KR200402040Y1 - 매트용 온도 조절기 - Google Patents

매트용 온도 조절기 Download PDF

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KR200402040Y1
KR200402040Y1 KR20-2005-0024285U KR20050024285U KR200402040Y1 KR 200402040 Y1 KR200402040 Y1 KR 200402040Y1 KR 20050024285 U KR20050024285 U KR 20050024285U KR 200402040 Y1 KR200402040 Y1 KR 200402040Y1
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Abstract

본 고안은 매트용 온도 조절기에 관한 것으로서, 특히 (+)반파와 (-)반파의 전원전압 사인파를 공급하는 교류 전원 공급부와, 교류 전원 공급부로부터 인가되는 전압에 의해 점등되어 전원 공급 여부를 표시하는 전원 표시부와, 상기 교류 전원 공급부로부터 공급되는 교류 전원을 분압하여 기준 전압을 제공하는 기준 전압 발생부와, 상기 교류 전원 공급부로부터 교류 전원을 인가받아서 발열하고, 온도를 감지하여 온도에 따라 저항값이 가변되는 발열부와, 상기 발열부를 통해 인가되는 전압을 충방전하는 센서 전압 충방전부와, 상기 센서 전압 충방전부의 충전 전압과 상기 기준 전압 발생부의 기준 전압을 비교하여 충전 전압이 기준 전압보다 높으면 스위칭되어 트리거 전압을 공급 및 차단하는 비교/트리거부와, 가변 저항을 구비하고, 사용자의 설정에 따라 교류 저항값을 가변시켜 상기 센서 전압 충방전부의 충전 전압 레벨을 가변시켜 상기 비교/트리거부를 스위칭시키는 센서 전압 설정부와, SCR을 구비하고, 상기 비교/트리거부로부터 제공되는 트리거 전압에 의해 스위칭되어 상기 발열부로 전원을 제공하는 출력부로 이루어지는 매트용 온도 조절기에 있어서, 상기 비교/트리거부는, 상기 센서 전압 설정부로부터 출력되는 전압에 의해 스위칭되도록 상기 센서 전압 설정부의 출력단에 베이스가 연결되고, 상기 기준 전압 발생부의 출력단에 에미터가 연결되는 NPN 타입의 스위칭용 트랜지스터와; 상기 스위칭용 트랜지스터의 출력 전류를 증폭하도록 상기 스위칭용 트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 연결되고, 상기 스위칭용 트랜지스터의 에미터에 컬렉터가 공통 접속되며, 상기 교류 전원 공급부의 출력단에 에미터가 연결되는 PNP 타입의 증폭용 트랜지스터; 및 상기 스위칭용 트랜지스터의 베이스로 입력되는 펄스 형태의 노이즈를 제거하도록 상기 스위칭용 트랜지스터의 베이스와 에미터 사이에 연결되는 노이즈 제거용 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 고안에 따르면 비교/트리거부에서 한 개의 NPN 타입의 트랜지스터를 이용하여 스위칭시키고, NPN 타입의 트랜지스터의 컬렉터에 PNP 타입의 트랜지스터의 베이스를 연결하여 NPN 타입의 트랜지스터의 온시 전류 증폭을 통해 SCR을 트리거시킴으로써 스위칭시 문턱 전압의 편차를 줄일 수 있다.

Description

매트용 온도 조절기{TEMPERATURE CONTROLLER FOR MAT}
본 고안은 매트용 온도 조절기에 관한 것으로서, 상세하게는 동작 편차를 최소화하고, 펄스성 노이즈에 의해 오동작을 방지하도록 하는 매트용 온도 조절기에 관한 것이다.
점차적으로 우리의 생활방식이 기존의 온돌구조 난방시스템에서 서구식 주거 형태로의 전환이 이루어지고 있고 이러한 상황에서 침대를 사용하는 난방형태를 선호해 가고 있는 추세이며, 이렇게 침대로의 전환은 결과적으로 여름에는 덥고 겨울에는 춥게되는 불편한 점이 있어, 기존의 온돌방에 익숙한 사람들에게 있어서는 건강에 치명적인 영향이 있으며 현재 수명의 노령화로 인한 노인인구의 증가로 인해 건강에 많이 관심이 가는 것이 사실이다.
따라서, 온기가 없는 실내의 찬 바닥면을 일정온도로 따뜻하게 유지하기 위하여 전열매트를 사용하게 되는데, 이러한 전열매트에는 입력전압에 의해 발열하는 발열부재가 사용되고 있으며, 이와 같은 발열부재의 발열온도가 사용자가 설정한 소정 온도 이상으로 올라가지 않도록 하는 온도 조절기가 사용되고 있다.
이러한 종래의 온도 조절기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 교류 전원 공급부(10)와, 전원 표시부(20)와, 기준 전압 발생부(30)와, 발열부(40)와, 센서 전압 충방전부(50)와, 비교/트리거부(60)와, 센서 전압 설정부(70)와, 출력부(80)로 구성된다. 여기에서, 도면중 미설명 부호 D8은 SCR 쇼트시 과전류를 발생시켜 퓨즈(F1)을 단락시키기 위한 목적의 다이오드이다.
교류 전원 공급부(10)는 퓨즈(F1)와, 전원 스위치(PSW1)를 구비하며, 전원 스위치(PSW1)의 스위칭에 따라 (+)반파와 (-)반파의 전원전압 사인파, 즉 교류 전원인 상용 전원(110/220V)을 공급한다.
전원 표시부(20)는 다이오드(D1)와, 복수의 LED(D2, D3) 및 저항(R1)으로 구성되어 교류 전원 공급부(10)로부터 인가되는 전압에 의해 점등되어 전원 공급 여부를 표시한다.
기준 전압 발생부(30)는 분압 저항(R2, R3)으로 이루어져 교류 전원 공급부(10)로부터 공급되는 교류 전원을 분압하여 기준 전압(VR)을 제공한다.
발열부(40)는 교류 전원 공급부(10)로부터 교류 전원을 인가받아서 발열하는 발열선(H1,H2)과 교류 전원을 감지하여 특정온도를 감지하는 감지선(S1,S2)과 발열선과 감지선 사이에 피복된 온도센서층으로 이루어진다. 여기에서, 발열부(40)는 히팅 여부를 디스플레이하는 LED(D4)를 더 구비한다. 여기에서, 발열부(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 교류 전원 공급부(10)로부터 (-)반파의 전원전압을 인가받아 발열하고 이를 감지하기 위한 수단으로, 권심에 나선형으로 권선된 발열선(H1,H2)과, 감지선(S1,S2)과 발열선(H1,H2) 사이에 피복된 온도센서층(나일론 써미스터) 및 온도센서층에 나선형으로 권선된 감지선(S1,S2)을 포함하여 이루어지며, 발열선(H1,H2)은 교류 전원 전압을 인가받아 발열하기 위한 장치이고, 감지선(S1,S2)은 교류전원의 신호를 감지하여 외부로부터 들어오는 특정온도를 감지하기 위한 장치이며, 온도센서층(나일론 써미스터)은 발열선(H1, H2)과 감지선(S1,S2) 사이에 피복되어 온도변화에 따라 교류 저항값이 극단적으로 크게 변하게 되는 감응장치에 관한 것으로, 일반적으로 상기와 같은 구성에 의한 발열선과 감지선 및 온도센서층에 최종적으로 PVC가 피복된 것을 감열선(HEATER)라고 한다.
센서 전압 충방전부(50)는 커패시터(C1)와, 저항(R4) 및 다이오드(D5)로 이루어져 발열부(40)의 감지선(S1,S2)을 통해 인가되는 전압을 커패시터(C1)에 충방전하되, 교류 전원 공급부(10)의 AC2단에서 인가되는 교류 전원의 (+)반파동안 센싱 전압(Vs)이 커패시터(C1)에 충전되고, 교류 전원 공급부(10)의 AC2단에서 인가되는 교류 전원의 (-)반파동안 센싱 전압(Vs)이 커패시터(C1)에서 방전된다. 여기에서, 커패시터(C1)의 센싱 전압(Vs)의 레벨은 발열부(40)의 온도에 비례하고, 교류 저항값에 반비례한다.
비교/트리거부(60)는 다알링톤 접속된 NPN 타입의 제 1, 2트랜지스터(Q1, Q2)와, 트리거 전압용 커패시터(C2)와, 저항(R9) 및 다이오드(D7)로 이루어져 교류 전원 공급부(10)의 AC2단에서 인가되는 교류 전원의 (+)반파동안 기준 전압 발생부(30)에서 분압되어 저항(R3)의 양단 전압이 트리거용 전압으로 트리거 전압용 커패시터(C2)에 충전되고, 전원 공급부(10)의 AC2단에서 인가되는 교류 전원의 (-)반파동안 트리거 전류가 트리거 전압용 커패시터(C2)에서 방전되며, 센서 전압 충방전부(50)의 센싱 전압(Vs)과 기준 전압 발생부(30)의 기준 전압(VR)을 비교하여 센싱 전압(Vs)이 기준 전압(VR)보다 높으면 제 1트랜지스터(Q1) 및 제 2트랜지스터(Q2)가 온된다.
센서 전압 설정부(70)는 가변 저항(VR1)과, 복수의 저항(R5~R8) 및 다이오드(D7)로 이루어져, 사용자의 설정에 따라 가변 저항(VR1)의 저항값을 가변시켜 센서 전압 충방전부(50)의 센싱 전압 레벨을 가변시켜 비교/트리거부(60)의 제 1트랜지스터(Q1) 및 제 2트랜지스터(Q2)의 동작을 제어한다.
출력부(80)는 SCR(TH1)로 이루어져, 비교/트리거부(60)가 온되면 트리거 전압용 커패시터(C2)에서 제공되는 트리거 전류에 의해 SCR(TH1)이 트리거되어 교류 전원 공급부(10)의 (-)반파 전원전압을 발열부(40)의 발열선(H1,H2)으로 전원이 인가되어 가열된다.
이하, 종래의 온도 조절기의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사용자에 의해 전원 스위치(PSW1)가 온되면 교류 전원 공급부(10)에서 사인파인 교류 전압이 공급되는 데, 전원 공급부(10)의 AC1단이 (-)이고, AC2단이 (+)동안 센서 충전 주기이고, 전원 공급부(10)의 AC1단이 (+)이고, AC2단이 (-)동안은 출력부(80)의 SCR(TH1)의 도통 주기이다.
교류 전원 공급부(10)에서 전원이 공급되면 전원 표시부(20)의 복수의 LED(D2, D3)가 점등되어 외부로 전원 공급 여부를 알리고, 센서 충전 주기동안 기준 전압 발생부(30)의 분압 저항(R2, R3)에 의해 저항(R2)의 상단이 (-), 하단이 (+)가 되어 기준 전압이 제공된다.
그리고, 전원 공급부(10)의 AC1단에 (-), AC2단에 (+)전입이 걸리기 때문에 커패시터(C1)에는 센싱 전압(Vs)이 충전되고, 트리거 전압용 커패시터(C2)에는 트리거 전압이 충전되는 데, 센싱 전류는 AC2단→발열선(H2, H1)→나이론 써미스터→감지선(S2, S1)→R5→C1→AC2단의 경로로 흐르면서 커패시터(C1)의 상단이 (-), 하단이 (+)극성으로 커패시터(C1)에 센싱 전압(Vs)을 충전시킨다.
이때, 나일로 써미스터는 부온도특성을 가지므로 온도의 상승에 따라 전기저항이 감소하고, 센싱 전류가 상승하여 커패시터(C1)에는 온도에 비례한 전압이 충전된다.
또한, 트리거 전압은 AC2단→H2→H1→R3→R2→AC1단 그리고, AC2단→H2→H1→R10→C2→D6→R2→AC1단의 경로를 흐르면서 분압 저항(R2, R3)의 분압된 전압중 R3 양단 전압이 트리거 전압용 커패시터(C2)에 충전되어 트리거 전압이 준비되고, R2의 하단이 (+), 상단이 (-)의 극성으로 기준 전압(VR)이 발생한다.
그리고, 커패시터(C1)에 충전된 센싱 전압(Vs)은 R5→S2→S1→R6→VR1→R8→D7을 거쳐 제 1트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되고, 기준 전압(VR)의 (+)전압은 D6을 통해 제 1트랜지스터(Q1)의 에미터에 인가되어 센서 충전 주기동안 제 1트랜지스터(Q1)에서 비교되어 센싱 전압(Vs)이 기준 전압(VR)보다 크면 제 1, 2트랜지스터(Q1, Q2)가 도통되고, 트리거 전압용 커패시터(C2)가 방전되어 도통 주기에 SCR(TH1)을 트리거하지 못해 발열선(H1, H2)의 가열이 중지된다.
반대로, 센싱 전압(Vs)이 기준 전압(VR)보다 작거나 같으면 제 1, 2트랜지스터(Q1, Q2)가 도통되지 않아 트리거 전압용 커패시터(C2)가 방전되지 않고 있다가 도통 주기에 SCR(TH1)을 센서 전압 충방전부(50)→R5→S1→S2→R6→VR1→R8→D7→Q1 베이스→Q1 에미터→C2 (-)→C2 (+)→SCR 게이트H1→H2→AC2단의 경로로 전류가 흘러 제 1, 2트랜지스터(Q1, Q2)가 도통되고, 트리거 전압용 커패시터(C2)가 방전되어 SCR(TH1) 게이트에 전류가 발생되고, 이로 인해 SCR(TH1)가 트리거되어 발열선(H1, H2)이 가열된다.
그러나, 이러한 종래의 온도 조절기는 비교/트리거부에서 NPN 타입의 두 개의 트랜지스터를 다아링톤 접속하여 스위칭시키기 때문에 문턱 전압이 두 개의 트랜지스터의 값을 합한 값(1.2V)이 되어 문턱 전압의 편차가 커서 정확한 스위칭이 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 비교/트리거부로 펄스 형태의 노이즈가 유입되는 경우 이를 스위칭 신호로 인식하여 오동작하는 다른 문제점이 있다.
또, 센서 전압 설정부에 사용되는 가변 저항의 오차가 ±20%를 가지고 있기 때문에 실제 온도와 센싱 온도의 편차가 심하게 발생하는 또 다른 문제점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비교/트리거부에서 한 개의 NPN 타입의 트랜지스터를 이용하여 스위칭시키고, NPN 타입의 트랜지스터의 컬렉터에 PNP 타입의 트랜지스터의 베이스를 연결하여 NPN 타입의 트랜지스터의 온시 전류 증폭을 통해 SCR을 트리거시킴으로써 스위칭시 문턱 전압의 편차를 줄이도록 하는 매트용 온도 조절기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 고안은 종래의 비교/트리거부에 커패시터를 연결하여 펄스 형태의 노이즈가 유입되는 경우 이를 커패시터에서 제거함으로써 펄스 형태의 노이즈로 인해 비교/트리거부가 오동작하는 것을 차단하도록 하는 매트용 온도 조절기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또, 본 고안은 센서 전압 설정부에 사용되는 가변 저항의 오차를 줄이기 위해 가변 저항에 댐핑 저항을 병렬 연결하여 가변 저항의 오차를 줄임으로써 실제 온도와 센싱 온도의 편차를 최소화시키도록 하는 매트용 온도 조절기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은,
(+)반파와 (-)반파의 전원전압 사인파를 공급하는 교류 전원 공급부와, 교류 전원 공급부로부터 인가되는 전압에 의해 점등되어 전원 공급 여부를 표시하는 전원 표시부와, 상기 교류 전원 공급부로부터 공급되는 교류 전원을 분압하여 기준 전압을 제공하는 기준 전압 발생부와, 상기 교류 전원 공급부로부터 교류 전원을 인가받아서 발열하고, 온도를 감지하여 온도에 따라 저항값이 가변되는 발열부와, 상기 발열부를 통해 인가되는 전압을 충방전하는 센서 전압 충방전부와, 상기 센서 전압 충방전부의 충전 전압과 상기 기준 전압 발생부의 기준 전압을 비교하여 충전 전압이 기준 전압보다 높으면 스위칭되어 트리거 전압을 공급 및 차단하는 비교/트리거부와, 가변 저항을 구비하고, 사용자의 설정에 따라 저항값을 가변시켜 상기 센서 전압 충방전부의 충전 전압 레벨을 가변시켜 상기 비교/트리거부를 스위칭시키는 센서 전압 설정부와, SCR을 구비하고, 상기 비교/트리거부로부터 제공되는 트리거 전압에 의해 스위칭되어 상기 발열부로 전원을 제공하는 출력부로 이루어지는 매트용 온도 조절기에 있어서, 상기 비교/트리거부는 상기 센서 전압 설정부로부터 출력되는 전압에 의해 스위칭되도록 상기 센서 전압 설정부의 출력단에 베이스가 연결되고, 상기 기준 전압 발생부의 출력단에 에미터가 연결되는 NPN 타입의 스위칭용 트랜지스터와; 상기 스위칭용 트랜지스터의 출력 전압을 증폭하도록 상기 스위칭용 트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 연결되고, 상기 스위칭용 트랜지스터의 에미터에 에미터가 공통 접속되며, 상기 교류 전원 공급부의 출력단에 컬렉터가 연결되는 PNP 타입의 증폭용 트랜지스터; 및 상기 스위칭용 트랜지스터의 베이스로 입력되는 펄스 형태의 노이즈를 제거하도록 상기 스위칭용 트랜지스터의 베이스와 에미터 사이에 연결되는 노이즈 제거용 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 센서 전압 설정부는 상기 가변 저항의 저항값의 편차를 줄이도록 이에 병렬 연결되는 댐핑 저항을 더 포함한다.
이하, 본 고안에 따른 매트용 온도 조절기의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 고안에 따른 매트용 온도 조절기의 구성을 나타낸 블록 회로도이다.
하기에서 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 매트용 온도 조절기(100)는, 교류 전원 공급부(10)와, 전원 표시부(20)와, 기준 전압 발생부(30)와, 발열부(40)와, 센서 전압 충방전부(50)와, 비교/트리거부(110)와, 센서 전압 설정부(120)와, 출력부(80)로 구성된다.
먼저, 비교/트리거부(110)는 스위칭용 트랜지스터(Q10)와, 증폭용 트랜지스터(Q20)와, 트리거 전압용 커패시터(C2)와, 노이즈 제거용 커패시터(C10)로 구성된다.
스위칭용 트랜지스터(Q10)는 NPN 타입으로, 센서 전압 설정부(120)로부터 출력되는 전압에 의해 스위칭되도록 센서 전압 설정부(120)의 출력단에 베이스가 연결되고, 기준 전압 발생부(30)의 출력단에 에미터가 연결된다.
증폭용 트랜지스터(Q20)는 PNP 타입으로, 스위칭용 트랜지스터(Q10)의 출력 전류를 증폭하도록 스위칭용 트랜지스터(Q10)의 컬렉터에 베이스가 연결되고, 스위칭용 트랜지스터(Q10)의 에미터에 컬렉터가 공통 접속되며, 교류 전원 공급부(10)의 출력단에 에미터가 연결된다.
트리거 전압용 커패시터(C2)는 교류 전원 공급부(10)의 AC1단에서 인가되는 교류 전원의 (+)반파동안 센싱 전압(Vs)이 커패시터(C1)에 충전되고, 교류 전원 공급부(10)의 AC1단에서 인가되는 교류 전원의 (-)반파동안 센싱 전압(Vs)이 커패시터(C1)에서 방전된다.
노이즈 제거용 커패시터(C10)는 스위칭용 트랜지스터(Q10)의 베이스로 입력되는 펄스 형태의 노이즈를 제거하도록 스위칭용 트랜지스터(Q10)의 베이스와 에미터 사이에 연결된다.
그리고, 센서 전압 설정부(120)는 가변 저항(VR1)과, 복수의 저항(R5~R8) 및 다이오드(D7)를 구비하고, 가변 저항(VR1)의 저항값의 편차를 줄이도록 이에 병렬 연결되는 댐핑 저항(DR10)을 더 구비한다.
이하, 본 고안에 따른 매트용 온도 조절기의 동작을 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사용자에 의해 전원 스위치(PSW1)가 온되면 교류 전원 공급부(10)에서 사인파인 교류 전압이 공급되는 데, 전원 공급부(10)의 AC1단이 (-)이고, AC2단이 (+)동안 센서 충전 주기이고, 전원 공급부(10)의 AC1단이 (+)이고, AC2단이 (-)동안은 출력부(80)의 SCR(TH1)의 도통 주기이다.
교류 전원 공급부(10)에서 전원이 공급되면 전원 표시부(20)의 복수의 LED(D2, D3)가 점등되어 외부로 전원 공급 여부를 알리고, 센서 충전 주기동안 기준 전압 발생부(30)의 분압 저항(R2, R3)에 의해 저항(R2)의 상단이 (-), 하단이 (+)가 되어 기준 전압이 제공된다.
그리고, 전원 공급부(10)의 AC1단에 (-), AC2단에 (+)전입이 걸리기 때문에 커패시터(C1)에는 센싱 전압(Vs)이 충전되고, 트리거 전압용 커패시터(C2)에는 트리거 전압이 충전되는 데, 센싱 전류는 AC2단→발열선(H2, H1)→나이론 써미스터→감지선(S2, S1)→R5→C1→AC2단의 경로로 흐르면서 커패시터(C1)의 상단이 (-), 하단이 (+)극성으로 커패시터(C1)에 센싱 전압(Vs)을 충전시킨다.
이때, 나일로 써미스터는 부온도특성을 가지므로 온도의 상승에 따라 전기저항이 감소하고, 센싱 전류가 상승하여 커패시터(C1)에는 온도에 비례한 전압이 충전된다.
또한, 트리거 전압은 AC2단→H2→H1→R3→R2→AC1단 그리고, AC2단→H2→H1→R10→C2→D6→R2→AC1단의 경로를 흐르면서 분압 저항(R2, R3)의 분압된 전압중 R3 양단 전압이 트리거 전압용 커패시터(C2)에 충전되어 트리거 전압이 준비되고, R2의 하단이 (+), 상단이 (-)의 극성으로 기준 전압(VR)이 발생한다.
그리고, 커패시터(C1)에 충전된 센싱 전압(Vs)은 R5→S2→S1→R6→VR1→R8→D7 및 R5→S2→S1→R6→DR10→R8→D7을 거쳐 제 스위칭용 트랜지스터(Q10)의 베이스에 인가되고, 기준 전압(VR)의 (+)전압은 D6을 통해 스위칭용 트랜지스터(Q10)의 에미터에 인가되어 센서 충전 주기동안 스위칭용 트랜지스터(Q10)에서 비교되어 센싱 전압(Vs)이 기준 전압(VR)보다 크면 스위칭용 트랜지스터(Q10)가 도통되고, 트리거 전압용 커패시터(C2)가 방전되어 도통 주기에 SCR(TH1)을 트리거하지 못해 발열선(H1, H2)의 가열이 중지된다. 여기에서, 센서 전압 설정부(120)의 가변 저항(VR1)에 병렬로 댐핑 저항(DR10)을 연결함으로써 저항 오차를 줄일 수 있다. 즉, 가변 저항(VR1)과 댐핑 저항(DR10)의 저항값의 합에 의해 가변 저항(VR1)의 오차 범위가 그만큼 줄어들게 되기 때문이다.
반대로, 센싱 전압(Vs)이 기준 전압(VR)보다 작거나 같으면 스위칭용 트랜지스터(Q10)가 도통되지 않아 트리거 전압용 커패시터(C2)가 방전되지 않고 있다가 도통 주기에 SCR(TH1)을 센서 전압 충방전부(50)→R5→S1→S2→R6→VR1→R8→D7→Q10 베이스→Q10 에미터→C2 (-)→C2 (+)→SCR 게이트H1→H2→AC2단 및 센서 전압 충방전부(50)→R5→S1→S2→R6→DR1→R8→D7→Q10 베이스→Q10 에미터→C2 (-)→C2 (+)→SCR 게이트H1→H2→AC2단의 경로로 전류가 흘러 스위칭용 트랜지스터(Q10)가 도통되고, 트리거 전압용 커패시터(C2)가 방전되어 SCR(TH1) 게이트에 전류가 발생되고, 이로 인해 SCR(TH1)가 트리거되어 발열선(H1, H2)이 가열된다. 이때, 스위칭용 트랜지스터(Q10)가 한 개만 사용되어 문턱 전압이 0.6V이기 때문에 동작 편차를 최소화시킨다.
상기와 같이 구성되는 본 고안인 매트용 온도 조절기에 따르면, 비교/트리거부에서 한 개의 NPN 타입의 트랜지스터를 이용하여 스위칭시키고, NPN 타입의 트랜지스터의 컬렉터에 PNP 타입의 트랜지스터의 베이스를 연결하여 NPN 타입의 트랜지스터의 온시 전류 증폭을 통해 SCR을 트리거시킴으로써 문턱 전압을 편차를 줄일 수 있다.
또한, 본 고안에 따르면 종래의 비교/트리거부에 커패시터를 연결하여 펄스 형태의 노이즈가 유입되는 경우 이를 커패시터에서 제거함으로써 펄스 형태의 노이즈로 인해 비교/트리거부가 오동작하는 것을 차단할 수 있다.
또, 본 고안에 따르면 센서 전압 설정부에 사용되는 가변 저항의 오차를 줄이기 위해 가변 저항에 댐핑 저항을 병렬 연결하여 가변 저항의 오차를 줄임으로써 실제 온도와 센싱 온도의 편차를 최소화시킬 수 있다.
본 고안은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 고안의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 고안은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 온도 조절기의 구성을 나타낸 블록 회로도,
도 2는 종래의 온도 조절기의 발열부의 구성을 나타낸 사시도,
도 3은 본 고안에 따른 매트용 온도 조절기의 구성을 나타낸 블록 회로도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10 : 교류 전원 공급부 20 : 전원 표시부
30 : 기준 전압 발생부 40 : 발열부
50 : 센서 전압 충방전부 60, 110 : 비교/트리거부
70, 120 : 센서 전압 설정부 80 : 출력부

Claims (2)

  1. (+)반파와 (-)반파의 전원전압 사인파를 공급하는 교류 전원 공급부와, 교류 전원 공급부로부터 인가되는 전압에 의해 점등되어 전원 공급 여부를 표시하는 전원 표시부와, 상기 교류 전원 공급부로부터 공급되는 교류 전원을 분압하여 기준 전압을 제공하는 기준 전압 발생부와, 상기 교류 전원 공급부로부터 교류 전원을 인가받아서 발열하고, 온도를 감지하여 온도에 따라 저항값이 가변되는 발열부와, 상기 발열부를 통해 인가되는 전압을 충방전하는 센서 전압 충방전부와, 상기 센서 전압 충방전부의 충전 전압과 상기 기준 전압 발생부의 기준 전압을 비교하여 충전 전압이 기준 전압보다 높으면 스위칭되어 트리거 전압을 공급 및 차단하는 비교/트리거부와, 가변 저항을 구비하고, 사용자의 설정에 따라 교류 저항값을 가변시켜 상기 센서 전압 충방전부의 충전 전압 레벨을 가변시켜 상기 비교/트리거부를 스위칭시키는 센서 전압 설정부와, SCR을 구비하고, 상기 비교/트리거부로부터 제공되는 트리거 전압에 의해 스위칭되어 상기 발열부로 전원을 제공하는 출력부로 이루어지는 매트용 온도 조절기에 있어서,
    상기 비교/트리거부는,
    상기 센서 전압 설정부로부터 출력되는 전압에 의해 스위칭되도록 상기 센서 전압 설정부의 출력단에 베이스가 연결되고, 상기 기준 전압 발생부의 출력단에 에미터가 연결되는 NPN 타입의 스위칭용 트랜지스터와;
    상기 스위칭용 트랜지스터의 출력 전류를 증폭하도록 상기 스위칭용 트랜지스터의 컬렉터에 베이스가 연결되고, 상기 스위칭용 트랜지스터의 에미터에 컬렉터가 공통 접속되며, 상기 교류 전원 공급부의 출력단에 에미터가 연결되는 PNP 타입의 증폭용 트랜지스터; 및
    상기 스위칭용 트랜지스터의 베이스로 입력되는 펄스 형태의 노이즈를 제거하도록 상기 스위칭용 트랜지스터의 베이스와 에미터 사이에 연결되는 노이즈 제거용 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 매트용 온도 조절기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 전압 설정부는,
    상기 가변 저항의 저항값의 편차를 줄이도록 이에 병렬 연결되는 댐핑 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매트용 온도 조절기.
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KR101833541B1 (ko) * 2017-04-26 2018-02-28 (주)한미홈케어 발열선의 과열 방지수단이 구비된 온열 매트
KR101833542B1 (ko) * 2017-04-26 2018-02-28 (주)한미홈케어 자가진단과 과열방지 기능을 가진 온열 매트용 온도 조절기

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