KR20120083558A

KR20120083558A - 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치

Info

Publication number: KR20120083558A
Application number: KR1020110004734A
Authority: KR
Inventors: 이동원
Original assignee: 이동원
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-07-26

Abstract

본 발명은 전기장판, 전기요, 전기매트 등과 같은 발열 제어 제품에 매우 유용한 것으로서, 발열 제어 제품에 별도의 온도 센서를 추가로 부착하지 않고 발열선의 온도를 직접 감지할 수 있고, 일반적인 발열선에 전류가 흐를 시 인체에 영향을 주는 자기장을 제거하고, 트랜지스터 또는 전력 소자(트라이액이나 사이리스터)의 파손에 의한 합선으로 인해 전력 소자의 제어 불능으로 인해 과열이나 화상 또는 화재의 위험을 제거할 수 있게 한 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치에 관한 것으로서, 속선이나 겉선으로 구성되거나, 이중으로 구성되어 발열선과 감열선 특성을 갖는 감열 발열선이 감열 온도를 감지하기 위해서는 감열선과 발열선이 분리되어 있어야 하는데 본 발명에서는 감열선과 발열선 사이에 트라이액이나 사이리스터를 구성하여 감열 온도 감지시에는 트라이액이나 사이리스터를 턴 오프(OFF) 시켜 분리하고 발열시에만 트라이액이나 사이리스터를 턴 온(ON) 하게 하여 감열선과 발열선이 동시에 발열체가 되게 하며, 발열 동작시에 감열선의 전류 방향과 발열선의 전류 방향이 서로 반대가 되게 하여 감열선에서 발생하는 자기장과 발열선에서 발생하는 자기장의 방향이 서로 반대가 되게 하여 서로 상쇄가 될 수 있게 하여 발열선 외부에는 자기장이 거의 없게 하는 것이고, 전력 소자(트라이액이나 사이리스터)도 감열선과 발열선 사이에 1개 구성하고, 1개는 발열선과 인입전원(W1) 사이에 구성하므로서 2개의 전력 소자가 직렬로 구성되므로서 2개의 전력소자가 동시에 턴온(ON)이 되어야만 발열선이나 감열선에서 발열을 하게 되므로 1개의 전력 소자가 이상 현상으로 합선이 되어 제어 불능이 된다 하더라도 다른 1개의 전력소자가 정상 제어 동작 하므로서 과열이나 화재등을 막을수 있고, 또한 1개의 전력소자가 이상 현상으로 합선이 되면 이를 사전에 감지하여 아예 발열 전원 공급을 차단 하므로서 충분한 안전 효과를 갖는 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치를 제공하려는 것이다.

Description

이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치{HEATING CONTROLLER SET OF THE MAGNETIC WAVE CANCEL WITH DOUBLE SAFETY STRUCTURE}

본 발명은 전기장판, 전기요, 전기매트 등과 같은 발열 제어 제품에 매우 유용한 것으로서 발열 제어 제품에 별도의 온도 센서를 추가로 부착하지 않고 발열선의 온도를 직접 감지할 수 있게 하는 것인데, 전기요나 전기장판 및 전기매트 등과 같은 발열 제어 장치에 발열선과 온도 센서를 별도로 구성하면 제품 제조시 부품비와 인건비 등 제조 원가가 올라가고, 온도센서는 평균온도를 감지하지만 발열선은 열선 자체의 발열에 의해 온도가 올라가므로 온도센서의 온도와 발열선의 온도는 차이가 많게 되어 발열선이 녹을 수도 있게 된다. 또한 일반적인 발열선에 전류가 흐를 시 인체에 영향을 주는 자기장이 발생하게 된다. 또한 일반적인 발열제어 장치는 발열선에 전력 소자 1개로 발열선의 전류를 제어하는데 만약 전력 소자가 이상현상으로 합선이 된다면 전류 제어 기능이 마비되어 발열선이 내장 구성된 전기장판이나 전기요 및 전기매트는 계속 발열하여 과열이나 화재 등을 유발하게 된다. 이 때문에 다른 추가적인 안전 장치를 부착하여야 하는 것이다. 본 발명은 이러한 전기요나 전기 장판 및 전기 매트에 응용하여 감열선에 의한 온도 감지 및 자기장 차단 발열 특성 및 전력 소자의 이중 안전 구조를 갖게 하여 전기요나 전지 장판 및 전기 매트의 과열이나 화재 방지에 탁월한 효능을 갖을 수 있는 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치를 제공하려는 것이다.

기 발명된 등록 실용 제 20-0354468 호 무자계 특성을 갖는 전기발열 제어장치는 도 6 에서 보듯이 발열선과 사이리스터(SCR)가 직렬로 연결되어 있어서, 만약에 사이리스터(SCR)가 이상 현상으로 합선이 될 시에는 발열 제어 불능이 되어 발열체가 과열이 되어 이를 사용하는 전기요나 전기장판 및 전기 매트의 과열 또는 화재의 가능성을 갖을 수 있는 문제점이 있고, 마이콤의 단자에 저항(R4)을 통해 직접 사이리스터(SCR)의 게이트가 연결되어 있어서 마이콤의 이상 현상으로 마이콤의 단자(OUT)에서 연속적인 HIGH 전압이 발생시 사이리스터(SCR)가 연속적으로 턴온(ON) 하게 되어 발열선은 과열이 될 수밖에 없는 문제점이 내재하고 있으며, 감열선(S)과 발열선(H) 사이에 다이오드(D3)가 연결되고 사이리스터(SCR)만을 사용하므로서 한정된 온도 감지 방법만을 사용할 수밖에 없고, 양파 발열은 할 수 없고 반파 발열만 할 수밖에 없는 제품 응용의 한정 적용에 대한 문제점을 내포하고 있으며,

또한 기 발명된 등록 특허 제 10-0886662 호 전자파 차단 온도조절기 및 그 온도조절방법은 도 7 에서 보듯이 발열선과 사이리스터(24)가 직렬로 연결되어 있어서, 만약에 사이리스터(24)가 이상 현상으로 합선이 될 시에는 발열 제어 불능이 되어 발열체가 과열이 되어 이를 사용하는 전기요나 전기장판 및 전기 매트의 과열 또는 화재의 가능성을 갖을 수 있는 문제점이 있고, 마이콤(700)에서 저항(82)을 통해 직접 포토트라이액(83,23)을 구동하므로 마이콤의 이상현상으로 마이콤의 단자에서 연속적인 HIGH 전압이 발생시 사이리스터(24)가 턴온(ON) 하게 되어 발열선(11,12)은 과열이 될 수밖에 없는 문제점이 내재하고 있으며, 감열선(11)과 발열선(12) 사이에 다이오드(15)가 연결되고 사이리스터(24)만을 사용하므로서 한정된 온도 감지 방법만을 사용할 수밖에 없고, 양파 발열은 할 수 없고 반파 발열만 할 수밖에 없는 제품 응용의 한정에 대한 문제점을 내포하고 있는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전기요나 전기장판 및 전기 매트 등의 발열 제어 장치에서 인건비나 작업 시간 및 제조 원가를 줄이기 위해 별도의 온도 센서를 구성하지 않고 발열선의 감열 온도를 발열선에서 직접 감지하고, 발열선이 발열시 인체에 영향을 미치는 자기장이 거의 나오지 않게 하며, 전력 소자 등의 이상 현상에 의한 합선에도 불구하고 과열이나 화재 등의 문제로부터 안전하게 전류 제어가 가능하고 반파 발열 제어나 양파 발열 제어가 모두 가능하게 구성할 수 있는 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치를 제공하고자 하는데 그 주된 목적이 있는것이다.

본 발명은 상기 문제점을 감안해서 이루어진 것으로 인입 전원(W2)의 일단에 연결된 감열선(S)과 감열선(S)의 측면 혹은 외부나 내부에 나란히 설치 및 권선 된 발열선(H)을 감열 온도 감지시에는 서로 분리하고, 발열시에는 무자계 특성을 갖기위해 같은 쪽 일단을 서로 연결해 주어야 하는데, 본 발명에서는 트라이액(T2)을 사용하여 감열 온도 감지시에는 트라이액(T2)을 오프(OFF)하여 감열선(S)과 발열선(H)을 서로 분리하고 발열시에는 트라이액(T2)를 턴 온(ON)하여 감열선(S)의 일단(S2)과 발열선(H)의 같은 방향 일단(H2)을 연결하게 하는 것으로서, 감열 온도 감지시에는 트라이액(T2)이 턴 오프(OFF) 되어 감열선(S)과 발열선(H)에 의한 정전용량과 제1 신호감지부와 제2 신호 감지부의 저항들을 통해 교류 전류가 흐르게 되며, 마이콤(M1) 단자(S0,S1)에서 감열 온도를 측정하게 되는 것이고, 발열시에는 트라이액(T1,T2)이 턴온(ON)하게 되고 감열선(S)과 발열선(H)의 전류 방향이 서로 반대가 되어 자기장이 서로 상쇄가 되므로 발열선 외부에는 자기장이 생기지 않게 되는 것이며, 감열선(S)과 발열선(H) 사이에 트라이액(T2)을 설치하고 또 발열선(H)과 인입 전원(W1) 사이에 트라이액(T1)을 구성함으로서 트라이액(T1)과 트라이액(T2)는 서로 직렬로 연결이 되는 것이고 발열시에는 이 두 트라이액(T1,T2)이 모두 턴온(ON) 되어야 발열선(H)과 감열선(S)에 전류 공급이 가능하여 발열이 되므로, 이상 현상으로 2개의 트라이액중 1개의 트라이액이 합선이 된다 하더라도 다른 1개의 트라이액이 정상 동작하면 정상적인 발열 제어가 가능해지게 되어 안전하게 발열선의 전류 제어가 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 감열선(S)과 발열선(H)으로 구성된 감열 발열선을 사용하여 발열선 자체로 감열 온도 감지도 하고 감열선(S)과 발열선(H)의 전류 방향을 반대로 흐르게 하여 자기장이 서로 상쇄 되게 함으로서 자기장이 발열선 외부로 발생치 않게 하고 이중으로 전력 제어 소자를 구성함으로서 만약에 있을지도 모르는 이상현상에 대해서도 전기요나 전기장판 및 전기 매트와 같은 발열 제어 장치의 안전을 도모할 수 있는 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 전기요나 전기장판 및 전기 매트 등의 발열 제어 장치에서 별도의 온도센서를 구성치 않고 감열 발열선의 감열 온도를 직접 검출하므로서 이에 따른 인건비나 작업시간 및 제조원가를 획기적으로 줄일 수 있고, 발열선의 발열시 인체에 영향을 미치는 자기장이 거의 나오지 않게 하여 전기요나 전기장판 및 전기매트등을 사용한 온열 문화에서 자기장으로 인한 사용자의 유해적인 문제점을 해소할 수 있으며, 발열 제어용 전력 소자를 이중 안전 구조로 구성하여 전자 부품의 이상 현상으로 발생할 수도 있는 전자 부품의 합선에 의한 발열선의 과열이나 화재 등을 미연에 예방할 수 있어서 겨울철 전기요나 전기장판 및 전기매트 등을 사용함에 있어서 매우 안전하고 유익하게 할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 실시 예의 구성도.
도 2와 도 3과 도 4와 도 5는 본 발명의 다른 실시 예의 회로도.
도 6, 도 7은 종래의 실시 상태의 회로도.

도 1 은 본 발명의 실시 예의 구성도를 도시한 것이고, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예의 구성도를 도시한 것이다.

도 1 에서 보는 바와 같이 본 발명의 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치는 DC 전원부, 메인제어부, 제1 신호 감지부, 제2 신호 감지부, 트리거 발생부, 전력 제어부, 동작 표시부 등으로 구성되는데, 동작 표시부는 인입 전원의 유무를 표시하고 발열선에 전류가 공급되는지의 여부를 표시하며, DC 전원부는 콘덴서(C4)의 일단이 인입 전원(W2)에 연결되어 마이콤 및 트라이액의 트리거 동작에 필요한 전원을 공급받고, 콘덴서(C4)의 다른 일단은 다이오드(D4)의 입력단과 제너다이오드(D5)의 출력단에 연결되며 제너다이오드(D5)의 입력단은 인입 전원(W1)에 연결되어 콘덴서를 통해 인입되는 전류에 의한 적정 전압(제너전압)을 유지하고, 다이오드(D4)의 출력단은 콘덴서(C3)의 플러스단과 정전압 IC(Q3)의 입력단에 연결되어 교류 전류를 직류 전류로 정류해 주어 일정한 전압이 콘덴서(C3)에 충전되게 하여주고, 정전압 IC(Q3)의 출력단은 콘덴서(C2)의 플러스단에 연결하여 마이콤(M1)에 필요한 정전압의 전원을 콘덴서(C2)에 충전하게 하여주며, 콘덴서(C3)의 마이너스단과 정전압 IC(Q3)의 접지부와 콘덴서(C2)의 마이너스단은 인입 전원(W1)에 연결하여 구성되어 마이콤과 트리거 펄스에 필요한 DC 전원을 공급해 주는 역활을 하며,

메인제어부는 DC 전원부의 출력 전원 전압을 마이콤(M1)의 VCC 단에 연결하고 마이콤(M1)의 접지단(G)은 인입 전원(W1)에 연결하며, 인입 전원(W2)에 저항(R8)의 일단을 연결하고 저항(R8)의 다른 일단을 마이콤(M1)의 단자(AC)에 연결하여 인입 전원(W2)의 교류 파형을 검출하여 영위상을 검출하고 영위상 트리거 펄스를 마이콤(M1)에서 발생할 수 있게 해주며, 마이콤(M1)의 단자(S0,S1)에서 제1 신호 감지부에 연결하고 마이콤 단자(S2)에서 제2 신호 감지부에 연결하고, 제1 신호 감지부를 통해 감지된 감열 제어 신호를 마이콤에서 해석하여 감열 온도 검출을 수행하고 이에 맞는 트리거 펄스를 마이콤(M1) 단자(PU)에 발생할 수 있게 하고, 감열선(S)과 발열선(H)의 합선이나 트라이액(T2)의 합선 및 트라이액(T1)의 합선 등도 감지하여 안전한 발열 제어가 될 수 있게 하며, 가변저항(VR1)의 일단은 인입 전원(W1)에 연결하고 가변저항(VR1)의 다른 일단은 마이콤(M1) 전원단자(VCC) 또는 마이콤(M1)의 출력단자의 일단에 연결하고 가변저항(VR1)의 중앙단자는 마이콤(M1)의 단자(VR)에 연결하여 가변저항의 가변 단계를 마이콤(M1)이 인식할 수 있게 하여 전기요나 전기장판 및 전기매트 등의 온열 온도를 설정하는 기준을 제공하게 하고, 마이콤(M1) 단자(S2)에서 저항(R4)의 일단에 연결하여 제2 신호 감지부를 제어하여 감열 온도 검출을 감지하는데 도움을 줄 수 있게 하며 마이콤(M1) 단자(PU)에서 저항(R15)의 일단에 연결하여 트라이액의 온(ON) 오프(OFF) 제어를 하게 하는 트리거 펄스를 공급하게 구성하며,

제1신호 감지부는 발열선(H)의 일단(H1)에 저항(R10)의 일단을 연결하고 저항(R10)의 다른 일단은 저항(R9)의 일단과 저항(R12)의 일단과 마이콤의 단자(S1)에 연결하고 저항(R9)의 다른 일단은 마이콤 단자(S0)에 연결되고 저항(R12)의 다른 일단은 인입 전원(W1)에 연결되어 트라이액(T2)이 턴 오프(OFF)시에는 감열선(S)과 발열선(H)은 서로 분리된 상태가 되어 인입 전원의 교류 파형에 의해서 직류 성분의 전류는 흐르지 못하지만 교류성분의 전류는 감열선(S)과 발열선(H)과의 정전용량 성분에 의해 흐르게 되는데, 감열선(S)과 발열선(H)의 층간 사이는 온도에 따라 정전용량 값이 변화하는 물질로 구성이 되어 있어서 온도가 변화하면 감열선(S)과 발열선(H)의 정전용량 값이 변화하고 이에 따라 교류 전류가 다르게 흐르게 되어 이 교류 전류와 저항(R9)과 저항(R10)및 저항(R12)의 값을 조정하면 마이콤(M1)의 단자(S0,S1)에는 발열선의 온도검출이 가능한 전압이 인가되게 되어 이 수치를 마이콤(M1) 프로그램으로 분석하여 발열선의 온도 제어 및 발열 제어를 원활히 할 수 있게 구성하며,

제2 신호 감지부는 발열선(H)의 일단(H1)에 다이오드(D3)의 입력단이 연결되고 다이오드(D3)의 출력단은 저항(R3)의 일단에 연결되고 저항(R3)의 다른 일단은 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 연결되고 트랜지스터(Q2)의 베이스는 저항(R4)의 일단에 연결되고 저항(R4)의 다른 일단은 마이콤 단자(S2)에 연결되고, 트랜지스터(Q2)의 에미터는 인입 전원(W1)에 연결되어 감열선(S)과 발열선(H)의 정전용량과 저항(R3)을 통해 좀더 많은 교류 전류가 흐르게 하여 온도특성에 따른 전압변화를 좀더 정확히 감지하기 위한 것으로서, 연속적으로 저항(R3)에 전류가 흐르면 저항(R3)이 과열이 되므로 마이콤(M1)의 단자(S2)에서 펄스를 생성하여 저항(R4)를 통해 트랜지스터(Q2)를 제어 하므로서 감열 온도 감지시에만 저항(R3)에 교류전류가 흐르게 하여 저항(R3)의 과열을 예방하면서 감열 온도를 정확히 측정할 수 있게 구성하며,

트리거 발생부는 저항(R7)의 일단을 DC 전원부의 플러스 전원에 연결하고 저항(R7)의 다른 일단은 콘덴서(C1)의 플러스단과 저항(R6)의 일단에 연결하여 트리거 펄스에 필요한 DC 전원을 콘덴서(C1)에 충전하게 되고, 콘덴서(C1)의 마이너스단은 인입 전원(W1)에 연결하며 저항(R6)의 다른 일단은 포토트라이액(T4)의 LED 입력단에 연결하고, 포토트라이액(T4)의 LED 출력단은 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 연결하고 트랜지스터(Q1)의 베이스는 저항(R15)의 일단에 연결하며 트랜지스터(Q1)의 에미터는 트라이액(T3)의 게이트와 저항(R14)의 일단에 연결하여 마이콤(M1)의 트리거 펄스 파형이 저항(R15)를 통해 공급되면 트랜지스터(Q1)가 도통(ON)하여 포토트라이액(T4)와 트라이액(T3)을 턴 온(ON)시키게 되는데, 이때 트리거 DC 전원은 콘덴서(C1)에 충전된 전압을 사용하게 되며, 트리거 펄스가 멈추면 저항(R7)을 통해 콘덴서(C1)에는 충전이 진행되는데, 만약 마이콤(M1)이 이상 현상으로 마이콤(M1) 트리거 펄스 출력단자(PU)가 연속적으로 하이(HIGH) 출력이 되거나 트랜지스터(Q1)가 합선이 되게 되면 콘덴서에 충전된 전압은 계속 저항(R6)을 통해 방전되게 된다.

이 때 콘덴서(C1)의 충전 전압이 저항(R6)을 통해서는 많은 전류가 방전될 수 있게 하고 저항(R7)을 통해서는 서서히 충전되게 저항치를 조정하면 콘덴서(C1)에 충전된 전압은 저항(R7)을 통한 충전 전류보다 저항(R6)을 통한 방전 전류가 크므로 곧바로 낮은 전압이 될 것이고, 이에 따라 저항(R6)을 통한 방전 전류도 적어지게 되는데, 이렇게 적어진 방전 전류로는 포토트라이액(T4)이나 트아이액(T3)을 트리거 시키지 못하게 된다. 저항(R6,R7)치를 적절하게 설정하게 하면 마이콤(M1)이나 트랜지스터(Q1)의 이상 현상으로 오동작을 하여도 전력 제어 소자(T1,T2,T3,T4)를 턴온(ON) 하지 못하므로 이를 전기요나 전기장판 및 전기 매트에 적용시 매우 안전하게 발열제어를 할 수 있게 구성되며,

전력제어부는 속선과 겉선 혹은 나란한 평행선으로 구성된 감열 발열선을 사용하여 감열선(S)의 일단(S1)을 인입 전원(W2)에 연결하고 감열선(S)의 다른 일단(S2)을 저항(R5)의 일단과 트라이액(T2)의 에노우드에 연결하고 저항(R5)의 다른 일단은 포토트라이액(T4)의 에노우드에 연결하고 포토트라이액(T4)의 캐소우드는 트라이액(T2)의 게이트에 연결하고, 트라이액(T2)의 캐소우드는 발열선(H)의 일단(H2)에 연결하고 발열선(H)의 다른 일단(H1)은 트라이액(T1)의 에노우드와 저항(R13)의 일단과 저항(R10)의 일단과 다이오드(D4)의 입력단에 연결하는데, 여기서 발열선(H)의 일단(H1)과 감열선(S)의 일단(S1)은 같은 방향에 있는 단자를 지시하고, 발열선(H)의 일단(H2)과 감열선(S)의 일단(S2)도 같은 방향에 있는 단자를 지시하며, 트라이액(T1)의 게이트는 트라이액(T3)의 캐소우드와 저항(R14)의 일단에 연결하고 트라이액(T1)의 캐소우드는 인입 전원(W1)에 연결하여 구성되어 트라이액(T1)과 트라이액(T2)이 턴온(ON)시 감열선(S)과 발열선(H)의 전류 방향이 서로 반대되어 양파 또는 반파 무자계 특성을 갖게 되고, 직렬로 연결된 트라이액(T1,T2) 2개 중 하나가 합선이 되는 이상 현상이 발생해도 다른 트라이액이 정상 동작하여 전원을 제어해 주므로서, 전기요, 전기장판, 전기매트 등의 발열 제어 장치의 안전성을 유지할 수 있는 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치 제공하고자 하는 것이며,

또한 도 2에서와 같이 트라이액(T2) 대신에 사이리스터(SCR2)를 사용하고 트라이액(T1) 대신에 사이리스터(SCR1)을 사용하고 트라이액(T3) 대신에 사이리스터(SCR3)을 사용하게 되면 반파 전용 무자계 발열 제어가 가능하고, 이 역시 감열 온도 감지나 감열선(S) 과 발열선(H)의 합선이나 사이리스터(SCR2)의 합선도 감지할 수 있고, 사이리스터(SCR1)의 합선 여부도 감지할 수 있어서 반파를 사용한다면 매우 유용한 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치를 제공할 수도 있는 것이며,

또한 도 3에서와 같이 감열선(S)의 일단(S1)을 인입 전원(W2)에 연결하고 감열선(S)의 다른 일단(S2)을 다이오드(D7)의 입력단에 연결하고 다이오드(D7)의 출력단은 발열선(H)의 일단(H2)에 연결하고 발열선(H)의 다른 일단(H1)은 저항(R5)의 일단과 저항(R10)의 일단과 다이오드(D3)의 입력단과 사이리스터(SCR2)의 에노우드에 연결하고 저항(R5)의 다른 일단은 포토트라이액(T4)의 에노우드에 연결하고 포토트라이액(T4)의 캐소우드는 사이리스터(SCR2)의 게이트에 연결하고 사이리스터(SCR2)의 캐소우드는 사이리스터(SCR1)의 에노우드와 저항(R13)의 일단과 연결하고 사이리스터(SCR1)의 게이트는 사이리스터(SCR3)의 캐소우드와 저항(R14)의 일단에 연결하고 사이리스터(SCR1)의 캐소우드는 인입 전원(W1)에 연결하여 구성되어 사이리스터(SCR1)와 사이리스터(SCR2)가 턴온(ON)시 감열선(S)과 발열선(H)의 전류 방향이 서로 반대되어 반파 무자계 특성을 갖게 되고,직렬로 연결된 사이리스터 (SCR1,SCR2) 2개 중 하나가 합선이 되는 이상 현상이 발생해도 다른 사이리스터가 정상 동작하여 전원을 제어해 주므로서, 전기요, 전기장판, 전기매트 등의 발열 제어 장치의 안전성을 유지할 수 있게 구성하는 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치를 제공 할 수 있는 것이며,

이와 같이 본 발명은 별도의 온도 센서 구성 없이도 감열 발열선의 온도를 직접 발열선에서 감지 할수도 있고, 발열시 무자계 특성을 나타내어 인체에 유해하지 않게 하며, 마이콤이나 트랜지스터 또는 전력소자의 이상 현상에 의한 합선 여부에도 불구하고 매우 안전한 발열 제어 구조를 갖는 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치를 제공하고자 하는것이다.

W1 : 인입 전원 공통 라인
W2 : 인입 전원

Claims

DC 전원부, 메인제어부, 제1 신호 감지부, 제2 신호 감지부, 트리거 발생부, 전력 제어부 등으로 구성된 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치에 있어서, DC 전원부는 콘덴서(C4)의 일단이 인입 전원(W2)에 연결되고, 콘덴서(C4)의 다른 일단은 다이오드(D4)의 입력단과 제너다이오드(D5)의 출력단에 연결되며 제너다이오드(D5)의 입력단은 인입 전원(W1)에 연결되고, 다이오드(D4)의 출력단은 콘덴서(C3)의 플러스단과 정전압 IC(Q3)의 입력단에 연결되고 정전압 IC(Q3)의 출력단은 콘덴서(C2)의 플러스단에 연결하며, 콘덴서(C3)의 마이너스단과 정전압 IC(Q3)의 접지부와 콘덴서(C2)의 마이너스단은 인입 전원(W1)에 연결하여 구성되며, 메인제어부는 DC 전원부의 출력 전원 전압을 마이콤(M1)의 VCC 단에 연결하고 마이콤(M1)의 접지단(G)은 인입 전원(W1)에 연결하며, 인입 전원(W2)에 저항(R8)의 일단을 연결하고 저항(R8)의 다른 일단을 마이콤(M1)의 일단(AC)에 연결하여 인입 전원(W2)의 파형을 검출하고, 마이콤(M1)의 단자(S0,S1)에서 제1 신호 감지부에 연결하고, 가변저항(VR1)의 일단은 인입 전원(W1)에 연결하고 가변저항(VR1)의 다른 일단은 마이콤(M1) 전원단자(VCC) 또는 마이콤(M1)의 출력단자의 일단에 연결하고 가변저항(VR1)의 중앙단자는 마이콤(M1)의 단자(VR)에 연결하여 가변저항의 가변 위치를 마이콤(M1)이 인식할 수 있게 하고, 마이콤(M1) 단자(S2)에서 제2 신호 감지부에 연결하고 마이콤(M1) 단자(PU)에서 저항(R15)의 일단에 연결하여 구성하며, 제1신호 감지부는 발열선(H1)에 저항(R10)의 일단을 연결하고 저항(R10)의 다른 일단은 저항(R9)의 일단과 저항(R12)의 일단과 마이콤의 단자(S1)에 연결하고 저항(R9)의 다른 일단은 마이콤(M1) 단자(S0)에 연결되고 저항(R12)의 다른 일단은 인입 전원(W1)에 연결되어 구성되며, 제2 신호 감지부는 발열선(H)의 일단(H1)에 다이오드(D3)의 입력단이 연결되고 다이오드(D3)의 출력단은 저항(R3)의 일단에 연결되고 저항(R3)의 다른 일단은 트래지스터(Q2)의 콜렉터에 연결되고 트랜지스터(Q2)의 베이스는 저항(R4)의 일단에 연결되고 저항(R4)의 다른 일단은 마이콤 단자(S2)에 연결되고 트랜지스터(Q2)의 에미터는 인입 전원(W1)에 연결되어 구성되며, 트리거 발생부는 저항(R7)의 일단을 전원부의 플러스 전원에 연결하고 저항(R7)의 다른 일단은 콘덴서(C1)의 플러스단과 저항(R6)의 일단에 연결하고 콘덴서(C1)의 마이너스단은 인입 전원(W1)에 연결하며 저항(R6)의 다른 일단은 포토트라이액(T4)의 LED 입력단에 연결하고, 포토트라이액(T4)의 LED 출력단은 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 연결하고 트랜지스터(Q1)의 베이스는 저항(R15)의 일단에 연결하며 트랜지스터(Q1)의 에미터는 트라이액(T3)의 게이트와 저항(R14)의 일단에 연결하여 구성되며, 전력제어부는 속선과 겉선 혹은 나란한 평행선으로 구성된 감열 발열선을 사용하여 감열선(S)의 일단(S1)을 인입 전원(W2)에 연결하고 감열선(S)의 다른 일단(S2)을 저항(R5)의 일단과 트라이액(T2)의 에노우드에 연결하고 저항(R5)의 다른 일단은 포토트라이액(T4)의 에노우드에 연결하고 포토트라이액(T4)의 캐소우드는 트라이액(T2)의 게이트에 연결하고 트라이액(T2)의 캐소우드는 발열선(H)의 일단(H2)에 연결하고 발열선(H)의 다른 일단(H1)은 트라이액(T1)의 에노우드와 저항(R13)의 일단과 저항(R10)의 일단과 다이오드(D3)의 입력단에 연결하는데, 여기서 발열선(H)의 일단(H1)과 감열선(S)의 일단(S1)은 같은 방향에 있는 단자를 지시하고, 발열선(H)의 일단(H2)과 감열선(S)의 일단(S2)도 같은 방향에 있는 단자를 지시하며, 트라이액(T1)의 게이트는 트라이액(T3)의 캐소우드와 저항(R14)의 일단에 연결하고 트라이액(T1)의 캐소우드는 인입 전원(W1)에 연결하여 구성되고, 트라이액(T1)과 트라이액(T2)이 턴온시 감열선(S)과 발열선(H)의 전류 방향이 서로 반대되어 양파 또는 반파 무자계 특성을 갖게되고, 직렬로 연결된 트라이액(T1,T2) 2개 중 하나가 합선이 되는 이상 현상이 발생해도 다른 트라이액이 정상 동작하여 전류를 제어해 주므로서, 전기요, 전기장판, 전기매트 등의 발열제어장치의 안전성을 유지할 수 있게 구성된 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치.
제1항에 있어서, 트라이액(T1)과 트라이액(T2) 및 트라이액(T3)을 사이리스터(SCR)로 대치하여 반파 무자계 특성을 갖게 하고, 직렬로 연결된 사이리스터 (SCR1,SCR2) 2개 중 하나가 합선이 되는 이상 현상이 발생해도 다른 사이리스터가 정상 동작하여 전류를 제어해 주므로서, 전기요, 전기장판, 전기매트 등의 발열제어장치의 안전성을 유지할 수 있게 구성된 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치.
제1항에 있어서, 전력제어부는 도 3 에서와 같이 속선과 겉선 혹은 나란한 평행선으로 구성된 감열 발열선을 사용하여 감열선(S)의 일단(S1)을 인입전원(W2)에 연결하고 감열선(S)의 다른 일단(S2)을 다이오드(D7)의 입력단에 연결하고 다이오드(D7)의 출력단은 발열선(H)의 일단(H2)에 연결하고, 발열선(H)의 다른 일단(H1)은 저항(R5)의 일단과 저항(R10)의 일단과 다이오드(D3)의 입력단과 사이리스터(SCR2)의 에노우드에 연결하고, 저항(R5)의 다른 일단은 포토트라이액(T4)의 에노우드에 연결하고 포토트라이액(T4)의 캐소우드는 사이리스터(SCR2)의 게이트에 연결하고, 사이리스터(SCR2)의 캐소우드는 사이리스터(SCR1)의 에노우드와 저항(R13)의 일단과 연결하고 사이리스터(SCR1)의 게이트는 사이리스터(SCR3)의 캐소우드와 저항(R14)의 일단에 연결하고, 사이리스터(SCR1)의 캐소우드는 인입 전원(W1)에 연결하여 구성되어 사이리스터(SCR1)와 사이리스터(SCR2)가 턴온(ON)시 감열선(S)과 발열선(H)의 전류 방향이 서로 반대되어 반파 무자계 특성을 갖게되고, 직렬로 연결된 사이리스터 (SCR1,SCR2) 2개 중 하나가 합선이 되는 이상 현상이 발생해도 다른 사이리스터가 정상 동작하여 전류를 제어해 주므로서, 전기요, 전기장판, 전기매트 등의 발열제어장치의 안전성을 유지할 수 있게 구성된 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치.
제1항, 제2항, 제3항에 있어서, 제2 신호 감지부의 다이오드(D3), 트랜지스터(Q2), 저항(R3), 저항(R4)를 제거하고 신호 감지부는 제1 신호 감지부 만을 사용하여 구성된 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치.
제1항, 제2항, 제3항, 제4항에 있어서, 트리거 발생부의 콘덴서(C1), 저항(R7)을 사용치 않고, 저항(R6)의 일단은 포토트라이액(T4)의 LED 입력단에 연결하고, 저항(R6)의 다른 일단을 직접 DC 전원부의 플러스단에 연결하게 구성된 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치.
제1항, 제2항, 제3항, 제4항에 있어서 트리거 발생부의 저항(R7)의 일단을 DC 전원부의 플러스단에 연결하지 않고, 이 저항(R7)의 일단에 다이오드의 출력단을 연결하고, 이 다이오드의 입력단에 인입 전원(W2)에 연결하여 인입 전원(W2) 으로부터 직접 트리거용 전원을 충전할 수 있게 구성하고, 충전 전원의 전압 과승을 방지하기 위해 콘덴서(C1)의 플러스단과 DC 전원부의 플러스단 사이에 다이오드를 연결하는데, 다이오드의 입력단은 콘덴서(C1)의 플러스단에 연결하고, 이 다이오드의 출력단은 DC 전원부의 플러스단에 연결하여 구성된 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치.
제1항, 제2항, 제3항, 제4항에 있어서 트리거 발생부의 콘덴서(C1)과 저항(R7)을 사용치 않고, 저항(R6)의 일단을 마이콤의 임의의 트리거 출력에 직접 연결하고 저항(R6)의 다른 일단은 포토트라이액(T4)의 LED 입력단에 연결하고, 포토트라이액(T4)의 LED 출력단을 인입 전원(W1)에 연결하고, 트랜지스터(Q1)을 사용치 않고 저항(R15)의 트리거 출력단을 직접 트라이액(T3)이나 사이리스터(SCR3)의 게이트에 연결하여 마이콤 단자에서 직접 포토트라이액(T4)이나 트라이액(T3) 또는 사이리스터(SCR3)를 트리거 하여 턴온(ON) 하게 구성된 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치.
제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항에 있어서 트라이액(T3) 또는 사이리스터(SCR3)와 저항(R13)을 사용치 않고, 트랜지스터(Q1)의 에미터 트리거 출력을 트라이액(T1) 또는 사이리스터(SCR1)의 게이트에 직접 인가하여 트라이액(T1) 또는 사이리스터(SCR1)를 턴온 시키게 구성된 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치.
제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항에 있어서, DC 전원부는 도 4 에서와 같이 콘덴서(C4)의 일단이 인입 전원(W2)에 연결되고, 콘덴서(C4)의 다른 일단은 다이오드(D4)의 입력단과 다이오드(D8)의 출력단에 연결되며 다이오드(D8)의 입력단은 인입 전원(W1)에 연결되고 다이오드(D4)의 출력단은 콘덴서(C3)의 플러스단과 정전압 IC(Q3)의 입력단과 제너다이오드(D5)의 출력단에 연결되고 정전압 IC(Q3)의 출력단은 콘덴서(C2)의 플러스단에 연결하며 콘덴서(C3)의 마이너스단과 정전압 IC(Q3)의 접지부와 콘덴서(C2)의 마이너스단과 제너다이오드(D5)의 입력단은 인입 전원(W1)에 연결하여 구성된 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치.
제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항에 있어서, DC 전원부는 도 5 에서와 같이 AC-DC 컨버터 IC(ADC) 를 사용하여 AC-DC 컨버터 IC(ADC)의 접지 단자를 인입 전원(W1)에 연결하고 AC-DC 컨버터 IC(ADC) 의 입력 단자는 인입 전원(W2)에 연결하고 AC-DC 컨버터 IC의 DC(ADC) 출력 단자는 콘덴서(C3)의 플러스단과 정전압 IC(Q3)의 입력단에 연결되고 정전압 IC(Q3)의 출력단은 콘덴서(C2)의 플러스단에 연결하며 콘덴서(C3)의 마이너스단과 정전압 IC(Q3)의 접지부와 콘덴서(C2)의 마이너스단은 인입 전원(W1)에 연결하여 구성된 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치.
제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항, 제8항에 있어서, DC 전원부는 콘덴서와 다이오드와 제너다이오드와 저항을 이용하여 구성된 이중 안전 구조를 갖는 무자계 발열 제어 장치.