KR960010665Y1

KR960010665Y1 - 맥류를 출력하는 전기히터용 온도조절장치

Info

Publication number: KR960010665Y1
Application number: KR2019910013093U
Authority: KR
Inventors: 정동명
Original assignee: 하중호; 정동명
Priority date: 1991-08-19
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1996-12-23
Also published as: KR930005357U

Abstract

내용 없음.

Description

맥류를 출력하는 전기히터용 온도조절장치

제1도는 본 고안의 블럭도.

제2도는 본 고안의 전체적 구성을 예시한 회로도.

제3도는 본 고안의 따르는 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 직류전원회로 3 : 시분할변조회로

5 : 전력스위칭회로 6 : 정류회로

본 고안은 전기매트나 각종 히터등의 온도를 조절하기 위한 전류체어 장치에 관한 것으로 무게가 가볍고 소형으로 제작될 수 있게 하면서, 특히 전기매트와 같이 절연재를 사이에 도고 인체와 히터가 대전될 경우에 교류전원의 교호자계에 의해서 발생하는 유도기전력의 영향으로 나타날 수 있는 생리적 이상현상을 개선하기 위한것으로, 맥류를 출력함으로써 교류출력에 따르는 단점을 개선할 수 있도록 한 맥류를 출력하는 전기히터용 온도조절장치에 관한 것이다.

종래의 온도조절장치는 전기매트와 같이 출력전류가 작은 경우에는 전자파 방출이 적은 양이므로 교류위상제어 방식을 사용하고 부하전류가 어느정도 큰 경우에는 전파잡음이 문제가 됨으로 SSR에 의한 교류 제로전압제어 방식을 사용하여 왔다.

이러한 SSR에 의한 방식은 보통의 스위치를 노이즈, 없이 ON/OFF시키는 결과와 같으므로 써미스터와 같은 센서를 설치하고 그 출력 레벨을 설정온도와 비교하여 어느 상한과 하한의 구간에서 완전한 ON상태나OFF상태를 반복하는 구조로 사용되고 있어서. 반드시 센서가 인터페이스가 되어야 하고 또한 그 출력은 영점에서 스위칭된 교류 파형이 된다.

송형의 전기히터나 전기매트는 제품의 특성상 온도조절기의 부피가 작아야 하고 정밀제어 보다는 안정성과 신뢰성에 중점을 두어야 하며 저렴한 가격으로 제공되면서, 무엇보다 전자파의 방출이나 전기적 잡음등에 의해인체에 나쁜 영향이 없어야 될 것을 요구하는 것이다.

그러나 이와 같은 관점에서 종래의 온도조절기는 상술한 요만조건을 만족시킬 수 없는 것이었다. 즉. 전기매트 사용자의 대다수가 사용후 불쾌감이나 피로감을 호소하고 있어서 제품의 안정성과 신뢰도가 반감되고 있는것이다.

이러한 신체의 생리적 이상현상은 온도조절기에서 출력되는 교류전류에 의해서 자계가 발생하고 이 교호되는 자계에 의해서 대전된 인체에 다시 기전력이 과도하게 유기되는 것에 기인하는 것이다.

생리적 이상현상을 방지하기 위한 수단으로 히터에 직류를 이용할 경우 피로감은 나타나지 않게 되지만 소형, 경량이면서 염가로 제공되어야 하는 제한 조건때문에 완전한 직류전류를 만드는데에는 어려움이 있어서 바람직하지 않다.

이러한 문제점들을 해결하고 전술한 고려 조건을 충족시키기 위하여 정류회로중 평활회로를 제외한 맥류로실험한 결과 완전직류와 차이점이 없고 시간적으로 레벨의 변화는 있으나 자계의 방향에는 변화가 없어서 정자계에서와 같이 기전력의 유도가 극히 작게 되어 소기의 목적을 달성할 수 있게 되는 사실을 알게 되어 본 고안을 완성하게 되었다.

본 고안 상기 실험결과에 따라 만족될 수 있는 출력을 얻기 위하여 센서없이 전류제어가 가능한 사분할 비례제어 방식에 센서를 병용할 수 있는 혼합방식으로 제어되고 맥류를 출력할 수 있도록 한것으로 110V-220V의 상용전원을 입력받아 전력스위칭 회로에 공급하여 제어회로에서 트리거 될 수 있도록 대기 상태에 두는 한편제어회로에 직류전원을 공급하기 위하여 직류회로에서 감압트랜스 없이 콘텐서의 높은 임피던스값을 이용하여 6V-12V의 직류전원을 만들고 연산증폭기와 트리거 드라이버 소자에 전원을 공급한다.

시분할 변조회로는 종래의 온도센서를 이용한 방식의 단점을 개선하기 위한 것으로 센서없이 상대온도 제어를 가능하게 한 것이다.

이것은 트라이액 드라이벅의 게이트 트리거 시간을 일정한 주파수 50∼70mm고 고정하고 외부설정값에 따라서 트라이액 전류를 공급하는 ON시간, 전류를 차단하는 OFF시간의 비율을 가변하는 방식이므로 센서가 필수적인 것을 아니며 본 고안에서는 센서에 의한 절대온도 제어도 가능하게 하기 위하여 양방식이 가능한 혼합방식의 구조로 하며, 이렇게 조정될 출력은 트라이액소자의 트리거 드라이버 기능을 가지며 전자파발생을 억제하기위하여 교류입력이 없는 위상각 제로에서 ON/OFF하기 위한 영점 검출회로가 내장된 전용 포토커플러드라이브 소자에 공급되어 별도의 부가회로없이 트라이액이나 SCR등의 전력소자를 영점에서 트리거가 가능하게 하고 트리거된 다이리스터 소자의 출력파형을 정류회로에서 (-)파형을 (+)파형으로 반전시켜서 맥류파형으로 출력이되게 한것이다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안의 전체적 구성을 예시한 블럭도.

제2도는 본 고안의 회로도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 고안은 콘덴서(C₁)(C₂)(C₃)와 와트저항(R₁)과 정류다이오드(D₂)의 정류회로에 의해서 직류전압을 생성한 후 제너다이오드(D₁)의 조합에 의해서 정전압 직류전원을 얻는 직류전원회로(2)와,콘덴서(C₃)(C₄)(C₅), 저항(R₆)(R₇)(R₉)(R₁₀)(R₁₁)(R₁₂)(R₁₃)의 조합과 가변저항(VR₁)(VR₂)의 설정값에 의해서 감각파를 발진하는 비교기(OP₁)와 시분할 가변펄스폭 변조파형을 출력하는 비교기(OP₂)로 구성되는 시분할변조회로(3)와, 영점 검출회로가 내장된 광절연 트리거 드라이버(Q₁)와 저항((R₂)(R₁₄), 노이즈 필터(C₇)트라이액 소자(Q₂)로 구성된 전력스위칭회로(5)와 브리지 다이오드(D₄)로 구성되어 맥류를 출력하는 정류회로(6)로 구성되는 것이다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 인가되는 110V-220V의 AC입력전원은 휴즈(F₁), 스위치( SW₂), 트라이액소자(Q₂)와 노이즈필터(C₇)로 구성된 전력스위칭 회로(5)에 공급되고, 제어회로 스위치(SW₁)를 거처 콘덴서(C₁)(C₂)(C₃)와 와트저항(R₁), 제너다이오드(D₁) 및 정류다이오드(D₂)로 구성된 직류전원회로(2)에 공급하여 신호처리를 위한 6V-12V의 직류전원을 얻는다.

직류전원회로(2)는 온도조절기의 특성상 부피가 작고 가벼워야 하며 진동음이나 잠음이 없어야 하기 때문에 감압트랜스를 제거하고 교류주파수에 따른 콘덴서(C₁)의 높은 임피던스와 직렬로 연결된 저항(R₁)과 정류다이오드(D₂)에 의해서 구동에 필요한 최소한의 전류를 통과시키고, 이것을 콘덴서(C₂)에 충전시키며 제너다이도드(D₁)에 의해서 12V이상을 차단하여 안정된 정전압을 유지한다.

콘덴서(C₃)는 60HZ 노이즈 제거용이며, 이 직류전원은 비교기(OP₁)과 (OP₂) 그리고 트리거드라이버(Q₁)의 정원단자에 공급된다.

비교기(OP₁)은 시분할 변조파형의 고정된 주파수를 제공하기 위하여 제3도의 (a)와 같은 심각파를 콘덴서(C₅)와 저항(R₆)(R₇)(R₁₀)(R₁₁)(R₁₂)의 시정수에 의해서 결정된 값으로 출력하고, 출력된 삼각파를 다시 비교기(OP₂)의 빈반전 단자에 공급하며 사용자가 설정한 가변저항(VR₄)(VR₁₅)으로 조정된 값과 써미스터(RT₁)의 온도비례 저항값에 의해서 결정된 레벨을 비교기(PO₂)의 반전단자에 공급하여 제3도의 (b)와 같이 펄스폭이 변조된 구형파를 얻게 된다.

이 시분할 비례제어 신호가 트리거 드라이버 소자(Q₁)에 공급되면 내부의 발광다이오드를 점멸시켜 수광소자와 결합된 드라이버를 구동하게 됨으로써 전원과는 접지점이 분리되어 스위칭 노이즈나 기타 역전류의 위험이 없이 안전하게 트리거 드라이버를 구동시킬 수 있게 된다.

또한 이 트리거 드라이버의 내부에는 영점 검출기를 내장하고 있어서 입력전원의 영점 위상을 자동적으로 추종하게 됨으로써 어떠한 경우에서도 위상추종을 실패하지 않게 되어 노이즈가 없게 된다.

이는 교류입력이 없는 위상가 제로에서 즉, 트라이액에 전류흐름이 없는 순간에 ON 상태에서 OFF상태, 또는 OFF상태로 전환하므로서 전류가 흐를때 ON/OFF시켜서 발생되는 전자파를 억제시 킬 수 있기 때문이다.

이와 같이 조정된 트리거 신호를 받은 트라이액소자(Q₂)는 제3도의 (c)와 같이 ON/OFF듀티비(ON/OFF의 시간비율)조정이 가능한 교류출력을 내게 되고, 이 교류출력을 브리지다이오드(D₄)에서 정류하여2차 휴즈(F₂)를 거치면 제3도의 (d)와 같은 맥류파형을 출력하게 된다.

따라서, 본 고안에 의하면 인체에 과도한 유도기전력을 발생시키지 않고 전자파의 방출이나 전기적 잡음을 억제하며, 센서에 의한 절대온도제어와 시분할비례 방식에 의한 상대온도제어가 가능하여 소형, 경량 및 염가인 전기히터용의 온도조절장치를 제공할 수 있게 되는 것이다.

Claims

(정정)콘덴서(C₁)(C₂)(C₃)와 와트저항(R₁)과 정류다이오드(D₂)의 직력회로에 의해서 직류전압을 생성한 후 제너다이오드(D₁)의 조합에 의해서 정전압 직류 전원을 얻는 직류전원회로(2)와, 콘덴서(C₃)(C₄)(C₅)와저항(R₆)(R₇)(R₉)(R₁₀)(R₁₁)(R₁₂)(R₁₃)의 조합과 가변저항(VR₁)(VR₂)의 설정값에 의해서 삼각파를 발진하는 비교기(OP₁)와 시분할 가변펄스폭 변조파형을 출력하는 비교기(OP₂)로 구성되는 시분할변조회로(3)와, 영점 검출회로가 내장된 광절연 크리거 드라이버(Q₁)와 저항(R₂)(R₁₄), 노이즈필터(C₇), 트라이액 소자(Q₂)로 구성된 전력스위칭회로(5)와 브리지다이오드(D₄)로 구성되어 맥류를 출력하는 정류회로(6)로 구성되는 특징으로 하는 전기히터용 온도조절장치.