JPH0720950A - Temperature control circuit - Google Patents

Temperature control circuit

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JPH0720950A
JPH0720950A JP16566393A JP16566393A JPH0720950A JP H0720950 A JPH0720950 A JP H0720950A JP 16566393 A JP16566393 A JP 16566393A JP 16566393 A JP16566393 A JP 16566393A JP H0720950 A JPH0720950 A JP H0720950A
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thermomodule
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Katsuaki Sasaki
勝昭 笹木
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Abstract

PURPOSE:To manufacture a temperature control circuit small in power consumption small in size and low in cost by applying a specific pulse signal to the base of a transistor(TR) and electric power to the collector, and interposing a diode between both emitters and a coil between the emitters and a thermomodule. CONSTITUTION:The output of a PID control part 11 is applied to a PWM circuit 21 and specific pulse width modulation is imposed to generate a PWM signal having duty corresponding to the deviation between a previously set temperature set value T0 and a temperature actually measured value T1. When the PWM signal is applied to the base of the TR 1, a cooling current ic having a specific waveform is obtained in the ON state of the TR 1 and specific energy is accumulated in the coil L1. In the OFF state of the TR 1, on the other hand, the energy accumulated in the coil L1 is discharged a circulating current flows through the diode D1. Therefore, the cooling current and circulating current are put together to obtain a DC current including a ripple on the whole. In this case, the power consumption corresponds to only the saturation voltages of the TR 1 and D1.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はサーモモジュールを使
用した温度コントロール回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature control circuit using a thermo module.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種装置としては図10に示す
ものが知られている。
2. Description of the Related Art As a conventional device of this type, one shown in FIG. 10 is known.

【0003】同図において、あらかじめ設定された温度
の設定値T0 及び温度の実測値T1は加算部10に入力
され、その偏差がとられ、PID制御部11に入力され
る。PID制御部11では所定のPID処理を施した
後、その出力をV−I変換回路12に加える。V−I変
換回路12では入力された電圧信号を電流信号に変化す
る電圧/電流変換を行い、その出力を温度コントロール
回路20内の並列接続された2つのトランジスタTr1
,Tr2 に入力する。これによれり、V−I変換回路
12の出力が正のときは、トランジスタTr1 がV−I
変換回路12の出力レベルに応じて導通し、冷却電流i
c がトランジスタTr1 、抵抗13を介してサーモモジ
ュール14側に流れ、負のときは、トランジスタTr2
がV−I変換回路12の出力レベルに応じて導通し、加
熱電流iH がサーモモジュール14から抵抗13を介し
てトランジスタTr2 側に流れる。
In FIG. 1, a preset temperature set value T0 and a preset temperature measured value T1 are input to an adder unit 10, a deviation between them is calculated, and a PID control unit 11 is input. The PID control unit 11 performs a predetermined PID process and then applies the output to the VI conversion circuit 12. The V-I conversion circuit 12 performs voltage / current conversion to change the input voltage signal into a current signal, and outputs the output from the two parallel-connected transistors Tr1 in the temperature control circuit 20.
, Tr2. Due to this, when the output of the V-I conversion circuit 12 is positive, the transistor Tr1 becomes V-I.
It conducts according to the output level of the conversion circuit 12, and the cooling current i
c flows to the thermo module 14 side through the transistor Tr1 and the resistor 13, and when it is negative, the transistor Tr2
Becomes conductive in accordance with the output level of the V-I conversion circuit 12, and the heating current iH flows from the thermo module 14 through the resistor 13 to the transistor Tr2 side.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来装置にあっては、サーモモジュール14に流れ
る最大冷却電流をic max 、最大加熱電流をiH max と
すると、図11に示す如く、冷却電流ic を0〜ic max
の範囲で、また加熱電流iH を0〜iHmaxの範囲でそれ
ぞれリニアに制御し、温度コントロールをしている。
However, in the conventional device as described above, when the maximum cooling current flowing through the thermomodule 14 is ic max and the maximum heating current is iH max, the cooling current is as shown in FIG. ic is 0 to ic max
And the heating current iH is linearly controlled in the range of 0 to iHmax to control the temperature.

【0005】このため、例えば、サーモモジュール14
の冷却時において、トランジスタTr1 側では、図12
に示す如く、電源電圧をVc 、トランジスタTr1 への
印加電圧をVTr1 、抵抗13の抵抗をr、サーモモジュ
ール14の抵抗をR、冷却電流をic とすると、 Vc =VTr1 +ic (r+R) …(1) となるので、 VTr1 =Vc −ic (r+R) …(2) となり、トランジスタTr1 の消費電力PTr1 は、次式
で表わせる。
Therefore, for example, the thermo module 14
When the transistor Tr1 is cooled,
As shown in, when the power supply voltage is Vc, the applied voltage to the transistor Tr1 is VTr1, the resistance of the resistor 13 is r, the resistance of the thermomodule 14 is R, and the cooling current is ic, Vc = VTr1 + ic (r + R) (1 ), VTr1 = Vc-ic (r + R) (2), and the power consumption PTr1 of the transistor Tr1 can be expressed by the following equation.

【0006】 PTr1 =VTr1 ・ic =ic (Vc −ic (r+R)) …(3) つまり、(3) 式は第13図に示す如き放物線で示される
ので、 ic =Vc /2(r+R) …(4) のとき最大となる。
PTr1 = VTr1.ic = ic (Vc-ic (r + R)) (3) That is, since the equation (3) is expressed by a parabola as shown in FIG. 13, ic = Vc / 2 (r + R). It becomes the maximum when (4).

【0007】これはサーモモジュール14の加熱時にお
いて、トランジスタTr2 側で消費される電力PTr2 も
同様である。
This also applies to the power PTr2 consumed on the transistor Tr2 side when the thermo module 14 is heated.

【0008】ところで、上記の如き両トランジスタTr
1 ,Tr2 で消費される電力PTr1,PTr2 は、両トラ
ンジスタTr1 ,Tr2 て消費されるのみでサーモモジ
ュール14の冷却や加熱には何ら寄与していない。従っ
てその分むだな電力を消費していることになる。
By the way, both transistors Tr as described above
The electric power PTr1 and PTr2 consumed by 1 and Tr2 are only consumed by both transistors Tr1 and Tr2, and do not contribute to cooling or heating of the thermo module 14. Therefore, wasteful power is consumed accordingly.

【0009】また、このような両トランジスタTr1 ,
Tr2 では、かなり大きな電力が消費されるので、これ
らトランジスタが取付けられる基板には相応の放熱フィ
ンが必要となり、特に多チャネルを同時に使用する場合
にはファンによる冷却も必要となり、装置が大型化する
とともにコスト高になるという不具合があった。
In addition, both such transistors Tr1,
Since the Tr2 consumes a considerable amount of power, a corresponding radiation fin is required on the substrate to which these transistors are attached, and especially when using multiple channels at the same time, cooling with a fan is also required, and the device becomes large. At the same time, there was a problem that the cost increased.

【0010】この発明は、上記の如き従来の課題に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、消費電力
が少なく、かつ、小型、低コストに製作できる温度コン
トロール回路を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object thereof is to provide a temperature control circuit which consumes less power and can be manufactured in a small size and at a low cost. is there.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、印加電流に対応して発熱または冷却す
るサーモモジュールを用いた温度コントロール回路にお
いて、温度設定値と温度実測値との偏差に対応したデュ
ーティのパルス制御信号を形成するパルス制御信号形成
手段と、前記パルス制御信号形成手段により形成された
パルス制御信号によりオンオフ制御され前記サーモモジ
ュールに対する駆動電流を形成するトランジスタと、前
記トランジスタと前記サーモモジュールとの間に介挿さ
れたインダクタンス素子と、前記トランジスタがオフし
たとき前記インダクタンス素子から前記サーモモジュー
ルに駆動電流を供給する閉回路を構成するダイオードと
を具備したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a temperature control circuit using a thermo module that heats or cools in response to an applied current. A pulse control signal forming means for forming a pulse control signal having a duty corresponding to the deviation; a transistor for forming a drive current for the thermo module which is on / off controlled by the pulse control signal formed by the pulse control signal forming means; And an inductance element interposed between the thermomodule and the thermomodule, and a diode forming a closed circuit for supplying a drive current from the inductance element to the thermomodule when the transistor is turned off. .

【0012】[0012]

【作用】この発明では、トランジスタに所定のパルス制
御信号がベース電流として加えられた場合、トランジス
タのオン時には所定の信号波形の冷却電流が得られると
ともに、インダクタンス素子には所定のエネルギーが蓄
えられる。そして、トランジスタのオフ時には、インダ
クタンス素子に蓄えられたエネルギーが放出されて、ダ
イオードを介して循環電流が流れる。このため、トラン
ジスタのオン時の冷却電流とトランジスタのオフ時の循
環電流が合成され、全体としてリップルを含んだ直流電
流が得られる。ところで、この場合、トランジスタおよ
びダイオードで消費される電力は、電源電圧には依存せ
ず、トランジスタおよびダイオードの飽和電圧のみに依
存する。従って、飽和電圧の小さいトランジスタおよび
ダイオードを使用すれば、消費される電力を従来に比し
て大幅に低減させることができる。
According to the present invention, when a predetermined pulse control signal is applied to the transistor as a base current, a cooling current having a predetermined signal waveform is obtained when the transistor is turned on, and a predetermined energy is stored in the inductance element. Then, when the transistor is off, the energy stored in the inductance element is released and a circulating current flows through the diode. Therefore, the cooling current when the transistor is turned on and the circulating current when the transistor is turned off are combined, and a direct current including ripples is obtained as a whole. By the way, in this case, the power consumed by the transistor and the diode does not depend on the power supply voltage but only on the saturation voltage of the transistor and the diode. Therefore, by using a transistor and a diode having a low saturation voltage, the consumed power can be significantly reduced as compared with the conventional one.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
なお、上記従来例の説明に用いたものと同一構成部分に
は同一符号を付して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.
The same components as those used in the description of the above-mentioned conventional example will be described with the same reference numerals.

【0014】図1は、この発明の一実施例を示す回路図
である。この実施例において、PID制御部11の出力
はPWM回路21に加えられ、所定のパルス幅変調がな
され、予め設定された温度設定値と温度実測値との偏差
に対応したデューティのPWM信号が形成される。この
PWM信号は冷却用に用いるNPN形の第1のトランジ
スタTr1 と加熱用に用いるPNP形の第2のトランジ
スタTr2 のベースに加えられる。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. In this embodiment, the output of the PID control unit 11 is applied to the PWM circuit 21 and subjected to a predetermined pulse width modulation to form a PWM signal having a duty corresponding to the deviation between the preset temperature set value and the actual temperature measurement value. To be done. This PWM signal is applied to the bases of a first NPN transistor Tr1 used for cooling and a second PNP transistor Tr2 used for heating.

【0015】第1のトランジスタTr1 のエミッタと第
2のトランジスタTr2 のエミッタとの間には第1のダ
イオードD1 と第2のダイオードD2 が挿入され、ダイ
オードD1 とダイオードD2 の接続点は接地される。
A first diode D1 and a second diode D2 are inserted between the emitter of the first transistor Tr1 and the emitter of the second transistor Tr2, and the connection point between the diode D1 and the diode D2 is grounded. .

【0016】また、第1のトランジスタTr1 のコレク
タには第1の電源Vc が加えられ、エミッタとサーモモ
ジュール14との間には第1のコイルL1 が挿入され、
第2のトランジスタTr2 のコレクタには第2の電源−
Vc が加えられ、エミッタとサーモモジュール14との
間には第2のコイルL2 が挿入される。
A first power source Vc is applied to the collector of the first transistor Tr1 and a first coil L1 is inserted between the emitter and the thermo module 14.
A second power source is connected to the collector of the second transistor Tr2.
Vc is applied, and the second coil L2 is inserted between the emitter and the thermo module 14.

【0017】なお、トランジスタTr1 ,Tr2 は高速
スイッチ素子として利用できるものであれば何でもよ
く、例えばバイポーラトランジスタ、電界効果トランジ
スタ、静電誘導形トランジスタ等が使用できる。
Any transistor can be used as the transistors Tr1 and Tr2 as long as it can be used as a high-speed switching element. For example, a bipolar transistor, a field effect transistor, a static induction type transistor or the like can be used.

【0018】次にこの実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0019】なお、以下の説明においては説明の便宜
上、図2に示すトランジスタTr1 、ダイオードD1 お
よびコイルL1 で構成される冷却側の回路について説明
するが、トランジスタTr2 、ダイオードD2 およびコ
イルL2 で構成される加熱側回路も、その基本的作用は
冷却側回路とまったく同様である。
In the following description, for convenience of explanation, a circuit on the cooling side composed of the transistor Tr1, the diode D1 and the coil L1 shown in FIG. 2 will be described, but it is composed of the transistor Tr2, the diode D2 and the coil L2. The basic operation of the heating side circuit is exactly the same as that of the cooling side circuit.

【0020】まず、トランジスタTr1 のベースには、
PWM回路21によって、所定のデューティ比にパルス
幅変調されたPWM信号が入力される。
First, at the base of the transistor Tr1,
A PWM signal whose pulse width is modulated to a predetermined duty ratio is input by the PWM circuit 21.

【0021】ここで、いま、トランジスタTr1 のベー
スに図3(a) のP1 に示す如きパルス幅のPWM信号が
加えられると、同図(c) に示す如き冷却電流iTr1 が流
れるが、このときの信号波形Q1 は同図(b) に示す如く
なる。一方、このとき、コイルL1 にはそのリアクタン
スをLとすると、1/2L(iTrc )2 のエネルギーが
蓄えられる。
Now, when a PWM signal having a pulse width as shown by P1 in FIG. 3A is applied to the base of the transistor Tr1, a cooling current iTr1 as shown in FIG. 3C flows, but at this time. The signal waveform Q1 of is as shown in FIG. On the other hand, at this time, when the reactance is L, the energy of 1/2 L (iTrc) 2 is stored in the coil L1.

【0022】つぎに、図4(c) のP2 に示す如く、トラ
ンジスタTr1 に加えられるPWM信号が立下ると、コ
イルL1 に蓄えられたエネルギー1/2L(iTrc )2
が放出されてダイオードD1 、サーモモジュール14に
は、同図(c) に示す如き循環電流iDIC が流れ、この場
合の信号波形Q2 は同図(b) に示す如きゆるやかに立ち
下がる波形となる。
Next, as indicated by P2 in FIG. 4 (c), when the PWM signal applied to the transistor Tr1 falls, the energy 1 / 2L (iTrc) 2 stored in the coil L1 is reduced.
Is emitted and the circulating current iDIC flows through the diode D1 and the thermo module 14 as shown in FIG. 7C, and the signal waveform Q2 in this case has a gently falling waveform as shown in FIG.

【0023】従って、図5(a) に示す如きPWM信号が
トランジスタTr1 のベースに連続的に印加されると、
第3図(b) に示した冷却電流iTrc と第4図(b) に示し
た循環電流iDIC を合成され、サーモモジュール14に
は同図(b) に示す如きリップルをもった直流電流iTMが
流れることがわかる。
Therefore, when the PWM signal as shown in FIG. 5A is continuously applied to the base of the transistor Tr1,
The cooling current iTrc shown in Fig. 3 (b) and the circulating current iDIC shown in Fig. 4 (b) are combined, and the DC current iTM with ripple as shown in Fig. 3 (b) is added to the thermo module 14. You can see it flowing.

【0024】ここで、図6に示す如く、PWM信号のパ
ルス幅(ON時間)をTON、パルス間隔をTとすると、
デューティ比qは q=TON/T …(5) となる。
Here, as shown in FIG. 6, when the pulse width (ON time) of the PWM signal is TON and the pulse interval is T,
The duty ratio q is q = TON / T (5)

【0025】従って、電源電圧をVc 1 サーモモジュー
ル14への印加電圧をVTMとすると、 VTM=q・Vc …(6) となり、冷却側回路の消費電力をPvcとすると、 Pvc=iTrc ・Vc =iTM・VTM =iTM・q・Vc …(7) となると。従って、 iTrc =q・iTM …(8) となる。
Therefore, if the power supply voltage is Vc 1 and the voltage applied to the thermomodule 14 is VTM, then VTM = qVc (6), and if the power consumption of the cooling side circuit is Pvc, then Pvc = iTrcVc = iTM · VTM = iTM · q · Vc (7) Therefore, iTrc = q.iTM (8)

【0026】このため、トランジスタTr1 の飽和電圧
をVF 、トランジスタTr1 での消費電力をPTr1 ダイ
オードD1 の飽和電圧をVDFダイオードD1 での消費電
力ををPD 1 とすれば、 PTr1 =iTrc ・VF =q・iTM・VF …(9) PD 1 =iD 1 ・VDF =(1-q) iTM・VDF …(10) となり、全消費電力Pc は、 Pc =PTr1 +PD 1 =iTM{q・VF +(1-q) VDF} …(11) となる。
Therefore, if the saturation voltage of the transistor Tr1 is VF, the power consumption of the transistor Tr1 is PTr1 and the saturation voltage of the diode D1 is VDF, and the power consumption of the diode D1 is PD1, then PTr1 = iTrc.VF = q・ ITM ・ VF (9) PD 1 = iD 1 ・ VDF = (1-q) iTM ・ VDF (10), the total power consumption Pc is Pc = PTr1 + PD 1 = iTM {q ・ VF + (1 -q) VDF} (11)

【0027】そして、上記(11)式を図示すると、第7図
に示す如く、トランジスタTr 1 の消費電力PTr1 およ
びダイオードD1 での消費電力PD 1 はそれぞれの飽和
電圧VF ,VDFに依存する直線の式となることが解る。
When the above equation (11) is illustrated, as shown in FIG. 7, the power consumption PTr1 of the transistor Tr 1 and the power consumption PD 1 of the diode D1 are linear curves depending on the respective saturation voltages VF and VDF. It turns out that it becomes a formula.

【0028】つまり、トランジスタTr 1 やダイオード
D1 にその飽和電圧VF ,VDFの小さいものを選べば、
それだけ全体の消費電力Pc は小さくなり、電源電圧V
c には依存しない。
That is, if the transistors Tr 1 and the diode D 1 are selected to have small saturation voltages VF and VDF,
The total power consumption Pc becomes smaller, and the power supply voltage V
do not depend on c.

【0029】以下に、具体例をあげて説明すると、電源
電圧をVc 、サーモモジュール14に流れる冷却電流i
TMを1A、サーモモジュール14の抵抗を1Ωとする
と、従来例における消費電力Pc はトランジスタTr 1
の消費分PTrだけなので、Pc=PTrとなるが、最大消
費電力PTrmax は、すでに述べた上記(3) 式および(4)
式から明らかなように、 PTrmax =Vc 2 /4・R =52 /4・1 =25/4 =6.3(W) となる。
A specific example will be described below. The power supply voltage is Vc, and the cooling current i flowing in the thermomodule 14 is i.
If TM is 1 A and the resistance of the thermo module 14 is 1 Ω, the power consumption Pc in the conventional example is the transistor Tr 1
However, the maximum power consumption PTrmax is the above-mentioned equation (3) and (4).
As is clear from the equation, PTrmax = Vc 2 /4.R = 5 2 /4.1 = 25/4 = 6.3 (W).

【0030】一方、本実施例では、全消費電力Pc はト
ランジスタTr 1 の消費電力PTrとダイオードD1 の消
費電力PD の和となるので、いまトランジスタとして飽
和電圧1.2Vのバイポーラトランジスタ、ダイオード
として飽和電圧0.6Vのシリコンダイオードを使用し
た場合、消費電力Pc は(11)式から明らかなように、 Pc =PTr+Po =1×{q×1.2+(1−q)×0.6} =1.2q+0.6−0.6q =0.6q+0.6 となり、 q=0の場合、Pc =0.6(W) q=1の場合、Pc =1.2(W) となる。
On the other hand, in this embodiment, the total power consumption Pc is the sum of the power consumption PTr of the transistor Tr 1 and the power consumption PD of the diode D 1, so that the transistor is a bipolar transistor having a saturation voltage of 1.2 V and the diode is saturated. When a silicon diode with a voltage of 0.6 V is used, the power consumption Pc is, as is clear from the equation (11), Pc = PTr + Po = 1 * {q * 1.2 + (1-q) * 0.6} = 1 .2q + 0.6-0.6q = 0.6q + 0.6, and when q = 0, Pc = 0.6 (W) and when q = 1, Pc = 1.2 (W).

【0031】なお、上記の例ではトランジスタおよびダ
イオードに比較的飽和電圧の大きいバイポーラトランジ
スタおよびシリコンダイオードを使用したが、低ON抵
抗で飽和電圧の小さいFETやショットキーダイオード
を使用すると、消費電力はさらに数分の1にに低減させ
ることができる(但し、スイッチングロスを無視した計
算にはなっている。)。
In the above example, a bipolar transistor and a silicon diode having a relatively high saturation voltage are used for the transistor and the diode, but if an FET or a Schottky diode having a low ON resistance and a low saturation voltage is used, the power consumption is further increased. It can be reduced to several times (however, it is calculated by ignoring switching loss).

【0032】なお、以上の説明では、冷却側回路につい
て説明してきたが、加熱側回路についても極性が異なる
だけで、電力消費量についてはまったく同様の計算を行
うことができる。
In the above description, the cooling side circuit has been described, but the heating side circuit can also be calculated in exactly the same manner with respect to the electric power consumption only with the different polarities.

【0033】次に、図8は従来例における電力消費量、
図9は本実施例の場合の電力消費量の実験結果を示すグ
ラフである。
Next, FIG. 8 shows the power consumption in the conventional example,
FIG. 9 is a graph showing the experimental results of the power consumption in this example.

【0034】すなわち、図8は、横軸に冷却電流Ic を
とり、電源電圧Vc が5Vの場合における冷却側トラン
ジスタにおける電力消費量PTrが示されており、31は
サーモモジュールの抵抗が0.2Ω、32はサーモモジ
ュールの抵抗が0.6Ω、33はサーモモジュールの抵
抗が1.0Ωの場合を示しているが、31,32,33
はいずれも放物線で得られ、頂点付近での電力消費量P
Trはかなり大きいことが分かる。
That is, FIG. 8 shows the cooling current Ic on the horizontal axis, and shows the power consumption PTr in the cooling side transistor when the power supply voltage Vc is 5 V, and 31 is the resistance of the thermomodule 0.2 Ω. , 32 shows the case where the resistance of the thermomodule is 0.6Ω, and 33 shows the case where the resistance of the thermomodule is 1.0Ω.
Is obtained by a parabola, and the power consumption P near the vertex is
You can see that Tr is quite large.

【0035】これに対して、図9に示す本実施例の場
合、電源電圧Vc が5V、サーモモジュールの抵抗が
0.2Ωの条件で、横軸にPWM信号の周波数fをとっ
た場合の冷却側回路全体の電力消費量Pc が示されてお
り、41は冷却電流が0.5Aの場合、42は冷却電流
が1.0Aの場合、43は冷却電流が1.5Aの場合を
示し、グラフ幅の数字コイルのリアクタンスを示してい
るが、図8に示した従来例の場合に比して電力消費量P
c は大幅に低減されていることが分かる。
On the other hand, in the case of this embodiment shown in FIG. 9, cooling is performed when the frequency f of the PWM signal is taken on the horizontal axis under the condition that the power supply voltage Vc is 5V and the resistance of the thermomodule is 0.2Ω. The power consumption Pc of the entire side circuit is shown, 41 shows the case where the cooling current is 0.5A, 42 shows the case where the cooling current is 1.0A, and 43 shows the case where the cooling current is 1.5A. Although the reactance of the number coil of width is shown, the power consumption P is higher than that of the conventional example shown in FIG.
It can be seen that c is greatly reduced.

【0036】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、温度コントロール回路における消費電力は
トランジスタ及びダイオードの飽和電圧にのみ依存して
電源電圧には依存しないので、トランジスタやダイオー
ドに飽和電圧の小さいものを選定すればそれだけ全体の
消費電力を小さくすることができ、従来に比して消費電
力の小さい、しかも放熱用のフィンやファンを必要とす
ることのない温度コントロール回路を得ることができる
ことになる。
As is clear from the above description, in the present embodiment, the power consumption in the temperature control circuit depends only on the saturation voltage of the transistor and the diode and not on the power supply voltage. By selecting the one with a smaller value, the total power consumption can be reduced accordingly, and it is possible to obtain a temperature control circuit that consumes less power than before and does not require fins or fans for heat dissipation. You can do it.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、消
費される電力は使用するトランジスタとダイオードの飽
和電圧のみに依存させることができるので、使用するト
ランジスタやダイオードに飽和電圧の小さいものを選択
すれば従来に比して大幅に消費電力を低減できる。
As described above, according to the present invention, the consumed power can be made to depend only on the saturation voltage of the transistor and diode used, so that the transistor or diode used has a small saturation voltage. By doing so, the power consumption can be significantly reduced compared to the conventional case.

【0038】また、これによってトランジスタ等からの
発熱量を大幅に低減できるので、従来の如く放熱用のフ
ィンやファンは必要でなく、小型、低コストにこの種装
置を得ることができるという効果を有する。
Further, since the amount of heat generated from the transistor or the like can be greatly reduced by this, there is no need for a heat-radiating fin or fan as in the prior art, and the effect that this type of device can be obtained at a small size and low cost is obtained. Have.

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

【図1】本発明が適用された実施例の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment to which the present invention is applied.

【図2】図1に示した回路の冷却側回路を抽出して示し
た回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a cooling side circuit extracted from the circuit shown in FIG.

【図3】PWM信号ON時に発生する冷却電流およびそ
の波形説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a cooling current generated when the PWM signal is turned on and its waveform.

【図4】PWM信号OFF時に発生する循環電流および
その波形説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a circulating current generated when the PWM signal is OFF and its waveform.

【図5】PWM信号ON、OFF時に発生する冷却電流
と循環電流を合成してリップルをもった冷却直流電流が
得られる場合の説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a case where a cooling DC current having ripples is obtained by combining a cooling current generated when the PWM signal is turned on and off and a circulating current.

【図6】PWM信号のデューティ比を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a duty ratio of a PWM signal.

【図7】全消費電力の算出の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of calculation of total power consumption.

【図8】従来例における消費電力量を調べた場合の実験
結果を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing an experimental result when a power consumption amount in a conventional example is examined.

【図9】本実施例における電力消費量を調べた場合の実
験結果を示すグラフ。
FIG. 9 is a graph showing an experimental result when the power consumption is examined in this example.

【図10】従来の温度コントロール回路の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional temperature control circuit.

【図11】図10に示した回路の動作を説明するグラ
フ。
11 is a graph illustrating the operation of the circuit shown in FIG.

【図12】図10に示した回路の冷却側回路を抽出して
示した回路図。
12 is a circuit diagram showing a cooling side circuit extracted from the circuit shown in FIG.

【図13】図12に示した回路の動作を説明するグラ
フ。
13 is a graph illustrating the operation of the circuit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14 サーモモジュール 20 温度コントロール回路 Tr 1 第1のトランジスタ Tr 2 第2のトランジスタ L1 第1のコイル L2 第2のコイル D1 第1のダイオード D2 第2のダイオード 14 Thermo Module 20 Temperature Control Circuit Tr 1 First Transistor Tr 2 Second Transistor L1 First Coil L2 Second Coil D1 First Diode D2 Second Diode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 印加電流に対応して発熱または冷却する
サーモモジュールを用いた温度コントロール回路におい
て、 温度設定値と温度実測値との偏差に対応したデューティ
のパルス制御信号を形成するパルス制御信号形成手段
と、 前記パルス制御信号形成手段により形成されたパルス制
御信号によりオンオフ制御され、前記サーモモジュール
に対する駆動電流を形成するトランジスタと、 前記トランジスタと前記サーモモジュールとの間に介挿
されたインダクタンス素子と、 前記トランジスタがオフしたとき前記インダクタンス素
子から前記サーモモジュールに駆動電流を供給する閉回
路を構成するダイオードとを具備したことを特徴とする
温度コントロール回路。
1. In a temperature control circuit using a thermo module that heats or cools in accordance with an applied current, pulse control signal formation for forming a pulse control signal having a duty corresponding to a deviation between a temperature set value and an actually measured temperature value. Means, a transistor that is on / off controlled by a pulse control signal formed by the pulse control signal forming means, and forms a drive current for the thermomodule; and an inductance element interposed between the transistor and the thermomodule. A temperature control circuit comprising a closed circuit for supplying a drive current from the inductance element to the thermo module when the transistor is turned off.
【請求項2】 印加電流の極性に対応して発熱または冷
却するサーモモジュールを用いた温度コントロール回路
において、 温度設定値と温度実測値との偏差に対応したデューティ
のパルス制御信号を形成するパルス制御信号形成手段
と、 前記パルス制御信号形成手段により形成されたパルス制
御信号がベースに加えられ、コレクタに第1の電源が加
えられるNPN形の第1のトランジスタと、 前記パルス制御信号形成手段により形成されたパルス制
御信号がベースに加えられ、コレクタに第2の電源が加
えられるPNP形の第2のトランジスタと、 前記第1のトランジスタのエミッタと前記サーモモジュ
ールの第1の端子との間に接続される第1のコイルと、 前記第2のトランジスタのエミッタと前記サーモモジュ
ールの第1の端子との間に接続される第2のコイルと、 前記第1のトランジスタのエミッタにカソードが接続さ
れアノードが接地端子を介して前記サーモモジュールの
第2の端子に接続される第1のダイオードと、 前記第2のトランジスタのエミッタにアノードが接続さ
れ、カソードが接地端子を介して前記サーモモジュール
の第2の端子に接続される第2のダイオードとを具備し
たことを特徴とする温度コントロール回路。
2. A temperature control circuit using a thermo module that heats or cools according to the polarity of an applied current, pulse control for forming a pulse control signal having a duty corresponding to a deviation between a temperature set value and an actual temperature measurement value. Signal forming means, an NPN first transistor to which the pulse control signal formed by the pulse control signal forming means is applied to the base, and a first power source is applied to the collector, formed by the pulse control signal forming means Connected between a PNP type second transistor having a base to which the generated pulse control signal is applied and a second power source being applied to the collector, and an emitter of the first transistor and a first terminal of the thermomodule. A first coil, between the emitter of the second transistor and the first terminal of the thermomodule A second coil connected to the first transistor; a first diode having a cathode connected to the emitter of the first transistor and an anode connected to the second terminal of the thermomodule via a ground terminal; A temperature control circuit comprising: a second diode having an anode connected to the emitter of the transistor and a cathode connected to the second terminal of the thermomodule through a ground terminal.
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