JPH07129254A - 温度制御装置 - Google Patents
温度制御装置Info
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- JPH07129254A JPH07129254A JP30573293A JP30573293A JPH07129254A JP H07129254 A JPH07129254 A JP H07129254A JP 30573293 A JP30573293 A JP 30573293A JP 30573293 A JP30573293 A JP 30573293A JP H07129254 A JPH07129254 A JP H07129254A
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- temperature
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 測温素子に印加される交流電圧とこれに流れ
る交流電流の位相差を検出し、この位相差を測温信号と
して利用する温度制御装置において、測温素子から測温
回路に至る電路の断線或いは測温素子の両端電極の短絡
時に、通電制御素子をオフすると共にヒータへの電源路
を遮断するような温度制御装置を提供する。 【構成】 電源電圧が正の半波に変わったときパルス電
圧を発生させ、装置が正常時にはこのパルス電圧が零電
位に落ち、測温素子の両電極間あるいは測温素子と測温
回路間の電路が断線、短絡などの異常状態になると、前
記パルス電圧がサイリスタを導通させて発熱用抵抗に大
きな電流が流れる。発熱用抵抗の発熱でこれに接設の温
度ヒューズが溶断し、ヒータへの電路が遮断する。これ
と同時に通電制御素子をオンする電圧出力が零電位に落
ち、通電制御素子がオフする。
る交流電流の位相差を検出し、この位相差を測温信号と
して利用する温度制御装置において、測温素子から測温
回路に至る電路の断線或いは測温素子の両端電極の短絡
時に、通電制御素子をオフすると共にヒータへの電源路
を遮断するような温度制御装置を提供する。 【構成】 電源電圧が正の半波に変わったときパルス電
圧を発生させ、装置が正常時にはこのパルス電圧が零電
位に落ち、測温素子の両電極間あるいは測温素子と測温
回路間の電路が断線、短絡などの異常状態になると、前
記パルス電圧がサイリスタを導通させて発熱用抵抗に大
きな電流が流れる。発熱用抵抗の発熱でこれに接設の温
度ヒューズが溶断し、ヒータへの電路が遮断する。これ
と同時に通電制御素子をオンする電圧出力が零電位に落
ち、通電制御素子がオフする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温度に対応してインピ
ーダンスの位相角が変わる測温素子を利用する温度制御
装置に関する。
ーダンスの位相角が変わる測温素子を利用する温度制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】測温素子のインピーダンスの位相角を、
測温素子に印加される交流電圧とこれに流れる交流電流
の位相差として検出し、この位相差を温度信号としてヒ
ータへの通電を制御する温度制御装置の例としては、特
開昭51−25692号公報、特開平4−190581
号公報に開示の技術が知られている。
測温素子に印加される交流電圧とこれに流れる交流電流
の位相差として検出し、この位相差を温度信号としてヒ
ータへの通電を制御する温度制御装置の例としては、特
開昭51−25692号公報、特開平4−190581
号公報に開示の技術が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は、測
温素子に印加される交流電圧とこれに流れる交流電流の
位相差を夫々のゼロクロス点で検出して、通電制御素子
をオン・オフし、ヒータへの通電を制御するだけのもの
で、測温素子から測温回路に至る電路が断線したり、測
温素子の両端電極が短絡した場合には、正常な温度制御
ができなくなってヒータ温度が異状に上昇し、焼損事故
をひき起こす問題点がある。
温素子に印加される交流電圧とこれに流れる交流電流の
位相差を夫々のゼロクロス点で検出して、通電制御素子
をオン・オフし、ヒータへの通電を制御するだけのもの
で、測温素子から測温回路に至る電路が断線したり、測
温素子の両端電極が短絡した場合には、正常な温度制御
ができなくなってヒータ温度が異状に上昇し、焼損事故
をひき起こす問題点がある。
【0004】さらに、両者ともに入力電源として一般商
用電源を装置に印加した場合、この電源に重畳している
他の機器で発生した高調波が、上記ゼロクロス点を本来
の位置から変位させ、真の位相差を検出できなくなる。
特に、測温素子として、静電容量と抵抗成分が温度に対
応して変化する特性の感熱線は、ハイパスフィルターの
働きをするので、これに流れる電流は高調波の影響を受
けてそのゼロクロス点が一層ずれ、制御温度が不安定と
なる致命的な問題点がある。
用電源を装置に印加した場合、この電源に重畳している
他の機器で発生した高調波が、上記ゼロクロス点を本来
の位置から変位させ、真の位相差を検出できなくなる。
特に、測温素子として、静電容量と抵抗成分が温度に対
応して変化する特性の感熱線は、ハイパスフィルターの
働きをするので、これに流れる電流は高調波の影響を受
けてそのゼロクロス点が一層ずれ、制御温度が不安定と
なる致命的な問題点がある。
【0005】本発明は、上記従来技術の有する問題点を
解消するもので、測温素子に印加される電圧とこれに流
れる電流の位相差を検出し、これを測温信号として利用
する温度制御装置において、測温素子から測温回路に至
る電路の断線時或いは測温素子の両端電極の短絡時にヒ
ータへの通電を遮断する温度制御装置の提供を目的とす
る。
解消するもので、測温素子に印加される電圧とこれに流
れる電流の位相差を検出し、これを測温信号として利用
する温度制御装置において、測温素子から測温回路に至
る電路の断線時或いは測温素子の両端電極の短絡時にヒ
ータへの通電を遮断する温度制御装置の提供を目的とす
る。
【0006】本発明の別の目的は、入力電源に重畳した
高調波の影響を受けず上記位相差を検出し、ヒータ温度
を安定して制御することができる装置の提供を目的とす
る。本発明の更に別の目的は、測温素子に流れる電流は
交流波形の正と負に関して同一とし、測温素子の特性が
経時変化することなく、長期に渉り正確且つ安定して温
度制御ができる装置の提供を目的とする。
高調波の影響を受けず上記位相差を検出し、ヒータ温度
を安定して制御することができる装置の提供を目的とす
る。本発明の更に別の目的は、測温素子に流れる電流は
交流波形の正と負に関して同一とし、測温素子の特性が
経時変化することなく、長期に渉り正確且つ安定して温
度制御ができる装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、測温素子に印加される交流電圧とこれに
流れる電流の位相差を測温信号として利用する温度制御
装置において、該装置の測温回路の前段にハイカツトフ
ィルターを設け、前記測温素子と測温回路間電路の断線
或いは測温素子の両端電極間の短絡時にヒータへの通電
を遮断するようにしている。
に、本発明は、測温素子に印加される交流電圧とこれに
流れる電流の位相差を測温信号として利用する温度制御
装置において、該装置の測温回路の前段にハイカツトフ
ィルターを設け、前記測温素子と測温回路間電路の断線
或いは測温素子の両端電極間の短絡時にヒータへの通電
を遮断するようにしている。
【0008】測温素子の一方の電極にはNPN型トラン
ジスタとPNP型トランジスタの各ベースを接続し、両
トランジスタのエミッタは電源の一方に接続している。
コンデンサの一方は、電源に2個のツェナーダイオード
を逆極性にして接続した該部に接続し、コンデンサの他
方と電源の一方間には、交流電源の負の半波の印加時に
コンデンサに充電され、正の半波の印加時に放電される
ように2個のダイオードを設けている。
ジスタとPNP型トランジスタの各ベースを接続し、両
トランジスタのエミッタは電源の一方に接続している。
コンデンサの一方は、電源に2個のツェナーダイオード
を逆極性にして接続した該部に接続し、コンデンサの他
方と電源の一方間には、交流電源の負の半波の印加時に
コンデンサに充電され、正の半波の印加時に放電される
ように2個のダイオードを設けている。
【0009】測温素子に流れる電流のゼロクロス点が測
温素子に印加される電圧のゼロクロス点に接近すると、
通電制御素子のゲート電位を零にクランプするようにな
っており、同時に交流電源に並列接続した発熱用抵抗
に、これが発熱するのに充分な電流を流すようにしてい
る。この発熱用抵抗は、電源経路に介設されている温度
ヒューズに接触させている。また、交流電源に動作表示
灯が発熱用抵抗と直列接続されている。
温素子に印加される電圧のゼロクロス点に接近すると、
通電制御素子のゲート電位を零にクランプするようにな
っており、同時に交流電源に並列接続した発熱用抵抗
に、これが発熱するのに充分な電流を流すようにしてい
る。この発熱用抵抗は、電源経路に介設されている温度
ヒューズに接触させている。また、交流電源に動作表示
灯が発熱用抵抗と直列接続されている。
【0010】
【作用】測温素子に正の電流が流れ、同時に負の電圧が
印加されている間コンデンサは充電され、測温素子に正
の電圧が印加されると該コンデンサには逆電位が印加さ
れて前記の充電電荷はダイオードを経て放電される。こ
の放電エネルギーの大小に応じて通電制御素子がオン・
オフしてヒータへの通電を制御する。
印加されている間コンデンサは充電され、測温素子に正
の電圧が印加されると該コンデンサには逆電位が印加さ
れて前記の充電電荷はダイオードを経て放電される。こ
の放電エネルギーの大小に応じて通電制御素子がオン・
オフしてヒータへの通電を制御する。
【0011】測温素子に対して正の交流電流は、測温素
子〜NPN型トランジスタのベース〜エミッタと、負の
交流電流はPNP型トランジスタのエミッタ〜ベース〜
測温素子と流れて、測温素子には交流の正負に関して不
平衡成分の発生がなく、測温素子の経時変化は起こらな
い。また、この交流電流に重畳した高調波はハイカット
フィルターで除去され、電源電圧の変動はツェナーダイ
オードによって定電圧にされ、コンデンサの充放電は安
定し、温度信号は高調波の影響を受けない。
子〜NPN型トランジスタのベース〜エミッタと、負の
交流電流はPNP型トランジスタのエミッタ〜ベース〜
測温素子と流れて、測温素子には交流の正負に関して不
平衡成分の発生がなく、測温素子の経時変化は起こらな
い。また、この交流電流に重畳した高調波はハイカット
フィルターで除去され、電源電圧の変動はツェナーダイ
オードによって定電圧にされ、コンデンサの充放電は安
定し、温度信号は高調波の影響を受けない。
【0012】測温素子と測温回路間の電路が断線するか
或いは測温素子の両端電極間が短絡すると、通電制御素
子のゲート電位が零になって通電制御素子がオフしヒー
タへの通電は遮断される。また、発熱用抵抗の発熱によ
って温度ヒューズが溶断し、制御装置及びヒータへの通
電を遮断する。
或いは測温素子の両端電極間が短絡すると、通電制御素
子のゲート電位が零になって通電制御素子がオフしヒー
タへの通電は遮断される。また、発熱用抵抗の発熱によ
って温度ヒューズが溶断し、制御装置及びヒータへの通
電を遮断する。
【0013】
【実施例】図1は、本発明装置の回路図を示し、交流電
源1に温度ヒューズ2、ヒータ3、通電制御素子4が直
列接続されてヒータ電源路を構成している。測温素子5
は、一対の導体5a、5b間に温度に対応して位相角が
変化するサーミスタ層5cを充填したもので、ヒータ3
に近接して設けられる。一方の導体5aは電源一端1a
に、他方導体5bは抵抗6、7、8を経て電源他端1b
に夫々接続され、また抵抗6、7接続部と電源他端1b
間にはコンデンサ9が接続されてハイカットフィルター
を構成している。前記測温素子5のサーミスタ層5cは
柔軟な高分子化合物で構成し、線状、面状、網目状など
任意形状の導体5a、5bを電極としてこれらの間に充
填する。
源1に温度ヒューズ2、ヒータ3、通電制御素子4が直
列接続されてヒータ電源路を構成している。測温素子5
は、一対の導体5a、5b間に温度に対応して位相角が
変化するサーミスタ層5cを充填したもので、ヒータ3
に近接して設けられる。一方の導体5aは電源一端1a
に、他方導体5bは抵抗6、7、8を経て電源他端1b
に夫々接続され、また抵抗6、7接続部と電源他端1b
間にはコンデンサ9が接続されてハイカットフィルター
を構成している。前記測温素子5のサーミスタ層5cは
柔軟な高分子化合物で構成し、線状、面状、網目状など
任意形状の導体5a、5bを電極としてこれらの間に充
填する。
【0014】ツェナーダイオード12、13は各カソー
ド側を電源1a、1b側として発熱用抵抗10、抵抗1
1を経て電源1に直列接続され、両アノード接続部Aと
電源1b間にはコンデンサ14、カソードを該コンデン
サ14側としたダイオード15、抵抗16が直列接続さ
れている。トランジスタ17のベースは前記抵抗7、8
間に、同コレクタは前記接続部Aに、同エミッタは電源
他端1bに夫々接続されている。またコンデンサ14に
は、アノードを該コンデンサ14側としたダイオード1
8、可変抵抗19、抵抗20の直列回路がカスケード接
続されている。さらに、前記可変抵抗19の可動子には
抵抗21、22がカスケード接続され、両抵抗21、2
2の接続部に前記通電制御素子4のゲートが接続されて
いる。
ド側を電源1a、1b側として発熱用抵抗10、抵抗1
1を経て電源1に直列接続され、両アノード接続部Aと
電源1b間にはコンデンサ14、カソードを該コンデン
サ14側としたダイオード15、抵抗16が直列接続さ
れている。トランジスタ17のベースは前記抵抗7、8
間に、同コレクタは前記接続部Aに、同エミッタは電源
他端1bに夫々接続されている。またコンデンサ14に
は、アノードを該コンデンサ14側としたダイオード1
8、可変抵抗19、抵抗20の直列回路がカスケード接
続されている。さらに、前記可変抵抗19の可動子には
抵抗21、22がカスケード接続され、両抵抗21、2
2の接続部に前記通電制御素子4のゲートが接続されて
いる。
【0015】ツェナーダイオード12のカソード側と電
源1b間には、コンデンサ23と抵抗24が直列接続さ
れ、コンデンサ23と抵抗24の接続部にはダイオード
25と抵抗26がカスケード接続され、該ダイオード2
5のカソードはサイリスタ27のゲート及び抵抗28
に、該抵抗28の他端はNPN型トランジスタ29のコ
レクタに夫々接続されている。トランジスタ29のベー
ス〜エミッタ間にはコンデンサ30が介設され、同29
のベースは前記トランジスタ17のベースに、同29の
エミッタは電源他端1bに夫々接続されている。尚、該
トランジスタ29と前記トランジスタ17の各ベース〜
エミッタ間は、測温素子5に流れる電流の正と負に関し
同一のインピーダンスを有する。
源1b間には、コンデンサ23と抵抗24が直列接続さ
れ、コンデンサ23と抵抗24の接続部にはダイオード
25と抵抗26がカスケード接続され、該ダイオード2
5のカソードはサイリスタ27のゲート及び抵抗28
に、該抵抗28の他端はNPN型トランジスタ29のコ
レクタに夫々接続されている。トランジスタ29のベー
ス〜エミッタ間にはコンデンサ30が介設され、同29
のベースは前記トランジスタ17のベースに、同29の
エミッタは電源他端1bに夫々接続されている。尚、該
トランジスタ29と前記トランジスタ17の各ベース〜
エミッタ間は、測温素子5に流れる電流の正と負に関し
同一のインピーダンスを有する。
【0016】発熱用抵抗10と抵抗11の接続部と電源
他端1b間にはダイオード31、サイリスタ27の直列
回路が、両者ともカソードを電源他端1b側にしてカス
ケード接続されている。また、サイリスタ27のアノー
ドと前記ダイオード15のカソード間には同方向極性で
ダイオード32が介設されている。また、発熱用抵抗1
0と電源他端1b間には抵抗33と発光ダイオード34
が直列接続され、該発光ダイオード34にはダイオード
35が並列接続されている。さらに、電源1には異常な
高電圧を吸収し装置を保護するためバリスター36が接
続されている。
他端1b間にはダイオード31、サイリスタ27の直列
回路が、両者ともカソードを電源他端1b側にしてカス
ケード接続されている。また、サイリスタ27のアノー
ドと前記ダイオード15のカソード間には同方向極性で
ダイオード32が介設されている。また、発熱用抵抗1
0と電源他端1b間には抵抗33と発光ダイオード34
が直列接続され、該発光ダイオード34にはダイオード
35が並列接続されている。さらに、電源1には異常な
高電圧を吸収し装置を保護するためバリスター36が接
続されている。
【0017】図2は、本発明の他の実施例を示し、図1
に示したダイオード31、32を取除いて、安全回路部
及び駆動回路部を次のように変更している。安全回路部
の変更は、抵抗28をサイリスタ27のゲートから解放
して、コンデンサ23と抵抗24の接続部間とにダイオ
ード37を介設し、コンデンサ14とダイオード18間
にPNP型トランジスタ38のエミッタ〜コレクタを接
続し、同ベースは抵抗39を介して前記トランジスタ2
9のコレクタに接続し、また、トランジスタ38のベー
ス〜エミッタ間には抵抗40を接続している。尚、図2
では、図1の測温素子5の一方電極5aをヒータ3と共
通にしている。
に示したダイオード31、32を取除いて、安全回路部
及び駆動回路部を次のように変更している。安全回路部
の変更は、抵抗28をサイリスタ27のゲートから解放
して、コンデンサ23と抵抗24の接続部間とにダイオ
ード37を介設し、コンデンサ14とダイオード18間
にPNP型トランジスタ38のエミッタ〜コレクタを接
続し、同ベースは抵抗39を介して前記トランジスタ2
9のコレクタに接続し、また、トランジスタ38のベー
ス〜エミッタ間には抵抗40を接続している。尚、図2
では、図1の測温素子5の一方電極5aをヒータ3と共
通にしている。
【0018】駆動回路部の変更は、通電制御素子4を片
方向サイリスタから双方向サイリスタとして、電源1
a、1b間にはコンデンサ41、抵抗42、ダイオード
43、サイリスタ44を直列接続し、該サイリスタ44
のゲートは抵抗21、22間に接続する。また、ヒータ
3と通電制御素子4の接続部には、前記ダイオード43
のカソードからダイオード45が、同アノードから抵抗
46が夫々接続され、通電制御素子4のゲートは前記サ
イリスタ44のアノードに接続される。
方向サイリスタから双方向サイリスタとして、電源1
a、1b間にはコンデンサ41、抵抗42、ダイオード
43、サイリスタ44を直列接続し、該サイリスタ44
のゲートは抵抗21、22間に接続する。また、ヒータ
3と通電制御素子4の接続部には、前記ダイオード43
のカソードからダイオード45が、同アノードから抵抗
46が夫々接続され、通電制御素子4のゲートは前記サ
イリスタ44のアノードに接続される。
【0019】図3は測温回路部の動作を説明するための
図を示し、図3(a)はトランジスタ17に印加される
電圧vと流れる電流iの波形図で、電圧vはツェナーダ
イオード12、13で定電圧にされ、電流iは抵抗6、
7及びコンデンサ9によって電源に含まれる高調波成分
が除去されたものになる。図8は、測温素子5の温度−
位相角特性の一例を示し、位相角φは高温側で小さくな
る。該位相角φの変化と、電圧vと電流iの位相差φ′
の変化とは対応するので、該位相差φ′を測定すれば温
度を知ることができる。
図を示し、図3(a)はトランジスタ17に印加される
電圧vと流れる電流iの波形図で、電圧vはツェナーダ
イオード12、13で定電圧にされ、電流iは抵抗6、
7及びコンデンサ9によって電源に含まれる高調波成分
が除去されたものになる。図8は、測温素子5の温度−
位相角特性の一例を示し、位相角φは高温側で小さくな
る。該位相角φの変化と、電圧vと電流iの位相差φ′
の変化とは対応するので、該位相差φ′を測定すれば温
度を知ることができる。
【0020】ツェナーダイオード12、13のツェナー
電圧を15ボルト程度に選択するとトランジスタ17の
閾電圧(0.7ボルト以下)は無視できることになり、
トランジスタ17がオフしてから電圧vが零ボルトにな
る時間幅φ1は、電圧vと電流iの位相差φ′に略対応
する。図3(b)はトランジスタ17の動作図、図3
(c)はA点の電圧、図3(d)はB点の電圧、図3
(e)はC点の電圧を夫々示し、A点が負電圧(φ1に
相当)の区間、抵抗16、ダイオード15を経てコンデ
ンサ14は充電され、電圧vが正に変わると、コンデン
サ14には逆電圧が印加されて充電電荷はダイオード1
8から可変抵抗19〜抵抗20を経て放電される。該放
電電圧を可変抵抗19の可動子で調整することによって
通電制御素子4をオン・オフし、ヒータ3への通電を制
御する。
電圧を15ボルト程度に選択するとトランジスタ17の
閾電圧(0.7ボルト以下)は無視できることになり、
トランジスタ17がオフしてから電圧vが零ボルトにな
る時間幅φ1は、電圧vと電流iの位相差φ′に略対応
する。図3(b)はトランジスタ17の動作図、図3
(c)はA点の電圧、図3(d)はB点の電圧、図3
(e)はC点の電圧を夫々示し、A点が負電圧(φ1に
相当)の区間、抵抗16、ダイオード15を経てコンデ
ンサ14は充電され、電圧vが正に変わると、コンデン
サ14には逆電圧が印加されて充電電荷はダイオード1
8から可変抵抗19〜抵抗20を経て放電される。該放
電電圧を可変抵抗19の可動子で調整することによって
通電制御素子4をオン・オフし、ヒータ3への通電を制
御する。
【0021】図2において、電源電圧が正の半波のとき
ヒータ3〜抵抗46〜通電制御素子4のゲートの経路で
電流が流れて通電制御素子4がオンする。このとき同時
にコンデンサ41〜抵抗42〜ダイオード45の経路で
電流が流れ、コンデンサ41が充電される。電源電圧が
負の半波に変わって通電制御素子4がオフすると、コン
デンサ41の充電電荷は、通電制御素子4のアノード〜
ゲート〜ダイオード43〜抵抗42の経路で放電され、
通電制御素子4は再度オンする。通電制御素子4がオン
すると測温素子5を流れる電流が少なくなるので、図3
の破線で示すようにトランジスタ17のオフ点が移動し
て位相差φ2となり適量のヒステリシスが生じる。
ヒータ3〜抵抗46〜通電制御素子4のゲートの経路で
電流が流れて通電制御素子4がオンする。このとき同時
にコンデンサ41〜抵抗42〜ダイオード45の経路で
電流が流れ、コンデンサ41が充電される。電源電圧が
負の半波に変わって通電制御素子4がオフすると、コン
デンサ41の充電電荷は、通電制御素子4のアノード〜
ゲート〜ダイオード43〜抵抗42の経路で放電され、
通電制御素子4は再度オンする。通電制御素子4がオン
すると測温素子5を流れる電流が少なくなるので、図3
の破線で示すようにトランジスタ17のオフ点が移動し
て位相差φ2となり適量のヒステリシスが生じる。
【0022】図4は、図1に示す安全回路の動作を説明
するためのもので、図4(a)は測温素子5への印加電
圧Vとこれに流れる電流Iの波形図、図4(b)はD点
の電圧、図4(c)はトランジスタ29がないときのE
点の電圧、図4(d)はトランジスタ29の動作図、図
4(e)はサイリスタ27のゲート電圧を夫々示す。
するためのもので、図4(a)は測温素子5への印加電
圧Vとこれに流れる電流Iの波形図、図4(b)はD点
の電圧、図4(c)はトランジスタ29がないときのE
点の電圧、図4(d)はトランジスタ29の動作図、図
4(e)はサイリスタ27のゲート電圧を夫々示す。
【0023】電源電圧Vが正の半波でD点電圧はツェナ
ーダイオード12のツェナー電圧まで上昇(図4(b)
参照)してコンデンサ23と抵抗24で微分され、パル
ス電圧(図4(c)参照)が発生する。このときの充電
されたコンデンサ23の電荷は、次の負の半波で抵抗1
1、10、24の経路で放電される。正の電圧パルスは
ダイオード25を通ってサイリスタ27のゲートをトリ
ガーしサイリスタ27をオンさせようとするが、このと
きトランジスタ29がオン状態にあるとサイリスタ27
をオンしない。
ーダイオード12のツェナー電圧まで上昇(図4(b)
参照)してコンデンサ23と抵抗24で微分され、パル
ス電圧(図4(c)参照)が発生する。このときの充電
されたコンデンサ23の電荷は、次の負の半波で抵抗1
1、10、24の経路で放電される。正の電圧パルスは
ダイオード25を通ってサイリスタ27のゲートをトリ
ガーしサイリスタ27をオンさせようとするが、このと
きトランジスタ29がオン状態にあるとサイリスタ27
をオンしない。
【0024】トランジスタ29のベースに接続のコンデ
ンサ30は、測温素子5を流れる電流の正の立上がりよ
り若干遅れてトランジスタ29をオンするので、電源電
圧Vが正に立ち上がった時点でトランジスタ29がオフ
している状態、即ち、測温素子5の両端電極が短絡して
位相差φが零か、電路Fの断線若しくは測温素子5の一
方の電極5b下端と電路Gとの短絡時のいずれかの場合
にサイリスタ27はオンする。サイリスタ27がオンす
ると、B点はダイオード32を経て零電位に落とされる
ので通電制御素子4はオフされると共に、ダイオード3
1を経て発熱用抵抗10に相当電流が流れてこれが発熱
し、温度ヒューズ2の溶断によってヒータ3及び装置全
体への電源印加が遮断される。尚、抵抗11の抵抗値は
抵抗10のそれよりも数十倍に設計しているので、サイ
リスタ27がオフ状態では発熱用抵抗10が発熱するの
に充分な電流は流れない。前記トランジスタ29が遅れ
てオンする時点はコンデンサ30の定数によって変えら
れる。
ンサ30は、測温素子5を流れる電流の正の立上がりよ
り若干遅れてトランジスタ29をオンするので、電源電
圧Vが正に立ち上がった時点でトランジスタ29がオフ
している状態、即ち、測温素子5の両端電極が短絡して
位相差φが零か、電路Fの断線若しくは測温素子5の一
方の電極5b下端と電路Gとの短絡時のいずれかの場合
にサイリスタ27はオンする。サイリスタ27がオンす
ると、B点はダイオード32を経て零電位に落とされる
ので通電制御素子4はオフされると共に、ダイオード3
1を経て発熱用抵抗10に相当電流が流れてこれが発熱
し、温度ヒューズ2の溶断によってヒータ3及び装置全
体への電源印加が遮断される。尚、抵抗11の抵抗値は
抵抗10のそれよりも数十倍に設計しているので、サイ
リスタ27がオフ状態では発熱用抵抗10が発熱するの
に充分な電流は流れない。前記トランジスタ29が遅れ
てオンする時点はコンデンサ30の定数によって変えら
れる。
【0025】図2に示す安全回路の動作は次のようにな
る。装置が正常な場合、トランジスタ29がオン(トラ
ンジスタ17はオフ)している期間は、コンデンサ14
のダイオード18側が正になったとき、コンデンサ14
の電荷の一部がトランジスタ38のエミッタ〜ベースに
流れてトランジスタ38がオンし、コンデンサ14の電
荷はダイオード18を経て可変抵抗19に流れ、上記の
動作をする。
る。装置が正常な場合、トランジスタ29がオン(トラ
ンジスタ17はオフ)している期間は、コンデンサ14
のダイオード18側が正になったとき、コンデンサ14
の電荷の一部がトランジスタ38のエミッタ〜ベースに
流れてトランジスタ38がオンし、コンデンサ14の電
荷はダイオード18を経て可変抵抗19に流れ、上記の
動作をする。
【0026】測温素子5から測温回路に至る電路Fの断
線或いはヒータ3に通電時測温素子の一方電極5b下端
が電路Gと短絡すると、トランジスタ29がオフするの
でトランジスタ38もオフし、コンデンサ14がダイオ
ード18を経て放電する経路が断たれる。従って、可変
抵抗19には電流が流れずサイリスタ44も通電制御素
子4も全くオンしない。また同時に、D点の電圧が微分
されたパルス電圧はダイオード25を経てサイリスタ2
7をトリガーするので、上記同様発熱用抵抗10に相当
電流が流れてこれが発熱し、温度ヒューズ2を溶断す
る。
線或いはヒータ3に通電時測温素子の一方電極5b下端
が電路Gと短絡すると、トランジスタ29がオフするの
でトランジスタ38もオフし、コンデンサ14がダイオ
ード18を経て放電する経路が断たれる。従って、可変
抵抗19には電流が流れずサイリスタ44も通電制御素
子4も全くオンしない。また同時に、D点の電圧が微分
されたパルス電圧はダイオード25を経てサイリスタ2
7をトリガーするので、上記同様発熱用抵抗10に相当
電流が流れてこれが発熱し、温度ヒューズ2を溶断す
る。
【0027】位相差φが零のときにはトランジスタ29
が正の半波でオンするが、そのときコンデンサ14には
充電が行なわれないのでトランジスタ38がオンでき
ず、上記同様サイリスタ44も通電制御素子4も全くオ
ンしない。
が正の半波でオンするが、そのときコンデンサ14には
充電が行なわれないのでトランジスタ38がオンでき
ず、上記同様サイリスタ44も通電制御素子4も全くオ
ンしない。
【0028】図5は、測温回路部の他の実施例を示し、
直列接続の抵抗50と可変抵抗19を上記トランジスタ
17のコレクタ〜エミッタ間に接続し、抵抗16の一端
を可変抵抗19の可動子に接続したものである。
直列接続の抵抗50と可変抵抗19を上記トランジスタ
17のコレクタ〜エミッタ間に接続し、抵抗16の一端
を可変抵抗19の可動子に接続したものである。
【0029】図6は、測温回路部の更に他の実施例を示
し、上記トランジスタ17のコレクタ〜エミッタ間に、
他のNPN型トランジスタ51のエミッタ〜コレクタを
並列接続し、該トランジスタ51のベースとダイオード
52間には抵抗53を、同51のベース〜エミッタ間に
は抵抗54を接続し、電源電圧が正の半波になった直後
にトランジスタ51をオンさせてコンデンサ14の放電
路を作るようにしている。
し、上記トランジスタ17のコレクタ〜エミッタ間に、
他のNPN型トランジスタ51のエミッタ〜コレクタを
並列接続し、該トランジスタ51のベースとダイオード
52間には抵抗53を、同51のベース〜エミッタ間に
は抵抗54を接続し、電源電圧が正の半波になった直後
にトランジスタ51をオンさせてコンデンサ14の放電
路を作るようにしている。
【0030】図7は、駆動回路部の他の実施例を示し、
抵抗21、22間にNPN型トランジスタ55のベース
とPNP型トランジスタ56のコレクタを接続し、トラ
ンジスタ55のコレクタはトランジスタ56のベース
に、またトランジスタ55のコレクタとトランジスタ5
6のエミッタ間にはコンデンサ57、抵抗58を並列接
続して自己保持回路を形成している。該自己保持回路に
は、電源1の正の半波が印加される方向性でダイオード
59が介設されている。
抵抗21、22間にNPN型トランジスタ55のベース
とPNP型トランジスタ56のコレクタを接続し、トラ
ンジスタ55のコレクタはトランジスタ56のベース
に、またトランジスタ55のコレクタとトランジスタ5
6のエミッタ間にはコンデンサ57、抵抗58を並列接
続して自己保持回路を形成している。該自己保持回路に
は、電源1の正の半波が印加される方向性でダイオード
59が介設されている。
【0031】電源1の正の半波のとき可変抵抗19から
の電流でトランジスタ55がオンすると、トランジスタ
56にベース電流が流れてこれがオンし、トランジスタ
56がオンするとトランジスタ55のベースに電流がを
流れて両トランジスタ55、56が共にオンし、可変抵
抗19から抵抗21に電流が流れなくなってもこの状態
を保持する。トランジスタ55、56がオンすると上記
同様通電制御素子4が電源1の1サイクル間オンし、ヒ
ータ3の電源路を閉じる。通電制御素子4がオンすると
トランジスタ55、56には電圧が印加されなくなって
これらはオフし、待機状態になる。電源1に重畳した高
調波はコンデンサ57と抵抗58のハイカットフィルタ
ーによって除去され、自己保持回路は該高調波の影響を
受けず正確な動作を行なう。
の電流でトランジスタ55がオンすると、トランジスタ
56にベース電流が流れてこれがオンし、トランジスタ
56がオンするとトランジスタ55のベースに電流がを
流れて両トランジスタ55、56が共にオンし、可変抵
抗19から抵抗21に電流が流れなくなってもこの状態
を保持する。トランジスタ55、56がオンすると上記
同様通電制御素子4が電源1の1サイクル間オンし、ヒ
ータ3の電源路を閉じる。通電制御素子4がオンすると
トランジスタ55、56には電圧が印加されなくなって
これらはオフし、待機状態になる。電源1に重畳した高
調波はコンデンサ57と抵抗58のハイカットフィルタ
ーによって除去され、自己保持回路は該高調波の影響を
受けず正確な動作を行なう。
【0032】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、電源電
圧が正の半波に変わったときパルス電圧を発生させ、測
温素子の両電極間或いは測温素子と測温回路間の電路が
正常時にはこのパルス電圧が零電位に落とされ、測温素
子の両電極間或いは測温素子と測温回路間の電路が断
線、短絡などの異常状態になると、前記パルス電圧は発
熱用抵抗に大きな電流が流れるようにサイリスタをトリ
ガーするので、電源路に介設の温度ヒューズが溶断して
ヒータ及び制御装置への電源印加を遮断し、ヒータの異
状昇温による焼損事故を未然に防止する。発熱用抵抗が
断線している場合には発光ダイオードが消灯するので、
発熱用抵抗の事前チェックを目視で行うことができる。
このとき装置は動作しないので二重の安全が図られる。
圧が正の半波に変わったときパルス電圧を発生させ、測
温素子の両電極間或いは測温素子と測温回路間の電路が
正常時にはこのパルス電圧が零電位に落とされ、測温素
子の両電極間或いは測温素子と測温回路間の電路が断
線、短絡などの異常状態になると、前記パルス電圧は発
熱用抵抗に大きな電流が流れるようにサイリスタをトリ
ガーするので、電源路に介設の温度ヒューズが溶断して
ヒータ及び制御装置への電源印加を遮断し、ヒータの異
状昇温による焼損事故を未然に防止する。発熱用抵抗が
断線している場合には発光ダイオードが消灯するので、
発熱用抵抗の事前チェックを目視で行うことができる。
このとき装置は動作しないので二重の安全が図られる。
【0033】また、測温素子の両電極間或いは測温素子
と測温回路間の電路が断線、短絡などの異常状態になる
と、前記と同時に通電制御素子をオンするための電圧出
力も遮断されるのでフェールセーフは確実となる。
と測温回路間の電路が断線、短絡などの異常状態になる
と、前記と同時に通電制御素子をオンするための電圧出
力も遮断されるのでフェールセーフは確実となる。
【0034】そして、交流電源に高調波が重畳した場
合、位相差検出用トランジスタのコレクタ電圧への影響
はツェナーダイオードで、同ベース電流への影響は抵抗
とコンデンサを組み合わせたハイカットフィルターで夫
々除去されるので、温度信号となる位相差の検出及びこ
れによるヒータへの通電制御は前記高調波の影響を受け
ず正確で安定したものとなる。
合、位相差検出用トランジスタのコレクタ電圧への影響
はツェナーダイオードで、同ベース電流への影響は抵抗
とコンデンサを組み合わせたハイカットフィルターで夫
々除去されるので、温度信号となる位相差の検出及びこ
れによるヒータへの通電制御は前記高調波の影響を受け
ず正確で安定したものとなる。
【0035】さらに、測温素子のサーミスタ層に対して
交流の正の半波はNPN型トランジスタのベース〜エミ
ッタと、また負の半波はPNP型トランジスタのエミッ
タ〜ベースと流れるので、高分子化合物で構成したサー
ミスタ層には交流波形に対して不平衡成分の発生がな
く、経時変化は起こらない。
交流の正の半波はNPN型トランジスタのベース〜エミ
ッタと、また負の半波はPNP型トランジスタのエミッ
タ〜ベースと流れるので、高分子化合物で構成したサー
ミスタ層には交流波形に対して不平衡成分の発生がな
く、経時変化は起こらない。
【0036】その上測温信号として位相差に相当する時
間幅でコンデンサに充電された電荷は、該コンデンサに
交流の逆電圧を印加することによって放電されるので放
電エネルギーが大きく、検出位相差が小さくても駆動回
路を制御することができる。
間幅でコンデンサに充電された電荷は、該コンデンサに
交流の逆電圧を印加することによって放電されるので放
電エネルギーが大きく、検出位相差が小さくても駆動回
路を制御することができる。
【図1】本発明に係る温度制御装置の回路図である。
【図2】本発明の他の実施例に係る温度制御装置の回路
図である。
図である。
【図3】本発明装置の測温回路部の動作を説明するため
の波形図である。
の波形図である。
【図4】本発明装置の安全回路部の動作を説明するため
の波形図である。
の波形図である。
【図5】本発明装置の測温回路部の他の実施例を示す要
部回路図である。
部回路図である。
【図6】本発明装置の測温回路部の更に他の実施例を示
す要部回路図である。
す要部回路図である。
【図7】本発明装置の駆動回路部の他の実施例を示す要
部回路図である。
部回路図である。
【図8】測温素子の温度−位相角特性の一例図である。
1 交流電源 2 温度ヒューズ 3 ヒータ 4 通電制御素子 5 測温素子 6、7、8、11、16、20、21、22、24、2
6、58 抵抗 9、14、23、30、41、57 コンデンサ 10 発熱用抵抗 12、13 ツェナーダイオード 15、18、25、31、32、35、43、45、5
9 ダイオード 19 可変抵抗 17、38、56 PNP型トランジスタ 29、51、55 NPN型トランジスタ 27、44 サイリスタ 34 発光ダイオード
6、58 抵抗 9、14、23、30、41、57 コンデンサ 10 発熱用抵抗 12、13 ツェナーダイオード 15、18、25、31、32、35、43、45、5
9 ダイオード 19 可変抵抗 17、38、56 PNP型トランジスタ 29、51、55 NPN型トランジスタ 27、44 サイリスタ 34 発光ダイオード
【手続補正書】
【提出日】平成6年7月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】 本発明の別の目的は、入力電源に重畳し
た高調波の影響を受けずに上記位相差を検出し、ヒータ
温度を安定して制御することができる装置を得ることで
ある。本発明の更に別の目的は、測温素子に流れる電流
は交流波形の正と負に関して同一とし、測温素子の特性
が経時変化することなく、長期に渉り正確且つ安定して
温度制御ができる装置を得ることである。
た高調波の影響を受けずに上記位相差を検出し、ヒータ
温度を安定して制御することができる装置を得ることで
ある。本発明の更に別の目的は、測温素子に流れる電流
は交流波形の正と負に関して同一とし、測温素子の特性
が経時変化することなく、長期に渉り正確且つ安定して
温度制御ができる装置を得ることである。
Claims (10)
- 【請求項1】 測温素子に印加される交流電圧とこれに
流れる交流電流の位相差を測温回路で検出して測温信号
とし、該測温信号に対応してヒータへの通電を通電制御
素子で制御する温度制御装置において、前記測温素子と
測温回路間電路の断線あるいは測温素子の両端電極間の
短絡時にヒータへの通電を遮断するようにしたことを特
徴とする温度制御装置。 - 【請求項2】 上記測温素子と測温回路間電路が断線あ
るいは測温素子の両端電極間が短絡した場合に、交流電
源に並列接続した発熱用抵抗に充分な電流が流れてこれ
が発熱し、該発熱によって電源路に介設の温度ヒューズ
が溶断しヒータ及び装置への電源印加を遮断するように
した請求項1記載の温度制御装置。 - 【請求項3】 上記測温素子と測温回路間電路が断線あ
るいは測温素子の両端電極間が短絡した場合に、通電制
御素子をオフするようにした請求項1記載の温度制御装
置。 - 【請求項4】 上記測温素子を流れる交流電流は、交流
の正と負に関し同一のインピーダンスを有する回路を流
れ、交流波形に対して不平衡成分が生じないようにした
請求項1記載の温度制御装置。 - 【請求項5】 上記測温回路の前段にハイカットフィル
ターを介設した請求項1記載の温度制御装置。 - 【請求項6】 上記測温素子に交流電源の一方の半波が
印加されるとき、測温素子に印加される交流電圧のゼロ
クロス点とこれに流れる交流電流のゼロクロス点間の位
相差に相当する時間においてコンデンサを充電し、測温
素子に交流電源の他方の半波が印加されるとき前記コン
デンサに充電された電荷をダイオードを経て放電させて
通電制御素子を制御するようにした請求項1記載の温度
制御装置。 - 【請求項7】 上記コンデンサの放電は、交流電源の他
方の半波を該コンデンサに印加させることによって行う
ようにした請求項6記載の温度制御装置。 - 【請求項8】 上記ダイオードと通電制御素子との間に
は、一対のトランジスタを組み合わせた自己保持回路を
介設し、該自己保持回路には別のハイカットフィルター
を介して電源を供給するようにした請求項6記載の温度
制御装置。 - 【請求項9】 上記測温素子は、一対の導体間に高分子
化合物のサーミスタ層を充填した柔軟な構成である請求
項1記載の温度制御装置。 - 【請求項10】 上記ヒータは、サーミスタ層を充填し
た一対の導体の一方を用いるようにした請求項1記載の
温度制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30573293A JPH07129254A (ja) | 1993-10-30 | 1993-10-30 | 温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30573293A JPH07129254A (ja) | 1993-10-30 | 1993-10-30 | 温度制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07129254A true JPH07129254A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17948687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30573293A Pending JPH07129254A (ja) | 1993-10-30 | 1993-10-30 | 温度制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07129254A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016201320A (ja) * | 2015-04-14 | 2016-12-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 面状採暖具 |
-
1993
- 1993-10-30 JP JP30573293A patent/JPH07129254A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016201320A (ja) * | 2015-04-14 | 2016-12-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 面状採暖具 |
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