JPS6021294B2

JPS6021294B2 - 燃焼制御回路

Info

Publication number: JPS6021294B2
Application number: JP54025521A
Authority: JP
Inventors: 紀夫田中; 澄夫中川; 賢司藤堂
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-03-07
Filing date: 1979-03-07
Publication date: 1985-05-27
Also published as: JPS55118519A; DE3036784C1; US4455656A; WO1980001946A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は燃焼器の燃焼制御回路用半導体集積回路に関す
るものである。

本発明は電源電圧の過渡状態に対し、安定した初期化を
行う極めて簡単な構成を提供するものである。

従来の半導体集積回路は、集積回路に供給される電源電
圧の過渡状態に対し、集積回路内部の各フリップフロッ
ブの状態は全く、ランダムに決定されていた。

即ち、電源電圧を供給した後、運転スイッチ等の運転開
始信号を一時、リセット状態にすることにより、回路内
部の初期化を行なっていた。この構成を第１図により説
明する。

以下の説明は燃焼器の燃焼制御用として構成した場合に
ついて説明する。燃焼制御回用半導体集積回路は大別し
て、燃焼制御のタイミングを得るタイマや、タイマから
の信号と入力信号により各種出力信号を発生する論理回
路からなる論理ゲート部２と、燃焼制御に必要な、運転
スイッチ、火炎検知信号、異常警報入力など（いずれも
図示せず）を前記論理ゲート部２に伝えるための入力イ
ンタフェース部１と、前記論理ゲート部２の信号を増中
し、燃焼用送風機、電磁弁等（いずれも図示せず）の負
荷を駆動するための出力インタフェース部３により構成
されている。

これら入力インタフェース部１、論理ゲート部２、出力
インタフェース部３は、共通の電源Ｖｃｃに接続され、
電圧が供給されている。電源Ｖｃｃを集積回路に投入し
た状態の電圧波形は時間と電圧を軸にとると第２図のご
とくなっている。実際には、立上り時間Ｔは極めて短か
〈、（ミリ秒程度）外見上は、急峻な立上りを示すが、
電子回路は、この過渡状態に対しても応答する。電源電
圧Ｖｃｃが低い時点では回路は非動作であるが各々の回
路構成の形態によりある電位から動作を開始する。この
時、同一の回路構成の部分は同時に動作状態に入る。従
ってフリップフロップなどの記憶素子は構成トランジス
タの電圧の微小差や荷電量の差によりどちらかの状態に
落ちつくことになる。しかし、この状態は常に同じモー
ドで動作するとは限らないため、全体の動作は極めて不
安定である。従って、電源電圧が確実してから、入力イ
ンタフェース１を通して論理回路２全体をリセットする
信号を与えてやる必要があり、回路構成が複雑となって
いる。また、特に燃焼制御装置で異常に作動させる警報
装置を備えており、これが動作しないようにすることが
必要である。

本発明は上記欠点を改良するためになされたものである
。

即ち、電源電圧Ｖｃｃの過渡的変化に対して常に同一の
状態を出力するようにしたものである。先ず、燃焼制御
用集積回路の一例について第３図により説明する。

１１はクロッツクパルスの入力端子、１２は炎信号の入
力端子で炎有りでＬレベル（以下“Ｌ”という）が入力
される。

１３は運転開始信号となる負荷の温度信号の入力端子で
、温度検出回路から入力される低温でＨレベル（以下“
Ｈ”という）が入力される。

１４，１５，１６はそれぞれの入力インタフェース回路
である。

１６は運転開始信号を出力する回路となる。

１７はプリパージ時間を計時するプリパージタィマであ
り、Ｔフリツブフロツプから構成されている。

１８は不着火の判定時期を計時する安全タイマであり、
Ｔフリップフロップで構成されている。

１９はプリパージ時間の終了を記憶するＲＳフリツプフ
ロツプである。

２０は不着火の出力を記憶するＲＳフリツプフロツブで
ある。

２１〜２６はＮＡＮＤゲート、２７〜３３はインバータ
である。

４０は着火装置駆動用の出力端子、４１は燃料供協会装
置駆動用の出力端子、４２は警報装置駆動用の出力端子
、４４は送風機駆動用の出力端子である。

これら出力端子４１〜４４は“Ｌ”で負荷を駆動する。
４５，４６，４７，４８は出力インタフェース回路であ
る。

４９は燃焼供野合装置騒動用の出力インタフェース回路
のトランジスタの導通故障をチェックするための入力イ
ンタフェース回路である。

即ち、出力端子４２が“Ｌ”のとき“Ｈ”を出力する。
かかる構成において、運転スイッチが投入され、温度が
低いときは、入力端子１３が“Ｈ”であるので、入力イ
ンタフェース回路１６即ち運転開始信号回路は“Ｌ”で
あるのでＲＳフリツプフロツプ２０はリセットが解除さ
れ、また、ＮＡＮＤゲート２１が“Ｌ”となり、インバ
ータ２８が“Ｈ”、出力インタフェース回路４８が“Ｌ
”となり、送風機が駆動される。プリパージの開始であ
る。またタイマ１７，１８のリセットが解除され、入力
端子１１からのクロックパルスに従ってプリパージ時間
の計時を開始する。また、ＲＳフリップフロップ１９の
リセットが解除される。所定時間経過すると、プリパー
ジタイム１７の出力の‘ＩＨ”によってＲＳフリツプフ
ロツブ１９がセットされ、出力Ｑが“Ｈ”となり、出力
端子４１によって着火装置が、出力端子４２によって燃
焼供給装置が運転を開始する。着火動作の開始である。
また、安全タイマ１８が計時を開始する。着火すれば、
入力端子１２が“Ｌ”となるので、着火装置は停止する
。

温度が上り入力端子１３に“Ｌ”が得られると、入力イ
ンタフェース回路の出力は“Ｈ”となり、運転を停止さ
せる。

つまり、入力インタフェース回路の出力が“Ｈ”で論理
ゲート部はリセットされる。安全時間内に不着火のとき
は、安全タイマー８の出力によって、ＮＡＮＤゲート２
４が‘‘Ｌ”、ＮＡＮＤゲート２５が“Ｈ’’となり、
ＲＳフリツプフロツプ２０がセットされる。

ＮＡＮＤゲート２１が反転し、送風機、燃料供給装置
を停止させる。また、出力端子４３によって、警報灯を
点灯等させる。出力インタフェース回路４６の出力が“
Ｌ”のときは入力インタフェース回路４９の出力は“Ｈ
”である。

この“Ｈ”がプリバージ中に生ずる場合は出力インタフ
ェース回路４９の故障である。よってＮＡＮＤゲート２
６が“Ｌ”となり、ＲＳフリップフロツプ２０がセット
され、燃焼運転が停止される。以下本発明を第４図に示
す概念図により説明する。

ここでは前記第３図の入力インタフェース回路４９を備
えないものについて説明する。入力インタフェース部１
の信号は論理ゲート部２に送られ、ここで制御信号とな
って出力インタフェース部３に与えられる構成は従釆と
同様である。

ここで、上記各部の電源電圧Ｖｃｃに対する応答を考慮
する場合、論理ゲート部２の動作が先ず能動となり、次
に入力インタフェース部１及び出力インタフェース部３
が能動となるようにする。この場合、入力インタフェー
ス部１の中で、特に回路のリセットを行なう運転開始信
号回路１６を最後に能動とし、電源Ｖｃｃの過渡に対し
て、運転開始信号出力５１が非動作を継続するような回
路構成とする。これらは各回路の定数によって定めるこ
とができる。各部のタイミングと波形について第５図に
示す。

電源電圧Ｖｃｃの緩慢な上昇に対して、論理ゲート部２
は低レベルでその動作状態を決定され、次に入出インタ
フェース部１，３の状態が決定される。このような構成
で、運転開始信号出力５の出力波形を第５図４のごとく
発生させることにより回路全体のリセットが保証される
ことになる。ここで、第５図２および５の斜線は論理出
力状態が“Ｌ”でも“Ｈ”でもよいことを示している。
次に第６図に、第５図４の波形を発生させる回路の一実
施例について示す。入力端子５０は燃焼制御の運転開始
、停止を指示する信号の端子で“Ｌ”にて停止、即ち全
体のリセツト、“Ｈ”にて運転開始、継続を示すものと
する。今、仮に入力端子５０が“Ｌ”の時に電源電圧Ｖ
ｃｃが投入され立上つたとすると、電源電圧が定常に達
した時は、回路はリセットとなるため問題はない。従っ
て、入力端子５０が“Ｈ”に設定された時の運転開始信
号出力５１の動作について述べる。

出力５１は電源電圧が投入されたとき“Ｈ”であるよう
に構成されている。入力端子５川まＰＮＰトランジスタ
５２のベースに入力され、該トランジスタ５２のコレク
タは接地、ェミツタは負荷抵抗５３で電源に接続されて
いる。前記トランジスタ５２のエミツタからの出力をレ
ベルシフトダイオード５４，５５を通してＮＰＮトラン
ジスタ５６のベースに接続する。該トランジスタ５６の
ェミッタは接地、コレクタ側から負荷抵抗５７を電源に
接続し、前記運転開始信号出力５１を、該トランジスタ
５６のコレクタから得るものとする。また、前記トラン
ジスタ５６のベースとェミッタにはベース抵抗５８が挿
入されている。かかる構成において入力端子５０が“Ｈ
”で電源電圧Ｙｃｃが定常状態について述べる。ＰＮＰ
トランジスタ５２の出力であるェミッタは“Ｈ’’が得
られ、従って負荷抵抗５３を通って流れる電流６０は、
レベルシフトダイオード５４，５５から、ベース抵抗５
８を通して流れる電流６１とＮＰＮトランジスタ５６の
ベース噂流６２となり、ＮＰＮトランジスタ５６は導適
する。この時運転開始信号５１出力は‘‘Ｌ”となる。
次に電源電圧Ｖｃｃの過渡状態を考える。

ＮＰＮトランジスタ５６が導適するためには、ベース電
流６２を供給する必要がある。この時、負荷低抗５８を
流れる電流６１による負荷抵抗５８の電圧降下の値がＮ
ＰＮトランジスタ５６のベースェミツタ順バイアス電圧
ＶＢＥよりも大きくならないと、ベース電流６２は流れ
ない。同様に、ベース電流６２と電流６１を加えた電流
がレベルシフトダィオ−ド５４，５５を通して流れるた
め、ＰＮＰトランジスタ５２のェミッタの電位は、さら
に前記レベルシフトダイオード５４，５６の電圧降下分
を考慮しなければならない。従って、この時のダイオー
ド順方向電圧降下であるＶｏと、前記ベースェミツタ順
バイアス電圧ＶＢＥとを加え合わせた電位以上の電位が
、ＰＮＰトランジスタ５２のェミッタ‘こ得られればよ
いことになる。通常、ベースェミッタ順電圧ＶＢ８およ
びダイオード順方向電圧降下Ｖｏは常温で０．６〜０．
７Ｖ程度であるのでＰＮＰトランジスタ５２のェミツタ
は１．８ないし２．１Ｖまで上昇しないと、運転開始信
号出力５１には出力が得られないことになる。従って電
源電圧Ｖｃｃが除々に上昇し１．８〜２．１Ｖに達する
までは、ＮＰＮトランジスタ５６は、○ＦＦしており、
その運転開始信号出力５１も電源電圧に従って上昇する
。

入力端子が“Ｈ”であるから、ＰＮＰトランジスタ５２
のェミツタも電源電圧Ｖｃｃと共に上昇し、１．８〜２
．１Ｖのレベルをこえると負荷抵抗５３を通して流れる
電流６０の−部がベース電流６２となって、ＮＰＮトラ
ンジスタ５６を導通させるように作用する。そこで第５
図４のごとき波形が得られることになる。前述したよう
に、ここで重要なことは、電源電圧Ｖｃｃが１．８〜２
．１Ｖ程度になった時はすでに論理ゲート部２、各部の
状態は確定していなければならない。

電源電圧Ｖｃｃが１．８〜２．１Ｖで動作が保証できる
論理素子としてはィンテグレーテソド、ィンジェクショ
ソ、ロジック（１１Ｌ）が有利である。

１１Ｌの動作レベルは０．７Ｖであり、運転開始信号回
路１６の動作する１．８〜２．１Ｖに対して充分余裕が
ある。

即ち、電源電圧Ｖｃｃの立上りに対して、先ず、論理ゲ
ート部２が確定し、その間、運転開始信号出力５１は、
リセット状態を示す出力を出し、更に電源電圧Ｖｃｃの
上昇に対して１．８〜２．１Ｖまでの間、前記信号出力
５１はリセット状態を発生し、前記１．８〜２．１Ｖを
超えた時点でリセット解除され、自動的に運転開始され
るようになるものである。従って、集積回路の外部に附
属部品を附加することなく、常に安定した初期動作を行
なわせることができる。一方、出力インタフェース部３
に関しても、同様に考えられる。

この場合は、出力用トランジスタとしては比較的電流容
量の大きいものが要求されるため、レベルシフトダイオ
ード５４，５５の代りに、ＮＰＮトランジスタを用いた
第７図の回路構成にするだけでよい。論理ゲート部２か
らの出力を受ける入力端子７川ま、ＰＮＰトランジスタ
７２に接続され、ェミッタには負荷抵抗７３を設けてい
る。

出力端子７１を有するＮＰＮトランジスタ７６のベース
にベース抵抗７８を設けている。負荷抵抗７３の電流８
０はトランジスタ８１のベース電流となるため、負荷抵
抗８３を通して流れる電流８５を駆動し、更にこの電流
８５が、トランジスタ８２のベース電流となり増中され
ていく。出力トランジスタのベース電流は負荷抵抗８４
を通して供給され、この値によって、トランジスタ７６
のコレクタ電流８６が決定される。この時もトランジス
タ８１，８２のベースェミッタ順電圧ＶＢＥが存在し、
これがダィオーＭ頃方向電圧降下Ｖ。

とほぼ等しいので、電源電圧Ｖｃｃの過渡状態に対して
も前述の入インタフェース部１の場合と同様である。更
にこの回路は、電源電圧Ｖｃｃが１．８〜２．１Ｖに達
するまでの間は、トランジスタ７６は常時○ＦＦしてお
り、そしてこの時点では、入力端子７０の前段には前述
の１山による論理ゲート部２が接続されているため、入
力端子７１の論理レベルはすでに決定されている。従っ
て電源電圧１．８〜２．１Ｖを超えると、必ず論理レベ
ルの“Ｌ”か“Ｈ”が確定しており、状態は定まること
になり、電源投入時の出力回路のチヤタリング（瞬時に
出力がＯＮ−ＯＦＦをくり返す）が発生せずに安定した
動作をするものである。

次に、運転開始信号回路１６と出力インタフェース部３
との関係は、前記説明から明らかなように、出力インタ
フェース部の方が早く状態が確立することが必要である
。

また、出力インタフェース部３をチェックする入力イン
タフェース回路４９は、第６図と同様であるが、該回路
の方が運転開始信号回路よりも早く状態が確立すること
が必要である。

以上の如く本発明は、運転スイッチあるいは温度検出回
路等の燃焼制御開始信号を燃焼制御回路の初期化信号と
共用し、入力インタフェース部の一部を構成している前
記燃焼制御開始信号の回路部分を、論理ゲート部に比較
して、電源電圧に対する応答電圧レベルを高くしたので
、半導体集積回路の外部に部品を附加することなく安定
した初期化を常時行なえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す半導体集積回路のブロック図、第
２図は電源電圧の過渡状態の波形図、第３図は燃焼制御
回路の一例の回路図、第４図は燃焼制御回路のブロック
図、第５図は各部の過渡状態の波形図、第６図は本発明
の一実施例の入力インタフェース部の回路図、第７図は
本発明の一実施例のインタフェース部の回路図である。１・・・・・・入力インタフェース部、２…・・・論理
ゲー卜部、３……出力インタフェース部、１６……運転
開始信号回路、４９・・・・・・チェック用入力インタ
フェース回路。ゲー図才と図外３図汁４図材，Ｓ図ゲら図汁７図

Claims

【特許請求の範囲】１シーケンス制御を行なう論理ゲート部と燃焼制御に
必要な信号入力を得て、前記論理ゲート部に信号を伝え
る入力インタフエース部と、論理ゲート部からの信号に
より燃焼制御の信号に変換する出力インタフエース部と
からなる半導体集積回路を用いた燃焼制御回路において
、運転スイツチあるいは温度検出回路等の運転開始信号
を燃焼制御回路の初期化信号と共用し、前記入力インタ
フエース部の一部を構成している前記運転開始信号の回
路部分を、前記論理ゲート回路に比較して、電源電圧に
対する応答電圧レベルを高くし、出力インタフエース部
の電源電圧に対する応答レベルを、前記運転開始信号を
出力する回路よりも低く、前記論理ゲートよりも高くし
たことを特徴とする燃焼制御回路。２特許請求の範囲第１項において、前記入力インタフ
エース部および前記出力インタフエース部をバイポラ−
トランジスタを用いたトランジスタ−ロジツクとし、前
記論理ゲート部をIIＬ回路を用いて構成した燃焼制御回
路。３特許請求の範囲第１項において、前記出力インタフ
エース部出力用トランジスタを駆動するトランジスタを
複数個エミツタホロウ接続して設けた燃焼制御回路。