JP2965381B2 - 定電圧制御型電熱回路 - Google Patents
定電圧制御型電熱回路Info
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- JP2965381B2 JP2965381B2 JP13968391A JP13968391A JP2965381B2 JP 2965381 B2 JP2965381 B2 JP 2965381B2 JP 13968391 A JP13968391 A JP 13968391A JP 13968391 A JP13968391 A JP 13968391A JP 2965381 B2 JP2965381 B2 JP 2965381B2
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- JP
- Japan
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- voltage
- circuit
- heating wire
- power supply
- commercial power
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- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電熱線の両端の電圧の実
効値を一定化する定電圧制御型電熱回路に関する。
効値を一定化する定電圧制御型電熱回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】電熱線に交流または直流を印加して発熱
させ、接近して置かれた素材を加熱し溶着する電熱回路
の従来技術は図５に示すようになっていた。図５は交流
を整流した電流を印加する場合を示す図である。図５に
おいて、１は商用電源、２は電熱線（抵抗発熱線）、３
は全波整流用ダイオードブリッジ、４は制御回路、５は
サイリスタ（ＳＣＲ）と通称される制御整流素子、６は
電源インピーダンスを示す。商用電源１からの交流は全
波整流用ダイオードブリッジ３により全波整流され、そ
の電流はＳＣＲ５を介して電熱線２に印加される。電熱
線２における発熱量、即ち電熱線２の両端における電圧
実効値を一定に保持するために、ＳＣＲ５のオンオフ時
間を制御することが必要となる。そのため図６に示す全
波整流出力について、後述する制御回路４からのゲート
信号Ｇを整流出力の流れ始める時刻Ｔ０よりτ後れた時
刻Ｔ１において、ＳＣＲ５に印加しＳＣＲ５をオンさせ
る。制御回路４においては商用電源１からの交流を使用
し、電源交流周波数と同期したゲート信号Ｇを得て、電
熱線２の発熱量を一定とするように時間τを変化させな
がら、ＳＣＲ５に印加する。発熱量を変化させる原因は
電熱線２の発熱による抵抗の変化、電源電圧の変化、更
には電源周波数の変化がある。
させ、接近して置かれた素材を加熱し溶着する電熱回路
の従来技術は図５に示すようになっていた。図５は交流
を整流した電流を印加する場合を示す図である。図５に
おいて、１は商用電源、２は電熱線（抵抗発熱線）、３
は全波整流用ダイオードブリッジ、４は制御回路、５は
サイリスタ（ＳＣＲ）と通称される制御整流素子、６は
電源インピーダンスを示す。商用電源１からの交流は全
波整流用ダイオードブリッジ３により全波整流され、そ
の電流はＳＣＲ５を介して電熱線２に印加される。電熱
線２における発熱量、即ち電熱線２の両端における電圧
実効値を一定に保持するために、ＳＣＲ５のオンオフ時
間を制御することが必要となる。そのため図６に示す全
波整流出力について、後述する制御回路４からのゲート
信号Ｇを整流出力の流れ始める時刻Ｔ０よりτ後れた時
刻Ｔ１において、ＳＣＲ５に印加しＳＣＲ５をオンさせ
る。制御回路４においては商用電源１からの交流を使用
し、電源交流周波数と同期したゲート信号Ｇを得て、電
熱線２の発熱量を一定とするように時間τを変化させな
がら、ＳＣＲ５に印加する。発熱量を変化させる原因は
電熱線２の発熱による抵抗の変化、電源電圧の変化、更
には電源周波数の変化がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図５に示す回路では、
電熱線２の発熱量を変化させる原因が複数あるため、そ
れぞれに対応手段を設ける必要がある。例えば電源の周
波数変化、電源電圧の変化に対してそれぞれ検出センサ
が必要である。またＳＣＲの場合、図６に示すように一
旦オンとなった後は、入力周波数の半サイクルが経過し
て入力電圧が零となるまで、オン状態を維持するから、
加熱回路・素材などに何らかの異常状態が発生した場
合、直ちに出力電流を遮断することが出来ない欠点があ
った。また電熱線２の両端の電圧が同一であって、発熱
量が異なる規格の場合、ダイオードブリッジを取り替
え、制御回路４におけるゲート信号発生の時期を変更す
るためプログラムなどを変える必要があった。
電熱線２の発熱量を変化させる原因が複数あるため、そ
れぞれに対応手段を設ける必要がある。例えば電源の周
波数変化、電源電圧の変化に対してそれぞれ検出センサ
が必要である。またＳＣＲの場合、図６に示すように一
旦オンとなった後は、入力周波数の半サイクルが経過し
て入力電圧が零となるまで、オン状態を維持するから、
加熱回路・素材などに何らかの異常状態が発生した場
合、直ちに出力電流を遮断することが出来ない欠点があ
った。また電熱線２の両端の電圧が同一であって、発熱
量が異なる規格の場合、ダイオードブリッジを取り替
え、制御回路４におけるゲート信号発生の時期を変更す
るためプログラムなどを変える必要があった。
【０００４】本発明の目的は前述の欠点を改善し、商用
電源電圧が変化したとき、或いは電熱線２の定電圧規格
が同一であって、異なる種類の電熱線に交換するとき
も、電熱線２の両端電圧を容易に定電圧に制御すること
の出来る定電圧制御型電熱回路を提供することにある。
電源電圧が変化したとき、或いは電熱線２の定電圧規格
が同一であって、異なる種類の電熱線に交換するとき
も、電熱線２の両端電圧を容易に定電圧に制御すること
の出来る定電圧制御型電熱回路を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、商用電源に接
続された整流ブリッジの出力端子に制御整流素子を介し
て電熱線を接続し、商用電源に接続された制御回路によ
り制御整流素子を開閉制御して、電熱線の両端の電圧を
一定化する電熱回路において、前記商用電源の入力回路
両端の電圧を検出する第１電圧検出回路と、前記電熱線
両端の電圧を検出する第２電圧検出回路と、前記商用電
源の入力回路に挿入された電流検出回路と、前記第１電
圧検出回路・第２電圧検出回路の各検出電圧値と、前記
電流検出回路の検出電流と、が印加され、前記制御整流
素子の開閉を前記商用電源の周波数より高速に開閉制御
する信号を送出する演算制御回路と、を具備すること、
で構成する。
続された整流ブリッジの出力端子に制御整流素子を介し
て電熱線を接続し、商用電源に接続された制御回路によ
り制御整流素子を開閉制御して、電熱線の両端の電圧を
一定化する電熱回路において、前記商用電源の入力回路
両端の電圧を検出する第１電圧検出回路と、前記電熱線
両端の電圧を検出する第２電圧検出回路と、前記商用電
源の入力回路に挿入された電流検出回路と、前記第１電
圧検出回路・第２電圧検出回路の各検出電圧値と、前記
電流検出回路の検出電流と、が印加され、前記制御整流
素子の開閉を前記商用電源の周波数より高速に開閉制御
する信号を送出する演算制御回路と、を具備すること、
で構成する。
【０００６】
【作用】商用電源の交流を整流ブリッジにより全波整流
し、制御整流素子により電源周波数より高速にスイッチ
ングしてから、電熱線を通過させて発熱させるとき、発
熱量を一定にする必要がある。そのため、第１電圧検出
回路により入力側の電圧を、第２電圧検出回路により電
熱線両端の電圧を、電流検出回路により入力回路の電流
を、それぞれ検出し、それら検出値を演算制御回路に印
加する。演算制御回路は電熱線両端の電圧が一定となる
ように演算し、制御整流素子のオンオフ時間を制御す
る。
し、制御整流素子により電源周波数より高速にスイッチ
ングしてから、電熱線を通過させて発熱させるとき、発
熱量を一定にする必要がある。そのため、第１電圧検出
回路により入力側の電圧を、第２電圧検出回路により電
熱線両端の電圧を、電流検出回路により入力回路の電流
を、それぞれ検出し、それら検出値を演算制御回路に印
加する。演算制御回路は電熱線両端の電圧が一定となる
ように演算し、制御整流素子のオンオフ時間を制御す
る。
【０００７】
【実施例】 図１は本発明の実施例についてその構成を示
す図である 。図１において、１は商用電源、２は電熱
線、３は全波整流用ダイオードブリッジ、７はスイッチ
ング素子としてのＭＯＳ ＦＥＴ、８は演算制御回路と
してのマイクロコンピュータ、９は第１電圧検出回路、
１０は第２電圧検出回路、１１は電流検出回路を示す。
す図である 。図１において、１は商用電源、２は電熱
線、３は全波整流用ダイオードブリッジ、７はスイッチ
ング素子としてのＭＯＳ ＦＥＴ、８は演算制御回路と
してのマイクロコンピュータ、９は第１電圧検出回路、
１０は第２電圧検出回路、１１は電流検出回路を示す。
【０００８】図１において、電熱線２の両端の電圧の実
効値Ｖｏは下記の式で示されることは周知である。
Ｖｏ 2 ＝ｄ×Ｖｉ 2 ここでｄはスイッチング素子のオン時間と（オン＋オ
フ）時間との比率を示し、Ｖｉは実効値で現している 。
効値Ｖｏは下記の式で示されることは周知である。
Ｖｏ 2 ＝ｄ×Ｖｉ 2 ここでｄはスイッチング素子のオン時間と（オン＋オ
フ）時間との比率を示し、Ｖｉは実効値で現している 。
【０００９】図２は、図１に示す電熱線２の両端の電圧
を一定化するためマイクロコンピュータ８が動作するフ
ローチャートを示す。当初においては、先ず上記ｄの値
を選定する。例えばＶｏ＝７５Ｖ、Ｖｉ＝１００Ｖとし
たとき、ｄは約０．５６となる。次に交流周波数とスイ
ッチング素子の開閉周期との比を１０とすると、図３に
示すスイッチング波形図のように、スイッチング周期は
約０．８ｍ秒となる。（交流周波数を６０Ｈｚとしたと
き。）以上の選定により電熱線２の加熱を開始する。
を一定化するためマイクロコンピュータ８が動作するフ
ローチャートを示す。当初においては、先ず上記ｄの値
を選定する。例えばＶｏ＝７５Ｖ、Ｖｉ＝１００Ｖとし
たとき、ｄは約０．５６となる。次に交流周波数とスイ
ッチング素子の開閉周期との比を１０とすると、図３に
示すスイッチング波形図のように、スイッチング周期は
約０．８ｍ秒となる。（交流周波数を６０Ｈｚとしたと
き。）以上の選定により電熱線２の加熱を開始する。
【００１０】前記ｄの値が一定であれば、電熱線２の両
端の電圧Ｖｏを所定値とする商用電源側の電圧Ｖｉが定
まるから、マイクロコンピュータ８においてＶｉの値を
演算制御部に設定しておく。電熱線２により素材を加熱
するなどの処理を開始した後に、電熱線２の電気抵抗は
電熱線自体の温度変化に伴って変化するから、Ｖｉの変
化がなくても電圧Ｖｏは変化する。第２電圧検出回路１
０は電熱線２の両端の電圧Ｖｏを検出していて、変化し
たＶｏをマイクロコンピュータ８に印加する。マイクロ
コンピュータ８は、図２のフローチャートに示すよう
に、電熱線２の両端の電圧を所定値に戻すために必要な
ｄの値を演算し、ＭＯＳ ＦＥＴ７に印加する制御パル
スのオン時間を変更する。変更後のｄにより電圧Ｖｏの
転出を続け、また電圧Ｖｉの検出も行い、その何れかに
変化が起これば、Ｖｏを所定の値に戻すために必要なｄ
の値を演算して制御する。
端の電圧Ｖｏを所定値とする商用電源側の電圧Ｖｉが定
まるから、マイクロコンピュータ８においてＶｉの値を
演算制御部に設定しておく。電熱線２により素材を加熱
するなどの処理を開始した後に、電熱線２の電気抵抗は
電熱線自体の温度変化に伴って変化するから、Ｖｉの変
化がなくても電圧Ｖｏは変化する。第２電圧検出回路１
０は電熱線２の両端の電圧Ｖｏを検出していて、変化し
たＶｏをマイクロコンピュータ８に印加する。マイクロ
コンピュータ８は、図２のフローチャートに示すよう
に、電熱線２の両端の電圧を所定値に戻すために必要な
ｄの値を演算し、ＭＯＳ ＦＥＴ７に印加する制御パル
スのオン時間を変更する。変更後のｄにより電圧Ｖｏの
転出を続け、また電圧Ｖｉの検出も行い、その何れかに
変化が起これば、Ｖｏを所定の値に戻すために必要なｄ
の値を演算して制御する。
【００１１】更に、電源１側の交流電流について変化の
有無を検出して、変化があれば必要なｄの変化値を得る
ように演算する。電源側において電流値を検出すること
は、電熱線２が特に大電流回路であるとき、整流ブリッ
ジ３からスイッチング素子７を介して電熱線２に至る接
続線における電圧降下が無視できなくなる。しかも電圧
降下が時間経過と共に変化することが多いため、電流値
が変化したことを検出して、ｄの値の演算と変更とを行
えば、電圧降下分の補償ができる。
有無を検出して、変化があれば必要なｄの変化値を得る
ように演算する。電源側において電流値を検出すること
は、電熱線２が特に大電流回路であるとき、整流ブリッ
ジ３からスイッチング素子７を介して電熱線２に至る接
続線における電圧降下が無視できなくなる。しかも電圧
降下が時間経過と共に変化することが多いため、電流値
が変化したことを検出して、ｄの値の演算と変更とを行
えば、電圧降下分の補償ができる。
【００１２】
【発明の効果】このようにして本発明によると、スイッ
チング素子を高速に開閉制御しているから、商用電源の
周波数に変化があっても電熱線の発熱量に影響がない。
また入力電圧に変化があって電熱線の両端電圧を変化さ
せようとするとき、その電圧変化を起こさせないよう
に、容易に定電圧に制御できる。更に電熱線及びその接
続線の温度変化に伴う抵抗値変化が起こるような負荷変
化があっても、演算制御回路の制御により、電熱線の両
端電圧を簡易確実に定電圧に制御出来る。
チング素子を高速に開閉制御しているから、商用電源の
周波数に変化があっても電熱線の発熱量に影響がない。
また入力電圧に変化があって電熱線の両端電圧を変化さ
せようとするとき、その電圧変化を起こさせないよう
に、容易に定電圧に制御できる。更に電熱線及びその接
続線の温度変化に伴う抵抗値変化が起こるような負荷変
化があっても、演算制御回路の制御により、電熱線の両
端電圧を簡易確実に定電圧に制御出来る。
【図１】本発明の実施例の構成を示す図である。
【図２】演算制御回路の動作フローチャートである。
【図３】スイッチング素子の動作を示す波形図である。
【図４】従来の電熱回路の構成を示す図である。
【図５】図４に示すサイリスタの動作波形図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 商用電源に接続された整流ブリッジの出
力端子に制御整流素子を介して電熱線を接続し、商用電
源に接続された制御回路により制御整流素子を開閉制御
して、電熱線の両端の電圧を一定化する電熱回路におい
て、 前記商用電源の入力回路両端の電圧を検出する第１電圧
検出回路と、 前記電熱線両端の電圧を検出する第２電圧検出回路と、 前記商用電源の入力回路に挿入された電流検出回路と、 前記第１電圧検出回路・第２電圧検出回路の各検出電圧
値と、前記電流検出回路の検出電流と、が印加され、前
記制御整流素子の開閉を前記商用電源の周波数より高速
に開閉制御する信号を送出する演算制御回路と、 を具備することを特徴とする定電圧制御型電熱回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13968391A JP2965381B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 定電圧制御型電熱回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13968391A JP2965381B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 定電圧制御型電熱回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04337274A JPH04337274A (ja) | 1992-11-25 |
| JP2965381B2 true JP2965381B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=15251001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13968391A Expired - Lifetime JP2965381B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 定電圧制御型電熱回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2965381B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021150178A (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-27 | 本田技研工業株式会社 | 発熱装置、及び発熱装置の制御方法 |
-
1991
- 1991-05-15 JP JP13968391A patent/JP2965381B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04337274A (ja) | 1992-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990727 |