JPH0475524B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は負荷への通電を通電制御素子のオンオ
フにより制御する負荷制御装置に関する。

(ロ) 従来の技術 特開昭58−163024号公報には交流電源に直列に
接続された発熱体、制御素子並びに安全器と、温
度を検知して前記制御素子の導通及び遮断を制御
する温度制御器と、前記制御素子又は発熱体に並
列接続された全波整流器と、前記温度制御器が前
記制御素子を遮断状態に制御している時に前記全
波整流器からの出力が所定値以下に低下した時に
前記安全器を開放させる作動回路とを具備した温
度制御回路の安全装置が示されている。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 上記温度制御回路の安全装置において、通常の
発熱体への通電制御時には温度制御器の動作によ
り制御素子をオンオフさせ温度制御を行つてお
り、このとき作動回路は不必要であり、この作動
回路は前記制御素子に異常が発生したとき動作し
て温度制御回路の安全を図るもので、上記温度制
御回路の安全装置は前記制御素子が安全に動作し
ているときには不必要な作動回路を前記温度制御
器とは別に設ける必要があり、回路構成は前記作
動回路を設けることにより複雑になるという問題
点が発生する。本発明は前記問題点を解決して負
荷制御装置の保護を図ることを目的とする。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は機器を加熱又は冷却する負荷と電源と
の間に接続された通電制御素子と、前記機器の温
度状態に応じて信号を発生する検出回路とを備え
た負荷制御装置において、前記通電制御素子の両
端子に１次側両端子が接続された全波整流回路
と、該全波整流回路の２次側両端子間に接続さ
れ、前記検出回路からの信号に基づいてオンオフ
する第１制御素子と、前記２次側両端子間に接続
され前記第１制御素子のオンオフが制御される第
２制御素子と信号発生器との直列回路と、前記通
電制御素子とは別に前記負荷への通電を遮断させ
る遮断装置とを備え、前記通電制御素子は前記第
２の制御素子のオンオフにて前記負荷への通電を
制御するよう動作し、前記通電制御素子の正常時
に前記信号発生器に印加れる電圧は該信号発生器
の動作電圧より低く、前記通電制御素子にオープ
ンが発生したときには前記信号発生器に動作電圧
が印加され、該信号発生器の動作により前記遮断
装置にて負荷への通電を遮断する負荷制御装置に
て上記問題点を解決するものである。

(ホ) 作用 負荷と電源との間に接続され負荷への通電を制
御する通電制御素子の正常時には、この通電制御
素子の両端子に接続された全波整流回路の出力及
び、検出回路の動作によるこの全波整流回路の２
次側両端子間に接続された第１、第２制御素子の
オンオフにより前記通電制御素子のオンオフは制
御され、この前記通電制御素子のオンオフにより
負荷への通電は制御され、又、前記通電制御素子
にオープンが発生したときには、前記全波整流回
路の出力と、前記検出回路の動作とにより第１、
第２制御素子は動作し、前記信号発生器には動作
電圧が印加され、該信号発生器の動作により前記
遮断回路にて前記負荷及び負荷制御装置への通電
を停止させる。

(ヘ) 実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

図面は負荷制御回路の概略回路を示し、１は単
相交流電源、２は恒温槽等の機器３に設けられた
加熱用ヒータ等の負荷で、この負荷はリレーであ
る遮断装置４のリレースイツチ４Ｓ及び双方向性
３端子サイリスタ等の通電制御素子５を介して電
源１に接続されている。又、６は全波整流回路で
１次側両端子６Ａ，６Ａは抵抗R₁，R₂を介して
通電制御素子５のアノード、カソード両端子に接
続され、２次側両端子６Ｂ，６Ｂ間には抵抗R₃，
R₄とNPN型トランジスタである第１制御素子７
と直列回路と、制御素子が第１制御素子７と抵抗
R₄との中点に接続されたサイリスタである第２
制御素子８とダイオードD₁と抵抗R₅との直列回
路とが接続され、さらにR₆，R₇は抵抗、R₈及び
９Ｄは夫々ダイオードD₁と抵抗R₅との直列回路
に並列接続された抵抗及び第１フオトダイオード
である。

さらに、１０は検出回路で、この検出回路には
機器３の温度を検出する温度検出器１１が接続さ
れ、検出回路１０は温度検出器１１からの温度信
号に基づいて動作する。又、検出回路１０に設け
られた第２フオトダイオード１２Ｄと対をなす第
２フオトトランジスタ１２Ｔのエミツタは抵抗
R₉を介して第１制御素子７のベースに接続され
ている。さらに、１３は保護回路で、直流電源ラ
インL₁，L₂間には、抵抗R₁₀、ダイオードD₂及び
信号発生器として設けた第１フオトダイオード９
Ｄと対をなす第１フオトトランジスタ９Ｔとの直
列回路が接続され、１４，R₁₁、及び１４は前記
礼直列回路と共にブリツジ回路を構成するインバ
ータ回路、抵抗及び、異常を表示する発光ダイオ
ードで、インバータ回路１３の出力端子は遮断装
置４の動作回路４Ｃに接続されている。

以下、上記制御回路の動作について説明する。

機器１内の空気温度が加熱により設定温度にな
つてからは、温度検出器１１が検出した空気温度
の変化による微小電圧の変化は検出回路１０へ入
力される。そして検出回路１０にて設定温度に基
づく信号と比較され、前記空気温度が設定温度よ
り低いときは、第２フオトダイオード１２Ｄが発
光して第２フオトトランジスタ１２Ｔはオンす
る。第２フオトトランジスタ１２Ｔのオンにより
第１制御素子７のベース電圧は低即ちローレベル
信号になり、第１制御素子７のオフにより第２制
御素子８の制御端子に全波整流回路６から抵抗
R₃，R₄を介して高即ちハイレベル信号が与えら
れ、第２制御素子８はオンする。第２制御素子８
のオンにより電源ラインL₃から抵抗R₁、全波整
流回路６、第２制御素子８、ダイオードD₁、及
び抵抗R₅、さらに全波整流回路６を介して通電
制御素子５の制御端子はハイレベル信号を入力し
てこの通電制御素子５はオンする。この通電制御
素子５のオンにより負荷２は通電され発熱する。
ここで、第２制御素子８は全波整流回路６からの
半波毎の出力によりオンし、このオン時第１フオ
トダイオード９Ｄへの印加電圧は低く第１フオト
ダイオード９Ｄは発光せず、第１フオトトランジ
スタ９Ｔはオフしておりインバータ回路１４はハ
イレベル信号を入力してローレベル信号を出力し
遮断装置４は動作しない。

又、予じめ検出回路１０に設定された負荷１１
の通電非通電の周期（例えば５秒）における通電
時間（例えば３秒）が終了すると、第２フオトダ
イオード１２Ｄは消灯して第２フオトトランジス
タ１２Ｔはオフし、第１制御素子７のベースにハ
イレベル信号が与えられ、第１制御素子７はオン
して第２制御素子８の制御端子へハイレベル信号
が与えられなくなり、第２制御素子８はオフを継
続する。第２制御素子８のオフにより通電制御素
子５の制御端子へはハイレベル信号が与えられな
くなり、第２フオトトランジスタ１２Ｔがオフの
間は通電制御素子５はオフを継続し、前記周期に
おける非通電時間（例えば２秒）の間は負荷２は
非通電状態にある。

以後、非通電時間が経過すると検出回路１０は
動作して第２フオトダイオード１２Ｄは点灯して
第２フオトトランジスタ１２Ｔはオンし、再び第
１制御素子７のベースはローレベル信号になり、
この第１制御素子７はオフして上記動作と同様に
通電制御素子５はオンして負荷２へ再び通電され
る。以後、機器３内の空気温度の変化に伴い通電
非通電の周期における負荷１１の通電時間は、検
出回路１０の動作により温度上昇のときは通電時
間が短縮、温度低下のときは通電時間が増加する
ように変化し、機器３内の空気温度は略一定に保
たれる。

以下、通電制御素子５に異常が発生したときの
動作について説明する。

上記のように負荷２への通電が制御され、検出
回路１０の第２フオトダイオード１２Ｄが発光し
て第２フオトトランジスタ１２Ｔがオンし、負荷
２の通電条件になつているときに、通電制御素子
５に異常が発生してオープンした際には、第１制
御素子７のオフにより第２制御素子８がオンした
とき通電制御素子５はオンしないため、ダイオー
ドD₁と抵抗R₅との直列回路に全波整流回路６を
介して電源電圧が印加され、第１フオトダイオー
ド９Ｄの印加電圧は動作電圧を越え、第１フオト
ダイオード９Ｄは点灯する。ここで単相交流電源
１の出力電圧が100Vのときは、第１フオトダイ
オード９Ｄの動作電圧は前記出力電圧よりはるか
に低いと共に、通電制御素子５が正常時にオンす
るときのダイオードD₁、抵抗R₅の端子間電圧よ
りは低い例えば1.8V〜2.0Vの間に設定されてい
る。そして第１フオトダイオード９Ｄが点灯する
と保護回路１３の第２フオトトランジスタ９Ｔは
オンし、インバータ回路１４はローレベル信号を
入力してハイレベル信号を出力し、発光ダイオー
ド１４は点灯して通電制御素子５の異常を表示す
ると共に、動作回路４Ｃへハイレベル信号が与え
られリレースイツチ４Ｓはオフする。

リレースイツチ４Ｓのオフにより負荷２へは通
電制御素子５の動作及び異常に関係なく通電され
なくなり、又、全波整流回路６の出力は停止して
第１フオトダイオード９Ｄは消灯し、第１フオト
トランジスタ９Ｔはオフする。第１フオトトラン
ジスタ９Ｔのオフによりインバータ回路１４はハ
イレベル信号を入力してローレベル信号を出力す
る。ここで、動作回路４Ｃへローレベル信号が与
えられても、動作回路４Ｃは例えばリセツトスイ
ツチ（図示せず）等を動作させるまで切り換わら
ず、リレースイツチ４Ｓはオフを継続する。そし
て機器３の使用者が通電制御素子５を正常なもの
と交換した後、動作回路４Ｃをリセツトさせるこ
とによりリレースイツチ４Ｓはオンし、通電制御
素子５のオンオフに基づいて負荷２への通電は制
御され、機器３の運転は再開される。

又、検出回路１０の第２フオトダイオード１２
Ｄが消灯して第２フオトトランジスタ１２Ｔがオ
フし、負荷２の非通電状態になつているときに、
通電制御素子５に異常が発生してオープンした際
には、通電制御素子５が正常なときと同様に負荷
２の非通電状態は継続される。そして予じめ設定
された負荷２の通電非通電の周期の非通電時間が
終了し、第２フオトダイオード１２Ｄが点灯して
第２フオトトランジスタ１２Ｔがオンし、負荷２
の通電状態に移つたとき、上記の負荷２の通電状
態のときに通電制御素子５がオープンしたときと
同様に第１フオトダイオード９Ｄは点灯する。そ
して保護回路１３、動作回路４Ｃ、及び遮断装置
４は動作してリレースイツチ４Ｓはオフする。

以後、通電制御素子５を正常なものと交換した
後、動作回路４Ｃをリセツトさせることにより機
器３の運転は再開される。

従つて、通電制御素子５が正常に動作している
ときには全波整流回路６の出力と、検出回路１０
の動作即ち第２フオトダイオード１２Ｄ及び第２
フオトトランジスタ１２Ｔのオンオフとによる第
１、第２制御素子７，８のオンオフにより、通電
制御素子５のオンオフは制御され、負荷２の通
電、非通電により機器３内の空気温度を略一定に
保つことができる。又、通電制御素子５に異常が
発生してオープン状態になつた際には、検出回路
１０の第２フオトダイオード１２Ｄが点灯し第１
制御素子７がオフ、第２制御素子８がオンして負
荷２が通電状態になつているとき、又は通電状態
になつたとき、第１フオトダイオード９Ｄに動作
電圧が印加され、全波整流回路６の出力が単相交
流電源１の出力の波高値まで上昇する前の小さな
値のときに第１フオトダイオード９Ｄの点灯によ
り保護回路１３、動作回路４Ｃ及び遮断装置４を
動作させ、リレースイツチ４Ｓをオフさせ負荷制
御装置自身の保護を図ることができると共に、回
路中の抵抗等に抵抗値の小さいものを使用でき、
又、通電制御素子５が正常に動作しているとき、
通電制御素子５のオンオフを制御している第１、
第２制御素子７，８等を利用し、通電制御素子５
にオープン状態が発生したときには第１フオトダ
イオード９Ｄを動作させることができ、その結
果、全波整流回路６の２次側両端子間に接続され
た第１、第２制御素子７，８を、通電制御素子５
の正常時の制御及び異常時の異常検出双方に使用
でき、回路構成の簡略化を図ることができる。

尚、上記実施例において単相電源１に接続され
た負荷２の制御装置について説明したが、３相交
流電源に接続され例えばデルタ結線された負荷
を、前記電源と負荷間の２ラインに通電制御素子
を設けて制御するときでも、各通電制御素子の両
端子に本発明と同様に全波整流器等を接続するこ
とにより上記実施例と同様な作用効果を得ること
ができる。

又、機器３が冷蔵庫等の低温庫で負荷２が冷凍
装置を構成する圧縮機等のときも、上記実施例と
同様な作用効果を得ることができる。

(ト) 発明の効果 本発明は上記のように構成された負荷制御装置
であるから、通電制御素子のオープン時に負荷及
び負荷制御装置への通電を遮断して負荷制御装置
自身の保護を図ることができ、又全波整流回路の
２次側両端子間に接続された第１、第２制御素子
を前記通電制御素子の正常時のオンオフ制御及び
オープン発生時の異常検出双方に兼用して使用で
き、異常検出用の新たな回路を負荷制御装置に設
ける必要はなく、回路構成の簡略化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例として示した負荷制御
装置の概略回路図である。 １…単相交流電源、２…負荷、３…機器、４…
遮断装置、５…通電制御素子、６…全波整流回
路、７，８…第１、第２制御素子、９Ｄ…第１フ
オトダイオード（信号発生器）、１０…検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機器を加熱又は冷却する負荷と電源との間に
   接続された通電制御素子と、前記機器の温度状態
   に応じて信号を発生する検出回路とを備えた負荷
   制御装置において、前記通電制御素子の両端子に
   １次側両端子が接続された全波整流回路と、該全
   波整流回路の２次側両端子間に接続され、前記検
   出回路からの信号に基づいてオンオフする第１制
   御素子と、前記２次側両端子間に接続され前記第
   １制御素子のオンオフにてオンオフが制御される
   第２制御素子と信号発生器との直列回路と、前記
   通電制御素子とは別に前記負荷への通電を遮断さ
   せる遮断装置とを備え、前記通電制御素子は前記
   第２制御素子のオンオフにて前記負荷への通電を
   制御するよう動作し、前記通電制御素子の正常時
   に前記信号発生器に印加される電圧は該信号発生
   器の動作電圧より低く、前記通電制御素子にオー
   プンが発生したときには前記信号発生器に動作電
   圧が印加され、該信号発生器の動作により前記遮
   断装置にて負荷への通電を遮断することを特徴と
   する負荷制御装置。