JP2575349Y2 - 温度制御回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この考案は所定の領域（温度制御域）内を一定の温度
に調節する場合に使用される温度制御回路に関する。

（ロ）従来の技術 従来、例えば炉や恒温槽の温度を一定に保つのに、第
５図に示す温度制御回路を用いている。同図において、
炉１内に加熱手段としてのヒータ２と、温度センサとし
ての熱電対３を設け、熱電対３で炉１内の温度を検出
し、検出温度信号を増幅器４で増幅し、その信号V_THをA
/D変換器５でデジタル信号に変換してMPU（マイクロコ
ンピュータ）６に取り込んでいる。一方、ヒータ２に
は、AC電源よりトランス９を介して電源電圧が供給され
て通電される。MPU6は、検出温度信号と設定温度の偏差
に応じたデューティの信号（第４図に示す信号）を、イ
ンバータ７を介して、スイッチングモジュール８に加
え、スイッチング手段8sをオン／オフして、ヒータ２の
通電時間を制御するようになっている。すなわち、この
温度制御回路で温度制御を行う場合には、第６図に示す
ように、温度信号V_THを取込み（ステップST1）、MPU6で
通電時間t₂をt₂＝ｆ（V_TH）より演算し（ステップST
2）、この時間t₂だけ、ヒータ２をオンし（ステップST
3）、t₁−t₂の時間をおいて（ステップST4）、ステップ
ST1に戻り、温度制御動作を繰り返している。設定目標
温度に対し、検出温度が非常に低い場合は、当然周期t₁
に対する通電時間t₂の比率を大きくすることになる。

（ハ）考案が解決しようとする課題 上記温度制御回路を備えた装置を日本国内のみなら
ず、外国に輸出する場合がしばしばある。ところが、日
本国内と相違し、各国は、その仕向先により電源電圧が
おのおの相違する。例えば、わが国の商用電源100Vに対
し、仕向国の電源電圧が220Vの場合、そのまま日本国用
のものと同一の温度制御回路を用い、電源電圧をヒータ
に通電すると、当然、通電期間t₂と温度上昇との関係が
一致せず、正しい温度制御ができない上に、大きな電圧
がヒータに直接かかるために、ヒータの寿命を著しく低
下させるという問題がある。そのため、従来の温度制御
回路を各仕向国に適用する場合には、第５図のようにト
ランス９を電源とヒータ２との間に設け、電源電圧を所
定の電圧に落としてヒータに一定の電圧がかかるように
するか、あるいはトランス９を用いず、ヒータをその仕
向国の電源電圧に応じたものに交換して対応していた。

しかしながら、トランスを用いることは、その分比較
的大きな降圧トランスを必要とするし、また炉や恒温槽
に内蔵されているヒータの交換作業は煩瑣であり、それ
ぞれ好ましくないという問題があった。

この考案は、上記問題点に着目してなされたものであ
って、降圧用の電源トランスが不要であり、またヒータ
等も特に交換することの不要な温度制御回路を提供する
ことを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用 この考案の温度制御回路は、温度制御域内に設けられ
る加熱手段に通電するとともに、温度制御域内の温度を
温度センサで検出し、検出した温度に応じ、前記加熱手
段の通電比率を制御するものにおいて、前記検出した温
度に応じた通電比率の通電期間よりもはるかに短い周期
でオン／オフされるパルス信号を発生するパルス信号発
生手段と、このパルス信号のオン／オフ比を選択設定す
る設定手段と、前記温度に応じた通電比率の通電期間信
号と前記パルス信号との論理積を出力する論理積手段と
を備え、前記論理積出力で前記加熱手段の通電制御を行
うようにしている。

この温度制御回路では、温度センサより検出された温
度に応じた通電比率のパルス信号を出力する他、この温
度に応じたパルス信号の通電期間よりもはるかに短い周
期のパルス信号が発生され、上記した通電比率のパルス
信号とパルス信号発生手段の信号の論理積がとられ、こ
の論理積信号によってヒータがオン／オフされる。した
がって、検出温度に応じた大きな通電期間内で、パルス
信号発生手段よりの信号により加熱手段が細かく通電制
御されるので、たとえ電源電圧がそのまま加えられ、大
きな電圧であったとしても、加熱手段に対する寿命をそ
れほど低下させない。また、電源電圧が国によって相違
する場合は、設定手段により、パルス信号のオン／オフ
比を変化させることにより、電源電圧に応じて加熱手段
の全体的な通電比率を変更することができるので、容易
に仕向国に応じた制御を実現することができる。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この考案をさらに詳細に説明す
る。

第１図は、この考案の一実施例を示す温度制御回路の
ブロック図である。同図において、炉１内にヒータ２、
温度センサ３を内蔵すること、温度センサ３で検出され
た温度信号を増幅器４で増幅し、A/D変換器５でデジタ
ル信号に変換して、MPU6に取り込むこと、MPU6より検出
した温度信号に応じて、通電比率のパルス信号を出力す
ること、スイッチングモジュール８によりヒータ２の通
電をオン／オフする点において、第５図に示す従来の回
路と変わるところはない。

しかし、この実施例温度制御回路では、ヒータ２に直
接商用電源電圧を供給するように構成している。また、
発振器10を備え、この発振器10より上記したMPU6より出
力される検出温度に応じた周期t₁のパルス信号よりもは
るかに周波数の高い、周期の短いパルス信号が出力され
る。このパルス信号は、分周器11で分周されて、アンド
ゲート12に入力されて、MPU6からの検出温度に応じた通
電信号と論理積がとられ、アンドゲート12の出力がイン
バータ７を介して、スイッチングモジュール８に入力さ
れている。

分周器11から出力されるパルス信号は第２図に示すよ
うに、ハイ期間がt₄、周期がt₃のパルス信号であり、こ
のパルス信号の周期t₃は、第４図に示す周期t₁よりもは
るかに小さい値に設定されている。

今、分周器11より出力される第２図に示すパルス信号
がアンドゲート12に入力され、このアンドゲート12の他
の入力端には、MPU6より第４図に示す温度に応じた通電
比率の信号が入力される。そのため、アンドゲート12の
出力は、入力の論理積がとられたものとなるので、スイ
ッチングモジュール８には、第３図に示すパルス信号が
入力されることになる。このパルス信号のハイレベル信
号により、スイッチング手段8sがオンされるので、ヒー
タ２は、周期t₂よりもはるかに短い期間t₄だけオンさ
れ、この期間t₄がオンされる信号が周期t₃毎にオン／オ
フされるので、ヒータ２を細かく制御することができ
る、正確に温度を制御できる。しかも、全体の通電時間
自体はt₂によって、温度により制御されるので、温度に
応じて、通電時間を制御することができる。

さらに、電源端子に接続する電源電圧が相違し、例え
ば、ｋ倍の電源電圧を接続する場合には、設定器13で分
周器11のt₄とt₃−t₄のオン／オフ比を制御し得るように
構成しておき、電源電圧がｋ倍となると、t₄対t₃の比率
を１対k²となるように設定しておけば、電源電圧が高く
なった分、分周器11からの出力されるパルス信号のデュ
ーティ比が1/k²となるので、その分通電比率が下げら
れ、適正な温度制御をなすことができる。

（ヘ）考案の効果 この考案によれば、電源電圧が相違する場合でも、設
定手段によりパルス信号発生手段のパルス信号のオン／
オフ比率を選択設定できるので、同等の温度調整を得る
ことができる。

また、温度に応じて通電比率期間をそのままオン／オ
フするのではなく、周期の短いパルス信号によって細か
くオン／オフするものであるから、ヒータを細かく制御
することができ、正確に温度を制御できる。

さらに、商用電源を直接使用しても問題ないため、降
圧用のトランスを省略することができる。もちろん、仕
向国によってヒータを電源電圧により交換する必要がな
く、その分取扱が簡単になる等の種々の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例を示す温度制御回路のブ
ロック図、第２図は、同温度制御回路を構成する分周器
から出力されるパルス信号を示す図、第３図は、同制御
回路のアンドゲートから出力されるパルス信号を示す
図、第４図は、温度検出信号に応じたデューティ比のパ
ルス信号を示す図、第５図は、従来の温度制御回路を示
すブロック図、第６図は、その温度制御動作を説明する
ためのフロー図である。 1:炉、2:ヒータ、3:熱電対、6:MPU、8:スイッチングモ
ジュール、11:分周器、12:アンドゲート、13:設定器。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】温度制御域内に設けられる加熱手段に通電
   するとともに、温度制御域内の温度を温度センサで検出
   し、検出した温度に応じ、前記加熱手段の通電比率を制
   御する温度制御回路において、 前記検出した温度に応じた通電比率の通電期間よりもは
   るかに短い周期でオン／オフされるパルス信号を発生す
   るパルス信号発生手段と、このパルス信号のオン／オフ
   比を選択設定する設定手段と、前記温度に応じた通電比
   率の通電期間信号と前記パルス信号との論理積を出力す
   る論理積手段とを備え、前記論理積出力で前記加熱手段
   の通電制御を行うようにしたことを特徴とする温度制御
   回路。