JPS5824902A - 温度制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度制御回路に関する。

調理器等の温度制御は、下記０式に示すサーミスタの抵
抗一温度特性を用いて加熱温度を検出し、リレー等の開
閉器を制御するのが一般的である。

Ｒｔｈ　＝　Ｒ６ｅｘｐ　（Ｂ　（１／Ｔ−１／Ｔｏ　
）　１　　　　　　　”’■ただし、Ｒｔｈは温度〒〔
０ｘ〕におけるアーミスタの抵抗値、−は温度丁ｏ（′
ｘ〕におけるサーミスタの抵抗値、Ｂはサーミスタ定数
である。

このサーミスタの特性を用いて、オーブン等の調理器の
温度を制御する温度制御回路としては、従来例えば第１
図に示すものがある。第１図において、（１）は出力段
がオーブンコレクタの電圧比較器、（Ｑｌ）はトランジ
スタ、（２）はリレー、（３）はヒータ、（４）はヒス
テリシス回路、（Ｆｊｔ）（Ｒｓ）は抵抗、ｆｆＲ１）
　ｉ！可変抵抗、（５）はす＝　ｔ　：Ｘ、夕、（７１
）６’＊）は電源、（２ａ）は前記リレー（２）の接点
である。以下、電源（Ｖθの電圧を６ｖ、サーミスタ（
５）の抵抗値を’ｌ’、＝　４７８°にのときＲｅ　：
　ＩＫＯ、サーミスタ定数Ｂ＝８６４７　　として、第
１図におけるム点及びＢ点の電位変化を第２図を参照し
ながら説明する。　　　゛庫内温度が設定温度よシも低
いとき、電圧比較器（１）の負入力・端に印加されるＡ
点の電位が、正入力端に印加されるＢ点の電位よシも低
く、電圧比較器（１）の出力段トランジスタがオフとな
る。逆に庫内温度が設定温度よシも高いとき、ム点の電
位がＢ点の電位よ）も高く、電圧比較器（１）の出力段
トランジスタがオンとなる。

電圧比較器（１）の出力段トランジスタがオフとなると
、すなわち庫内温度が設定温度よりも低くなると、抵抗
（Ｒａ）（Ｒｓ）　　を介してトランジスタ（ｑθにベ
ース電流が流れ、トランジスタ（Ｑｌ）がオントする。

これによりリレー（２）に動作電流が流れて接点（２ａ
）が閉じ、ヒータ（３）に通電されて加熱を開始する。

このとき、ヒステリシス回路（４）は可変抵抗（ＶＲ，
）の可動片の電位すなわちＢ点の電位には無関係なもの
となっている。

加熱を続けることにょシ、Ａ点の電位がＢ点の電位よシ
も高くなると、電圧比較器（１）の出方段トランジスタ
がオンとなる。これにょシトランジスタ（Ｑｌ）がオフ
となって、リレー（２）に動作電流が流ｎなくなシ、接
点（２ａ）が開いて加熱が中止される。

このとき、ヒステリシス回路（４）によりＢ点の電位は
第２図に示す如く所定の電位まで降下する（時刻ｔｓ　
）　ｅ 加熱を中止することにょシ、Ａ点め電位が下降を始め、
前述のヒスチリシス動作により定まったＢ点の電位よシ
も低くなると、再び加熱が開始される。このとき、Ｂ点
の電位はヒステリシス回路（４）により所定の電位まで
上昇する（時刻ｔ２）。

以下、上記の動作が繰シ返され、庫内温度が制御される
。

ところで、可変抵抗（■２）Ｋより設定される設定温度
の下限をｌｏｏ℃とじた場合、１００℃での庫内温度幅
をｌｏａｅｇに抑えるためには、サーミスタ温度を９６
℃〜１０５℃で制御しなければならない。この温度での
サーミスタ（５）の抵抗値は、上記０式より約２Ｌ５に
Ωから約６．６Ｋｆｌまでの変化をする。仁の抵抗変化
によるＡ点の電位変化は、抵抗（Ｒｓ）の抵抗値を１．
８Ｋｎとすると、約１ｖから約Ｌ８７までとなる。した
がって、ヒステリシス回路（４）によりＢ点の電位が約
Ｏ，ａＶ変化するよう一回路定数を決定すればよいこと
になる。

ところが、この回路定数で実験を行なうと、庫内温度幅
は約５０１ｅｇと大きいものとなった。これは、庫内温
度とサーミスタ温度とが一対一に対応せず、サーミスタ
温度の変化が必ず庫内温度の変化よりも小さくなるため
である。実験の結果、庫内温度幅を１１０１ｅに抑える
ためには、サーミスタ温度の変化幅を２ｄ・ｇにしなけ
ればならないととが確認された。

したがってサーミスタ（５）の温度変化は９９℃から１
０１℃となり、その抵抗値は前記０式より約７．６６Ｋ
。

から約７．２８にΩまでとなる。この抵抗値の変化をＡ
点での電位変化に換算すれば約１．１４Ｖから約１．１
９Ｖまでとなり、ヒステリシス回路（４）によるＢ点の
電位変化を５０ｍＶにする必要がある。

しかしながら、このような小さなヒステリシス幅では電
圧比較器（１）は安定な動作をせず、その出力が発振し
てトランジスタ（Ｑｌ）をオン・オフさせるので、リレ
ー（２）がチャタリング現象を起こす。

又外来ノイズに対しても同様の現象を起こし、リレー（
２）の接点（２ａ）を極度に消耗させるという問題があ
った。

本発明は上記の点に鑑み、外来ノイズに対して強く、し
かも庫内温度幅を小さく抑えることのできる高精度の温
度制御回路を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、温度検出素子を含むブリッジ回路の
出力を、ヒステリシス幅を有しない第１の電圧比較器に
入力し、該第１の電圧比較器の出力をＯＲ充放電回路を
介してヒステリシス幅を有する第２の電圧比較器に入力
して、該第２の電圧比較器の出力により開閉器を介して
負荷への通電を制御するようにしたものであｌ：ｒ、ｃ
Ｒ充放電回路を設けたので、第２の電圧比較器のヒステ
リシス幅を大きくとることができ、したがって従来回路
の如くブリッジ回路に僅かのヒステリシスをかけるもの
と比較して回路動作が安定しておシ、ノイズに対し〜て
強く、しかも庫内温度幅を小さく抑えることができる。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第２
図において、（６）（７）は出力段がオーブンコレクタ
の電圧比較器、（８）はリレー、（９）はヒータ、Ｑ□
はサーミスタ、（８ａ）は前記リレー（８）の接点、（
Ｑ２）はトランジスタ、（ＶＲ２）は可変抵抗、（−）
〜（Ｒ＋ｓ　）は抵抗、（Ｃｔ）はコンデンサ、ｆｆ５
）（Ｖ４）は電源である。ここで、電源（ｖ４）の電圧
を６７、抵抗（Ｒ９）の抵抗値を５．６にΩ、−抗（Ｒ
ｔｏ）　（Ｒ１１）　ＣＲｓｘ　）の抵抗値を４７　Ｋ
Ω、抵抗（Ｒｌｓ）の抵抗値を２７　ＫΩ、抵抗（Ｒ１
４）の抵抗値を１．８　Ｋｊｌ　、抵抗（Ｒｔρの抵抗
値を８２００として以下動作を説明する９゜ 庫内温度が設定温度よりも低いときには、第１の電圧比
較器（６）の正入力端に印加される電位が負入力端に印
加される電位よりも低く、庫内温度が設定温度より本高
いときには、第１の電圧比較器（６）の正入力端に印加
される電位が負入力端に印加さ口る電位よシも高くなる
ように回路定数が設定されている。また第１及び第２の
電圧比較器（６）　（７）は、正入力端に印加される電
位が負入力端に印加される電位よシも低いときには出力
段トランジスタがオンとなシ、逆の場合はオフとなる。

庫内温度が設定温度よシも低いとき、第１の電圧比較器
（６）の正入力端に印加される電位は負入力端に印加さ
ｎる電位よシも低く、第１の電圧比較器（６）の出力段
トランジスタがオンとなるので、第２の電圧比較器（７
）の負入力端に印加される０点の電位は、下記０式のよ
うに変化する。

ｖｃ　＝　Ｖ４ｅｘｐ（ｔ／ｃｔ・Ｒｓｏ）　　　　　
　　　　”・■ただし、ｖ４はｌＩｃ源（ｖ４）の電圧
、ｔは時間で単位は秒である。

すなわち、０点の電位はコンデンサ（Ｃｔ）と抵抗（Ｒ
＋ｏ）とで決定される時定数によ！ｌｌ第４図の如く６
ＶからＯｖに内力；って下降を開始する。このとき、第
２の電圧比較器（７）の正入力端に印加されるＤ点の電
位は１．７ｖとな？ている。０点の電位が約６秒後にＤ
点の電位よりも低くなシ、第２の電圧比較器（７）の出
力段トランジスタがオンからオフへと変化する。これに
よりトランジスタ（Ｑ雪）がオンしてリレー（８）に動
作電流が流れ、接点（８ａ）が閉じて加熱が開始される
。このときＤ点の電位は第４図の如（２，７Ｖとなる。

加熱を続けることにより、庫内温度が設定温度に達する
と、第１の電圧比較器（６）の出力段トランジスタがオ
フとなり、０点の電位は下記０式のように変化する。− ＶＣ＝Ｖ４　（１’ＩＰ（ｔｌｏｘ・（Ｒ＊＋Ｒｔｏ）
ｌ）　　　　’・・■すなわち、０点の電位はコンデン
サ（Ｃりと抵抗（Ｒ９ＸＲＩＯ）とによシ決定される時
定数でＯＶから６Ｖへと上昇を開始する。約６．５秒後
に０点の電位がＤ点の電位２．７ｖよシも高くなり、第
２の電圧比較器（７）の出力段トランジスタがオンとな
る。これによシトランジスタ（Ｑ２）がオフし、リレー
（８）に動作電流が流れなくなって接点（８ａ）が開き
、加熱は中止される。

以下上記の動作が繰シ返されることにょシ庫内銅度が制
御される。

このように、コンデンサ（０＋）と抵抗１ｓＸｔｏ）と
により決定される時定数で調理器庫内の温度幅を制御す
ることにより、従来回路の如くブリッジ回路にわずかな
ヒステリシスをかける必要がなく、安定した温度制御が
行なえる。すなわち、第１の電圧比較器（６）が、入力
電位の接近にょシ発振したシ、あるいは外来ノイズによ
り誤動作しても、その出力端にＯＲ充放電回路が接続さ
れておシ、該ＯＲ充放電回路の出力と所定電圧とを第２
の電圧比較器で比較するので、第２の電圧比較器の入力
にはヒステリシス幅を１７と大きくとることができ、リ
レー（８）のチャタリング現象は起こらない。またＯＲ
充放電回路の時定数を変えることにより、庫内温度幅を
変えることができる。

なお実験によれば、本実施例の場合、庫内温度幅はいか
なる設定温度に対してもｌｏｄｅｇであり、またパルス
幅１０００ｎｓｅｃ　、パルス電圧２ＫＶ　、位相ラン
ダムのノイズをラインーライン間、ラインーコモン間に
注入したとき、リレー（３）のチャタリング等の誤動作
は起こらなかった。これに対して第１図に示す従来回路
の場合、パルス電圧４００ｖ、パルス幅１００ｎｓｅｃ
のノイズによシリレー（２）の激しいチャタリングが起
こった。

以上説明したように、本発明にかかる温度制御回路によ
れば、ヒステリシス幅を有しない第１の電圧比較器の出
力を、ＯＲ充放電回路を介してヒステリシス幅を有する
第２の電圧比較器に入力するようにしたので、第２の電
圧比較器のヒステリシス幅を大きくとることができ、し
たがって従来の如くブリッジ回路に僅かなヒステリシス
をかけるものと比較して回路動作が非常に安定しておシ
、ノイズに対して強く、しかも庫内温度幅を小さく抑え
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温度制御回路の回路図、第２図は第１図
におけるブリッジ回路の出力波形図、第３図及び第４図
は本発明の一実施例を示し、第８図はその回路図、第４
図は第８図における第２の電圧比較器の入力波形図であ
る。 （６）　（７）・・・電圧比較器、＋８）−・・リレー
（開閉器）　、（９）−・・ヒータ（負荷＞　、　（１
０・・−サーミスタ（温度検出素子）′、（ＶＲ，）・
・・可変抵抗、（Ｒａ）−（Ｒ＋ｓ）　・＝抵抗、（０
り・・・コンデンサ 代理人　森本義弘 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、その開閉接点が負荷に直列に接続されたリレー等の
   開閉器と、温度検出素子と複数の抵抗器とから成るブリ
   ッジ回路と、このブリッジ回路の出力を入力とするヒス
   テリシス幅を持たない第１の電圧比較器と、この第１の
   電圧比較器の出力端に接続されたＯＲ充放電回路と、こ
   のＯＲ充放電回路の出力と所定の電圧とを比較して前記
   開閉器を制御するヒステリシス幅をもつ第２の電圧比較
   器とを設けたことを特徴とする温度制御回路。