JPS5937849Y2 - 温度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はＳＣＲ等サイリスクを利用して負荷への通電量
を制御することによって温度制御する装置に係り、特に
雑音発生のない制御装置に関するものである。

電気毛布の温度制御は、従来温度検知部分のインピーダ
ンス変化によってＳＣＲの導通位相角を制御する位相制
御方式が多く使用されている。

しかし、位相制御方式は交流電圧をある位相角で急激に
オンするものであるためヒータ等の負荷に流れる電流波
形はパルス性の強いものとなり、多くの強い雑音を発生
する。

これを防止、又は軽減するためにコンデンサチョークコ
イル等によりなるフィルター回路を設けているが、完全
になすことは不可能であるばかりでなく電力損失も大き
い。

本考案は従来装置の以上の問題点を解決するとともに、
サイリスタの故障時にも独立した安全回路により安全を
確保することを目的とし、ＳＣＲ等のサイリスタをゼロ
電圧制御方式によって制御するものである。

第１図は、本考案の温度制御装置を電気毛布に実施した
実施回路図であり、第２図はその各部の動作状態を説明
するタイムチャートである。

回路の構成を第１図に基づいて説明すると、電源端子Ａ
Ｃ１［スイッチ１、電流ヒユーズ２、ダイｊ−ｉ−ド３
・発熱線Ｈ，４・ダイ１−ドア・５ＤＲ８、ダイオード
９、発熱線Ｈ２６、電源端子ＡＣ２を直列接続して主回
路が構成されている。

一方５ＣＲ８のゲートにはゲート回路が構成されている
それは、５ＣＲ８の阻止電流に対して動作するもので、
電源端子ＡＣ２、発熱線Ｈ２６，５ＣＲ８のゲート、カ
ソード、ネオンランプ１３、ダイオード１２、発熱線Ｈ
，４、ボリウム１１、抵抗１、電流ヒユーズ２、スイッ
チ１と電源端子ＡＣ１の直列回路である。

そして、ＳＣＲの動作時に保持電流を供給している充放
電回路が、５ＣＲ８のアノードとＡＣ２端子に接続され
ている。

発熱線Ｈ，４と発熱線Ｈ２６は第３図の様に２重巻の構
造になっており、その間には感熱素子５例えばポリアミ
ド樹脂等の有機材質又はガラス繊維やサーミスタ等の無
機材質よりなり温度上昇とともに容量値を増大させ、即
ちインピーダンスを低下させて４と６の漏洩電流を増大
させる働きをもっている。

この構造を持つ発熱体１７は毛布内に配線している。

又発熱線Ｈ，４と発熱線Ｈ２６の抵抗値は同じに−なる
様選んである。

この回路の動作を説明すると、全発熱体１７の温度が低
いものとするスイッチ１をオンすると５ＣＲ８に対して
順方向の直流から動作を開始したとする（以後ＳＣＲに
対し順方向を正、阻止方向を負と記す）正の直流が５Ｃ
Ｒ８に印加されても５ＣＲ８のゲー１［流が流れないた
めＳＣ’Ｒ８オフの状態になったままである。

−力充放電回路に電流が流れコンデンサ１４にある電荷
が充電される又、グー１回路にはダイオード１２のため
電流は流れずネオンランプ１３は動作しない。

次に負の電流になると、発熱体７とゲート回路の一部に
電流が流れる。

それは、電源端子ＡＣ２→発熱線Ｈ２６→感熱素子５→
発熱線Ｈ１４→ボリウム１１→抵抗１０→電流ヒユーズ
２→スイツチ１→電源端子ＡＣＩへ流れる。

発熱線Ｈ１４と発熱線Ｈ２６は感熱素子５を誘電体とす
る一種のコンデンサをなしておりこの端子間電圧はネオ
ンランプ１３１Ｃ印加されており毛布内の温度が低く発
熱線Ｈ１４、発熱線Ｈ２６のコンデンサのインピーダン
スが太ぎい時は発熱線Ｈ，４、発熱線Ｈ２６の電圧が大
きく、ネオンランプ１３の放電電圧以上になり、ネオン
ランプ１３は放電するこの放電電流１ｖは５ＣＲ８のゲ
ート、カソードを流れる。

この電流がトリガ電流となり５ＣＲ８は、オンする。

しかし電源電流は負の電流であるので５ＣＲ８は主電流
は流れない。

前述の正サイクルでコンデンサ１４に充電された電荷が
５ＣＲ８のアノードカソード→ダイオード９→発熱線Ｈ
２６→抵抗１５→コンデンサ１４と流れる。

この電流は、抵抗１５の値、コンデンサ１４の値を適当
に選べば、この負のサイクルおよび次の正のサイクルま
で保持することができる。

そして、この次の正のサイクルの始めの時点において５
ＣＲ８のアノード・カソード間に保持電流が持続してい
ると、５ＣＲ８はその次の正のサイクルの間中オンし続
ける。

この５ＣＲ８のオンにより発熱線Ｈ，４、発熱線Ｈ２６
に正の電流が流れる。

即ち、電源端子ＡＣ１→スイッチ１→電流ヒユーズ２→
ダイオード３→発熱線Ｈ１４→ダイオード７→５ＣＲ８
→ダイオード９ブ発熱線Ｈ２６→電源端子ＡＣ２へと電
流が流れる。

この正のナイフ／ｌ／ｌ／［おいても、コンデンサ１４
、抵抗１５よりなる充電回路には充電が行なわれでいる
。

通電初期、発熱体１７の温度の低い時は感熱素子５のイ
ンピーダンスが大きく、負のサイクルにおいてネオンラ
ンプ１３の放ｔＫａＥ以上ＶＣ，電匣が印加されろ。

ボリウム１１を一定の値にセントしておくと、発熱体１
７の温度が上昇すると感熱素子５のインピーダンスが小
さくなり、ついにネオンランプ１３が放電しなくなる。

ネオンランプ１３が放電しなくなると、５ＣＲ８のゲー
ト電流が流れず５ＣＲ８は負のサイクルにおいてオフに
なり、したがって充放電回路からの保持電流が流れず、
正のサイクルでオンしないこのオン・オフのいわゆるカ
ントオフ温度はボリウム１１を可変することにより、任
意に設定できる。

つまりボリウム１１の値を小さくすると発熱線Ｈ，４、
発熱線Ｈ２６間の電圧は高くなり、発熱体１７の温度が
より高くならねば、ネオンランプ１３がオフしない。

これはカントオフ温度が高く設定されたことである。

逆にボリウム１１を大きくすると発熱線Ｈ，４、発動線
Ｈ２６間に印加される電圧は小さくなり、比較的小さい
温度上昇でもネオンランプ１３は放電しなくなる。

つまり低い温度で制御されることになる。

このようにボリウム１１の値により発熱体１７の温度を
調整できろ。

以上の動作において、電源ＨＥ波形ａ、ネオンランプ両
端電圧波形ｂ、コンデンサ１４の電圧波形Ｃ１放ｉｔ流
波形ｄ、発熱線Ｈ，４又は同Ｈ２６の電流波形ｅは、第
２図に示す通りである。

なお、イ乃至すは５ＣＲ８のオン状態、ヌ乃至ヲは５Ｃ
Ｒ８のオフ状態を示す。

又、５ＣＲ８等が正常に働いている時は、以上のように
動作するが、もし５ＣＲ８等が故障して温度制御不能に
なると、次のよ５ｃ安全回路が動作する。

例えば５ＣＲ８の短絡等でゲートのトリガ電流による制
御が不能の故障の場合、発熱体１７の温度がどんどん上
昇する。

このため感熱素子５が溶解して発熱線Ｈ２４と同Ｈ２６
は短絡し、抵抗が半分になり過大電流が流れて電流ヒユ
ーズ２を溶断して電源を遮断する。

本考案は発熱体の形状を電気毛布の例について述べたが
、これは発熱線を２分し、その間に感熱層を設けること
の出来る温度匍脚部であればその効果は出せる。

たとＬは面ヒータにおいて上、下の発熱体４’、６’と
その間に感熱層５′を設けた発熱部（図４）を使用した
温度制御装置等を挙げることができる。

本考案の温度制御装置はゼロ電圧制御方式であるから、
従来の位相制御力式のように負荷電圧は急激な立上り部
分がなく、高周波成分が少なく、この結果雑音はほとん
ど発生せず、ラジオ、テレビ等に悪影響を与（ることか
ない。

サイリスタをトリガするための電流、及び保持電流の放
ｉｔ流による雑音は小さいため無視出来る。

温度検出検出部（サイリスタのゲートトリガー回路）に
よる動作は次のサイクルで直ちに、半波全てにわたりオ
ンするため、制御の効き方が早く、温度制御が正確に行
える。

又サイリスクが故障した場合でも、安全回路である電流
ヒユーズを動作させることが出来る。

これはＳＣＲの動作にはなんら影響を及ぼさないため、
独立した安全装置としてきわめて有効に動作するもので
ある。

しかも各サイクルごとに制御するゼロ電圧制御方式の安
全回路であるから、安全回路の応答が迅速に行な（安全
動作を正確且つ迅速に行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の温度制御装置の実施例を示す電気回路
図、第２図はその動作を説明するタイムチャート、第３
図は発熱体の構造を示す構成図であり、第４図は発熱体
の他の実施例を示す図面である。 ２は電流ヒユーズ、４及び６は発熱線、５は感熱素子、
８は５ＣＲ５１３はネオンランプ、１４はコンデンサで
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. サイリスクにより通電を制御される２重巻発熱体とその
   ２重巻発熱体間にある温度検知部分のインピーダンスに
   よって交流電源の各サイクルごとに供給されろゲート電
   流を制御するゲート回路と、上記サイリスクのオン・オ
   フのいずれの状態ニおいてモ充電されろコンデンサと、
   このコンデンサの充ｉｔ荷で上記サイリスタのオン状態
   を保つ保持電流を供給する上記コンデンサの放電回路と
   からなる回路で、サイリスクの故障等により発熱体の温
   度が異常に上昇したときの温度検知部分のインピーダン
   スの極小化に伴なって２重巻発熱体間が短絡して電流ヒ
   ユーズに過電流が流れ上記サイリスタの給電回路を遮断
   することを特徴とする温度制御装置。