater output current sensing transformer 30, the current amplifier 70 amplifies the sensed small current and then senses the alternating current-DC current converting circuit unit ( 80) to DC current. This DC current value is read by the CURRENT input port of the central processing unit 90, the current flowing through the circuit load is calculated from the ADC value, and converted into a resistance value (circuit load) by Ohm's law (V = IR). It is possible to control the temperature by controlling the temperature by changing the resistance value to temperature from a table value prepared in advance in the microcomputer 90 in the program. Therefore, the temperature control can be performed without the temperature sensor by repeating the above process. In this process, the temperature value can be controlled by turning on the SCR 113 when the temperature value is lower than the set value compared to the table value pre-stored in the microcomputer 90 and turning off the SCR 113 when the temperature value is higher than the set value. have. That is, when the surface temperature of the electric mat or the like is less than the value based on the 60 degrees of the Korea Technical Standard Institute standard temperature, the temperature controller is operated, and when the temperature is more than 60 degrees, the temperature controller is blocked.

히터(20)가 단락되는 경우 전류의 급격한 변화를 감지했을 때에는 히터 전류앰프(70)은 감지된 돌입 교류전류를 증폭한 후, 센싱 교류전류-직류전류를 전류앰프(80)에서 교류전류를 직류전류로 변환한다. 이 직류전류값을 중앙처리장치(90)의 CURRENT 입력포트에 읽어들여 ADC(아날로그 디지털 변환)값으로 회로부하에 흐르는 전류를 계산하여 전류의 급격한 변화를 감지하여 온열제어부(110)의 동작을 즉시 멈추게 할 수 있다. When the heater 20 detects a sudden change in current when the heater 20 is short-circuited, the heater current amplifier 70 amplifies the detected inrush AC current, and then senses the alternating current-DC current to the AC current in the current amplifier 80. Convert to current This DC current value is read into the CURRENT input port of the central processing unit 90, and the current flowing through the circuit load is calculated using an ADC (analog digital conversion) value to detect a sudden change in the current to immediately operate the thermal controller 110. You can stop it.

입력교류전압-직류전압 변환회로부(50)에서는 입력 AC전원의 변동이 발생하면, 이 교류전압을 직류전압으로 변환하여 이 직류전압값을 중앙처리장치(90)의 VOLT입력포트에 읽어들여 ADC(아날로그 디지털 변환) 값으로 입력교류전압의 변동분에 대하여 프로그램에서 보정값을 계산하여 줌으로써 입력교류전압 변동에 의한 전류 환산오차를 최소화할 수 있다. AC입력전압의 쇼트로 인한 돌입전압이 감지되었을 때에는 온열제어기의 동작을 즉시 멈추게 할 수 있다. In the input AC voltage-DC voltage converting circuit section 50, if a change in the input AC power occurs, the AC voltage is converted into a DC voltage, and the DC voltage value is read into the VOLT input port of the central processing unit 90 to read the ADC ( Analog-to-digital conversion) can be used to minimize the current conversion error caused by the input alternating voltage variation by calculating the correction value for the variation of the input alternating voltage. When the inrush voltage is detected due to the short of the AC input voltage, the operation of the thermal controller can be stopped immediately.

본 고안의 온도조절기는 따라서 일반센서선을 사용하지 않기 때문에 자계가 발생하지 않으므로 인체에 무해한 전기매트로서 사용할 수 있다. 또한, 모의실험에서 전기능 파괴시 하드웨어적으로 보호할 목적으로 과열차단 스위치(120) 즉, 폴리 스위치를 추가함으로써 폴리 스위치(120)의 특성을 활용하여 한국기술표준원 기준 60도 이상시에 자동적으로 차단하고, 60도이하시 자동연결되도록 하여 일반적으로 사용하는 기계적인 바이메탈의 문제점을 개선하였다. Therefore, since the thermostat of the present invention does not use a general sensor wire, no magnetic field is generated, and thus it can be used as an electric mat that is harmless to the human body. In addition, in the simulation, the overheat cutoff switch 120, that is, a poly switch is added to protect the hardware in the event of full-function destruction, by using the characteristics of the poly switch 120 to automatically cut off at 60 degrees or more. In addition, the automatic connection at 60 degrees or less improves the problems of mechanical bimetals generally used.

즉, 온도조절기 내부의 부품 고장(한국기술표준원 모의시험)으로 인하여 SCR(113)가 제어되지 못하고, 그대로 열선에 전력이 공급되어(표면온도 60도) 과열방지용으로 전기매트 등의 표면온도 60도이상일 때 흐르는 전류값을 측정하여 그 값 이하에서 흐르는 전류값을 폴리 스위치의 특성을 이용하여 통과하지 못하도록 하여 이상이 발생하여도 전기매트 등의 표면온도가 60도 이상의 전류값을 넘지못하게 설계하였다. That is, the SCR 113 cannot be controlled due to component failure inside the thermostat (Korea Institute of Standards and Technology), and power is supplied to the hot wire as it is (surface temperature 60 degrees). In this case, the current value was measured and the current flowing below the value was not allowed to pass using the characteristics of the poly switch. Thus, even if an abnormality occurred, the surface temperature of the electric mat and the like was not designed to exceed the current value of 60 degrees or more.

본 고안의 온도조절기에 의하면, 온열 히터의 출력전류를 감지하는 전류 트랜스를 채용하여 온도별 출력전류의 설정범위를 초과하면 자동으로 차단시켜 온열기능을 멈추게 하고, 출력 전류의 설정범위 내에 들어가면 온열 히터를 작동시켜 온도를 일정하게 유지시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한 히터가 단락되거나 쇼트가 발생시 전류의 급격한 변화를 감지하여 온열제어기의 동작을 즉시 멈추어 과열로 인한 전기 매트의 손상이나 화재의 위험성을 없애고, 감지선을 사용하지 않음으로써 인체에 유해한 전자기파의 발생을 근본적으로 제거함으로써 안전하게 사용할 수 있는 전류 제어식 무자계 온도 조절기를 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the temperature controller of the present invention, it adopts a current transformer that detects the output current of the thermal heater, and automatically shuts off the thermal function when the output current of the temperature exceeds the set range, and stops the heat function. It is possible to obtain the effect of keeping the temperature constant by operating. In addition, it detects a sudden change in current when the heater is shorted or short-circuit, and immediately stops the operation of the thermal controller, eliminating the risk of damage to the mat or overheating due to overheating. By eliminating it fundamentally, it is possible to implement a current-controlled magnetic-free thermostat that can be used safely.

따라서 본 고안에 의하면 다음과 같은 이점을 가질 수 있다.Therefore, according to the present invention may have the following advantages.

열선에 부착되는 바이메탈 및 센서를 부착하지 않음으로써 원가 및 작업비용을 절감할 수 있다. 기존의 무자계 열선으로 높은 전력을 사용하여도 열선 내부의 쇼트 걱정이 없다. 또한 국부적으로 이불 등이 깔렸을 때에도 열선의 온도상승으로 인한 저항값의 변화(전류의 변화)를 감지 ±3C의 변화만 있어도 출력단을 오프시킬 수 있다. 따라서 현재 판매되고 있는 전기매트, 전기요, 전기장판불량(열 상승으로 인해 타는 현상, 눌러붙는 현상, 국부적 과열)을 현저하게 감소시킬 수 있다. By not attaching bimetals and sensors attached to hot wires, cost and work costs can be reduced. There is no worry of shorting inside the heating wire even when using high power with the existing non-magnetic heating wire. In addition, even when there is a blanket, the output stage can be turned off even with a change of ± 3C. Therefore, it is possible to significantly reduce the current mat (electric mat), electric yaw, electric field defects (burning, sticking, local overheating due to heat rise).

지금까지 본 고안을 일 실시예를 참조로 하여 기술하였지만, 본 고안은 이에 한정되지 않으며, 이하의 부속 청구범위의 사상 및 영역을 일탈하지 않는 범위내에서 당업자에 의해 여러 가지로 수정 및 변형실시될 수 있으며, 이러한 수정 및 변경은 본 고안의 영역 내에 있는 것으로 해석되어야 한다. Although the present invention has been described with reference to one embodiment, the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the appended claims below. Such modifications and variations are intended to be interpreted as being within the scope of the present invention.

도 1은 본 고안의 전류 제어방식 무자계 온도 조절기의 블록회로도이다. 1 is a block circuit diagram of a current control type magnetic-free temperature controller of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: 전원 스위치 20:히터10: power switch 20: heater

30: 히터 출력전류 센싱 트랜스 40: 직류 전원장치30: heater output current sensing transformer 40: DC power supply

50: 입력교류전압-직류전압 변환회로부 50: input AC voltage to DC voltage conversion circuit

60: 오프셋전압 안정화회로부60: offset voltage stabilization circuit

70: 전류 앰프 70: current amplifier

80: 센싱교류전류-직류전류 변환회로부80: sensing alternating current-DC current converting circuit part

90: 마이콤 100: 온도조절용 볼륨90: micom 100: temperature control volume

110: 온열 제어부 120: 과열차단 스위치110: heat control unit 120: overheat cut off switch

Claims (5)

전원 온/오프시키는 전원 스위치; A power switch for powering on / off; 전기 매트를 온열하는 히터; A heater to heat the electric mat; 히터 출력전류를 센싱하여 출력하는 히터 출력전류 센싱 트랜스;A heater output current sensing transformer configured to sense and output a heater output current; 상용교류전압을 디지털 회로에 사용되는 직류 전압으로 변환하는 직류 전원장치;A DC power supply for converting a commercial AC voltage into a DC voltage used in a digital circuit; 입력 교류전압을 직류전압으로 변환하는 입력교류전압 - 직류전압 변환회로부;An input alternating voltage-DC voltage converting circuit unit for converting an input AC voltage into a DC voltage; 소자들에 의한 오프셋 전압을 안정화시키는 오프셋 전압 안정화 회로부;An offset voltage stabilization circuit unit for stabilizing offset voltages by the elements; 상기 오프셋 안정화 회로부터의 입력 전류와 상기 히터 출력전류 센싱 트랜스로 부터의 입력 전류를 증폭하는 전류 앰프;A current amplifier amplifying the input current from the offset stabilization cycle and the input current from the heater output current sensing transformer; 상기 전류 앰프로부터 출력된 교류전류를 직류전류로 변환하는 센싱 교류전류 - 직류 전류 변환회로부;A sensing alternating current-direct current converting circuit unit converting the alternating current output from the current amplifier into a direct current; 주 제어회로로서 온도조절기 전체의 동작을 제어하는 마이콤; A microcomputer that controls the operation of the entire thermostat as a main control circuit; 전기매트와 같은 매트의 온도를 소정 범위내에서 가변적으로 조절하는 온도조절용 볼륨; 및A temperature control volume for variably adjusting a temperature of a mat such as an electric mat within a predetermined range; And 온도조절기의 온열을 제어하는 온열제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 방식 무자계 온도조절기. Current control system magnetic field temperature controller, characterized in that it comprises a thermostat for controlling the temperature of the thermostat. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 전기매트 60도 이상시 자동 차단하고, 60도 이하시 자동으로 연결하도록 동작하는 과열 차단 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 방식 무자계 온도조절기. The current control system magnetic field temperature controller, characterized in that it further comprises an overheat cutoff switch which operates to automatically cut off the electric mat 60 degrees or more, and automatically connects it when it is 60 degrees or less. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 온열 제어부는 LED, 포토 커플러, 회로 온/오프 SCR, 외래 서지 전압에 의한 오동작 방지막 및 서지 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 방식 무자계 온도조절기. The thermal control unit includes an LED, a photo coupler, a circuit on / off SCR, a malfunction preventing film caused by an external surge voltage, and a surge removing unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 입력교류전압-직류전압 변환회로부는 OP 앰프, 직류전압변환 다이오드, 역류방지 다이오드 및 리플 제거 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 방식 무자계 온도조절기. And the input AC voltage to DC voltage conversion circuit part includes an OP amplifier, a DC voltage conversion diode, a non-return diode, and a ripple cancellation capacitor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 센싱교류전류-직류 전류 변환회로부는 OP 앰프, 직류전류변환 다이오드, 역류방지 다이오드 및 리플 제거 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류 제어 방식 무자계 온도조절기. The sensing current alternating current-DC current converting circuit unit is a current control type magnetic field temperature controller, characterized in that it comprises an OP amplifier, a DC current conversion diode, a backflow prevention diode and a ripple cancellation capacitor.
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