KR20130049288A - Apparatus of supplying heated line with direct current - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 직류 열선의 전원공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply system of a direct current hot wire.
과거로부터 우리나라 주거환경을 살펴보면 아궁이로부터 고온의 기류가 구들장을 따라 이동함으로써 방바닥을 가열하는 온돌방식을 대부분의 건축물에 채택하고 있었다.Looking at the Korean residential environment from the past, most buildings have adopted the ondol method of heating the floor by moving high-temperature air flow from the archery along the saddle field.
한편, 현대로 넘어오면서는 생활양식이 점차 서구화되면서 침대를 널리 사용하게 되었는데 이에 따라 전통적인 온돌 방식의 난방구조와 유사한 온돌식 전기침대가 각광을 받게 되었다.On the other hand, as the lifestyle has been gradually westernized, the beds have been widely used, and the ondol electric beds, which are similar to the traditional ondol heating structures, have come into the spotlight.
온돌식 전기침대의 구조는 자연석 또는 황토흙 등의 소재를 사용하되, 전열선을 이용하여 침대 표면을 20℃~40℃범위로 가열하여 사용함으로써 온돌난방의 장점을 그대로 계승하고 있다.The structure of the ondol type electric bed uses materials such as natural stone or loess soil, but it uses the heating wire to heat the bed surface in the range of 20 ℃ ~ 40 ℃ to inherit the advantages of ondol heating.
이러한 특장점에 힘입어 온돌식 전기침대는 중국을 비롯하여 유럽과 미국 등지에서도 상당한 관심을 불러일으키게 되었으며, 최근 지식 경제부 산하의 기술표준원은 대부분 중소기업이 생산하고 있는 돌침대와 흙침대 등의 온돌식 전기침대를 국제표준화함으로써 수출경쟁력을 향상시키고 해외시장을 개척하고자 각고의 노력을 기울이고 있다.Due to these features, the ondol electric bed has attracted considerable attention not only in China, but also in Europe and the United States. Recently, the Ministry of Knowledge Economy's technical standard source is mostly an ondol electric bed such as a stone bed and a soil bed produced by SMEs. Is making every effort to improve export competitiveness and pioneer overseas market by international standardization.
이러한 노력의 결실로 온돌식 전기침대 국제표준(안)이 IEC(국제전기표준위원회)에서 채택되어 3년간 검토 작업을 거쳐 최종적으로 국제표준이 될 예정에 있다.As a result of these efforts, the international standard for on-board electric beds is being adopted by the IEC (International Electrotechnical Commission), which will be reviewed for three years and finally become the international standard.
IEC 제안의 표준명은 "Household and similar electrical appliances - Safety - Part 2 : Particular requirements for Ondol-type electric beds with a non-flexible heated part(가정용 및 이와 유사한 전기기기의 안전성 - 제2부 : 휘지 않는 온열부를 갖는 온돌식 전기침대의 개별 요구사항)"이다.The standard name of the IEC proposal is "Household and similar electrical appliances-Safety-Part 2: Particular requirements for Ondol-type electric beds with a non-flexible heated part. Requirements for ondol electric beds).
한편, 돌침대 및 흙침대와 같은 온돌식 전기침대를 제조하는 국내 중소기업은 약 300여 업체에 달하며, 지식경제부 보도자료(10년 10월 26일)에 의하면 시장 규모는 약 2,500억원 규모에 달한다.On the other hand, about 300 domestic small and medium-sized companies manufacturing ondol electric beds such as stone beds and earth beds, according to the Ministry of Knowledge Economy (26 October 10), the market size is about 250 billion won.
도 1을 참조하여 종래기술에 의한 돌침대 및 흙침대의 구조를 살펴보면 본체의 발열체 양단에 교류전압(220VAC)을 인가하여 발열하게 함으로서 서미스터(Thermister)의 온도에 대한 저항특성을 이용 20℃~60℃까지 설정된 온도를 유지하게 된다.Looking at the structure of the stone bed and earth bed according to the prior art with reference to Figure 1 by using an AC voltage (220VAC) on both ends of the heating element of the main body to generate heat by using the resistance characteristics against the temperature of the thermistor (Thermister) 20 ℃ ~ 60 Maintain the set temperature up to ℃.
현재 계류중인 국제표준(안)에 의한 규격에 의할 때 교류 전원을 이용하여 온도를 제어하므로 인체에 유해한 전자파 발생을 원천적으로 차단할 수 없다는 문제점이 있다.In accordance with the international standard (draft) currently pending, there is a problem that the source of electromagnetic waves harmful to the human body can not be blocked because it controls the temperature using AC power.
일부 업체에서는 전차파 차폐를 위한 필터 등을 구비하기도 하나 전자파의 완전한 차폐가 어려울 뿐 아니라 제조단가가 상승하는 문제점이 있다.Some companies have a filter for shielding electric waves, but it is difficult to completely shield electromagnetic waves, and there is a problem in that manufacturing cost increases.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로 직류 발열체에 직류전원을 공급함으로써 온돌식 전기침대의 전자파 발생 문제를 근본적으로 해소하는 직류 열선의 전원공급 시스템의 제공에 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above is to provide a power supply system of a DC heating wire to fundamentally solve the electromagnetic wave generation problem of the ondol electric bed by supplying DC power to the DC heating element. have.
특히, 직류 발열체에 직류 전원을 공급할 때 스위칭 노이즈와 발열 문제가 발생하며, 제어 시스템과 직류 전원의 공급라인의 매칭 문제가 발생하는 바 이러한 문제점을 해소한 직류 열선의 전원공급 시스템의 제공을 목적으로 한다.In particular, switching noise and heat generation problems occur when DC power is supplied to the DC heating element, and matching problems between the control system and the DC power supply line occur. Therefore, the present invention aims to provide a DC heating power supply system that solves these problems. do.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 직류 열선의 전원공급 시스템은 외부로부터 교류전원을 인가받는 제 1 전원공급부; 상기 제 1 전원공급부와 연결되되 상기 제 1 전원공급부로부터 인가되는 전원의 노이즈를 제거하는 제 1 EMI/C 필터; 상기 제 1 EMI/C 필터를 거쳐 필터링 된 교류 전원을 인가받아 직류 전원을 출력하는 제 1 브리지 정류기; 상기 제 1 브리지 정류기와 연결되되, 상기 제 1 브리지 정류기에서 출력된 직류 전원의 역률을 보정 하는 PFC(Power Factor Correction); 상기 PFC와 연결되되 LC 공진회로를 구비함으로써 스위칭 손실을 저감시키는 하프 브리지 공진형 컨버터 콘트롤러; 상기 PFC와 연결되되 상기 PFC에 의해 역률이 보정된 직류 전원을 정류하는 제 1 DC 정류기; 및 상기 제 1 DC정류기와 연결되되, 출력 전압과 출력 전류를 레퍼런스와 비교하는 제 1 출력센서;를 구비하는 히터 전원인가부;In order to achieve the above object, a power supply system for a DC heating wire according to the present invention includes a first power supply unit receiving AC power from the outside; A first EMI / C filter connected to the first power supply unit to remove noise of power applied from the first power supply unit; A first bridge rectifier for receiving a filtered AC power through the first EMI / C filter and outputting DC power; A power factor correction (PFC) coupled to the first bridge rectifier for correcting a power factor of the DC power output from the first bridge rectifier; A half bridge resonant converter controller connected to the PFC and having a LC resonant circuit to reduce switching loss; A first DC rectifier connected to the PFC and rectifying a DC power source having a power factor corrected by the PFC; And a first output sensor connected to the first DC rectifier and comparing an output voltage and an output current with a reference.
외부로부터 교류전원을 인가받는 제 2 전원공급부; 상기 제 2 전원공급부와 연결되되 상기 제 2 전원공급부로부터 인가되는 전원의 노이즈를 제거하는 제 2 EMI/C 필터; 상기 EMI/C 필터를 거쳐 필터링 된 교류 전원을 인가받아 직류 전원을 출력하는 제 2 브리지 정류기; 상기 브리지 정류기와 연결되되 펄스의 듀티비(Duty Ratio)에 따라 전류를 콘트롤하는 PWM(Pulse Width Modulation)-IC; 상기 PWM-IC와 일 접속점이 연결되되, 상기 브리지 정류기와 타 접속점이 연결되며 인입된 직류 전원을 정류하는 제 2 DC 정류기; 상기 제 2 DC정류기와 연결되되 출력 전압과 출력 전류를 레퍼런스와 비교하고 콘트롤러에 전원을 인가하는 콘트롤러 전원인가부; 및 상기 EMI/C 필터와 연결되되 상기 EMI/C 필터를 거쳐 필터링 된 교류 전원의 전압을 감지하는 제 2 출력센서;를 구비하는 보조 전원인가부;A second power supply unit receiving AC power from the outside; A second EMI / C filter connected to the second power supply unit to remove noise of power applied from the second power supply unit; A second bridge rectifier for receiving the filtered AC power through the EMI / C filter and outputting DC power; A pulse width modulation (PWM) -IC connected to the bridge rectifier for controlling a current according to a duty ratio of a pulse; A second DC rectifier connected to the PWM-IC and one connection point, the second rectifier connected to the bridge rectifier and another connection point, and rectifying an incoming DC power supply; A controller power supply unit connected to the second DC rectifier and comparing output voltage and output current with a reference and supplying power to the controller; And a second output sensor connected to the EMI / C filter and sensing the voltage of the AC power filtered through the EMI / C filter.
상기 콘트롤러 전원인가부로부터 전원을 인가받아 구동되며, 상기 제 2 출력센서와 연결되어 상기 제 2 출력센서의 출력값을 모니터링하되, 상기 하프 브리지 공진형 컨버터 콘트롤러를 제어함으로써 상기 제 1 DC 정류기를 통해 정류되는 전원의 공급 또는 차단, 출력전압을 조절하는 콘트롤러; 및The controller is driven by receiving power from the controller power applying unit, and connected to the second output sensor to monitor the output value of the second output sensor, and rectifying through the first DC rectifier by controlling the half bridge resonant converter controller. A controller for controlling the supply or interruption of the power supply and the output voltage; And
상기 제 1 DC 정류기를 거쳐 정류된 직류 전원을 인가받아 발열하는 직류 면상 발열체;를 구비하는 DC히터;를 구비하는 것을 특징으로 한다.And a DC heater having a DC plane heater for generating heat by receiving a DC power rectified through the first DC rectifier.
본 발명에 의할 때 직류 발열체에 직류전원을 공급함으로써 온돌식 전기침대의 전자파 발생 문제를 근본적으로 해소된다는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that the problem of electromagnetic wave generation of the ondol electric bed is fundamentally solved by supplying the DC power to the DC heating element.
특히, 직류 발열체에 직류 전원을 공급할 때 발생하는 스위칭 노이즈와 발열 문제를 해소함으로써 안정성과 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.In particular, it is possible to improve the stability and user convenience by solving the switching noise and the heat generation problems generated when the DC power supply to the DC heating element.
도 1은 종래기술에 의한 온돌식 전기침대의 구조를 예시하는 참고도이며,
도 2는 본 발명에 의한 직류 열선의 전원공급 시스템의 연결관계를 설명하는 개념도이며,
도 3은 히터 전원인가부와 보조 전원인가부의 회로 구성을 설명하는 블록도이며,
도 4는 히터 전원인가부와 보조 전원인가부의 회로 구성을 설명하는 회로도이며,
도 5는 콘트롤러의 회로 구성을 설명하는 블록도이다.1 is a reference diagram illustrating a structure of an ondol electric bed according to the prior art,
2 is a conceptual diagram illustrating a connection relationship of a power supply system of a DC heating wire according to the present invention;
3 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a heater power supply unit and an auxiliary power supply unit;
4 is a circuit diagram for explaining a circuit configuration of a heater power supply unit and an auxiliary power supply unit;
5 is a block diagram illustrating the circuit configuration of the controller.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 한편, 본 발명을 명확히 하기 위하여 본 발명의 구성과 관련없는 내용은 생략하기로 하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the preferred embodiments of the present invention and the accompanying drawings will be described in detail the present invention. In order to clarify the present invention, contents which are not related to the configuration of the present invention will be omitted, and the same reference numerals are used for the same components.
한편, 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.On the other hand, when an element is referred to as being "comprising" another element in the description of the invention or in the claims, it is not interpreted as being limited to only that element, Elements may be further included.
또한, 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 "~수단", "~부", "~모듈", "~블록"으로 명명된 구성요소들은 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이들 각각은 소프트웨어 또는 하드웨어, 또는 이들의 결합에 의하여 구현될 수 있다.Also, in the description of the invention or the claims, the components named as "means", "parts", "modules", "blocks" refer to units that process at least one function or operation, Each of which may be implemented by software or hardware, or a combination thereof.
도 2는 본 발명에 의한 직류 열선의 전원공급 시스템의 연결관계를 설명하는 개념도이며, 도 3은 히터 전원인가부와 보조 전원인가부의 회로 구성을 설명하는 블록도이며, 도 4는 히터 전원인가부와 보조 전원인가부의 회로 구성을 설명하는 회로도이며, 도 5는 콘트롤러의 회로 구성을 설명하는 블록도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a connection relationship of a power supply system of a DC heating wire according to the present invention, FIG. 3 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a heater power supply unit and an auxiliary power supply unit, and FIG. 4 is a heater power supply unit. And a circuit diagram illustrating the circuit configuration of the auxiliary power supply unit, and FIG. 5 is a block diagram illustrating the circuit configuration of the controller.
도 2에 도시된 바에 의할 때 본 발명에 의한 직류 열선의 전원공급 시스템(100)은 히터 전원인가부(110), 보조 전원인가부(120), 콘트롤러(130) 및 DC히터(140)를 구비한다.As shown in FIG. 2, the
히터 전원인가부(110)는 후술하는 바와 같이 콘트롤러(130)의 제어에 의하여 입력된 교류를 직류로 변환하여 DC히터(140)로 인가하며, 보조 전원인가부(120)는 콘트롤러(130)로 전원을 인가한다.The heater
콘트롤러(130)는 사용자의 조작에 의해 각 DC히터(140)에 인가되는 전압을 제어함으로써 DC히터(140)에 의한 발열량을 조절한다.The
이때, 도 2에 도시된 바와 같이 좌우 한 쌍(또는 그 이상)의 히터 전원인가부(110)와 좌우 한 쌍(또는 그 이상)의 DC 히터(140)를 구비할 수도 있다. 물론, 각 DC 히터(140)는 각각 대응하는 히터 전원인가부(110)로부터 직류 전원을 인가받아 발열한다.In this case, as shown in FIG. 2, a pair of left and right (or more) heater
이때 콘트롤러(130)는 좌우 한 쌍(또는 그 이상)의 각 히터 전원인가부(110)에 연결되어 각 DC히터(140)로 출력되는 전원의 공급 또는 차단, 출력전압을 조절한다.At this time, the
이하에서는 각각 하나의 히터 전원인가부(110) 및 DC히터(140)를 구비하는 것을 전제로 설명한다.Hereinafter, it will be described on the assumption that each of the heater
도 3에 도시된 블록도와 도 4에 도시된 회로도에 의할 때, 히터 전원인가부(110)는 제 1 전원공급부(111), 제 1 EMI(Electro Magnetic Interference)/C 필터(112), 제 1 브리지 정류기(113), PFC(Power Factor Correction)(114), 하프 브리지 공진형 컨버터 콘트롤러(115), 제 1 DC 정류기(116) 및 제 1 출력센서(117)를 구비한다.According to the block diagram shown in FIG. 3 and the circuit diagram shown in FIG. 4, the heater
제 1 전원공급부(111)는 외부의 급전선으로부터 교류전원을 인가받는다. 바람직하게는 가정용의 110 내지 220 VAC의 교류전압이 인가될 수 있다.The
한편, 제 1 EMI/C 필터(112)는 상기 제 1 전원공급부(111)와 연결되되 상기 제 1 전원공급부(111)를 통해 인가되는 교류 전류의 노이즈를 제거한다.Meanwhile, the first EMI /
한편, 제 1 브리지 정류기(113)는 4개의 소자를 브리지형으로 접속한 정류기로서 마주 보는 한 쌍의 접속점에 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이 상기 제 1 전원공급부(111)로 인가되는 교류전류가 인가되며, 다른 또 한 쌍의 마주 보는 접속점에서 직류 전류가 출력된다.On the other hand, the first bridge rectifier 113 is an alternating current applied to the
한편, 제 1 브리지 정류기(113)를 통해 출력된 직류 전류는 PFC(Power Factor Correction)(114)에서 역률이 보정된다.Meanwhile, the power factor of the DC current output through the first bridge rectifier 113 is corrected by a power factor correction (PFC) 114.
제 1 브리지 정류기(113)는 바람직하게는 정류회로에 순시 정전대응이나 입력 전원의 리플을 감소시켜 스위칭 소자 부담을 줄이기 위해 커패시턴스 값이 큰 평활 콘덴서를 사용하는데, 콘덴서의 커패시턴스 값이 커질 수록 순간 축전량이 커지게 되어 1차 직류전원에 과량의 피크 전류가 불연속 유입된다. 피크 전류는 전류를 왜곡하고 전류의 고조파 성분을 일으켜 역률(Power Factor)을 떨어뜨리게 된다.The first bridge rectifier 113 preferably uses a smoothing capacitor having a large capacitance value in order to reduce the instantaneous power failure response or the ripple of the input power supply to reduce the switching element burden in the rectifier circuit. As the amount increases, excessive peak current flows discontinuously into the primary DC power supply. Peak current distorts the current and causes harmonic content of the current, which lowers the power factor.
PFC(114)는 제 1 브리지 정류기(113)의 부하 특성 및 배전 시스템을 고려하여 구비된 것으로 전류 동상을 만들어 역률을 보정을 한다.The PFC 114 is provided in consideration of the load characteristics and the power distribution system of the first bridge rectifier 113 to correct the power factor by making a current in-phase.
한편, 도 3에 도시된 바에 의할 때 PFC(114)의 일 접촉점은 그라운드로, 나머지 일 접촉점은 제 1 DC 정류기(116)로 연결된다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, one contact point of the PFC 114 is connected to the ground and the other one contact point is connected to the
한편, 상기 PFC(114)로부터 제 1 DC 정류기(116)로 연결되는 경로에 하프 브리지 공진형 컨버터 콘트롤러(115)가 더 구비된다.Meanwhile, a half bridge
하프 브리지 공진형 컨버터 콘트롤러(115)는 LC 공진회로를 구비함으로써 스위칭 손실을 저감시킨다.The half bridge
히터 전원인가부(110)의 가장 중요한 요소라 할 수 있는 하프 브리지 공진형 컨버터 콘트롤러(115)는 공진 탱크를 전력 변환 과정의 일부로 이용하는데, 전력 스위치에 의해 형성되는 유효전력은 하프 브리지(half bridge)로 배열되며 공진 탱크 회로에 적용된다. 그 결과로 생성되는 전류는 절연 트랜스포머 및 DC 전류 출력을 생성하는 정류 시스템을 통해 부하에 접속된다.The half-bridge
제 1 DC 정류기(116)는 일 접속점은 상기 PFC(114)와 연결되되, 타 접속점은 상기 하프 브리지 공진형 컨버터 콘트롤러(115)의 출력단에 연결된다.One connection point of the
이러한 제 1 DC 정류기(116)로는 실리콘 다이오드(Silicon Diode) 또는 사이리스터(Thyristor)가 사용될 수 있다.As the
한편, 제 1 DC 정류기(116)를 거쳐 출력되는 직류 전류는 DC 히터(140)로 인가되는데, 이에 앞서 제 1 출력센서(117)는 상기 제 1 DC정류기(116)와 연결되어 출력 전압과 출력 전류를 레퍼런스와 비교한다.Meanwhile, a DC current output through the
도 3에 도시된 바에 의할 때 보조 전원인가부(120)는 제 2 전원공급부(121), 제 2 EMI/C 필터(122), PWM(Pulse Width Modulation)-IC(123), 제 2 DC 정류기(124), 콘트롤러 전원인가부(125) 및 제 2 출력센서(126)을 구비한다.As shown in FIG. 3, the auxiliary
제 2 전원공급부(121)는 외부의 급전선으로부터 교류전원을 인가받는다. 바람직하게는 가정용의 110 내지 220 VAC의 교류전압이 인가될 수 있다.The
한편, 제 2 EMI/C 필터(122)는 상기 제 2 전원공급부(111)와 연결되되 상기 제 2 전원공급부(121)를 통해 인가되는 교류 전류의 노이즈를 제거한다.Meanwhile, the second EMI /
한편, 제 2 EMI/C 필터(122)의 출력단은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제 2 DC 정류기(124)와 PWM(Pulse Width Modulation)-IC)123)에 각각 연결된다.The output terminal of the second EMI /
PWM(Pulse Width Modulation)-IC)123)는 상기 제 2 브리지 정류기(113)와 연결되되 펄스의 듀티비(Duty Ratio)에 따라 전류를 콘트롤한다.PWM (Pulse Width Modulation) -IC (123) is connected to the second bridge rectifier 113, but controls the current according to the duty ratio of the pulse (Duty Ratio).
PWM-IC(123)에 의하여 용이한 전류 콘트롤이 가능함은 물론, 제어과정에서의 불필요한 전력낭비와 발열이 방지된다.The PWM-
제 2 DC 정류기(124)는 상기 제 2 EMI/C 필터(122)의 출력단과 상기 PWM-IC(123)의 출력단에 각각 접속점이 연결되며 인입된 직류 전원을 정류한다.The
한편, 콘트롤러 전원인가부(125)는 상기 제 2 DC정류기(124)와 연결되되 출력 전압과 출력 전류를 레퍼런스와 비교하고 콘트롤러에 전원을 인가한다.On the other hand, the controller
한편, 제 2 출력센서(126)는 상기 EMI/C 필터(122)의 출력단에 각각 병렬로 연결되며, 노이즈 필터링 된 교류 전원의 전압을 감지한다.On the other hand, the
상기 제 2 출력센서를 거쳐 출력된 교류 전원은 VLF(Very Low Frequency) 코일(127)로 인가된다. VLF(Very Low Frequency) 코일(127)은 초장파를 생성한다.The AC power output through the second output sensor is applied to a VLF (Very Low Frequency)
도 3에 도시된 바에 의할 때 콘트롤러(130)는 상기 콘트롤러 전원인가부(125)로부터 전원을 인가받아 구동된다.As shown in FIG. 3, the
한편, 입력단으로 상기 제 2 출력센서(126)의 출력단이 연결되며, 상기 제 2 출력센서(126)의 출력값을 모니터링한다.Meanwhile, an output terminal of the
도 5은 콘트롤러(130)의 구조와 연결관계를 더욱 상세히 설명하고 있는데, 도 5에 도시된 바에 의할 때, 콘트롤러(130)는 MCU(Micro Control Unit)(131) 및 LCD(Liquid Crystal Display)(133)을 구비하며, 아날로그 입력포트(132 : 미도시)를 더 구비한다.5 illustrates the structure and connection relation of the
상기 아날로그 입력포트(132)로 상기 제 1 출력센서(117)를 거쳐 출력된 직류전압이 인가되며, 상기 아날로그 입력포트(132)는 상기 MCU의 ADC(Analog to Digital Converter) 채널로 연결된다.The DC voltage output through the
한편, MCU(131)는 ADC(AD Converter)를 통해 입력된 전압을 디지털화한 다음 이를 샘플링함으로써 평균값을 구한다.Meanwhile, the MCU 131 digitizes a voltage input through an ADC (AD Converter), and then obtains an average value by sampling the same.
한편, MCU(131)는 입력전압에 대해 미리 계산된 온도값을 갖는 룩업 테이블(Look Up Table)를 구비하되, 상기 록업 테이블로부터 상기 구해진 평균값을 이용하여 대응하는 온도값을 인출한다.Meanwhile, the MCU 131 includes a look up table having a temperature value calculated in advance with respect to an input voltage, and withdraws a corresponding temperature value using the obtained average value from the lock-up table.
이와 같이 온도값이 인출되면 이를 상기 LCD(133)를 통해 표시한다. 이때, LCD(133)는 그래픽 또는 텍스트 표시를 위한 수단으로서 LED, 플라즈마 디스플레이 등의 균등물로 대체될 수 있다.When the temperature value is extracted in this way, it is displayed on the LCD 133. In this case, the LCD 133 may be replaced by an equivalent of an LED or a plasma display as a means for displaying a graphic or text.
이외에도 MUC(131)는 DC히터(140) 및 VLF 코일(127)의 정상동작 여부를 모니터링한다. 상기 제 1 출력센서(117)를 거쳐 출력된 직류전압이 인가됨에 따라 상기 MCU(131)는 ADC 채널 입력값에 따라 상기 히터 전원인가부(110)에 의해 상기 DC히터(140)로 직류전류가 정상공급되는지 여부를 모니터링한다.In addition, the MUC 131 monitors whether the
한편, 아날로그 입력포트(132)로 상기 제 2 출력센서를 거쳐 출력된 교류전압이 인가됨에 따라 상기 MCU(131)는 ADC 채널 입력값에 따라 상기 VLF 코일(127)로 교류전류가 정상공급되는지 여부를 모니터링한다.On the other hand, as the AC voltage output through the second output sensor is applied to the analog input port 132, the MCU 131 is whether the AC current is normally supplied to the
에러 발생시에는 이를 상기 LCD(133)를 통해 표시할 수 있다.When an error occurs, it can be displayed through the LCD 133.
한편, MCU(131)는 상기 하프 브리지 공진형 컨버터 콘트롤러(115)를 제어함으로써 상기 제 1 DC 정류기(116)를 통해 정류되는 전원의 공급 또는 차단, 출력전압을 조절한다.On the other hand, the MCU 131 controls the half-bridge
DC히터(140)는 상기 제 1 DC 정류기(116)를 거쳐 정류된 직류 전원을 인가받아 발열하는 직류 면상 발열체(141)를 구비한다.The
이때, 직류 면상 발열체(141)에 의한 발열 온도를 측정하기 위한 온도 센서(142)를 더 구비할 수 있으며 이러한 온도 센서(142)는 MCU(131)로 연결될 수 있다.At this time, the temperature sensor 142 for measuring the heat generated by the DC surface heating element 141 may be further provided, the temperature sensor 142 may be connected to the MCU (131).
직류 면상 발열체(141)는 전자파를 발생시키지 않는 특성을 가진다.The DC plane heater 141 has a characteristic of not generating electromagnetic waves.
이상과 같은 구성을 갖는 히터 전원인가부(110) 및 보조 전원인가부(120)는 Over-Voltage Protection(OVP), Overload Protection(OLP), Over-Current Protection(OCP), Abnormal Over-Voltage Protection(AOCP) 및 Internal Thermal Protection(TSD) 기능을 제공한다.The heater
이러한 기능은 제 1 출력센서(117) 및 제 2 출력센서(126)를 모니터링하는 MCU(131)에 의해 제공될 수 있으며, 일부는 PFC(114) 또는 PWM(123)를 통해 처리될 수 있다.Such a function may be provided by the MCU 131 monitoring the
본 발명은 첨부 도면 및 상기와 같은 실시예를 참조하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 오직 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이며 상기와 같은 실시예에 국한되지 아니한다.While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. . Accordingly, the scope of the present invention should be determined only by the technical idea of the appended claims, and is not limited to the above embodiments.
본 발명은 온돌식 전기침대 기술분야 및 그 유관 기술분야에 적용될 수 있다.The present invention can be applied to the ondol electric bed art and related arts.
110 : 직류 열선의 전원공급 시스템
110 : 히터 전원인가부
111 : 제 1 전원공급부
112 : 제 1 EMI(Electro Magnetic Interference)/C 필터
113 : 제 1 브리지 정류기
114 : PFC(Power Factor Correction)
115 : 하프 브리지 공진형 컨버터 콘트롤러
116 : 제 1 DC 정류기
117 : 제 1 출력센서
120 : 보조 전원인가부
121 : 제 2 전원공급부
122 : 제 2 EMI/C 필터
123 : PWM(Pulse Width Modulation)-IC
124 : 제 2 DC 정류기
125 : 콘트롤러 전원인가부
126 : 제 2 출력센서
127 : VLF(Very Low Frequency) 코일
130 : 콘트롤러
131 : MCU(Micro Control Unit)
132 : 아날로그 입력포트
133 : LCD(Liquid Crystal Display)
140 : DC히터
141 : 직류 면상 발열체
142 : 온도 센서110: DC heating wire power supply system
110: heater power supply unit
111: first power supply unit
112: first EMI (Electro Magnetic Interference) / C filter
113: first bridge rectifier
114: Power Factor Correction
115: half bridge resonant converter controller
116: first DC rectifier
117: first output sensor
120: auxiliary power supply unit
121: second power supply unit
122: second EMI / C filter
123: Pulse Width Modulation (PWM) -IC
124: second DC rectifier
125: controller power supply
126: second output sensor
127: Very Low Frequency (VLF) Coil
130: controller
131: MCU (Micro Control Unit)
132: analog input port
133: Liquid Crystal Display
140: DC heater
141: DC plane heating element
142: temperature sensor
Claims (6)
외부로부터 교류전원을 인가받는 제 2 전원공급부; 상기 제 2 전원공급부와 연결되되 상기 제 2 전원공급부로부터 인가되는 전원의 노이즈를 제거하는 제 2 EMI/C 필터; 상기 EMI/C 필터와 연결되되 펄스의 듀티비(Duty Ratio)에 따라 전류를 콘트롤하는 PWM(Pulse Width Modulation)-IC; 상기 PWM-IC와 일 접속점이 연결되되, 상기 EMI/C 필터와 타 접속점이 연결되며 인입된 직류 전원을 정류하는 제 2 DC 정류기; 상기 제 2 DC정류기와 연결되되 출력 전압과 출력 전류를 레퍼런스와 비교하고 콘트롤러에 전원을 인가하는 콘트롤러 전원인가부; 및 상기 EMI/C 필터와 연결되되 상기 EMI/C 필터를 거쳐 필터링 된 교류 전원의 전압을 감지하는 제 2 출력센서; 상기 제 2 출력센서를 거쳐 출력된 교류 전원을 인가받아 초장파를 생성하는 VLF(Very Low Frequency) 코일;을 구비하는 보조 전원인가부;
상기 콘트롤러 전원인가부로부터 전원을 인가받아 구동되며, 상기 제 2 출력센서와 연결되어 상기 제 2 출력센서의 출력값을 모니터링하되, 상기 하프 브리지 공진형 컨버터 콘트롤러를 제어함으로써 상기 제 1 DC 정류기를 통해 정류되는 전원의 공급 또는 차단, 출력전압을 조절하는 콘트롤러; 및
상기 제 1 DC 정류기를 거쳐 정류된 직류 전원을 인가받아 발열하는 직류 면상 발열체;를 구비하는 DC히터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 직류 열선의 전원공급 시스템.A first power supply unit receiving AC power from the outside; A first EMI / C filter connected to the first power supply unit to remove noise of power applied from the first power supply unit; A first bridge rectifier for receiving a filtered AC power through the first EMI / C filter and outputting DC power; A power factor correction (PFC) coupled to the first bridge rectifier for correcting a power factor of the DC power output from the first bridge rectifier; A half bridge resonant converter controller connected to the PFC and having a LC resonant circuit to reduce switching loss; A first DC rectifier connected to the PFC and rectifying a DC power source having a power factor corrected by the PFC; And a first output sensor connected to the first DC rectifier and comparing an output voltage and an output current with a reference.
A second power supply unit receiving AC power from the outside; A second EMI / C filter connected to the second power supply unit to remove noise of power applied from the second power supply unit; A pulse width modulation (PWM) -IC connected to the EMI / C filter and controlling a current according to a duty ratio of a pulse; A second DC rectifier connected to the PWM-IC and one connection point, the second DC rectifier connected to the EMI / C filter and another connection point to rectify the DC power; A controller power supply unit connected to the second DC rectifier and comparing output voltage and output current with a reference and supplying power to the controller; And a second output sensor connected to the EMI / C filter and sensing the voltage of the AC power filtered through the EMI / C filter. An auxiliary power applying unit having a VLF (Very Low Frequency) coil for generating ultra-long wave by receiving AC power output through the second output sensor;
The controller is driven by receiving power from the controller power applying unit, and connected to the second output sensor to monitor the output value of the second output sensor, and rectifying through the first DC rectifier by controlling the half bridge resonant converter controller. A controller for controlling the supply or interruption of the power supply and the output voltage; And
DC heater comprising: a DC heater having a DC plane heating element for generating heat generated by receiving the DC power rectified through the first DC rectifier.
상기 콘트롤러는 연산을 위한 MCU(Micro Control Unit) 및 아날로그 신호를 입력받는 아날로그 입력포트를 구비하며,
상기 아날로그 입력포트로 상기 제 1 출력센서를 거쳐 출력된 직류전압이 인가되며, 상기 아날로그 입력포트는 상기 MCU의 ADC(Analog to Digital Converter) 채널로 연결되고,
상기 MCU는 상기 ADC를 통해 디지털화된 값을 샘플링한 다음 평균값을 구하는 것을 특징으로 하는 직류 열선의 전원공급 시스템.The method of claim 1,
The controller has a micro control unit (MCU) for operation and an analog input port for receiving an analog signal,
DC voltage output through the first output sensor is applied to the analog input port, the analog input port is connected to the ADC (Analog to Digital Converter) channel of the MCU,
The MCU is a DC heating power supply system characterized in that to obtain a mean value after sampling the digitized value through the ADC.
상기 콘트롤러는 그래픽 또는 텍스트 표시를 위한 LCD를 구비하되,
상기 MCU는 입력전압에 대해 미리 계산된 온도값을 갖는 룩업 테이블(Look Up Table)를 구비하되, 상기 록업 테이블로부터 상기 구해진 평균값을 이용하여 대응하는 온도값을 인출하여 상기 LCD를 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 직류 열선의 전원공급 시스템.The method of claim 2,
The controller has an LCD for graphic or text display,
The MCU has a look up table having a temperature value calculated in advance for an input voltage, and the corresponding temperature value is extracted from the lock-up table and displayed on the LCD. DC heating wire power supply system.
상기 MCU의 아날로그 입력포트로 상기 제 1 출력센서를 거쳐 출력된 직류전압이 인가됨에 따라 상기 MCU는 ADC 채널 입력값에 따라 상기 히터 전원인가부에 의해 상기 DC히터로 직류전류가 정상공급되는지 여부를 모니터링하며,
상기 MCU의 아날로그 입력포트로 상기 제 2 출력센서를 거쳐 출력된 교류전압이 인가됨에 따라 상기 MCU는 ADC 채널 입력값에 따라 상기 VLF 코일로 교류전류가 정상공급되는지 여부를 모니터링하되,
정상공급되지 아니하는 경우 상기 LCD를 통해 에러표시를 하는 것을 특징으로 하는 직류 열선의 전원공급 시스템.The method of claim 3, wherein
As the DC voltage output through the first output sensor is applied to the analog input port of the MCU, the MCU determines whether the DC current is normally supplied to the DC heater by the heater power applying unit according to the ADC channel input value. Monitoring,
As the AC voltage output through the second output sensor is applied to the analog input port of the MCU, the MCU monitors whether an AC current is normally supplied to the VLF coil according to an ADC channel input value.
DC power supply system, characterized in that the error display through the LCD when not supplied normally.
상기 히터 전원인가부(110) 및 상기 보조 전원인가부(120)는 Over-Voltage Protection(OVP), Overload Protection(OLP), Over-Current Protection(OCP), Abnormal Over-Voltage Protection(AOCP) 및 Internal Thermal Protection(TSD) 가운데 하나 이상의 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 직류 열선의 전원공급 시스템.The method of claim 1, wherein
The heater power supply unit 110 and the auxiliary power supply unit 120 includes Over-Voltage Protection (OVP), Overload Protection (OLP), Over-Current Protection (OCP), Abnormal Over-Voltage Protection (AOCP), and Internal. A DC heating system power supply system characterized by providing one or more functions of Thermal Protection (TSD).
좌우 한 쌍의 히터 전원인가부 및 좌우 한 쌍의 DC 히터를 구비하되, 각 DC 히터는 각각 대응하는 히터 전원인가부로부터 직류 전원을 인가받아 발열하며, 상기 콘트롤러는 좌우 한 쌍의 각 히터 전원인가부에 연결되어 하프 브리지 공진형 컨버터 콘트롤러를 제어함으로써 각 DC히터로 출력되는 전원의 공급 또는 차단, 출력전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 직류 열선의 전원공급 시스템.The method of claim 1,
And a pair of left and right heater power supply units and a pair of left and right DC heaters, each DC heater generates heat by receiving DC power from a corresponding heater power supply unit, and the controller is a pair of left and right heater power supplies. And a power supply system for controlling a half bridge resonant converter controller to supply or cut power to and output power from each DC heater.
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