JPS5820967Y2 - オンドコントロ−ラ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はヒータ等の熱源を一定温度に保持する温度コン
トローラに関するものである。

従来、この種の温度コントローラとしては、たとえば第
４図に示すようなものが知られている。

すなわち、ヒータ４１と熱的に結合されたサーミスタセ
ンサ４２を制御回路４３に接続し、トランジスタ４４．
４５を有するシュミット回路４．６と、抵抗４７および
コンデンサ４８からなる時定数回路４９と、スイッチン
グトランジスタ５０，５１゜５２．５３，５４および電
界効果トランジスタ５５を含む半導体スイッチング回路
５６との作動によって、リレー５７を開閉作動させて、
上記ヒータ４１の電源を０Ｎ−ＯＦＦ制御し、ヒータ４
１の温度を第５図の曲線Ｃで示すようにはマ一定に保持
する如く回路構成されたものが知られている。

上記従来の温度コントローラはサーミスタセンサ４２の
リード線４２ａが断線した場合にトいて制御回路４３の
電源スィッチ５８を短時間内に０Ｎ−ＯＦＦ操作すると
、ヒータ４１が異常高温に過熱される欠点がある。

以下、このことについて詳細に説明する。

いま、サーミスタセンサ４２のリード線４２ａが断線し
た状態において、制御回路４３の電源スィッチ５８を投
入すると、ヒータ４１の温度は低いので、サーミスタセ
ンサ４２の抵抗値ハ高い。

このためシュミット回路４６の一方のトランジスタ４４
は非導通状態で、他方のトランジスタ４５は導通する、
そして、スイッチングトランジスタ５００ベース電圧は
低下し、このトランジスタ５０が導通して、次段のスイ
ッチングトランジスタ５１を導通状態にする。

このときスイッチングトランジスタ５２のベースには電
圧が印加されていないので、このトランジスタ５２は非
導通状態である。

したがって、時定数回路４９のコンデンサ４８には抵抗
４７を介して電荷が蓄積され、このコンデンサ４８は回
路４９の時定数にしたがって充電される。

コンデンサ４８の両端電圧ｖｇが第６図に示すようにし
だいに高くなって、電界効果トランジスタ５５がＯＮ作
動するゲート電圧ｅｇに達したとき（第６図のｔ１参照
）、上記電界効果トランジスタ５５はＯＮ作動して、コ
ンデンサ４８の両端電圧■２は上記ゲート電圧ｅｇにク
ランプされる。

電界効果トランジスタ５５がＯＮ作動すると、このトラ
ンジスタ５５のドレイン電圧が低下するので、スイッチ
ングトランジスタ５３が導通してそのコレクタ電圧が高
くなる。

このため、スイッチングトランジスタ５４を非導通にし
て、リレー５７をＯＦＦ作動させるので、ヒータ４１の
温度は低下しはじめる。

この時、すなわち第５図の時間ｔａにおいて電源スィッ
チ５８をＯＦＦ’操作すると、コンデンサ４８に蓄積さ
れた電荷は抵抗４７および電界効果トランジスタ５５を
介して放電し、コンデンサ４８の両端電圧■ｇは第６図
に示すように短時間内に零になる。

ここで、再び電源スィッチ５８を投入する（第５図のｔ
３参照）と、コンデンサ４８の両端電圧Ｖｇは零からし
だいに高くなり、初期と同様の時間を経過した時点ｔ４
においてスイッチングトランジスタ５４およびリレー５
７をＯＦＦにする。

このように短時間内に電源スィッチ５８を０Ｎ−ＯＦ’
Ｆ操作すると、ヒータ４１の温度が下がり切っていない
ので、ヒータ４１の高温状態から時定数回路４９の時定
数で定まった時間まで、リレー５７は閉成状態を維持す
るので、ヒータ４１の温度は第５図に曲線ｄで示すよう
に極めて高い異常高温になって非常に危険である。

上述したように従来の温度コントローラにおいては、サ
ーミスタセンサ４２のリード線４２ａが断線した状態に
おいて、電源スィッチ５８を短時間内に開閉操作すると
、ヒータ４１の温度が危険温度に過熱される欠点かあっ
た。

本考案はこのような従来の欠点を解消するためになされ
たものであり、以下本考案の一実施例を図面にしたがっ
て説明する。

第１図は本考案に係る温度コントローラの電気回路図で
、同図中１は電源に接続されたヒータ、２は制御回路３
を介して上記ヒータ１の温度を検出制御スるセンサで、
このセンサ２はたとえばサーミスタ等の感熱抵抗体から
構成されていて、そのリード線２ａは制御回路３に接続
されている。

上記制御回路３はトランジスタ４，５を有するシュミッ
ト回路６と、抵抗７およびコンデンサ８からなる時定数
回路９と、スイッチングトランジスタ１０，１１．１２
，１３，１４および電界効果トランジスタ１５を含む半
導体スイッチング回路１６と、上記ヒータ１への供給電
源をＯＮ−〇ＦＦ制御するリレー１７と、制御回路３の
電源スィッチ１８と、瞬時充電要素であるトランジスタ
１９と、放電抑制要素であるダイオード２０゜２１．２
２とから構成されている。

上記トランジスタ１９は電界効果トランジスタ１５のＯ
Ｎ作動後このコンデンサ８を瞬時的に電源電圧ＥＢまで
充電させるためのものである。

上記ダイオード２０〜２２はコンデンサ８の放電電流を
抑制するためのもので、これらのダイオード２０〜２２
は上記コンデンサ８に接続されている。

２３は保護抵抗で、この抵抗２３はコンデンサ８の充電
時に大電流が流れてトランジスタ１９およびダイオード
２１を破壊するのを防止するためのものである。

上記トランジスタ１９は保護抵抗２３およびダイオード
２１を介して上記コンデンサ８に接続されて釦り、これ
らトランジスタ１９、ダイオード２１及び抵抗２３によ
りコンデンサ８を瞬時に電源電圧Ｅ６まで充電するため
の回路が構成される。

勿論抵抗２３の抵抗値は小さく設定されている。

つぎに上記構成の作動について説明する。

いま、センサ２のリード線２ａが断線し、ヒータ１の温
度が所定の温度よりも低い状態において、制御回路３の
電源スィッチ１８を投入すると、センサ２の抵抗値は高
いので、シュミット回路６の一方のトランジスタ４は非
導通状態で、他方のトランジスタ５は導通する。

そして、スイッチングトランジスタ１０のベース電圧が
低下しこのトランジスタ１０が導通して、次段のスイッ
チングトランジスタ１１を導通状態にする。

このときスイッチングトランジスタ１２は非導通状態で
ある。

したがって時定数回路９のコンデンサ８には抵抗７およ
びダイオード２０を介して電荷が蓄積され、このコンデ
ンサ８は回路９の時定数にしたがって緩徐的に充電され
る。

コンデンサ８の両端電圧■３が第３図に示すようにしだ
いに高くなって電界効果トランジスタ１５がＯＮ作動す
るゲート電圧ｅｇに達したとき（第３図のｔ１参照）、
上記電界効果トランジスタ１５はＯＮ作豐する。

つまり、ダイオード２２はコンデンサ８により蓄積され
た電荷が電界効果トランジスタ１５を通って放電するの
を防止するために用いたものであり、また電界効果トラ
ンジスタ１５は入力インピーダンスが非常に高く、通常
のトランジスタとは異なり電圧駆動が可能な素子である
。

従ってコンデンサ８０両端電圧Ｖｇはダイオード２２が
逆方向に挿入されてはいるが、電界効果トランジスタ１
５を駆動でき、前述のように電界効果トランジスタ１５
がＯＮ作動する。

勿論、電流は阻止される。なおダイオード２２が挿入さ
れていない場合でも、電界効果トランジスタ１５であれ
ば放電時間を長く取ることができる。

このトランジスタ１５がＯＮ作動すると、そのドレイン
電圧が低下するので、スイッチングトランジスタ１３と
瞬時充電要素であるトランジスタ１９とが導通する。

トランジスタ１３が導通すると、そのコレクタ電圧が高
くなるのでスイッチングトランジスタ１４が非導通状態
になり、リレー１７をＯＦＦ作動させて、ヒータ１の温
度は第２図の曲線すで示すように低下しはじめる。

一方、トランジスタ１９が導通ずると、コンデンサ８に
は各要素１９，２３，２１を介して電荷が瞬間的に蓄積
され、コンデンサ８の両端電圧Ｖｇは第３図に示すよう
に制御電圧ＥＢとはマ等しくなる。

この時、電源スィッチ１８がＯＮ状態のまＸであれば、
コンデンサ８の端子電圧■ｇは電源電圧ＥＢのま＼保た
れる。

上記の時点ｔ１から短時間経過した時点ｔ２において電
源スィッチ１８をＯＦＦ操作すると、コンデンサ８は放
電を開始するが、このコンデンサ８の放電電流はダイオ
ード２０〜２２によって抑制されているので、第３図に
特性曲線で示すように徐々に放電し、時点ｔ３において
コンデンサ８の両端電圧■２は上記ゲート電圧ｅｇに達
する。

ここで、コンデンサ８０両端電圧■３が電界効果トラン
ジスタ１５のゲート電圧８ｇ以上の時に電源スィッチ１
８をＯＮ操作すると、リレー１７がＯＦＦ作動すること
は上述の説明から明らかであろう。

したがって時点ｔ２〜ｔ３間において、電源スィッチ１
８を再度投入すると、コンデンサ８０両端電圧Ｖｇは再
び制御電圧ＥＢとはソ等しくなり、その時点から放電を
開始するので、コンデンサ８の両端電圧ｖｇが上記ゲー
ト電圧ｅｇに達する時間はより一層長くなる。

また、コンデンサ８の両端電圧ｖｇが上記ゲート電圧８
ｇ未満になった時点ｔ４において電源スィッチ１８を投
入した場合には、コンデンサ８に残留電荷があるために
、その両端電圧Ｖｇは短時間内に上記ゲート電圧ｅｇに
達し、この時点ｔ５にお−いてリレー１７をＯＦＦ作動
させるので、ヒータ１の温度が従来のように異常高温に
なるのを完全に防止することができる。

このことは、コンデンサ８の両端電圧Ｖｇが上記ゲート
電圧ｅｇに達するまでの時間が従来のものと比較して極
めて長いこと、並びにこの間にヒータ１の温度が低下す
ることからも明らかであろう。

なむ、第２図において曲線ａはセンサ２のリード線２ａ
が正常な場合にトげるヒータ１の温度変化曲線である。

本考案は以上詳述したように、センサのリード線が断線
した状態に釦いて、電源スィッチを短時間内に開閉操作
したとき、熱源の温度が危険温度に過熱されるのを完全
に防止することができ、従来のものと比較して安全性が
極めて優れている温度コントローラを提供することがで
きる利点をもっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す電気回路図、第２図１よ
び第３図は本考案の作動を説明するための特性図、第４
図は従来例を示す電気回路図、第５図および第６図は従
来の欠点を説明するための特性図である。 １・・・ヒータ、２・・・センサ、３・・・制御回路、
Ｉ・・・抵抗、８・・・コンデンサ、９・・・時定数回
路、１６・・・半導体スイッチング回路、１９・・・瞬
時充電要素、２０．２１，２２・・・放電抑制要素。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 熱源の温度を検出する感熱抵抗体から成るセンサと、熱
   源か一定温度となる様に前記センサからの信号により熱
   源への電力供給を０Ｎ−ＯＦＦ制御する制御回路とを備
   え、この制御回路の熱源への電力供給がＯＮ動作時、抵
   抗とコンデンサで構成した時定数回路のコンデンサを充
   電し、前記コンデンサの充電電圧が規定電圧以上になっ
   た時、前記制御回路の熱源への電力供給をＯＦＦ操作す
   る様に構成した温度コントローラにおいて、前記時定数
   回路のコンデンサの一端にスイッチング２子と抵抗を直
   列に接続した回路を前記時定数回路の抵抗と並列に接続
   すると共に、前記時定数回路のコンデンサの放電電流を
   抑制する要素を設け、前記スイッチング素子は前記時定
   数回路のコンデンサの端子電圧が規定電圧以下の時は０
   ＦＦ１規定電圧以上の時はＯＮになる様に構成した温度
   コントローラ。