JPH06231862A - 電気湯沸かし器の位相制御回路 - Google Patents

電気湯沸かし器の位相制御回路

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JPH06231862A
JPH06231862A JP1718393A JP1718393A JPH06231862A JP H06231862 A JPH06231862 A JP H06231862A JP 1718393 A JP1718393 A JP 1718393A JP 1718393 A JP1718393 A JP 1718393A JP H06231862 A JPH06231862 A JP H06231862A
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Hisayasu Katayama
尚保 片山
Toshihiro Horiuchi
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 交流電源が低下した場合でも100%の通電
状態が得られ十分な湯温を確保する。 【構成】 交流電源30から負の直流電圧Vccを発生
する第一の電源回路31と、第一の電源回路31から分
圧して直流電圧Vddを発生する第二の電源回路36が
設けられている。また、比較器59の電源とCR充放電
回路41の放電部46は第一の電源回路31に接続され
増幅回路53とCR充放電回路41の充電部41は第二
の電源回路36に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気湯沸かし器の位相
制御回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気湯沸かし器の構成を図4に示す。図
において、給水口1からシャワーヘッド2の間に設けた
タンク3に、ヒータ4、及び、サーミスタ5が設けられ
ている。そしてこのサーミスタ5で湯温を検出しなが
ら、ボリューム6で設定した温度になるように、ヒータ
4の通電量を制御器7で位相制御して流水を加熱し、シ
ャワーヘッド2から出湯させていた。次にこの従来の電
気湯沸かし器を制御する位相制御回路を図5、図6に基
づいて説明する。
【0003】電源回路11は交流電源10から直流電圧
Vccを作り、各回路へ供給する。パルス発生回路12
は交流電源10に同期したゼロクロスパルスを発生し
て、CR充放電回路13の放電部14を駆動する。ゼロ
クロスパルス発生期間以外の期間は、放電部14のトラ
ンジスタ15がオフであるので充電部16のコンデンサ
17は充電されCR充放電回路13の出力Vsである比
較器18の非反転入力端子(+)の電位Vsが除除に上
昇する。そして、ゼロクロスパルス発生期間においてト
ランジスタ15がオンとなり、コンデンサ17の電荷が
急速に放電して、比較器18の非反転入力端子(+)の
電位Vsは、ほぼトランジスタ15のエミッタ電位とな
る。従って、比較器18の非反転入力端子(+)の電圧
Vsは図6のように鋸状の波形となる。
【0004】一方、比較器18の反転入力端子(−)に
は、温度検出回路19と温度設定回路20の電位差を増
幅回路21で増幅した直流電圧Vtを入力する。比較器
18の反転入力端子(−)の電圧Vtは、高温出湯側ほ
ど低くなる。例えば、ボリューム22の抵抗値を小さく
して高温側に設定すると比較器18の反転入力端子
(−)の電圧Vtは低くなり100%通電に近づく。比
較器18はCR充放電回路13の出力Vsと増幅回路2
1の出力Vtを比較してVs>Vtの電位関係になると
Hiを出力して、トリガ回路23を駆動、トライアック
24を導通させてヒータ25へ通電し流水を加熱する。
そして、温度検出回路19のサーミスタ26で、入水温
や流量の変化による湯温の変化を検出し、トライアック
24のオン位相を制御してヒータ25の通電量を決め、
温度設定回路20で設定した温度にコントロールする。
【0005】ダイオード27は増幅回路の出力電圧Vt
が、必ずCR充放電回路13の出力電圧Vsよりも高い
所があるようにするためで、ダイオード27がないと、
ゼロクロスパルス発生期間において、Vsはトランジス
タ15のVCE(sat)電圧と抵抗28での発生電圧
の和となり約0.3V程度発生するが、Vtはオペアンプ
出力であるので最低Vccまで下がり、Vtが常にVs
よりも低くなってしまって、比較器18の出力がLoと
なり100%通電が必要にもかかわらずトライアック2
4がオフしてしまう。この100%通電側においてトラ
イアック24がオフしてしまうのをダイオード27で防
止する構成となっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、100%通電側におけるCR充放電回路
13の出力Vsと増幅回路21の出力Vtの関係が、交
流電源10が定格値においては図7のように出力Vsと
出力Vtの交差する位相Taが交流電源10の0Vに近
い所となり、ヒータ25はほぼ100%通電状態とな
る。しかし、交流電源10が低下し電源回路11が安定
化しなくなった場合においては、図8のように出力Vt
が定電圧素子であるダイオード27によって、負の直流
電圧Vccからの電圧Vaが交流電源10の定格値の時
と同じであるため、及び、CR充放電回路13の出力V
sの充電波形が緩やかとなるため、出力Vsと出力Vt
の交差する位相Tbが交流電源10の0Vからかなり離
れた所となって、100%通電状態が得られなくなり、
所定の湯温がでなくなってしまう。もちろん、電源回路
11の抵抗29を交流電源10が低下しても安定化が得
られるような小さな値に設定すれば、前記のような問題
点は発生しないが、今度は抵抗29の消費電力が大きく
なり、特にマレーシアなどの交流電源10の電圧が24
0V等と高い国においては非常に抵抗29の消費電力が
大きくなり、抵抗29の消費電力が大きくなると、抵抗
29の形状を大きくしなければならず、また、放熱スペ
ースも必要となり大きな実装容量が必要でコスト高とも
なり実現が非常に難しかった。
【0007】本発明はかかる従来の課題を解決するもの
で、実装容量が小さく、交流電源が低下した場合でも1
00%の通電状態が得られ十分な湯温が出湯する電気湯
沸かし器の位相制御回路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の電気湯沸かし器の位相制御回路は、交流電
源から負の直流電圧を発生する第一の電源回路と、第一
の電源回路から分圧して直流電圧を発生する第二の電源
回路を構成して、比較器の電源とCR充放電回路の放電
部は第一の電源回路に接続し、増幅回路とCR充放電回
路の充電部は第二の電源回路に接続した位相制御回路と
したものである。
【0009】
【作用】本発明は上記した構成により、交流電源の低下
時において負の直流電圧を発生する第一の電源回路、及
び、第二の電源回路が安定化しなくなっても、CR充放
電回路の最低電圧と増幅回路の出力電圧の最低値の電圧
差が、第二の電源回路を構成する分圧抵抗で発生する電
圧で決まり、この分圧抵抗で発生する電圧は第二の電源
回路の負荷電流によってきまる。従って、交流電源が低
下して第一の電源回路、及び、第二の電源回路が安定化
しなくなって低下すると第二の電源回路の負荷電流が減
少して第二の電源回路を構成する分圧抵抗で発生する電
圧も低下する。すなわち、CR充放電回路の最低電圧と
増幅回路の出力電圧の最低値の電圧差が交流電源が低下
すると小さくなり、CR充放電回路の出力と増幅回路の
出力が交差する位相が交流電源の0V位相に近づき、ゆ
えに、ヒータの100%通電状態が確保できるものであ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は電気湯沸かし器の位相制御回路図で30
は交流電源、31は第一の電源回路でダイオード32で
整流、抵抗33で降圧、ツェナーダイオード34で安定
化、コンデンサ35で平滑して負の直流電圧Vccを出
力する。36は第二の電源回路で第一の電源回路31の
直流電圧Vccを分圧抵抗37で降圧、ツェナーダイオ
ード38で安定化、コンデンサ39で平滑して直流電圧
Vddを出力する。40はパルス発生回路で交流電源3
0に同期したゼロクロスパルスを発生する。41はCR
充放電回路でパルス発生回路40で駆動され抵抗42と
コンデンサ43で充電部44を、トランジスタ45で放
電部46を構成して鋸状の波形の電圧Vsを出力する。
47は温度検出回路で湯温をサーミスタ48で検出して
抵抗49との分割電圧を出力する。50は温度設定回路
で湯温をボリューム51で設定して抵抗52との分割電
圧を出力する。53は増幅回路でインピーダンス変換す
るオペアンプ54、増幅するオペアンプ55、抵抗5
6、抵抗57、抵抗58で構成して温度検出回路47と
温度設定回路50の出力電圧差を増幅して直流電圧Vt
を出力する。59は比較器でCR充放電回路41の出力
Vsと増幅回路53の出力Vtを比較してVs>Vtな
らばHiを出力する。60はトリガ回路で比較器59の
出力がHiとなった位相にトリガパルスを出力する。6
1はトライアックでトリガ回路60のトリガパルスによ
り駆動する。62はヒータでトライアック61がオンす
ると交流電源30が供給され流水を加熱する。そして、
比較器59の電源とCR充放電回路41の放電部46は
第一の電源回路31に接続し、増幅回路53とCR充放
電回路41の充電部44は第二の電源回路36に接続し
ている。
【0011】上記構成において、図2の動作説明図と共
に説明する。交流電源30に同期したゼロクロスパルス
を発生するパルス発生回路40の出力Vzは交流電源3
0の0VにおいてHiとなってCR充放電回路41の放
電部46を駆動する。このパルス発生回路40の出力V
zがLoの期間において、CR充放電回路41の充電部
44のコンデンサ43は、抵抗42とで決まる時定数に
よって充電される。そして、パルス発生回路40の出力
VzがHiの期間において、トランジスタ45がオンし
てコンデンサ43の電荷を第二の電源回路36の分圧抵
抗37を介して急速に放電すると共に、出力Vsの電圧
を第一の電源回路31の負の直流電圧Vcc電位として
鋸波の出力Vsを出力する。増幅回路53は温度検出回
路47と温度設定回路50の出力電圧差を増幅して直流
電圧Vtを出力し、その直流電圧Vtはボリューム51
の抵抗値を小さくするほど低くなり、最低値は第二の電
源回路36の出力である直流電圧Vdd電位となる。ま
た、ボリューム51抵抗値が一定で流量が増加、また
は、入水温が低下してサーミスタ48の抵抗値が増加し
ても、直流電圧Vtは低くなり、最低値は第二の電源回
路36の出力である直流電圧Vdd電位となる。
【0012】そして、比較器59で出力Vsと出力Vt
を比較してVs>Vtとなった時点で比較器59がHi
を出力して、トリガ回路60を駆動してトリガパルスを
出力し、トライアック61をオンしてヒータ62へ通電
する。比較器59がHiを出力する時点、すなわち、位
相は増幅回路53の出力Vtが低いほど前に進みヒータ
62の通電量が100%側へと増加する。ヒータ62へ
の通電量が増加すれば流水を加熱する能力が上がり出湯
する湯温は高くなる。そして、ヒータ62の最大の通電
量は、交流電源30の0V時点における出力Vsの最低
値と、出力Vtの最低値、すなわち、第一の電源回路3
1の出力Vccと第二の電源回路36の出力Vddの電
位差Vbから決まることとなり、この電位差Vbが小さ
いほど最大の通電量は大きくなる。
【0013】次に、図3のように交流電源30が低下し
た時において、負の直流電圧Vccを発生する第一の電
源回路31、及び、負の直流電圧Vddを発生する第二
の電源回路36が安定化しなくなると、CR充放電回路
41の出力Vsの最低電圧と、増幅回路53の出力Vt
の最小値の電圧差が、第二の電源回路36を構成する分
圧抵抗37に発生する電圧で決まり、この分圧抵抗37
で発生する電圧は第二の電源回路36の負荷電流によっ
てきまる。従って、交流電源30が低下して第一の電源
回路31、及び、第二の電源回路36が安定化しなくな
って低下すると第二の電源回路36の負荷電流が減少し
て第二の電源回路36を構成する分圧抵抗37で発生す
る電圧も低下する。すなわち、CR充放電回路41の出
力Vsの最低電圧と増幅回路53の出力電圧Vtの最低
値の電圧差Vcが交流電源30が低下するほど小さくな
り、出力Vsと出力Vtが交差する位相Tcは、交流電
源30の0Vに近い所を維持することになる。
【0014】
【発明の効果】以上のように、本発明は交流電源から負
の直流電圧を発生する第一の電源回路と、第一の電源回
路から分圧して直流電圧を発生する第二の電源回路を構
成して、比較器の電源とCR充放電回路の放電部は第一
の電源回路に接続し、増幅回路とCR充放電回路の充電
部は第二の電源回路に接続することにより、交流電源が
低下したときにおいても、第一の電源回路の降圧する抵
抗の値を小さくすることなく、CR充放電回路の出力V
sと増幅回路の出力Vtの最低値がVs>Vtの電位関
係となる位相を、交流電源の0V位相に近づけることが
でき、ヒータの100%通電状態が確実に確保でき、十
分な湯温が得られるもので、第一の電源回路の交流電源
を降圧する抵抗の消費電力が抑えられ、よって、第一の
電源回路の降圧する抵抗の形状、及び、放熱スペースも
小さくなり、実装容量が小さく、また、コスト安ともな
る電気湯沸かし器の位相制御回路を提供することができ
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の電気湯沸かし器の位相制御
回路図
【図2】同回路の第一の動作説明図
【図3】同回路の第二の動作説明図
【図4】電気湯沸かし器の構成図
【図5】従来の電気湯沸かし器の位相制御回路図
【図6】同回路の第一の動作説明図
【図7】同回路の第二の動作説明図
【図8】同回路の第三の動作説明図
【符号の説明】
30 交流電源 31 第一の電源回路 36 第二の電源回路 40 パルス発生回路 41 CR充放電回路 44 充電部 46 放電部 47 温度検出回路 50 温度設定回路 53 増幅回路 59 比較器 60 トリガ回路 61 トライアック 62 ヒータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水を加熱するヒータと、前記ヒータへ交流
    電源を供給するトライアックと、前記交流電源から負の
    直流電圧を発生する第一の電源回路と、前記第一の電源
    回路から分圧して直流電圧を発生する第二の電源回路
    と、前記交流電源に同期したゼロクロスパルスを発生す
    るパルス発生回路と、前記ゼロクロスパルスが発生して
    いない時にコンデンサに充電する充電部と前記ゼロクロ
    スパルスが発生している時にコンデンサに電荷を放電す
    る放電部とからなり鋸波を出力するCR充放電回路と、
    前記ヒータで加熱した水の湯温を検出する温度検出回路
    と、前記ヒータで加熱する水の温度を設定する温度設定
    回路と、前記温度検出回路と前記温度設定回路との電圧
    差を増幅する増幅回路と、前記CR充放電回路と前記増
    幅回路との出力を比較する比較器と、前記比較器からの
    出力により駆動され前記トライアックヘトリガ信号を出
    力するトリガ回路とを備え、前記比較器の電源と前記C
    R充放電回路の放電部は第一の電源回路に接続し、前記
    増幅回路と前記CR充放電回路の充電部は前記第二の電
    源回路に接続した電気湯沸かし器の位相制御回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4876168A (en) * 1987-06-26 1989-10-24 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Photosensitive member comprising charge generating layer and charge transporting layer comprising amorphous carbon containing chalogen or transition metal

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4876168A (en) * 1987-06-26 1989-10-24 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Photosensitive member comprising charge generating layer and charge transporting layer comprising amorphous carbon containing chalogen or transition metal

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