JP2004152733A - Planar warmer - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気カーペット、電気毛布などのヒータと一体に構成した容量分や抵抗分からなるインピーダンス特性を示す温度センサを使用する面状採暖具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の面状採暖具としては、例えば、図7〜図10に示すものがあった。図7は温度センサ、検知電極線と一体構成にあるヒータの構造図を示したもので、1は芯線であり、その上にヒータ2を巻回し、その上にプラスチックサーミスタによる温度センサ3を被覆し、その上に検知電極線4を巻回し、更にその上に絶縁用外被5を被覆している。図8は温度センサ3の特性を示したもので、縦軸がインピーダンスZ、横軸が温度TでLが低い側、Hが高い側をあらわす。インピーダンスZは容量分から決まるインピーダンスZCと抵抗分から決まるインピーダンスZRの合成値となり、高温側になるほど容量分のインピーダンスZCのウエイトが高くなる。
【0003】
図9にこの温度センサ3を用いた従来例の構成図を示す。図において、6は交流電源、7はヒータ2へ交流電源6を供給制御する電力制御素子、8は直流電源部で各部に直流電圧を供給する。9はベース接地したトランジスタで、エミッタは検知電極線4に接続される(例えば、特許文献1参照)。10は温度信号部でトランジスタ9のコレクタに流れる電流を電圧変換して信号VTを出力する。11は温度設定部でヒータ2の温度設定信号Vsを出力する。12は温度制御部で温度信号部10の信号VTと温度設定部11の信号Vsを比較処理して、ヒータ2の温度が設定より低い時、すなわち、VT>Vsの時はHi出力となって電力制御素子7を駆動する。温度信号部10の信号VTは、ヒータ2の温度が低くて温度センサ3のインピーダンスが大きい時は、トランジスタ9のコレクタに流れる電流が小さいため、高い値を示す。逆にヒータ2の温度が高くなり温度センサ3のインピーダンスが小さくなると、トランジスタ9のコレクタに流れる電流が多くなるため、低い値を示すことになる。この温度信号部10の信号VTを検出することによってヒータ2の温度を、ある設定した温度に制御している。13はダイオードでトランジスタ9のエミッタベース間の耐圧保証、及び、交流電源6の正サイクル側における温度センサ3の電流を流している。
【0004】
【特許文献1】
特開平08−145388号公報(図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、回路を1チップの集積回路にする場合、寄生動作を発生させてしまう。その動作を図10とともに説明する。図において、温度センサ3に流れる信号電流Isは、温度センサ3のインピーダンスが容量分で構成され、特に高温側においては殆どが容量分となるため、交流電源6(Vac)に対して、位相が90°近く進むことになる。温度信号部10は信号電流Isの負サイクル側の電流を検出している。従って、温度信号部10の検出電流は交流電源6(Vac)のb側、トランジスタ9のベースからエミッタ、検知電極線4、温度センサ3、ヒータ2、交流電源6(Vac)のa側へと流れて、トランジスタ9がオンすると、検出電流の殆どはトランジスタ9のコレクタを流れることになる。そうすると温度検出部10の抵抗14とコンデンサ15によって直流電圧の信号VTに変換される。この時トランジスタ9のエミッタ電位Vbは、回路の基準電圧GNDよりも負の電圧となってしまう。
【0006】
そして回路を1チップの集積回路で構成すると、この負の電圧となることで集積回路内部において異常な回路ができる寄生動作が発生してしまう。この寄生動作で発生した回路が影響して温度制御部12の出力がHi出力となってしまい電力制御素子7のアノードとカソード間の電圧Vscrに示すように、電力制御素子7が交流電源6(Vac)の正サイクル時、且つ、信号電流Isの負サイクル時において連続的にオンしてしまう異常動作が発生する。この異常動作によりヒータ2の温度が上昇し続け、非常に危険な状態となってしまう。
【0007】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電気カーペット、電気毛布などのヒータと一体に構成した容量分や抵抗分からなるインピーダンス特性を示す温度センサを使用する回路の集積回路化を容易にして、コスト面や実装面で有効な制御コントローラを有する面状採暖具の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の面状採暖具は、交流電源と直流電源部の接地点側にベースを接続、エミッタを検知電極線側に接続し、温度センサのインピーダンスから決まる電流をコレクタに流すトランジスタのエミッタに、交流電源の正サイクル側期間中は、温度センサの信号電流を流さない電流阻止部を備えたものである。この電流阻止部によってトランジスタのエミッタ電位を、交流電源の正サイクル期間において常に正電位とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、交流電源と直流電源部の接地点側にベースを接続、エミッタを検知電極線側に接続し、温度センサのインピーダンスから決まる電流をコレクタに流すトランジスタのエミッタに、交流電源の正サイクル側期間中は、エミッタに流れる電流を打ち消す方向に電流を流す電流阻止部を構成することにより、エミッタ電位を、交流電源の正サイクル期間において常に正電位とすることができる。
【0010】
請求項2に記載の発明は、特に、交流電源の正サイクル側期間中は、検知電極線とトランジスタのエミッタとの間のインピーダンスを大きくする電流阻止部を構成することにより、エミッタ電位が、交流電源の正サイクル期間において負電位になることを防止することができる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、特に、交流電源の正サイクル側期間中は、トランジスタのベースとエミッタを短絡する電流阻止部を構成することにより、エミッタ電位が、交流電源の正サイクル期間において負電位になることを防止することができる。
【0012】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図1〜図6を参照しながら説明する。尚、従来例と同一部については、同一番号を付与し、従って、その動作も同じであるので説明を省略する。
【0013】
(実施例1)
図1は、本発明の第1の実施例における面状採暖具の構成図を示すものである。図1において、21は電流阻止部で、ダイオード22、抵抗23で構成し、交流電源6(Vac)のa側がプラス電位の期間である正サイクル期間中において、トランジスタ9のエミッタに流れる電流を打ち消す方向に電流を流す。次に、図2の特性図において、各部の電流と電圧の関係を交流電源6(Vac)の波形を基準に説明する。
【0014】
まず、温度センサ3に流れる信号電流Isは、温度センサ3のインピーダンスが容量分で構成され、特に高温側においては殆どが容量分となるため、交流電源6(Vac)に対して、位相が90°近く進んだ電流となる。そして、電流阻止部21に流れる電流Iaは、交流電源6(Vac)と同位相で、交流電源6(Vac)のa側がプラス電位の期間である正サイクルの期間中のみに流れる。従って、トランジスタ9のエミッタに流れる電流Itは、温度センサ3に流れる信号電流Isと電流阻止部21に流れる電流Iaの合成電流となる。
【0015】
ここで電流阻止部21に流れる電流Iaの値を温度センサ3に流れる信号電流Isの値よりも大きく設定することで、交流電源6(Vac)のa側がプラス電位の期間である正サイクルの期間中において、トランジスタ9のエミッタに流れる電流Itの負側の電流を打ち消すことができ、電流Itは、交流電源6(Vac)のa側がプラス電位の期間である正サイクルの期間中は正側の電流となる。ゆえに、トランジスタ9のエミッタ電位Vbも交流電源6(Vac)のa側がプラス電位の期間である正サイクルの期間中は常に正電位となる。よって、集積回路化した時においても寄生動作の発生がなくなり、電力制御素子7のアノードとカソード間波形Vscrに示すように、オフすべき時には確実にオフさせることができる。
【0016】
(実施例2)
図3、図4は、本発明の第2の実施例における面状採暖具の構成図および特性図を示すものである。図3において、31は電流阻止部でフォトトライアックカプラ32と抵抗33で構成する。次に動作を図4とともに説明する。電流阻止部31のフォトトライアックカプラ32のLED部34には、交流電源6(Vac)のa側がプラス電位の期間である正サイクル期間中においては電流が流れず、従って発光しないためにフォトトライアックカプラ32のトライアック部35はオフとなる。そして交流電源6(Vac)のa側がマイナス電位の期間である負サイクル期間中においてはLED部34に電流が流れ、発光してトライアック部35をオン状態とする。ゆえに、温度センサ3に流れる信号電流Isは交流電源6(Vac)の正サイクル期間中は負の電流が流れず、トランジスタ9のエミッタ電流Itは交流電源6(Vac)のa側がマイナス電位の期間である負サイクル期間中においてのみ流れることになる。よって、トランジスタ9のエミッタ電位Vbも交流電源6(Vac)のa側がマイナス電位の期間である負サイクルの期間中のみ負電位となり、正サイクル期間中は負電位を防止できるので、集積回路化した時においても寄生動作の発生がなくなり、電力制御素子7のアノードとカソード間波形Vscrに示すように、オフすべき時には確実にオフさせることができる。
【0017】
(実施例3)
図5、図6は、本発明の第3の実施例における面状採暖具の構成図および特性図を示すものである。図5において、41は電流阻止部でフォトトランジスタカプラ42と抵抗43で構成する。次に動作を図6とともに説明する。電流阻止部41のフォトトランジスタカプラ42のLED部44には、交流電源6(Vac)のa側がプラス電位の期間である正サイクル期間中において電流が流れ、従ってLED部44は発光してフォトトランジスタカプラ42のトランジスタ部45はオンとなる。
【0018】
そして交流電源6(Vac)のa側がマイナス電位の期間である負サイクル期間中においてはLED部44には電流が流れず、発光しないのでトランジスタ部45はオフ状態となる。ゆえに、温度センサ3に流れる信号電流Isの負サイクル側の電流で交流電源6(Vac)の正サイクル期間中の電流は、トランジスタ部45の電流Icとして流れ、従って、温度センサ3に流れる信号電流Isの負サイクル側の電流で、交流電源6(Vac)の負サイクル期間中の電流だけがトランジスタ9のエミッタ電流Itとして流れることになる。よって、トランジスタ9のエミッタ電位Vbも交流電源6(Vac)のa側がマイナス電位の期間である負サイクルの期間中のみ負電位となり、正サイクル期間中は負電位を防止できるので、集積回路化した時においても寄生動作の発生がなくなり、電力制御素子7のアノードとカソード間波形Vscrに示すように、オフすべき時には確実にオフさせることができる。
【0019】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、交流電源と直流電源部の接地点側にベースを接続、エミッタを検知電極線側に接続し、温度センサのインピーダンスから決まる電流をコレクタに流すトランジスタのエミッタに、交流電源の正サイクル側期間中は、温度センサの信号電流を流さない電流阻止部を備えることにより、トランジスタのエミッタ電位を、交流電源の正サイクル期間においては負電位とならない回路構成とできるものであり、寄生動作が発生しないので回路の集積回路化が容易になり、ゆえに部品点数が少なくなってコストが安く、また、実装スペースが小さい制御コントローラを有する面状採暖具を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における面状採暖具の構成図
【図2】本発明の第1の実施例における面状採暖具の特性図
【図3】本発明の第2の実施例における面状採暖具の構成図
【図4】本発明の第2の実施例における面状採暖具の特性図
【図5】本発明の第3の実施例における面状採暖具の構成図
【図6】本発明の第3の実施例における面状採暖具の特性図
【図7】温度センサ、検知電極線と一体構成にあるヒータの構造図
【図8】温度センサの特性図
【図9】従来の面状採暖具の構成図
【図10】従来の面状採暖具の特性図
【符号の説明】
2 ヒータ
3 温度センサ
4 検知電極線
6 交流電源
7 電力制御素子
8 直流電源部
9 トランジスタ
10 温度信号部
11 温度設定部
12 温度制御部
13 ダイオード
21、31、41 電流阻止部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a planar heating device using a temperature sensor exhibiting impedance characteristics composed of a capacitance component and a resistance component integrated with a heater such as an electric carpet or an electric blanket.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of planar heating device, for example, there has been one shown in FIGS. FIG. 7 shows a structural diagram of a heater integrated with a temperature sensor and a detection electrode wire, wherein 1 is a core wire, on which a
[0003]
FIG. 9 shows a configuration diagram of a conventional example using the
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-08-145388 (FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration, when the circuit is a one-chip integrated circuit, a parasitic operation occurs. The operation will be described with reference to FIG. In the figure, the signal current Is flowing through the
[0006]
When the circuit is configured by a one-chip integrated circuit, the negative voltage causes a parasitic operation that causes an abnormal circuit inside the integrated circuit. The output of the
[0007]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and facilitates integration of a circuit using a temperature sensor exhibiting an impedance characteristic composed of a capacitance component and a resistance component integrally formed with a heater such as an electric carpet and an electric blanket. Accordingly, an object of the present invention is to provide a planar heating device having a control controller effective in terms of cost and mounting.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the planar heating device of the present invention connects the base to the ground point side of the AC power supply and the DC power supply unit, connects the emitter to the detection electrode wire side, and is determined by the impedance of the temperature sensor. An emitter of a transistor that allows a current to flow to a collector is provided with a current blocking portion that does not allow a signal current of a temperature sensor to flow during a positive cycle side of an AC power supply. The current blocking section always sets the emitter potential of the transistor to a positive potential during the positive cycle of the AC power supply.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, the base of the AC power supply and the DC power supply unit is connected to the ground point side, the emitter is connected to the detection electrode line side, and the emitter of the transistor that flows the current determined by the impedance of the temperature sensor to the collector is By configuring the current blocking portion for flowing a current in a direction for canceling the current flowing through the emitter during the positive cycle side of the AC power supply, the emitter potential can be always kept positive during the positive cycle period of the AC power supply.
[0010]
The invention according to
[0011]
According to the third aspect of the present invention, in particular, during the positive cycle side of the AC power supply, a current blocking portion for short-circuiting the base and the emitter of the transistor is formed, so that the emitter potential becomes negative during the positive cycle period of the AC power supply. The potential can be prevented.
[0012]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the conventional example are given the same numbers, and the operations are the same, so that the description will be omitted.
[0013]
(Example 1)
FIG. 1 shows a configuration diagram of a planar heating device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1,
[0014]
First, the signal current Is flowing through the
[0015]
Here, by setting the value of the current Ia flowing through the
[0016]
(Example 2)
FIG. 3 and FIG. 4 show a configuration diagram and a characteristic diagram of a planar heating device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 3,
[0017]
(Example 3)
FIGS. 5 and 6 show a configuration diagram and a characteristic diagram of the planar warming device in the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 41 denotes a current blocking unit, which comprises a
[0018]
During a negative cycle period in which the a side of the AC power supply 6 (Vac) has a negative potential, no current flows to the LED unit 44 and no light is emitted, so the transistor unit 45 is turned off. Therefore, the current in the negative cycle side of the signal current Is flowing through the
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the base of the AC power supply and the DC power supply unit are connected to the ground point side, the emitter is connected to the detection electrode line side, and the emitter of the transistor that allows the current determined by the impedance of the temperature sensor to flow to the collector. In addition, by providing a current blocking portion that does not allow the signal current of the temperature sensor to flow during the positive cycle side of the AC power supply, a circuit configuration can be provided in which the emitter potential of the transistor does not become a negative potential during the positive cycle period of the AC power supply. Therefore, it is possible to provide a planar heating device having a control controller having a small number of components and a low cost, and having a small mounting space, since a parasitic operation does not occur and the circuit is easily integrated into a circuit. You can do it.
[Brief description of the drawings]
1 is a configuration diagram of a planar warming device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a characteristic diagram of the planar warming device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 3 is a second embodiment of the present invention; FIG. 4 is a configuration diagram of a planar warming device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a configuration diagram of a planar warming device according to a third embodiment of the present invention. 6 is a characteristic diagram of a planar warming device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a structural diagram of a heater integrated with a temperature sensor and a detection electrode wire. FIG. 8 is a characteristic diagram of a temperature sensor. Configuration diagram of conventional planar heating device [FIG. 10] Characteristic diagram of conventional planar heating device [Description of symbols]
2
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