JP2532473B2 - 加熱機器の温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は負荷の異常発熱を防ぐ加熱機器の温度制御装
置に関するものである。

従来の技術 従来、この種の温度制御装置は、負荷としてヒータを
用い、負荷への通電を制御するものとしてリレーを用い
る構成がよくとられている。しかし、このような構成の
場合、リレーが溶着すると温度がどんどん上昇していっ
てしまう。そこで、従来は、温度がある温度以上になっ
たことを検知するとリレーが溶着したと判断し、リレー
にオン・オフ信号を与えて溶着をはずす試みをし、それ
でも溶着したままの場合には、温度ヒューズ等でヒータ
と電源を切り離し温度上昇に歯止めをかけていた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような従来の構成では、リレーが完全に
溶着すると温度ヒューズが切れるまで温度が上昇するた
め、温度ヒューズのばらつき等も考慮すると、ヒータが
かなりの高温になることが考えられ、危険なものであ
る。

本発明はこのような問題点を解決するもので、リレー
等のスイッチ部の異常をすばやく検知し、負荷の異常発
熱を防ごうとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、電源と、負荷
と、負荷への通電を制御するスイッチ部と、スイッチ部
を駆動するスイッチ部駆動回路部と、スイッチ部の動作
がオンであるかオフであるかを検知するスイッチ部オン
・オフ検知回路部と、前記スイッチ部駆動回路部とスイ
ッチ部オン・オフ検知回路部の出力を受けてスイッチ部
の異常を判断するスイッチ部異常判断部と、スイッチ部
異常判断部の出力信号が異常を示すときは、スイッチ部
駆動回路部にスイッチ部を複数回オン・オフさせる信号
を出力するソフトスティック対策部と、このソフトステ
ィック対策部が動作した後スイッチ部異常判断部の出力
信号が異常を示す場合には負荷への通電を遮断する遮断
回路部とで構成したものである。

作用 本発明は上記した構成により、スイッチ部駆動回路部
の駆動信号がオフであって、スイッチ部オン・オフ検知
回路部の出力がスイッチ部オンの情報である場合には、
ソフトスティツク対策部に信号を出力し、ソフトスティ
ック対策部はこの信号を受けるとスイッチ部駆動回路部
を駆動してスイッチ部をオンオフする信号を複数回出力
するものである。このソフトスティック対策部の作動の
後、スイッチ部オン・オフ検知回路部の出力がスイッチ
部オンを示す場合にはスイッチ部がオンのままラッチし
ていると判断し、遮断回路部によって負荷への通電を遮
断するものである。

実施例 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は
一実施例の回路図である。第１図，第２図において、１
は電源であり、２は負荷であり、ヒータよりなる。スイ
ッチ部３はリレーRL1よりなり、スイッチ部駆動回路部
４はトランジスタQ1と抵抗R2・R3とマイクロコンピュー
タ９（以下マイコンという）よりなり、スイッチ部オン
・オフ検知回路部５はコンパレータ８とその周辺回路よ
りなり、ソフトスティック対策部10及びスイッチ部異常
判断部６はマイコン９、遮断回路部７はリレーRL2とト
ランジスタQ2と抵抗R8・R9とマイコン９からなる。今、
遮断回路部７の端子電圧V6がローレベルのときは、トラ
ンジスタQ2に電圧V1よりエミッタ・ベース・抵抗R9を介
してベース電流が流れ、トランジスタQ2はオンする。従
って、リレーRL2のコイルに電流が流れ、リレーRL2はオ
ンする。同様に、スイッチ部駆動回路部４の端子電圧V2
がローレベルになると、トランジスタQ1がオンし、リレ
ーRL1がオンする。今、遮断回路部７のリレーRL2がオン
している場合を想定し、以後はリレーRL2はオンしてい
るものとして説明する。スイッチ部３のリレーRL1がオ
ンすると負荷２に電源１が接続され、負荷２に電力が供
給される。このとき、負荷２の端子電圧V3はV3＝V1であ
る。また、スイッチ部駆動回路部４の端子電圧V2がハイ
レベルになったとき、トランジスタQ1はオフし、リレー
RL1はオフする。このとき、電圧V3は電源電圧をυとす
ると、V3＝υ−V1となる。スイッチ部オン・オフ検知回
路部５は、抵抗R4・R5により電圧V3を分圧し、コンパレ
ータ８への入力電圧V4を小さくしている。また、ダイオ
ードD2は整流用、コンデンサC2は平滑用のコンデンサ
で、リレーRL1がオフしたとき、負荷２の端子電圧V3を
整流・平滑し、直流電圧に変換してコンパレータ８への
入力電圧V4を得ている。従って、リレーRL1の接点がオ
ンしているときは電圧V4は小さく、リレーRL1の接点が
オフしているときは電圧V4は大きい。抵抗R6・R7は電圧
V1を分圧し、基準電圧Vrを得ている。従って、リレーRL
1の接点がオンしたときはV4＜Vrでコンパレータ８の出
力電圧V5はローレベル、リレーRL1の接点がオフしたと
きはV4＞Vrでコンパレータ８の出力電圧V5はハイレベル
となる。すなわち、コンパレータ８の出力電圧V5によっ
てリレーRL1の接点のオン・オフが検知できる。そこ
で、この電圧をスイッチ部異常判断部６に入力し、スイ
ッチ部駆動回路部４の電圧V2がハイレベルでリレーRL1
をオフしているにもかかわらず、コンパレータ８の出力
電圧V5がローレベルのときは、リレーRL1の接点が溶着
していると判断できる。そして、溶着していると判断し
た場合は、ソフトスティツク対策部10に異常の発生を示
す信号を出力する。ソフトスティック対策部10はこの信
号を受けると、スイッチ部駆動回路部４に、先ずスイッ
チ部４をオンする信号を次いでオフする信号を複数回繰
り返して出力する。このオンオフ信号を複数回繰り返す
ことによって、スイッチ部に生じていた溶着の程度が軽
い場合つまりソフトスティック状態である場合には、溶
着状態が外れて正常に復帰するものである。

このソフトスティック対策部10の動作の後、スイッチ
部駆動回路部４の駆動信号がオフであって、スイッチ部
オン・オフ検知回路部５の出力がスイッチ部のオンを示
す場合には、遮断回路部７の端子電圧V6をハイレベルに
し、リレーRL2をオフして負荷２への通電を遮断する。
なお、抵抗R1は交流電源電圧υを降下するための抵抗、
タイオードD1は整流用、ZD1はツェナーダイオード、C1
は平滑用コンデンサで直流電圧V1を得ている。

第３図にこの回路の動作の概略フローを示す。まず最
初にリレーRL2をオンしておき、以後はリレーRL1のオン
・オフ制御で負荷への給電量を制御する。リレーRL1を
制御した後、一定時間のディレイタイムを設け、その後
にコンパレータ８の出力電圧V5をマイコン９に読み込
む。リレーRL1を制御した後に一定時間のディレイタイ
ムを設けたのは、コンデンサC2の充放電に時間がかかる
ため、リレーRL1制御の直後にコンパレータ８の出力電
圧を読み込むと正しい情報が得られないからである。こ
こで、もしリレーRL1にオフ信号を出力しているときにV
5がローレベルになった場合は、カウントを数え、その
カウントが規定回数（第３図では３回）カウントされた
らリレーRL1が溶着しているとみなし、ソフトスティッ
ク対策ルーチンを行う。ソフトスティック対策ルーチン
というのは、リレーRL1にオン信号とオフ信号を交互に
数回与えるルーチンで、軽い溶着ならばこれによっては
ずすことができる。ソフトスティック対策ルーチンの
後、再びコンパレータ８の出力電圧V5をマイコン９に読
み込み、出力電圧V5がローレベルであればリレーRL1が
完全に溶着していると判断し、リレーRL2をオフする。
このように、リレーRL1が溶着すると、短時間で溶着が
検知でき、リレーRL2をオフすることによってそれ以上
負荷の温度が上がらないようにできる。なお、リレーRL
2は動作回数が少なく、リレーRL1溶着時以外は接点間で
放電が起きないようになっているので、溶着の心配はな
い。

次に本発明の他の実施例について説明する。第４図は
他の実施例の回路図である。第４図における第２図との
違いは、リレーRL1の代わりにトライアックT1を用いて
いることである。したがって、端子電子V2がハイレベル
で出力電圧V5がローレベルのときは、トライアックT1が
ショートしたと考えられ、このときはリレーRL2によっ
て負荷２を電源１から切り離す。また、トライアックT1
がオープンしたときは、V2がローレベルのときにV5がハ
イレベルになるので、これを検出し、警報ブザーを鳴ら
すなどの対策が打てる。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば短時間でスイ
ッチ部の異常が検知でき、異常の場合には遮断回路によ
って負荷への通電を防ぐため、負荷が異常高温になる危
険性がない。また、スイッチ部の異常がソフトスティッ
ク状態である場合にはソフトスティック対策部による複
数回のオンオフ信号によって正常に復帰させることがで
きるものである。このソフトスティック状態はスイッチ
部が劣化し始める頃に出現するもので、ソフトスティッ
ク対策部のこのソフトスティック対策動作はスイッチ部
の信頼性を更に高めるものである。また、温度ヒューズ
だけで安全対策をとった場合には、故障時にスイッチ部
と温度ヒューズを取り替えなければならないのに対し、
本発明ではスイッチ部の交換だけですみ、修理が安く早
くできるという利点がある。また、ソフトスティック対
策部をマイクロコンピュータに内蔵することによって、
マイクロコンピュータのプログラムによって簡単に異常
回復動作をすることができ、簡単な回路構成で異常が回
復でき、異常が継続する場合には負荷への通電を遮断し
て確実に負荷を保護することができる。さらに、本発明
の回路構成は負荷の温度制御に限らず、モータなどあら
ゆる負荷の制御にも応用でき、極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は一実
施例を示す回路図、第３図は一実施回路例の動作フロー
を示す流れ図、第４図は他の実施例を示す回路図であ
る。 １……電源、２……負荷、３……スイッチ部、４……ス
イッチ部駆動回路部、５……スイッチ部オン・オフ検知
回路部、６……スイッチ部異常判断部、７……遮断回路
部、８……コンパレータ、９……マイクロコンピュー
タ、10……ソフトスティック対策部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源と、負荷と、負荷への通電を制御する
   スイッチ部と、スイッチ部を駆動するスイッチ部駆動回
   路部と、スイッチ部の動作がオンであるかオフであるか
   を検知するスイッチ部オン・オフ検知回路部と、前記ス
   イッチ部駆動回路部とスイッチ部オン・オフ検知回路部
   の出力を入力してスイッチ部の異常を判断するスイッチ
   部異常判断部と、スイッチ部異常判断部の出力信号が異
   常を示すときはスイッチ部駆動回路部にスイッチ部を複
   数回オン・オフさせる信号を出力するマイクロコンピュ
   ータに内蔵したソフトスティック対策部と、このソフト
   スティック対策部が動作した後、前記スイッチ部の出力
   信号を前記スイッチ部オン・オフ検知回路部に入力し、
   スイッチ部がオン状態にあるかあるいはオフ状態にある
   かを検知し、その検知出力信号と前記スイッチ部駆動回
   路部の出力信号とを前記スイッチ部異常判断部に入力し
   て、スイッチ部異常判断部の出力信号が正常を示す場合
   には負荷への通電を継続し、スイッチ部異常判断部の出
   力信号が異常を示す場合には負荷への通電を遮断する遮
   断回路部を動作させる加熱機器の温度制御装置。