JPH0642175B2 - 温度制御回路 - Google Patents

温度制御回路

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JPH0642175B2
JPH0642175B2 JP60038021A JP3802185A JPH0642175B2 JP H0642175 B2 JPH0642175 B2 JP H0642175B2 JP 60038021 A JP60038021 A JP 60038021A JP 3802185 A JP3802185 A JP 3802185A JP H0642175 B2 JPH0642175 B2 JP H0642175B2
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JP60038021A
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慶一 森
昭彦 中島
志郎 竹下
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/24Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフェールセーフ機能を有し、複数個の温度設定
値と温度センサの相関を検知可能とする温度制御回路に
関するものである。
従来の技術 従来、燃焼式温風機等は安全性を保つため第4図に示す
ような回路がよく用いられている。第4図はガス燃焼式
温風暖房器の回路例で、直流電源1により駆動されるマ
イクロコンピュータ(以下CPUの呼ぶ)2によりパル
ス信号aを発生し、これを増幅してトランク3の1次巻
線に印加する。これによりトランス3の2次巻線に誘導
起電力が発生する。これをダイオード4で整流し、コン
デンサ5で平滑して直流電圧とし、電磁弁6を開き燃料
を供給する。CPUからのパルス出力aが停止するとト
ランス3の電流がなくなり電磁弁6は閉じ燃料の供給を
停止する。この回路でどの部品がシュートあるいはオー
プンの故障をしても電磁弁5は閉じるため、非常に安全
性の高い回路となっている。7はバーナ(図示せず)の
着火、失火を検知したり温度制御をするための温度セン
サで、ここでは負特性感温抵抗素子を使用している。8
はA−D変換回路でCPU2からの4ビットの出力に応
じて16段階のアナログ電位eaを出力する。センサ7と
抵抗9の分圧電位ebとA−D出力電位eaと比較器10で
比較しCPU2は現在のセンサ7の検知温度を知ること
ができる構成である。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら第4図の構成ではA−D変換回路8が複雑
になりCPU2もこれに多くの出力ポートを割付ける必
要がある上にプログラムも出力b1〜b4を順次切替えて入
力Cをチェックし、センサ7の温度を求めていくという
複雑なものとなるという問題点を有していた。
本発明はかかる従来の問題点を解決するもので、アクチ
ェータ(電磁弁6)を駆動するパルス信号を利用して必
要な温度設定値を定期的に切替え、パルス信号に同期し
てセンサ信号と温度設定値を比較する比較回路を設ける
のみでA−D変換回路の不要な簡単な構成で、確実にセ
ンサ7の温度を判定可能とした上に回路全体のフェール
セーフ化をはかることを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明の温度制御回路は、マイクロコンピュータ等で構
成したパルス発生回路部と、このパルス信号の有無によ
り駆動される電磁弁等のアクチュータと、被制御部の温
度を検出する温度センサと、この温度センサで検出した
温度を計測して電気信号を出力する温度検知回路部を有
し、この温度検知回路部には上記パルス発生回路部の出
力パルスに応じて温度設定値を切替える温度切替回路
と、この温度設定値と温度センサの値を比較する比較回
路とからなる構成とした。
作 用 本発明は上記した構成により、温度設定値はパルス発生
回路部の出力パルスに応じて切替るため、センサ温度が
下限設定温度と上限設定温度内にあることを検出する場
合には、比較回路の出力はパルス信号と同期して出力さ
れ、上限、下限いずれかに外れると比較回路がハイ、あ
るいはロー出力になり続けるため簡単にセンサの温度の
検知ができる。またこの回路中のどの部品がオープンあ
るいはショート故障しても検知可能でありフェールセー
フ性が高い回路である。
実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
第1図において第4図と同等の働きをする部品は同一番
号を記す。マイクロコンピュータ(CPU)2は出力a
より一定周期のパルス信号を出力する。この信号はイン
バータ回路11、抵抗12、トランジスタ13により増
幅され、パルストランス3の一次巻線に印加される。こ
れによりパルストランス3の二次巻線には誘導電圧が発
生し、これをダイオード4で整流し、コンデンサ5で平
滑して直流に直して電磁弁6のコイルに印加する。第2
図は、ガスバーナ14によりファンモータ15から送風
された風を加熱し、吹出し口16から吹出す温風暖房機
の例であるが、電磁弁6はガス入口17からガスバーナ
14に至る通路に設けられている。電磁弁6が開くとガ
スがバーナ14に供給され点火器(図示せず)により点
火し燃焼を開始する。第1図のCPU2からのパルス信
号がなくなった時(ハイ、ローどちらでもよい)パルス
トランス3は動作しなくなり電磁弁6の電源供給が断た
れる。これによりバーナ14へのガスの供給が停止され
バーナ14は消火する。これはCPU2から電磁弁6に
至るどの部分がオープンあるいはショート故障した場合
であっても必ず電磁弁6は閉じる方向に作用する。
CPU2のパルス出力aは温度検知回路部18の温度切
替回路19にも入力されている。温度検知回路部18は
温度センサ7と抵抗20の分圧電位eTと、抵抗21、2
2で分圧された基準設定電位eSを比較回路23で比較
し、CPU2へ信号を出力する。温度センサ7は第4図
と同様負特性感温抵抗素子を使用しているため、温度が
低い時eS>eTとなり出力Cはローとなり、温度が高くな
りeS<eTとなった時にハイ出力となる。ここでパルス出
力aはインバータ24、ダイオード25、抵抗26を通
して電位eSに接続されている。これによりパルス信号の
ハイロー出力に応じて抵抗22と並列の抵抗26が断続
される状態となる。この結果第1図に示す回路構成で
は、パルス出力aがロー出力の時には電位eSは抵抗2
1、22の分圧電位であるeS1、また出力aがハイ出力
の時は電位eSは抵抗22と26の並列抵抗値と抵抗2
1の分圧電位すなわちeS2となる。このようにパルスの
出力のハイローに応じて電位はeSはeS1とeS2に切替
えられる。ここでパルスのハイローと電位の切替状態
は、第1図の回路構成により自由に組み替えられる。例
えば第1図のインバータ24をもう1段追加する事によ
り上記に説明したパルスのハイローと電位eS1、eS2
全く逆転する。
第2図の温風機ではセンサ7により燃焼筒27の温度を
検知し、バーナ14の着火検知と異常過熱を検出してい
る。
第3図に第1図の回路の各部の波形を示す。aはCPU
2からのパルス出力波形eはeT、eSの電位変化を示し、
Cは比較23の出力波形を示す。電位eSは図のようにパ
ルス波形と同期してeS1とeS2が切替えられている。ここ
でeS1、eS2の値は、回路設計時に抵抗21、22、26
の抵抗値により、機器の特性やセンサの性能に応じて任
意に設定可能である。
今、バーナ14が着火するとセンサ7の温度は上昇して
いき電位eTも上昇していく。第2図X域ではセンサ7の
温度がeS1、eS2よりも低いため出力Cはローを維持す
る。CPU2はパルスaを出力し、電磁弁6を開いた後
一定時間以内にY域に移行しない場合は不着火とみなし
パルス出力aを停止する。センサ7の温度がeS1とeS2
間にある時は出力CはY域のようにパルスaと同期した
パルス波形となる。温度がさらに上昇するとZ域となり
出力Cはハイを持続する。第2図の構成の場合は、Z域
になれば燃焼筒27の温度が上昇したため、CPU2は
パルスaを停止し電磁弁6を閉止する。この時出力aを
ロー出力でパルス停止することにより電位eS1が維持さ
れている。このため出力Cはハイを保つが温度低下によ
りeS1>eTとなった時出力CはローとなりCPU2は再
度電磁弁を開くようにパルスaを出力する構成にしても
よい。またY域が燃焼中でX域になればバーナ14が失
火したと判定し電磁弁6閉じる。ここではセンサ7を温
度安全センサとして使用したが、センサ7に応じて燃焼
量を制御する構成であってもよい。
また電磁弁6の駆動回路と同様に温度検知回路部18の
どの部分かオープンあるいはショート故障しても出力C
はX域あるはZ域に入ったのと同様の出力となり故障を
検知できる。
温度切替回路部19を工夫すれば電位eSの切替段数も多
くする事も可能である。また本実施例ではガス温風暖房
器を例に説明したが石油燃料の場合でも、電気ヒータで
あっても同様の効果が得られる。この時は電磁弁6は被
制御機器に最適なアクチェータに置きかえる事も容易で
ある。(例えば電磁ポンプや電磁リレー等)さらに電磁
弁駆動の回路はパルストランス3を用いない構成であっ
てもパルス信号によりアクチェータを駆動する構成であ
ればよい。同様にパルス発生回路部はマイクロコンピュ
ータ2を使用しなくてもよい。
発明の効果 以上のように本発明の温度制御回路によれば次のような
効果が得られる。
(1) 電磁弁等のアクチェータを駆動するパルス信号に
より温度検知回路18の設定温度を切替えるため、マイ
クロコンピュータを使用する場合には設定温度切替え用
の出力信号が不要でありマイクロコンピュータの出力ポ
ートの節約となる。またプログラムでも比較回路23の
出力信号Cをチェックするのみでよく複雑なA−D変換
処理が不要となり、メモリー(ROM)の節減となる。
(2) 電磁弁(アクチェータ)をはじめとして回路全体
がパルス出力信号aを基準にして動作する構成であり、
パルスが正常に伝達された時のみ正常と判定してシーケ
ンスを維持するため、回路の中のどの部品がオープン・
ショート故障してもパルスが正常に伝達されなくなり故
障判定ができる構成であるので、フェールセーフ性の高
い温度制御回路が実現可能となり安心して使用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す温度制御回路の回路
図、第2図はガス温風暖房機に応用した例を示す構成
図、第3図a、b、cは第1図の回路の各部の信号を示
すタイムチャート、第4図は従来例の回路図である。 2……マイクロコンピュータ(CPU、パルス信号発生
部)、6……電磁弁(アクチェータ)、7……温度セン
サ、18……温度検知回路部、19……温度切替回路、
23……比較回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パルス信号を出力するパルス発生回路部
    と、前記パルス信号が出力されている時にのみ駆動され
    る構成のアクチェータと、被制御物の温度を検出する温
    度センサと、前記温度センサで検出した温度を計測して
    電気信号を出力する温度検知回路部を有し、前記温度検
    知回路部は前記パルス発生回路部から出るパルス信号の
    出力パルスのハイローに応じて温度設定値を切替える温
    度切替え回路と、前記温度設定値と前記温度センサの値
    を比較する比較回路とからなり、前記温度センサで検出
    した温度が上限温度設定値と下限温度設計値との間にあ
    る場合にはパルス発生回路部からパルス信号が出力され
    上限温度設定値又は下限温度設定値のいずれかから外れ
    る場合にはパルス発生回路部からのパルス信号の出力を
    停止する温度制御回路。
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