KR200445400Y1 - 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치 - Google Patents

침구류용 무자계 발열선의 구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 별도의 온도센서를 전열침구 및 난방기기용 제품들의 발열선 및 감열선의 근처에 사용하지 않고 온도를 정확하게 조절할 수 있고 발열선 및 감열선의 전체적인 지점이나 국부적으로 단락되어 순간적으로 과열되는 경우 별도의 온도 센서가 없어도 단락이 검출되며 열이 올라 갈수록 에너지가 절약되며, 사용자가 전원을 켜 놓고 외출하는 경우에도 에너지를 절약하고 화재를 예방할 수 있으며, 취침 모드에서는 온도 설정부의 온도 설정을 가변해도 이를 무시하고 일정 온도를 유지할 수 있는 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치에 관한 것으로, 제 1, 제 2 발열선, 온도 휴즈 및 온도 스위치를 구비하여 전원이 공급되면 열을 발생하고 전자 부품의 이상으로 온도 조절이 불가능하여 일정 온도 이상이 되면 상기 온도 휴즈가 용단(溶斷))되거나 상기 온도 스위치가 턴온되어 공급되는 전원을 차단하는 발열 회로부; 상기 발열 회로부에 공급되는 전원에 과전압 및 과전류가 발생하면 자동으로 전원 공급을 차단하는 안전 회로부; 상기 발열 회로부의 제 1, 제 2 발열선이 단락됨을 검출하는 단락 검출 회로부; 상기 발열 회로부에 공급되는 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원을 각 회로부에 공급하는 정전압 회로부; 상기 발열 회로부에 공급되는 전원의 공급을 조절하는 출력 회로부; 상기 발열 회로부의 발열 온도를 설정하기 위한 온도설정회로부; 취침 시 일정한 온도를 유지하기 위한 취침 설정부; 그리고 상기 발열 회로부의 온도를 검출하고 상기 온도설정회로부의 온도 설정에 따라 상기 출력 회로부를 제어하여 상기 발열 회로부의 온도를 제어하고, 단락 검출 회로부에서 상기 발열 회로부의 단락 상태가 검출되거나, 상기 발열 회로부가 과열되거나, 일정 시간 이상 발열 회로부에 전원이 계속 공급되면 상기 발열 회로부에 공급되는 전원이 차단되도록 상기 출력 회로부를 제어하고, 상기 취침 설정부에서 취침 모드가 설정되면 일정 온도로 가열되도록 제어하는 마이콤 회로부를 포함하여 구성된 것이다.
Figure R2020090004746
취침, 타이머 온도 휴즈, 온도 스위치, 사이리스터

Description

침구류용 무자계 발열선의 구동 장치{APPRATUS DRIVING A NON-MAGNETIC FIELD HEATING WIRE FOR THE USE OF BEDDING}
본 고안은 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치에 관한 것으로, 특히 별도의 온도센서를 전열침구 및 난방기기용 제품들의 발열선 및 감열선의 근처에 사용하지 않고 온도를 정확하게 조절할 수 있고 발열선 및 감열선의 전체적인 지점이나 국부적으로 단락되어 순간적으로 과열되는 경우 별도의 온도 센서가 없어도 단락이 검출되며 열이 올라 갈수록 에너지가 절약되며, 사용자가 전원을 켜 놓고 외출하는 경우에도 에너지를 절약하고 화재를 예방할 수 있으며, 취침 모드에서는 온도 설정부의 온도 설정을 가변해도 이를 무시하고 일정 온도를 유지할 수 있는 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전열 침구류는 전기 에너지를 열 에너지로 변화시켜 열을 발생시킴으로써 일정 온도로 난방하는 것으로, 전기 담요, 전기 장판, 전기 매트 또는 전기 카펫 등이 있다.
이러한 전열 침구류는 발열선을 보온재의 내부에 소정 간격으로 배열하고 상기 발열선의 종단에 사용자가 임의로 온도를 설정하고 설정된 온도를 유지하기 위 하여 상기 발열선에 공급되는 전원을 조절하는 온도 조절 장치를 구비하여 구성된다.
또한, 상기와 같은 전열 침구류에는 상기 발열선에서 발열되는 온도를 감지하고 상기 발열선에 공급되는 전원을 조절하여 온도를 제어하기 위한 온도 센서가 전열 침구의 내부 소정 위치에 칩 형태로 장착됨이 필수적이었다.
그러나, 이와 같은 종래의 전열 침구류에서는 상술한 바와 같이 온도를 감지하기 위한 온도 센서가 전열 침구의 특정위치에 장착되므로 상기 온도 센서가 침구류 전체적인 온도를 감지하지 못하고 온도 센서가 장착된 위치에서의 온도를 감지하여 전열 침구류에 인가되는 전원을 조절하게 된다. 따라서, 온도 센서가 위치한 부분이 이상 가열되거나 또는 포개지거나 겹쳐지는 경우에는 전열 침구류의 일부분에 대한 온도의 감지로 온도 제어가 비정상적으로 이루어지게 되었다.
즉, 발열선과 분리된 별도의 온도 센서를 장착하여 온도를 검출하므로, 발열선 내부의 단락으로 인해 발생하는 발열선 전체의 온도를 검출하지 못할 뿐만아니라, 임의의 위치에서의 국부적인 과열도 검출하지 못하여 온도 제어가 비정상적으로 이루어지게 되는 문제점을 가지고 있었으며, 더불어, 상기 발열선이 국부적으로 과열하거나 단락 및 단선 되면, 화재 및 감전사고가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 전열 침구류에 있어서는, 취침 모드를 설정할 수 없어서 취침시에 취침 온도를 유지할 수 없었다.
본 고안은 이와 같은 종래의 전열 침구류의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 별도의 온도센서를 전열침구 및 난방기기용 제품들의 발열선 및 감열선의 근처에 사용하지 않고 온도를 정확하게 조절할 수 있고 발열선 및 감열선의 전체적인 지점이나 국부적으로 단락되어 순간적으로 과열되는 경우 별도의 온도 센서가 없어도 단락이 검출되며 열이 올라 갈수록 에너지가 절약되며, 사용자가 전원을 켜 놓고 외출하는 경우에도 에너지를 절약하고 화재를 예방할 수 있으며, 취침 모드에서는 온도 설정부의 온도 설정을 가변해도 이를 무시하고 일정 온도를 유지할 수 있는 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치에 관한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치는, 제 1, 제 2 발열선, 온도 휴즈 및 온도 스위치를 구비하여 전원이 공급되면 열을 발생하고 전자 부품의 이상으로 온도 조절이 불가능하여 일정 온도 이상이 되면 상기 온도 휴즈가 용단(溶斷))되거나 상기 온도 스위치가 턴온되어 공급되는 전원을 차단하는 발열 회로부; 상기 발열 회로부에 공급되는 전원에 과전압 및 과전류가 발생하면 자동으로 전원 공급을 차단하는 안전 회로부; 상기 발열 회로부의 제 1, 제 2 발열선이 단락됨을 검출하는 단락 검출 회로부; 상기 발열 회로부에 공급되는 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원을 각 회로부에 공급하는 정전압 회로부; 상기 발열 회로부에 공급되는 전원의 공급을 조절하는 출력 회로부; 상기 발열 회로부의 발열 온도를 설정하기 위한 온도설정회로부; 취침 시 일정한 온도를 유지하기 위한 취침 설정부; 그리고 상기 발열 회로부의 온도를 검출하고 상기 온도설정회로부의 온도 설정에 따라 상기 출력 회로부를 제어하여 상기 발열 회로부의 온도를 제어하고, 단락 검출 회로부에서 상기 발열 회로부의 단락 상태가 검출되거나, 상기 발열 회로부가 과열되거나, 일정 시간 이상 발열 회로부에 전원이 계속 공급되면 상기 발열 회로부에 공급되는 전원이 차단되도록 상기 출력 회로부를 제어하고, 상기 취침 설정부에서 취침 모드가 설정되면 일정 온도로 가열되도록 제어하는 마이콤 회로부를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 고안에 따른 침구류용 발열선 구동회로에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 고안에 따른 침구류용 발열선은 별도의 온도 센서 선을 사용하지 않고도 절연형 소자를 구동장치에 부착하여 실시간으로 정확한 온도 조절을 할 수 있고, 열이 올라 갈수록 에너지가 절약된다.
둘째, 발열선의 전체에서 온도를 검출하고 발열선의 전체 면적의 어느 위치에서 단락되어도 상기 발열선에 과전류가 공급되는 등 비 정상적으로 전원이 공급되면 즉시 전원을 차단하므로 과열, 화재 발생 및 감전사고를 사전에 방지하고 보다 안전하게 침구류를 이용할 수 있다.
셋째, 별도의 온도 센서를 사용하지 않더라도 발열선 사이의 과열, 단선, 단락을 판단하므로, 간단한 구성만으로도 온도 조절이 가능하고, 침구류를 보다 안전하게 사용할 수 있다.
넷째, 소형 마이콤을 이용하여 설정 온도 및 취침 모드에 따라 발열선의 온도를 적절하게 제어하고, 일정 시간 이상 발열되면 차단하므로 편안하고 안전하게 침구류를 사용할 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 고안에 따른 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 히터선을 순철로 만들고 외각에 접지선 및 금속박막 필름을 피복하여 전열 침구 전면에서 정확하게 온도를 센싱할 수 있고 전자파를 차단할 수 있는 침구류용 무자계 발열선에 관하여, 본 출원인에 의해 기 출원된 바 있다. (특허출원 10-2006-0073832호 참조).
이와 같이 구성된 발열선을 구동하기 위한 본 고안에 따른 침구류용 무자계 발열선의 구동장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안에 따른 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치의 회로 구성도이고, 도 2는 본 고안에 따른 각부 파형도이며, 도 3은 본 고안에 따른 발열선의 통전 파형도이다.
본 고안에 따른 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 발열선을 구비하여 전원이 공급되면 열을 발생하고 전자 부품의 이상으로 온도 조절이 불가능하여 일정 온도 이상이 되면 상기 온도 휴즈(10)가 용단(溶斷))되어 과열 또는 화재를 예방하고, 온도 스위치(13)가 턴온되어 상기 마이콤 회로부(E)를 통해 출력 회로부(B)에서 발열 회로부(G)에 공급되는 상용 전원을 차단하는 발열 회로부(G)와, 상기 발열 회로부(G)에 공급되는 전원에 과전압 및 과전류가 발생하면 자동으로 전원 공급을 차단하는 안전 회로부(A)와, 상기 발열 회로부(G)가 단락됨을 검출하는 단락 검출 회로부(F)와, 상기 발열 회로부(G)에 공급되는 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원을 각 회로부에 공급하는 정전압 회로부(D)와, 상기 발열 회로부(G)에 공급되는 전원의 공급을 조절하는 출력 회로부(B)와, 상기 발열 회로부(G)의 발열 온도를 설정하기 위한 온도설정회로부(H)와, 취침 시 일정한 온도를 유지하기 위한 취침 설정부(J)와, 상기 발열 회로부(G)의 온도를 검출하고 상기 온도설정회로부(H)의 온도 설정에 따라 상기 출력 회로부를 제어하여 상기 발열 회로부(G)의 온도를 제어하고, 단락 검출 회로부(F)에서 상기 발열 회로부(G)의 단락 상태가 검출되거나, 상기 발열 회로부(G)가 과열되거나, 일정 시간 이상 발열 회로부(G)에 전원이 계속 공급되면 상기 발열 회로부(G)에 공급되는 전원이 차단되도록 상기 출력 회로부(B)를 제어하고, 상기 취침 설정부(J)에서 취침 모드가 설정되면 일정 온도로 가열되도록 제어하는 마이콤 회로부(E)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치의 각부의 회로적 구성을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 안전 회로부(A)는 상용 전원에 과전압이 발생되면 자동으로 전원 공급을 차단하기 위한 것으로, 단락회로용 안전퓨즈(3), 전원 스위치(2) 등으로 구성되어 상기 전원 스위치(2)가 온되면 상용 교류 전원이 상기 출력 회로부(B) 및 발열회로부(G) 등에 공급한다. 즉, 상기 전원 스위치(2)가 온되면 전원이 안정적으로 공급되고, 상기 상용 전원에 과전압(과전류)이 발생되면 상기 안전퓨즈(3)가 절단되어 상기 상용 전원의 공급을 차단한다.
상기 출력 회로부(B)는 출력제어소자용 사이리스터(6,61),게이트 바이어스 저항(7), 리미트 저항(4, 5, 21, 23, 25, 28, 30, 62), 충전 콘덴서(9), 바이어스 저항(14), 결합 트랜지스터(15, 16), 결합다이오드(17, 31), 충전용 콘덴서(22, 29), 포토 커플러(27), 역전류 다이오드(58) 등으로 구성되어 상기 마이콤 회로부(E)의 제어에 따라 상기 발열 회로부(G)에 공급되는 상용 전원을 온/오프하고, 상기 발열 회로부(G)의 발열선(11, 12)의 온도에 따라 상기 발열 회로부(G)에 공급되는 상용 전원을 온/오프한다.
상기 정 전압 회로부(D)는 상기 발열 회로부(G)에 공급되는 상용 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원을 각 회로부에 공급하기 위한 것으로, 리미트 콘덴서(32), 정류 다이오드(33, 34), 정전압 다이오드(35), 평활 콘덴서(37)를 포함하여 구성된다.
상기 마이콤 회로부(E)는, 마이컴(38), 리미트 저항(49, 54, 56, 63), 바이어스 콘덴서(57), 바이어스 저항(55), 출력 표시 램프(64), 취침 표시 램프(50), 풀업 저항(39), 풀다운 저항(66), 다이오드(53) 등으로 구성되어, 상기 단락 검출 회로부(F)에서 단락이 검출되면 상기 출력 회로부(B)를 제어하여 상기 발열 회로부(G)에 공급되는 상용 전원을 차단하고, 초기 상용 전원이 공급됨을 감지하여 일정 시간 이상 발열 회로부(G)가 발열되면 상기 출력 회로부(B)를 통해 상기 발열 회로부(G)에 공급되는 상용 전원을 차단한다.
상기 단락 검출 회로부(F)는, 단락 검출 다이오드(43, 44, 45), 리미트 다이오드(46), 리미트 저항(41, 42, 47), 바이어스 콘덴서(65), 결합 트랜지스터(40), 포토 커플러(48) 등으로 구성되어, 상기 발열 회로부(G)의 제 1, 제 2 발열선(11, 12)이 단락됨을 감지하고 이를 마이콤 회로부(E)에 전달하여 출력 회로부(B)를 통해 상기 발열 회로부(G)에 공급되는 전원을 차단한다.
상기 발열 회로부(G)는 제 1, 제 2 발열선(11, 12), 과열 방지 온도 스위치(13) 및 과열 방지 온도 휴즈(10) 등으로 구성되어 전원이 공급되면 열을 발생하고, 전자 부품의 이상으로 온도 조절이 불가능하여 일정 온도 이상이 되면 상기 온도 휴즈(10)가 용단(溶斷))되어 과열 또는 화재를 예방하고, 온도 스위치(13)가 턴온되어 상기 마이콤 회로부(E)를 통해 출력 회로부(B)에서 발열 회로부(G)에 공급되는 상용 전원을 차단하게 한다.
상기 온도 설정 회로부(H)는 리미트 저항(18, 19), 가변 저항(20)으로 구성되어 사용자가 상기 가변 저항(20)을 조절하여 원하는 온도를 선택하도록 한다.
상기 취침회로부(J)는 전원 표시램프(52), 리미트 저항(51), 취침 스위치(36)로 구성되어 사용자가 취침 모드를 선택하도록 하고, 상기 안전 회로부(A)의 전원 스위치(2)가 온 되었음을 표시한다.
상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 상용 교류 전압의 공급이 가능한 상태(전원 플러그가 상용 전원 콘센트에 꼿혀진 상태)에서 상기 안전 회로부(A)의 전원 스위치(2)가 턴 온되면, 상기 상 용 교류 전압이 상기 안전 회로부(A)의 단자(59) → 전원 스위치(2) → 휴즈(3)로 각 회로부에 상용 전원이 공급된다.
또한, 상기 상용 전원이 상기 안전 회로부(A)의 단자(59) → 전원 스위치(2) → 휴즈(3) → 저항(51) → 전원표시램프(52) → 상기 취침 회로부(J)의 취침 스위치(36) → 안전 회로부(A)의 단자(60)로 흘러 전원 표시램프(52)가 점화된다.
이 때, 상기 마이콤 회로부(E)의 마이컴(38)의 단자 7에서 하이 신호를 출력하고 이 신호는, 저항(23) → 포토커플러(27) → 저항(62)으로 공급되어 상기 사이리스터(61)를 턴온 시킨다.
따라서, 마이너스의 반 싸이클(cycle)에 있어서, 상기 사이리스터(61)가 턴온되므로 안전 회로부(A)의 전원단(60) → 제 2 발열선(12) → 다이오드(45) → 다이오드(44) → 다이오드(43) → 제 1 발열선(11) → 온도 퓨즈(10) → 저항(7) → 콘덴서(9) → 다이오드(8) → 저항(4) → 휴즈(3)→ 스위치(2) → 전원단(59)으로의 경로로 상용 전원이 공급되어 상기 콘덴서(9)를 충전한다.
그리고, 상기 반 싸이클 말기의 제로점 부근에서 상기 콘덴서(9)가 방전하므로 상기 사이리스터(6)의 트리거가 실행된다. 상기 방전 펄스가 제로점 이후의 다음 사이클에 존재하면 사이리스터(6)는 제로점 이전에서 소멸하여 OFF가 되는 셈이다.
이를 도 2를 이용하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
마이너스 반 싸이클에 있어서, 상기 안전 회로부(A)의 전원단(60) → 제 1 발열선(11) → 다이오드(45) → 다이오드(44) → 다이오드(43) → 출력 회로부(B) 의 다이오드(31) → 저항(30) → 저항(28) → 트라이액(26) → 콘덴서(22) → 전원단(59)의 경로에 의해 상기 콘덴서(22)에 전압이 충전된다. 따라서, 도 2의 전압(VC2)은 발열선의 온도에 의해서 변화하고, 전원단(60) → 제 2 발열선(12) → 전압 검출 다이오드(45.44.43) → 제 1 발열선(11) → 온도퓨즈(10) → 저항(5) → 저항(4) → 전원단(59)의 경로에서 상기 저항(4) 양단에 전원 전압에 가까운 정현파 전압이 나타나지만, 상기 도 2의 VC2와의 비교에서 도 2의 VC2 가 도 2의 V6 보다 커진 시점에서, 상기 콘덴서(22) → 트라이액(26) → 저항(28) 및 콘덴서(29) → 저항(21) → 가변저항(20) → 다이오드(17) → 저항(14) → 다이오드(8)→ 저항(4)의 경로로 상기 콘덴서(22)의 전하가 방전된다. 이 방전 전류에 의하여, 저항(14)의 전압으로 트랜지스터(15, 16)를 바이어스함으로 트랜지스터를 도통하고, 사이리스터(6)에 게이트 펄스를 공급한다.
그런데, 트리거 펄스의 발생 위상은 발열선 온도 설전용 가변저항(20)에 의한 온도 설정값에 관련이 있다. 상기 발열 회로부(G)의 발열선 온도가 설정값보다 높을 때 상기 콘덴서(22)의 충전 전압은 도 2의 VC2가 되고, 설정값보다 낮을 때에는 도 2의 VC1 가 되고, 각각 트리거 펄스가 도 2의 I" 및 I' 를 발생한다.
이 중, 트리거 펄스 I' 는 플러스 반 싸이클의 제로점을 넘는 폭을 갖고 있기 때문에 상기 사이리스터(6)을 트리거하여 ON 시킬 수가 있다.
한편, 트리거 펄스 도 2의 I" 는 제로점 이전에 이미 펄스가 소멸되고 없으므로 사이리스터(6)를 트리거 할수 없다.
이렇게 해서 도 3과 같이 제로 볼트 스위치를 실현할 수 있다.
안전 회로부(A)는 온열기를 사용중에 상기 발열 회로부(G)의 제 1, 제 2 발열선(11, 12)이 과열되어 과전류가 흐르면 경우에 따라 사이리스터(6), 사이리스터(61)가 단락될 때에 상용 전원 정현파가 흐르므로 휴즈(3)가 절단된다.
상기 과정을 설명하면 다음과 같다.
전원단(60) → 다이오드(58) → 단락되어있는 사이리스터(6, 61) → 휴즈(3) → 전원스위치(2) → 전원단(59)으로 상용 전원이 흐르므로 상기 출력 회로부(B)는 상기 설명과 같이 사이리스터(61)가 ON 상태에서 상기 발열 회로부(G)에 도 3의 통전 파형을 상기 온도 설정부(H)의 가변저항(20)의 조정으로 출력 회로부(B)의 결합트랜지스터(15,16)을 바이어스하여 상기 트랜지스터를 도통하고 상기 설명과 같이 사이리스터(6)에 게이트 펄스를 공급한다.
또한, 사용 부주의 인하여 상기 발열 회로부(G)의 제 1, 제 2 발열선(11, 12)이 단락되면 단락검출회로부(F)의 결합트랜지스터(40)가 OFF되어, 상기 마이컴 회로부(E)의 마이컴(38)의 단자 7에, 평상시(정상 동작)에는 5V(하이 레벨)을 출력하지만, 상기 트랜지스터(40)가 OFF되면 상기 마이컴(38)의 단자 7이 0V를 출력하여 상기 출력 회로부(B)의 포토커플러(27)가 OFF 되고 상기 사이리스터(61)도 OFF되므로 상기 발열 회로부(G)의 제 1, 제 2 발열선(11,12)에 전원이 차단된다.
이 과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
즉, 상기 발열 회로부(G)의 제 1, 제 2 발열선(11, 12)가 단락되면, 상기 발열선(11) → 정유다이오드(46) → 저항(47) → 포토커플러(48) → 발열선(12)의 경로에 의해 포토커플러(48)가 ON되어, GND → 포토커플러(48)의 에미터, 포토커플 러(48) 콜렉터 → 저항(42) → 콘덴서(65) 및 바이어스저항(41) → 트랜지스터(40)베이스로 전류 패스가 형성되어 상기 트랜지스터(40)가 OFF 되므로, 상기 마이컴(38)의 단자7에서 로우신호(0V)를 출력하므로 상기 출력 회로부(B)의 포토커플러(27)가 OFF 되므로 사이리스터(61)가 OFF되어 상기 발열 회로부(G)의 제 1, 제 2 발열선(11, 12)에 공급되는 전원을 차단하고, 상기 마이컴 회로부(E)의 출력표시램프(64)를 멸화하게 된다.
그런데, 부품 노화로 인하여, 온도 제어가 정상적으로 동작되지 않아서 상기 발열선(11, 12)이 과열되는 경우가 있을 수 있다. 그러나, 이때에도 상기 출력 회로부(B)의 시이리스터(61)를 OFF 시켜야한다. 그러므로, 발열 회로부(G)에 온도 스위치(13)가 필요하다고 생각되며, 과정을 설명하면, 다음과 같다.
마이콤 회로부(E)의 마이컴(38) 단자 7에 평상시에는 5V로 정상동작 되지만, 발열선 회로부(G)의 제 1, 제 2 발열선(11,12)이 과열되면, 상기 온도 스위치(13)가 평상시에는 NC 지만, ON되어 사이리스터(61)를 OFF 시킨다.
즉, 제 1 발열선(11) → 정유다이오드(46) → 저항(47) → 포토커플러(48) → 제2 발열선(12)의 경로에 의해 포토커플러(48)가 온되고, GND → 포토커플러(48)의 에미터, 포토커플러(48)콜렉터 → 저항(42) → 콘덴서(65) 및 바이어스 저항(41) → 트랜지스터(40)베이스가 5V로 트랜지스터가 OFF 되어 상술한 바와 같이 마이컴(38) 7번 단자가 0V를 출력한다. 따라서 상기 출력회로부(B)의 포토 커플러(27)가 OFF 되므로 사이리스터(61)가 OFF되어 상기 발열 회로부(G)의 제 1, 제 2 발열선(11, 12)에 공급되는 전원을 차단하고, 상기 마이콤 회로부(E)의 출력표시램 프(64)를 멸화 하게된다,
그런가 하면, 상기 발열 회로부(G)의 온도스위치(13)는 온열기기의 안에 위치하기 때문에 수명이 짧아 오동작을 할 수도 있다. 이 때에 과열이 되는 경우에도 상기 사이리스터(61)는 OFF된다.
그래서 제 1, 제 2 발열선(11, 12)이 과열되면 발열선의 특성이 열이 상승하면 발열선의 저항이 높아지므로 상기 발열 회로부(G)의 발열선(11, 12) 끝단 지점(V7)의 전압 낮아지고, 이와 같은 전압은 상기 발열 회로부(G)의 지점(V7) → 마이콤 회로부(E)의 다이오드(53) → 저항(54) → 바이어스 저항(56) → 바이어스 콘덴서(57) → 마이컴(38) 단자 2로 입력된다. 이 때 상기 마이컴(38)에서는 단자 2로 입력된 전압과 미리 설정하여둔 설정치와 비교하여 마이컴(38)의 단자 7에서 상술한 바와 같이 0V의 전압을 출력하여 상기 출력 회로부(B)의 포토커플러(27)를 OFF 하여 사이리스터(61)를 비도통 시켜 발열 회로부(G)의 온도 과열을 차단한다.
상기 취침 회로부(J)는 사용자가 취침시에 난방기기의 취침 온도를 일정하게 하기 위하여 취침 스위치를 누르면 취침스위치(36)→마이컴 회로부(E)의 풀업저항(39) → 마이컴(38) 단자(1번)로 신호가 입력되고, 상기 마이컴(38)은 단자(6번) → 저항(49) → 취침표시램프(50)로 전원을 공급하여 상기 취침 표시 램프(50)를 점화시키고, 취침 회로부(J)의 취침스위치(36) → 온도설정회로부(H)의 가변저항(20)종단이 취침스위치(36) NO 점점과 온도설정회로부(H)의 가변저항(20)이 연결되어 가변저항(20)이 0옴(Ω)으로 되어 가변저항을 가변해도 저항이 변화하지 않으며, 취침회로부(J)의 취침스위치(36)의 NC 점점이 오픈되어 온도설정회로부(H)의 저항(19)의 고정 저항으로 출력 회로부(B)의 다이오드(17) → 결합트랜지스터(15, 16)을 바이어스하여 트랜지스터를 도통하여 상기 설명과 같이 사이리스터(6)에 게이트 펄스를 공급하여 취침온도를 제어 하게 된다.
상기 마이콤 회로부(E)는 사용자의 연령층이 다양하여 난방기기의 전원을 끄지 않고 외출하는 경우를 생각하여 본다.
그래서, 소형 고급 마이컴(38)을 사용하여 난방기기의 전원을 공급하는 시점에서부터 약 12시간 정도의 시간이 경과되면 자동으로 마이컴회로부(E)의 마이컴 단자 7를 OFF 시켜 출력회로부(B)의 사이이리스터(61)를 OFF하고 난방기기의 작동을 멈추게 한다.
그리고, 발열 회로부(G)의 온도 휴즈(10)는 전자부품 이상으로 온도조절이 불가능한 경우를 고려 해 온도 휴즈의 온도치 에 도달하면 휴즈가 용단(溶斷)되어 과열 또는 화재 예방을 사전에 방지하게 된다.
도 1은 본 고안에 따른 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치의 회로 구성도
도 2는 본 고안에 따른 각부 파형도
도 3은 본 고안에 따른 발열선의 통전 파형도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
A: 안전 회로부 B: 출력 회로부
D: 정전압 회로부 E: 마이컴 회로부
F: 단락 검출 회로부 G: 발열 회로부
H: 온도 설정 회로부 J: 취침 회로부

Claims (4)

  1. 제 1, 제 2 발열선, 온도 휴즈 및 온도 스위치를 구비하여 전원이 공급되면 열을 발생하고 전자 부품의 이상으로 온도 조절이 불가능하여 일정 온도 이상이 되면 상기 온도 휴즈가 용단(溶斷))되거나 상기 온도 스위치가 턴온되어 공급되는 전원을 차단하는 발열 회로부;
    상기 발열 회로부에 공급되는 전원에 과전압 및 과전류가 발생하면 자동으로 전원 공급을 차단하는 안전 회로부;
    상기 발열 회로부의 제 1, 제 2 발열선이 단락됨을 검출하는 단락 검출 회로부;
    상기 발열 회로부에 공급되는 전원을 정류 및 평활하여 직류 전원을 각 회로부에 공급하는 정전압 회로부;
    상기 발열 회로부에 공급되는 전원의 공급을 조절하는 출력 회로부;
    상기 발열 회로부의 발열 온도를 설정하기 위한 온도설정회로부;
    취침 시 일정한 온도를 유지하기 위한 취침 설정부; 그리고
    상기 발열 회로부의 온도를 검출하고 상기 온도설정회로부의 온도 설정에 따라 상기 출력 회로부를 제어하여 상기 발열 회로부의 온도를 제어하고, 단락 검출 회로부에서 상기 발열 회로부의 단락 상태가 검출되거나, 상기 발열 회로부가 과열되거나, 일정 시간 이상 발열 회로부에 전원이 계속 공급되면 상기 발열 회로부에 공급되는 전원이 차단되도록 상기 출력 회로부를 제어하고, 상기 취침 설정부에서 취침 모드가 설정되면 일정 온도로 가열되도록 제어하는 마이콤 회로부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 회로부는 2개의 출력제어소자용 사이리스터, 2개 이상의 충전 콘덴서, 2개의 결합 트랜지스터, 2개 이상의 결합다이오드, 포토 커플러, 역전류 다이오드 등으로 구성되어, 상기 마이콤 회로부의 제어에 따라 상기 발열 회로부에 공급되는 상용 전원을 온/오프하고, 상기 발열 회로부의 제 1, 제 2 발열선의 온도에 따라 상기 발열회로부에 공급되는 상용 전원을 온/오프함을 특징으로 하는 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이콤 회로부는, 마이컴, 출력 표시 램프 및 취침 표시 램프 등으로 구성되어, 상기 발열 회로부의 온도를 검출하여 상기 온도설정회로부의 온도 설정에 따라 상기 출력 회로부를 제어하여 상기 발열 회로부의 온도를 제어하고, 단락 검출 회로부에서 상기 발열 회로부의 단락 상태가 검출되거나, 상기 발열 회로부가 과열되거나, 일정 시간 이상 발열 회로부에 전원이 계속 공급되면 상기 발열 회로부에 공급되는 전원이 차단되도록 상기 출력 회로부를 제어하고, 상기 취침 설정부에서 취침 모드가 설정되면 일정 온도로 가열되도록 제어하며 상기 단락 검출 회로부에서 단락이 검출되면 상기 출력 회로부를 제어하여 상기 발열 회로부에 공급되는 상용 전원을 차단하고, 초기 상용 전원이 공급됨을 감지하여 일정 시간 이상 발열 회로부가 발열되면 상기 출력 회로부를 통해 상기 발열 회로부에 공급되는 상용 전원을 차단함을 특징으로 하는 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단락 검출 회로부는, 단락 검출 다이오드, 리미트 다이오드, 바이어스 콘덴서, 결합 트랜지스터, 포토 커플러 등으로 구성되어, 상기 발열 회로부의 제 1, 제 2 발열선이 단락됨을 감지하고 이를 마이콤 회로부에 전달함을 특징으로 하는 침구류용 무자계 발열선의 구동 장치.
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