KR910003813B1 - 전기장판 또는 전기요의 정전력 공급장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전기장판 또는 전기요의 정전력 공급장치

제 1 도는 종래의 전기장판 또는 전기요에 있어서의 전력 공급장치의 회로도.

제 2 도(a)는 전기장판내에 내장된 발열체의 개략 사시도.

제 2 도(b)는 제 2 도(a)의 발열체의 단면도.

제 3 도는 제 2 도(a)의 발열체의 등가회로도.

제 4 도는 본 발명에 의한 전기장판 또는 전기요의 정전력 공급장치에 대한 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 발열체 10 : 가열선

11 : 코일 12 : 저지봉

13 : 원통체 14 : 전기절연체

15 : 등가콘덴서 VR : 온도설정용 가변저항

D₁-D₅: 다이오드 R₁R₂: 저항

SSS : 쌍방향성 다이리스터 20 : 브릿지 정류기

본 발명은 전기장판 또는 전기요의 전력 공급장치에 관한 것으로, 특히 공칭전압이 다른 2개의 입력 전원을 겸용하는 전기장판 및 전기요의 정전력 공급장치에 관한 것이다.

종래의 전기장판 또는 전기요는 하나의 공칭전압을 가지는 입력전원에 사용하도록 설계되어 있고, 통상적으로는 그 정격전압이 110V로 되어 있어 입력전원의 공칭전압이 220V인 경우에는 고가의 전력트랜스를 설치하여 전환 스위치로 상기 정격 전압에 맞추어 사용할 수 밖에 없었다. 따라서 고가의 전력트랜스를 설치하여 하기 때문에 그만큼 경제적인 부담을 주며, 또한 이 전력트랜스에서의 전력손실도 무시할 수 없었다. 뿐만 아니라 사용자는 절환 스위치가 전기장판이나 전지요의 정격 전압에 맞도록 절환되어 있는가를 확인하여야 한다는 불편한 점도 있거니와 간혹 실수로 인하여 절환스위치가 잘못 절환된 상태에서 전기 장판등의 전원에 오접속할 시에는 전기장판의 전류휴즈 및 온도휴즈등이 용단되거나, 아니면 전기장판의 전력공급장치 및 전기장판 자체가 소손된다는 문제점도 있었다.

한편, 종래의 전기장판등의 전력 공급장치는 제 1 도에 도시된 바와같이 전기장판의 발열체(1)의 내측 가열선(10)일단을 SCR의 일측에, 내측 가열선의 타단을 전원에 각각 접속함과 동시에 발열체 외측코일(11)의 일단을 SCR의 게이트에 접속하고 타단을 가변저항기(VR)를 통하여 SCR의 타단과 접속한 후 전원측에 연결하도록 구성되어 있다. 또한, 상기 발열체(1)는, 제 2 도(a) 및 (c)에 도시된 바와같이, 지지봉(12)에 가열선(10)을 감아 그위에 나일론 #12인 유전체로 형성된 원통체(13)를 끼워 넣은 후 코일(11)을 감으며, 다시 그위 PVC 등의 전기절연체(14)로 피복하도록 구성되어 있으며, 상기 나일론 #12는 온도가 변경되면 유전율등의 변경되어 후술하는 등가콘덴서(15)의 용량값이 변경되는 재료이다.

또한, 제 2 도(a) 및 (b)에 도시된 상기 발열체(1)의 등가회로는 제 3 도에 도시된 바와같이, 내측 가열선(10)에 의한 저항(16)과 리액턴스(17), 외측코일(11)에 의한 리액턴스(11'), 이들 가열선(10) 및 코일(11)사이에 원통체(13)인 유전체에 의한 등가 콘덴서(15)로 나타낼 수 있다.

이와같이 구성된 종래의 전력 공급장치는 온도설정용 가변저항(VR)을 전기장판의 설정온도에 따라 조절한 후 스위치(SW)를 온시키면 입력 전원의 반싸이클 동안에 상기 온도설정용 가변저항(VR)을 통하여 등가콘덴서(15)에 충전되어 전압이 발생되고, 이 전압이 SCR의 트리거 전압 이상으로 되면 SCR이 트리거 되어 가열선(11)에 전원이 공급된다. 그 후 입력전원의 전압 변동등으로 설정 온도보다 전기장판의 온도가 상승되면 나일론 #12로 형성된 원통체(11)에 의한 등가콘덴서(15)의 용량이 커지게 되고, 이로 인하여 상기콘덴서(15)에 충전되어 발생되는 충전전압은 SCR의 트리거 전압이 되기까지의 시간이 길어지게 되어 SCR의 트리거 시간이 이에 대응하여 늦어지게 되므로 가열선(1)에 공급되는 전력이 감소하게 되며, 한편, 전기장판의 온도가 설정치이하로 되면 등가콘덴서(15)의 용량이 작아지게 되므로 상기한 바와는 정반대의 현상이 일어나게 되어 가열선(1)에 공급되는 전력이 증가하게 된다.

이와같이 상기 전력공급 장치는 설정온도에 대한 전기장판 온도의 증감에 따라 전기장판에 공급되는 전력을 자동으로 조절토록 함으로써 전기장판의 온도를 항상 일정하게 유지시키도록 전력을 공급할 수 있다는 특징이 있다. 그러나 상기의 종래예에서는 하나의 공칭전압의 전원을 사용하는 경우(예를들면 110V)에 이 공칭전압 근방에서의 근소한 전압변동등에 의한 전기장판의 온도변화를 감지하여 일정 전력을 공급하도록 하는 구조이기 때문에, 2개의 다른 공칭전압을 가지는 전력 시스템(예를들면, 110C와 220V)에서 공칭전압이 변경되었을 때에는(예를들면, 110V에서 220V로), 상기 등가콘덴서(15)의 용랭변화가 이와같은 공칭전압의 변경을 수용할 만큼 충분하지 못하기 때문에 전술하는 바와같은 별도의 전력트랜스를 사용하지 않고서는 전기장판등을 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래의 이러한 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 입력되는 전원의 공칭전압이 바꾸어지더라도 별도의 전력트랜스 없이 자동으로 입력전력이 항상 일정하게 유지되도록 제어하여 공급되는 전기장판 또는 전기요의 정전력 공급장치를 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 전기장판 또는 전기요의 정전력 공급장치는 SCR의 스위칭 소자에 온도변화에 따라 용량이 증감되는 등가콘덴서를 구비한 발열체 및 온도설정용의 가변저항을 접속하고 저항값이 다른 2개 이상의 저항으로 형성되는 병렬회로와 릴레이를 구비하여 상기 릴레이에 의해 상기 병렬회로의 하나의 저항을 선택하여 접속하게 함으로써 공칭전압의 고저에 관계없이 전기장판 또는 전기요에 일정전력을 공급하는 전력 공급장치에 있어서, 입력전원측에 정류기와 쌍방향 다이리스터(SSS)를 직렬로 접속함과 동시에 상기 릴레이를 정류기의 출력축에 접속하여 공칭전압의 고저에 따라 상기 쌍방향 다이리스터(SSS)를 턴온, 턴오프시켜 자동으로 상기 릴레이의 구동을 제어토록함을 특징으로 하고 있다.

이하 본 발명의 하나의 실시예를 도시한 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 전기장판의 정전력 공급장치는, 제 4 도에 도시되어 있는 바와같이, 전기장판(1)의 내측 가열선(1)의 일단을 SCR의 일측(캐소드)에, 내측 가열선의 타단을 전원에 각각 접속하는 동시에 발열체 외측코일(11)의 일단을 SCR의 게이트에 접속하고 타단을 온도설정용 가변저항(VR)을 통하여 SCR의 타단(에노드)과 접속한 두 전원측에 연결하도록 구성하고 상기 발열체(1)의 내측 가열선(10)의 일단에 저항값이 다른 저항(R₁,R₂)(저항(R₁)은 저항(R₂)보다 저항값이 작다)을 병렬로 접속하되 하나의 저항(R₁)을 릴레이(R_y)의 상폐 접점단자(K₁)에 다른 또하나의 저항(R₂)을 릴레이(R_y)의 상기 접점단자(K₂)에 접속한 후 이들을 다시 가변저항(VR)에 접속하도록 함과 동시에 입력전원측에는 4개의 다이오드(D₁-D₄) 및 콘덴서(C₂)로 된 브릿지 정류기(20)와 쌍방향성 다이리스터(SSS)를 접속하고 이 브릿지 정류기(20)의 출력단자에는 릴레이(R_y)가 접속되도록 구성되어 있다.

미설명 부호 D₅,D₄는 각각 다이오드 및 저항, F₁는 온도휴즈로 SCR이 단락되었을 때 저항(R₄)의 발열로 휴즈(F₁)가 응단되어 전원을 차단하는 통상의 보호회로이고, F₂는 전류 휴즈로 과전류에 의해 용단되는 통상의 휴즈이며, C₁는 잡음제거용 콘덴서, R'₀및 C는 저항 및 콘덴서이다.

이와같이 구성된 본 고안의 작동에 대하여 설명한다.

먼저 입력전원의 공칭전압이 낮은 경우, 즉, 110V인 경우에 쌍방향 다이리스터(SSS)는 낮은 전압때문에 오프상태로 된다. 따라서 브릿지 정류기(20)에는 전류가 흐르지 못하므로 릴레이(R_y)는 작동되지 않게 되고, 이 릴레이(R_y)의 상폐 접점단자(K₁)에 접속된 저항(R₁)만이 가변저항(VR)과 발열체(1)의 내측 가열선(10)과 접속하게 된다. 이로 인하여 발열체(1)등의 등가콘덴서(15)는 입력전원의 반 싸이클 동안에 온도 설정용 가변저항(VR)과 저항(R₁)을 통하여 충전되고, 이 충전에 의한 등가콘덴서(15)의 충전전압이 SCR의 트리거 전압에 도달하는 시간이 정하여지게 되나, 저항(R₁)이 저항(R₂)보다 작게 설정되어 있기 때문에 상기 트리거 전압에 도달되는 시간이 빠르게 되어 SCR은 보다 빠른 시간내에 트리거 시키게 된다.

한편, 높은 공칭전압(예를들면, 220V)의 전원이 입력되는 경우에는 쌍방향 다이리스터(SSS)가 도통되어 브릿지 정류기(20)에 전류가 흐르게 되므로 릴레이(R_y)가 작동되어 이 릴레이(R_y)의 상기 접점단자(K₂)에 접속되어 있는 큰 저항값의 저항(R₂)이 상기 발열체(1)에 접속되므로 상기 등가콘덴서(15)의 충전에 의해 전압은 이 큰 저항(R₂)때문에 SCR의 트리거 전압까지 도달하는 시간이 길어지게 되어 SCR이 트리거 되는 시간이 그만큼 늦어진다.

따라서, 상기 저항(R₁,R₂)의 저항값을 적절히 선택하면 입력 전원의 공칭전압의 변경에 관계없이 전기장판에는 항상 일정 전력이 공급되도록 제어된다.

본 발명의 실시예에 있어서는 2개의 저항으로 된 병렬회로를 가변저항과 발열체 사이에 접속하도록 구성하였으나, 상기 온도설정용 가변저항과 병렬회로의 위치를 변경하여 접속할 수도 있고, 또한 상술한 릴레이는 통상의 반도체 소자에 의한 스위치 장치로 대체하여 구성할 수도 있으며, 2개의 공칭전압은 반드시 110V 및 220V에 한정할 필요가 없고, 3개 이상의 공칭전압을 가지는 전력 시스템의 경우에는 이 공칭전압에 맞게 스위칭 장치를 설치함과 동시에 이 스위칭 장치에 선택되어 접속되는 상기 병렬회로의 각각의 저항을 공칭전압의 종류에 수에 대응하여 설치하여 사용할 수가 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 전기장판 또는 전기요의 정전력 공급장치는 입력전원의 공칭전압이 바꾸어지더라도 전기장판의 발열체에 입력되는 전력이 항상 일정하게 유지되도록 즉 설정온도로 유지하도록 자동으로 제어되어 공급되므로 2개 이상의 다른 공칭전압을 가지는 전력 시스템에서 별도의 고가 전력트랜스를 설치할 필요가 없을 뿐만 아니라 사용자는 절환 스위치가 적절히 절환되어 있는가를 확인할 필요가 없으며 또한 전원의 오접속에 의한 전원휴즈의 용단 및 전력제어장치의 고장이나 또는 전기장판자체의 소손등을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (1)

1. SCR의 스위칭 소자에 온도변화에 따라 용량이 증감되는 등가콘덴서를 구비한 발열체 및 온도설정용의 가변저항을 접속하고 저항값이 다른 2개 이상의 저항으로 형성되는 병렬회로와 릴레이를 구비하여 상기 릴레이에 의해 상기 병렬회로의 하나의 저항을 선택하여 접속하게 함으로써 공칭전압의 고저에 관계없이 전기장판 또는 전기요에 일정전력을 공급하는 전력 공급장치에 있어서, 입력전원측에 정류기(20)와 쌍방향 다이리스터(SSS)를 직렬로 접속함과 동시에 상기 릴레이(R_y)를 정류기(20)의 출력측에 접속하여 공칭전압의 고저에 따라 상기 쌍방향 다이리스터(SSS)를 턴온, 턴오프시켜 자동으로 상기 릴레이(R_y)의 구동을 제어토록함을 특징으로 하는 전기장판 또는 전기요의 정전력 공급장치.

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