KR20070076032A

KR20070076032A - 전열매트 온도제어기

Info

Publication number: KR20070076032A
Application number: KR1020060004949A
Authority: KR
Inventors: 김동열; 이주석
Original assignee: 김동열; 이주석
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2007-07-24

Abstract

본 발명은 전열매트용 온도제어기에 관한 것으로, 출력소자(SCR)의 캐소드와 제2 교류전원선(AC2) 사이에 감열선을 접속시켜 정확한 온도검출을 달성하고, 영전위 검출기(Zero Voltage Detector)를 이용하여 감열선으로 전원이 공급되지 않는 싱글 영전위(Sigle Zero Voltage) 기간동안 감열선의 온도변화에 따라 변화되는 센서권선의 저항을 전압으로 검출하여 감열선이 제어되게 구성함으로써 유해전자파(EMI) 발생없이 안정적인 온도제어가 이루어지도록 하고, 90V ~ 250V의 교류전원을 사용할 수 있도록 하고 과열이 방지되게 함으로써 사용의 편리성과 전기안전도를 보다 향상시킨 것이다.

전열매트, 싱글 구형파 펄스, 영전위, 감열선, 발열권선, 센서권선, 1/4분주

Description

전열매트 온도제어기{THE ELECTRIC HEAT MAT CONTROLLER}

도 1 : 본 발명 일 실시예의 회로블럭도.

도 2 : 본 발명 일 실시예의 상세회로도.

도 3 : 본 발명 일 실시예의 감열선 구성도.

도 4 : 본 발명 전기장 표시부의 공간전위 검출 설명도.

도 5 : 본 발명 각 부분의 파형도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(1)--감열부 (2)--교류전원부

(3)--안전회로부 (4)--직류전원부

(5)--싱글 영전위 검출부 (7)--전압 검출부

(8)--1/4 분주부 (9)--트리거부

(10)--온도설정부 (12)--온도검출부

(13)--온도비교부 (14)--제어부

(15)--과열방지부 (AC1)--제1 교류전원선

(AC2)--제2 교류전원선 (D)--다이오드(발광 다이오드)

(H)--감열선 (HC)--리턴부

(H1)(H2)--발열권선 (K)--권심

(K1)--나일론 써미스터(1차 절연부재) (K2)--2차 절연부재

(P)--대지 극판 (Q)--트랜지스터

(R)--저항 (S)--공간

(S1)(S2)--센서권선 (TH)--출력소자

(VR)--가변저항기 (ZD1)--제너 다이오드

(Ua)--1/4 분주기 (Ub)--전압비교기

(Uc)--레벨비교기 (Ud)--온도비교기

(n1)--발열권선 권선부 (n2)--센서권선 권선부

본 발명은 전열매트 온도제어기에 관한 것으로, 상세하게는 출력소자의 캐소드와 제2 교류전원선에 감열선을 접속하여 정확하고 안정적인 온도검출을 달성하고, 싱글 영전위 검출기(Sigle Zero Voltage Detector)를 이용하여 감열선으로 전원이 공급되지 않는 싱글 영전위 기간동안 감열선의 온도전압을 검출하여 감열선이 제어되게 구성함으로써 유해전자파(EMI) 발생없이 안정적인 온도제어가 이루어지도록 하고, 90V ~ 250V의 교류전원을 사용할 수 있도록 하고, 과열방지와 전기안전도는 보다 향상되게 한 것이다.

일반적으로 온도제어기가 구비된 전열매트는 바닥에 깔고 전원을 공급하면 손쉽게 난방이 이루어지므로 사용이 간편할 뿐 아니라 이동 또한 용이하여 난방에 많이 애용되고 있다.

종래 전열매트기의 온도제어에 주로 사용된 위상제어(전력제어) 방식은 온도검출과 제어가 부정확하여 신뢰성이 크게 떨어질 뿐 아니라 광범위한 주파수 대역의 노이즈(라디오 전파)가 발생하여 회로의 오동작이나 주변 전기ㆍ전자기기에 영향(간섭)을 주며, 이러한 노이즈를 제거하기 위하여 라인필터등을 사용하게 되므로 원가 상승요인이 있고, 발열수단으로부터 열과 함께 부수적으로 발생되는 전기장에 의해 강도(세력)의 차이는 있지만 사물이나 생명체에 좋지 못한 유해전자파(EMI)가 발생되는 문제점이 있다.

또한 110V나 220V에 범용적으로 사용할 수 있게 프리볼트 회로를 채용하고 있으나 회로구성이 복잡하고, 출력소자의 애노드측에 감열선을 접속시켜 온도가 제어되게 구성하고 있어서 부정확한 온도제어가 이루어지는 문제점이 있다. 즉, 감열선의 발열권선과 센서권선 사이에 위치하는 나일론 써미스터를 통하여 누설되는 일부의 전류(캐패시터성 누설전류)가 센서권선으로 유도되면서 온도검출전압의 편차가 증가하여 온도제어가 불안정해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 발열권선과 온도검출용 센서권선(PTC 저항특성의 센서권선) 및 절연부재 등으로 구성된 감열선으로 전원이 공급되지 않는 싱글 영전위(Sigle Zero Voltage) 기간동안 상기 감열선의 온도전압을 검출하여 유해전자파(EMI) 발생없이 매우 안정적인 온도제어가 이루어지는 전열매트 온도제어기를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 출력소자의 캐소드측에 감열선을 접속하여 나일론 써미스터를 통하여 누설되는 전류(캐패시터 성질의 누설전류)를 그라운드로 흘려보내 센서권선으로 유도되는 불요성 전류를 제거함으로써 온도검출전압의 편차를 제거하거나 크게 감소시켜 보다 정확하고 안정적인 온도제어가 이루어지는 전열매트 온도제어기를 제공함에 특징이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 감열선의 과열이나 절연파괴등에 의해 발열권선과 센서권선이 단락(Short)되는 경우 보호저항이 과열되면서 이에 물리적으로 접촉해 있는 온도휴즈가 융단되게 하고, 사이리스터등으로 구성되는 출력소자(TH)가 단락되는 경우 휴즈가 융단되어 과열이 방지되게 함으로써 전기안전도가 보다 향상된 전열매트 온도제어기를 제공함에 특징이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 절환없이 AC 90V ~ AC 250V의 범용 교류전압을 사용할 수 있는 전열매트 온도제어기를 제공함에 특징이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 온도제어기 부근의 공간전위를 검출하되 전원플러그와 전원콘센트의 접속상태가 핫전위(Hot Voltage)상태 인지 또는 콜드전위(Cold Voltage) 상태 인지를 표시하도록 함으로써 전원플러그와 전원콘센트를 콜드전위 상태로 삽입 유지시켜 전기장을 차폐시킬 수 있는 전열매트 온도제어기를 제공함에 특징이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명 전열매트 온도제어기는 발열ㆍ온도검출ㆍ전기장 차폐 및/또는 자기장 상쇄ㆍ절연등의 기능이 부여된 플렉시블 와이어 형태의 감열선과, 발열에 필요한 상용 교류전원(AC)을 상기 감열선으로 공급하는 교류전원부와, 온도제어기의 이상이나 과열시 휴즈 및 온도휴즈를 융단시켜 교류전원(AC)을 차단함으로써 회로를 보호하는 안전회로부와, 교류전원(AC)을 강압시켜 직류 정전압을 얻은 다음 각 회로(回路)로 공급하는 직류전원부와, 전원공급 상태 및/또는 온도제어기의 동작상태 등을 표시하는 표시부와, 제어에 의해 소정의 설정온도로 유지되는 감열선과, 교류전원이 (-)전압에서 (+)전압으로 상승하는 영전위 부근에서 소정폭의 구형파 펄스를 얻는 영전위 검출부와, 감열선의 발열온도를 설정하는 온도설정부와, 상기 구형파 펄스를 이용하여 감열선으로 전원이 공급되지 않는 싱글 영전위(Sigle Zero Voltage) 기간동안 감열선의 온도전압을 검출하는 온도검출부와, 상기 온도설정부에 의해 설정된 온도설정전압과 온도검출부로부터 입력되는 싱글 영전위 기간의 온도검출전압을 비교하여 제어신호를 출력하는 온도비교부와, 상기 온도비교부로부터 출력되는 비교신호에 따라 제어부의 출력소자(SCR 등)를 단속(on/off)시키는 트리거부와, 온도제어기 부근의 공간전위를 검출하여 핫전위(Hot Voltage) 또는 콜드전위(Cold Voltage)를 표시하는 전기장표시부와, 교류전압의 전위(110V/220V)를 검출하는 교류전압 검출부와, 검출전압이 220V인 경우 1/4 분주하여 전력을 제어하는 1/4 분주부와, 제어신호에 따라 감열선으로 공급되는 교류전원을 단속(ON/OFF)하는 트리거부와, 감열선의 내부 단락 및 출력소자의 이상(short 등)등으로부터 전열매트의 과열을 방지하는 과열방지부로 구성된다.

또한 영전위 검출기에 의해 얻어지는 싱글 영전위 펄스는 유해전자파(EMI)가 발생하지 않도록 교류전원이 (-)전압에서 (+)전압으로 상승하는 싱글 구간에서 얻어지는 0.5㎳ ~ 3㎳의 구형파 펄스임을 특징한다.

상기 감열선은 권심 외주면에 감겨 발열작용을 하는 발열권선과, 권심과 발열권선 외주면에 소정두께로 피복되는 절연부재(Nylon Thermistor 등)와, 상기 절연부재 외주면에 권회되어 온도센서와 전기장 차폐기능을 하는 PTC 저항특성의 센서권선과, 상기 절연부재와 센서권선 외주면에 소정두께로 피복되는 마감 절연부재로 구성된 플렉시블 와이어 형태의 감열선을 사용할 수 있다.

또한 상기 감열선은 자기장을 상쇄시킬 수 있게 권심 외주면에 리턴부가 구비되고 반대방향으로 왕복 권회되어 발열작용을 하는 발열권선과, 권심과 발열권선 외주면에 소정두께로 피복되는 절연부재(Nylon Thermistor 등)와, 상기 절연부재 외주면에 권회되어 온도센서와 전기장 차폐기능을 하는 PTC 저항특성의 센서권선과, 상기 절연부재와 센서권선 외주면에 소정두께로 피복되는 마감 절연부재로 구성된 플렉시블 와이어 형태의 감열선을 사용할 수 있다.

또한 상기 감열선은 자기장을 상쇄시킬 수 있게 권심 외주면에 리턴부에 의해 반대방향으로 왕복 권회되어 발열작용을 하는 발열권선과, 상기 발열권선 외주면에 권회되는 차폐권선과, 각 권선 사이의 절연을 유지하는 복수의 절연부재와, 외층 피복부재로 구성되어 발열권선으로부터 발생되는 전기장과 자기장을 효과적으로 차폐 및 상쇄시킬 수 있도록 와이어 형태로 구성한 "전기 자기장 차폐 및 상쇄 기능을 갖는 감열선(특허출원 제10-2003-0048770호)"을 이용할 수도 있다.

본 발명을 설명함에 있어, 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요 지가 모호해지지 않도록 하기 위하여 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명 전열매트 온도제어기의 일 실시예 회로블럭도이고, 도 2는 본 발명 일 실시예로 도시한 상세회로도로, 발열ㆍ온도검출ㆍ전기장 차폐 및/또는 자기장 상쇄ㆍ절연등의 기능이 부여된 플렉시블 와이어 형태의 감열선으로 구성된 감열부(1)와, 발열에 필요한 교류전원(AC)을 상기 감열부(1)로 공급하는 교류전원부(2)와, 회로의 이상이나 과열시 휴즈 및 온도휴즈를 융단시켜 교류전원(AC)을 차단하고 돌입전류(또는 서지전류)로 부터 전원공급부를 보호하는 안전회로부(3)와, 각 회로의 동작에 필요한 직류 정전압을 공급하는 직류전원부(4)와, 교류전원이 (-)전압에서 (+)전압으로 상승하는 기간동안 소정 폭의 구형파 펄스전압을 얻는 싱글 영전위 검출부(5)와, 온도제어기 부근의 공간전위가 핫전위(Hot Voltage)인지 또는 콜드전위(Cold Voltage) 인지를 검출하여 표시하는 전기장표시부(6)와, 온도제어기로 입력되는 교류전압(110V/220V)을 검출하는 전압검출부(7)와, 전압검출부(7)의 검출전압이 220V인 경우 1/4 분주시켜 전력을 다운시키는 1/4분주부(8)와, 감열선의 발열온도를 설정하는 온도설정부(10)와, 감열부(1)의 발열온도를 검출하는 PTC 저항특성의 온도검출부(12)와, 온도설정부(10)로 부터 입력되는 설정온도전압(기준온도신호)과 온도검출부(12)로부터 입력되는 온도검출전압을 비교 판단하여 감열선 제어신호를 출력하는 온도비교부(13)와, 제어신호에 따라 감열선으로 공급되는 교류전원을 단속(ON/OFF)하는 트리거부(9)와, 트리거신호에 따라 감열부(1)를 단속(ON/OFF)하는 제어부(14)와, 감열선의 내부 단락 및 제어부(14)의 이상(short 등)등으로부터 전열매트의 과열을 방지하는 과열방지부(15)와, 전원공급상태와 전열매 트 온도제어기의 동작상태를 표시하는 표시부(11)와, 전열매트를 구성하는 기타 재료 및 부품들로 구성된다.

상기 교류전원부(2)와 안전회로부(3)는 제1ㆍ2 교류전원선(AC1)(AC2)과, 사용자가 온/오프하는 방법으로 교류전원(AC)을 회로로 급전(給電)하거나 단전(斷電)시키는 전원스위치(SW)와, 회로보호용 휴즈(F)와, 과열방지용 온도휴즈(TF) 및 불요성 노이즈(Noise)를 바이패스시키는 캐패시터(C9)로 구성된다.

전원스위치(SW)와 제2 교류전원선(AC2) 사이에 접속되는 표시부(11)는 전류제한저항(R18)과 네온등(LP)으로 구성되어 전원공급 상태 및 온도설정용 가변저항기(VR)의 더이얼 회전상태를 조명하게된다. 상기 네온등(LP)은 발광다이오드 등으로 대체 사용될 수 있다.

직류전원부(4)는 전원스위치(SW)에 직렬 접속되는 NTC 소자(R3) 및 캐패시터(C2)와, 캐패시터(C2)의 후단에 접속되는 정류 다이오드(D4)(D5)와, 정류된 맥류를 평활시키는 캐패시터(C3)와, 평활된 직류를 정전압화하는 제너다이오드(ZD1)로 구성되며, 상기 NTC소자(R3)와 캐패시터(C2)에 의해 교류전원이 강압된다.

직류전원부(4)를 보호하는 NTC 소자(R3)는 제1ㆍ제2 교류전원선(AC1)(AC2)으로 유입되는 돌입전류(rush current: 또는 서지전압 등)를 흡수 및 제거시켜 직류전원부(4)를 구성하는 각 부품들을 보호할 뿐 아니라, 캐패시터(C2)의 시정수 값을 1/2 이하로 줄일 수 있어서 원가를 절감할 수 있으며, 또한 충전전류를 1/2로 줄일 수 있으므로 소비전력도 1/2로 감소시킬 수 있게된다.

그리고, 돌입전류가 절반 이하로 감소되므로 관련 부품, 이를테면 직류전원 부(4)의 제너다이오드(ZD1)와, 캐패시터(C2)(C3) 및 다이오드(D4)(D5)의 불량율 또한 1/2 이하로 크게 줄어들고 스위치(SW)의 접점도 연장되므로 내구성이 향상된다.

상기 제1ㆍ제2 교류전원선(AC1)(AC2)의 양단에는 트리거 단자를 갖는 능동형 스위칭 소자, 이를테면 SCR등의 출력소자(TH)와, 감열선(H)의 발열권선(H1)(H2)이 직렬로 접속되어 발열회로가 구성되고, 발열권선(H1)(H2)의 양단에는 과열방지용 다이오드(D9) 및 출력소자(TH)의 동작상태를 표시하는 또 다른 표시부(11)가 병열로 접속된다.

상기 표시부(11)는 감열선(H)으로 전원(반파 교류전원)이 공급되는 기간동안 점등되는 발광다이오드(D6)와 전류제한저항(R13)으로 구성되며, 출력소자(TH)가 온(ON)되어 있는 기간동안 발열권선(H1)(H2)으로 반파 교류전원이 공급되어 발열됨과 동시에 저항(R13)을 통하여 발광다이오드(D6)로 공급되어 점등되므로 감열선(H)이 발열되고 있음이 표시되며, 반대로 출력소자(TH)가 오프(OFF)되는 경우 상기 발광다이오드(D6)가 소등되므로 출력소자(TH)의 발열이 중지되었음을 육안으로 인지할 수 있다.

도 3은 상기 감열선(H)의 구조를 일 예로 도시한 것으로, 내열성 권심(K) 외주에 발열권선(H1)(H2)이 나선형으로 감기고, 상기 발열권선(H1)(H2) 외주에 피복되는 내열성 및 절연성의 나일론 써미스터(K1)와, 나일론 써미스터(K1) 외주에 나선형으로 감겨 정(+)온도 특성(PTC 특성)의 저항변화로 온도전압을 검출하는 센서권선(S1)(S2)으로 구성된다. 상기 센서권선(S1)(S2) 외주에는 절연 피복체(K2a)가 마감재로 피복되며, 발열권선(H1)(H2)은 리턴부(HC)에 의해 전체 발열구간에 걸쳐 서로 반대방향으로 감기는 구조여서 95% 이상의 자기장이 상쇄 제거된다.

또한 상기 감열선(H)은 자기장을 상쇄시킬 수 있게 권심 외주면에 리턴부에 의해 반대방향으로 왕복 권회되어 발열작용을 하는 발열권선과, 상기 발열권선 외주면에 권회되는 센서권선과, 상기 센서권선 외주면에 권회되는 차폐권선과, 각 권선 사이의 절연을 유지하는 복수의 절연부재와, 외층 피복부재로 구성되어 발열권선으로부터 발생되는 전기장과 자기장을 효과적으로 차폐 및 상쇄시킬 수 있도록 플렉시블 와이어 형태로 구성한 "전기 자기장 차폐 및 상쇄 기능을 갖는 감열선(특허출원 제10-2003-0048770호)"을 이용할 수도 있다.

상기 권심(K)의 재질로는 내열성 폴리에스터사 또는 내열성 유리섬유사가 일반적으로 사용되며, 나일론 써미스터(Nylon Thermistor 등)(K1)는 내열성 및 절연성을 갖는 물질로 사용되고, 피복체(K2a)로는 내열성 및 절연성의 고무재나 실리콘 또는 합성수지재가 주로 사용된다.

그리고, 이들 권심(K)과, 나일론 써미스터(K1)와, 피복체(K2a)와, 발열권선(H1)(H2) 및 센서권선(S1)(S2)은 전기매트를 감거나 펼칠수 있게 연질이거나 플렉시블한 상태이거나 또는 그러한 물성을 갖는다. 상기 PTC 저항특성의 센서권선(S1)(S2)은 발열권선(H1)(H2)으로부터 전달되는 온도변화에 따라 저항값이 비례하여 변하게된다.

즉, PTC 저항 특성의 상기 센서권선(S1)(S2)은 나일론 써미스터(K1)를 통하여 발열권선(H1)(H2)으로부터 전달되는 온도변화에 비례하는 저항변화를 전압으로 검출하는 방법으로 발열권선(H1)(H2)의 온도를 정확히 검출할 수 있게된다.

상기 감열선(H)의 센서권선(S2)은 저항(R33)을 경유하여 접지되는 제2 교류전원선(AC2)에 접속되므로 발열권선(H1)(H2)으로부터 발생되는 대부분의 전기장이 상기 제2 교류전원선(AC2)을 통하여 접지로 바이패스되므로 유해전자파가 제거된다.

그리고 본 발명에서는 출력소자(TH)의 캐소드측에 감열선(H)을 접속하여 캐패시터적인 나일론 써미스터(K1)를 통해 발열권선(H1)(H2)에서 센서권선(S1)(S2)으로 유도되는 누설전류를 그라운드에 해당하는 제2 교류전원선(AC2)으로 흘려 보냄으로써 센서권선(S1)(S2)으로 온도전압을 검출할 때 전압편차가 제거되어 보다 안정적이고 신뢰성 높은 온도제어가 이루어지게된다.

상기 출력소자(TH)에 접속된 저항(R23)과 캐패시터(C8)는 서지전류(서지전압)를 흡수하여 출력소자(TH)의 오동작을 방지한다.

한편, 와이어 형태의 감열선(H)이 반복적인 굽힘이나 외압 및 나일론 써미스터(K1)가 녹는(녹는점 약 150℃) 등의 원인에 의해 절연이 파괴되면서 발열권선의 권선부(n1)와 센서권선의 권선부(n2)가 단락(Short)되면 출력소자(TH)가 턴-온(turn-on)되며, 이러한 경우 발열권선(H1)(H2)과 센서권선(S1)(S2)의 전위가 같은 전위로 되어 온도검출이 이루어지지 않게 된다.

즉, 발열권선(H1)(H2)과 센서권선(S1)(S2)의 권선부(n1)(n2)와 온도비교부(Ud)의 비반전입력단자(+)가 도통되어 과전압을 인식할 수 없게 되고 출력소자(TH)는 계속하여 도통상태를 유지하게 되므로, 과열이 과열을 불러 감열선(H) 및 전열매트의 점진적인 과열과 화재가 우려되므로 발열권선(H1)(H2)과 센서권선(S1)(S2) 의 단락으로부터 감열선(H)이 과열되는 것을 방지하는 과열방지부(15)가 구비된다.

상기 과열방지부(15)는 센서권선(S1)(S2)과 제2 교류전원선(AC2) 사이에 접속되는 저항(R33)과, 상기 저항(R33)에 물리적으로 접촉되는 온도휴즈(TF)로 구성된다.

상기 저항(R33)은 온도휴즈(TF)로 열을 효과적으로 전달할 수 있게 온도휴즈(TF) 표면(또는 내부)에 물리적으로 잘 접촉되어 있는 구성이다. 따라서 발열권선(H1)(H2)과 센서권선(S1)(S2)이 단락되는 경우 상기 저항(R33)으로 과전류가 흐르면서 과열되고, 이에 물리적으로 접하여 있는 온도휴즈(TF)가 융단되고 감열선(H)으로 인가되는 교류전원이 차단되므로 전열매트의 과열이나 화재가 방지되고 온도제어기가 보호된다.

출력소자(TH)의 단락(Short)으로부터 감열선(H)의 과열을 방지하는 또 다른 과열방지부(15)는 발열권선(H1)(H2)의 양단에 접속되는 다이오드(D9)로 구성된다. 상기 다이오드(D9)는 출력소자(TH)의 전류흐름 방향과는 역방향으로 접속된다.

따라서 평소의 경우 출력소자(TH)가 턴-온되면 교류전원이 발열권선(H1)(H2)으로 흐르게되고, 출력소자(TH)가 단락된 경우 다이오드(D9)를 통하여 대부분의 전류가 흐르면서 휴즈(F)가 융단되며, 이에 따라 감열선(H)으로 인가되는 교류전원이 차단되므로 전열매트의 과열이나 화재가 방지되고 전열매트가 보호된다.

한편, 전기매트를 사용하는 장소에 접지공사가 되어 있고 전원콘센트 및 전원플러그에 접지단자가 있는 경우에는 접지선이 대지접지와 바로 연결되므로 확실한 접지가 이루어지면서 유해전자파가 차폐된다. 하지만 접지공사가 되어 있지 않 거나, 비록 접지공사는 되어 있더라도 전원플러그에 접지단자가 없는 경우에는 실드(Shield)에 문제가 발생되므로 본 발명에서는 온도제어기의 주변전위를 검출하여 표시하는 전기장 표시부(6)가 구성된다.

상기 전기장 표시부(6)는 탐지부(ANT)로 감지된 전위를 전류제한 한 다음 레벨비교기(Uc)의 반전입력단자(-)로 입력하는 저항(R35)과, 전원콘센트에 전원플러그가 역삽입시 60Hz의 주변전위(공간전위)를 감지하는 탐지부(ANT)와, 상기 탐지부(ANT)와 저항(R31)과 캐페시터(C11)의 시정수에 의해 60㎐ 부근의 교류는 통과시키고 60㎐를 훨씬 초과하는 고주파 노이즈(noise)를 차단하는 필터와, 상기 탐지부(ANT)로부터 입력되는 전압과 저항(R28)(R29)을 통하여 반전입력단자(+)로 입력되는 분압전압(기준전압)을 비교하여 핫전위 또는 콜드전위를 판단하되 핫전위이면 소등신호를 출력하는 비교기(Uc)와, 비교기(Uc)의 출력에 접속되어 콜드전위이면 점등되는 발광다이오드(D13)와, 발광다이오드(D13)가 점등될 수 있게 전류를 공급하는 캐패시터(C10) 및 풀업저항(R26)으로 구성된다.

따라서 공간전위가 220V 또는 110V의 핫전위이면 레벨비교기(Uc)의 출력이 "L"와 "H"가 교대로 출력되며(맥류가 출력되며), 상기 맥류는 출력에 접속된 캐패시터(C10)에 충전되지만 그 평균값이 발광다이오드(D13)를 도통시키에 역부족이므로 발광다이오드(D13)가 소등되고, 반대로 0V 수준의 콜드전위이면 레벨비교기(Uc)의 출력이 "H"로 되고 저항(R26)을 통하여 공급되는 전류가 캐패시터(C10)로 충전되고 발광다이오드(D13)가 점등되어 콜드 상태 임이 표시된다.

따라서 사용자는 발광다이오드(D13)가 소등되어 핫전위 상태인 경우, 전원플 러그를 전원콘센트에 역삽입하면 공간전위가 콜드전위로 되고 레벨비교기(Uc)의 출력이 "H"로 되어 발광다이오드(D13)가 점등되며, 반대로, 발광다이오드(D13)가 점소등되어 콜드전위 상태인 경우 전원플러그를 역삽입할 필요없이 현 상태로 유지하면된다.

상기 탐지부(ANT)는 소정의 정전용량을 가질 수 있게 온도제어기의 인쇄회로기판(PCB) 상에 5㎝ ~ 20㎝ 길이의 패턴으로 형성되어 인쇄회로기판(PCB)의 접지에 핫전원(상용전원전압)이 인가됨에 따라 주변에 형성되는 주변전위(주파수) 60Hz를 감지할 수 있게된다.

본 발명에서 전기장 표시부(6)는 도 4에 도시한 바와 같이 공간전위를 감지하는 탐지부(ANT)와 가상의 대지극판(P)간에는 공간(S)을 통해서 미세한 값의 커패시턴스(정전용량)가 형성된다.

즉, PCB 패턴으로 형성된 탐지부(ANT)가 입력에 접속되어 상용교류전압(AC1)(AC2)에 의해 형성되는 60Hz 또는 50Hz의 공간전위를 검출하여 표시하는 방식이며, 상기 공간전위는 주변의 벽, 건물과 같은 대지전위(GL)로 포괄적으로 표현하였다.

한편, 교류전원의 상승구간(leading edge)과 하강구간(falling edge)에서 각각 펄스가 얻어지는 하프형 영전위 검출기(Half type Zero Voltage Detector)는 펄스의 방전이 완료되기 전에 또 다른 펄스가 발생되면서 유해전자파(EMI)가 발생된다.

따라서 본 발명에서는 도 5의 (가)(나)에 도시한 것처럼 교류전원의 상승구 간, 이를테면 교류전원이 (-)전압에서 (+)전압으로 상승하는 영전위 영역에서 0.5㎳ ~ 3㎳의 폭을 갖는 싱글 구형파 펄스를 얻어 온도전압검출, 출력소자(TH)의 트리거, 1/4 분주 등에 이용하도록 함으로써 유해전자파(EMI)의 발생이 없는 싱글형 영전위 검출기(Sigle type Zero Voltage Detector)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 싱글 영전위 검출기(5)는 도 2에 도시한 것처럼 순방향 다이오드(D18)과 역방향 다이오드(D17)로 교류전원을 안가하는 저항(R2)과, 비교기(Ub)의 반전입력단자에 접속된 저항(R4)(R24) 및 다이오드(D17)(D19)와, 비교기(Ub)의 비반전입력단자에 접속된 저항(R25)과 다이오드(D18)(D20)와 캐패시터(C6)로 구성되며, 도 5의 (가)(나)에 도시한 것처럼, 교류전압이 (-)전압에서 (+)전압으로 상승되는 싱글구간, 즉 비교기(Ub)의 반전입력단자(-)로 입력되는 전압과 비교기(Ub)의 비반전입력단자(+)로 입력되는 전압이 중첩되는 구간에서 0.5㎳ ~ 3㎳의 펄스폭의 (-)싱글 구형파 펄스가 발생되며, 상기 구형파 펄스는 인버터 또는 도 2의 트랜지스터(Q1)에 의해 반전된 다음 1/4분주와 감열선(H)의 온도검출 및 SCR로 구성되는 출력소자(TH)의 트리거(스위칭)에 사용된다.

상기 구형파 펄스의 폭 0.5㎳는 온도검출할 수 있는 최소값이자 출력소자(TH)가 트리거 상태를 유지할 수 있는 최소값이다. 즉, 구형파 펄스폭이 0.5㎳ 미만으로 너무 좁은 경우 센서권선(S1)(S2)이 온도전압을 검출하지 못하거나 온도비교시 에러가 발생될 수 있을 뿐 아니라 출력소자(TH)의 트리거전류가 홀딩전류 미만으로 되어 출력소자(TH)가 오동작할 수 있다. 그리고 상기 구형파 펄스 폭이 3㎳를 초과하는 경우 영전위점을 크게 벗어난 지점에서 온도비교와 출력소자(TH)의 트 리거가 이루어지면서 유해전자파(EMI)가 발생될 수 있으므로 0.5㎳ ~ 3㎳의 펄스폭이 바람직하다.

상기 구형파 펄스 폭은 저항(R9)과 캐패시터(C1)의 시정수값을 조정하여 적절히 가변할 수 있으며, 구형파 펄스의 제로 전압점을 기준으로 폭의 1/2 기간인 교류전원의 (-)전위기간에는 감열선(H)의 온도를 검출하여 비교하게되고, 나머지 폭의 1/2 기간인 교류전원의 (+)전위기간에는 출력소자(TH)가 트리거되도록 함이 바람직하다.

도 5는 본 발명 각 부분의 신호파형도로, (가)는 교류전원(AC) 파형이고, (나)는 교류전원(AC)의 (-)전압에서 (+)전압으로 변화되는 영전위 기간동안 싱글 영전위검출부(5)를 통하여 얻어지는 싱글 구형파 펄스 파형이고, (다)는 트랜지스터(Q3)의 콜렉터 부분 파형이고, (라)는 캐패시터(C1)의 충방전 상태 파형이고, (마)는 1/4분주 파형이고, (바)는 온도비교부(12)의 출력 파형이고, (사)는 트리거부(9)의 트리거 펄스이고, (아)는 출력소자의 캐소드 부분 파형이다.

입력되는 교류전압이 110V 인지 또는 220V 인지를 검출하는 전압검출부(7)는 교류전압을 분압하는 저항(R21)(R22)과, 상기 저항(R21)(R22)에 의해 분압된 전압을 정류하는 다이오드(D12)와, 정류된 맥류를 평활시키는 캐패시터(C5)와 방전저항(R9)과, 트랜지스터(Q3)로 구성되며, 트랜지스터(Q3)의 에미터에는 직류 VCC전압이 인가되고, 트랜지스터(Q3)의 베이스에 접속된 캐패시터(C5) 저항(R9) 시정수에 의해 교류입력전압이 170V 이상인 경우 트랜지스터(Q3)의 베이스 전압과 에미터 전압과 같은 상태가 되도록 설계되어 있어서 170V 이상의 전압이 입력되면 1/4분주부 (8)를 동작시키게 되므로 전압이 변동되더라도 감열선(H)이 같은 전력으로 동작된다.

그리고 전류제한저항(R21)을 통하여 입력되는 전압이 170V 이상인 경우 상기 저항(R9)과 캐패시터(C1)의 시정수에 의해 트랜지스터(Q3)가 턴-오프되어 "L"상태로 되므로 220V의 교류전압이 인가되고 있음이 검출되며, 전류제한저항(R21)을 통하여 입력되는 전압이 170V 미만인 경우 트랜지스터(Q3)가 턴-온되어 "H"상태로 되므로 110V의 교류전압이 인가되고 있음이 검출된다.

즉, 입력되는 교류전원이 110V인 경우 도 5의 (라)(아)와 같이 캐패시터(C1)가 만충전 상태로 되고, 출력소자(TH)는 트리거 온(ON)되는 기간동안 도 5의 (아)와 같이 매주기 마다 반파 교류전원이 감열선(H)으로 인가되어 발열되며, 입력되는 교류전원이 220V인 경우 도 5의 (라)(아)와 같이 캐패시터(C1)에 충전전류가 싱글펄스에 의해 단계적으로 상승하다가 도 5의 (사)와 같이 1/4 분주 후 방전시점에서 발생되는 트리거 펄스에 의해 출력소자(TH)가 트리거되고, 나머지 3/4 구간에서는 트리거 펄스가 발생되지 않으므로 인가되는 교류전압이 110V 또는 220V로 달라지더라도 전력(소비전력과 발열온도)이 같아지며, 이는 감열선(H)을 사용전압에 맞추어 교환하지 않더라도 사용 교류전압의 공급주기를 달리함으로써 회로가 자동절환되는 효과가 있어서 AC 110V 또는 AC 220V 구분없이 사용할 수 있게되며, 소비전력에도 변동이 없다.

예컨데, 감열선(H)의 저항이 100Ω인 것으로 가정한 경우, 인가되는 전압의 레벨을 검출하는 전압레벨검출기(22)로 110V의 전압이 검출된 경우, 1/1분주에 의 해 소비전력은 아래 식(1)과 같다.

그리고, 인가되는 전압이 전압검출부(7)에 의해 220V로 검출된 경우, 1/4분주에 의해 소비전력은 아래 식(2)와 같이 121W로 같음을 알 수 있다.

1/4 분주기(Ua)의 비반전입력단자(+)에는 합성저항(R6)(R7)(R19)(R20)에 의한 기준전압이 입력되며, 1/4 분주기(Ua)의 반전입력단자(-)에는 캐패시터(C12)(C1)와 다이오드(D15)(D1)(D7) 및 저항(R32)(R5)가 혼합 접속되어 전압검출부(4)의 전압검출신호 또는 1/4 분주된 신호가 입력된다.

즉, 전열매트 온도제어기로 110V의 교류전원(AC)이 인가되는 경우, 170V 미만의 전압이 트랜지스터(Q3)로 입력되므로 트랜지스터(Q3)가 턴오프되어 "L"로 유지되고, 1/4분주기(Ua)의 출력은 도 5와 같이 "H"가 되고 트랜지스터(Q2)는 계속하여 턴- 오프 상태로 유지되므로, 온도비교부(13)의 출력신호에 따라 출력소자(TH)가 트리거된다.

그리고 전열매트 온도제어기로 220V의 교류전원(AC)이 인가되는 경우, 170V 이상의 전압이 트랜지스터(Q3)로 입력되므로 트랜지스터(Q3)가 턴-온되어 "H"로 유지되면서 1/4분주부(8)를 동작시키게된다. 즉, 캐패시터(C1)의 충방전에 의해 1/4 분주신호가 1/4 분주기(Ua)의 반전입력단자로 입력되며, 1/4 분주기(Ua)의 비반전 입력단자로 접속된 합성저항(R6)(R7)(R19)에 의한 기준전압과 비교되어 1/4분주된 신호가 출력되며, 1/4 분주기(Ua)로부터 "H"레벨의 1/4분주신호가 출력되면서 온도제어신호(ON)가 출력되는 경우 트랜지스터(Q2)(Q4)가 동시에 턴온되면서 트리거-온 신호가 출력되어 출력소자(TH)가 트리거-온 되므로 AC 110V 또는 AC 220V 전압에 상관없이 일정한 제어전력이 유지되므로 전압 절환없이 프리볼트(AC 90V~ AC 250V)의 교류전압을 사용할 수 있게된다.

상기 캐패시터(C1)에는 교류전원의 싸이클이 바뀔때마다 트랜지스터(Q1)와 캐패시터(C12)를 통하여 인가되는 싱글 구형파 펄스에 의해 계속 충전되며, 4분주되는 시점에서 도 5의 (사)와 같이 비교 방전된다.

상기 캐패시터(C1)에 충전전압(A)은 아래 식(3)과 같이 (R6)(R7)(R19)의 합성저항에 의해 VCC×0.75 전압이며, 방전된 캐패시터(C1)의 방전전압(B)은 아래 식(4)와 같이 VCC×0.25 전압이다.

상기 캐패시터(C12)와 다른 캐패시터(C1)의 시정수는 1/4분주 신호를 얻기위하여 1:4의 시정수 차이를 갖는다.

온도비교부(13)는 온도비교기(Ud)와, 온도비교기(Ud)의 비반전입력단자에 접 속되는 저항(R10)과 캐패시터(C7) 및 다이오드(D10)와, 온도비교기(Ud)의 반전입력단자에 접속되는 저항(R27)(R14) 및 캐패시터(C4)로 구성된다.

온도검출부(12)는 싱글 구형파 펄스전압이 인가되는 저항(R1) 및 다이오드(D2)와, PTC 저항특성의 센서권선(S1)(S2) 권선부(n2)와, 풀다운저항(R33)으로 구성되어 나일론 써미스터(K1)를 통하여 발열권선(H1)(H2)으로 부터 전달되는 온도에 따른 권선부(n2) 저항변화를 온도전압으로 검출하게된다.

상기 센서권선 권선부(n2)에 접속되는 저항(R33)은 센서권선 권선부(n2)와 발열권선 권선부(n1)의 단락(short)에 의해 과도한 전압이 인가되는 경우 과열되면서 이에 접하여 있는 온도휴즈(TF)가 융단되며, 이에 따라 교류전원(AC) 공급이 차단되므로 감열선(H) 및 전열매트의 과열이나 화재 및 회로손상이 방지된다.

온도설정부(10)는 싱글 구형파 펄스전압이 인가되는 저항(R11) 및 이에 직렬 접속된 저항(R16)(R15)과, 상기 저항(R16)에 병열 접속된 가변저항기(VR)로 구성되며, 가변저항기(VR)에 저항(R16)이 병열 접속되어 있어 온도설정전압을 보다 미세하게 설정할 수 있다.

한편, 센서권선(S1)(S2)이 검출하는 온도검출전압은 저항(R1)을 통하여 입력되는 싱글 구형파 펄스전압이 상기 저항(R1)과 센서권선 권선부(n2)에 의해 분압된 전압이며, 센서권선 권선부(n2)의 전압은 발열권선(H1)(H2)으로부터 발생된 열이 나일론 써미스터(K1)를 통하여 센서권선(S1)(S2)으로 전달되면, PTC 저항특성의 센서권선(S1)(S2)의 저항이 변화되며, 상기 저항변화에 의해 상기 싱글 구형파 펄스전압이 변화된다. 즉, 발열권선(H1)(H2)의 온도를 전압으로 검출하여 온도비교기 (Ud)의 비반전입력단자(+)로 실시간 입력되며, 온도설정부(10)의 가변저항기(VR)에 의해 설정된 온도설정전압은 온도비교기(Ud)의 반전입력단자(-)로 각각 입력되어 비교된다.

이때 센서권선(S1)(S2)이 온도전압을 검출할 때 발열권선(H1)(H2)으로부터 일부 전류가 유도될 수 있으나, 앞서 기술한 것처럼 출력소자(TH)의 캐소드측, 이를테면 출력소자(TH)의 캐소드와 제2 교류전원선(AC2) 사이에 감열선(H)의 발열권선(H1)(H2)이 접속되어 누설전류가 그라운드에 해당하는 제2 교류전원선(AC2)으로 흡수 제거되므로 정확한 온도검출이 이루어진다.

한편, 트랜지스터(Q4)와 협조하여 앤드게이트 역활을 하는 다른 트랜지스터(Q2)는 도 5에서와 같이 AC 220V 인 경우에는 전 영역에서 AC 110V인 경우 1/4 분주지점에서 턴-온 상태가 유지되며, 상기 트랜지스터(Q2)가 턴-온된 상태에서 온도비교부(13)로부터 온도제어 신호(ON)가 출력되면 트랜지스터(Q4)가 턴-온되면서 트리거-온 신호가 출력되며, 상기 신호는 저항(R17)과 역류방지 다이오드(D8)를 통하여 출력소자(TH)의 트리거단자로 입력되어 출력소자(TH)가 트리거-온되고, 감열선(H)으로 반파 교류전원이 공급되어 발열된다.

즉, 온도비교기(Ud)로 입력되는 온도검출전압 온도설정전압보다 높은 경우 비교우세가 되어 온도비교기(Ud)의 출력이 'L' 레벨로 되고, 트랜지스터(Q4)가 턴-오프되므로 트리거부(9)의 출력 또한 "L" 레벨이 되므로 출력소자(TH)가 트리거-오프되어 감열선(H)의 발열이 멈춘다.

또한, 온도비교기(Ud)로 입력되는 온도검출전압이 온도설정전압보다 낮은 경 우 비교열세가 되어 온도비교기(Ud)의 출력이 'H' 레벨로 되고 트리거부(9) 또한 "H" 레벨로 되므로 트랜지스터(Q2)가 턴-온되고, 출력소자(TH)는 트리거-온 되며, 이에 따라 감열선(H)으로 반파 교류전원이 공급되면서 발열이 재개되며, 이러한 과정의 반복으로 감열선(H)의 발열온도가 설정된 목적온도 범위로 제어된다.

상기 온도제어기는 교류전원의 싱글 영전위 펄스를 이용하여 싱글 영전위 구간에서 출력소자(TH)가 트리거-온(ON)되면서 감열선(H)으로 교류전원이 인가되어 발열되므로 위상제어가 방지된다.

이에 따라 유해전자파(EMI)가 발생하지 않거나 발생이 억제된다. 즉, 영전위 부근에서 감열선(H)의 온도전압을 검출하여 출력소자(TH)를 트리거시킴으로서 위상제어(Phase Control)가 방지되고 유해전자파 발생이 억제 및 차단된다.

그리고, 센서권선 권선부(n2)는 전압드롭이 없는 영전위 시점, 즉, 영전위 검출부(U1)에 의해 얻어진 영전위 기간동안 상기 감열선(H)으로부터 발생되는 온도를 전압으로 검출하여 온도비교부(U2)에서 비교한 다음 설정온도(목적온도)를 얻게 되므로 높은 신뢰도의 정밀 온도제어가 달성된다.

본 발명에서 설정온도 범위는, 예컨대 30℃로 설정한 경우 30℃±2℃ ~ 30℃±5℃ 까지의 범위를 말한다. 즉, 30℃±2℃의 경우 30℃에 설정하더라도 비교제어에 의해 출력소자(TH)가 온(ON)/오프(OFF)되면서 28℃~32℃ 범위로 감열선(또는 전열매트)의 가열상태가 지속 유지되는 방식으로 자동 제어된다는 의미이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

이상과 같이 본 발명은 영전위 검출기(Zero Voltage Detector)를 이용하여 감열선으로 전원이 공급되지 않는 싱글 영전위(Sigle Zero Voltage) 기간동안 감열선의 온도 전압을 검출하여 감열선을 제어하도록 함으로써 높은 신뢰성의 안정적인 온도제어가 이루어지며, 과열방지회로에 의해 감열선 및 전열매트의 과열이 방지되어 온도제어기가 보호되고 안전사고가 방지되는 효과가 있다

또한, 본 발명은 싱글형 영전위 검출기(Sigle Type Zero Voltage Detector)에 의해 영점부근 펄스로 온도전압을 검출하고 출력소자(TH)를 트리거시키므로 위상제어가 방지되고 유해전자파의 발생이 억제되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 영전위검출기를 이용하여 출력소자가 도통(on)되기 전에 감열선의 온도전압을 정확히 검출하고, 상기 온도전압을 이용하여 감열선의 온도를 제어하게 되므로 높은 신뢰도의 온도제어가 이루어지는 효과가 있다.

또한 본 발명에서 감열선의 발열권선은 반대방향으로 왕복 권회되어 발열권선으로부터 발생되는 자기장이 상호 상쇄 제거되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 출력소자의 캐소드측에 감열선을 접속시켜 나일론 써미스터를 통하여 누설되는 전류(캐패시터 성질의 누설전류)를 그라운드로 흘려보내 센서권선으로 유도되는 불요성 전류를 제거함으로써 보다 정확하고 안정적인 온도제어가 이루어지는 효과가 있다.

또한 본 발명은 AC 110V와 AC 220V의 전압 절환없이 사용할 수 있는 등의 효과가 있는 유용한 발명이다.

Claims

감열선의 온도를 검출하여 설정온도와 비교하여 온도를 제어하는 전열매트 온도제어기에 있어서 ; 발열ㆍ온도검출ㆍ전기장 차폐 및/또는 자기장 상쇄ㆍ절연등의 기능이 부여된 플렉시블 와이어 형태의 감열선으로 구성된 감열부와, 발열에 필요한 교류전원을 상기 감열부로 공급하는 교류전원부와, 회로의 이상이나 과열시 휴즈 및 온도휴즈를 융단시켜 교류전원을 차단하고 돌입전류로 부터 전원공급부를 보호하는 안전회로부와, 각 회로의 동작에 필요한 직류 정전압을 공급하는 직류전원부와, 교류전원이 (-)전압에서 (+)전압으로 상승하는 기간동안 소정 폭의 구형파 펄스전압을 얻는 싱글 영전위 검출부(5)와, 온도제어기의 공간전위를 검출하여 핫전위 또는 콜드전위 상태를 표시하는 전기장표시부(6)와, 온도제어기로 입력되는 교류전압을 검출하는 전압검출부(7)와, 전압검출부(7)의 검출전압이 220V인 경우 1/4 분주하는 1/4분주부(8)와, 감열선의 발열온도를 설정하는 온도설정부(10)와, 감열부(1)의 발열온도를 검출하는 PTC 저항특성의 온도검출부(12)와, 온도설정부(10)로 부터 입력되는 설정온도전압과 온도검출부(12)로부터 입력되는 온도검출전압을 비교 판단하여 감열선 제어신호를 출력하는 온도비교부(13)와, 제어신호에 따라 감열선으로 공급되는 교류전원을 단속하는 트리거부(9)와, 트리거신호에 따라 감열부(1)를 단속하는 제어부(14)와, 감열선의 내부 단락 및 제어부(14)의 이상으로부터 전열매트의 과열을 방지하는 과열방지부(15)와, 전원공급상태와 전열매트 온도제어기의 동작상태를 표시하는 표시부(11)로 구성된 전열매트 온도제어기.
청구항 1에 있어서 ; 출력소자(TH)의 캐소드와 제2 교류전원선(AC2) 사이에 감열선(H)을 접속하여서 된 전열매트 온도제어기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 전기장 표시부(6)는 탐지부(ANT)로 감지된 전위를 전류제한 한 다음 레벨비교기(Uc)의 반전입력단자(-)로 입력하는 저항(R35)과, 전원콘센트에 전원플러그가 역삽입시 60Hz의 주변전위를 감지하는 탐지부(ANT)와, 상기 탐지부(ANT)와 저항(R31)과 캐페시터(C11)의 시정수에 의해 60㎐ 부근의 교류는 통과시키고 60㎐를 훨씬 초과하는 고주파 노이즈(noise)를 차단하는 필터와, 상기 탐지부(ANT)로부터 입력되는 전압과 저항(R29)을 통하여 반전입력단자(+)로 입력되는 기준전압을 비교하여 핫전위 또는 콜드전위를 판단하되 핫전위이면 소등신호를 출력하는 비교기(Uc)와, 비교기(Uc)의 출력에 접속되어 콜드전위이면 점등되는 발광다이오드(D13)와, 발광다이오드(D13)를 점등하는 캐패시터(C10) 및 풀업저항(R26)으로 구성하여서 된 전열매트 온도제어기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 싱글 영전위 검출기(5)는 순방향 다이오드(D18)와 역방향 다이오드(D17)로 교류전원을 인가하는 저항(R2)과, 비교기(Ub)의 반전입력단자에 접속된 저항(R4)(R24) 및 다이오드(D17)(D19)와, 비교기(Ub)의 비반전입력단자에 접속된 저항(R25)과 다이오드(D18)(D20)와 캐패시터(C6)로 구성하되, 교류전압이 (-)전압에서 (+)전압으로 상승되는 영역의 싱글 구형파 펄스임을 특징으로 하는 전열매트 온도제어기.
청구항 4에 있어서 ; 싱글 구형파 펄스의 폭은 0.5㎳ ~ 3㎳ 임을 특징으로 하는 전열매트 온도제어기.
청구항 4에 있어서 ; 싱글 구형파 펄스의 제로 전압점을 기준으로 폭의 1/2 기간인 교류전원의 (-)전위기간에 감열선(H)의 온도를 검출하여 비교하고, 나머지 폭의 1/2 기간인 교류전원의 (+)전위기간에 출력소자(TH)를 트리거하도록 함을 특징으로 하는 전열매트 온도제어기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 전압검출부(7)는 교류전압을 분압하는 저항(R21)(R22)과, 상기 저항(R21)(R22)에 의해 분압된 전압을 각각 정류하고 평활하는 다이오드(D12)와 캐패시터(C5) 및 방전저항(R9)과 트랜지스터(Q3)로 구성하되, 트랜지스터(Q3)의 에미터에 VCC 전압이 인가되고, 캐패시터(C5)와 저항(R9) 시정수에 의해 교류입력전압이 170V 이상이면 트랜지스터(Q3)가 턴-오프되는 것 임을 특징으로 하는 전열매트 온도제어기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 1/4분주부(8)는, 1/4 분주기(Ua)의 비반전입력단자(+)에 접속되는 합성저항(R6)(R7)(R19)과, 1/4 분주기(Ua)의 반전입력단자(-)에 접속되는 캐패시터(C12)(C1)와 다이오드(D15)(D1)(D7) 및 저항(R32)(R5)으 로 구성하되, 캐패시터(C1)의 충전전압(A)은
이고, 캐패시터(C1)의 방전전압(B)은
임을 특징으로 하는 전열매트 온도제어기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 온도비교부(13)는 온도비교기(Ud)와, 온도비교기(Ud)의 비반전입력단자에 접속되는 저항(R10)과 캐패시터(C7) 및 다이오드(D10)와, 온도비교기(Ud)의 반전입력단자에 접속되는 저항(R27)(R14) 및 캐패시터(C4)로 구성하여서 된 전열매트 온도제어기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 온도검출부(12)는 싱글 구형파 펄스전압이 인가되는 저항(R1) 및 다이오드(D2)와, PTC 저항특성의 센서권선(S1)(S2) 권선부(n2)와, 풀다운저항(R33)으로 구성되어 나일론 써미스터(K1)를 통하여 발열권선(H1)(H2)으로 부터 전달되는 온도에 따른 권선부(n2) 저항변화를 온도전압으로 검출하도록 구성하여서 된 전열매트 온도제어기.