JP2000133414A - Heater control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ラミネータ等に用
いられるヒータ制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heater control device used for a laminator or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8は従来技術のヒータ制御装置を示
し、1は温度制御回路、2はトライアック等の両方向導
通素子より成るパワー素子、2Aは交流電源、3はパワ
ー素子2と交流電源2Aによって通電されるヒータ、4
はヒータ3又はヒータ3にて加熱される被加熱体の温度
を検出するサーミスタ等の温度検出素子である。2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a prior art heater control apparatus, wherein 1 is a temperature control circuit, 2 is a power element comprising a bidirectional conducting element such as a triac, 2A is an AC power supply, 3 is a power element 2 and an AC power supply 2A. Heater powered by
Is a temperature detecting element such as a thermistor for detecting the temperature of the heater 3 or the object to be heated by the heater 3.
【0003】このような従来のヒータ制御装置において
は、温度制御回路1は温度検出素子4より出力される検
出温度信号aを受け、パワー素子2を制御する通電制御
信号bを出力する。パワー素子2は通電制御信号bによ
って制御され、ヒータ3を通電する。In such a conventional heater control device, a temperature control circuit 1 receives a detected temperature signal a output from a temperature detecting element 4 and outputs an energization control signal b for controlling a power element 2. The power element 2 is controlled by an energization control signal b, and energizes the heater 3.
【0004】温度制御回路1は、温度検出素子4からの
検出温度信号aを受け、所定レベルの検出温度処理信号
cを出力する検出温度処理回路5と、ヒータ3又はヒー
タ3にて加熱される被加熱体の制御温度を設定するレギ
ュレータ等から成る温度設定器6と、温度設定器6から
出力される設定温度信号d及び検出温度処理回路5から
の検出温度処理信号cを比較する比較器7と、比較器7
から出力される制御信号eを受け、通電制御信号bを生
成するパワー素子ドライバ8で構成され、ヒータ3又は
ヒータ3にて加熱される被加熱体の温度が温度設定器6
で設定した温度付近で一定となるように制御している。
なお、パワー素子ドライバ8は、たとえば図示のように
フォトトライアックカプラ及び抵抗等から構成すればよ
い。The temperature control circuit 1 receives a detected temperature signal a from the temperature detecting element 4 and outputs a detected temperature processing signal c of a predetermined level, and is heated by the heater 3 or the heater 3. A temperature setter 6 composed of a regulator or the like for setting the control temperature of the object to be heated, and a comparator 7 for comparing a set temperature signal d output from the temperature setter 6 and a detected temperature processing signal c from the detected temperature processing circuit 5. And the comparator 7
And a power element driver 8 that receives a control signal e output from the controller 3 and generates an energization control signal b. The temperature of the heater 3 or the object to be heated by the heater 3 is set by the temperature setter 6.
Is controlled to be constant around the temperature set in.
The power element driver 8 may be composed of, for example, a phototriac coupler, a resistor, and the like as shown in the figure.
【0005】図9は従来技術の制御特性を示すもので、
同図(イ)の内、ハッチを付して示した波形部分はヒー
タ電流、実線及び破線で示した波形部分は入力電圧を示
す。また、同図(ロ)中、cは検出温度処理信号、dは
設定温度信号、同図(ハ)のeは制御信号、同図(ニ)
のbは通電制御信号である。次に、図9を用い、従来の
ヒータ制御装置の動作を説明する。同図(イ)に示すよ
うに交流電源2Aから入力電圧がパワー素子2を介して
ヒータ3に印加されているとき、同図(ロ)に示すよう
に検出温度処理信号cが設定温度信号dより低い時は、
比較器7より出力される制御信号eは同図(ハ)に示す
ようにローレベルの信号(L)となり、パワー素子ドライ
バ8は同図(ニ)に示すように交流電源2Aからの入力
電圧(正弦波)が0Vになるタイミングで(+)又は(−)パ
ルスの通電制御信号bを出力する。パワー素子2はこの
(+)又は(−)パルスの通電制御信号bを受けて導通制御
され、同図(イ)にハッチを付して示すヒータ電流を、
例えば、時点t1→t2及び時点t3→t4の区間、ヒータ
3に供給する。一方、同図(ロ)に示すように、検出温
度処理信号cが設定温度信号dより高くなる区間、例え
ば時点t2→t3の区間では、比較器7より出力される制
御信号eは同図(ハ)に示すように、ハイレベル(H)と
なり、パワー素子ドライバ8は通電制御信号bを0Vに
保持する。パワー素子2は、この0Vに保持された通電
制御信号bを受け、同図(ニ)に示すように、時点t2
→t3の区間はヒータへ3の通電を停止する。以下、こ
の動作を繰り返すことによりヒータ3又はヒータ3にて
加熱される被加熱体の温度は温度設定器6で設定した設
定温度信号dに対応した設定温度付近で一定となるよう
に制御される。FIG. 9 shows the control characteristics of the prior art.
In FIG. 3A, the hatched waveform indicates the heater current, and the solid and broken waveforms indicate the input voltage. Also, in FIG. 2B, c is a detected temperature processing signal, d is a set temperature signal, e in FIG. 3C is a control signal, and FIG.
B is an energization control signal. Next, the operation of the conventional heater control device will be described with reference to FIG. When the input voltage from the AC power supply 2A is applied to the heater 3 via the power element 2 as shown in FIG. 2A, the detected temperature processing signal c is changed to the set temperature signal d as shown in FIG. When lower,
The control signal e output from the comparator 7 becomes a low-level signal (L) as shown in FIG. 4C, and the power element driver 8 receives the input voltage from the AC power supply 2A as shown in FIG. The (+) or (-) pulse conduction control signal b is output at the timing when the (sine wave) becomes 0V. Power element 2
The conduction is controlled in response to the (+) or (-) pulse conduction control signal b, and the heater current indicated by hatching in FIG.
For example, the power is supplied to the heater 3 in a section from time t1 to t2 and time t3 to t4. On the other hand, as shown in FIG. 2B, in a section where the detected temperature processing signal c is higher than the set temperature signal d, for example, in a section from time t2 to t3, the control signal e output from the comparator 7 is As shown in (c), the level becomes high (H), and the power element driver 8 holds the energization control signal b at 0V. The power element 2 receives the energization control signal b held at 0 V and, as shown in FIG.
→ In the section of t3, the power supply to the heater 3 is stopped. Hereinafter, by repeating this operation, the temperature of the heater 3 or the object to be heated by the heater 3 is controlled so as to be constant around the set temperature corresponding to the set temperature signal d set by the temperature setter 6. .
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ヒータ3の
発熱部と温度検出素子4の間に熱伝達の時間遅れがある
ため、温度検出素子4にて検出される検出温度信号a
は、ある変位幅を持って制御される。この変位幅は入力
電圧により異なり、入力電圧が高くなると、変位幅は大
きくなり、平均温度も高くなる。したがって、2倍程度
異なる2系統の入力電圧を許容する従来のヒータ制御装
置においては、低い系統の入力電圧印加時と高い系統の
入力電圧印加時における検出温度信号aの平均値が同等
となるように温度設定器6による設定温度信号dの調整
が必要となる。なお、従来技術では検出温度信号aの変
位幅は調整できない。Since there is a time delay in heat transfer between the heat generating portion of the heater 3 and the temperature detecting element 4, the detected temperature signal a detected by the temperature detecting element 4
Is controlled with a certain displacement width. The displacement width differs depending on the input voltage. As the input voltage increases, the displacement width increases, and the average temperature also increases. Therefore, in the conventional heater control device that allows two input voltages different from each other by about twice, the average value of the detected temperature signals a when the low system input voltage is applied and when the high system input voltage is applied is made equal. It is necessary to adjust the set temperature signal d by the temperature setter 6. It should be noted that the displacement width of the detected temperature signal a cannot be adjusted in the prior art.
【0007】本発明は従来のものの上記課題(問題)を解
決するためになされたもので、2倍程度異なる2系統の
入力電圧(例えば、AC100V及びAC200V)に対
し、それぞれ同等の温度制御特性を無調整により実現し
たヒータ制御装置を提供することを目的とするものであ
る。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems (problems) of the conventional device, and has the same temperature control characteristics with respect to two input voltages (for example, AC100V and AC200V) which are different by about twice. It is an object of the present invention to provide a heater control device realized without adjustment.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のヒータ制御装置
は、ヒータを通電するパワー素子と、上記ヒータ又は上
記ヒータにて加熱された被加熱体の温度を検出する温度
検出素子からの検出温度信号を受けて、上記パワー素子
の通電制御信号を生成する温度制御回路とを有し、2倍
程度異なる2系統の入力電圧を許容するヒータ制御装置
において、交流電源からの入力電圧を受けて、入力電圧
の系統を判別し、入力電圧が低い系統の場合は、ヒータ
を全波通電し、入力電圧が高い系統の場合には、全波通
電に対し1/4波となる通電をヒータへ自動的に行うよ
うに通電信号を発生するように構成した。この場合、上
記ヒータの通電は、交流電源からの入力電圧を全波整流
する全波整流器と前記交流電源からの電流を制限する電
流制限抵抗と、前記交流電源からの入力電圧を判別する
入力電圧判別基準値を設定するツェナーダイオードと、
入力電圧判別信号を出力するフォトカプラと、前記入力
電圧判別信号を受け、第1の通電信号を生成する通電信
号生成回路及びこの第1の通電信号を受け、第2の通電
信号を出力するトランジスタとで構成される通電制御回
路により行うことができる。なお、上記通電信号生成回
路は、インバータゲートと3つのD−フリップフロップ
とを用い、ヒータに交流2サイクルの内の半サイクルの
区間、通電する制御信号を生成し、ヒータへ全波通電に
対し、1/4波となるように構成することができる。又
は、これに代え、通電信号生成回路をインバータゲート
と5つのD−フリップフロップとを用い、ヒータに交流
4サイクルの内の1サイクルの区間、通電する制御信号
を生成し、ヒータへ全波通電に対し、1/4波となる通
電を行わせるように構成するようにしてもよい。According to the present invention, there is provided a heater control device comprising: a power element for energizing a heater; and a temperature detecting element for detecting a temperature of the heater or a body to be heated heated by the heater. A temperature control circuit for receiving a signal and generating an energization control signal for the power element, wherein the heater control device accepts input voltages of two systems that differ by about two times. The system of the input voltage is determined, and if the input voltage is low, the heater is energized in full-wave. If the input voltage is high, the heater is automatically energized to 1/4 of the full-wave energized. It is configured to generate the energization signal in such a way that the energization signal is generated. In this case, the heater is energized by a full-wave rectifier that full-wave rectifies the input voltage from the AC power supply, a current limiting resistor that limits the current from the AC power supply, and an input voltage that determines the input voltage from the AC power supply. A Zener diode for setting a judgment reference value,
A photocoupler that outputs an input voltage determination signal, an energization signal generation circuit that receives the input voltage determination signal and generates a first energization signal, and a transistor that receives the first energization signal and outputs a second energization signal This can be performed by an energization control circuit composed of The energization signal generation circuit uses an inverter gate and three D-flip-flops to generate a control signal to energize the heater during a half cycle of two AC cycles, and to apply full-wave energization to the heater. , 1/4 wave. Alternatively, instead of this, an energization signal generation circuit uses an inverter gate and five D-flip-flops to generate a control signal for energizing the heater for one cycle of four AC cycles, thereby energizing the heater with full wave. However, a configuration may be adopted in which energization of 1/4 wave is performed.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、図1及び図2によって本発
明の一実施の形態を説明する。なお、図1において従来
のものと同等の構成については、図8と同一の符号を付
して示した。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1, the same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
【0010】本発明においては、図1に示すように、図
8における従来のヒータ制御装置に、交流電源2Aから
の入力電圧を全波整流する全波整流器としてのブリッジ
ダイオード10と交流電源2Aからの電流を制限する電
流制限抵抗11と、交流電源2Aからの入力電圧を判別
する入力電圧判別基準値を設定するツェナーダイオード
12と、入力電圧判別信号fを出力するフォトカプラ1
3と、入力電圧判別信号fを受け、通電信号g1を生成
する通電信号生成回路14及び通電信号g1を受け、通
電信号g2を出力する反転スイッチング素子としてのト
ランジスタ15とで構成する通電制御回路9を設けるよ
うに構成した点に、本発明の構成上の特徴がある。な
お、通電信号生成回路14の具体的な構成は後述のよう
に、フォトカプラ13からの入力電圧判別信号fを受け
てこれを1/4波の第1の通電信号g1を形成する機能
を有するように論理回路素子で構成すればよい。In the present invention, as shown in FIG. 1, the conventional heater control device shown in FIG. 8 includes a bridge diode 10 as a full-wave rectifier for full-wave rectifying an input voltage from the AC power supply 2A and a AC power supply 2A. Current limiting resistor 11 for limiting the current, a Zener diode 12 for setting an input voltage determination reference value for determining an input voltage from the AC power supply 2A, and a photocoupler 1 for outputting an input voltage determination signal f.
An energization control circuit 9 comprising an energization signal generation circuit 14 for receiving an input voltage discrimination signal f and generating an energization signal g1 and a transistor 15 serving as an inverting switching element for receiving the energization signal g1 and outputting an energization signal g2. There is a structural feature of the present invention in that the configuration is provided. The specific configuration of the energization signal generation circuit 14 has a function of receiving the input voltage discrimination signal f from the photocoupler 13 and forming it as a quarter energization first energization signal g1, as described later. It may be configured by a logic circuit element as described above.
【0011】図2は本発明に係るヒータ制御装置の第1
の制御特性を示すもので、同図(イ)に示すハッチを付
して示した波形部分はヒータ電流を、実線及び破線で示
した波形部分は入力電圧を、またVzは入力電圧判別基
準値となる電圧を示す。また、同図(ロ)中、cは検出
温度処理信号、dは設定温度信号、同図(ハ)のfは入
力電圧判別信号、同図(ニ)のg2は第2の通電信号で
ある。第1の通電信号g1は(ニ)の第2の通電信号g2
を反転した信号であるので、図示は省略する。また、同
図(ホ)のeは制御信号、同図(ヘ)のbは通電制御信
号である。次に、図2を用い、本発明のヒータ制御装置
の動作を説明する。同図(イ)に示すように、交流電源
2Aから入力電圧がパワー素子2を介してヒータ3に印
加されているとき、この入力電圧の絶対値がツェナーダ
イオード12により設定された入力電圧判定基準値より
小さい時(例えば、時点t1→t2の区間)では、入力電
圧判別信号fは同図(ハ)に示すようにハイレベル(H)
となり、一方、入力電圧の絶対値が上記入力電圧判定基
準値より大きい時(例えば、時点t2→t3の区間)で
は、入力電圧判別信号fは同図(ハ)に示すようにロー
レベル(L)となる。したがって、入力電圧の最大値(絶
対値)が上記入力電圧判定基準値より大きい時、入力電
圧判別信号fは、(ハ)に示すようにハイレベル(H)と
ローレベル(L)とを繰り返すパルス信号となる。また、
通電信号生成回路14は、入力電圧判別信号fを受け、
1/4分周波の通電信号g1を出力する。トランジスタ
15はこの通電信号g1を受け、同図(ニ)に示すよう
に通電信号g2を出力する。パワー素子ドライバ8は、
(ハ)に示す通電信号g2と(ホ)に示す比較器7から
の制御信号eを受けて、通電信号g2がハイレベル(H)
で、かつ制御信号eがローレベル(L)の時のみ、交流電
源2Aからの入力電圧(正弦波)が0Vになるタイミング
で(+)又は(−)パルスの通電制御信号bを(ヘ)に示す
ように出力する。パワー素子2はこの通電信号bにより
ヒータ3を通電する。したがって、ヒータ3は本発明の
ヒータ制御装置では図2(イ)の実線の波形の1/4波
通電にて制御される。FIG. 2 shows a first embodiment of the heater control device according to the present invention.
The waveforms indicated by hatching in FIG. 3A indicate the heater current, the waveforms indicated by the solid and broken lines indicate the input voltage, and Vz indicates the input voltage determination reference value. It shows the voltage that becomes In FIG. 2B, c is a detected temperature processing signal, d is a set temperature signal, f in FIG. 3C is an input voltage discrimination signal, and g2 in FIG. 2D is a second energizing signal. . The first energization signal g1 is the second energization signal g2 of (d).
Are not shown in FIG. Also, e in FIG. 6E is a control signal, and b in FIG. Next, the operation of the heater control device of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2A, when an input voltage is applied from the AC power supply 2A to the heater 3 via the power element 2, the absolute value of the input voltage is determined by an input voltage determination criterion set by the Zener diode 12. When the value is smaller than the value (for example, in the section from time t1 to t2), the input voltage discrimination signal f becomes high level (H) as shown in FIG.
On the other hand, when the absolute value of the input voltage is larger than the input voltage determination reference value (for example, in the section from time t2 to t3), the input voltage determination signal f becomes low level (L) as shown in FIG. ). Therefore, when the maximum value (absolute value) of the input voltage is greater than the input voltage determination reference value, the input voltage determination signal f repeats high level (H) and low level (L) as shown in (c). It becomes a pulse signal. Also,
The energization signal generation circuit 14 receives the input voltage determination signal f,
An energization signal g1 having a quarter frequency is output. The transistor 15 receives the energization signal g1 and outputs an energization signal g2 as shown in FIG. The power element driver 8
In response to the energizing signal g2 shown in (c) and the control signal e from the comparator 7 shown in (e), the energizing signal g2 becomes high level (H).
Only when the control signal e is at the low level (L), the (+) or (-) pulse conduction control signal b is changed to (f) at the timing when the input voltage (sine wave) from the AC power supply 2A becomes 0V. Output as shown. The power element 2 energizes the heater 3 according to the energization signal b. Therefore, the heater 3 is controlled by the heater control device of the present invention by energizing 1/4 wave of the waveform shown by the solid line in FIG.
【0012】図1に示す通電信号生成回路14の具体的
な構成図の第1例である通電信号生成回路を図3中で符
号14Aで示す。同図に示すように、通電信号生成回路
14Aは1つのインバータゲート16及び3つのD−フ
リップフロップ17a、17b、17c及び抵抗18、
コンデンサ19により構成される。D−フリップフロッ
プ17bは、フォトカプラ13からの入力電圧判別信号
fを受け、図4のタイミングチャート中(ハ)に示すよ
うに入力電圧判別信号fのローレベル(L)→ハイレベ
ル(H)の立ち上がりタイミングで入力電圧判別信号f
に対し、2分周となる2分周信号i2を生成する。D−
フリップフロップ17cは、2分周信号i2を受け、同
図(ニ)に示すように2分周信号i2のローレベル
(L)→ハイレベル(H)の立ち上がりタイミングで入
力電圧判別信号fに対し、4分周となる4分周信号jを
生成する。インバータゲート16は、入力電圧判別信号
fを受け、同図(ロ)に示すように入力電圧判別信号f
を反転した反転信号hを生成する。D−フリップフロッ
プ17aは、反転信号h及び4分周信号jを受け、同図
(ホ)に示すように4分周信号jがハイレベル(H)時
のみ反転信号hのローレベル(L)→ハイレベル(H)
の立ち上がりタイミングで反転信号hに対し、2分周と
なる通電信号g1を生成する。この通電信号g1は、4分
周信号jがローレベル(L)時にハイレベル(H)を保
持するため、反転信号hの4周期に1回のタイミングで
反転信号hの1周期ローレベル(L)を出力する。な
お、g2の波形は図示しないがg1の波形を反転した波形
となる。An energization signal generation circuit which is a first example of a specific configuration diagram of the energization signal generation circuit 14 shown in FIG. 1 is indicated by reference numeral 14A in FIG. As shown in the drawing, the energization signal generation circuit 14A includes one inverter gate 16 and three D-flip-flops 17a, 17b, 17c and a resistor 18,
It is constituted by a capacitor 19. The D-flip-flop 17b receives the input voltage discrimination signal f from the photocoupler 13, and receives the input voltage discrimination signal f from low level (L) to high level (H) as shown in (c) of the timing chart of FIG. Input determination signal f at the rising timing of
In contrast, a divide-by-2 signal i2, which is a divide-by-2 signal, is generated. D-
The flip-flop 17c receives the divided-by-2 signal i2, and receives the input voltage discrimination signal f at the rising timing from the low level (L) to the high level (H) of the divided-by-2 signal i2 as shown in FIG. , To generate a divide-by-four signal j. The inverter gate 16 receives the input voltage determination signal f, and receives the input voltage determination signal f as shown in FIG.
To generate an inverted signal h. The D flip-flop 17a receives the inverted signal h and the divide-by-4 signal j, and only when the divide-by-4 signal j is at the high level (H) as shown in FIG. → High level (H)
At the rising timing of the inversion signal h, the energization signal g1 is generated by dividing the inversion signal h by two. Since the energization signal g1 is held at the high level (H) when the divide-by-4 signal j is at the low level (L), the low level (L) of one cycle of the inverted signal h is output once every four cycles of the inverted signal h. ) Is output. Although not shown, the waveform of g2 is a waveform obtained by inverting the waveform of g1.
【0013】図1に示す通電信号生成回路14の第2例
を図3の通電信号生成回路14Aと区別し、符号14B
で示した具体的な構成図を図5に示す。同図に示すよう
に、通電信号生成回路14Bは1つのインバーターゲー
ト16及び5つのD−フリップフロップ17a、17
b、17c、17d及び17e並びに抵抗18、コンデ
ンサ19を接続して構成される。D−フリップフロップ
17cは、フォトカプラ13からの入力電圧判別信号f
を受け、図6のタイミングチャート中(ハ)に示すよう
に入力電圧判別信号fのローレベル(L)→ハイレベル
(H)の立ち上がりタイミングで入力電圧判別信号fに
対し、2分周となる2分周信号i2を生成する。D−フ
リップフロップ17dは、2分周信号i2を受け、同図
(ニ)に示すように2分周信号i2のローレベル(L)
→ハイレベル(H)の立ち上がりタイミングで入力電圧
判別信号fに対し、4分周となる4分周信号jを生成す
る。D−フリップフロップ17eは、4分周信号jを受
け、同図(ホ)に示すように4分周信号jのローレベル
(L)→ハイレベル(H)の立ち上がりタイミングで入
力電圧判別信号fに対し、8分周となる8分周信号kを
生成する。インバーターゲート16は、入力電圧判別信
号fを受け、同図(ロ)に示すように入力電圧判別信号
fを反転した反転信号hを生成する。D−フリップフロ
ップ17aは、反転信号hを受け、同図(ヘ)に示すよ
うに反転信号hのローレベル(L)→ハイレベル(H)
の立ち上がりタイミングで反転信号hに対し、2分周と
なる2分周信号i1を生成する。D−フリップフロップ
17bは、2分周信号i1及び8分周信号kを受け、同
図(ト)に示すように8分周信号kがハイレベル(H)
時のみ2分周信号i1のローレベル(L)→ハイレベル
(H)の立ち上がりタイミングで反転信号hに対し、4
分周となる通電信号g1を生成する。この通電信号g1
は、8分周信号kがローレベル(L)時にハイレベル
(H)を保持するため、反転信号hの8周期に1回のタ
イミングで反転信号hの2周期間ローレベル(L)を出
力する。したがって、第2の通電信号生成回路14Bを
適用した場合のヒータ制御装置は図7に示すような第2
の制御特性となる。同図(イ)に示すハッチを付して示
した波形部分がヒータ電流を示す。この電流波形は、図
2に示した第1の制御特性とは電流波形は異なるが、ヒ
ータは1/4波通電で制御される。即ち、同図(ホ)に
示す制御信号eがローレベル(L)の時(検出温度処理
信号cが設定温度信号dより低い時)、同図(イ)の実
線及び破線で示した交流電源2Aからの入力電圧の4周
期に1回(一周期間)ハッチを付して示したヒータ電流
を通電する。なお、本例は、入力電圧の片側半波のみ通
電する1/4波通電の前述の例に対し、入力電圧の双方
向を通電する1/4波通電であるため、交流電源2Aに
対する高調波電流を低減することができる。The second example of the energization signal generation circuit 14 shown in FIG. 1 is distinguished from the energization signal generation circuit 14A of FIG.
FIG. 5 shows a specific configuration diagram indicated by. As shown in the drawing, the energization signal generation circuit 14B includes one inverter gate 16 and five D-flip-flops 17a, 17
b, 17c, 17d and 17e, a resistor 18, and a capacitor 19 are connected. The D-flip-flop 17c receives the input voltage determination signal f from the photocoupler 13.
Then, as shown in (c) of the timing chart of FIG. 6, the input voltage determination signal f is divided by 2 at the rising timing from the low level (L) to the high level (H) of the input voltage determination signal f. A two-frequency-divided signal i2 is generated. The D-flip-flop 17d receives the divide-by-2 signal i2, and as shown in FIG.
→ Generate a divide-by-4 signal j, which is a divide-by-4 signal, with respect to the input voltage discrimination signal f at the rising timing of the high level (H). The D-flip-flop 17e receives the divide-by-4 signal j and receives the input voltage discrimination signal f at the rising timing of the divide-by-4 signal j from low level (L) to high level (H) as shown in FIG. , A divide-by-8 signal k which is a divide-by-8 signal is generated. The inverter gate 16 receives the input voltage discrimination signal f and generates an inverted signal h obtained by inverting the input voltage discrimination signal f as shown in FIG. The D-flip-flop 17a receives the inverted signal h, and as shown in (f) of the figure, the inverted signal h is changed from low level (L) to high level (H).
At the rising timing of the inverted signal h, the divide-by-2 signal i1 is generated. The D-flip-flop 17b receives the divide-by-2 signal i1 and the divide-by-8 signal k, and the divide-by-8 signal k becomes high level (H) as shown in FIG.
Only when the inverted signal h rises from the low level (L) to the high level (H) of the divide-by-2 signal i1 by 4
An energization signal g1 for frequency division is generated. This energization signal g1
Outputs a low level (L) for two periods of the inverted signal h at the timing of once every eight periods of the inverted signal h, since the high frequency (H) is held when the divide-by-8 signal k is low (L). I do. Therefore, when the second energization signal generation circuit 14B is applied, the heater control device shown in FIG.
Control characteristics. The hatched waveform portion shown in FIG. 3A indicates the heater current. Although this current waveform is different from the first control characteristic shown in FIG. 2, the heater is controlled by 1/4 wave energization. That is, when the control signal e shown in FIG. 7E is at a low level (L) (when the detected temperature processing signal c is lower than the set temperature signal d), the AC power supply shown by the solid line and the broken line in FIG. The heater current indicated by hatching is applied once every four cycles of the input voltage from 2 A (one cycle). In this example, since the 1/4 wave energization in which bidirectional input voltage is applied is different from the above-described example of 1/4 wave energization in which only one half wave of the input voltage is applied, harmonics for the AC power supply 2A are used. The current can be reduced.
【0014】上記のように入力電圧の最大値(絶対値)が
上記入力電圧判定基準値より小さい時、入力電圧判別信
号fはハイレベル(H)を維持される。通電信号生成回路
14は、交流電源2Aの1周期以上の期間、入力電圧判
別信号fがハイレベル(H)を維持した時、ローレベル
(L)の通電信号g1を出力するため、トランジスタ15
がオフし、ヒータは全波通電にて制御される。したがっ
て、入力電圧判定基準値は低い系統の入力電圧の最大値
より大きく、高い系統の入力電圧の最大値より小さく設
定すれば良い。When the maximum value (absolute value) of the input voltage is smaller than the input voltage determination reference value as described above, the input voltage determination signal f is maintained at a high level (H). The energization signal generation circuit 14 outputs a low level signal when the input voltage determination signal f maintains a high level (H) for a period of one cycle or more of the AC power supply 2A.
In order to output the energization signal g1 of (L), the transistor 15
Is turned off, and the heater is controlled by full-wave energization. Therefore, the input voltage determination reference value may be set to be larger than the maximum value of the input voltage of the low system and smaller than the maximum value of the input voltage of the high system.
【0015】このように、入力電圧の高・低2系統に対
して、ヒータ3への通電方法を変えることによりヒータ
に印加する電圧をそれぞれ、実効的に同等にすることが
できる。即ち、交流電圧の実効値をErms1は、最大値を
Em1とすると次の(1)式で表わされる。 Erms1=Em1/√2 ・・・・・(1)As described above, the voltage applied to the heater 3 can be effectively made equal by changing the method of supplying power to the heater 3 for the two systems of high and low input voltages. That is, assuming that the effective value of the AC voltage is Erms1 and the maximum value is Em1, it is expressed by the following equation (1). Erms1 = Em1 / √2 (1)
【0016】また、図2に示す1/4波電圧(入力電圧
の実線部)の実効値をErms2は、最大値をEm2とすると
次の(2)式で表わされる。 The effective value of the quarter-wave voltage (the solid line portion of the input voltage) shown in FIG. 2 is expressed by the following equation (2), where the effective value is Erms2 and the maximum value is Em2.
【0017】ここで、交流電圧実効値Erms1を1/4波
通電した時の実効値Erms2は次の(3)式で表わされる。 Erms2=√2・Erms1/√8=Erms1/2 ・・・・・(3)Here, the effective value Erms2 when a quarter-wave of the AC voltage effective value Erms1 is applied is represented by the following equation (3). Erms2 = √2 · Erms1 / √8 = Erms1 / 2 (3)
【0018】したがって、交流電圧を全波通電した時と
2倍の交流電圧を1/4波通電した時の実効値は等し
い。なお、図5に示すヒータ通電方法の場合も、証明は
省略するが交流電圧を全波通電した時と2倍の交流電圧
を1/4波通電した時の実効値は等しい。Therefore, the effective value when the full-wave AC voltage is applied and the effective value when the double AC voltage is applied to the quarter wave are equal. Also in the case of the heater energizing method shown in FIG. 5, although the proof is omitted, the effective value when the AC voltage is energized by full-wave and when the doubled AC voltage is energized by 1/4 wave are equal.
【0019】本発明のヒータ制御装置においては、2倍
程度異なる2系統の入力電圧を許容するため、通電制御
回路により入力電圧の系統を判別し、入力電圧が低い系
統の場合は、ヒータを全波通電し、入力電圧が高い系統
の場合には、全波通電に対し1/4波となる通電をヒー
タへ自動的に行うように通電信号を発生し、入力電圧が
どちらの系統でも、実効的に同等の電圧でヒータへ通電
するため、従来方式のように、入力電圧の系統に対する
温度設定の調整を行う必要がない。In the heater control device of the present invention, the input voltage system is discriminated by an energization control circuit in order to allow input voltages of two systems that differ by about two times. If the input voltage is high and the input voltage is high, an energization signal is generated so that the energization that becomes 1/4 wave to the full-wave energization is automatically performed to the heater. Since the heater is energized with a substantially equal voltage, it is not necessary to adjust the temperature setting for the system of the input voltage unlike the conventional method.
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明のヒータ制御装置は上記のように
構成されるから、次のような優れた効果を有する。 (1)本発明に係るヒータ制御装置においては、通電制御
回路により2倍程度異なる2系統の入力電圧に応じて全
波通電1/4波通電に切り替える通電信号を自動的に発
生することができる。 (2)したがって、2倍程度異なる2系統の入力電圧に対
し、それぞれ同等の温度制御特性を無調整により実現で
きる。Since the heater control device of the present invention is configured as described above, it has the following excellent effects. (1) In the heater control device according to the present invention, an energization signal for switching to full-wave energization and quarter-wave energization can be automatically generated by an energization control circuit in accordance with input voltages of two systems that differ by about twice. . (2) Therefore, the same temperature control characteristics can be realized without adjustment for two input voltages of about two times different from each other.
【図1】本発明に係るヒータ制御装置の一実施の形態の
構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a heater control device according to the present invention.
【図2】図3に示す通電信号生成回路14Aを図1の通
電信号生成回路14に適用し、ヒータ制御装置を作動し
た場合の第1の制御特性図である。2 is a first control characteristic diagram in a case where the energization signal generation circuit 14A shown in FIG. 3 is applied to the energization signal generation circuit 14 of FIG. 1 and a heater control device is operated.
【図3】本発明のヒータ制御装置に用いられる通電信号
生成回路の第1の構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a first configuration example of an energization signal generation circuit used in the heater control device of the present invention.
【図4】図3の通電信号生成回路の各部の入出力信号波
形を示すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart showing input / output signal waveforms of various parts of the energization signal generation circuit of FIG. 3;
【図5】本発明のヒータ制御装置に用いられる通電信号
生成回路の第2の構成例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a second configuration example of the energization signal generation circuit used in the heater control device of the present invention.
【図6】図5の通電信号生成回路の各部の入出力波形を
示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing input / output waveforms of each part of the energization signal generation circuit of FIG.
【図7】図5に示す通電信号生成回路14Bを図1の通
電信号生成回路14に適用し、本発明のヒータ制御装置
を作動した場合の第2の制御特性図である。FIG. 7 is a second control characteristic diagram when the energization signal generation circuit 14B shown in FIG. 5 is applied to the energization signal generation circuit 14 of FIG. 1 and the heater control device of the present invention is operated.
【図8】従来技術のヒータ制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional heater control device.
【図9】従来技術のヒータ制御装置の制御特性図であ
る。FIG. 9 is a control characteristic diagram of a conventional heater control device.
1:温度制御回路 2:パワー素子 2A:交流電源 3:ヒータ 4:温度検出素子 5:検出温度処理回路 6:温度設定器 7:比較器 8:パワー素子ドライバ 9:通電制御回路 10:ブリッジダイオード 11:電流制限抵抗 12:ツェナーダイオード 13:フォトカプラ 14、14A、14B:通電信号生成回路 15:トランジスタ 16:インバータゲート 17a〜17e:D−フリップフロップ a:検出温度信号 b:通電制御信号 c:検出温度処理信号 d:設定温度信号 e:制御信号 f:入力電圧判別信号 g1、g2:通電信号 h:反転信号 i1、i2:2分周信号 j:4分周信号 k:8分周信号 1: Temperature control circuit 2: Power element 2A: AC power supply 3: Heater 4: Temperature detection element 5: Detected temperature processing circuit 6: Temperature setter 7: Comparator 8: Power element driver 9: Power supply control circuit 10: Bridge diode 11: Current limiting resistor 12: Zener diode 13: Photocoupler 14, 14A, 14B: Energizing signal generating circuit 15: Transistor 16: Inverter gate 17a to 17e: D-flip-flop a: Detected temperature signal b: Energizing control signal c: Detected temperature processing signal d: Set temperature signal e: Control signal f: Input voltage discrimination signal g1, g2: Energization signal h: Inversion signal i1, i2: Divide-by-2 signal j: Divide-by-4 signal k: Divide-by-8 signal
Claims (4)
ータ又は上記ヒータにて加熱された被加熱体の温度を検
出する温度検出素子からの検出温度信号を受けて、上記
パワー素子の通電制御信号を生成する温度制御回路とを
有し、2倍程度異なる2系統の入力電圧を許容するヒー
タ制御装置において、交流電源からの入力電圧を受け
て、入力電圧の系統を判別し、入力電圧が低い系統の場
合は、ヒータを全波通電し、入力電圧が高い系統の場合
には、全波通電に対し1/4波となる通電をヒータへ自
動的に行うようにしたことを特徴とするヒータ制御装
置。An electric power control signal for a power element for energizing a heater, and a power control signal for the power element in response to a detected temperature signal from a temperature detecting element for detecting a temperature of the heater or a body to be heated heated by the heater. And a temperature control circuit having a temperature control circuit that generates two different input voltages. The heater control device receives input voltage from an AC power supply and determines a system of the input voltage. In the case of a system, the heater is energized by full-wave, and in the case of a system having a high input voltage, energization to become 1/4 wave with respect to energization of the full-wave is automatically performed to the heater. Control device.
力電圧を全波整流する全波整流器と前記交流電源からの
電流を制限する電流制限抵抗と、前記交流電源からの入
力電圧を判別する入力電圧判別基準値を設定するツェナ
ーダイオードと、入力電圧判別信号を出力するフォトカ
プラと、前記入力電圧判別信号を受け、第1の通電信号
を生成する通電信号生成回路及びこの第1の通電信号を
受け、第2の通電信号を出力するトランジスタとで構成
される通電制御回路により行うようにしたことを特徴と
する請求項1記載のヒータ制御装置。2. The power supply of the heater determines a full-wave rectifier for full-wave rectifying an input voltage from an AC power supply, a current limiting resistor for limiting a current from the AC power supply, and an input voltage from the AC power supply. A zener diode for setting an input voltage determination reference value, a photocoupler for outputting an input voltage determination signal, an energization signal generation circuit for receiving the input voltage determination signal and generating a first energization signal, and a first energization signal 2. The heater control device according to claim 1, wherein the current is controlled by an energization control circuit including a transistor that outputs a second energization signal.
ートと3つのD−フリップフロップとを用い、ヒータに
交流2サイクルの内の半サイクルの区間、通電する制御
信号を生成し、ヒータへ全波通電に対し、1/4波とな
る通電を行わせるように構成したことを特徴とする請求
項2に記載のヒータ制御装置。3. The energization signal generation circuit uses an inverter gate and three D-flip-flops to generate a control signal for energizing a heater in a half cycle of two AC cycles, and to generate a full-wave control signal to the heater. The heater control device according to claim 2, wherein the energization is performed such that a quarter wave is applied to the energization.
トと5つのD−フリップフロップとを用い、ヒータに交
流4サイクルの内の1サイクルの区間、通電する制御信
号を生成し、ヒータへ全波通電に対し、1/4波となる
通電を行わせるように構成したことを特徴とする請求項
2に記載のヒータ制御装置。4. The energization signal generation circuit uses an inverter gate and five D-flip-flops to generate a control signal for energizing a heater in one cycle of four AC cycles, and energize a full-wave heater. 3. The heater control device according to claim 2, wherein a current is applied so that the current becomes 1/4 wave.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10300515A JP2000133414A (en) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | Heater control apparatus |
US09/422,522 US6248983B1 (en) | 1998-10-22 | 1999-10-20 | Heater control apparatus with variable input voltage rectification |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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