KR200270324Y1 - 피티씨 소자를 이용한 온도 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 발열체로써 피티씨 소자(PTC)를 이용하며 회로의 구성을 간소화하고 전자파의 방출량을 낮추도록 한 피티씨 소자를 이용한 온도 조절장치에 관한 것으로 교류전압에 응답하여 발열하는 피티씨 소자와, 상용 교류전원과 피티씨소자 사이에 접속되어 제어신호에 응답하여 피티씨소자의 교류전압을 절환하기 위한 릴레이부와, 상용 교류전원과 릴레이부 사이에 접속되어 릴레이부의 절환동작에 따라 발생되는 전자파를 흡수하기 위한 전자파 흡수회로와, 상용 교류전원을 정류 및 평활화하고 평활화된 전압을 정전압으로 변환하기 위한 전원부와, 피티씨 소자의 발열온도를 감지하기 위한 온도 센서와, 미리 설정된 온도와 온도 센서에 의해 감지된 피티씨 소자의 발열온도를 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 제어신호를 발생함으로써 피티씨 소자의 발열온도를 설정온도로 유지시키기 위한 제어부를 구비함을 특징으로 하는 온도조절회로.

Description

피티씨 소자를 이용한 온도 조절장치{APPARATUS FOR ADJUSTING TEMPERATURE USING A POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT RESISTOR}

본 고안은 헤어아이론에 사용되는 온도 조절회로에 관한 것으로, 특히 발열체로써 피티씨(Positive Temperature Coefficient Resistor : PTC)를 이용하며 조절회로를 간소화하고, 기기의 사용시 방출되는 전자파의 양을 낮추도록 한 피티씨 소자를 이용한 온도 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로, 헤어아이론에 사용되고 있는 온도 조절기는 피티씨로 부터 발열되는 열의 통로를 제어함으로써 온도를 조절하는 방법이 사용되었다.

그러나 위와 같은 온도조절기는 기구적으로 매우 복잡하며, 작동회로에서 방출되는 전자파를 차폐시키는 장치가 없으므로 사용시 전자파가 방출되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로 간단한 회로를 이용하여 온도를 조절함으로써 실시간으로 온도를 조절할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

본 고안의 또 다른 목적은 회로를 간소화하고 방출되는 전자파를 기준치 이하로 낮추도록 한 구동회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 온도 조절장치는 교류전압에 응답하여 발열하는 피티씨 소자와, 상용 교류전원과 피티씨소자 사이에 접속되어 제어신호에 응답하여 피티씨소자의 교류전압을 절환하기 위한 릴레이부와, 상용 교류전원과 릴레이부 사이에 접속되어 릴레이부의 절환동작에 따라 발생되는 전자파를 흡수하기 위한 전자파 흡수회로와, 상용 교류전원을 정류 및 평활화하고 평활화된 전압을 정전압으로 변환하기 위한 전원부와, 피티씨 소자의 발열온도를 감지하기 위한 온도 센서와, 미리 설정된 온도와 온도 센서에 의해 감지된 피티씨 소자의 발열온도를 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 제어신호를 발생함으로써 피티씨 소자의 발열온도를 설정온도로 유지시키기 위한 제어부를 구비함을 특징으로 한다.

본 고안의 또 다른 특징은 온도 조절장치를 상기 전원부의 전압을 감지하여 그 전압에 따라 일정한 시정수를 가진 발진회로에 의해 발광램프를 점멸시키기 위한 표시부를 더 구비하며 상기 릴레이부는 상용 교류전원과 피티씨 소자 사이에 접속된 온도 퓨즈와, 온도 퓨즈와 피티씨 소자 사이에 접속된 쌍방향 다이리스터와, 제어부와 쌍방향 다이리스터 사이에 접속되어 제어부의 제어신호에 따라 쌍방향 다이리스터를 제어하기 위한 광결합 다이리스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 또 다른 특징은 상기 전자파 흡수회로를 상용 교류전원의 양단에 병렬 접속된 컨덴서와, 상용 교류전원과 상기 피티씨 소자 사이에 접속된 페라이트 비드로 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 전원부와 기저전압원 사이에 접속되어 각각 상한치 설정온도와 하한치 설정온도를 규정하는 분압저항과, 분압저항 사이의 분압노드 상에 접속되어 사용자가 원하는 온도를 설정하기 위한 온도 설정용 가변저항과, 가변저항에의해 설정된 설정온도 전압과 온도 센서에 의해 감지된 피티씨 소자의 발열온도를 비교하여 제어신호를 발생하기 위한 비교기와, 온도 센서에 접속된 온도 보상용 컨덴서와, 비교기의 입력단과 온도 센서 사이에 접속된 반고정 저항을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안의 온도 조절장치를 개략적으로 나타낸 블럭도.

도 2는 도 1에 도시된 솔리드 스테이트 릴레이의 상세 회로도.

도 3은 도 1에 도시된 전원부의 상세 회로도.

도 4는 도 1에 도시된 제어부의 상세 회로도.

도 5는 도 1에 도시된 표시부의 상세 회로도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

11 : 전원부 12 : 제어부

13 : 표시부 14 : 솔리드 스테이트 릴레이

15 : 온도 센서 16 : 피티씨(PTC) 소자

17 : 온도 조절회로

이하 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도 1 내지 도 5을 참조하여 설명하면 하기와 같다.

우선 도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 온도 조절장치는 피티씨 소자(16)와, 피티씨 소자(16)에 교류전압을 공급하기 위한 온도 조절회로(17)와, 피티씨 소자(16)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(15)를 구비한다.

피티씨 소자(16)는 전압에 응답하여 빠른 시간 이내에 발열되는 특성을 가지며, 온도가 올라갈수록 저항치가 증가하고 소비전류가 감소된다. 또한, 피티씨 소자(16)는 발열온도가 큐리에 온도점(Curie Temperature Point)에 도달하면 정해진 온도만큼만 유지하는 정온발열 특징을 가지고 있다. 본 고안에 따른 온도 조절장치가 헤어아이론에 적용되는 경우에, 피티씨 소자(16)는 헤어아이론의 발열체로써 이용된다.

온도 센서(15)는 온도에 반비례하여 저항치가 변화되는 특성에 의해 피티씨 소자(16)의 온도를 감지하는 역할을 하게 된다. 이 온도 센서(15)는 피티씨소자 (16)와 접촉되게 위치하게 된다.

온도 조절회로(17)는 상용 교류전원에 공통으로 접속된 전원부(11) 및 솔리드 스테이트 릴레이(Solid State Relay : 이하, "SSR"이라 한다)(14)와, 온도 센서 (15)와 SSR(14) 사이에 접속되어 피티씨 소자(16)의 온도에 따라 SSR(14)을 제어하기 위한 제어부(12)와, 전원부(11)의 미세한 변화를 감지하여 동작상태를 표시하기 위한 표시부(13)를 구비한다.

도 2는 상기 SSR(14)의 상세 회로도로써 제1입력단자(P1)와 제1출력단자(H1) 사이에 직렬 접속된 온도퓨즈(TF1) 및 쌍방향 다이리스터(Q1)와, 쌍방향 다이리스터(Q1)의 입력단자와 제어단자에 접속된 광결합 다이리스터(U2)와, 제어부(12)와 광결합 다이리스터(U2) 사이에 접속된 저항(R6)과, 제2입력단자(P2)와 제2출력단자 (H2) 사이에 접속된 페라이트비드(L1)와, 제1 및 제2 입력단자(P1,P2) 사이에 병렬 접속된 컨덴서(C1)로 구성된다.

온도퓨즈(TF1)는 제1 입력단자(P1)와 쌍방향 다이리스터(Q1) 사이에 과열이나 단락(short)이 발생되면 제1 입력단자(P1)와 쌍방향 다이리스터(Q1) 사이의 전류패스를 개방하여 과열이나 과전압 및 과전류로부터 쌍방향 다이리스터(Q1)를 보호하는 역할을 하게 된다.

쌍방향 다이리스터(Q1)는 광결합 다이리스터(U2)로부터 제어단자(3)에 입력되는 제어전압이 문턱치 이상일 때 입력전압을 출력단자(H1)로 바이패스시키는 반면, 그 제어전압이 문턱치보다 낮을 때 입력전압을 차단하는 스위치소자 역할을 하게 된다.

광결합 다이리스터(U2)는 저항(R6)과 정극성 바이어스 입력단자(B+)를 경유하여 입력되는 입력전압에 따라 발광하여 전기에너지를 광에너지로 변환한 다음, 다시 전기적 에너지로 변환하여 쌍방향 다이리스터(Q1)에 입력전압을 공급하게 된다. 즉, 광결합 다이리스(U2)는 저항(R6)을 경유하여 입력되는 제어부(12)의 제어전압을 쌍방향 다이리스터(U2)의 제어단자에 공급하여 쌍방향 다이리스터(Q1)의 절환동작을 제어하게 된다.

전자파 흡수용 컨덴서(C1)와 페라이트 비드(L1)는 SSR(14)의 온/오프시 발생되는 전자파를 흡수하여 전자파를 억제하게 된다.

도 3은 전원부(11)의 상세 회로도로써 정류용 다이오드(D1), 평활용 컨덴서 (C3) 및 정전압 다이오드(D2)를 구비한다.

제1 입력단자(P1)와 정류용 다이오드(D1)의 제1 입력단 사이에는 전원 스위치(SW1)와 저항(R1)이 접속되며, 제2 입력단자(P2)와 정류용 다이오드(D1)의 제2 입력단 사이에는 분압용 컨덴서(C2)가 접속된다.

정류용 다이오드(D1)는 전원 스위치(SW1)가 온 상태를 유지하는 경우에, 제1 및 제2 입력단자(P1, P2)로부터의 상용 교류전원을 정류하여 평활용 컨덴서(C3)의 양단에 정류전압을 공급하게 된다.

평활용 컨덴서(C3)는 정류용 다이오드(D1)에 의해 정류된 정류전압을 평활하여 직류로 변환하게 된다.

평활용 컨덴서(C3)와 정전압 다이오드(D2) 사이에는 전류 제한용 저항(R2)이 접속된다.

정전압 다이오드(D2)는 평활용 컨덴서(C3)로부터의 직류전압을 일정하게 유지시켜 제어부(12)와 표시부(13)에 안정된 직류구동전압을 공급하게 된다.

도 4는 제어부(12)의 상세 회로도로써 제1 및 제2 센서전압 입력단자(S1,S2)를 경유하여 온도 센서(15)에 접속되며, 상한치와 하한치의 설정온도를 설정하기 위한 온도설정용 저항(R3,R4)과, 온도 설정용 저항(R3,R4) 사이의 분압노드 상에 설치된 가변저항(VR1)과, 제1 센서전압 입력단자(S1)에 직렬 접속된 온도 보상용 컨덴서(C5) 및 온도 고정용 반고정 저항(RT1)과, 설정온도와 감지온도를 비교하여 그 비교전압에 따라 SSR(14)을 제어하기 위한 비교기(U1B)를 구비한다.

가변저항(VR1)은 사용자에 의해 그 저항값이 조정되어 제3 저항(R3)에 의해 정해지는 하한치 설정온도와 제4 저항(R4)에 의해 정해지는 상한치 설정온도 사이에서 설정온도를 조정하는 역할을 하게 된다.

비교기(U1B)는 가변저항(VR1)을 경유하여 정극성 입력단자에 공급되는 설정온도전압과 반고정 저항(RT1)을 경유하여 부극성 입력단자에 공급되는 감지온도 전압을 비교하며, 감지온도전압이 설정온도보다 클 때 SSR(14)의 광결합 다이리스터 (U2)의 입력전압을 낮춤으로써 피씨티 소자(16)의 온도를 낮추게 된다. 반면에, 비교기(U1B)는 감지온도전압이 설정온도이내일 때 SSR(14)의 광결합 다이리스터 (U2)의 입력전압을 높임으로써 피씨티 소자(16)의 온도를 높이게 된다.

따라서, 제어부(12)는 온도 센서(15)에 의해 감지된 피씨티 소자(16)의 온도가 미리 설정된 설정 온도를 유지하도록 SSR(14)의 절환동작을 제어하게 된다.

도 5는 표시부(13)의 상세 회로도로써 정극성 바이어스 입력단자(B+)에 자신의 애노드단자가 접속된 발광 다이오드(LD1)와, 온도 조건 변화를 감지하는 분압저항기(R7,R8)와, 분압 저항기(R7,R8)의 분압 노드와 발광 다이오드(LD1) 사이에 접속된 비교기(U1A)와, 비교기(U1A)의 정극성 입력단자와 출력단자 사이에 접속된 감도조정용 저항(R9)과, 발광 다이오드(LD1)의 점멸 속도를 조정하기 위한 저항기 (R10)와, 시정수용 컨덴서(C4)를 구비한다. 발광 다이오드(DL1)과 비교기(U1A) 사이에는 전류 제한용 저항(R11)이 접속된다.

이 표시부(13)는 전원부(11)의 미세한 변화를 오차 증폭하여 RC 시정수에 의해 결정된 발진 주파수에 따라 발광 다이오드(LD1)를 점멸시키게 된다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 피티씨 소자를 이용한 온도 조절장치는 온도조절용 회로를 간소화하고 전자파를 최소화하게 된다. 이 온도 조절장치는 헤어 아이론에 적용될 수 있다. 헤어아이론에 적용되는 경우에, 도 3의 스위치(SW1)는 헤어 드라이어의 전원 스위치로 적용되며, 도 4의 가변저항(VR1)은 헤어아이론 온도 설정에 적용된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 고안의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 고안의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (5)

1. 교류전압에 응답하여 발열하는 피티씨 소자와,

   상용 교류전원과 상기 피티씨소자 사이에 접속되어 제어신호에 응답하여 상기 피티씨소자의 교류전압을 절환하기 위한 릴레이부와,

   상기 상용 교류전원과 상기 릴레이부 사이에 접속되어 상기 릴레이부의 절환동작에 따라 발생되는 전자파를 흡수하기 위한 전자파 흡수회로와,

   상기 상용 교류전원을 정류 및 평활화하고 평활화된 전압을 정전압으로 변환하기 위한 전원부와,

   상기 피티씨 소자의 발열온도를 감지하기 위한 온도 센서와,

   미리 설정된 온도와 상기 온도 센서에 의해 감지된 상기 피티씨 소자의 발열온도를 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 제어신호를 발생함으로써 상기 피티씨 소자의 발열온도를 상기 설정온도로 유지시키기 위한 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 피티씨 소자를 이용한 온도 조절장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전원부의 전압을 감지하여 그 전압에 따라 일정한 시정수를 가진 발진회로에 의해 발광램프를 점멸시키기 위한 표시부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 피티씨 소자를 이용한 온도 조절장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 릴레이부는 상기 상용 교류전원과 상기 피티씨 소자 사이에 접속된 온도 퓨즈와,

   상기 온도 퓨즈와 상기 피티씨 소자 사이에 접속된 쌍방향 다이리스터와,

   상기 제어부와 상기 쌍방향 다이리스터 사이에 접속되어 제어부의 제어신호에 따라 상기 쌍방향 다이리스터를 제어하기 위한 광결합 다이리스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 피티씨 소자를 이용한 온도 조절장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 전자파 흡수회로는 상기 상용 교류전원의 양단에 병렬 접속된 컨덴서와,

   상기 상용 교류전원과 상기 피티씨 소자 사이에 접속된 페라이트 비드를 구비하는 것을 특징으로 하는 피티씨 소자를 이용한 온도 조절장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 전원부와 기저전압원 사이에 접속되어 각각 상한치 설정온도와 하한치 설정온도를 규정하는 분압저항과,

   상기 분압저항 사이의 분압노드 상에 접속되어 사용자가 원하는 온도를 설정하기 위한 온도 설정용 가변저항과,

   상기 가변저항에 의해 설정된 설정온도 전압과 상기 온도 센서에 의해 감지된 상기 피티씨 소자의 발열온도를 비교하여 상기 제어신호를 발생하기 위한 비교기와,

   상기 온도 센서에 접속된 온도 보상용 컨덴서와,

   상기 비교기의 입력단과 상기 온도 센서 사이에 접속된 반고정 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 피티씨 소자를 이용한 온도 조절장치.