JP3529166B2 - Heater load connection switching device - Google Patents

Heater load connection switching device

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JP3529166B2
JP3529166B2 JP22462894A JP22462894A JP3529166B2 JP 3529166 B2 JP3529166 B2 JP 3529166B2 JP 22462894 A JP22462894 A JP 22462894A JP 22462894 A JP22462894 A JP 22462894A JP 3529166 B2 JP3529166 B2 JP 3529166B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はヒータ負荷接続切換え装
置に関し、更に詳細には、電気カーペットなどの暖房具
の2個のヒータ負荷を直列、並列又はいずれか一方を単
独使用するように切り換える装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heater load connection switching device, and more particularly to a device for switching between two heater loads of a heating device such as an electric carpet so as to use one of them in series, in parallel or one of them. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気カーペットは、従来から各種の目的
で発熱量を調節できるようにしている。例えば特開昭6
3−181285号公報は、電気カーペットの同じ発熱
面に発熱容量が異なる複数のヒータを配置し、これらの
ヒータを択一的に切り替える切替え手段を設け、通常は
低発熱容量のヒータに切り替え、発熱面の温度が低い暖
房開始時、及び、外気温度が低くなるなどして暖房中に
ヒータのオン時間が長くなったときに、高発熱容量のヒ
ータに切り替えるようにした電気暖房装置を開示してい
る。
2. Description of the Related Art Electric carpets have conventionally been designed so that the amount of heat generated can be adjusted for various purposes. For example, JP-A-6
Japanese Patent Laid-Open No. 3-181285 discloses that a plurality of heaters having different heat generating capacities are arranged on the same heat generating surface of an electric carpet, and a switching means for selectively switching these heaters is provided. Disclosed is an electric heating device configured to switch to a heater with a high heat generation capacity at the start of heating when the temperature of the surface is low and when the ON time of the heater becomes long during heating due to a decrease in outside air temperature. There is.

【0003】しかしながら、前記公報に記載の電気暖房
装置は、同一発熱面に発熱量の異なる複数のヒータを設
けるために配線が複雑となり、部品点数が増加し、しか
も、製造管理などの工数が上昇するという問題がある。
そこで、2畳相当以上の暖房面積の電気カーペットは、
発熱面を2分し、それぞれの発熱面に同じ発熱容量のヒ
ータを配置したものが従来から使用されている。
However, in the electric heating device described in the above publication, wiring is complicated because a plurality of heaters having different heat generation amounts are provided on the same heat generation surface, the number of parts increases, and the number of man-hours such as manufacturing control increases. There is a problem of doing.
Therefore, an electric carpet with a heating area of 2 tatami mats or more,
Conventionally, a heating surface is divided into two parts, and a heater having the same heating capacity is arranged on each heating surface.

【0004】そして、前記発熱面を2分し、それぞれに
ヒータを配置する電気カーペットにおいて、暖房開始時
には2つのヒーターを並列接続し、温度が上昇するとリ
レーを作動させてヒータを直列に接続して消費電力を少
なくすると共に、ヒータのオン時間を長くするようにし
た電気カーペットが実開平3−89315号公報に開示
されている。しかしながら、この公報に記載された回路
は、直・並切替えリレーの直列側の極を、前記リレーの
一方に接続するため、直・並切替えリレーが順調に作動
しないと電源が短絡されるという問題がある。
In an electric carpet in which the heating surface is divided into two parts and heaters are respectively arranged, two heaters are connected in parallel at the start of heating, and when the temperature rises, a relay is operated to connect the heaters in series. Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-89315 discloses an electric carpet in which the power consumption is reduced and the heater is turned on for a long time. However, in the circuit described in this publication, the series side pole of the serial / parallel switching relay is connected to one of the relays, so that the power supply is short-circuited unless the serial / parallel switching relay operates smoothly. There is.

【0005】その他複数のヒーターを直列・並列に接続
して発熱量を調節する手段を開示したものとして、例え
ば実開昭57−105510号公報には、電気毛布や電
気カーペットにおいて、通電初期の温度立ち上がりを速
めるために、同一面を2本の抵抗線で暖めるように配置
し、タイマーで作動するリレーによって、通電初期に前
記抵抗線を並列に接続し、一定の時間経過後に直列に切
り換えるようにした手段が開示されている。したがっ
て、この公報に記載された手段を用いると、2分した各
発熱面にそれぞれ2本の発熱線とリレーとを配置する必
要があり、部品点数が増加し、コストが上昇するという
問題がある。
In addition, as a means for controlling the amount of heat generation by connecting a plurality of heaters in series / parallel, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-105510 discloses a temperature of an electric blanket or an electric carpet at the initial stage of energization. In order to accelerate the start-up, the same surface is arranged so as to be warmed by two resistance wires, and the resistance wires are connected in parallel at the initial stage of energization by a relay operated by a timer so that they can be switched in series after a certain time has elapsed. This means is disclosed. Therefore, when the means described in this publication is used, it is necessary to dispose two heat generating wires and two relays on each of the two heat generating surfaces, resulting in an increase in the number of parts and a cost increase. .

【0006】また特開昭60−111829号公報に
は、電気カーペットを2分し、それぞれの発熱面に発熱
線を配置し、各発熱線の両端に切替えスイッチを接続
し、いずれか一方の発熱線のみ通電したり、2本の発熱
線を並列に接続して発熱量を多くしたり、直列に接続し
て発熱量を低下させたりする手段が開示されている。し
かしながらこの公報に記載された手段は、2つの切替え
スイッチの端子選択によっては電源がショートするとい
う問題がある。
In Japanese Patent Laid-Open No. Sho 60-111829, an electric carpet is divided into two parts, heating wires are arranged on each heating surface, and a changeover switch is connected to both ends of each heating wire to heat either one of them. There are disclosed means for energizing only the wires, connecting two heating wires in parallel to increase the amount of heat, and connecting them in series to reduce the amount of heat. However, the means described in this publication has a problem that the power supply is short-circuited depending on the terminal selection of the two changeover switches.

【0007】これに対して実開昭62−144089号
公報には、2本の発熱線で1本のヒーター線を形成し、
3つのリレー接点を一斉に切り換えるリレーにより2本
の発熱線を直列又は並列に切り換えるようにした手段を
開示している。しかしながらこの公報に記載された手段
は、2分した発熱面を択一的に選択したり、発熱量を大
小に切り換える手段が開示されていない。
On the other hand, in Japanese Utility Model Publication No. 62-144089, two heating wires form one heater wire,
Disclosed is a means for switching two heating wires in series or in parallel by a relay that simultaneously switches three relay contacts. However, the means disclosed in this publication does not disclose means for selectively selecting a heating surface divided into two parts or switching the amount of heat generation between large and small.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで周知のよう
に、現在は、各種の電化製品が普及するに至り、一住居
当たりの電力消費量が増加している。前記電化製品のう
ち比較的消費電力の大きい家庭電化製品として、電気カ
ーペット、電子オーブン、大型テレビなどがあり、これ
らを同時に使用する機会が増え、使用電流が一住宅の契
約電流容量を越えブレーカーが作動し停電する機会が増
加するという問題がある。更に、パーソナルコンピュー
タやワードプロセッサなど停電すると、故障や、それま
での作業が消失するおそれのある電子機器が家庭に普及
するに至っている。この場合、電気機器の同時使用を止
めることが好ましいが、家族構成その他の事情で、電気
カーペットの使用を止めることが困難な状況にある場合
がある。
By the way, as is well known, various electric appliances have come into widespread use, and the amount of electric power consumed per residence has increased. Among the electric appliances, household electric appliances with relatively large power consumption include electric carpets, electronic ovens, and large-sized TVs, and the opportunities to use these at the same time increase, and the breaker exceeds the contract current capacity of one house There is a problem that the chances of operating and power failure increase. Further, electronic devices such as personal computers and word processors, which are likely to break down or lose work until then, have come into widespread use in homes. In this case, it is preferable to stop the simultaneous use of the electric devices, but it may be difficult to stop the use of the electric carpet due to family structure or other reasons.

【0009】そこで、実開平4−8013号公報に記載
された先行技術は、カーペット本体を2つに区分し、そ
れぞれの発熱面に同じ発熱容量のヒータを取り付け、全
面を発熱させる場合には前記ヒータを並列接続して電源
に接続し、半分を発熱させる場合には、それぞれ片側の
ヒータだけに電源を接続する電気カーペットにおいて、
他の電流容量の大きい電気器具を同時に使用するため
に、使用電流が契約電流容量を越える場合に、手動スイ
ッチ操作により前記ヒーターを直列に接続して電気カー
ペットの電流を抑えて契約電流容量以下とするものであ
る。
Therefore, in the prior art disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-8013, the carpet body is divided into two parts, and a heater having the same heat generation capacity is attached to each heat generating surface to generate heat on the entire surface. When connecting the heaters in parallel and connecting them to the power source and heating half of them, in the electric carpet where the power source is connected to only one heater on each side,
In order to use other electric appliances with a large current capacity at the same time, when the current used exceeds the contract current capacity, the heater is connected in series by manual switch operation to suppress the electric carpet current and keep it below the contract current capacity. To do.

【0010】しかしながら、この公報に記載された手段
では、スイッチ操作を誤ると電源が短絡されるので、実
際には短絡を回避できる特別スイッチを使用する必要が
あるという問題がある。本発明は、以上説明した種々の
問題を解消するために成されたものであり、簡単な回路
構成で、短絡事故を起こすことなくヒータ負荷を直列接
続、並列接続、及びいずれか一方のヒータ負荷のみ使用
することができるヒータ負荷接続切換え装置を提供する
ことを目的としている。
However, the means described in this publication has a problem in that the power supply is short-circuited if the switch operation is mistaken, so that it is necessary to use a special switch capable of avoiding the short-circuit. The present invention has been made to solve the various problems described above, and has a simple circuit configuration in which heater loads are connected in series and in parallel without causing a short-circuit accident, and one of the heater loads is connected. It is an object of the present invention to provide a heater load connection switching device that can be used only.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの本発明のヒータ負荷接続切換え装置の構成は、第1
のヒータ負荷と第1の半導体電力制御素子と第2のヒー
タ負荷とを直列に接続した回路を、交流電源に接続し、
前記第1のヒータ負荷と第1の半導体電力素子との直列
回路に、第2の半導体電力制御素子を並列に接続し、第
2のヒータ負荷と第1の半導体電力制御素子との直列回
路に、第3の半導体電力制御素子を並列に接続し、前記
第1、第2及び第3の各半導体電力制御素子をオンオフ
する制御手段を設け、第1のヒータ負荷及び第2のヒー
タ負荷を、直列接続、並列接続、又はいずれか一方のみ
単独に通電するように前記半導体電力制御素子を制御す
るものである。
The structure of the heater load connection switching device of the present invention for achieving the above object is as follows.
A circuit in which the heater load, the first semiconductor power control element, and the second heater load are connected in series to an AC power source,
A second semiconductor power control element is connected in parallel to the series circuit of the first heater load and the first semiconductor power control element to form a series circuit of the second heater load and the first semiconductor power control element. , A third semiconductor power control element is connected in parallel, control means for turning on / off each of the first, second and third semiconductor power control elements is provided, and a first heater load and a second heater load are provided, The semiconductor power control element is controlled so that the series power connection, the parallel connection, or only one of them is energized independently.

【0012】前記半導体電力素子は、例えばトライアッ
クなどの双方向性半導体電力制御素子を用いて実施して
もよく、またサイリスタなどの単方向性半導体電力制御
素子を用いて実施してもよい。また、温度センサに温度
によってインピーダンスを変化させる有機半導体からな
るプラスチック感温体を介して一対の電極を配置した構
造の従来の温度センサは、前記プラスチック感温体に直
流成分が流れると分極作用により温度−インピーダンス
特性の変化により誤差を生じる場合がある。また、単方
向性半導体電力制御素子を使用する場合には、回路の電
圧降下により、温度センサに不平衡交流が印加され、温
度センサに直流成分が流れるおそれがある。したがっ
て、単方向性半導体電力制御素子を使用する場合には、
温度センサとコンデンサとを直列に接続した回路を商用
交流電源に接続し、検出温度に誤差が発生しないように
することが好ましい。
The semiconductor power device may be implemented using a bidirectional semiconductor power control device such as a triac, or may be implemented using a unidirectional semiconductor power control device such as a thyristor. In addition, a conventional temperature sensor having a structure in which a pair of electrodes are arranged through a plastic temperature sensor made of an organic semiconductor that changes impedance according to temperature in the temperature sensor has a polarization effect when a direct current component flows through the temperature sensor. An error may occur due to a change in temperature-impedance characteristics. Further, when the unidirectional semiconductor power control element is used, unbalanced AC may be applied to the temperature sensor due to the voltage drop of the circuit, and a DC component may flow to the temperature sensor. Therefore, when using a unidirectional semiconductor power control device,
It is preferable that a circuit in which a temperature sensor and a capacitor are connected in series is connected to a commercial AC power source so that an error does not occur in the detected temperature.

【0013】[0013]

【作用】3個の半導体電力制御素子を使用し、2個のヒ
ータ負荷の通電を直列、並列、又はいずれか一方のヒー
タ負荷のみ通電するように接続を切り換えるようにした
ので、電源の位相レベルで切り換え制御が可能であり、
切換スイッチやリレーによる切り換えより遙に多様な切
り換え制御ができる。例えば、1サイクル中の半波ごと
に2個のヒータ負荷への通電を交互に制御すると電力を
1/2にでき、また機械的接触部分がないので磨耗など
による接触不良のおそれがなく、きめ細かな切り換えが
き、2個のヒータの温度差を無くすことができ、部品
点数を少なくすることができる。また電源のゼロクロ
ス、又はその近くで半導体電力制御素子を点弧して、ヒ
ータ負荷の通電を制御することにより、回路に過渡電流
を生じさせないでオンオフさせることができ、電波雑音
の発生を防止できる。
Since the three semiconductor power control elements are used and the connection of the two heater loads is switched so that only one of the heater loads is connected in series or in parallel, the phase level of the power source is changed. Switching control is possible with
Much more versatile switching control is possible than switching using a changeover switch or relay. For example, by alternately controlling the energization of two heater loads for each half-wave in one cycle, the power can be halved, and since there is no mechanical contact part, there is no risk of contact failure due to abrasion, etc. Switching
In-out, it is possible to eliminate the temperature difference between the two heaters, it is possible to reduce the number of parts. In addition, by igniting the semiconductor power control element at or near the zero cross of the power source to control the energization of the heater load, it can be turned on and off without generating a transient current in the circuit, and the occurrence of radio noise can be prevented. .

【0014】[0014]

【実施例】以下添付の図面を参照して実施例により本発
明を説明する。図1により実施例1のトライアックを使
用したヒータ負荷接続切換え装置の基本回路を説明す
る。図において、交流電源1に、第1のヒータ負荷2、
トライアックからなる第1の半導体電力制御素子3及び
第2のヒータ負荷4を直列に接続した回路を接続し、第
1のヒータ負荷2と第1の半導体電力制御素子3とを直
列に接続した回路に、第2の半導体電力制御素子5を並
列に接続し、ワンチップマイクロコンピュータからなる
制御装置7によって、各半導体電力制御素子3,5,6
を制御するようにした。なお図1に示す符合Rは室温セ
ンサである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. A basic circuit of a heater load connection switching device using the triac of the first embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, an AC power source 1 is connected to a first heater load 2,
A circuit in which a first semiconductor power control element 3 and a second heater load 4 which are triacs are connected in series, and a first heater load 2 and a first semiconductor power control element 3 are connected in series. The second semiconductor power control elements 5 are connected in parallel to the semiconductor power control elements 3, 5 and 6 by the control device 7 including a one-chip microcomputer.
To control. Reference numeral R shown in FIG. 1 is a room temperature sensor.

【0015】図2は、図1に示した基本回路を電気カー
ペット8に応用した温度制御回路である。なお、図2に
示す符合9は商用交流電源(図示せず)に接続するため
の電源プラグである。そして前記第1のヒータ負荷2及
び第2のヒータ負荷4は、従来から使用されている抵抗
線を被覆したものであり、同じ発熱容量、例えば300
Wのものを使用し、電気カーペット8を等分に分割した
A区とB区とのそれぞれに配置した。なお、前記各半導
体電力制御素子3,5,6のヒータ負荷2,4に対する
接続方法は、図の表現が図1と異なるが、実質的に同じ
である。
FIG. 2 shows a temperature control circuit in which the basic circuit shown in FIG. 1 is applied to the electric carpet 8. Reference numeral 9 shown in FIG. 2 is a power plug for connecting to a commercial AC power supply (not shown). The first heater load 2 and the second heater load 4 are formed by coating a conventionally used resistance wire, and have the same heating capacity, for example, 300.
The electric carpet 8 of W was used, and the electric carpet 8 was divided into equal parts and arranged in each of the A ward and the B ward. The method of connecting the semiconductor power control elements 3, 5 and 6 to the heater loads 2 and 4 is substantially the same although the representation in the drawing is different from that in FIG.

【0016】そして前記A,B区に跨がって1本の温度
センサ10を第1のヒータ負荷2及び第2のヒータ負荷4
に平行して配置した。温度センサ10は、図3に示すよう
に、芯糸10aに螺旋状に線状の一次導体10bを巻き付
け、その上に塩化ビニールなどの有機半導体からなるプ
ラスチック感温体10cを被覆し、その外側から線状の二
次導体10dを巻き付け、その外側に絶縁体からなる外皮
10eを被覆したものであり、プラスチック感温体10cの
インピーダンス変化を、一次導体10bと二次導体10dと
の間に流れる電流を変化させて温度を検出するものであ
る。なお、印加する前記電圧は交流電圧とし、プラスチ
ック感温体10cが分極しないよにする。
Then, one temperature sensor 10 is connected to the first heater load 2 and the second heater load 4 across the sections A and B.
It was placed in parallel with. As shown in FIG. 3, the temperature sensor 10 includes a core thread 10a on which a linear primary conductor 10b is spirally wound, and a plastic temperature sensor 10c made of an organic semiconductor such as vinyl chloride is coated on the core primary conductor 10b and the outside thereof. Wrap a linear secondary conductor 10d from the
10e is coated, and the temperature is detected by changing the impedance of the plastic temperature sensing element 10c by changing the current flowing between the primary conductor 10b and the secondary conductor 10d. Incidentally, the voltage to be applied is an AC voltage, the plastic temperature sensitive body 10c is in cormorants'm not polarized.

【0017】前記温度センサ10の一次導体10bの一方の
端部を、抵抗11を介して電源プラグ9の一方の極に接続
し、他方の端部を分圧抵抗12a,12bを介して電源プラ
グ9の他方の極(グランドG側)に接続し、両端を短絡
させた二次導体10dをグランドG側に接続して電気カー
ペット8の温度検出回路を形成した。そして分圧抵抗12
a,12bの分圧点に発生した電圧を、温度信号としてダ
イオード12cとコンデンサ12dとで形成した整流・平滑
回路を介して制御装置7に入力した。前記プラスチック
感温体10cは温度に対し負の温度勾配を有するため、前
記温度信号は、電気カーペット8の温度が高くなるほど
低電圧となる。
One end of the primary conductor 10b of the temperature sensor 10 is connected to one pole of the power plug 9 through the resistor 11, and the other end is connected through the voltage dividing resistors 12a and 12b to the power plug. The secondary conductor 10d connected to the other pole (the side of the ground G) of 9 and having both ends short-circuited was connected to the side of the ground G to form the temperature detection circuit of the electric carpet 8. And the voltage dividing resistor 12
The voltage generated at the voltage dividing points of a and 12b was input to the control device 7 as a temperature signal via the rectifying / smoothing circuit formed by the diode 12c and the capacitor 12d. Since the plastic temperature sensing element 10c has a negative temperature gradient with respect to the temperature, the temperature signal becomes lower as the temperature of the electric carpet 8 becomes higher.

【0018】第1のヒータ負荷2及び第2のヒータ負荷
4の接続の選択は、手動切換スイッチ13によって行うよ
うにした。手動切換スイッチ13は、発熱面をA,B,及
びA,B両方の3通りの選択ができるようにした。な
お、実施例1の制御装置7は、暖房開始、外気温度に応
じて通電時間を制御し、発熱量の調節を行うプログラム
を設けている。
The selection of connection of the first heater load 2 and the second heater load 4 is made by the manual changeover switch 13. The manual change-over switch 13 is designed so that the heat generation surface can be selected from three types of A, B, and both A and B. In addition, the control device 7 of the first embodiment is provided with a program that controls the energization time according to the start of heating and the outside air temperature, and adjusts the heat generation amount.

【0019】半導体電力制御素子3,5,6の点弧は、
それぞれ第1の半導体電力制御素子3を点弧回路P3によ
り、第2の半導体電力制御素子5を点弧回路P1により、
また第3の半導体電力制御素子6を点弧回路P2によりそ
れぞれ行うようにした。各点弧回路P1,P2,P3は、発光
ダイオードLとホトトライアックTとからなるホトカプ
ラーで、発光ダイオードLが導通すると、発光ダイオー
ドの光でホトトライアックが導通し、それぞれ半導体電
力制御素子3,5,6を作動させることができる。
The firing of the semiconductor power control elements 3, 5, 6 is
The first semiconductor power control element 3 is driven by the firing circuit P3, and the second semiconductor power control element 5 is driven by the firing circuit P1.
In addition, the third semiconductor power control element 6 is operated by the firing circuit P2. Each of the firing circuits P1, P2, P3 is a photocoupler composed of a light emitting diode L and a phototriac T. When the light emitting diode L conducts, the phototriac conducts by the light of the light emitting diode, and the semiconductor power control elements 3, 5 respectively. , 6 can be activated.

【0020】制御装置7は、直流電源回路14に接続する
電源端子7a、グランド端子7b、交流電源の位相信号
入力端子7c、設定温度入力端子7d、温度信号入力端
子7e、接続切換端子7f、及び各点弧回路P1,P2,P3
と接続する点弧端子7g,7h,7iを設けている。前
記位相信号入力端子7cは、分圧抵抗15a,15bの分圧
点に接続されており、前記設定温度入力端子7dは、可
変抵抗16のスライド接点端子に接続されている。
The controller 7 includes a power supply terminal 7a connected to the DC power supply circuit 14, a ground terminal 7b, an AC power supply phase signal input terminal 7c, a set temperature input terminal 7d, a temperature signal input terminal 7e, a connection switching terminal 7f, and Each firing circuit P1, P2, P3
The ignition terminals 7g, 7h, and 7i connected to are provided. The phase signal input terminal 7c is connected to the voltage dividing points of the voltage dividing resistors 15a and 15b, and the set temperature input terminal 7d is connected to the slide contact terminal of the variable resistor 16.

【0021】次に図4により実施例1の接続切り換え動
作を説明する。図4は、上から電源波形、第1のヒータ
負荷2と第2のヒータ負荷4との接続方法、前記点弧回
路P1,P2,P3のパルス出力タイミングと、第1のヒータ
負荷2と第2のヒータ負荷4の通電状況との関係を示し
ている。図4から明らかなように、実施例1の点弧は電
源電圧のゼロクロスに同期して出力し、回路構成要素に
急激に過渡的な電流が流れないようにした。したがっ
て、点弧パルスは半波ごとに出力するようにした。例え
ば、A区には正の半波で通電し、B区には負の半波で通
電することにより、第1のヒータ負荷2と第2のヒータ
負荷4とを同時に半分の電力に制御することができる。
Next, the connection switching operation of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the power supply waveform from the top, the method of connecting the first heater load 2 and the second heater load 4, the pulse output timing of the ignition circuits P1, P2, P3, the first heater load 2 and the 2 shows the relationship between the heater load 4 and the energization status of the heater load 4. As is apparent from FIG. 4, the ignition of the first embodiment is output in synchronization with the zero cross of the power supply voltage so that a transient current does not suddenly flow through the circuit components. Therefore, the ignition pulse is output every half wave. For example, the first heater load 2 and the second heater load 4 are controlled to half the electric power at the same time by energizing the section A with a positive half-wave and energizing the section B with a negative half-wave. be able to.

【0022】また第1の半導体電力制御素子のみを点弧
すれば、第1のヒータ負荷2と第2のヒータ負荷4とが
直列接続されて通電されるので、負荷抵抗が並列のとき
の4倍となり電力が1/4となる。このように多様な制
御を容易に行うことができる。したがって、暖房開始時
期の温度立ち上げのワット数を大きくし、室温の高低、
設定温度の高低によりワット数をフル電力、1/2電
力、1/4電力の高・中・低3段に切り換えるなどの制
御を行うことができる。
If only the first semiconductor power control element is ignited, the first heater load 2 and the second heater load 4 are connected in series and energized, so that when the load resistances are in parallel, It doubles and the power becomes 1/4. In this way, various controls can be easily performed. Therefore, increase the wattage of the temperature rise at the heating start time,
It is possible to perform control such as switching the wattage to three levels of high power, medium power, and low power of full power, 1/2 power, and 1/4 power depending on whether the set temperature is high or low.

【0023】図5は実施例2のヒータ負荷接続切換え回
路であり、各半導体電力制御素子3,5,6に単方向性
半導体素子、例えばサイリスタを使用し、点弧用素子に
発光ダイオードを発光させることにより導通するホトト
ランジスタとダイオードを使用し、温度センサ10にコ
デンサ17を直列接続し、第1のヒータ負荷2及び第2の
ヒータ負荷4のワット数を400Wのものを使用した外
は実施例1と同様に形成した。したがって、同様の部材
には同じ符合を付し説明を省略する。
FIG. 5 shows a heater load connection switching circuit according to the second embodiment, in which unidirectional semiconductor elements such as thyristors are used as the semiconductor power control elements 3, 5 and 6, and a light emitting diode emits light as an ignition element. using the phototransistor and a diode which conducts by those co down <br/> capacitor 17 to a temperature sensor 10 connected in series, the wattage of the first heater load 2 and the second heater load 4 of 400W Was formed in the same manner as in Example 1 except that Therefore, similar members are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0024】図6に示す動作図により実施例2の接続切
り換え動作を説明する。実施例2は半導体電力制御素子
3,5,6に単方向性素子を使用したために、片サイク
ルのみの通電時は回路の電圧降下により温度センサに不
平衡交流が印加されるおそれがあるので、直流成分除去
用のコンデンサ17を温度センサと直列に接続した。実施
例2の制御態様数は、実施例1の場合より少なくなって
いるものの、電源電圧サイクルの位相レベルで接続切り
換え制御ができるため、リレーなどの機械的スイッチを
用いる場合より遙にきめこまやかな多様な切り換え制御
を行うことができる。
The connection switching operation of the second embodiment will be described with reference to the operation diagram shown in FIG. In Example 2, since the unidirectional elements are used for the semiconductor power control elements 3, 5 and 6, the unbalanced AC may be applied to the temperature sensor due to the voltage drop of the circuit when only one cycle is energized. The capacitor 17 for removing the DC component was connected in series with the temperature sensor. Although the number of control modes of the second embodiment is smaller than that of the first embodiment, since connection switching control can be performed at the phase level of the power supply voltage cycle, it is much more detailed than when a mechanical switch such as a relay is used. Various switching controls can be performed.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明のヒータ負荷
接続切換え装置は、2個のヒータ負荷の接続切り換えを
3個の半導体電力制御素子によって行うようにしたので
以下の効果が得られる。 電源の位相レベルで接続切り換え制御を行うことが
可能となり、機械的スイッチを用いるより遙にきめこま
やかで温度差がなく、しかも多様な切り換えが可能であ
る。したがって、発熱容量を大きくして暖房初期の温度
立ち上がりを速くしたり、外気温の上下により、発熱容
量を調節したり、契約電流超過のおそれのある場合に、
電気カーペットの発熱面積を小さくすることなく発熱容
量を低下させるなどの調節が可能である。
As described above, in the heater load connection switching device of the present invention, the connection switching of the two heater loads is performed by the three semiconductor power control elements, so that the following effects can be obtained. It becomes possible to perform connection switching control at the phase level of the power supply, which is much more detailed and does not have a temperature difference than using a mechanical switch, and various switching is possible. Therefore, if the heat generation capacity is increased to speed up the temperature rise in the early stages of heating, or if the heat generation capacity is adjusted by raising or lowering the outside air temperature or there is a risk of exceeding the contract current,
It is possible to make adjustments such as reducing the heat generation capacity without reducing the heat generation area of the electric carpet.

【0026】 電源のゼロクロス、又はその近くの時
点でヒータ負荷の接続切り換えを行うことができるの
で、接続切り換え時に、回路に過渡的電流が発生するお
それがなく、電波雑音の無い切り換えができる。 無接点スイッチを用いたので磨耗などによる接触不
良のおそれがない。 部品点数を少なくすることができる。
Since the connection of the heater load can be switched at or near the zero cross of the power source, there is no risk of generating a transient current in the circuit at the time of switching the connection, and switching can be performed without radio noise. Since a contactless switch is used, there is no risk of contact failure due to wear. The number of parts can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1のヒータ負荷接続切換え装置
の基本回路である。
FIG. 1 is a basic circuit of a heater load connection switching device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の基本回路を用いた電気カーペットの温度
制御回路図である。
FIG. 2 is a temperature control circuit diagram of an electric carpet using the basic circuit of FIG.

【図3】図2に使用した温度センサの構造を説明するた
め一部を破断して示した斜視図である。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view for explaining the structure of the temperature sensor used in FIG.

【図4】実施例1の動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図5】本発明の実施例2のヒータ負荷接続切換え装置
を用いた電気カーペットの温度制御回路図である。
FIG. 5 is a temperature control circuit diagram of an electric carpet using the heater load connection switching device according to the second embodiment of the present invention.

【図6】実施例2の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 2 第1のヒータ
負荷 3 第1の半導体電力制御素子 4 第2のヒータ
負荷 5 第2の半導体電力制御素子 6 第3の半導体
電力制御素子 7 制御装置 8 電気カーペッ
ト 10 温度センサ P1 点弧回路 P2 点弧回路 P3 点弧回路 T トリガーダイオード
1 AC power supply 2 1st heater load 3 1st semiconductor power control element 4 2nd heater load 5 2nd semiconductor power control element 6 3rd semiconductor power control element 7 Controller 8 Electric carpet 10 Temperature sensor P1 point Arc circuit P2 Firing circuit P3 Firing circuit T Trigger diode

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−202214(JP,A) 特開 平4−39882(JP,A) 実開 平4−78413(JP,U) 実開 昭56−114089(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24D 13/02 H05B 3/00 310 Continuation of the front page (56) References JP-A 61-202214 (JP, A) JP-A 4-39882 (JP, A) Actually open 4-78413 (JP, U) Actually open 56-114089 (JP , U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F24D 13/02 H05B 3/00 310

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1のヒータ負荷と第1の半導体電力制
御素子と第2のヒータ負荷とを直列に接続した回路を、
交流電源に接続し、前記第1のヒータ負荷と第1の半導
体電力素子との直列回路に、第2の半導体電力制御素子
を並列に接続し、第2のヒータ負荷と第1の半導体電力
制御素子との直列回路に、第3の半導体電力制御素子を
並列に接続し、前記第1、第2及び第3の各半導体電力
制御素子をオンオフする制御手段を設け、第1のヒータ
負荷及び第2のヒータ負荷を、直列接続、並列接続、又
はいずれか一方のみ単独に通電するように前記半導体電
力制御素子を制御するヒータ負荷接続切換え装置。
1. A circuit in which a first heater load, a first semiconductor power control element, and a second heater load are connected in series,
A second semiconductor power control element is connected in parallel to a series circuit of the first heater load and the first semiconductor power element connected to an AC power source, and the second heater load and the first semiconductor power control element are connected in parallel. A control means for connecting a third semiconductor power control element in parallel to the series circuit with the element and turning on / off each of the first, second and third semiconductor power control elements is provided, and the first heater load and the first heater load A heater load connection switching device that controls the semiconductor power control element so that the heater load of No. 2 is connected in series or in parallel, or only one of them is energized.
【請求項2】 前記半導体電力制御素子が双方向性半導
体電力制御素子である請求項1記載のヒータ負荷接続切
換え装置。
2. The heater load connection switching device according to claim 1, wherein the semiconductor power control element is a bidirectional semiconductor power control element.
【請求項3】 前記半導体電力制御素子が単方向性半導
体電力制御素子である請求項1記載のヒータ負荷接続切
換え装置。
3. The heater load connection switching device according to claim 1, wherein the semiconductor power control element is a unidirectional semiconductor power control element.
【請求項4】 温度によってインピーダンスを変化させ
る有機半導体からなるプラスチック感温体を介して一対
の電極を配置した温度センサとコンデンサとを直列に接
続した回路を商用交流電源に接続し、前記プラスチック
感温体を貫通して直流電流が流れないように形成した請
求項3記載のヒータ負荷接続切換え装置。
4. A circuit in which a temperature sensor having a pair of electrodes and a capacitor connected in series are connected to a commercial AC power source via a plastic temperature sensing element made of an organic semiconductor whose impedance changes with temperature, and the plastic sensing element is connected. 4. The heater load connection switching device according to claim 3, wherein a direct current does not flow through the heating element.
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