JPH05241668A - 温度制御回路 - Google Patents
温度制御回路Info
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- JPH05241668A JPH05241668A JP4465592A JP4465592A JPH05241668A JP H05241668 A JPH05241668 A JP H05241668A JP 4465592 A JP4465592 A JP 4465592A JP 4465592 A JP4465592 A JP 4465592A JP H05241668 A JPH05241668 A JP H05241668A
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- temperature control
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度制御されるべき制御対象を、ペルチェ素
子などの素子を用いて急速、かつ安定した温度制御を行
うための回路に関する。 【構成】 温度検出素子１０２で検出した温度と、目標
温度との高低関係を、加熱／冷却判別回路１０５で得
る。これに基づいて、制御ブロック１０８は、制御素子
１０９に供給する電流の向きを決定する。また検出した
温度と目標温度との差を、絶対値回路１０４で得る。制
御ブロック１０８は、ここで得られた差に基づいて制御
素子１０９を駆動する電流のＯＮ／ＯＦＦの時間比を制
御する。
子などの素子を用いて急速、かつ安定した温度制御を行
うための回路に関する。 【構成】 温度検出素子１０２で検出した温度と、目標
温度との高低関係を、加熱／冷却判別回路１０５で得
る。これに基づいて、制御ブロック１０８は、制御素子
１０９に供給する電流の向きを決定する。また検出した
温度と目標温度との差を、絶対値回路１０４で得る。制
御ブロック１０８は、ここで得られた差に基づいて制御
素子１０９を駆動する電流のＯＮ／ＯＦＦの時間比を制
御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は温度制御回路に関す
る。より詳細には、制御対象の温度を検出し、検出され
た温度と、任意に設定される設定温度との差により、温
度制御素子を駆動し、制御対象の温度を一定に保つ温度
制御回路に関する。
る。より詳細には、制御対象の温度を検出し、検出され
た温度と、任意に設定される設定温度との差により、温
度制御素子を駆動し、制御対象の温度を一定に保つ温度
制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に、従来の温度制御回路のブロック
図を示す。図６に示される温度制御回路１は、制御対象
１０の温度を制御するためのものである。
図を示す。図６に示される温度制御回路１は、制御対象
１０の温度を制御するためのものである。
【０００３】制御対象１０の温度は、温度検出部１１に
よって検出される。温度検出部１１としては、たとえば
サーミスタ等が適当である。この温度検出部１１によっ
て得られた制御対象１０の温度は、温度信号として増幅
器１２に入力される。増幅器１２は、入力された温度信
号について電流／電圧変換を行い、これを電圧増幅して
積分器１３に与える。積分器１３は、入力された温度信
号の偏差を時間積分し、一対の電流ブースター１４ａお
よび１４ｂへ信号を送る。これら一対の電流ブースター
は、制御対象を加熱あるいは冷却するための制御素子１
５に接続される。
よって検出される。温度検出部１１としては、たとえば
サーミスタ等が適当である。この温度検出部１１によっ
て得られた制御対象１０の温度は、温度信号として増幅
器１２に入力される。増幅器１２は、入力された温度信
号について電流／電圧変換を行い、これを電圧増幅して
積分器１３に与える。積分器１３は、入力された温度信
号の偏差を時間積分し、一対の電流ブースター１４ａお
よび１４ｂへ信号を送る。これら一対の電流ブースター
は、制御対象を加熱あるいは冷却するための制御素子１
５に接続される。
【０００４】制御素子１５は、具体的にはペルチェ素子
が用いられる。ペルチェ素子とは、いわゆるペルチェ効
果を奏する素子の総称であり、印加する電流の向きによ
って加熱あるいは冷却効果を得ることができる。
が用いられる。ペルチェ素子とは、いわゆるペルチェ効
果を奏する素子の総称であり、印加する電流の向きによ
って加熱あるいは冷却効果を得ることができる。
【０００５】図７に、電流ブースターの構成を示す。基
本的には、一対の電流ブースターを差動させて、制御素
子１５に電流を供給する。すなわち一対の電流ブースタ
ー１４ａおよび１４ｂは、積分器１３よりの電圧をそれ
ぞれＶ１およびＶ２として得る。これらＶ１とＶ２との
差により、制御素子に流れる電流の大きさ、および方向
が決定される。
本的には、一対の電流ブースターを差動させて、制御素
子１５に電流を供給する。すなわち一対の電流ブースタ
ー１４ａおよび１４ｂは、積分器１３よりの電圧をそれ
ぞれＶ１およびＶ２として得る。これらＶ１とＶ２との
差により、制御素子に流れる電流の大きさ、および方向
が決定される。
【０００６】図７において、たとえば電流ブースター１
４ａを例にとると、制御素子１５の制御のためにはトラ
ンジスタＱ１およびトランジスタＱ２を駆動する。この
時、トランジスタＱ１，Ｑ２のベース電流により、コレ
クタ電流を増大／減少させ、制御素子１５に流れる電流
を制御している。このようなトランジスタの制御方法
を、リニア制御と称する。
４ａを例にとると、制御素子１５の制御のためにはトラ
ンジスタＱ１およびトランジスタＱ２を駆動する。この
時、トランジスタＱ１，Ｑ２のベース電流により、コレ
クタ電流を増大／減少させ、制御素子１５に流れる電流
を制御している。このようなトランジスタの制御方法
を、リニア制御と称する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
の温度制御回路では、一対の電流ブースター１４に常時
電流を供給して、制御対象１０の温度を制御している。
このため、特に温度制御の必要がなく、電流ブースター
の出力が零レベルで良い場合であっても、出力レベル安
定化のために、トランジスタＱ1 、Ｑ2 、抵抗Ｒ4 、Ｒ
5 に電流を印加しておく必要がある。この際、トランジ
スタＱ1 、Ｑ2 をリニア制御しているため、Ｑ 1、Ｑ2
のコレクタ−エミッタ間電圧ＶCEとして１Ｖ以上の電圧
が必要である。一般にペルチェ素子の制御電流は１Ａ程
度であるので、トランジスタＱ1 、Ｑ2 における発熱量
は１Ｖ・Ａ＝１Ｗ以上になる。さらに、動作安定および
回路保護のためのＲ4およびＲ5 においても２〜３Ｗの
電力を消費する。さらに、電流ブースター１４ｂにも同
様に電流を供給することが必要である。
の温度制御回路では、一対の電流ブースター１４に常時
電流を供給して、制御対象１０の温度を制御している。
このため、特に温度制御の必要がなく、電流ブースター
の出力が零レベルで良い場合であっても、出力レベル安
定化のために、トランジスタＱ1 、Ｑ2 、抵抗Ｒ4 、Ｒ
5 に電流を印加しておく必要がある。この際、トランジ
スタＱ1 、Ｑ2 をリニア制御しているため、Ｑ 1、Ｑ2
のコレクタ−エミッタ間電圧ＶCEとして１Ｖ以上の電圧
が必要である。一般にペルチェ素子の制御電流は１Ａ程
度であるので、トランジスタＱ1 、Ｑ2 における発熱量
は１Ｖ・Ａ＝１Ｗ以上になる。さらに、動作安定および
回路保護のためのＲ4およびＲ5 においても２〜３Ｗの
電力を消費する。さらに、電流ブースター１４ｂにも同
様に電流を供給することが必要である。
【０００８】このように温度制御回路の出力レベルの安
定化、また回路の保護のために常時電流を供給している
必要があり、温度制御回路の低消費電力化を阻害する要
因となっていた。しかも、特にトランジスタＱ1 、Ｑ2
においては適当な放熱用の部品が必要となる。このた
め、回路の小型化の妨げになっていた。
定化、また回路の保護のために常時電流を供給している
必要があり、温度制御回路の低消費電力化を阻害する要
因となっていた。しかも、特にトランジスタＱ1 、Ｑ2
においては適当な放熱用の部品が必要となる。このた
め、回路の小型化の妨げになっていた。
【０００９】この発明は、以上述べた問題点を除去する
ため、回路の小型化が図れ、しかも消費電力の低減を図
ることができる温度制御回路を提供することを目的とす
る。
ため、回路の小型化が図れ、しかも消費電力の低減を図
ることができる温度制御回路を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を解決するた
め、この発明は温度制御する対象の温度を検出する温度
検出手段と、この対象の温度を制御するための、供給さ
れる電流の極性に応じて対象の加熱あるいは冷却を行う
温度制御手段と、この温度検出手段で検出された温度
と、任意に設定される目標温度との差を検出する温度差
検出手段と、前記温度検出手段で検出された温度と、目
標温度との高低関係を判別する高低判別手段と、前記温
度差検出手段および高低判別手段とから入力された信号
とに基づいて前記温度制御手段に電流を供給し、前記温
度制御手段を駆動する駆動手段とを有することを特徴と
する。請求項３に記載された発明は、制御対象の温度を
検出し、その結果により前記温度制御素子を駆動するト
ランジスタをＯＮ／ＯＦＦスイッチングする。請求項４
に記載された発明は、前記温度差検出手段の出力を、前
記駆動手段のスイッチングの電流のＯＮ／ＯＦＦの時間
比に変換することを特徴とする。
め、この発明は温度制御する対象の温度を検出する温度
検出手段と、この対象の温度を制御するための、供給さ
れる電流の極性に応じて対象の加熱あるいは冷却を行う
温度制御手段と、この温度検出手段で検出された温度
と、任意に設定される目標温度との差を検出する温度差
検出手段と、前記温度検出手段で検出された温度と、目
標温度との高低関係を判別する高低判別手段と、前記温
度差検出手段および高低判別手段とから入力された信号
とに基づいて前記温度制御手段に電流を供給し、前記温
度制御手段を駆動する駆動手段とを有することを特徴と
する。請求項３に記載された発明は、制御対象の温度を
検出し、その結果により前記温度制御素子を駆動するト
ランジスタをＯＮ／ＯＦＦスイッチングする。請求項４
に記載された発明は、前記温度差検出手段の出力を、前
記駆動手段のスイッチングの電流のＯＮ／ＯＦＦの時間
比に変換することを特徴とする。
【００１１】
【作用】以上の通り構成したので、温度検出部が制御対
象の温度を検出し、この情報は絶対値回路に供給され、
制御対象の温度と目標とする温度との差を得る。同時
に、温度検出部からの情報を加熱／冷却判別回路にも供
給し、ここで制御対象の温度の、目標とする温度に対す
る高低関係を判断する。デューティー発生回路は、制御
対象の温度と目標値との差を、制御素子へ供給する電流
のＯＮ／ＯＦＦの時間比に変換する。さらに、加熱／冷
却判別回路で得た温度の高低関係から、制御素子に供給
する電流の方向を決定する。従って、制御対象の加熱／
冷却を切り替えることができ、さらに制御対象の温度と
目標温度との差に応じて制御素子へ供給する平均電流を
制御することができる。
象の温度を検出し、この情報は絶対値回路に供給され、
制御対象の温度と目標とする温度との差を得る。同時
に、温度検出部からの情報を加熱／冷却判別回路にも供
給し、ここで制御対象の温度の、目標とする温度に対す
る高低関係を判断する。デューティー発生回路は、制御
対象の温度と目標値との差を、制御素子へ供給する電流
のＯＮ／ＯＦＦの時間比に変換する。さらに、加熱／冷
却判別回路で得た温度の高低関係から、制御素子に供給
する電流の方向を決定する。従って、制御対象の加熱／
冷却を切り替えることができ、さらに制御対象の温度と
目標温度との差に応じて制御素子へ供給する平均電流を
制御することができる。
【００１２】
【実施例】図１に、この発明の温度制御回路のブロック
図を示す。この発明による温度制御回路１００は、制御
対象１０１の温度を検出し、任意に設定される目標温度
に制御するものである。この発明による温度制御回路１
００は、動作時の温度を一定に保つ必要のある回路、部
品等の温度制御に、広範囲に適用することが可能であ
る。
図を示す。この発明による温度制御回路１００は、制御
対象１０１の温度を検出し、任意に設定される目標温度
に制御するものである。この発明による温度制御回路１
００は、動作時の温度を一定に保つ必要のある回路、部
品等の温度制御に、広範囲に適用することが可能であ
る。
【００１３】以下、この発明の温度制御回路を、レーザ
ー・ダイオード（以下、ＬＤという）を励起光源として
用いた光ファイバ通信システムに適用した例を説明す
る。
ー・ダイオード（以下、ＬＤという）を励起光源として
用いた光ファイバ通信システムに適用した例を説明す
る。
【００１４】光ファイバ通信システムの励起光用の光源
として、通常はＬＤが多く用いられる。しかし、ＬＤを
駆動するための励起用電力として、通常は 500mA程度を
必要とするため、ＬＤを冷却する必要が生じる。このた
め、通常は温度制御のための素子、一例としてペルチェ
素子等を、ＬＤのマウントとして用いている。
として、通常はＬＤが多く用いられる。しかし、ＬＤを
駆動するための励起用電力として、通常は 500mA程度を
必要とするため、ＬＤを冷却する必要が生じる。このた
め、通常は温度制御のための素子、一例としてペルチェ
素子等を、ＬＤのマウントとして用いている。
【００１５】ＬＤ１０１の温度は、温度検出部１０２に
よって検出される。温度検出部１０２は、具体的にはサ
ーミスタや白金等の温度検出器が適している。この温度
検出部によってＬＤ１０１の温度を検出し、この検出し
た温度に比例した電圧を発生させる。この電圧を、温度
検出部１０２の出力信号として用いる。
よって検出される。温度検出部１０２は、具体的にはサ
ーミスタや白金等の温度検出器が適している。この温度
検出部によってＬＤ１０１の温度を検出し、この検出し
た温度に比例した電圧を発生させる。この電圧を、温度
検出部１０２の出力信号として用いる。
【００１６】この温度検出部１０２の出力信号は、増幅
器１０３に供給される。増幅器１０３は、温度検出部１
０２から与えられた入力信号を増幅して、絶対値回路１
０４に供給する。この時、増幅器１０３の増幅率は、絶
対値回路１０４、および後述する加熱／冷却判断回路１
０７に適切な入力レベルとなるような値に設定されるべ
きであるのは勿論である。
器１０３に供給される。増幅器１０３は、温度検出部１
０２から与えられた入力信号を増幅して、絶対値回路１
０４に供給する。この時、増幅器１０３の増幅率は、絶
対値回路１０４、および後述する加熱／冷却判断回路１
０７に適切な入力レベルとなるような値に設定されるべ
きであるのは勿論である。
【００１７】絶対値回路１０４は、入力された電圧の絶
対値をとり、これをデューティー発生回路１０５へ供給
する。すなわち、温度検出部１０２において検出した温
度と、目標温度との差に相当する電圧を出力する。デュ
ーティー発生回路１０５は、供給された電圧の絶対値を
制御素子１０９を駆動するＯＮ／ＯＦＦの時間比に変換
して、制御ブロック１０８を駆動するための信号として
出力する。
対値をとり、これをデューティー発生回路１０５へ供給
する。すなわち、温度検出部１０２において検出した温
度と、目標温度との差に相当する電圧を出力する。デュ
ーティー発生回路１０５は、供給された電圧の絶対値を
制御素子１０９を駆動するＯＮ／ＯＦＦの時間比に変換
して、制御ブロック１０８を駆動するための信号として
出力する。
【００１８】増幅器１０３の出力は、加熱／冷却判別回
路１０７へもまた供給されている。加熱／冷却判別回路
１０７は、増幅器１０３から入力された信号から、ＬＤ
１０１の温度を得る。より正確には、ＬＤ１０１の温度
に相当する電圧を得る。この電圧を、あらかじめ与えら
れている基準電圧と比較することで、ＬＤ１０１の温度
が目標値に対して高いか低いかを判別することができ
る。加熱／冷却判別回路１０７は、この比較結果を制御
ブロック１０８へ送る。
路１０７へもまた供給されている。加熱／冷却判別回路
１０７は、増幅器１０３から入力された信号から、ＬＤ
１０１の温度を得る。より正確には、ＬＤ１０１の温度
に相当する電圧を得る。この電圧を、あらかじめ与えら
れている基準電圧と比較することで、ＬＤ１０１の温度
が目標値に対して高いか低いかを判別することができ
る。加熱／冷却判別回路１０７は、この比較結果を制御
ブロック１０８へ送る。
【００１９】すなわち、絶対値回路１０４によって制御
対象の温度と目標値との差が得られる。また、加熱／冷
却判断回路１０７によって制御対象の温度と目標値との
高低関係が得られる。
対象の温度と目標値との差が得られる。また、加熱／冷
却判断回路１０７によって制御対象の温度と目標値との
高低関係が得られる。
【００２０】制御ブロック１０８は、デューティー発生
回路１０５、および加熱／冷却判別回路１０７から入力
された信号により、制御素子１０９に電流を供給し、制
御素子１０９を駆動する。制御素子１０９としては、前
述した通りペルチェ素子が適当である。ペルチェ素子
は、前述した通り印加する電流の向きによって加熱ある
いは冷却という効果を得ることができる。従って制御回
路１０８の制御により、ＬＤ１０１を加熱あるいは冷却
することができる。
回路１０５、および加熱／冷却判別回路１０７から入力
された信号により、制御素子１０９に電流を供給し、制
御素子１０９を駆動する。制御素子１０９としては、前
述した通りペルチェ素子が適当である。ペルチェ素子
は、前述した通り印加する電流の向きによって加熱ある
いは冷却という効果を得ることができる。従って制御回
路１０８の制御により、ＬＤ１０１を加熱あるいは冷却
することができる。
【００２１】以下に、この発明の温度制御動作につい
て、より詳細に説明する。まず、制御素子１０９の加熱
／冷却の切り替えについて説明する。
て、より詳細に説明する。まず、制御素子１０９の加熱
／冷却の切り替えについて説明する。
【００２２】図２に、制御ブロック１０８の一例を示
す。制御ブロック１０８は、制御素子１０９を駆動する
ためのＰＮＰトランジスタＱ1 およびＱ2 、そしてＮＰ
ＮトランジスタＱ3 およびＱ4 を有する。また制御ブロ
ック１０８はさらに、これらのトランジスタをＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御するための一対のトランジスタＱ5 およびＱ6
を有する。ＰＮＰトランジスタＱ1 およびＱ2 のエミッ
タはそれぞれ電圧Ｖｃｃに接続されており、コレクタは
それぞれ制御素子１０９に接続されている。この時、ト
ランジスタＱ1 、Ｑ2 のコレクタは、それぞれ逆方向か
ら制御素子１０９に接続するようにする。ＮＰＮトラン
ジスタＱ3 およびＱ4 のエミッタはそれぞれ制御素子１
０９に接続されており、コレクタはそれぞれ地気に接続
されている。制御ブロック１０８は、デューティー発生
回路１０５および加熱／冷却判別回路１０７より入力さ
れた信号により、トランジスタＱ1 ないしＱ4 をＯＮ／
ＯＦＦして、制御素子１０９に供給する電流を制御す
る。
す。制御ブロック１０８は、制御素子１０９を駆動する
ためのＰＮＰトランジスタＱ1 およびＱ2 、そしてＮＰ
ＮトランジスタＱ3 およびＱ4 を有する。また制御ブロ
ック１０８はさらに、これらのトランジスタをＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御するための一対のトランジスタＱ5 およびＱ6
を有する。ＰＮＰトランジスタＱ1 およびＱ2 のエミッ
タはそれぞれ電圧Ｖｃｃに接続されており、コレクタは
それぞれ制御素子１０９に接続されている。この時、ト
ランジスタＱ1 、Ｑ2 のコレクタは、それぞれ逆方向か
ら制御素子１０９に接続するようにする。ＮＰＮトラン
ジスタＱ3 およびＱ4 のエミッタはそれぞれ制御素子１
０９に接続されており、コレクタはそれぞれ地気に接続
されている。制御ブロック１０８は、デューティー発生
回路１０５および加熱／冷却判別回路１０７より入力さ
れた信号により、トランジスタＱ1 ないしＱ4 をＯＮ／
ＯＦＦして、制御素子１０９に供給する電流を制御す
る。
【００２３】具体的には、ＬＤ１０１の温度が目標温度
よりも低く、ＬＤ１０１を加熱しようとする場合には、
トランジスタＱ5 をＯＮ、またトランジスタＱ6 をＯＦ
Ｆとする。この結果、トランジスタＱ1 およびＱ3 がＯ
Ｎとなり、一方トランジスタＱ2およびＱ4 がＯＦＦと
なる。従って、電圧Ｖｃｃ→トランジスタＱ1 →制御素
子１０９→トランジスタＱ3 →地気という経路で電流が
流れる。
よりも低く、ＬＤ１０１を加熱しようとする場合には、
トランジスタＱ5 をＯＮ、またトランジスタＱ6 をＯＦ
Ｆとする。この結果、トランジスタＱ1 およびＱ3 がＯ
Ｎとなり、一方トランジスタＱ2およびＱ4 がＯＦＦと
なる。従って、電圧Ｖｃｃ→トランジスタＱ1 →制御素
子１０９→トランジスタＱ3 →地気という経路で電流が
流れる。
【００２４】逆に、ＬＤ１０１の温度が目標温度より高
く、ＬＤ１０１を冷却しようとする場合には、トランジ
スタＱ5 をＯＦＦ、またトランジスタＱ6 をＯＮとす
る。この結果、トランジスタＱ1 およびＱ3 がＯＦＦ、
トランジスタＱ2 およびＱ4 がＯＮとなる。従って、電
圧Ｖｃｃ→トランジスタＱ2 →制御素子１０９→トラン
ジスタＱ4 →地気という経路で電流が流れる。このよう
に、制御素子１０９に流れる電流の向きは、前述した加
熱／冷却の場合で逆になっていることが理解されよう。
く、ＬＤ１０１を冷却しようとする場合には、トランジ
スタＱ5 をＯＦＦ、またトランジスタＱ6 をＯＮとす
る。この結果、トランジスタＱ1 およびＱ3 がＯＦＦ、
トランジスタＱ2 およびＱ4 がＯＮとなる。従って、電
圧Ｖｃｃ→トランジスタＱ2 →制御素子１０９→トラン
ジスタＱ4 →地気という経路で電流が流れる。このよう
に、制御素子１０９に流れる電流の向きは、前述した加
熱／冷却の場合で逆になっていることが理解されよう。
【００２５】すなわち、トランジスタＱ1 とＱ3 、また
Ｑ2 とＱ4 とを一組とし、この各組をトランジスタＱ5
およびＱ6 でＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、制御素
子１０９に供給する電流の向きを制御する。この結果、
制御素子１０９の加熱／冷却の切り替えを行うことがで
きる。
Ｑ2 とＱ4 とを一組とし、この各組をトランジスタＱ5
およびＱ6 でＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、制御素
子１０９に供給する電流の向きを制御する。この結果、
制御素子１０９の加熱／冷却の切り替えを行うことがで
きる。
【００２６】次に、制御素子１０９のＯＮ／ＯＦＦの時
間比について説明する。図３は、デューティー発生回路
１０５の動作を説明するため、入力電圧Ｖｉｎを増大さ
せていった場合、出力電圧Ｖｏｕｔがどのように変化す
るかを示す。図３において、縦軸は入力電圧Ｖｉｎ、ま
たは出力電圧Ｖｏｕｔを表す。また横軸は出力電圧Ｖｏ
ｕｔの波形を示す。
間比について説明する。図３は、デューティー発生回路
１０５の動作を説明するため、入力電圧Ｖｉｎを増大さ
せていった場合、出力電圧Ｖｏｕｔがどのように変化す
るかを示す。図３において、縦軸は入力電圧Ｖｉｎ、ま
たは出力電圧Ｖｏｕｔを表す。また横軸は出力電圧Ｖｏ
ｕｔの波形を示す。
【００２７】デューティー発生回路１０５は、図３に示
すように入力電圧Ｖｉｎに対して出力電圧Ｖｏｕｔを出
力する。この出力電圧Ｖｏｕｔは入力電圧Ｖｉｎに応じ
てパルス幅、およびパルスの発生周期が変化する矩型パ
ルス波である。このパルスが発生している期間、制御ブ
ロック１０８は制御素子１０９をＯＮとする。またパル
スが発生していない期間は、制御ブロック１０８は制御
素子１０９をＯＦＦとする。
すように入力電圧Ｖｉｎに対して出力電圧Ｖｏｕｔを出
力する。この出力電圧Ｖｏｕｔは入力電圧Ｖｉｎに応じ
てパルス幅、およびパルスの発生周期が変化する矩型パ
ルス波である。このパルスが発生している期間、制御ブ
ロック１０８は制御素子１０９をＯＮとする。またパル
スが発生していない期間は、制御ブロック１０８は制御
素子１０９をＯＦＦとする。
【００２８】すなわち、制御素子１０９のＯＮ時間は、
出力電圧Ｖｏｕｔのパルスの発生時間に等しい。このパ
ルスの発生時間は、入力電圧Ｖｉｎが高くなるにつれて
長くなる。また制御素子１０９のＯＦＦ時間は、出力電
圧Ｖｏｕｔの、あるひとつのパルスと次のパルスとの間
の時間に等しい。この時間は、入力電圧Ｖｉｎが高くな
るにつれて短くなる。
出力電圧Ｖｏｕｔのパルスの発生時間に等しい。このパ
ルスの発生時間は、入力電圧Ｖｉｎが高くなるにつれて
長くなる。また制御素子１０９のＯＦＦ時間は、出力電
圧Ｖｏｕｔの、あるひとつのパルスと次のパルスとの間
の時間に等しい。この時間は、入力電圧Ｖｉｎが高くな
るにつれて短くなる。
【００２９】出力電圧Ｖｏｕｔのパルスの立ち上がりか
ら、次のパルスの立ち上がりまでを１周期とすると、図
３において入力電圧Ｖｉｎがｖ１（Ｖ）である場合、出
力電圧Ｖｏｕｔの周期はたとえばｔ１となる。また入力
電圧Ｖｉｎがｖ２（Ｖ）である場合、出力電圧Ｖｏｕｔ
の周期はたとえばｔ２となる。図３から理解されるよう
に、入力電圧Ｖｉｎが増加するにつれて、出力電圧Ｖｏ
ｕｔの１周期に占めるＯＮ時間の割合が増加している。
この、出力電圧Ｖｏｕｔの１周期に占めるＯＮ時間の割
合を、デューティー比と定義する。
ら、次のパルスの立ち上がりまでを１周期とすると、図
３において入力電圧Ｖｉｎがｖ１（Ｖ）である場合、出
力電圧Ｖｏｕｔの周期はたとえばｔ１となる。また入力
電圧Ｖｉｎがｖ２（Ｖ）である場合、出力電圧Ｖｏｕｔ
の周期はたとえばｔ２となる。図３から理解されるよう
に、入力電圧Ｖｉｎが増加するにつれて、出力電圧Ｖｏ
ｕｔの１周期に占めるＯＮ時間の割合が増加している。
この、出力電圧Ｖｏｕｔの１周期に占めるＯＮ時間の割
合を、デューティー比と定義する。
【００３０】すなわち、デューティー比＝制御素子駆動
ＯＮの時間／１周期の時間
ＯＮの時間／１周期の時間
【００３１】ここで前述したように、入力電圧Ｖｉｎを
供給する絶対値回路１０４は、ＬＤ１０１の温度と目標
温度との差に応じた電圧を出力している。すなわち、差
が大きければそれだけ高い電圧となり、差が小さければ
それだけ低い電圧となる。すなわち、ＬＤ１０１の温度
と目標温度との差が大きいほど、デューティー比が大き
くなる。逆に、ＬＤ１０１の温度と目標温度との差が小
さいほど、デューティー比が小さくなる。
供給する絶対値回路１０４は、ＬＤ１０１の温度と目標
温度との差に応じた電圧を出力している。すなわち、差
が大きければそれだけ高い電圧となり、差が小さければ
それだけ低い電圧となる。すなわち、ＬＤ１０１の温度
と目標温度との差が大きいほど、デューティー比が大き
くなる。逆に、ＬＤ１０１の温度と目標温度との差が小
さいほど、デューティー比が小さくなる。
【００３２】すなわちＬＤ１０１と目標温度との差が大
きくなると、制御素子１０９を駆動する時間の割合が大
きくなる。従ってそれだけ短時間で、ＬＤ１０１の温度
制御を行うことができる。一方、温度差が小さければデ
ューティー比が小さくなり、急激な加熱、あるいは冷却
のされることによる熱的なオーバーシュートを抑圧して
いる。
きくなると、制御素子１０９を駆動する時間の割合が大
きくなる。従ってそれだけ短時間で、ＬＤ１０１の温度
制御を行うことができる。一方、温度差が小さければデ
ューティー比が小さくなり、急激な加熱、あるいは冷却
のされることによる熱的なオーバーシュートを抑圧して
いる。
【００３３】ここで出力電圧Ｖｏｕｔのデューティー比
が大きくなると、１周期のほぼすべての時間が制御素子
１０９のＯＮ時間となる可能性がある。この場合は、制
御素子１０９の駆動をＯＮのままとし、制御素子１０９
を連続的に駆動する。
が大きくなると、１周期のほぼすべての時間が制御素子
１０９のＯＮ時間となる可能性がある。この場合は、制
御素子１０９の駆動をＯＮのままとし、制御素子１０９
を連続的に駆動する。
【００３４】また、この発明による温度制御が機能し
て、ＬＤ１０１の温度と目標温度とがほぼ一致した場
合、１周期のほぼすべての時間が制御素子１０９のＯＦ
Ｆ時間となる可能性がある。この場合、制御素子１０９
の駆動をＯＦＦとする。このようにして、ＬＤ１０１を
目標温度に制御している。
て、ＬＤ１０１の温度と目標温度とがほぼ一致した場
合、１周期のほぼすべての時間が制御素子１０９のＯＦ
Ｆ時間となる可能性がある。この場合、制御素子１０９
の駆動をＯＦＦとする。このようにして、ＬＤ１０１を
目標温度に制御している。
【００３５】図４および図５に、従来の温度制御と、こ
の発明の温度制御回路による制御の応答性および安定性
を示す。図４は、従来の温度制御によるＬＤ１０１の温
度変化を示す。従来のスタティックなリニア駆動による
温度制御では、周囲温度が６０℃である場合、ペルチェ
素子に 600mAの電流を供給し、目標温度２５℃で安定す
るまでに要する時間は、図４から約５０秒程度であるこ
とがわかる。一方、この発明による温度制御によるＬＤ
１０１の温度変化を図５に示す。供給する電流が 500m
A、環境温度が２５℃である時、ＬＤ１０１の温度は約
５５℃となる。この状態から温度制御回路を動作させた
結果、ＬＤ１０１の温度が目標温度２５℃まで達する時
間は、約１０秒であることがわかる。
の発明の温度制御回路による制御の応答性および安定性
を示す。図４は、従来の温度制御によるＬＤ１０１の温
度変化を示す。従来のスタティックなリニア駆動による
温度制御では、周囲温度が６０℃である場合、ペルチェ
素子に 600mAの電流を供給し、目標温度２５℃で安定す
るまでに要する時間は、図４から約５０秒程度であるこ
とがわかる。一方、この発明による温度制御によるＬＤ
１０１の温度変化を図５に示す。供給する電流が 500m
A、環境温度が２５℃である時、ＬＤ１０１の温度は約
５５℃となる。この状態から温度制御回路を動作させた
結果、ＬＤ１０１の温度が目標温度２５℃まで達する時
間は、約１０秒であることがわかる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明した通り、この発明の温度制御
回路は駆動トランジスタをＯＮ／ＯＦＦスイッチングに
より制御する。このため、トランジスタにおける電力損
失がほとんどなく、消費電力を低減することができる。
またトランジスタの放熱が不要となり、放熱用の部品が
不要となるとともに、従来に比べてより一般的な表面実
装型のトランジスタを用いることができる。このため、
回路の小型化を図ることができる。これらにより、さら
に、トランジスタに関してより高い信頼性を得ることが
できるという効果をも得ることができる。
回路は駆動トランジスタをＯＮ／ＯＦＦスイッチングに
より制御する。このため、トランジスタにおける電力損
失がほとんどなく、消費電力を低減することができる。
またトランジスタの放熱が不要となり、放熱用の部品が
不要となるとともに、従来に比べてより一般的な表面実
装型のトランジスタを用いることができる。このため、
回路の小型化を図ることができる。これらにより、さら
に、トランジスタに関してより高い信頼性を得ることが
できるという効果をも得ることができる。
【図１】この発明による温度制御回路のブロック図であ
る。
る。
【図２】この発明の制御ブロックの一例を示す図であ
る。
る。
【図３】デューティー発生回路の入力／出力電圧を示す
図である。
図である。
【図４】従来の温度制御による熱応答性を示す図であ
る。
る。
【図５】この発明の温度制御による熱応答性を示す図で
ある。
ある。
【図６】従来の温度制御回路のブロック図である。
【図７】従来の電流ブースターの構成を示す図である。
１０１ ＬＤ １０２ 温度検出部 １０３ 増幅器 １０４ 絶対値回路 １０５ デューティー発生回路 １０７ 加熱／冷却判別回路 １０８ 制御ブロック １０９ 制御素子
Claims (6)
- 【請求項１】 温度制御する対象の温度を検出する温度
検出手段と、 この対象の温度を任意に設定される目標温度に制御する
ための、供給される電流の極性に応じて対象の加熱ある
いは冷却を行う温度制御手段と、 前記温度検出手段で検出された温度と目標温度との差を
検出する温度差検出手段と、前記温度検出手段で検出さ
れた温度と目標温度との高低関係を判別する高低判別手
段と、 前記温度差検出手段および高低判別手段とから入力され
た信号とに基づいて前記温度制御手段に駆動信号を供給
し、前記温度制御手段を駆動する駆動手段とを有するこ
とを特徴とする、温度制御回路。 - 【請求項２】 前記温度差検出手段の出力を入力され、
この入力の大きさに応じた出力信号を前記駆動手段に出
力する電圧／パルス変換手段を有する、請求項１記載の
温度制御回路。 - 【請求項３】 前記駆動手段は、前記電圧／パルス変換
手段から出力される出力信号に応じて前記温度制御手段
をＯＮ／ＯＦＦスイッチングすることを特徴とする、請
求項２記載の温度制御回路。 - 【請求項４】 前記電圧／パルス変換手段は、前記温度
差検出手段の出力を、前記駆動手段のスイッチングの電
流のＯＮ／ＯＦＦの時間比に変換することを特徴とす
る、請求項３記載の温度制御回路。 - 【請求項５】 前記駆動手段は、 エミッタが電位に接続され、コレクタが前記温度制御手
段に接続される第１のトランジスタと、コレクタが前記
温度制御手段に接続され、エミッタが地気に接続される
第２のトランジスタとから構成される第１のルートと、 エミッタが電位に接続され、コレクタが前記温度制御手
段に接続される第３のトランジスタと、コレクタが前記
温度制御手段に接続され、エミッタが地気に接続される
第４のトランジスタとから構成され、前記温度制御手段
に、前記第１のルートとは逆方向に接続される第２のル
ートとを有し、さらに前記第１のルートもしくは前記第
２のルートのいずれかを選択的にスイッチングする一対
の駆動トランジスタを有することを特徴とする、請求項
１記載の温度制御回路。 - 【請求項６】温度制御する対象の温度に相当する電流を
出力する温度検出手段と、この対象の温度を任意に設定
される目標温度に制御するための、供給される電流の極
性に応じて対象の加熱あるいは冷却を行う温度制御手段
と、 前記温度検出手段の出力を電流／電圧変換し、かつ増幅
する増幅手段と、 この増幅手段の出力電圧から、対象の温度と目標温度と
の差を検出する温度差検出手段と、 前記増幅手段の出力電圧から、対象の温度と、目標温度
との高低関係を判別する高低判別手段と、 前記温度差検出手段および高低判別手段とから入力され
た信号とに基づいて前記温度制御手段に駆動信号を供給
し、前記温度制御手段を駆動する駆動手段とを有するこ
とを特徴とする、温度制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4465592A JPH05241668A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 温度制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4465592A JPH05241668A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 温度制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05241668A true JPH05241668A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12697464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4465592A Pending JPH05241668A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 温度制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05241668A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006067838A1 (ja) * | 2004-12-21 | 2006-06-29 | Advantest Corporation | ペルチェ素子駆動方法および回路、ペルチェモジュールの取付構造ならびに電子部品ハンドリング装置 |
| WO2016129187A1 (ja) * | 2015-02-09 | 2016-08-18 | ソニー株式会社 | 生体物質反応用サーマルサイクラー、生体物質分析装置、生体物質反応における温度変化率の制御システム、生体物質反応における温度変化率の制御方法、生体物質分析方法及び生体物質反応における温度制御プログラム |
| US20170207602A1 (en) * | 2014-04-21 | 2017-07-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical transmitter and semiconductor laser temperature control method |
| JP2019168903A (ja) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 温度制御回路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58153387A (ja) * | 1982-03-08 | 1983-09-12 | Toshiba Corp | 温度制御装置 |
| JPH03240110A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-25 | Keyence Corp | 低電圧型温度コントロール装置 |
-
1992
- 1992-03-02 JP JP4465592A patent/JPH05241668A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58153387A (ja) * | 1982-03-08 | 1983-09-12 | Toshiba Corp | 温度制御装置 |
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| US7642795B2 (en) | 2004-12-21 | 2010-01-05 | Advantest Corporation | Drive method and drive circuit of peltier element, attaching structure of peltier module and electronic device handling apparatus |
| US20170207602A1 (en) * | 2014-04-21 | 2017-07-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical transmitter and semiconductor laser temperature control method |
| US10116118B2 (en) | 2014-04-21 | 2018-10-30 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical transmitter and semiconductor laser temperature control method |
| WO2016129187A1 (ja) * | 2015-02-09 | 2016-08-18 | ソニー株式会社 | 生体物質反応用サーマルサイクラー、生体物質分析装置、生体物質反応における温度変化率の制御システム、生体物質反応における温度変化率の制御方法、生体物質分析方法及び生体物質反応における温度制御プログラム |
| JP2019168903A (ja) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 温度制御回路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980317 |