JPS61256583A - 温度過昇防止回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分Ｗ） 本発明は電気カーペット等の温度制御回路における温度
過昇防止回路に関する。

（背景技術） 第４図は従来の温度制御回路を示したものであり、商用
電源にリレーＲｙの接点ｒｙを介して発熱体１１のヒー
タＨを接続し、発熱体１１の温度変化に応じてリレーＲ
ｙ＋駆動し、所望の温度に導こうとするものである。す
なわち、発熱体１１のヒータＨ近傍には２個の温度検出
ｇａｓ１．　ｓ２が有機半導体の如き感熱体１１ａを挾
んで設けられており、一方の温度検出電極Ｓ、にはセン
サ電圧分割回路１３を介して商用電圧を印加し、他方の
湿度検出電極Ｓ２はビータＨの一端に接続することＩＣ
Ｊす、感熱体１１ａのインピーダンス変化、すなわらン
昌度変化に応じた交流の電圧信号を得、どの信号をセッ
サ電圧検出部１４により整流・平滑することにより温度
の上昇に対し低下する特性を有した直流的な温度検出信
号を得ている。

そして、この信号をコンパレータＣＰ、において可変抵
抗ＶＲにより与えられた設定電圧と比較することにより
、所定の温度を上回っているか下回っているかを判断し
、設定温度より低ければトランジスタＴ「を介してリレ
ーＲｙを駆動しヒータＨに通電するようにし、逆に設定
温度より高ければヒータＨへの電力供給を停止するよう
にして発熱体１１を定温度に保つようにしている。

一方、コンパレータＣＰ２は反転入力端子に前記の１度
検出信号を入力し、非反転入力端子には抵抗Ｒ，４，Ｒ
，５の分圧回路によりコンパレークＣＰ、の設定温度よ
りも低い電圧（より高い温度に対応）を印加するように
してあり、リレー接点ｒｙの溶着等によりヒータＨが連
続通電となり、温度が異常に上昇した場合に出力を反転
し、サイリスクＳＣＲをオンにして抵抗Ｒ１□を発熱せ
しめ、乙の抵抗Ｒ１１と熱的に結合された温度ヒユーズ
ＴＦを溶断し、危険を回避するようになっている。

ところで、上記の温度過昇時の動作はリレー接点の溶着
もしくはリレー駆動用のトランジスタの導通故障等にお
いては動作が保証されるが、コンパレータの故障あるい
は温度設定／過昇温度設定用の抵抗等のショートもしく
はオープン等の故障により連続通電となった場合には、
温度制御回路と同じ温度検出信号にたよっているため動
作不能となる恐れがあ妙、安全面における冗長性に欠け
るという欠点があった。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的とするところは、簡易な構成にして温度制御回路とは
独立に動作が行え、動作が確実で安全性の高い温度過昇
防止回路を提供することにある。

（発明の開示） 以下、実施例を示す図面に沿って本発明を詳述する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図である。図
において構成を説明すると、１はリレー接点’Ｖ　ｐ　
’Ｖ　ｐメインスイッチＳＷおよび温度ヒユーズＴＦの
両端Ａ、Ｂを介して商用電源ＡＣに接続されるピーク電
極、２ば温度変化に対して負のインピーダンス特性を有
する有機半導体を介してと一タ′ｉ４極１と対向する温
度検出電極であり、温度検出電極２の一端は零相変成器
ＺＣＴのコア内を貫通した後、ヒータ電極１の一端と接
続されている。また、温度検出電極２の他端は抵抗Ｒを
介してサイリスクＳＣＲのゲートに接続され、このゲー
トは抵抗Ｒ２の一端およびダイオードＤ　のカソードと
接続され、抵抗Ｒの他端およびダイオードＤ１のアノー
ドはサイリスタタＳＣＲのカソード、すなわち前記ヒー
タ電極１の一端と接続されている。なお、抵抗Ｒ，，Ｒ
２は電圧検出回路を構成するもので、この実施例では単
に分圧する機能しかない。また、サイリスタＳＣＲはそ
の導通により直列に接続された発熱用の抵抗Ｒ３を発熱
せしめ、これと熱的にカップリングされた温度ヒユーズ
ＴＦを溶断するものであり、サイリスタＳＣＲと抵抗Ｒ
３の直列回路はヒータ電極１と並列に接続されている。

一方、零相変成器ＺＣＴの２次側出力は増幅回路１０に
接続され、増幅回路１０の出力は漏電検出回路７の出力
と共に平滑回路３にＯＲ入力されるようになっている。

ここで、平滑回路３は入力された信号を整流・平滑して
直流化を行うものであり、その出力はスイッチング回路
４および過昇防止回路５に接続され、スイッチング回路
４の出力によりリレー駆動回路８が動作するようになっ
ている。また、オフ時間タイマ６はスイッチング回路４
の出力信号がローレベルになってから所定の時間が経過
するまでスイッチング回路４の出力をローレベルに保持
するためのものであり、リセット入力端子Ｒがスイッチ
ング回路４の出力端子に接続され、出力端子はスイッチ
ング回路４の入力側に接続されている。すなわち、スイ
ッチング回路４の出力がローレベルになるとリレー接点
’Ｓ’Ｓ　ｐ　’ｙ２がオフとなるため、ヒータ電極１
には商用電圧が印加されなくなり、温度検出電極２に電
流が流れなくなるので、この際にスイッチング回路４が
再び反転してしまわないようにするためのものである。

また、９は電源回路であり、各回路部に直流電源を供給
するためのものである。

動作にあたっては、面状発熱体の温度が低い場合は有機
半導体のインピーダンスが高く、ヒータ電極１から有機
半導体を介して温度検出電極２に流れる電流は小さく、
よって零相変成器ＺＣＴの２次側巻線に誘起する電圧は
小さな値となる。したがって、増幅回路１０の増幅出力
電圧も小さく、平滑回路３によって直流化された信号は
スイッチング回路４の比較レベルに達しないため、リレ
ー駆動回路８はリレー接点’Ｖ１　ｐ　’ｙ２をオン状
態に保ち、ヒータ電極１に通電を続けて加熱を行う。

次に、面状発熱体の温度が設定温度に達するとスイッチ
ング回路４が反転動作してリレー駆動回路８に信号を送
出し、リレー接点’ｙ１ｐ　’ｙ２をオフせしめてヒー
タ電極１への通電を停止する。

し−かして、ヒータ電極１が商用電源ＡＣと切り放され
ることにより温度検出電極２に流れていたリーク電流ば
消失してスイッチング回路４は再び反転動作を行おうと
するが、直前のオフ動作時にオフ時間タイマ６が動作を
開始して一定時間リレー駆動回路８のオフ動作を保持し
ているので、接点’Ｖ１　ｐ　’Ｖ２は即座にオンとな
らず、オフ時間タイマ６で設定される一定の冷却時間を
おいて再びオンに復帰する。その後も上記の動作を繰や
返し、よって面状発熱体は一定温度に保たれることにな
る。

一方、温度検出電極２の抵抗値は通常約２０Ω程度であ
り、また、ヒータ電極１から流入する電流も通常は２０
ｍÅ以下の小さなものであるため、温度検出電極２の両
端に生じる電圧ｖ２はＯ，ＳＶ以下である。よって、温
度検出電極２から抵抗Ｒ□を介してゲートに信号が与え
られるサイリスタＳＣＲは通常はオフの状態を保ってい
る。

ここで、何らかの回路故障が生じ、温度制御が不能とな
ってヒータ電極１が連続通電となると、発熱体の温度上
昇に従ってヒータ電極１から温度検出電極２へ流れる電
流が増大していく。

第２図は一般に用いられている面状発熱体における温度
Ｔと上記のヒータ電極１から温度検出電極２へ流れる電
流Ｉによって温度検出電極２に生ずる電圧ｖ２との関係
の一例を示したものであるが、電流Ｉは温度Ｔに対し指
数関数的に増加する傾向を有するため、電圧ｖ２は具体
的には５０℃に対し、　テｏ、　５ｖ ６０℃に対して２．０ｖ ７０℃に対ｂ　ｒ　４．５Ｖ の如きものとなる。

そこで、例えば抵抗ＲよとＲ２の比を２：１とし、サイ
リスタＳＣＲのターン・オン・ゲート電圧を０．７ｖと
すると、温度検出電極２の電圧が約２■（カーペット温
度で約６０℃相当）の時、抵抗Ｒ１゜Ｒ，Ｃどより分割
されたサイリスタＳＣＲのゲート電圧は約０．７ｖとな
り、サイリスタＳＣＲは導通する。

これによって発熱用の抵抗Ｒ３に通電が行われて発熱し
、これと熱的に結合された温度ヒユーズＴＦを溶断せし
ぬ、商用電源ＡＣと回路との経路を遮断し、ヒータ電極
１への通電を停止して安全モードへ移行することができ
る。なお、抵抗Ｒ１゜凡　の比の値を変えることにより
、サイリスタＳＣＲを動作させる温度を任意に選ぶこと
ができる。

次に、第３図は本発明の他の実施例を示したものであり
、商用電源ＡＣの電圧変動によりサイリスクＳＣＲが導
通する温度に変動が生じないようにしたものである。す
なわち、温度検出電極２とサイリスタＳＣＲのゲートと
の間にトランジスタＴｒ等からなる電圧検出回路を挿入
し、トランジスタＴｒのコレクタからサイリスタＳＣＲ
へゲート信号を与えるようにしている。

詳しくは、ヒータ電極１の両端と並列に接続された抵抗
Ｒ４，Ｒ５の直列回路の中点にトランジスタＴｒのぺ−
スを接続し、コレクタは抵抗Ｒ６を介してヒータ電極１
の一端（サイリスタＳＣＲのカソード側）に接続すると
共にサイリスタＳＣＲのゲートに接続し、トランジスタ
Ｔｒのエミッタに抵抗Ｒ７を介して温度検出電極２を接
続している。

なお、その他の構成は第１図に示した実施例と同じであ
る。

しかして、サイリスタＳＣＲはトランジスタＴｒがオン
することによりゲート信号を与えられて導通することに
なり、例えば、抵抗Ｒ４，Ｒ５の比を適当に選んでトラ
ンジスタＴｒのベース電圧が１、３Ｖとなるように設定
し、ペース　エミッタ間電圧を０．７Ｖとすると、温度
検出電極２から抵抗Ｒ７を介してエミッタに印加される
電圧が約２ｖとなった時にトランジスタＴ「はオンし、
サイリスタＳＣＲにゲート信号が与えられることになる
。

一方、商用電源ＡＣの電圧が変動し、例えば上昇したと
すると、ヒータ電極１から温度検出電極２へ流入する電
流が増加するため、温度検出電＄１ｉ２の電圧は同じ温
度に対して高い値を示すことになる。しかしながら、ト
ランジスタＴｒのベースには抵抗Ｒ４，Ｒ，により商用
電源ＡＣの電圧を一定の分圧比で降圧したものが与えら
れているため、上記の電圧上昇と同率でペース電圧も高
くなっており、よってトランジスタＴ「がオンする電圧
は高まり、動作温度の変動の発生を防止することができ
る。

（発明の効果） 以上のように、本発明にあっては、ヒータ電極と温度検
出電極との間に有機半導体を配設し、温度変化に伴う前
記有機半導体のインピーダンス変化による前記ヒータ電
極と温度検出電極との間に流れる電流値の変化を検出し
て前記ヒータ電極への通電を制御することにより温度制
御を行うようにしたものにおいて、前記温度検出電極の
一端を前記ヒータ電極の一端に接続すると共に、温度検
出電極の他端を電圧検出回路を介してスイッチ素子のゲ
ートに接続し、異常温度上昇時に前記温度検出電極の電
位上昇により前記スイッチ素子をオンせしめ、このスイ
ッチ素子の動作により温度ヒユーズの如き遮断回路を動
作させ、前記ヒータ電極への通電を停止するようにした
ので、簡易な構成にして温度制御回路とは独立の動作が
行え、かつ動作が確実で安全性の高い過昇防止回路を提
供することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図。 第２図は発熱体のヒータ電極と温度検出電極間に流れる
電流と温度との関係を示す図、第３図は本発明の他の実
施例を示す回路構成図、第４図は従来の温度制御回路を
示す回路構成図である。 １・・・・・・ヒータ電極、２・・・・・・温度検出電
極、３・・・・・・平滑回路、４・・・・・・スイッチ
ング回路、５・・・・・・過昇防止回路、６・・・・・
・オフ時間タイマ、７・・・・・・漏電検出回路、８・
・・・・・リレー駆動回路、９・・・・・・電源回路、
１０・・・・・・増幅回路、ＡＣ・・・・・・商用電源
、ＳＷ−°・・・メイン・スイッチ、ＺＣＴ・・・・・
・零相変成器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒータ電極と温度検出電極との間に有機半導体を
   配設し、温度変化に伴う前記有機半導体のインピーダン
   ス変化による前記ヒータ電極と温度検出電極との間に流
   れる電流値の変化を検出して前記ヒータ電極への通電を
   制御することにより温度制御を行うようにしたものにお
   いて、前記温度検出電極の一端を前記ヒータ電極の一端
   に接続すると共に、温度検出電極の他端を電圧検出回路
   を介してスイッチ素子のゲートに接続し、異常温度上昇
   時に前記温度検出電極の電位上昇により前記スイッチ素
   子をオンせしめ、このスイッチ素子の動作により温度ヒ
   ューズの如き遮断回路を動作させ、前記ヒータ電極への
   通電を停止することを特徴とした温度過昇防止回路。
2. （２）電圧検出回路を抵抗分圧回路としてなる特許請求
   の範囲第１項記載の温度過昇防止回路。
3. （３）電圧検出回路を、ベースに商用電圧に比例した電
   圧が印加され、かつコレクタがスイッチ素子のゲートに
   接続されると共に抵抗を介してヒータ電極の一端に接続
   されたトランジスタにより構成し、温度検出電極の他端
   を他の抵抗を介して前記トランジスタのエミッタに接続
   してなる特許請求の範囲第１項記載の温度過昇防止回路
   。