JP2010205688A

JP2010205688A - Heater device

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Publication number: JP2010205688A
Application number: JP2009052831A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kase; 広明加瀬; Kazuhiko Ito; 和彦伊藤; Masami Taura; 方三田浦; Mitsuhiro Fukuda; 充浩福田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-09-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress progress of deterioration of a heater attendant on heating caused by impressing different voltage values, in a heater device including a plurality of heaters, and enabling connection of power supplies having different voltages. <P>SOLUTION: When the voltage value of a power supply V impressed on a plurality of heaters 7, 12 is higher than a prescribed value, the heaters 7, 12 are connected in series, and when the voltage value of the power supply V is lower than the prescribed value, the heaters 7, 12 are parallel-connected. Thereby, an almost identical voltage is impressed on the single heater 7, 12 no matter when a power supply voltage is high or low, the heating state of the heater and thermal stress attendant on heating are almost stabilized, and progress of deterioration of the heater is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数のヒータを具備し、異なる電圧の電源接続を可能とするヒータ装置に関するものである。 The present invention relates to a heater device including a plurality of heaters and capable of connecting power supplies of different voltages.

従来、複数のヒータを具備し、電源電圧の変動に伴って前記ヒータの通電回路を、複数のヒータが直列接続となる回路、あるいは複数のヒータが並列接続となる回路に切換える構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a configuration is known in which a plurality of heaters are provided and the heater energization circuit is switched to a circuit in which a plurality of heaters are connected in series or a circuit in which a plurality of heaters are connected in parallel as the power supply voltage fluctuates. (For example, refer to Patent Document 1).

かかる構成は、電源となる電気二重層コンデンサの放電電圧が開始された状態において、ヒータの温度を検出し、放電開始前の温度との比較において、電気ヒータの温度上昇がない場合でも、電気二重層コンデンサの端子電圧の低下に合せて強制的にヒータの抵抗値を下げ、電気二重層コンデンサから定電力放電に近い放電を実現させるものである。
特開２００５−６９５９３号公報 Such a configuration detects the temperature of the heater in a state in which the discharge voltage of the electric double layer capacitor serving as a power source is started, and compares the temperature with the temperature before the start of discharge even when there is no increase in the temperature of the electric heater. In accordance with the decrease in the terminal voltage of the multilayer capacitor, the resistance value of the heater is forcibly lowered to realize a discharge close to a constant power discharge from the electric double layer capacitor.
JP 2005-69593 A

しかしながら上記従来の構成は、ヒータに対する電力供給元が、交流電源のみ、蓄電装置のみ、交流電源と蓄電装置との並列接続、交流電源と蓄電装置の直列接続と選択可能であるため、ヒータに印加される電圧は、電源の選択状態によって異なる構成である。 However, in the above conventional configuration, the power supply source for the heater can be selected from AC power supply only, power storage device only, AC power supply and power storage device in parallel connection, AC power supply and power storage device in series connection. The voltage to be applied is different depending on the selected state of the power source.

したがって、通電状態にあるヒータは、大幅に異なる電圧が印加されることとなり、この電圧の変化に伴ってヒータの発熱量も変化する。これに伴い、ヒータにかかる熱応力も安定し難く、これに起因してヒータは劣化が進み易い条件にあり、ヒータの長寿命化をはかることが困難であった。 Therefore, a significantly different voltage is applied to the heater in the energized state, and the amount of heat generated by the heater also changes as the voltage changes. Along with this, the thermal stress applied to the heater is also difficult to stabilize, and due to this, the heater is in a condition where deterioration easily proceeds, and it is difficult to extend the life of the heater.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、電源電圧が異なる場合であっても、単一のヒータに印加される電圧を一定の範囲に維持し、ヒータにかかる熱応力を安定させ、ヒータの長寿命化を可能とするものである。 The present invention solves the above-described conventional problems, and even when the power supply voltage is different, the voltage applied to a single heater is maintained within a certain range, and the thermal stress applied to the heater is stabilized. This makes it possible to extend the life of the heater.

上記従来の課題を解決するために、本発明のヒータ装置は、複数のヒータと、前記ヒータに印加される電源の電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記入力電圧検出手段の検出電圧値により、前記複数のヒータが、前記電源に対して直列接続もしくは並列接続となるように切換える切換え手段を具備し、前記検出電圧値が所定値よりも高い場合に前記ヒータを直列接続とし、前記検出電圧値が所定値よりも低い場合に前記ヒータを並列接続とするものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a heater device of the present invention includes a plurality of heaters, an input voltage detection unit that detects a voltage of a power source applied to the heater, and a detection voltage value of the input voltage detection unit. The plurality of heaters are provided with switching means for switching so as to be connected in series or in parallel with the power source, and when the detected voltage value is higher than a predetermined value, the heaters are connected in series, and the detected voltage When the value is lower than a predetermined value, the heater is connected in parallel.

これにより、単一のヒータに印加される電圧を、電源電圧が高い場合あるいは低い場合にかかわらず略同じ電圧とすることができる。 Thereby, the voltage applied to a single heater can be made substantially the same voltage regardless of whether the power supply voltage is high or low.

その結果、ヒータの発熱状態、および発熱に伴うヒータの熱応力は略安定し、ヒータの劣化の進行を抑制することができる。 As a result, the heat generation state of the heater and the thermal stress of the heater accompanying the heat generation are substantially stabilized, and the progress of deterioration of the heater can be suppressed.

本発明のヒータ装置は、印加される電源の電圧が異なった場合であっても、特定のヒータに突出した電圧が印加されないようにしたもので、それぞれのヒータにかかる電圧を所定の範囲に抑制し、発熱量が略安定した状態でヒータを動作させることができる。その結果、ヒータにかかる熱応力を所定の範囲で抑えることができ、ヒータの劣化進行を抑制し、ヒータの長寿命化をはかることができる。 In the heater device of the present invention, even if the voltage of the applied power source is different, the protruding voltage is not applied to the specific heater, and the voltage applied to each heater is controlled within a predetermined range. In addition, the heater can be operated in a state where the heat generation amount is substantially stable. As a result, the thermal stress applied to the heater can be suppressed within a predetermined range, the progress of deterioration of the heater can be suppressed, and the life of the heater can be extended.

請求項１に記載の発明は、電源に接続された複数のヒータと、前記ヒータに印加される電源の電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記入力電圧検出手段の検出電圧値により、前記複数のヒータが、前記電源に対して直列接続もしくは並列接続となるように切換える切換え手段を具備し、前記検出電圧値が所定値よりも高い場合に前記ヒータを直列接続とし、前記検出電圧値が所定値よりも低い場合に前記ヒータを並列接続とするものである。 According to the first aspect of the present invention, the plurality of heaters connected to a power source, the input voltage detecting means for detecting the voltage of the power source applied to the heater, and the detected voltage value of the input voltage detecting means The heater includes switching means for switching so that the power supply is connected in series or in parallel. When the detected voltage value is higher than a predetermined value, the heater is connected in series, and the detected voltage value is predetermined. When the value is lower than the value, the heater is connected in parallel.

かかることにより、単一のヒータに印加される電圧を、電源電圧が高い場合あるいは低い場合にかかわらず略同じ電圧とすることができる。その結果、ヒータの発熱状態、および発熱に伴うヒータの熱応力を略安定させ、ヒータの劣化の進行を抑制することができる。 As a result, the voltage applied to a single heater can be set to substantially the same voltage regardless of whether the power supply voltage is high or low. As a result, the heat generation state of the heater and the thermal stress of the heater accompanying the heat generation can be substantially stabilized, and the progress of deterioration of the heater can be suppressed.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記切換え手段に、接点式リレーを採用したものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a contact type relay is employed as the switching means.

かかることにより、電源に交流・直流のいずれもが採用可能となり、用途範囲を拡大することができる。 As a result, both AC and DC can be used as the power source, and the application range can be expanded.

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記切換え手段に、半導体リレーを採用したものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a semiconductor relay is employed as the switching means.

かかることにより、リレーにおける導通、非導通動作に伴うノイズの発生を抑制することができ、ヒータ装置を搭載する機器へのノイズに起因する影響を抑制することができる。 As a result, it is possible to suppress the generation of noise due to the conduction / non-conduction operation in the relay, and it is possible to suppress the influence caused by the noise on the device equipped with the heater device.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるヒータ装置のブロック回路図である。図２は、同ヒータ装置における電源電圧が所定の電圧値よりも低い場合の通電状態を示す加熱部の回路図である。図３は、同ヒータ装置における電源電圧が所定の電圧値よりも高い場合の通電状態を示す加熱部の回路図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a block circuit diagram of a heater device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of the heating unit showing an energized state when the power supply voltage in the heater device is lower than a predetermined voltage value. FIG. 3 is a circuit diagram of the heating unit showing an energized state when the power supply voltage in the heater device is higher than a predetermined voltage value.

図１において、ヒータ装置１は、電源Ｖと、制御部２と、加熱部６を具備した構成であり、電源Ｖは、バッテリー等で構成される直流の電源で、＋（プラス）端子および−（マイナス）端子に電源線Ｌ１、Ｌ２が接続されている。電源線Ｌ１、Ｌ２には、制御部２と加熱部６がそれぞれ接続されている。 In FIG. 1, the heater device 1 has a configuration including a power source V, a control unit 2, and a heating unit 6. The power source V is a DC power source composed of a battery or the like, and includes a + (plus) terminal and − The power supply lines L1 and L2 are connected to the (minus) terminal. The control unit 2 and the heating unit 6 are connected to the power lines L1 and L2, respectively.

制御部２は、電源Ｖの電圧を検出する入力電圧検出手段３と、加熱部６の周辺を主体に周囲の温度を検出するサーミスタ等からなる温度検出手段４と、入力電圧検出手段３および温度検出手段４からの信号を入力し、加熱部６への通電を制御する制御手段５を具備している。なお、制御手段５は、周知の如くマイクロプロセッサー等を主体にその回路が構成されているものである。 The control unit 2 includes an input voltage detection unit 3 that detects the voltage of the power supply V, a temperature detection unit 4 that includes a thermistor that mainly detects the ambient temperature around the heating unit 6, the input voltage detection unit 3, and the temperature A control means 5 for inputting a signal from the detection means 4 and controlling energization to the heating unit 6 is provided. As is well known, the circuit of the control means 5 is mainly composed of a microprocessor or the like.

加熱部６は、第一ヒータ７と、この第一ヒータ７を挟んで直列に接続された電磁式リレーで代表される接点式の第一リレー８、第二リレー９（いずれも本発明の切換え手段に相当）と、この直列回路の両端に配置接続されたヒューズ１０、１１と、同様に第二ヒータ１２を挟んで接続された第三リレー１３、第四リレー１４（いずれも本発明の切換え手段に相当）、ヒューズ１５、１６で構成される直列回路を具備している。 The heating unit 6 includes a first heater 7 and contact-type first relay 8 and second relay 9 represented by electromagnetic relays connected in series across the first heater 7 (both switching of the present invention). And the fuses 10 and 11 arranged and connected to both ends of the series circuit, and the third relay 13 and the fourth relay 14 connected with the second heater 12 in between (both are switches of the present invention). A series circuit composed of fuses 15 and 16.

そして、第一ヒータ７等、第二ヒータ１２等で構成されるそれぞれの直列回路は、電源線Ｌ１、Ｌ２へ並列に接続されている。また、第一ヒータ７と第二ヒータ１２のそれぞれのマイナス側は、接続線１７によって接続されており、さらに、第一ヒータ７と第二リレー９の直列回路と並列となるように第五リレー１８（本発明の切換え手段に相当）が接続されている。 And each series circuit comprised by the 1st heater 7 grade | etc., The 2nd heater 12 grade | etc., Is connected to the power supply lines L1 and L2 in parallel. Further, the minus side of each of the first heater 7 and the second heater 12 is connected by a connection line 17, and further, a fifth relay so as to be in parallel with the series circuit of the first heater 7 and the second relay 9. 18 (corresponding to the switching means of the present invention) is connected.

ここで、本実施の形態１においては、便宜上第一ヒータ７および第二ヒータ１２を同じ定格のものとし、また第一リレー８から第五リレー１８までの各リレー８、９、１３、１４、１８および各ヒューズ１０、１１、１５、１６もそれぞれの定格を同じものとしている。なお、各ヒューズ１０、１１、１５、１６は、過度な温度上昇あるいは過度な電流によって溶断するものであるが、その他、復帰型等の周知のヒューズを使用することも可能である。 Here, in the first embodiment, for convenience, the first heater 7 and the second heater 12 are of the same rating, and the relays 8, 9, 13, 14, from the first relay 8 to the fifth relay 18 are provided. 18 and the fuses 10, 11, 15, and 16 have the same rating. Each of the fuses 10, 11, 15, and 16 is blown by an excessive temperature rise or an excessive current, but other known fuses such as a resetting type can also be used.

上記構成において、加熱部６に印加される電源Ｖの電圧が所定値以下（例えば２４Ｖ）の場合、まず入力電圧検出手段３がその電圧値を検出し、その信号を入力した制御手段５は、第一リレー８、第二リレー９、第三リレー１３、第四リレー１４をそれぞれ導通状態とし、第五リレー１８を非導通状態となるように制御する。その状態を図２に示す。 In the above configuration, when the voltage of the power supply V applied to the heating unit 6 is equal to or lower than a predetermined value (for example, 24 V), the input voltage detection unit 3 first detects the voltage value, and the control unit 5 that receives the signal is: The first relay 8, the second relay 9, the third relay 13, and the fourth relay 14 are controlled to be in a conductive state, and the fifth relay 18 is controlled to be in a non-conductive state. The state is shown in FIG.

したがって、第一ヒータ７および第二ヒータ１２は、電源Ｖに対して並列に接続された状態となり、第一ヒータ７および第二ヒータ１２には同じ電圧が印加され、定格を同じとしていることから、それぞれ同じ発熱量を発する。 Accordingly, the first heater 7 and the second heater 12 are connected in parallel to the power source V, and the same voltage is applied to the first heater 7 and the second heater 12 so that the ratings are the same. Each emits the same amount of heat.

そして、周辺の温度が予め定めた所定温度以上に上昇すると温度検出手段４がこれを検出し、その信号を入力した制御手段５は、第一リレー８から第四リレー１４までの各リレー８、９、１３、１４を非導通状態となるように制御し、温度制御を行う。 Then, when the ambient temperature rises above a predetermined temperature, the temperature detecting means 4 detects this, and the control means 5 that has input the signal detects each relay 8 from the first relay 8 to the fourth relay 14, The temperature control is performed by controlling 9, 13, and 14 so as to be in a non-conductive state.

以下、温度検出手段４の検出温度に応じて制御手段５は、第一リレー８から第四リレー１４までの各リレー８、９、１３、１４を導通状態、非導通状態となるように制御し、これによって周辺の温度を所定の範囲に維持することができる。 Hereinafter, the control means 5 controls the relays 8, 9, 13, and 14 from the first relay 8 to the fourth relay 14 to be in a conductive state and a non-conductive state according to the temperature detected by the temperature detecting means 4. As a result, the ambient temperature can be maintained within a predetermined range.

また、加熱部６に印加される電源Ｖの電圧が所定値以上（例えば４８Ｖ）の場合、上述と同様に入力電圧検出手段３がその電圧値を検出し、その信号を入力した制御手段５は、第一リレー８、第二リレー９、第三リレー１３、第四リレー１４、第五リレー１８をそれぞれ導通状態、非導通状態となるように制御する。その状態を図３に示す。 Further, when the voltage of the power supply V applied to the heating unit 6 is equal to or higher than a predetermined value (for example, 48V), the input voltage detection unit 3 detects the voltage value as described above, and the control unit 5 that receives the signal is The first relay 8, the second relay 9, the third relay 13, the fourth relay 14, and the fifth relay 18 are controlled to be in a conductive state and a non-conductive state, respectively. The state is shown in FIG.

すなわち、第一リレー８、第二リレー９、第四リレー１４はそれぞれ非導通状態となり、第三リレー１３および第五リレー１８が導通状態となる。 That is, the first relay 8, the second relay 9, and the fourth relay 14 are each in a non-conductive state, and the third relay 13 and the fifth relay 18 are in a conductive state.

その結果、電源Ｖからの電流は、電源線Ｌ１、ヒューズ１５、第三リレー１３、第二ヒータ１２、接続線１７、第一ヒータ７、第五リレー１８、ヒューズ１１、電源線Ｌ２と流れ、第一ヒータ７と第二ヒータ１２を直列に接続した回路が形成される。 As a result, the current from the power source V flows through the power line L1, the fuse 15, the third relay 13, the second heater 12, the connection line 17, the first heater 7, the fifth relay 18, the fuse 11, and the power line L2. A circuit in which the first heater 7 and the second heater 12 are connected in series is formed.

その状態において、第一、第二の各ヒータ７、１２を流れる電流値は、その定格を同一としていることに伴い、同じ電流値となり、それぞれ同じ発熱量を発する。 In this state, the current values flowing through the first and second heaters 7 and 12 have the same current value and the same calorific value as the ratings are the same.

そして、周辺の温度制御についても、同様に温度検出手段４の検出温度に応じて制御手段５を動作させ、第一リレー８から第四リレー１４までの各リレー８、９、１３、１４を導通状態、非導通状態となるように制御することにより、周辺の温度を所定の範囲に維持することができる。 Similarly, for the surrounding temperature control, the control means 5 is operated in accordance with the temperature detected by the temperature detection means 4, and the relays 8, 9, 13, and 14 from the first relay 8 to the fourth relay 14 are made conductive. The surrounding temperature can be maintained within a predetermined range by controlling the state and the non-conduction state.

このように、電源Ｖの電圧が、所定値以下（２４Ｖ）と所定値以上（４８Ｖ）の場合であっても、第一、第二それぞれのヒータ７、１２に印加される電圧は、いずれも所定値以下で定める２４Ｖであるため、第一、第二それぞれのヒータ７、１２にかかる熱応力は、電源Ｖから異なる電圧が供給された場合であっても所定の範囲とすることができ、熱応力に伴う劣化の進行も抑制された状態となる。 Thus, even when the voltage of the power supply V is below a predetermined value (24V) and above a predetermined value (48V), the voltages applied to the first and second heaters 7 and 12 are both Since it is 24 V determined below a predetermined value, the thermal stress applied to the first and second heaters 7 and 12 can be within a predetermined range even when different voltages are supplied from the power source V. The progress of deterioration due to thermal stress is also suppressed.

したがって、第一、第二それぞれのヒータ７、１２の長寿命化が可能となり、メンテナンスに伴う作業負担を軽減することができる。特に、第一、第二それぞれのヒータ７、１２に同じ定格のものを用いる仕様とすることにより、発熱量の確保に要する表面積、電線サイズのヒータ設計が容易となり、また、ヒータ装置１を小型化することができる。 Therefore, the lifetime of the first and second heaters 7 and 12 can be extended, and the work burden associated with maintenance can be reduced. In particular, by using specifications that use the same rating for the first and second heaters 7 and 12, it is easy to design a heater with a surface area and a wire size required for securing the heat generation amount, and the heater device 1 can be made small. Can be

さらに、本実施の形態１においては、切換え手段に接点式のリレーを採用しているため、電源Ｖが直流・交流のどちらであっても対応することができる。 Furthermore, since the contact type relay is employed as the switching means in the first embodiment, it is possible to cope with the power source V that is either DC or AC.

なお、本実施の形態１においては、同定格のヒータ７、１２を二本用いた場合について説明したが、それ以上の本数を使用し、電源Ｖの電圧値に応じて各ヒータの直列接続回路、並列接続回路を構成することも可能であり、かかる場合においても、他のヒータと比較して特定のヒータに突出した電圧が印加されるといったことを抑制し、ヒータの劣化の進行を抑制することができる。 In addition, in this Embodiment 1, although the case where the two heaters 7 and 12 of the same rating were used was demonstrated, the number more than that is used, and the series connection circuit of each heater according to the voltage value of the power supply V It is also possible to configure a parallel connection circuit, and even in such a case, it is possible to suppress a voltage that protrudes from a specific heater compared to other heaters, and to suppress the progress of deterioration of the heater. be able to.

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるヒータ装置の電源電圧が所定の電圧値よりも低い場合の通電状態を示す加熱部の回路図である。図５は、同ヒータ装置における電源電圧が所定の電圧値よりも高い場合の通電状態を示す加熱部の回路図である。なお、先の実施の形態１と同じ構成要件については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。 (Embodiment 2)
FIG. 4 is a circuit diagram of the heating unit showing an energized state when the power supply voltage of the heater device in Embodiment 2 of the present invention is lower than a predetermined voltage value. FIG. 5 is a circuit diagram of the heating unit showing an energized state when the power supply voltage in the heater device is higher than a predetermined voltage value. The same constituent elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

先の実施の形態１と相違する構成は、電源Ｖを直流電源に特定し、また、切換え手段に第一から第五の半導体リレー２１、２２、２３、２４、２５を採用し、さらに、ヒューズ１１、１６に替えて電源Ｖからの電流の流れを規制するダイオード２６、２７をそれぞれ第一ヒータ７、第二ヒータ１２の電源線Ｌ２側で直列に配置接続し、電源線Ｌ２にもダイオード２８を配置接続した点である。 The configuration different from the first embodiment is that the power source V is specified as a DC power source, the first to fifth semiconductor relays 21, 22, 23, 24, 25 are employed as switching means, and the fuse Instead of 11 and 16, diodes 26 and 27 for regulating the flow of current from the power supply V are arranged and connected in series on the power supply line L2 side of the first heater 7 and the second heater 12, respectively, and the diode 28 is also connected to the power supply line L2. It is the point which connected and connected.

したがって、かかる構成においても、加熱部６に印加される電源Ｖの電圧が所定値以下（例えば２４Ｖ）の場合、まず入力電圧検出手段３がその電圧値を検出し、その信号を入力した制御手段５が、第一半導体リレー２１、第二半導体リレー２２、第三半導体リレー２３、第四半導体リレー２４をそれぞれ導通状態とし、第五半導体リレー２５を非導通状態となるように制御する。その状態を図４に示す。 Therefore, even in such a configuration, when the voltage of the power supply V applied to the heating unit 6 is equal to or lower than a predetermined value (for example, 24 V), the input voltage detection unit 3 first detects the voltage value and inputs the signal. 5 controls the first semiconductor relay 21, the second semiconductor relay 22, the third semiconductor relay 23, and the fourth semiconductor relay 24 to be in a conductive state and the fifth semiconductor relay 25 to be in a non-conductive state. The state is shown in FIG.

したがって、第一ヒータ７および第二ヒータ１２は、電源Ｖに対して並列に接続された状態となり、矢印で示す如く電流が流れる。その結果、第一ヒータ７および第二ヒータ１２には同じ電圧が印加され、定格を同じとしていることから、それぞれ同じ発熱量を発する。 Therefore, the first heater 7 and the second heater 12 are connected in parallel to the power source V, and current flows as shown by arrows. As a result, since the same voltage is applied to the first heater 7 and the second heater 12 and the ratings are the same, the same amount of heat is generated.

そして、周辺の温度が予め定めた所定温度以上に上昇すると温度検出手段４がこれを検出し、その信号を入力した制御手段５は、第一半導体リレー２１から第四半導体リレー２４までの各半導体リレー２１、２２、２３、２４を非導通状態となるように制御し、温度制御を行う。 When the ambient temperature rises to a predetermined temperature or higher, the temperature detection means 4 detects this, and the control means 5 that receives the signal detects each semiconductor from the first semiconductor relay 21 to the fourth semiconductor relay 24. The relays 21, 22, 23, and 24 are controlled so as to be in a non-conductive state, and temperature control is performed.

以下、温度検出手段４の検出温度に応じて制御手段５は、第一半導体リレー２１から第四半導体リレー２４までの各半導体リレー２１、２２、２３、２４を導通状態、非導通状態となるように制御し、これによって周辺の温度を所定の範囲に維持することができる。 Hereinafter, according to the temperature detected by the temperature detection means 4, the control means 5 causes the semiconductor relays 21, 22, 23, 24 from the first semiconductor relay 21 to the fourth semiconductor relay 24 to be in a conductive state and a non-conductive state. Thus, the ambient temperature can be maintained within a predetermined range.

また、加熱部６に印加される電源Ｖの電圧が所定値以上（例えば４８Ｖ）の場合も、上述と同様に入力電圧検出手段３がその電圧値を検出し、その信号を入力した制御手段５が、第一半導体リレー２１、第二半導体リレー２２、第三半導体リレー２３、第四半導体リレー２４をそれぞれ導通状態、非導通状態となるように制御する。その状態を図５に示す。 Further, when the voltage of the power source V applied to the heating unit 6 is equal to or higher than a predetermined value (for example, 48V), the input voltage detection unit 3 detects the voltage value and inputs the signal in the same manner as described above. However, the first semiconductor relay 21, the second semiconductor relay 22, the third semiconductor relay 23, and the fourth semiconductor relay 24 are controlled so as to be in a conductive state and a non-conductive state, respectively. The state is shown in FIG.

すなわち、第一半導体リレー２１、第二半導体リレー２２、第四半導体リレー２４はそれぞれ非導通状態となり、第三半導体リレー２３および第五半導体リレー２５が導通状態となる。 That is, the first semiconductor relay 21, the second semiconductor relay 22, and the fourth semiconductor relay 24 are in a non-conducting state, and the third semiconductor relay 23 and the fifth semiconductor relay 25 are in a conducting state.

その結果、電源Ｖからの電流は、矢印で示す如く電源線Ｌ１、ヒューズ１５、第三半導体リレー１３、第二ヒータ１２、接続線１７、第一ヒータ７、第五半導体リレー１８、ダイオード２６、電源線Ｌ２と流れる。このように、加熱部６に印加される電源Ｖの電圧が所定値以上（４８Ｖ）の場合は、第一ヒータ７と第二ヒータ１２を直列に接続した回路が形成される。 As a result, as indicated by the arrows, the current from the power source V is the power line L1, the fuse 15, the third semiconductor relay 13, the second heater 12, the connection line 17, the first heater 7, the fifth semiconductor relay 18, the diode 26, It flows with the power line L2. Thus, when the voltage of the power supply V applied to the heating unit 6 is equal to or higher than a predetermined value (48V), a circuit in which the first heater 7 and the second heater 12 are connected in series is formed.

しかも、電源Ｖの電圧が、所定値以下（２４Ｖ）と所定値以上（４８Ｖ）の場合であっても、第一、第二それぞれのヒータ７、１２に印加される電圧は、いずれも所定値以下で定める２４Ｖであるため、第一、第二それぞれのヒータ７、１２にかかる熱応力は、電源Ｖから異なる電圧が供給された場合であっても所定の範囲とすることができ、熱応力に伴う劣化の進行も抑制された状態となる。 Moreover, even if the voltage of the power source V is less than a predetermined value (24V) and more than a predetermined value (48V), the voltages applied to the first and second heaters 7 and 12 are both predetermined values. Since it is 24V defined below, the thermal stress applied to the first and second heaters 7 and 12 can be within a predetermined range even when different voltages are supplied from the power source V. It will be in the state by which the progress of deterioration accompanying was suppressed.

したがって、第一、第二それぞれのヒータ７、１２の長寿命化が可能となり、メンテナンスに伴う作業負担を軽減することができる。特に、第一、第二それぞれのヒータ７、１２に同じ定格のものを用いる仕様とすることにより、発熱量の確保に要する表面積、電線サイズのヒータ設計が容易となり、また、ヒータ装置１を小型化することができる。 Therefore, the lifetime of the first and second heaters 7 and 12 can be extended, and the work burden associated with maintenance can be reduced. In particular, by using specifications that use the same rating for the first and second heaters 7 and 12, it is easy to design a heater with a surface area and a wire size required for securing a heat generation amount, and the heater device 1 can be made small. Can be

さらに、本実施の形態２においては、電源Ｖを直流とし、切換え手段に半導体リレー２１、２２、２３、２４、２５を採用した構成としているため、導通、非導通の切換え動作に伴うノイズを抑制することができる。その結果、近辺に電子機器が配置された環境に設置したばあいであっても、ノイズに伴う電子機器への影響を抑制することが可能となる。 Furthermore, in the second embodiment, since the power source V is a direct current and the semiconductor relays 21, 22, 23, 24, and 25 are employed as the switching means, noise due to switching operation between conduction and non-conduction is suppressed. can do. As a result, even when installed in an environment where electronic devices are arranged in the vicinity, it is possible to suppress the influence on the electronic devices due to noise.

以上のように、本発明のヒータ装置は、接続される電源の電圧値によって複数のヒータの接続形態を並列接続、あるいは直列接続に切換え、特定のヒータに突出した電圧が印加されないようにしたもので、ヒータの長寿命化が可能となるため、ヒータ装置を熱源とする加熱装置、あるいは暖房装置等に広く適用することができるものである。 As described above, according to the heater device of the present invention, the connection form of a plurality of heaters is switched to parallel connection or series connection according to the voltage value of the connected power source so that no protruding voltage is applied to a specific heater. Thus, since the heater can have a longer life, it can be widely applied to a heating device using the heater device as a heat source, a heating device, or the like.

本発明の実施の形態１におけるヒータ装置のブロック回路図Block circuit diagram of the heater device in Embodiment 1 of the present invention 同実施の形態１におけるヒータ装置の電源電圧が所定の電圧値よりも低い場合の通電状態を示す加熱部の回路図The circuit diagram of the heating part which shows the energization state when the power supply voltage of the heater device in the first embodiment is lower than a predetermined voltage value 同実施の形態１におけるヒータ装置の電源電圧が所定の電圧値よりも高い場合の通電状態を示す加熱部の回路図The circuit diagram of the heating part which shows an energized state when the power supply voltage of the heater device in the first embodiment is higher than a predetermined voltage value 本発明の実施の形態２におけるヒータ装置の電源電圧が所定の電圧値よりも低い場合の通電状態を示す加熱部の回路図The circuit diagram of the heating part which shows the energization state when the power supply voltage of the heater apparatus in Embodiment 2 of this invention is lower than a predetermined voltage value 同実施の形態２におけるヒータ装置の電源電圧が所定の電圧値よりも高い場合の通電状態を示す加熱部の回路図The circuit diagram of the heating part which shows an energization state when the power supply voltage of the heater apparatus in the second embodiment is higher than a predetermined voltage value

１ヒータ装置
２制御部
３入力電圧検出手段
４温度検出手段
５制御手段
６加熱部
７第一ヒータ
８第一リレー（切換え手段）
９第二リレー（切換え手段）
１２第二ヒータ
１３第三リレー（切換え手段）
１４第四リレー（切換え手段）
１８第五リレー（切換え手段）
２１第一半導体リレー（切換え手段）
２２第二半導体リレー（切換え手段）
２３第三半導体リレー（切換え手段）
２４第四半導体リレー（切換え手段）
２５第五半導体リレー（切換え手段）
Ｖ電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heater apparatus 2 Control part 3 Input voltage detection means 4 Temperature detection means 5 Control means 6 Heating part 7 1st heater 8 1st relay (switching means)
9 Second relay (switching means)
12 Second heater 13 Third relay (switching means)
14 Fourth relay (switching means)
18 Fifth relay (switching means)
21 First semiconductor relay (switching means)
22 Second semiconductor relay (switching means)
23 Third semiconductor relay (switching means)
24 Fourth semiconductor relay (switching means)
25 Fifth semiconductor relay (switching means)
V power supply

Claims

A plurality of heaters connected to a power supply, an input voltage detection means for detecting a voltage of the power supply applied to the heater, and a detection voltage value of the input voltage detection means, the plurality of heaters to the power supply Switching means for switching so as to be connected in series or in parallel, the heater is connected in series when the detected voltage value is higher than a predetermined value, and the heater is connected when the detected voltage value is lower than the predetermined value. Heater device connected in parallel.

The heater device according to claim 1, wherein a contact-type relay is adopted as the switching means.

The heater device according to claim 1, wherein a semiconductor relay is employed as the switching means.