JP2002373762A - 採暖用温度調節装置 - Google Patents
採暖用温度調節装置Info
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- JP2002373762A JP2002373762A JP2001178193A JP2001178193A JP2002373762A JP 2002373762 A JP2002373762 A JP 2002373762A JP 2001178193 A JP2001178193 A JP 2001178193A JP 2001178193 A JP2001178193 A JP 2001178193A JP 2002373762 A JP2002373762 A JP 2002373762A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電気カーペットや電気毛布等の採暖物の温度を
調節するのに好適な、安全で安価な採暖用温度調節装置
を提供すること。 【解決手段】発熱線と温度検知巻線が一体構造となった
線条が配設されてなる採暖物の温度を調節する装置であ
って、発熱線に印加される交流半波の電圧位相に対し、
コンデンサ入力により位相が約９０°ずれた疑似方形波
により前記温度検知巻線が駆動される温度検知部の出力
信号に同期した疑似ゼロクロス信号によって、前記発熱
線の電流が制御されることを特徴とする採暖用温度調節
装置。
調節するのに好適な、安全で安価な採暖用温度調節装置
を提供すること。 【解決手段】発熱線と温度検知巻線が一体構造となった
線条が配設されてなる採暖物の温度を調節する装置であ
って、発熱線に印加される交流半波の電圧位相に対し、
コンデンサ入力により位相が約９０°ずれた疑似方形波
により前記温度検知巻線が駆動される温度検知部の出力
信号に同期した疑似ゼロクロス信号によって、前記発熱
線の電流が制御されることを特徴とする採暖用温度調節
装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気カーペットや
電気毛布等の採暖物の温度を調節するのに好適な採暖用
温度調節装置に関する。
電気毛布等の採暖物の温度を調節するのに好適な採暖用
温度調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の温度調節装置１は、図４に示す
ように、発熱線と温度検知巻線とが一体構造となった線
条、所謂センサー発熱体２が蛇行配設されてなる電気カ
ーペット等の採暖物３に接続されており、前記センサー
発熱体２を構成する温度検知巻線の抵抗値変化により前
記発熱線の温度を検出し、それによって採暖物の温度を
所定の温度に調節している。
ように、発熱線と温度検知巻線とが一体構造となった線
条、所謂センサー発熱体２が蛇行配設されてなる電気カ
ーペット等の採暖物３に接続されており、前記センサー
発熱体２を構成する温度検知巻線の抵抗値変化により前
記発熱線の温度を検出し、それによって採暖物の温度を
所定の温度に調節している。
【０００３】ここで、センサー発熱体２は、図５に示す
ような構造になっている。まず、発熱線６があり、この
発熱線６はテトロン芯等の巻芯４に抵抗発熱線５が巻装
されて構成されている。発熱線６の周上には、ナイロン
樹脂等からなる絶縁体７が押出被覆により形成されてお
り、その周上に温度検知巻線８が巻装されている。そし
て、最外層には塩化ビニル樹脂等の絶縁体９が押出被覆
されている。このような構成のセンサー発熱体２は、発
熱線６の発熱機能と、温度検知巻線８の抵抗値変化によ
り発熱線６の温度を検出する温度検出機能を兼ね備えて
いる。
ような構造になっている。まず、発熱線６があり、この
発熱線６はテトロン芯等の巻芯４に抵抗発熱線５が巻装
されて構成されている。発熱線６の周上には、ナイロン
樹脂等からなる絶縁体７が押出被覆により形成されてお
り、その周上に温度検知巻線８が巻装されている。そし
て、最外層には塩化ビニル樹脂等の絶縁体９が押出被覆
されている。このような構成のセンサー発熱体２は、発
熱線６の発熱機能と、温度検知巻線８の抵抗値変化によ
り発熱線６の温度を検出する温度検出機能を兼ね備えて
いる。
【０００４】従来、温度検知巻線８の抵抗値変化を検出
する方法としては、例えば、図６に示すように、可変抵
抗ＶＲを介して直流電源１０が接続された温度検知巻線
８と、一端が接地された抵抗Ｒ１とが直列に接続され、
前記可変抵抗ＶＲにおける可動端子の電圧Ｖｓと基準電
圧ＶｒとをコンパレータＵ１で比較する方法がとられて
いる。
する方法としては、例えば、図６に示すように、可変抵
抗ＶＲを介して直流電源１０が接続された温度検知巻線
８と、一端が接地された抵抗Ｒ１とが直列に接続され、
前記可変抵抗ＶＲにおける可動端子の電圧Ｖｓと基準電
圧ＶｒとをコンパレータＵ１で比較する方法がとられて
いる。
【０００５】すなわち、前記温度検知巻線８は、温度の
上昇に比例して抵抗値が上昇する温度特性を有している
ため、温度の上昇に伴って温度検知巻線８に直列に接続
された可変抵抗ＶＲにおける可動端子の電圧Ｖｓも上昇
する。この時、前記電圧ＶｓがコンパレータＵ１におけ
る他の入力端子の基準電圧Ｖｒより高くなるとコンパレ
ータＵ１の出力がオフし、コンパレータＵ１の出力に接
続されたサイリスタＳＣＲもオフするため発熱線６に流
れる電流が停止することになる。
上昇に比例して抵抗値が上昇する温度特性を有している
ため、温度の上昇に伴って温度検知巻線８に直列に接続
された可変抵抗ＶＲにおける可動端子の電圧Ｖｓも上昇
する。この時、前記電圧ＶｓがコンパレータＵ１におけ
る他の入力端子の基準電圧Ｖｒより高くなるとコンパレ
ータＵ１の出力がオフし、コンパレータＵ１の出力に接
続されたサイリスタＳＣＲもオフするため発熱線６に流
れる電流が停止することになる。
【０００６】一方、発熱線６に流れる電流が停止するこ
とによって、前記温度検知巻線８の温度が下降して抵抗
値が低下すると、コンパレータＵ１の入力に接続された
可変抵抗ＶＲにおける可動端子の電圧Ｖｓも低下する。
この時、前記電圧ＶｓがコンパレータＵ１における他の
入力端子の基準電圧Ｖｒより低くなると再びコンパレー
タＵ１の出力はオンし、コンパレータＵ１の出力に接続
されたサイリスタＳＣＲもオンするため発熱線６に電流
が流れ始める。以上のことを繰り返すことによって、発
熱線６の温度が一定に調節される。
とによって、前記温度検知巻線８の温度が下降して抵抗
値が低下すると、コンパレータＵ１の入力に接続された
可変抵抗ＶＲにおける可動端子の電圧Ｖｓも低下する。
この時、前記電圧ＶｓがコンパレータＵ１における他の
入力端子の基準電圧Ｖｒより低くなると再びコンパレー
タＵ１の出力はオンし、コンパレータＵ１の出力に接続
されたサイリスタＳＣＲもオンするため発熱線６に電流
が流れ始める。以上のことを繰り返すことによって、発
熱線６の温度が一定に調節される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の温度調節装置においては、次のような問題点があっ
た。まず、従来の温度調節装置は、温度検知巻線８に電
源の交流の正・負サイクルに拘わらず一定の直流電流が
流れる構成となっているため、温度検知巻線８に接続さ
れる直流電源にはある程度大きな容量が必要となってし
まい、消費電力の低減化を困難なものにさせていた。
又、従来の採暖用温度調節装置においては、電源の交流
のゼロクロス点から外れたタイミングでサイリスタＳＣ
Ｒがオンすると、発熱線に流れる電流は交流半波の波形
の一部が欠けた状態となり、オンした瞬間高いレベルの
ノイズが発熱線の全体から放射されることになるため、
このノイズが採暖中の人体や周囲の電子機器に悪影響を
及ぼす危険性があった。
来の温度調節装置においては、次のような問題点があっ
た。まず、従来の温度調節装置は、温度検知巻線８に電
源の交流の正・負サイクルに拘わらず一定の直流電流が
流れる構成となっているため、温度検知巻線８に接続さ
れる直流電源にはある程度大きな容量が必要となってし
まい、消費電力の低減化を困難なものにさせていた。
又、従来の採暖用温度調節装置においては、電源の交流
のゼロクロス点から外れたタイミングでサイリスタＳＣ
Ｒがオンすると、発熱線に流れる電流は交流半波の波形
の一部が欠けた状態となり、オンした瞬間高いレベルの
ノイズが発熱線の全体から放射されることになるため、
このノイズが採暖中の人体や周囲の電子機器に悪影響を
及ぼす危険性があった。
【０００８】従来、このような問題に対する対策として
は、専用のゼロクロスＩＣを使用したり、ゼロクロス回
路を内蔵させる方法などが一般的にとられているが、い
ずれの場合もかなりのコストがかかってしまう。比較的
コストをかけない方法としては、例えば、コンパレータ
の２つの入力端子間に容量の比較的大きい無極性の電解
コンデンサを接続して温度検知巻線からの信号に含まれ
るリップル成分を基準電圧にも重畳させることで、コン
パレータの同相抑圧特性を利用しリップル成分を打ち消
す方法や、温度検知巻線に抵抗を介して商用電源を接続
することで温度検知巻線の信号に含まれるリップル成分
の波形を微妙に変形させてゼロクロス点でサイリスタを
オンさせる方法などが一般的にとられている。しかし、
この方法を実現するためには、カットアンドトライで、
且つ、センサー発熱体の長さや設定温度などを変更する
ごとに定数の設定を行う必要があるため、設計に非常に
時間を要してしまう。更に、電源電圧の変動や電源周波
数の違い、あるいは回路部品の特性のばらつき程度によ
っては、発熱線に流れる電流は交流半波の波形の一部が
欠けた状態となってしまう場合があった。
は、専用のゼロクロスＩＣを使用したり、ゼロクロス回
路を内蔵させる方法などが一般的にとられているが、い
ずれの場合もかなりのコストがかかってしまう。比較的
コストをかけない方法としては、例えば、コンパレータ
の２つの入力端子間に容量の比較的大きい無極性の電解
コンデンサを接続して温度検知巻線からの信号に含まれ
るリップル成分を基準電圧にも重畳させることで、コン
パレータの同相抑圧特性を利用しリップル成分を打ち消
す方法や、温度検知巻線に抵抗を介して商用電源を接続
することで温度検知巻線の信号に含まれるリップル成分
の波形を微妙に変形させてゼロクロス点でサイリスタを
オンさせる方法などが一般的にとられている。しかし、
この方法を実現するためには、カットアンドトライで、
且つ、センサー発熱体の長さや設定温度などを変更する
ごとに定数の設定を行う必要があるため、設計に非常に
時間を要してしまう。更に、電源電圧の変動や電源周波
数の違い、あるいは回路部品の特性のばらつき程度によ
っては、発熱線に流れる電流は交流半波の波形の一部が
欠けた状態となってしまう場合があった。
【０００９】本発明はこのような点に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、温度検知巻線に流れ
る電流を減らすことで採暖用温度調節装置の消費電流を
低減するとともに、発熱線の電流波形の欠損に対し、コ
ストのかかる専用のゼロクロスＩＣやゼロクロス回路を
使用することなく、又、無極性の電解コンデンサを使用
したりリップル成分の波形を微妙に変形させたりする設
計にカットアンドトライを必要とせず、しかも確実に対
策することができる、安全で安価な採暖用温度調節装置
を提供することにある。
もので、その目的とするところは、温度検知巻線に流れ
る電流を減らすことで採暖用温度調節装置の消費電流を
低減するとともに、発熱線の電流波形の欠損に対し、コ
ストのかかる専用のゼロクロスＩＣやゼロクロス回路を
使用することなく、又、無極性の電解コンデンサを使用
したりリップル成分の波形を微妙に変形させたりする設
計にカットアンドトライを必要とせず、しかも確実に対
策することができる、安全で安価な採暖用温度調節装置
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するべ
く本発明による採暖用温度調節装置は、発熱線と温度検
知巻線が一体構造となった線条が配設されてなる採暖物
の温度を調整する装置であって、前記発熱線に印加され
る交流半波の位相に対し、コンデンサ入力により約９０
°進んだ位相の疑似方形波で温度検知部の前記温度検知
巻線が駆動され、それによって得られる前記温度検知部
の出力信号と同期した疑似ゼロクロス信号によって前記
発熱線の電流が制御されることを特徴とするものであ
る。又、この際、前記温度検知部からの出力信号の微分
信号に直流バイアスが加算されて波形整形されているこ
とが考えられる。
く本発明による採暖用温度調節装置は、発熱線と温度検
知巻線が一体構造となった線条が配設されてなる採暖物
の温度を調整する装置であって、前記発熱線に印加され
る交流半波の位相に対し、コンデンサ入力により約９０
°進んだ位相の疑似方形波で温度検知部の前記温度検知
巻線が駆動され、それによって得られる前記温度検知部
の出力信号と同期した疑似ゼロクロス信号によって前記
発熱線の電流が制御されることを特徴とするものであ
る。又、この際、前記温度検知部からの出力信号の微分
信号に直流バイアスが加算されて波形整形されているこ
とが考えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】ここで、本発明の実施の形態を図
面を参照しながら説明する。図１において、発熱線６に
印加される交流半波の位相に対し、交流電源の負サイク
ルから正サイクルにかけてのゼロクロス点を完全に含む
状態で位相が進んでいる疑似方形波は、前記ゼロクロス
点において必ずハイレベルの状態であり、又、前記交流
電源の負サイクル期間内に立ち上がり、正サイクル期間
内に立ち下がることになる。例えば、交流電源からコン
デンサＣ１を介して低圧の電圧を得る所謂コンデンサ入
力式の電源回路１１により、交流電源の交流波形の位相
に対し、約９０°進んだ位相の疑似方形波が得られる。
この疑似方形波は交流電源の負サイクルから正サイクル
にかけてのゼロクロス点を完全に含む状態で位相が進ん
でいる疑似方形波となっている。この疑似方形波で温度
検知巻線８を駆動すると、温度検知巻線８には交流電源
の交流波形の位相に対し約９０°進んだ位相の電流が流
れる。一方、発熱線６に流れる交流半波の位相は交流電
源の交流波形の位相と一致しているため、結果的に発熱
線６に流れる交流半波の位相に対し、温度検知巻線８に
は約９０°進んだ位相の電流が流れることになる。尚、
温度検知巻線８に電流を流すのは交流半波に相当する期
間のみで済み、直流電源の容量は小さくて良いことか
ら、前記コンデンサ入力式の電源回路１１は疑似方形波
を得るための回路とコンパレータＵ１などの２次電源を
兼用することができることになる。
面を参照しながら説明する。図１において、発熱線６に
印加される交流半波の位相に対し、交流電源の負サイク
ルから正サイクルにかけてのゼロクロス点を完全に含む
状態で位相が進んでいる疑似方形波は、前記ゼロクロス
点において必ずハイレベルの状態であり、又、前記交流
電源の負サイクル期間内に立ち上がり、正サイクル期間
内に立ち下がることになる。例えば、交流電源からコン
デンサＣ１を介して低圧の電圧を得る所謂コンデンサ入
力式の電源回路１１により、交流電源の交流波形の位相
に対し、約９０°進んだ位相の疑似方形波が得られる。
この疑似方形波は交流電源の負サイクルから正サイクル
にかけてのゼロクロス点を完全に含む状態で位相が進ん
でいる疑似方形波となっている。この疑似方形波で温度
検知巻線８を駆動すると、温度検知巻線８には交流電源
の交流波形の位相に対し約９０°進んだ位相の電流が流
れる。一方、発熱線６に流れる交流半波の位相は交流電
源の交流波形の位相と一致しているため、結果的に発熱
線６に流れる交流半波の位相に対し、温度検知巻線８に
は約９０°進んだ位相の電流が流れることになる。尚、
温度検知巻線８に電流を流すのは交流半波に相当する期
間のみで済み、直流電源の容量は小さくて良いことか
ら、前記コンデンサ入力式の電源回路１１は疑似方形波
を得るための回路とコンパレータＵ１などの２次電源を
兼用することができることになる。
【００１２】一端が接地された抵抗Ｒ１が、温度検知巻
線８に直列に接続された温度検知部１２において、抵抗
Ｒ１の両端には、温度検知巻線８を駆動する疑似方形波
により交流電源の交流波形の位相に対し約９０°進んだ
位相の出力信号が得られる。温度検知巻線８は、温度の
上昇に比例して抵抗値が上昇する温度特性を有している
ため、温度の上昇にともない温度検知部１２の出力信号
も上昇する。この出力信号と基準電圧Ｖｒをコンパレー
タＵ１で比較すると、コンパレータＵ１の出力はコンパ
レータＵ１の入力信号Ｖｓ、すなわち、前記温度検知部
１２の出力信号の位相と同期している。従って、コンパ
レータＵ１の出力は前記発熱線６に流れる交流半波の位
相に対し約９０°進んでいることになる。このコンパレ
ータＵ１の出力をサイリスタＳＣＲのゲートに発熱線６
の電流の制御信号として用いると、交流のゼロクロス点
においてコンパレータＵ１の出力、すなわち、サイリス
タＳＣＲのゲート信号は既にオンかオフかが確定してい
ることになり、これは疑似ゼロクロス信号と言うことが
できる。この疑似ゼロクロス信号はコンパレータＵ１の
出力と同期しているとともに、前記温度検知部１２の出
力信号の位相と同期している。前記疑似ゼロクロス信号
でサイリスタＳＣＲを制御することによりサイリスタＳ
ＣＲはゼロクロス点から外れたタイミングでオンするこ
とはなく、電源にノイズが乗るような悪条件下での使用
でなければ、発熱線６に流れる電流は交流半波の波形の
一部が欠けた状態になることは無い。
線８に直列に接続された温度検知部１２において、抵抗
Ｒ１の両端には、温度検知巻線８を駆動する疑似方形波
により交流電源の交流波形の位相に対し約９０°進んだ
位相の出力信号が得られる。温度検知巻線８は、温度の
上昇に比例して抵抗値が上昇する温度特性を有している
ため、温度の上昇にともない温度検知部１２の出力信号
も上昇する。この出力信号と基準電圧Ｖｒをコンパレー
タＵ１で比較すると、コンパレータＵ１の出力はコンパ
レータＵ１の入力信号Ｖｓ、すなわち、前記温度検知部
１２の出力信号の位相と同期している。従って、コンパ
レータＵ１の出力は前記発熱線６に流れる交流半波の位
相に対し約９０°進んでいることになる。このコンパレ
ータＵ１の出力をサイリスタＳＣＲのゲートに発熱線６
の電流の制御信号として用いると、交流のゼロクロス点
においてコンパレータＵ１の出力、すなわち、サイリス
タＳＣＲのゲート信号は既にオンかオフかが確定してい
ることになり、これは疑似ゼロクロス信号と言うことが
できる。この疑似ゼロクロス信号はコンパレータＵ１の
出力と同期しているとともに、前記温度検知部１２の出
力信号の位相と同期している。前記疑似ゼロクロス信号
でサイリスタＳＣＲを制御することによりサイリスタＳ
ＣＲはゼロクロス点から外れたタイミングでオンするこ
とはなく、電源にノイズが乗るような悪条件下での使用
でなければ、発熱線６に流れる電流は交流半波の波形の
一部が欠けた状態になることは無い。
【００１３】尚、サイリスタＳＣＲは、交流の負のサイ
クル期間にゲートにオン信号が入力されても導通せず、
又、交流の正のサイクル期間において一旦導通するとゲ
ート信号がオフしてもその正のサイクル期間は導通状態
を保持する機能がある。
クル期間にゲートにオン信号が入力されても導通せず、
又、交流の正のサイクル期間において一旦導通するとゲ
ート信号がオフしてもその正のサイクル期間は導通状態
を保持する機能がある。
【００１４】ここで、コンパレータＵ１の入力端子に抵
抗Ｒ３を介して直流バイアスが印可された状態で、温度
検知部１２の出力信号が、コンデンサＣ２が並列に接続
された抵抗Ｒ２を介して、信号電圧Ｖｓとして入力され
るように構成すると、温度検知部１２からの出力信号の
微分信号に直流バイアスが加算されて波形整形されるこ
とになり、図２（ｂ）に示すように、立ち上がり時に最
大電圧となり時間ととも電圧が低下する信号波形が得ら
れる。これにより、たとえ電源にノイズが乗っていても
ゼロクロス点でコンパレータＵ１の出力がオフであれ
ば、ゼロクロス点以降の正のサイクル期間において、信
号電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｒを超えることが無い。従っ
て、電源にノイズが乗るような悪条件下での使用であっ
ても、確実に発熱線６に流れる電流の波形の一部が欠け
ることを回避することが可能となる。
抗Ｒ３を介して直流バイアスが印可された状態で、温度
検知部１２の出力信号が、コンデンサＣ２が並列に接続
された抵抗Ｒ２を介して、信号電圧Ｖｓとして入力され
るように構成すると、温度検知部１２からの出力信号の
微分信号に直流バイアスが加算されて波形整形されるこ
とになり、図２（ｂ）に示すように、立ち上がり時に最
大電圧となり時間ととも電圧が低下する信号波形が得ら
れる。これにより、たとえ電源にノイズが乗っていても
ゼロクロス点でコンパレータＵ１の出力がオフであれ
ば、ゼロクロス点以降の正のサイクル期間において、信
号電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｒを超えることが無い。従っ
て、電源にノイズが乗るような悪条件下での使用であっ
ても、確実に発熱線６に流れる電流の波形の一部が欠け
ることを回避することが可能となる。
【００１５】このように本発明によれば、温度検知巻線
８に流れる電流を減らすことで採暖用温度調節装置の消
費電流を低減するとともに、発熱線６の電流波形の欠損
に対し、コストのかかる専用のゼロクロスＩＣやゼロク
ロス回路を使用することなく、又、無極性の電解コンデ
ンサを使用したり、リップル成分の波形を微妙に変形さ
せたりする設計にカットアンドトライを必要とせず、し
かも確実に対策することができる、安全で安価な採暖用
温度調節装置を実現させることができる。
８に流れる電流を減らすことで採暖用温度調節装置の消
費電流を低減するとともに、発熱線６の電流波形の欠損
に対し、コストのかかる専用のゼロクロスＩＣやゼロク
ロス回路を使用することなく、又、無極性の電解コンデ
ンサを使用したり、リップル成分の波形を微妙に変形さ
せたりする設計にカットアンドトライを必要とせず、し
かも確実に対策することができる、安全で安価な採暖用
温度調節装置を実現させることができる。
【００１６】尚、本発明においては、コンパレータＵ１
の代わりにオペアンプを使用しても良い。又、温度検知
巻線８と直列に接続される抵抗Ｒ１としては、発熱線６
と温度検知巻線８が短絡した場合を考慮し、回路電源を
遮断する安全機能を備えた温度ヒューズ付抵抗器を使用
することが望ましい。又、コンパレータＵ１の入力端子
と温度検知巻線８と直列に接続される抵抗Ｒ１との間に
接続された抵抗Ｒ２と直列にダイオードを接続すること
が望ましい。更に、コンパレータＵ１の入力端子に抵抗
Ｒ３を介して接続される直流電源１１やコンパレータＵ
１の電源は、コンデンサ入力式電源を構成するツェナー
ダイオードＺＤの両端の電圧をコンデンサＣ３で平滑し
て得られる直流電圧を利用すると、部品点数を減らすこ
とができる。
の代わりにオペアンプを使用しても良い。又、温度検知
巻線８と直列に接続される抵抗Ｒ１としては、発熱線６
と温度検知巻線８が短絡した場合を考慮し、回路電源を
遮断する安全機能を備えた温度ヒューズ付抵抗器を使用
することが望ましい。又、コンパレータＵ１の入力端子
と温度検知巻線８と直列に接続される抵抗Ｒ１との間に
接続された抵抗Ｒ２と直列にダイオードを接続すること
が望ましい。更に、コンパレータＵ１の入力端子に抵抗
Ｒ３を介して接続される直流電源１１やコンパレータＵ
１の電源は、コンデンサ入力式電源を構成するツェナー
ダイオードＺＤの両端の電圧をコンデンサＣ３で平滑し
て得られる直流電圧を利用すると、部品点数を減らすこ
とができる。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図１において、温度検知巻線８は、コンデ
ンサＣ１、整流ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３、ツェナー
ダイオードＺＤからなるコンデンサ入力式電源回路１１
と、一端が接地された抵抗Ｒ１に接続される。符号Ｕ１
はコンパレータ（μＰＣ３９３Ｃ：ＮＥＣ製）であり、
片電源動作とする。コンパレータＵ１の非反転入力端子
には抵抗Ｒ３を介して直流バイアスが印加されるととも
に、コンデンサＣ２が並列に接続された抵抗Ｒ２を介し
て、抵抗Ｒ１に接続されている。コンパレータＵ１の反
転入力には可変抵抗ＶＲの可動端子が接続され、直流電
源が抵抗Ｒ４，可変抵抗ＶＲ，抵抗Ｒ５で分圧された基
準電圧Ｖｒが印加されている。又、コンパレータＵ１の
出力は抵抗Ｒ６によって直流電圧にプルアップされると
ともに、サイリスタＳＣＲのゲート端子に接続されてい
る。
ら説明する。図１において、温度検知巻線８は、コンデ
ンサＣ１、整流ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３、ツェナー
ダイオードＺＤからなるコンデンサ入力式電源回路１１
と、一端が接地された抵抗Ｒ１に接続される。符号Ｕ１
はコンパレータ（μＰＣ３９３Ｃ：ＮＥＣ製）であり、
片電源動作とする。コンパレータＵ１の非反転入力端子
には抵抗Ｒ３を介して直流バイアスが印加されるととも
に、コンデンサＣ２が並列に接続された抵抗Ｒ２を介し
て、抵抗Ｒ１に接続されている。コンパレータＵ１の反
転入力には可変抵抗ＶＲの可動端子が接続され、直流電
源が抵抗Ｒ４，可変抵抗ＶＲ，抵抗Ｒ５で分圧された基
準電圧Ｖｒが印加されている。又、コンパレータＵ１の
出力は抵抗Ｒ６によって直流電圧にプルアップされると
ともに、サイリスタＳＣＲのゲート端子に接続されてい
る。
【００１８】コンデンサ入力式電源回路１１により、交
流電源の正サイクルにおいてはコンデンサＣ１、ダイオ
ードＤ１、温度検知巻線８、抵抗Ｒ１を通して電流が流
れる。温度検知巻線８と抵抗Ｒ１に印加される電圧は、
ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧によって制限さ
れているため、前記温度検知巻線８は疑似方形波で駆動
されることになる。更に、前記疑似方形波はコンデンサ
Ｃ１があることにより交流電源の位相より約９０°進ん
でいる。従って、前記温度検知巻線８と抵抗Ｒ１とから
なる温度検知部１２の出力も図２（ａ）に示すように交
流電源の位相より約９０°進んだ疑似方形波となってい
る。
流電源の正サイクルにおいてはコンデンサＣ１、ダイオ
ードＤ１、温度検知巻線８、抵抗Ｒ１を通して電流が流
れる。温度検知巻線８と抵抗Ｒ１に印加される電圧は、
ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧によって制限さ
れているため、前記温度検知巻線８は疑似方形波で駆動
されることになる。更に、前記疑似方形波はコンデンサ
Ｃ１があることにより交流電源の位相より約９０°進ん
でいる。従って、前記温度検知巻線８と抵抗Ｒ１とから
なる温度検知部１２の出力も図２（ａ）に示すように交
流電源の位相より約９０°進んだ疑似方形波となってい
る。
【００１９】コンパレータＵ１の非反転入力端子に抵抗
Ｒ３を介して直流バイアスが印加された状態で、コンデ
ンサＣ２が並列に接続された抵抗Ｒ２を介して、抵抗Ｒ
１に接続すると、コンパレータＵ１の非反転入力端子に
入力される信号Ｖｓの波形は、図２（ａ）に示すように
温度検知部１２の疑似方形波出力に微分成分を重畳した
ものとなり、立ち上がり時に最大電圧となり時間ととも
に電圧が低下する波形となる。この信号Ｖｓと抵抗Ｒ
４、可変抵抗ＶＲ、抵抗Ｒ５により設定される基準電圧
ＶｒをコンパレータＵ１で比較すると、図３に示すよう
に、非反転入力端子に入力される信号Ｖｓの波形の前半
部分、すなわち、ゼロクロス点以前でコンパレータＵ１
の出力がオフであればゼロクロス点以降の電源の正サイ
クル期間中にコンパレータＵ１の出力がオンになること
はない。勿論、コンパレータＵ１の出力は前記の温度検
知部１２の疑似方形波出力に同期しているため、コンパ
レータＵ１の出力波形から、専用のゼロクロスＩＣやゼ
ロクロス回路により供給されるゼロクロス信号と同様の
働きをする、いわば疑似ゼロクロス信号が得られたこと
になる。これにより、確実に発熱線６の電流波形の欠損
を回避できることになる。
Ｒ３を介して直流バイアスが印加された状態で、コンデ
ンサＣ２が並列に接続された抵抗Ｒ２を介して、抵抗Ｒ
１に接続すると、コンパレータＵ１の非反転入力端子に
入力される信号Ｖｓの波形は、図２（ａ）に示すように
温度検知部１２の疑似方形波出力に微分成分を重畳した
ものとなり、立ち上がり時に最大電圧となり時間ととも
に電圧が低下する波形となる。この信号Ｖｓと抵抗Ｒ
４、可変抵抗ＶＲ、抵抗Ｒ５により設定される基準電圧
ＶｒをコンパレータＵ１で比較すると、図３に示すよう
に、非反転入力端子に入力される信号Ｖｓの波形の前半
部分、すなわち、ゼロクロス点以前でコンパレータＵ１
の出力がオフであればゼロクロス点以降の電源の正サイ
クル期間中にコンパレータＵ１の出力がオンになること
はない。勿論、コンパレータＵ１の出力は前記の温度検
知部１２の疑似方形波出力に同期しているため、コンパ
レータＵ１の出力波形から、専用のゼロクロスＩＣやゼ
ロクロス回路により供給されるゼロクロス信号と同様の
働きをする、いわば疑似ゼロクロス信号が得られたこと
になる。これにより、確実に発熱線６の電流波形の欠損
を回避できることになる。
【００２０】尚、図１において、ダイオードＤ２は、電
源の負サイクル期間にコンデンサＣ１に電流を流すため
のものである。抵抗Ｒ８は、コンデンサＣ１に突入電流
が流れることを防止するためのものである。抵抗Ｒ７
は、サイリスタＳＣＲのゲート端子に流れる電流を制限
するためのものである。抵抗Ｒ１〜８の抵抗値は、それ
ぞれＲ１：３６０Ω、Ｒ２：４．７ｋΩ、Ｒ３：２２ｋ
Ω、Ｒ４：１０．８ｋΩ、Ｒ５：４．１５ｋΩ、Ｒ６：
６．２ｋΩ、Ｒ７：１．５ｋΩ、Ｒ８：１００Ωであ
る。Ｃ１は、静電容量が０．４７μＦのフィルムコンデ
ンサである。Ｃ２は、静電容量が１μＦのセラミックコ
ンデンサである。Ｃ３は、静電容量が１００μＦの電解
コンデンサである。ツェナーダイオードＺＤのツェナー
電圧は、１５Ｖである。可変抵抗ＶＲの抵抗値は、１０
ｋΩである。、ダイオードＤ１〜３は、いずれも耐電圧
４００Ｖの１Ａタイプである。サイリスタＳＣＲは、３
Ａタイプ（３Ｐ４ＭＨ：ＮＥＣ製）を使用した。
源の負サイクル期間にコンデンサＣ１に電流を流すため
のものである。抵抗Ｒ８は、コンデンサＣ１に突入電流
が流れることを防止するためのものである。抵抗Ｒ７
は、サイリスタＳＣＲのゲート端子に流れる電流を制限
するためのものである。抵抗Ｒ１〜８の抵抗値は、それ
ぞれＲ１：３６０Ω、Ｒ２：４．７ｋΩ、Ｒ３：２２ｋ
Ω、Ｒ４：１０．８ｋΩ、Ｒ５：４．１５ｋΩ、Ｒ６：
６．２ｋΩ、Ｒ７：１．５ｋΩ、Ｒ８：１００Ωであ
る。Ｃ１は、静電容量が０．４７μＦのフィルムコンデ
ンサである。Ｃ２は、静電容量が１μＦのセラミックコ
ンデンサである。Ｃ３は、静電容量が１００μＦの電解
コンデンサである。ツェナーダイオードＺＤのツェナー
電圧は、１５Ｖである。可変抵抗ＶＲの抵抗値は、１０
ｋΩである。、ダイオードＤ１〜３は、いずれも耐電圧
４００Ｖの１Ａタイプである。サイリスタＳＣＲは、３
Ａタイプ（３Ｐ４ＭＨ：ＮＥＣ製）を使用した。
【００２１】上記の実施例において、電源電圧を９０〜
１１０Ｖまで変化させた場合、及び電源周波数が５０Ｈ
ｚの場合と６０Ｈｚの場合について発熱線の電流波形を
観測したところ、いずれの場合も電流波形に欠損は無か
った。
１１０Ｖまで変化させた場合、及び電源周波数が５０Ｈ
ｚの場合と６０Ｈｚの場合について発熱線の電流波形を
観測したところ、いずれの場合も電流波形に欠損は無か
った。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
熱線と温度検知巻線が一体構造となった線条が配設され
てなる採暖物の温度を調節する装置であって、温度検知
巻線に流れる電流を減らすことで採暖用温度調節装置の
消費電流を低減するとともに、発熱線の電流波形の欠損
に対し、コストのかかる専用のゼロクロスＩＣやゼロク
ロス回路を使用することなく、又、無極性の電解コンデ
ンサを使用したりリップル成分の波形を微妙に変形させ
たりする設計にカットアンドトライを必要とせずしかも
確実に対策することができる、安全で安価な採暖用温度
調節装置を実現することができる。
熱線と温度検知巻線が一体構造となった線条が配設され
てなる採暖物の温度を調節する装置であって、温度検知
巻線に流れる電流を減らすことで採暖用温度調節装置の
消費電流を低減するとともに、発熱線の電流波形の欠損
に対し、コストのかかる専用のゼロクロスＩＣやゼロク
ロス回路を使用することなく、又、無極性の電解コンデ
ンサを使用したりリップル成分の波形を微妙に変形させ
たりする設計にカットアンドトライを必要とせずしかも
確実に対策することができる、安全で安価な採暖用温度
調節装置を実現することができる。
【図１】本発明による採暖用温度調節装置の一実施例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図２】本発明による採暖用温度調節装置の各部の波形
を示す図で、（ａ）は温度検知部１１の出力波形、コン
パレータＵ１の入力波形、及び発熱線の印加電圧の波形
を示しており、（ｂ）は（ａ）に示した温度検知部１１
の出力波形とコンパレータＵ１の入力波形の拡大図であ
る。
を示す図で、（ａ）は温度検知部１１の出力波形、コン
パレータＵ１の入力波形、及び発熱線の印加電圧の波形
を示しており、（ｂ）は（ａ）に示した温度検知部１１
の出力波形とコンパレータＵ１の入力波形の拡大図であ
る。
【図３】本発明による採暖用温度調節装置のコンパレー
タＵ１の出力波形と発熱線の電流波形を示す図である。
タＵ１の出力波形と発熱線の電流波形を示す図である。
【図４】採暖用温度調節装置の構成を説明するための図
である。
である。
【図５】センサー発熱体の構成を説明するための図であ
る。
る。
【図６】従来の採暖用温度調節装置の一例を示す回路図
である。
である。
Ｕ１ コンパレータ ＳＣＲ サイリスタ Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ Ｒ１〜Ｒ８ 抵抗 ＶＲ 可変抵抗 Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ ダイオード ＺＤ ツェナーダイオード ６ 発熱線 ８ 温度検知巻線 １１ コンデンサ入力式電源回路 １２ 温度検知部 Ｖｒ 基準電圧 Ｖｓ コンパレータＵ１の非反転入力端子に入力される
信号
信号
Claims (2)
- 【請求項１】 発熱線と温度検知巻線が一体構造となっ
た線条が配設されてなる採暖物の温度を調節する装置で
あって、前記発熱線に印加される交流半波の位相に対
し、コンデンサ入力により約９０°進んだ位相の疑似方
形波で温度検知部の前記温度検知巻線が駆動され、それ
によって得られる前記温度検知部の出力信号と同期した
疑似ゼロクロス信号によって前記発熱線の電流が制御さ
れることを特徴とする採暖用温度調節装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の採暖用温度調節装置にお
いて、前記温度検知部からの出力信号の微分信号に直流
バイアスが加算されて波形整形されていることを特徴と
する採暖用温度調節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001178193A JP2002373762A (ja) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | 採暖用温度調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001178193A JP2002373762A (ja) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | 採暖用温度調節装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002373762A true JP2002373762A (ja) | 2002-12-26 |
Family
ID=19018933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001178193A Pending JP2002373762A (ja) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | 採暖用温度調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002373762A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100575462B1 (ko) | 2004-05-18 | 2006-05-03 | 유인기 | 발열체의 온도 제어 회로 및 방법 |
| WO2009064057A1 (en) * | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Jong-Jin Kil | Three-wire temperature detection and control circuit for electromagnetic shielding |
-
2001
- 2001-06-13 JP JP2001178193A patent/JP2002373762A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100575462B1 (ko) | 2004-05-18 | 2006-05-03 | 유인기 | 발열체의 온도 제어 회로 및 방법 |
| WO2009064057A1 (en) * | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Jong-Jin Kil | Three-wire temperature detection and control circuit for electromagnetic shielding |
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