JP2020098174A - 検知回路 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発熱源を監視し所定の温度以上の発熱源を検知する検知回路の、発熱源の数に応じた大規模化を抑制する検知回路を提供すること。【解決手段】実施形態の検知回路は、複数の発熱源の表面温度を検知する検知回路である。検知回路は、複数の二値抵抗素子と、１つの非二値抵抗素子と、処理部とを持つ。複数の二値抵抗素子は、前記発熱源の表面にそれぞれ取り付けられ、所定の温度において抵抗値が変化する。１つの非二値抵抗素子は、前記発熱源の表面に取り付けられ、温度によって抵抗値が変化する。複数の前記二値抵抗素子と１つの前記非二値抵抗素子とは直列に接続される。処理部は、直列に接続された複数の前記二値抵抗素子と１つの前記非二値抵抗素子との抵抗値の合計値である総合抵抗値に基づく物理量を取得し、取得した前記物理量に基づいて温度が所定の温度以上の前記発熱源を検知するとともに前記発熱源の温度を取得する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、検知回路に関する。

従来、複数の発熱源を監視し、所定の温度以上の発熱源を検知する検知回路がある。このような検知回路は、発熱源ごとにサーミスタを備える。さらに、このような検知回路はサーミスタごとに入力インタフェース、ＡＤ変換回路、マイコンの入力ポート等のサーミスタの信号を伝える部品を備える。そのため、発熱源の数に応じた検知回路の大規模化や高コスト化の問題があった。このような検知回路の大規模化を抑制するため、サーミスタを直列に接続し、シリアルコンバータへの出力を１つにすることで装置や配線を少なくする技術が提案されている（特許文献１参照）しかしながら、このような技術は、いずれの発熱源が過熱状態にあるかを判別できない場合があった。
その他、発熱源の数よりも少数のサーミスタによって所定の温度以上の発熱源を検知する検知回路が提案されている。しかしながら、提案された検知回路は発熱源の温度を測定することで所定の温度以上の発熱源を検知する回路であるものの、発熱源の直近の温度を測定できない回路である。そのため、このような検知回路においては測定の温度が実温度よりも低くなってしまい、検知回路は誤った検知をする場合があった。

国際公開第２０１４／０５７５３３号

本発明が解決しようとする課題は、複数の発熱源を監視し所定の温度以上の発熱源を検知する検知回路の、発熱源の数に応じた大規模化を抑制する検知回路を提供することである。

実施形態の検知回路は、複数の発熱源の表面温度を検知する検知回路である。検知回路は、複数の二値抵抗素子と、１つの非二値抵抗素子と、処理部とを持つ。複数の二値抵抗素子は、前記発熱源の表面にそれぞれ取り付けられ、所定の温度において抵抗値が変化する。１つの非二値抵抗素子は、前記発熱源の表面に取り付けられ、温度によって抵抗値が変化する。複数の前記二値抵抗素子と１つの前記非二値抵抗素子とは直列に接続される。処理部は、直列に接続された複数の前記二値抵抗素子と１つの前記非二値抵抗素子との抵抗値の合計値である総合抵抗値に基づく物理量を取得し、取得した前記物理量に基づいて温度が所定の温度以上の前記発熱源を検知するとともに前記発熱源の温度を取得する。

実施形態の検知回路１の具体的な回路構成を示す図。 実施形態における処理部１６が、過熱状態にあるＰＴＣサーミスタ１１の検知とＮＴＣサーミスタ１２の温度の測定とを行う仕組みについて説明する説明図。

（実施形態）
図１は、実施形態の検知回路１の具体的な回路構成を示す図である。検知回路１は、複数の発熱源の表面温度を検知する検知回路である。より具体的には、検知回路１は、発熱源９９−１から９９−３が過熱状態であるか否かの検知を行う。さらに、検知回路１は、発熱源９９−４の温度を測定する。過熱状態とは、温度に関する発熱源９９の状態であって、発熱源９９が所定の温度以上である状態である。以下、温度に関する発熱源９９の状態であって、過熱状態ではない状態を非過熱状態という。

検知回路１は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタ１１−１〜１１−３、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタ１２、抵抗１３−１〜１３−３、入力インタフェース１４、電力回路１５、処理部１６及び基板１７を備える。
以下、ＰＴＣサーミスタ１１−１〜１１−３をそれぞれ区別しない場合、ＰＴＣサーミスタ１１という。また、以下、抵抗１３−１〜１３−３をそれぞれ区別しない場合、抵抗１３という。

ＰＴＣサーミスタ１１−１は、発熱源９９−１の表面に取り付けられ、発熱源９９−１が過熱状態であるか否かに応じて、第１高抵抗値ｒＰ１_ｍａｘと第１低抵抗値ｒＰ１_ｍｉｎとのいずれか一方の抵抗値を有する。より具体的には、ＰＴＣサーミスタ１１−１は、発熱源９９−１によって加熱され、温度が所定の温度を超えると、抵抗値が第１低抵抗値ｒＰ１_ｍｉｎから第１高抵抗値ｒＰ１_ｍａｘに変化する。所定の温度は、発熱源９９−１が非過熱状態から過熱状態に変わる温度である。すなわち、ＰＴＣサーミスタ１１−１の抵抗値は、発熱源９９−１が過熱状態である場合に、ｒＰ１_ｍａｘであり、発熱源９９−１が非過熱状態である場合に、ｒＰ１_ｍｉｎである。なお、第１高抵抗値ｒＰ１_ｍａｘは、第１低抵抗値ｒＰ１_ｍｉｎよりも高い抵抗値である。

ＰＴＣサーミスタ１１−２は、発熱源９９−２の表面に取り付けられ、発熱源９９−２が過熱状態であるか否かに応じて、第２高抵抗値ｒＰ２_ｍａｘと第２低抵抗値ｒＰ２_ｍｉｎとのいずれか一方の抵抗値を有する。より具体的には、ＰＴＣサーミスタ１１−２は、発熱源９９−２によって加熱され、温度が所定の温度を超えると、抵抗値が第２低抵抗値ｒＰ２_ｍｉｎから第２高抵抗値ｒＰ２_ｍａｘに変化する。所定の温度は、発熱源９９−２が非過熱状態から過熱状態に変わる温度である。すなわち、ＰＴＣサーミスタ１１−２の抵抗値は、発熱源９９−２が過熱状態である場合に、ｒＰ２_ｍａｘであり、発熱源９９−２が非過熱状態である場合に、ｒＰ２_ｍｉｎである。なお、第２高抵抗値ｒＰ２_ｍａｘは、第２低抵抗値ｒＰ２_ｍｉｎよりも高い抵抗値である。

ＰＴＣサーミスタ１１−３は、発熱源９９−３の表面に取り付けられ、発熱源９９−３が過熱状態であるか否かに応じて、第３高抵抗値ｒＰ３_ｍａｘと第３低抵抗値ｒＰ３_ｍｉｎとのいずれか一方の抵抗値を有する。より具体的には、ＰＴＣサーミスタ１１−３は、発熱源９９−３によって加熱され、温度が所定の温度を超えると、抵抗値が第２低抵抗値ｒＰ３_ｍｉｎから第３高抵抗値ｒＰ３_ｍａｘに変化する。所定の温度は、発熱源９９−３が非過熱状態から過熱状態に変わる温度である。すなわち、ＰＴＣサーミスタ１１−３の抵抗値は、発熱源９９−３が過熱状態である場合に、ｒＰ３_ｍａｘであり、発熱源９９−３が非過熱状態である場合に、ｒＰ３_ｍｉｎである。なお、第３高抵抗値ｒＰ３_ｍａｘは、第３低抵抗値ｒＰ３_ｍｉｎよりも高い抵抗値である。

ＮＴＣサーミスタ１２は、発熱源９９−４の表面に取り付けられ、発熱源９９−４によって加熱され、発熱源９９−４の温度に応じた抵抗値ｒＮを有する。ＮＴＣサーミスタ１２は、発熱源９９−４によって加熱され、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値（以下「ＮＴＣ抵抗値」という。）ｒＮは、ＰＴＣサーミスタ１１が有する抵抗値と異なり、発熱源９９−４の温度に一対一対応する連続的な値を有する。ただし、ＮＴＣサーミスタ１２にも抵抗値の上限及び下限がある。以下、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値をｒＮ_ｍａｘという。以下、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値をｒＮ_ｍｉｎという。

検知回路１において、ＰＴＣサーミスタ１１−１、ＰＴＣサーミスタ１１−２、ＰＴＣサーミスタ１１−３及びＮＴＣサーミスタ１２は直列に接続される。

抵抗１３−１は、抵抗値がＲ１であって、ＰＴＣサーミスタ１１−１に並列に接続される抵抗である。抵抗１３−２は、抵抗値がＲ２であって、ＰＴＣサーミスタ１１−２に並列に接続される抵抗である。抵抗１３−３は、抵抗値がＲ３であって、ＰＴＣサーミスタ１１−３に並列に接続される抵抗である。
抵抗１３−１、抵抗１３−２及び抵抗１３−３は、直列に接続される。

入力インタフェース１４は、１つの入力端子対１４１と１つの出力端子対１４２とを備える。入力インタフェース１４は、入力端子対１４１によってＰＴＣサーミスタ１１、ＮＴＣサーミスタ１２及び抵抗１３に接続される。入力インタフェース１４は、出力端子対１４２によって、電力回路１５に接続される。

電力回路１５は、入力インタフェース１４を介して、ＰＴＣサーミスタ１１、ＮＴＣサーミスタ１２及び抵抗１３に直流電圧を印加し直流電流を流す。
電力回路１５は、ＰＴＣサーミスタ１１、ＮＴＣサーミスタ１２及び抵抗１３に所定の直流電圧を印加し直流電流を流すことができればどのような回路であってもよい。電力回路１５は、例えば、抵抗分圧回路であってもよい。

処理部１６は、印加電圧値と、印加電流値とに基づいて、過熱状態にある発熱源９９を検知する。印加電圧値は、電力回路１５がＰＴＣサーミスタ１１、ＮＴＣサーミスタ１２及び抵抗１３に印加する直流電圧の電圧値である。印加電流値は、電力回路１５が、ＰＴＣサーミスタ１１、ＮＴＣサーミスタ１２及び抵抗１３に流す電流の電流値である。また、処理部１６は、印加電圧値及び印加電流値に基づいて、発熱源９９が過熱状態であるか否かによらず発熱源９９−４の温度を取得する。

処理部１６は、具体的には、印加電圧値及び印加電流値に基づいて総合抵抗値を算出し、算出した総合抵抗値に基づいて、ＮＴＣサーミスタ１２の温度の取得と、過熱状態にあるＰＴＣサーミスタ１１の検知とを行う。総合抵抗値は、ＰＴＣサーミスタ１１、ＮＴＣサーミスタ１２及び抵抗１３の合成抵抗の抵抗値である。総合抵抗値は、印加電圧値／印加電流値である。

基板１７は、入力インタフェース、電力回路１５及び処理部１６を基板上に保持する。

ここで検知回路１において、抵抗値ｒＰ１_ｍａｘ、抵抗値ｒＰ１_ｍｉｎ、抵抗値ｒＰ２_ｍａｘ、抵抗値ｒＰ２_ｍｉｎ、抵抗値ｒＰ３_ｍａｘ、抵抗値ｒＰ３_ｍｉｎ、抵抗値Ｒ１、抵抗値Ｒ２、抵抗値Ｒ３、抵抗値ｒＮ_ｍａｘ及び抵抗値ｒＮ_ｍｉｎが満たす所定の条件（以下「抵抗値条件」という。）を説明する。抵抗値条件は、以下の式（１）〜式（１０）で表される関係である。なお、詳細は後述するが、式（４）〜式（１０）は、抵抗値ｒＰ１_ｍａｘと抵抗値ｒＮ_ｍａｘとの差が０に略同一では無い場合であって、ｒＰ１_ｍｉｎ、ｒＰ２_ｍｉｎ及びｒＰ３_ｍｉｎが０に略同一である場合には、式（１）〜式（３）が満たされれば、必ず満たされる式である。

なお、式（１）〜式（１０）において、ｒＳＰ１_ｍａｘ、ｒＳＰ２_ｍａｘ、ｒＳＰ３_ｍａｘ、ｒＳＰ１_ｍｉｎ、ｒＳＰ２_ｍｉｎ及びｒＳＰ３_ｍｉｎは、それぞれ以下の式（１１）〜式（１６）が表す値である。

すなわち、ｒＳＰ１_ｍａｘは、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗の抵抗値である。ｒＳＰ２_ｍａｘは、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗の抵抗値である。ｒＳＰ３_ｍａｘは、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗の抵抗値である。ｒＳＰ１_ｍｉｎは、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗の抵抗値である。ｒＳＰ２_ｍｉｎは、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗の抵抗値である。ｒＳＰ３_ｍｉｎは、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗の抵抗値である。

なお、式（４）〜式（１０）において、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６及びＡ７は、それぞれ以下の式（１７）〜式（２３）が表す値である。

このように、Ａ１は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１〜１１−３と抵抗１３−１〜１３−３の合成抵抗値である。
Ａ２は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２及び１１−３と抵抗１３−２及び１３−３の合成抵抗値である。
Ａ３は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１及び１１−３と抵抗１３−１及び１３−３の合成抵抗値である。
Ａ４は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１及び１１−２と抵抗１３−１及び１３−３の合成抵抗値である。
Ａ５は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３及び抵抗１３−３の合成抵抗値である。
Ａ６は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２及び抵抗１３−２の合成抵抗値である。
Ａ７は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１及び抵抗１３−１の合成抵抗値である。

なお、上述したように、式（４）〜式（１０）は、抵抗値ｒＳＰ１_ｍａｘと抵抗値ｒＮ_ｍａｘとの差が０に略同一では無い場合であって、式（１）〜式（３）が満たされれば、必ず満たされる式である。

なお、式（１）は、抵抗値ｒＳＰ２_ｍａｘは抵抗値ｒＳＰ１_ｍａｘの２倍に略同一であることを示す。式（２）は、抵抗値ｒＳＰ３_ｍａｘは抵抗値ｒＳＰ２_ｍａｘの２倍に略同一であることを示す。式（３）は、抵抗値ｒＳＰ１_ｍａｘが抵抗値ｒＮより大きいことを示す。

ここで、処理部１６が、総合抵抗値に基づいてＰＴＣサーミスタ１１の検知とＮＴＣサーミスタ１２の温度の取得とを行う仕組みを説明する。以下、簡単のため、処理部１６によって換算された総合抵抗値ごとに、総合抵抗値に対応する発熱源９９−１〜９９−３の温度に関する状態と発熱源９９−４の温度とについて説明する。

図２は、実施形態における処理部１６が、過熱状態にあるＰＴＣサーミスタ１１の検知とＮＴＣサーミスタ１２の温度の測定とを行う仕組みについて説明する説明図である。

図２は、発熱源９９−１の温度に関する状態と、発熱源９９−２の温度に関する状態と、発熱源９９−３の温度に関する状態との組合せごとに、処理部１６が取得する総合抵抗値を示す。温度に関する状態は、過熱状態又は非過熱状態のいずれか一方の状態である。以下、説明の簡単のため、総合抵抗値をＶとする。

発熱源９９−１の温度に関する状態と、発熱源９９−２の温度に関する状態と、発熱源９９−３の温度に関する状態との組合せは以下の８つの組合せがある。
８つの組合せの１つは、発熱源９９−１〜９９−３の全てが非過熱状態である組合せ（以下「組合せ１」という。）である。
８つの組合せ１つは、発熱源９９−１のみが過熱状態である組合せ（以下「組合せ２」という。）である。
８つの組合せの１つは、発熱源９９−２のみが過熱状態である組合せ（以下「組合せ３」という。）である。
８つの組合せの一つは、発熱源９９−３のみが過熱状態である組合せ（以下「組合せ４」という。）である。
８つの組合せの一つは、発熱源９９−１及び９９−２が過熱状態である組合せ（以下「組合せ５」という。）である。
８つの組合せの一つは、発熱源９９−１及び９９−３が過熱状態である組合せ（以下「組合せ６」という。）である。
８つの組合せの一つは、発熱源９９−２及び９９−３が過熱状態である組合せ（以下「組合せ７」という。）である。
８つの組合せの一つは、発熱源９９−１〜９９−３の全てが過熱状態である組合せ（以下「組合せ８」という。）である。

組合せ１において、処理部１６が取得する総合抵抗値Ｖは、以下の式（２４）で表される値であって、Ｖ１以上Ｖ２未満の値である。

Ｖ１は、式（２４）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値ｒＮ_ｍｉｎである場合の値である。Ｖ２は、式（２４）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値ｒＮ_ｍａｘである場合の値であり、Ｖ２＞Ｖ１の関係を満たす。
すなわち、Ｖ１は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値との和である。また、Ｖ２は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値との和である。

また、このようにＶ１以上Ｖ２未満の総合抵抗値は式（２４）で表される値であるため、ＰＴＣサーミスタ１１を加熱する発熱源９９である発熱源９９−１〜９９−３の全てが過熱状態ではないことを示す。さらに、Ｖ１以上Ｖ２未満の総合抵抗値が式（２４）で表される値であるため、Ｖ１以上Ｖ２未満の総合抵抗値はＮＴＣサーミスタ１２を加熱する発熱源９９−４の温度も示す。

組合せ２において、処理部１６が取得する総合抵抗値Ｖは、以下の式（２５）で表される値であって、Ｖ３以上Ｖ４未満の値である。

Ｖ３は、式（２５）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値ｒＮ_ｍｉｎである場合の値である。Ｖ４は、式（２５）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値ｒＮ_ｍａｘである場合の値であり、Ｖ４＞Ｖ３の関係を満たす。
すなわち、Ｖ３は、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値との和である。また、Ｖ２は、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値との和である。

このようにＶ３以上Ｖ４未満の総合抵抗値Ｖは式（２５）で表される値であるため、ＰＴＣサーミスタ１１−１を加熱する発熱源９９−１だけが過熱状態であることを示す。さらに、Ｖ３以上Ｖ４未満の総合抵抗値Ｖが式（２５）で表される値であって、ｒＮに一対一対応する値であるため、Ｖ３以上Ｖ４未満の総合抵抗値はＮＴＣサーミスタ１２を加熱する発熱源９９−４の温度も示す。

組合せ３において、処理部１６が取得する総合抵抗値Ｖは、以下の式（２６）で表される値であって、Ｖ５以上Ｖ６未満の値である。

Ｖ５は、式（２６）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値ｒＮ_ｍｉｎである場合の値である。Ｖ６は、式（２６）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値ｒＮ_ｍａｘである場合の値であり、Ｖ６＞Ｖ５の関係を満たす。
すなわち、Ｖ５は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値との和である。また、Ｖ６は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値との和である。

このようにＶ５以上Ｖ６未満の総合抵抗値Ｖは式（２６）で表される値であるため、ＰＴＣサーミスタ１１−２を加熱する発熱源９９−２だけが過熱状態であることを示す。さらに、Ｖ５以上Ｖ６未満の総合抵抗値Ｖが式（２６）で表される値であって、ｒＮに一対一対応する値であるため、Ｖ５以上Ｖ６未満の総合抵抗値はＮＴＣサーミスタ１２を加熱する発熱源９９−４の温度も示す。

組合せ４において、処理部１６が取得する総合抵抗値Ｖは、以下の式（２７）で表される値であって、Ｖ９以上Ｖ１０未満の値である。

Ｖ９は、式（２７）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値ｒＮ_ｍｉｎである場合の値である。Ｖ１０は、式（２７）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値ｒＮ_ｍａｘである場合の値であり、Ｖ１０＞Ｖ９の関係を満たす。
すなわち、Ｖ９は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値との和である。また、Ｖ１０は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値との和である。

このようにＶ９以上Ｖ１０未満の総合抵抗値Ｖは式（２７）で表される値であるため、ＰＴＣサーミスタ１１−３を加熱する発熱源９９−３だけが過熱状態であることを示す。さらに、Ｖ９以上Ｖ１０未満の総合抵抗値Ｖが式（２７）で表される値であって、ｒＮに一対一対応する値であるため、Ｖ９以上Ｖ１０未満の総合抵抗値はＮＴＣサーミスタ１２を加熱する発熱源９９−４の温度も示す。

組合せ５において、処理部１６が取得する総合抵抗値Ｖは、以下の式（２８）で表される値であって、Ｖ７以上Ｖ８未満の値である。

Ｖ７は、式（２８）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値ｒＮ_ｍｉｎである場合の値である。Ｖ８は、式（２８）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値ｒＮ_ｍａｘである場合の値であり、Ｖ８＞Ｖ７の関係を満たす。
すなわち、Ｖ７は、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値との和である。また、Ｖ８は、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値との和である。

このようにＶ７以上Ｖ８未満の総合抵抗値Ｖは式（２８）で表される値であるため、ＰＴＣサーミスタ１１−１及び１１−２を加熱する発熱源９９−１及び９９−２だけが過熱状態であることを示す。さらに、Ｖ７以上Ｖ８未満の総合抵抗値Ｖが式（２８）で表される値であって、ｒＮに一対一対応する値であるため、Ｖ７以上Ｖ８未満の総合抵抗値はＮＴＣサーミスタ１２を加熱する発熱源９９−４の温度も示す。

組合せ６において、処理部１６が取得する総合抵抗値Ｖは、以下の式（２９）で表される値であって、Ｖ１１以上Ｖ１２未満の値である。

Ｖ１１は、式（２９）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値ｒＮ_ｍｉｎである場合の値である。Ｖ１２は、式（２９）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値ｒＮ_ｍａｘである場合の値であり、Ｖ１２＞Ｖ１１の関係を満たす。
すなわち、Ｖ１１は、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値との和である。また、Ｖ１２は、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値との和である。

このようにＶ１１以上Ｖ１２未満の総合抵抗値Ｖは式（２９）で表される値であるため、ＰＴＣサーミスタ１１−１及び１１−３を加熱する発熱源９９−１及び９９−３だけが過熱状態であることを示す。さらに、Ｖ１１以上Ｖ１２未満の総合抵抗値Ｖが式（２９）で表される値であって、ｒＮに一対一対応する値であるため、Ｖ１１以上Ｖ１２未満の総合抵抗値はＮＴＣサーミスタ１２を加熱する発熱源９９−４の温度も示す。

組合せ７において、処理部１６が取得する総合抵抗値Ｖは、以下の式（３０）で表される値であって、Ｖ１３以上Ｖ１４未満の値である。

Ｖ１３は、式（３０）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値ｒＮ_ｍｉｎである場合の値である。Ｖ１４は、式（３０）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値ｒＮ_ｍａｘである場合の値であり、Ｖ１４＞Ｖ１３の関係を満たす。
すなわち、Ｖ１３は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値との和である。また、Ｖ１４は、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値との和である。

このようにＶ１３以上Ｖ１４未満の総合抵抗値Ｖは式（３０）で表される値であるため、ＰＴＣサーミスタ１１−２及び１１−３を加熱する発熱源９９−１及び９９−３だけが過熱状態であることを示す。さらに、Ｖ１３以上Ｖ１４未満の総合抵抗値Ｖが式（３０）で表される値であって、ｒＮに一対一対応する値であるため、Ｖ１３以上Ｖ１４未満の総合抵抗値はＮＴＣサーミスタ１２を加熱する発熱源９９−４の温度も示す。

組合せ８において、処理部１６が取得する総合抵抗値Ｖは、以下の式（３１）で表される値であって、Ｖ１５以上Ｖ１６未満の値である。

Ｖ１５は、式（３１）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値ｒＮ_ｍｉｎである場合の値である。Ｖ１６は、式（３１）においてｒＮがＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値ｒＮ_ｍａｘである場合の値であり、Ｖ１６＞Ｖ１５の関係を満たす。
すなわち、Ｖ１５は、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最小値との和である。また、Ｖ１６は、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との合成抵抗と、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との合成抵抗と、ＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値の最大値との和である。

このようにＶ１５以上Ｖ１６未満の総合抵抗値Ｖは式（３１）で表される値であるため、ＰＴＣサーミスタ１１を加熱する発熱源９９である発熱源９９−１〜９９−３の全てが過熱状態であることを示す。さらに、Ｖ１５以上Ｖ１６未満の総合抵抗値Ｖが式（３１）で表される値であって、ｒＮに一対一対応する値であるため、Ｖ１５以上Ｖ１６未満の総合抵抗値はＮＴＣサーミスタ１２を加熱する発熱源９９−４の温度も示す。

ここで、各組合せと総合抵抗値Ｖとが一対一対応であって、同じ総合抵抗値Ｖを示す複数の組合せが存在しないことを説明する。

Ｖ２とＶ３とを比較すると、式（３）、式（２４）及び式（２５）より、Ｖ２＜Ｖ３である。
Ｖ４とＶ５とを比較すると、式（１）、式（３）、式（２５）及び式（２６）より、Ｖ４＜Ｖ５である。
Ｖ６とＶ７とを比較すると、式（１）、式（３）、式（２６）及び式（２８）より、Ｖ６＜Ｖ７である。

Ｖ８とＶ９とを比較すると、式（１）、式（２）、式（３）、式（２７）及び式（２８）より、Ｖ８＜Ｖ９である。
Ｖ１０とＶ１１とを比較すると、式（１）、式（２）、式（３）、式（２７）及び式（２９）より、Ｖ１０＜Ｖ１１である。
Ｖ１２とＶ１３とを比較すると、式（１）、式（２）、式（３）、式（２９）及び式（３０）より、Ｖ１２＜Ｖ１３である。
Ｖ１４とＶ１５とを比較すると、式（１）、式（２）、式（３）、式（３０）及び式（３１）より、Ｖ１４＜Ｖ１５である。

このように、Ｖ２＜Ｖ３であり、Ｖ４＜Ｖ５であり、Ｖ６＜Ｖ７であり、Ｖ８＜Ｖ９であり、Ｖ１０＜Ｖ１１であり、Ｖ１２＜Ｖ１３であり、Ｖ１４＜Ｖ１５であるため、検知回路１において、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５＜Ｖ６＜Ｖ７＜Ｖ８＜Ｖ９＜Ｖ１０＜Ｖ１１＜Ｖ１２＜Ｖ１３＜Ｖ１４＜Ｖ１５＜Ｖ１６である。

そのため、各組合せと総合抵抗値Ｖとが一対一対応であって、同じ総合抵抗値Ｖを示す複数の組合せが存在しない。

このように、抵抗値ｒＳＰ２_ｍａｘは抵抗値ｒＳＰ１_ｍａｘの２倍に略同一であって、抵抗値ｒＳＰ３_ｍａｘは抵抗値ｒＳＰ２_ｍａｘの２倍に略同一であって、抵抗値ｒＳＰ１_ｍａｘが抵抗値ｒＮより大きく、総合抵抗値は、各組合せに一対一対応する。そのため、検知回路１において処理部１６は、算出した総合抵抗値によってＮＴＣサーミスタ１２の温度の測定と過熱状態にあるＰＴＣサーミスタ１１の検知とを行うことができる。

ここまで、検知回路１がＰＴＣサーミスタ１１を３つ備える場合について説明してきた。しかしながら、検知回路１は必ずしもＰＴＣサーミスタ１１を３つだけ備える必要はない。検知回路１は、抵抗値条件を満たす１つのＮＴＣサーミスタ１２と２つ以上のＰＴＣサーミスタ１１を備えれば、ＰＴＣサーミスタ１１の数はいくつであってもよい。

以下、検知回路１がＰＴＣサーミスタ１１と各ＰＴＣサーミスタ１１に並列に接続される抵抗１３とをそれぞれＬ個（Ｌは２以上の整数）備える場合について、抵抗値条件を示す。
以下、Ｌ個のＰＴＣサーミスタ１１をそれぞれ区別する為に、ＰＴＣサーミスタ１１−ｎ（ｎは１以上Ｌ以下の整数）という。
以下、Ｌ個の抵抗１３をそれぞれ区別する為に、抵抗１３−ｎという。抵抗１３−ｎは、ＰＴＣサーミスタ１１−ｎに並列に接続される。以下、ＰＴＣサーミスタ１１と抵抗１３とを並列に接続した構成をＰＴＣサーミスタセットという。
以下、過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−ｎと抵抗１３−ｎとの合成抵抗の抵抗値を、ｒＳＰｎ_ｍａｘという。以下、非過熱状態のＰＴＣサーミスタ１１−ｎと抵抗１３−ｎとの合成抵抗の抵抗値を、ｒＳＰｎ_ｍｉｎという。

なお、ｒＳＰｎ_ｍａｘは、ＰＴＣサーミスタ１１−ｎと抵抗１３−ｎとの合成抵抗であるため、抵抗１３−ｎの抵抗値が大きいほど、大きな値をとる。そのため、ｒＳＰｎ_ｍａｘは、抵抗１３−ｎの抵抗値が最大値の時、最大値である。

検知回路１がＰＴＣサーミスタ１１及び抵抗１３をＬ個備える場合、以下の式（３２）及び上記式（３）が満たされるという条件である。

式（３２）は、ＰＴＣサーミスタ１１−ｎと抵抗１３−ｎとの合成抵抗の抵抗値の最大値は、ｒＳＰ１_ｍａｘに２の（ｎ−１）乗の値を乗算した値に略同一であることを表す。

このような場合、図２の説明と同様の仕組みによって、検知回路１において処理部１６は、ＮＴＣサーミスタ１２の温度の測定と過熱状態にあるＰＴＣサーミスタ１１の検知とを行うことができる。

このように構成された検知回路１は、１つのＮＴＣサーミスタ１２と、複数のＰＴＣサーミスタ１１とを直列接続して備えるため、複数の入力端子対１４１及び出力端子対１４２を備えることなく、１つの発熱源９９の温度変化の測定と複数の発熱源９９の加熱状態の検知とをすることができる。そのため、このような検知回路１は発熱源の数に応じた回路の大型化を抑制することができる。

ここで、以下の式（３３）が満たされる場合について考える。

さらに、Ａ１＝０である場合について考える。このような場合、以下の式（３４）が満たされる。

式（３４）が満たされる場合、式（３２）が表す関係は次のような式（３５）が表す関係に等しい。

ＰＴＣサーミスタ１１の抵抗値及びＮＴＣサーミスタ１２の抵抗値が式（３５）が表す関係を満たす場合であっても、検知回路１は複数の入力端子対１４１及び出力端子対１４２を備えることなく、１つの発熱源９９の温度変化の測定と複数の発熱源９９の加熱状態の検知とをすることができる。そのため、このような検知回路１は発熱源の数に応じた回路の大型化を抑制することができる。

（変形例）
なお、検知回路１は、必ずしも、抵抗１３を備える必要は無い。このような場合、検知回路１は、ＰＴＣサーミスタ１１を加熱する発熱源９９の全てが非過熱状態であればＮＴＣサーミスタ１２を過熱する発熱源９９の温度を測定することができる。さらに、このような場合、検知回路１は、ＰＴＣサーミスタ１１を加熱する発熱源９９の少なくとも１つが過熱状態であることを検知することができる。

また、ＰＴＣサーミスタ１１、ＮＴＣサーミスタ１２及び抵抗１３は、必ずしも、式（１）〜式（３９）が表す関係を満たす必要はない。このような場合、検知回路１は、ＰＴＣサーミスタ１１を加熱する発熱源９９の全てが非過熱状態であればＮＴＣサーミスタ１２を過熱する発熱源９９の温度を測定することができる。さらに、このような場合、検知回路１は、ＰＴＣサーミスタ１１を加熱する発熱源９９の少なくとも１つが過熱状態であることを検知することができる。

なお、ＮＴＣサーミスタ１２は、ＰＴＣサーミスタ１１に直列に接続されていれば、どのようにＰＴＣサーミスタ１１に接続されてもよい。例えば、ＮＴＣサーミスタ１２は、両端がそれぞれ異なるＰＴＣサーミスタ１１に接続されてもよい。

なお、処理部１６は、必ずしも総合抵抗値によってＮＴＣサーミスタ１２の温度の測定と過熱状態にあるＰＴＣサーミスタ１１の検知とを行う必要は無い。処理部１６は、総合抵抗値に基づく物理量によって、ＮＴＣサーミスタ１２の温度の測定と過熱状態にあるＰＴＣサーミスタ１１の検知とを行ってもよい。電力回路１５が印加する電圧とは、電力回路１５がＰＴＣサーミスタ１１、ＮＴＣサーミスタ１２及び抵抗１３に印加する電圧である。

なお、ＰＴＣサーミスタ１１は、必ずしもＰＴＣサーミスタである必要は無く、加熱元の発熱源の温度が所定の温度以下である場合と所定の温度よりも高い場合とで異なる抵抗値を有する抵抗であればどのようなものであってもよい。すなわち、ＰＴＣサーミスタ１１は、所定の温度において大きく抵抗値が変化する抵抗素子であれば、どのような抵抗素子であってもよい。
例えば、ＰＴＣサーミスタ１１は、ＰＴＣサーミスタと逆の特性を有するＣＴＲ（Critical Temperature Resistor）サーミスタであってもよい。

なお、ＮＴＣサーミスタ１２は、必ずしもＮＴＣサーミスタである必要は無く、加熱元の発熱源の温度に応じた所定の範囲内の抵抗値を有する素子であればどのようなものであってもよい。

なお、各発熱源９９は、それぞれ異なるものであってもよいし、ひとつのものの異なる位置であってもよい。

なお、検知回路１は必ずしも抵抗１３を備える必要は無い。検知回路１が抵抗１３を備えない場合、処理部１６は、直列に接続された複数のＰＴＣサーミスタ１１と１つのＮＴＣサーミスタ１２との抵抗値の合計値に基づいて、過熱状態にあるＰＴＣサーミスタ１１の検知とＮＴＣサーミスタ１２の温度の測定とを行ってもよい。

なお、ＰＴＣサーミスタ１１は、所定の温度において大きく抵抗値が変化する二値抵抗素子の一例である。なお、ＮＴＣサーミスタ１２は、温度によって抵抗値が変化する非二値抵抗素子の一例である。なお、発熱源９９−４は、第（Ｌ＋１）の発熱源の一例であり、第ｎの発熱源以外の発熱源の一例である。なお、処理部１６は、処理部の一例である。なお、ＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との組合せと、ＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との組合せと、ＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との組合せとはそれぞれ、二値抵抗素子セットの一例である。ＰＴＣサーミスタ１１−１と抵抗１３−１との組合せは、抵抗値の最大値が下から１番目の二値抵抗素子セットの一例である。ＰＴＣサーミスタ１１−２と抵抗１３−２との組合せは、抵抗値の最大値が下から２番目の二値抵抗素子セットの一例である。ＰＴＣサーミスタ１１−３と抵抗１３−３との組合せは、抵抗値の最大値が下から３番目の二値抵抗素子セットの一例である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…検知回路、 １１…ＰＴＣサーミスタ、 １２…ＮＴＣサーミスタ、 １３…抵抗、 １４…入力インタフェース、 １５…電力回路、 １６…処理部、 １７…基板

Claims (7)

1. 複数の発熱源の表面温度を検知する検知回路であって、
   前記発熱源の表面にそれぞれ取り付けられ、所定の温度において抵抗値が変化する複数の二値抵抗素子と、
   前記発熱源の表面に取り付けられ、温度によって抵抗値が変化する１つの非二値抵抗素子を備え、
   複数の前記二値抵抗素子と１つの前記非二値抵抗素子とは直列に接続され、
   直列に接続された複数の前記二値抵抗素子と１つの前記非二値抵抗素子との抵抗値の合計値である総合抵抗値に基づく物理量を取得し、取得した前記物理量に基づいて温度が所定の温度以上の前記発熱源を検知するとともに前記発熱源の温度を取得する処理部と、
   を備える検知回路。
2. 複数の前記二値抵抗素子ごとに前記二値抵抗素子に並列に接続される抵抗、
   をさらに備える請求項１に記載の検知回路。
3. 前記二値抵抗素子と前記二値抵抗素子に並列に接続された前記抵抗との組合せを二値抵抗素子セットとして、前記二値抵抗素子セットの合成抵抗の抵抗値と、前記非二値抵抗素子の抵抗値の最大値とは、前記二値抵抗素子セット及び前記非二値抵抗素子ごとに異なる、
   請求項２に記載の検知回路。
4. 前記処理部は、前記総合抵抗値に基づいて前記二値抵抗素子が取り付けられた複数の前記発熱源のうち所定の温度以上の発熱源を検知し、前記非二値抵抗素子が取り付けられた前記発熱源の温度を取得する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の検知回路。
5. 複数の前記二値抵抗素子セットのうち抵抗値の最大値が下からｎ番目の二値抵抗素子セットを第ｎの二値抵抗素子セットとし（ｎは１以上Ｌ以下の整数であり、Ｌは２以上の整数）、前記第ｎの二値抵抗素子セットの抵抗値の最大値をｒＳＰｎｍａｘとし、ｒＳＰｎｍａｘは、ｒＳＰ１ｍａｘに２の(ｎ−１)乗の値を乗算した値に略同一である、
   請求項３に記載の検知回路。
6. 前記二値抵抗素子はＰＴＣサーミスタである、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の検知回路。
7. 前記非二値抵抗素子はＮＴＣサーミスタである、
   請求項２から５のいずれか一項に記載の検知回路。

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