KR20140000414A - 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로 - Google Patents

온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로 Download PDF

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Abstract

일측 또는 타측 포토트라이액(#1)(#2)은 공통 출력단 및 공통 접지단을 형성하게 되며, 상기 포토트라이액(#1)의 출력단에는 콘덴서(C1)를 거쳐 전기매트로 연결될 수 있도록 하고, 상기 포토트라이액(#2)의 출력단에는 콘덴서(C2)를 거쳐 전기매트로 연결될 수 있도록 직렬연결함으로서,
포토트라이액(#1)에 연결된 저항(R2)과 포토트라이액(#2)에 연결된 저항(R5)에 110V 부하가 걸려 저항에 발열이 발생하거나, 장시간 사용 시 저항이 BURN-OUT 되는 현상이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 저항에 걸리는 전압부하를 콘덴서(C1) 및 콘덴서(C2)에서 다운 처리되는 것을 특징으로 하는 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로에 관한 것이다.

Description

온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로{CIRCUIT FOR PROTECTING ELECTROMAGNETIC WAVE RADIATION}
본 발명은 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교류입력전원(AC1)(AC2)에 각각 콘덴서(C1)과 콘덴서(C2)를 직렬연결함으로서 저항에 걸리는 전압 부하를 다운시켜 저항이 발열하거나 BURN-OUT되는 것을 방지할 수 있도록 하며, 교류전원코드를 콘센트에 반대로 뒤집어 꽂아도 상기 교류입력전원(AC1)(AC2)이 중립점으로 연결되어 전자파가 차폐될 수 있도록 한 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로를 제공하는데 있다.
일반적으로 전기에너지를 열원으로 이용하여 온열을 발생시키는 온열매트나 돌침대 등의 전기제품에는 전류가 공급됨에 따라 전계 및 자계가 발생되고 상기 전계에 의해 유해 전자파가 형성되어 인체에 해를 끼치게 된다.
특히, 온열매트의 경우 내장된 온열선과 인체가 근접하게 되므로 전계 및 다량의 유해 전자파가 인체로 직접 유도되는 문제점을 안고 있다.
상기한 문제점을 해소하고자 황토나 옥, 맥반석, 숯 등의 재질을 활용하는 기술이 접목되기도 하나 그 효과는 기대치 이하로 미미한 편이며, 온열선 주위나 상하 또는 온열선을 감싸도록 차폐재를 사용하기도 하나 이 차폐재는 접지선을 통해 차폐시키지 않으면 전자파가 차폐재를 투과하여 인체에 많은 유해한 작용을 하게 된다.
교류전원은 2개의 단자(또는 전선)를 통해 공급되고, 이중 어느 하나는 접지선과 동일한 전위의 단자(전선)가 되고 다른 하나는 (+)전위의 단자(전선)가 되는데, 온도조절기에 구비된 전원플러그의 삽입방향에 따라 접지선에 동일한 전위가 연결되면 일정값 이하의 전자파를 발생시키거나 전자파를 차폐시킬 수 있게 되고 또는 접지선에 (+)전위가 연결되면 많은 전자파를 발생시키게 되는 문제점이 발생되었다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 출원인은 특허출원번호 "10-2011-00124843호 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐회로"를 출원한 바 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 교류입력전원(AC1)을 인가받으면 포토트라이액(#1)과 포토트라이액(#2)가 무동작 상태로 있다가 포토트라이액(#1, #2)을 동작시키기 위하여 마이컴(Micom)에서 해당 핀에 "LOW SIGNAL"을 출력시키면 저항(R1, R4)에 의해 포토트라이액(#1)의 내부 LED가 동작되어 저항(R3, R6)을 통하여 입력된 교류입력전원(AC1,AC2)이 저항(R2, R5)를 거쳐 출력되고 콘덴서(C1)을 거쳐 전기매트로 연결되고 콘덴서(C2)를 거쳐 접지로 흐르게 되는데 이때의 전자파가 안테나-발신을 통하여 나오게 되면 안테나-수신을 통하여 입력된 전자파가 TR1의 베이스단으로 들어가 저항(R7)과 콘덴서(C3)에 의하여 마이컴(Micom)에서 인식할 수 있는 전압레벨로 증폭되어 마이컴(Micom)으로 입력되면 마이컴(Micom)의 ADC기능을 이용하여 입력된 ADC값을 측정하여 변수1,2에 저장 후 포토트라이액(#1, #2)의 동작을 중지시킴으로서, 무접점구조를 갖는 포토트라이액을 사용하므로 장기간 사용시에도 접점의 손상이 없게 되고 스위칭시 노이즈가 발생하지 않아 안정된 회로구성을 가능하게 하였다.
그러나 상기와 같이 포토트라이액(#1)과 포토트라이액(#2)에 연결된 저항(R2)와 저항(R5)의 값이 적을 경우 병렬연결하여 콘덴서(C1)으로 연결되는 회로구성은 단전압(220VAC, 0VAC)일 경우에는 별다른 문제가 발생되지 않았으나, 양전압(110VAC, 110VAC)로 구성될 경우에는 포토트라이액(#1)과 포토트라이액(#2)이 동시에 구동되면서 저항(R2)와 저항(R5)에 각각 110VAC의 부하가 걸리게 되므로 저항에 발명이 발생되거나 장시간 사용될 경우 고장을 일으키는 원인이 되었다.
대한민국 특허청 특허출원번호 제10-2011-00124843호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 제안된 것으로,
본 발명의 목적은 교류입력전원(AC1)와 교류입력전원(AC2)에 각각 콘덴서(C1) 및 콘덴서(C2)를 연결한 다음 직렬연결하여 포토트라이액(#1)에 연결된 저항(R2)과 포토트라이액(#2)에 연결된 저항(R5)에 110V 부하가 걸려 저항에 발열이 발생하거나, 장시간 사용 시 저항이 BURN-OUT 되는 현상이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있는 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 종래의 스위치식이나 릴레이식 등 수동의 스위칭 절환방식에 따른 번거로움 및 불편함을 해소할 수 있도록 하며 마이컴 제어를 통해 전자파 차폐를 위한 스위칭 절환을 자동으로 실행할 수 있도록 한 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 포토트라이액에 의한 무접점구조를 갖도록 하며 마이컴에서 교류전원의 입력값을 비교하고 그 값이 작은 쪽으로 선택하여 마이컴 출력을 최종 결정함으로써 자동으로 스위칭 절환을 행하는 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.
본 발명은 일측 또는 타측 포토트라이액(#1)(#2)은 공통 출력단 및 공통 접지단을 형성하게 되며, 상기 포토트라이액(#1)의 출력단에는 콘덴서(C1)를 거쳐 전기매트로 연결될 수 있도록 하고, 상기 포토트라이액(#2)의 출력단에는 콘덴서(C2)를 거쳐 전기매트로 연결될 수 있도록 직렬연결하며, 콘덴서(C3)를 통해 접지에 연결될 수 있도록 하되 전자파가 안테나-발신을 통하여 나오게 되면 안테나-수신을 통해 전자파가 입력되어 트랜지스터(TR1)의 베이스단으로 들어가 저항(R7)과 콘덴서(C4)에 의하여 마이컴(Micom)에서 인식할 수 있는 전압레벨로 증폭되어 마이컴(Micom)으로 입력되면 마이컴(Micom)의 ADC기능을 이용하여 입력된 ADC값을 측정하여 변수1,2에 저장 후 포토트라이액(#1) 또는 포토트라이액(#2)의 동작을 중지시킴으로서, 마이컴(Micom)이 포토트라이액(#1)(#2)측에 선택적인 스위칭 제어를 발진 출력하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 교류입력전원(AC)에 단전압이 연결된 경우에는 마이컴(Micom) 내부의 변수1, 변수2에 대하여 측정된 값 중에서 낮은 쪽에 해당되는 포토트라이액을 동작시켜 교류입력전원(AC)의 중성점으로 연결되어 전자파가 차폐되게 되고,
상기 교류입력전원(AC)에 양전압이 연결된 경우에는 마이컴(Micom) 내부의 변수1, 변수2에 대하여 측정된 값이 거의 동일하여 포토트라이액(#1)(#2) 모두 동작시키면 교류입력전원(AC1)은 저항(R2) 및 콘덴서(C1)을 거치게 되고, 교류입력전원(AC2)은 저항(R5) 및 콘덴서(C2)을 거쳐 중성점으로 만들어진 교류입력전원(AC)이 출력되어 전자파가 차폐되게 되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 포토트라이액(#1)(#2)에는 콘덴서(C1) 및 콘덴서(C2)를 직렬로 연결함으로 저항(R2, R5)에 걸리는 전압부하를 콘덴서(C1) 및 콘덴서(C2)에서 다운 처리될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로는 포토트라이액 2개와 1개의 마이컴을 연결한 간단한 구성으로 이루어져 전자파 차폐를 위한 스위칭 절환을 자동으로 실행할 수 있고, 온도조절기의 전원플러그에 대한 삽입방향에 관계없이 전자파 차폐를 안정적으로 실행할 수 있으며, 기존과 같이 온도조절기의 사용시마다 사용자가 직접 전자파의 발생을 매번 확인하고 또한 수동으로 스위칭 절환을 실행하여야 하는 번거로움 및 불편함을 없앨 수 있으며, 이에 따라 사용 편의성 및 안정성을 제공할 수 있다.
또한, 무접점구조를 갖는 포토트라이액을 사용하므로 장기간 사용시에도 접점의 손상이 없게 되고 스위칭시 노이즈가 발생하지 않아 안정된 회로구성을 가능하게 한다.
도 1은 종래의 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로의 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로의 구성을 보인 예시도.
도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 단전압상태의 오실로스코프 파형에 대한 도면
도 5는 본 발명에 따른 양전압상태의 오실로스코프 파형에 대한 도면
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로의 구성을 보인 예시도이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 단전압상태의 오실로스코프 파형에 대한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 양전압상태의 오실로스코프 파형에 대한 도면이다.
본 발명에 의한 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로는 도 2에 도시된 바와 같이, 2개 교류입력전원(AC1)(AC2)이 온도조절기의 사용 전원으로 입력되고 회로의 전체적인 동작제어를 위한 마이컴(Micom)이 구비된다.
상기 마이컴(Micom)의 출력단을 분기하되 분기선의 어느 하나는 마이컴(Micom)의 출력신호가 일측 포토트라이액(#1)에 인가되게 하고, 하나의 교류입력전원(AC1)의 전위가 상기 포토트라이액(#1)의 트라이액측 입력단에 인가되게 하고 상기 트라이액측 출력단을 콘덴서(C3)를 통하여 접지로 흐르는 전자파를 안테나를 통해여 마이컴(Micom)측으로 입력되게 연결한다.
이때, 상기 일측 또는 타측 포토트라이액(#1)(#2)은 공통 출력단 및 공통 접지단을 형성하게 되며, 상기 포토트라이액(#1)의 출력단에는 콘덴서(C1)를 거쳐 전기매트로 연결될 수 있도록 하고, 상기 포토트라이액(#2)의 출력단에는 콘덴서(C2)를 거쳐 전기매트로 연결될 수 있도록 직렬연결하며, 콘덴서(C3)를 통해 접지에 연결될 수 있도록 하되 이때 전자파가 안테나-발신을 통하여 나오게 되면 안테나-수신을 통해 전자파가 입력되어 트랜지스터(TR1)의 베이스단으로 들어가 저항(R7)과 콘덴서(C4)에 의하여 마이컴(Micom)에서 인식할 수 있는 전압레벨로 증폭되어 마이컴(Micom)으로 입력되면 마이컴(Micom)의 ADC기능을 이용하여 입력된 ADC값을 측정하여 변수1,2에 저장 후 포토트라이액(#1)(#2)의 동작을 중지시킴으로서, 마이컴(Micom)이 포토트라이액(#1)(#2)측에 선택적인 스위칭 제어를 발진 출력하도록 구성되게 한다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
온열매트와 접속된 온도조절기의 전원플러그를 전기콘센트에 삽입하게 되면 온도조절기로 2개의 교류입력전원이 인가되는데, 도 2의 회로에서 보여주는 바와 같이, 하나의 교류입력전원(AC1)이 일측 포토트라이액(#1)에 인가되고 다른 하나의 교류입력전원(AC2)이 타측 포토트라이액(#2)에 인가되는 것으로 하여 설명한다.
먼저 교류입력전원(AC1)을 인가받으면, 초기 포토트라이액(#1)과 포토트라이액(#2)가 무동작 상태로 있다가 포토트라이액(#1)을 동작시키기 위하여 마이컴(Micom)에서 해당 핀에 "LOW SIGNAL"을 출력시키면 저항(R1)에 의해 포토트라이액(#1)의 내부 LED가 동작되어 저항(R3)을 통하여 입력된 교류입력전원(AC1)이 저항(R2)를 거쳐 출력되고 콘덴서(C1)을 거쳐 전기매트로 연결되고 콘덴서(C3)를 거쳐 접지로 흐르게 되는데 이때의 전자파가 안테나-발신을 통하여 나오게 되면 안테나-수신을 통하여 입력된 전자파가 TR1의 베이스단으로 들어가 저항(R7)과 콘덴서(C4)에 의하여 마이컴(Micom)에서 인식할 수 있는 전압레벨로 증폭되어 마이컴(Micom)으로 입력되면 마이컴(Micom)의 ADC기능을 이용하여 입력된 ADC값을 측정하여 변수1에 저장 후 포토트라이액(#1)의 동작을 중지시키고 전자파의 채터링을 위하여 수십ms ~ 수백ms 단위로 대기한다.
다시 포토트라이액(#2)를 동작시키기 위해 마이컴(Micom)에서 해당 핀에 "LOW SIGNAL"을 출력시키면 저항(R4)에 의해 포토트라이액(#2)의 내부 LED가 동작되어 저항(R6)를 통하여 입력된 교류입력전원(AC2)이 저항(R5)를 거쳐 출력되고 콘덴서(C2)을 거쳐 전기매트로 연결되며 콘덴서(C3)를 거쳐 접지로 흐르게 되는데 이때의 전자파가 안테나-발신을 통하여 나오게 되면 안테나-수신을 통하여 입력된 전자파가 트랜지스터(TR1)의 베이스단으로 들어가 저항(R7)과 콘덴서(C4)에 의하여 마이컴(Micom)에서 인식할 수 있는 전압레벨로 증폭되어 마이컴(Micom)으로 입력되면 마이컴(Micom)의 ADC기능을 이용하여 입력된 ADC값을 측정하여 변수2에 저장한다.
상기와 같은 회로를 이용하여 상기 마이컴(Micom) 내부의 변수1, 변수2에 대하여 서로 측정된 값을 비교하면,
먼저 우리나라 대부분의 해당되는 단전압으로 교류입력전원(AC)가 220V, 0V로 구성될 경우에는 교류입력전원(AC1)에는 220V로 연결되고 교류입력전원(AC2)에는 0V로 연결되거나, 교류입력전원(AC1)에는 0V로 연결되고 교류입력전원(AC2)에는 220V로 연결되면, 측정된 변수값 중 낮은 쪽에 해당되는 포토트라이액을 동작시켜 교류입력전원(AC1)(AC2)의 중립이 연결되어 전자파가 차폐되게 된다.
반면, 양전압으로 교류입력전원(AC)가 110V, 110V로 구성될 경우에는 마이컴(Micom) 내부의 변수1, 변수2에 대하여 측정된 값이 거의 동일하여 포토트라이액(#1)(#2) 모두 동작시키면 교류입력전원(AC1)은 저항(R2) 및 콘덴서(C1)을 거치게 되고, 교류입력전원(AC2)은 저항(R5) 및 콘덴서(C2)을 거쳐 중성점으로 만들어진 교류입력전원(AC)가 출력되어 전자파가 차폐되게 된다.
상기와 같이 교류입력전원(AC1)와 교류입력전원(AC2)에 각각 콘덴서(C1) 및 콘덴서(C2)를 연결한 다음 직렬연결하는 이유는 포토트라이액(#1)에 연결된 저항(R2)과 포토트라이액(#2)에 연결된 저항(R5)값이 적을 경우에 110V 부하가 걸려 저항에 발열이 발생하거나, 장시간 사용 시 저항이 BURN-OUT 되는 현상이 발생될 소지가 있으므로 포토트라이액(#1)(#2)에 각각 콘덴서(C1) 및 콘덴서(C2)를 직렬로 연결함으로 저항에 걸리는 전압부하를 콘덴서(C1) 및 콘덴서(C2)에서 다운 처리될 수 있도록 하기 위함이다.
이에 따라, 포토트라이액(#1)(#2) 2개와 1개의 마이컴(Micom)을 포함한 간단한 회로구성을 통해 온도조절기의 전원플러그에 대한 삽입방향에 관계없이 전자파 차폐를 위한 스위칭 절환을 자동으로 실행하므로 기존과 같이 온도조절기의 사용시마다 전자파의 발생을 매번 확인하고 수동으로 스위칭 절환을 실행하여야 하는 번거로움 및 불편함을 없앨 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 무접점구조를 갖는 포토트라이액(#1)(#2)을 사용하므로 장기간 사용시에도 접점의 손상이 없게 되고 스위칭시 노이즈가 발생하지 않아 안정된 회로를 구성하는 유용함을 제공한다.
포토트라이액 : #1, #2 저항 : R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7
콘덴서 : C1, C2, C3, C4 트랜지스터 : TR1

Claims (3)

  1. 일측 또는 타측 포토트라이액(#1)(#2)은 공통 출력단 및 공통 접지단을 형성하게 되며, 상기 포토트라이액(#1)의 출력단에는 콘덴서(C1)를 거쳐 전기매트로 연결될 수 있도록 하고, 상기 포토트라이액(#2)의 출력단에는 콘덴서(C2)를 거쳐 전기매트로 연결될 수 있도록 직렬연결하며, 콘덴서(C3)를 통해 접지에 연결될 수 있도록 하되 전자파가 안테나-발신을 통하여 나오게 되면 안테나-수신을 통해 전자파가 입력되어 트랜지스터(TR1)의 베이스단으로 들어가 저항(R7)과 콘덴서(C4)에 의하여 마이컴(Micom)에서 인식할 수 있는 전압레벨로 증폭되어 마이컴(Micom)으로 입력되면 마이컴(Micom)의 ADC기능을 이용하여 입력된 ADC값을 측정하여 변수1,2에 저장 후 포토트라이액(#1) 또는 포토트라이액(#2)의 동작을 중지시킴으로서, 마이컴(Micom)이 포토트라이액(#1)(#2)측에 선택적인 스위칭 제어를 발진 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교류입력전원(AC)에 단전압이 연결된 경우에는 마이컴(Micom) 내부의 변수1, 변수2에 대하여 측정된 값 중에서 낮은 쪽에 해당되는 포토트라이액을 동작시켜 교류입력전원(AC)의 중성점으로 연결되어 전자파가 차폐되게 되고,
    상기 교류입력전원(AC)에 양전압이 연결된 경우에는 마이컴(Micom) 내부의 변수1, 변수2에 대하여 측정된 값이 거의 동일하여 포토트라이액(#1)(#2) 모두 동작시키면 교류입력전원(AC1)은 저항(R2) 및 콘덴서(C1)을 거치게 되고, 교류입력전원(AC2)은 저항(R5) 및 콘덴서(C2)을 거쳐 중성점으로 만들어진 교류입력전원(AC)이 출력되어 전자파가 차폐되게 되는 것을 특징으로 하는 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포토트라이액(#1)(#2)은 콘덴서(C1) 및 콘덴서(C2)를 직렬로 연결함으로 저항(R2, R5)에 걸리는 전압부하를 콘덴서(C1) 및 콘덴서(C2)에서 다운 처리될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 온도조절기에 내장된 자동 전자파 차폐 회로

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101496822B1 (ko) * 2014-07-25 2015-03-02 주식회사 디에스피 전자파 차단회로를 적용한 전열선을 이용한 전열기구

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