JP2944600B2 - 冷却温度制御回路 - Google Patents
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Description
らずハードウエアによって冷却温度制御を高精度に行う
冷却温度制御回路に関する。
は、温度の管理をソフトウエアによって行っている。図
4は従来例1としての温度制御回路の構成を表すブロッ
ク図である。図4に示された温度制御回路は被冷却物2
0の温度を検出する温度検出回路部21と、温度検出回
路部により検出された温度を監視して被冷却物の温度が
最適の温度となるように制御するCPU18と、CPU
の制御により被冷却物20の温度調節を行う温度調整回
路部19とにより構成されている。
温度検出回路部21で検出し、CPU18がその検出結
果と予め設定された基準値とを比較し、比較した結果に
より温度調整回路部19を制御して被冷却物の温度管理
を行うものである。
として特開昭59−191622号公報の“温度制御装
置”がある。本従来例は、加熱器と、冷凍機に付属する
冷却器を室(槽)内に備え、冷凍機は二値制御運動を行
い、加熱器は連続制御運動を行い、室(槽)内を所望の
温度に保持する直室温(槽)において、冷凍機の起動時
には加熱器に第1の最大入力電力を付与し、冷凍機の停
止時には、加熱器に上記第1の入力電力より低い第2の
入力電力を与えることを特徴としている。
として特開昭60−164807号公報の“温度制御装
置”がある。本従来例は、検出温度と設定温度との差に
比例した出力を発生すると共に所定の比例帯幅を有した
比例回路と、該比例回路の出力に基づいて温度調節手段
を制御する制御回路を有しており、設定温度に対して比
例帯の正方向の幅と負方向の幅が異なるようにしたこと
を特徴としている。
従来例1の一般的な温度制御回路はCPUの負担が大き
くなり、冷却温度制御のためだけにCPUのアップグレ
ード化や、CPUの使用数を増やさなければならないと
いう不具合を伴う。また上記の従来例2または3の温度
制御装置はソフトによる制御方法は用いずにハードのみ
で温度制御を行っているがソフトで制御するほどの高精
度の温度制御をすることは出来ないでいた。
ものであり、冷却温度制御をCPUを使用せずにハード
ウエアのみで高精度に行うことができる冷却温度制御回
路を提供することを目的とする。
めに本発明の冷却温度制御回路は、被冷却物の温度を検
出し、検出した温度を電圧に変換して出力する温度検出
回路と、被冷却物の管理温度の上限温度に値する第1の
基準電圧を発生する第1の基準電圧発生回路と、被冷却
物の管理温度の下限温度に値する第2の基準電圧を発生
する第2の基準電圧発生回路と、温度検出回路により検
出された温度検出電圧と第1の基準電圧発生回路からの
第1の基準電圧とを入力して電圧値の大小比較を行う第
1の温度比較回路と、温度検出回路により検出された温
度検出電圧と第2の基準電圧発生回路からの第2の基準
電圧とを入力して電圧値の大小比較を行う第2の温度比
較回路と、第1の温度比較回路および第2の温度比較回
路からの比較結果を表す信号を入力し、信号により被冷
却物を冷却する冷却装置の電源の入力切り替えを制御す
る温度調整信号を出力する温度調整信号発生回路と、温
度調整信号発生回路からの温度調整信号により冷却装置
の電源切り替えを行う温度調整回路と、被冷却物の温度
管理の開始または終了を制御する信号を温度調整信号発
生回路に出力する温度調整開始信号発生回路とを有し、
温度調整信号発生回路は、第1の温度比較回路からの出
力信号と第2の温度比較回路からの出力信号を入力とす
るXOR回路と、XOR回路からの出力信号とマルチバ
イブレータの反転出力信号を入力とするAND回路と、
AND回路からの出力信号をクロック入力とするマルチ
バイブレータと、マルチバイブレータからの出力信号と
第1の温度比較回路からの出力信号を入力とするNOR
回路と、NOR回路からの出力信号と温度調整開始信号
発生回路からの温度調整の開始及び終了を御する温度調
整開始信号を入力とするOR回路とにより構成され、O
R回路からの出力信号を温度調整回路に出力することを
特徴とする。
温度を検出し、検出した温度を電圧に変換して出力する
温度検出回路と、被冷却物の管理温度の上限温度に値す
る第1の基準電圧を発生する第1の基準電圧発生回路
と、被冷却物の管理温度の下限温度に値する第2の基準
電圧を発生する第2の基準電圧発生回路と、温度検出回
路により検出された温度検出電圧と第1の基準電圧発生
回路からの第1の基準電圧とを入力して電圧値の大小比
較を行う第1の温度比較回路と、温度検出回路により検
出された温度検出電圧と第2の基準電圧発生回路からの
第2の基準電圧とを入力して電圧値の大小比較を行う第
2の温度比較回路と、第1の温度比較回路および第2の
温度比較回路からの比較結果を表す信号を入力し、信号
により被冷却物を冷却する冷却装置の電源の入力切り替
えを制御する温度調整信号を出力する温度調整信号発生
回路と、温度調整信号発生回路からの温度調整信号によ
り冷却装置の電源切り替えを行う温度調整回路と、被冷
却物の温度管理の開始または終了を制御する信号を温度
調整信号発生回路に出力する温度調整開始信号発生回路
とを有し、温度調整信号発生回路は、第1の温度比較回
路からの出力信号と第2の温度比較回路からの出力信号
を入力とするXOR回路と、XOR回路からの出力信号
と第2のマルチバイブレータの反転出力信号を入力とす
るAND回路と、AND回路からの出力信号をクロック
入力とする第1のマルチバイブレータと、第1のマルチ
バイブレータの反転出力信号を入力とする第2のマルチ
バイブレータと、第2のマルチバイブレータからの出力
信号と第1の温度比較回路からの出力信号を入力とする
NOR回路と、NOR回路からの出力信号と温度調整開
始信号発生回路からの温度調整開始及び終了を制御する
温度調整開始信号を入力とするOR回路とにより構成さ
れ、OR回路からの出力信号を温度調整回路に出力する
ことを特徴とする。
路からの温度検出電圧と第1の基準電圧発生回路からの
第1の基準電圧とを入力とし、温度検出電圧が第1の基
準電圧よりも小さくなると出力信号を反転させるコンパ
レータにより構成され、第2の温度比較回路は温度検出
回路からの温度検出電圧と第2の基準電圧発生回路から
の第2の基準電圧とを入力とし、温度検出電圧が第2の
基準電圧よりも小さくなると出力信号を反転させるコン
パレータにより構成されることを特徴とする。
冷却温度制御回路の実施の形態を詳細に説明する。図1
〜図3を参照すると本発明の冷却温度制御回路の一実施
形態が示されている。尚、図1は冷却温度制御回路の実
施形態を表すブロック構成図、図2は第1の温度比較回
路部と第2の温度比較回路部及び温度調整信号発生回路
部の構成を表す回路図、図3は動作タイミングを表すタ
イミングチャートである。
する。図1に示された本実施形態は温度の管理をされる
被冷却物1、被冷却物1の温度を検出し、その検出した
温度を電圧値に変換する温度検出回路部2と、被冷却物
1の適温設定範囲の上限温度に値する電圧値を発生する
第1の基準電圧発生回路部3と、被冷却物1の適温設定
範囲の下限温度に値する電圧値を発生する第2の基準電
圧発生回路部4と、温度検出回路部2により検出された
被冷却物1の温度に値する温度検出電圧と第1の基準電
圧発生回路部3からの第1の基準電圧とを比較する第1
の温度比較回路部5と、温度検出回路部2により検出さ
れた被冷却物1の温度に値する温度検出電圧と第2の基
準電圧発生回路部4からの第2の基準電圧とを比較する
第2の温度比較回路部6と、第1の温度比較回路部5及
び第2の温度比較回路部6の温度比較結果を基に被冷却
物1を冷却する冷却装置の電源をコントロールする温度
調整信号を出力する温度調整信号発生回路部7と、温度
緒性信号により冷却装置の電源を切り替える温度調整回
路部8と、被冷却物1の温度管理の開始及び終了を制御
する温度調整開始信号発生回路部9とにより構成されて
いる。
温度調整開始信号発生部9より温度調整信号発生回路部
7に被冷却物1の温度管理の開始を表す信号が入力され
ることにより本実施形態は被冷却物の温度管理を開始す
る。まず温度検出回路部2が被冷却物1の温度を検出
し、検出した温度に値する電圧を温度検出電圧として第
1の温度比較回路部5及び第2の温度比較回路部6に出
力する。第1の温度比較回路部5には温度検出電圧の他
に第1の基準電圧発生回路部3からの第1の基準電圧も
送られてくる。また第2の温度比較回路部6にも温度検
出電圧の他に第2の基準電圧発生回路部4から第2の基
準電圧が送られてくる。第1の温度比較回路部5は温度
検出電圧と第1の基準電圧との電圧値の大小を比較す
る。そして温度検出電圧が第1の基準電圧の値よりも小
さくなると、温度調整信号発生回路部への出力信号を切
り替える。尚、第1の基準電圧とは被冷却物の管理温度
の上限値に値する電圧値である。第2の温度比較回路も
第1の温度比較回路と同様に温度検出電圧と第2の基準
電圧との電圧値の大小比較を行う。そして温度検出電圧
が第2の基準電圧よりも小さくなると、温度調整信号発
生回路部への出力信号を切り替える。尚、第2の基準電
圧は被冷却物の管理温度の下限値に値する電圧値であ
る。温度調整信号発生回路部7は第1の温度比較回路部
5及び第2の温度比較回路部6から送られてくる基準電
圧との比較結果を表す信号により温度調整回路部を制御
する信号を発生する回路である。また温度調整回路部は
温度調整信号発生回路部より送られてくる温度調整信号
により被冷却物を冷却する冷却装置の電源を切り替える
回路である。
及び第2の温度比較回路部6と温度調整信号発生回路部
7の構成及び動作について説明する。図2に示された本
実施形態の第1の温度検出回路部5は温度検出電圧及び
第1の基準電圧を入力とするコンパレータにより構成さ
れている。また第2の温度検出回路部6は温度検出電圧
及び第2の基準電圧を入力とするコンパレータにより構
成されている。第1の温度検出回路部5のコンパレータ
は温度検出電圧が第1の基準電圧以下になると温度調整
信号発生回路部への出力信号をハイレベルからローレベ
ルに切り替える。第2の温度検出回路部6のコンパレー
タは温度検出電圧が第2の基準電圧以下となると温度調
整信号発生回路部5への出力信号をハイレベルからロー
レベルに切り替える。
度比較回路部と第2の温度比較回路部からの信号を入力
とするXOR回路12と、前記XOR回路からの信号及
び第2のマルチバイブレータ15からの反転出力信号を
入力とするAND回路13と、AND回路13からの信
号をクロック入力とする第1のマルチバイブレータ14
と、第1のマルチバイブレータ14からの反転出力信号
をクロック入力とする第2のマルチバイブレータ15
と、第2のマルチバイブレータ15と第1の温度比較回
路部からの信号を入力とするNOR回路16と、NOR
回路からの信号と温度調整開始信号発生回路部からの温
度調整開始信号を入力とするOR回路17とにより構成
されている。尚、OR回路17からの出力信号が温度調
整信号として温度調整回路部8に出力される。尚、本実
施形態においては、マルチバイブレータを2つ設けてい
るが1つとすることも可能である。マルチバイブレータ
は1つとするよりも2つ設けた方が冷却温度のアンダー
シュートをより低く抑えることができる。
2に示された温度調整信号発生回路部の動作について説
明する。図3に示されたT0の区間において、温度調整
信号発生部9からの温度調整開始信号がローレベルに切
り替わると、温度検出回路部2が被冷却物1の温度検出
を開始し、検出した温度を電圧値に変換して第1の温度
比較回路部5と第2の温度比較回路部6に出力する。第
1の温度比較回路部5は、温度検出回路部2からの温度
検出電圧を第1の基準電圧発生回路部3からの第1の基
準電圧と比較する。また第2の温度比較回路部6は、温
度検出回路部2からの温度検出電圧を第2の基準電圧発
生回路部4からの第2の基準電圧と比較する。図3に示
されたT0の区間では温度検出電圧が第1の基準電圧よ
りも大きいので第1の温度比較回路部5からの出力信号
はハイレベルのままとなる。
信号は温度調整信号発生回路のNOR回路16に、また
温度調整開始信号発生回路部からのローレベルの信号は
温度調整信号発生回路部のOR回路17に入力される。
NOR回路に入力された第1の温度比較回路部からのハ
イレベルの信号はローレベルの信号に変換されOR回路
に入力される。そしてOR回路にローレベルの信号が共
に入力されることによりOR回路は冷却装置の電源をO
Nにする信号を出力する。
出回路部2からの温度検出電圧が第1の基準電圧よりは
小さく、また第2の基準電圧よりは大きい。第1の温度
比較回路部及び第2の温度比較回路部はこれらを検出
し、温度調整信号発生回路部に検出結果を表す信号を出
力する。T1の区間で温度検出電圧が第1の基準電圧よ
りも小さい電圧値となるので第1の温度比較回路部5は
温度調整信号発生回路部への出力信号をハイレベルから
ローレベルに切り替える。第2の温度比較回路部6は信
号の切り替えは行わない。第1の温度比較回路部からの
信号はNOR回路に入力される。NOR回路によりハイ
レベルの信号に変換された信号はOR回路に入力され
る。そしてOR回路により冷却装置の電源をOFFにす
るハイレベルの信号が温度調整回路部8に出力されるこ
ととなる。
ルの信号はXOR回路12にも出力される。XOR回路
は第1の温度比較回路部からの信号がローレベルで、第
2の温度比較回路部からの出力信号がハイレベルである
のでハイレベルの信号をAND回路に入力する。AND
回路13はXOR回路からの信号がハイレベルであるの
で第2のマルチバイブレータ15Q−出力をそのまま第
1のマルチバイブレータ14に出力する。第1のマルチ
バイブレータ14Q−出力を遅延させた第2のマルチバ
イブレータ15Q出力を温度調整信号発生回路部の出力
として温度調整回路部に送ることにより第2のマルチバ
イブレータ15Qからの出力パルスに合わせて温度調整
回路部が冷却装置の電源をON/OFFすることとな
る。
出回路部からの温度検出電圧が第1の基準電圧、第2の
基準電圧よりも小さい。第1の温度比較回路部5及び第
2の温度比較回路部はこれらを検出し、温度調整信号発
生回路部に検出結果を表す信号を出力する。T2の区間
で温度検出電圧が第2の基準電圧よりも小さい電圧値と
なるので第2の温度比較回路部は温度調整信号発生回路
部への出力信号をハイレベルからローレベルに切り替え
る。第1の温度比較回路部は出力信号の切り替えを行わ
ない。第2の温度比較回路部の出力信号がハイレベルか
らローレベルに切り替わるとXOR回路12に出力され
る信号が共にローレベルとなるのでAND回路にはロー
レベルの信号が出力される。AND回路はXOR回路か
らの信号がローレベルとなると、第2のマルチバイブレ
ータ15Q−出力にかかわらずローレベルの信号を第1
のマルチバイブレータに出力することとなるので第2の
マルチバイブレータからはパルス信号は出力されないこ
ととなる。よって温度調整回路部が冷却装置の電源をO
FFにすることとなる。
上記のT0〜T2と同様の動作を行うこととなるので説
明は省略する。
号発生部9から被冷却物の温度管理の終了を表すハイレ
ベルの信号が温度調整信号発生回路部のOR回路17に
出力されると、OR回路によりマルチバイブレータ15
Qからの信号を出力せずに強制的に温度調整回路部8に
より冷却装置の電源をOFFとする信号を出力すること
となる。
設けている。マルチバイブレータを2つとすることによ
りパルス信号の出力間隔を短くすることができる。よっ
て冷却装置の電源切り替えを細かくすることができ温度
のアンダーシュートを小さくすることができる。また冷
却温度のアンダーシュートをさらに小さくするにはマル
チバイブレータ14、マルチバイブレータ15のパルス
幅をさらに小さくして冷却装置の電源を切り替える間隔
を短くすることにより可能となる。
の温度制御をソフトウエアを介さずにハードウエアのみ
で高精度に行うことができる。よってCPUの負担を軽
減させることができるので冷却温度制御のためだけにC
PUのアップグレード化や、CPUの使用数を増やす必
要がなくなる。
の一例である。但しこれに限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が
可能である。
冷却温度制御回路は、被冷却物の温度を検出し、検出し
た温度を電圧に変換して出力する温度検出回路と、被冷
却物の管理温度の上限温度に値する第1の基準電圧を発
生する第1の基準電圧発生回路と、被冷却物の管理温度
の下限温度に値する第2の基準電圧を発生する第2の基
準電圧発生回路と、温度検出回路により検出された温度
検出電圧と第1の基準電圧発生回路からの第1の基準電
圧とを入力して電圧値の大小比較を行う第1の温度比較
回路と、温度検出回路により検出された温度検出電圧と
第2の基準電圧発生回路からの第2の基準電圧とを入力
して電圧値の大小比較を行う第2の温度比較回路と、第
1の温度比較回路および第2の温度比較回路からの比較
結果を表す信号を入力し、信号により被冷却物を冷却す
る冷却装置の電源の入力切り替えを制御する温度調整信
号を出力する温度調整信号発生回路と、温度調整信号発
生回路からの温度調整信号により冷却装置の電源切り替
えを行う温度調整回路と、被冷却物の温度管理の開始ま
たは終了を制御する信号を温度調整信号発生回路に出力
する温度調整開始信号発生回路とを有して構成されるこ
とにより冷却温度の制御にソフトウエアが必要なくな
る。このため従来冷却温度制御に使用していたCPUの
ポートとプログラムエリアが不要となるのでCPUのグ
レードダウン化が可能となる。またグレードアップ化を
図る必要がなくなる。
度比較回路からの出力信号と第2の温度比較回路からの
出力信号を入力とするXOR回路と、XOR回路からの
出力信号とマルチバイブレータの反転出力信号を入力と
するAND回路と、AND回路からの出力信号をクロッ
ク入力とするマルチバイブレータと、マルチバイブレー
タからの出力信号と第1の温度比較回路からの出力信号
を入力とするNOR回路と、NOR回路からの出力信号
と温度調整開始信号発生回路からの温度調整の開始及び
終了を御する温度調整開始信号を入力とするOR回路と
により構成されることにより温度上昇時にマルチバイブ
レータによりパルス信号を発生させてチョッピング制御
を行い、冷却温度の制御をソフトウエアなしに高精度に
行うことができる。
度比較回路からの出力信号と第2の温度比較回路からの
出力信号を入力とするXOR回路と、XOR回路からの
出力信号と第2のマルチバイブレータの反転出力信号を
入力とするAND回路と、AND回路からの出力信号を
クロック入力とする第1のマルチバイブレータと、第1
のマルチバイブレータの反転出力信号を入力とする第2
のマルチバイブレータと、第2のマルチバイブレータか
らの出力信号と第1の温度比較回路からの出力信号を入
力とするNOR回路と、NOR回路からの出力信号と温
度調整開始信号発生回路からの温度調整開始及び終了を
制御する温度調整開始信号を入力とするOR回路とによ
り構成されることにより温度上昇時に第1のマルチバイ
ブレータ及び第2のマルチバイブレータによりパルス信
号を発生させてチョッピング制御を行い、冷却温度の制
御をソフトウエアなしに高精度に行うことができる。
路からの温度検出電圧と第1の基準電圧発生回路からの
第1の基準電圧とを入力とし、温度検出電圧が第1の基
準電圧よりも小さくなると出力信号を反転させるコンパ
レータにより構成され、第2の温度比較回路は温度検出
回路からの温度検出電圧と第2の基準電圧発生回路から
の第2の基準電圧とを入力とし、温度検出電圧が第2の
基準電圧よりも小さくなると出力信号を反転させるコン
パレータにより構成されることにより、温度検出電圧と
第1及び第2の基準電圧との比較を行い、比較結果を温
度調整信号発生回路に出力することができる。
ロック構成図である。
図である。
る。
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 被冷却物の温度を検出し、該検出した温
度を電圧に変換して出力する温度検出回路と、 前記被冷却物の管理温度の上限温度に値する第1の基準
電圧を発生する第1の基準電圧発生回路と、 前記被冷却物の管理温度の下限温度に値する第2の基準
電圧を発生する第2の基準電圧発生回路と、 前記温度検出回路により検出された温度検出電圧と前記
第1の基準電圧発生回路からの第1の基準電圧とを入力
して電圧値の大小比較を行う第1の温度比較回路と、 前記温度検出回路により検出された前記温度検出電圧と
前記第2の基準電圧発生回路からの第2の基準電圧とを
入力して電圧値の大小比較を行う第2の温度比較回路
と、 前記第1の温度比較回路および前記第2の温度比較回路
からの比較結果を表す信号を入力し、該信号により前記
被冷却物を冷却する冷却装置の電源の入力切り替えを制
御する温度調整信号を出力する温度調整信号発生回路
と、 前記温度調整信号発生回路からの前記温度調整信号によ
り前記冷却装置の電源切り替えを行う温度調整回路と、 前記被冷却物の温度管理の開始または終了を制御する信
号を前記温度調整信号発生回路に出力する温度調整開始
信号発生回路とを有し、 前記温度調整信号発生回路は、 前記第1の温度比較回路からの出力信号と前記第2の温
度比較回路からの出力信号を入力とするXOR回路と、 該XOR回路からの出力信号とマルチバイブレータの反
転出力信号を入力とするAND回路と、 前記AND回路からの出力信号をクロック入力とする前
記マルチバイブレータと、 前記マルチバイブレータからの出力信号と前記第1の温
度比較回路からの出力信号を入力とするNOR回路と、 該NOR回路からの出力信号と前記温度調整開始信号発
生回路からの温度調整の開始及び終了を御する温度調整
開始信号を入力とするOR回路とにより構成され、該O
R回路からの出力信号を前記温度調整回路に出力するこ
とを特徴とする冷却温度制御回路。 - 【請求項2】 被冷却物の温度を検出し、該検出した温
度を電圧に変換して出力する温度検出回路と、 前記被冷却物の管理温度の上限温度に値する第1の基準
電圧を発生する第1の基準電圧発生回路と、 前記被冷却物の管理温度の下限温度に値する第2の基準
電圧を発生する第2の基準電圧発生回路と、 前記温度検出回路により検出された温度検出電圧と前記
第1の基準電圧発生回路からの第1の基準電圧とを入力
して電圧値の大小比較を行う第1の温度比較回路と、 前記温度検出回路により検出された前記温度検出電圧と
前記第2の基準電圧発生回路からの第2の基準電圧とを
入力して電圧値の大小比較を行う第2の温度比較回路
と、 前記第1の温度比較回路および前記第2の温度比較回路
からの比較結果を表す信号を入力し、該信号により前記
被冷却物を冷却する冷却装置の電源の入力切り替えを制
御する温度調整信号を出力する温度調整信号発生回路
と、 前記温度調整信号発生回路からの前記温度調整信号によ
り前記冷却装置の電源切り替えを行う温度調整回路と、 前記被冷却物の温度管理の開始または終了を制御する信
号を前記温度調整信号発生回路に出力する温度調整開始
信号発生回路とを有し、 前記温度調整信号発生回路は、 前記第1の温度比較回路からの出力信号と前記第2の温
度比較回路からの出力信号を入力とするXOR回路と、 該XOR回路からの出力信号と第2のマルチバイブレー
タの反転出力信号を入力とするAND回路と、 前記AND回路からの出力信号をクロック入力とする第
1のマルチバイブレータと、 前記第1のマルチバイブレータの反転出力信号を入力と
する前記第2のマルチバイブレータと、 該第2のマルチバイブレータからの出力信号と前記第1
の温度比較回路からの出力信号を入力とするNOR回路
と、 該NOR回路からの出力信号と前記温度調整開始信号発
生回路からの温度調整開始及び終了を制御する温度調整
開始信号を入力とするOR回路とにより構成され、該O
R回路からの出力信号を前記温度調整回路に出力するこ
とを特徴とする冷却温度制御回路。 - 【請求項3】 前記第1の温度比較回路は、前記温度検
出回路からの前記温度検出電圧と前記第1の基準電圧発
生回路からの前記第1の基準電圧とを入力とし、前記温
度検出電圧が前記第1の基準電圧よりも小さくなると出
力信号を反転させるコンパレータにより構成され、前記
第2の温度比較回路は前記温度検出回路からの前記温度
検出電圧と前記第2の基準電圧発生回路からの前記第2
の基準電圧とを入力とし、前記温度検出電圧が前記第2
の基準電圧よりも小さくなると出力信号を反転させるコ
ンパレータにより構成されることを特徴とする請求項1
又は2記載の冷却温度制御回路。
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