JPS5977515A - デジタル制御回路 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、クロックパルスによって負荷の駆動を制御す
るデジタル制御回路に関するものである。

特には温水器や温風機等のバーナの燃焼を制御する燃焼
制御用回路に関するものである。

〔従来技術〕

燃焼制御用回路の構成及び動・、′「を第１図及び第２
図により説明する。１は燃焼制御用の集積素子であり、
例えば■日立製作所製　ＨＡ１６６０５Ｗである。集積
素子１は電源入力端子２ａ、２ｂ、クロックパルスの入
力端子３、炎検知信号の入力端子４、温度検知信号の入
力端子５、送風機駆動用の出力端子６、点火回路駆動用
の出力端子７、燃料弁駆動用の出力端子８、安全装置駆
動用の出力端子９等を備えている。内部には、入力端子
３のタロツクパルスをカウントして計時するタイマ１１
々、入力端子４．５の信号及びタイマ１１の信号上によ
って出力端子６，７，８，９にそれぞれのタイミングに
おいて駆動信号を出力する制御回路１２とから構成され
ている。

１３は交流電源、１４は直流電源回路、１５は運転スイ
ッチ、１６ハダイオード、１７．１８は分圧用の抵抗、
１９はノイズ防止用のコンデンサである。

かかる構成の動作を第２図により説明する。第２図の左
端の数字は第１図の番号に対応する。運転スイッチ１５
が投入され、入力端子５に得られる負荷の温度が設定温
度以下になる（ｔｏ）と、制御回路１２はタイマ１１に
計時を開始させる。入力端子３には、交流電源１３を半
波整流したクロックパルスが与えられている。タイマ１
１は入力端子３のクロ、クパルスのカウントを開始する
。プリパージ時間の開始である。また制御回路１２は出
方端子６に駆動信号を出力し、プリパージを開始させる
。

タイマ１１が所定数カウントすると、制御回路１２に出
力し、制御回路１２は出力端子７．８に駆動信号を出力
し、点火動作を開始させる（ｔｌ）。タイマ１１はカウ
ントを継続している。安全時間の開始である。この時間
中（ｔ１〜１２）　［入力端子４から火炎有りの信号が
入力されると、制御回路１２は出力端子７の駆動信号を
停止させ、定常燃焼へ移行する。定常燃焼中に消炎する
と、例えばプリパージ動作から再開する。また定常燃焼
中負荷の温度が設定温度以上になると、制御回路１２は
燃焼を停止させる。

もし安全時間内に炎信号が得られないときには再度プリ
パージ動作の最初から繰返すか、又は第２図の破線の如
く、制御回路１３は出力端子６．７．８の駆動信号の出
力を停止する七共に出力端子９から警報信号が出力され
、燃焼動作を停止する。

さて、第２図の下部の（８）、（４）、（９）、（３）
に示す如く、安全時間中に例えば入力端子３が故隙又は
故意によってアース又は断線きれると、クロックパリス
が入力されないので安全時間が無限大に延長され、しか
も不着火であると未燃焼の燃料が吐出されるので非常に
危険となる。（直流電源なま供給されてＶ）るとする。

） また、入力端子３が他の高電圧部分に接触し、プルマツ
プされた場合も同様である。

また、外部からの信号の入力、外部への信号の出力、又
は内部の信号のやりとりをクロックパルスに同期して行
うものでは、クロックパルスの入力停止によりて動作が
できなくなり、不都合を生ずる。例えば、入力端子４の
信号をクロックパルスに同期して入力するようにしたも
のでは、火炎が消炎した信号が入力されてもクロックパ
ルスがなければ制御回路１２は出力端子８に燃料弁の停
止信号を出力できず、燃料の放出が継続されることにな
る。

これに対しては、集積素子１とは別に第２のタイマを設
けたり、集Ｎ素子ＩＶｃクロックパルスの入力端子を２
つ設ける等の手段が考えられるが、いずれの場合も高価
である。

〔発明の目的〕

本発明は、グロックパルスが入力されなくなるとそれを
検出して非安全状態を解避させることを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、クロックパルスによって充電するコンデンサ
を投げ、コンデンサの異常電圧を検出する電圧検出回路
を設は、設定電圧でない場合は電圧検出回路の出力によ
って運転を停止するように設けたものである。

〔発明の実施例〕

本発明を第３図、第４図に示す一実施例により説明する
。第３図は第４図の基本構成を示すものである。

第３図において、入力端子３の半波整流されたクロック
パルスは波形整形回路２１で波形を整えられ、出力回路
２２を通りて出力端子２：つからタイマ】１の分周回路
に入力される。この構成は周知である。

波形整形回路５の出力はしゃ断回路２４から入力端子が
を通って外部のコンデンサ２６を充電させる。

２７は入力端子５の異常電圧を検出する電圧検出回路で
あり、その出力端子２８は制御回路Ｊ２に接続されてい
る。制御回路】２は電圧検出回路２７７）異常電圧の出
力に応答して運転を停止させる。コンデンサ２６へのク
ロックパルスがＬｏｗレベルの時、しゃ断回路２４で出
力回路２２への影響を防止する々共に放電回路２９によ
って放電させ、コンデンサ２９の電荷を所定に保つ。

具体的実施例を第４図により説明する。本実施例は、ア
ース、断線及びプルアップをチェックできるようにした
ものである。

波形整形回路２１はトランジスタ３１．３２．３：３．
３４と抵抗３５．３６．３７．３８．３９とから構成さ
れている。

出力回路２２はトランジスタ４１．４２と抵抗４３．４
４．４５とから構成されてＶ）る。４６は抵抗であと。

尚、波形整形回路２１と出力回路２２との区分は便宜的
に行ったものである。

電圧検出回路２７は２つの電圧比較回路５１．５２は周
知の構成である。電圧比較回路５１は入力端子のアース
を検出するものであり、電圧比較回路５２は入力端子の
断線やプルアップを検出するものである。抵抗５３．５
４．５５は基準電圧を設定する。５６はし中断回路２４
としてのダイオード、５７は放電回路２９Ｌしての抵抗
５７である。

タイマ】］は複数個の分周回路からなり、端子】１ａか
らプリパージ終了信号を出力し、端子ｏｂから安全時間
終了信号を出力する。

６１は異常検知信号の入力端子で、異常時ｃＬｏｗレベ
ルの信号が入力烙れる。入力端子５には設定温度以下の
場合、Ｌｏｗレベルの信号が入力される。

６２は入力回路で出力を反転する。

６３はＲ−Ｓフリップフロップで、警報状態においては
出力６３ａがＨｉ　ｇｈレベルとなる。制御回路図は警
報状態においては出力端子６．７．８［各機器の停止信
号を出力すると共に出力端子９から警報信号を出力する
。６５はフリップフロップであり、分周回路１１Ｃの出
力のクロックパルスの立上りに同期して火炎信号を出力
する。

かかる構成の動作について説明する。なお、ＬＯＷレベ
ルをＬ　１Ｈｉ　ｇｈレベルをＨとしてり、下記載する
。

先ず、運転スイッチ１５が投入されており、ｔたクロッ
クパルスが入力されてＶ）る等各部が正常の場合につい
て説明する。

負荷の温度が設定温度以上の場合、入力端子５けＨであ
り、ＮＡＮＤゲートグーはＨ１インバータ７２はり、Ｎ
ＡＮＤゲートグーはＨとなる。またＲ−Ｓノリツブフロ
ップ６３の出力端子６３ａはＬとなり、Ｒ−Ｓフリップ
フロップ６３ハリセツトされる。出力端子６．７．８．
９は停止信号を出力する。

負荷の温度が設定温度以下になると、入力端子５がり、
インバータ７２がＨ，ＮＡＮＤゲートグーがＬとなり、
制御回路６４は出力端子６に送風機駆動信号を出力する
。旋たインバータ７４がＨ，ＮＡＮＤゲートグーがＬと
なり、タイマ１１が動作を開始する。プリパージの開始
である。

出力端子１１ａがＨとなると、出力端子７．８に駆動信
号が出力され、燃料が供給されると共Ｃで点火器が動作
する。安全時間の開始である。

点火すると入力端−子４がＬとなり、Ｄフリップフロッ
プ師を介して制御回路６４に入力される。制汎回路６４
は着火を確認し、点火器の動作を停止させる。また出力
端子８０がＬとなり、ＮＡＮＤゲートグーがＨとなり、
タイマ］］の動作を停止させる。

安全時間内に着火しなＶ）ときに、出力端子１１ｂがＨ
となるこ七によって、制御回路６４は出力端子６．７．
８に停止信号を出力する。また出力端子８１ｖｃＨを出
力するので、ＯＲゲート８２がＨ，インバータ８３がＬ
となり、Ｒ−Ｓフリップフロップ６３がセットされ、出
力端子６３ａがＨとなり、出力端子６．７．８の停止信
号の出力状態を保持すると共に、出力端子９に警報信号
を出力する。

入力端子６１がＬとなった場合も前記と同様である。

次に、クロックパルスの入力が停止した場合について、
第５図と共に説明する。第５図のＡ、　ＢＣ，Ｄは第４
図のＡ、ＢＳＣ，Ｄの波形を示す。

波形整形回路２１のトランジスタ３４はＢの如く入力端
子３のクロックパルスに従ってＯＮ、ＯＦＦする。トラ
ンジスタ３４がＯＮしている場合は抵抗４６、ダイオー
ド５７を通ってコンデンサ２６に充電される。トランジ
スタ３４がＯＦＦのときはコンデンサ２６は抵抗５７を
通って放電し、Ｃの如く所定の電圧に保たれる。ダイオ
ード５６はトランジスタ３４がＯＦＦのとき出力回路２
２への影響を防止する。

入力端子３とクロ、クパルス発生回路（図示せず）等と
の間の断線によって入力端子３のＨが継続すると、トラ
ンジスタ３４のＯＦＦが継続され、コンデンサ２６の電
荷は放電する。このためコンデンサ２６の電圧がＶ１以
下となり、電圧比較回路５２の出力はＬとなる。

一方、アースによって入力端子３のＬが継続するき、ト
ランジスタ３４のＯＮが継続され、コンデンサ２６の充
電は継続される。このため、コンデンサ２６の電圧が■
２以上となり、電圧比較回路５１の出力はＬとなる。

また、入力端子３がプルアップされた場合は電圧比較回
路５２がＬとなる。

入力端子２５が断線又はアースされ、又はコンデンサ２
６が導通故障する七、電圧比較回路５２がＬとなり、プ
ルアップされた場合は電圧比較回路５１がＬとなる。

以上の事態によって重圧比較回路５１又は５２の出力が
Ｌになると、ＮＡＮＤゲート８４がり、ＮＡＮＤゲート
グーがＨとなる。この状態は負荷の温度力（設定温度以
上の状態と同一であるため、出力端子６．７．８には停
止信号が出力され、運転を停止する。

第５図のＤの破線はｔｌの時点で０点の電圧がＶ］以下
又は７２以上となり、ＡＮＤゲート８４がＬになったこ
とを示すものである。

従って、安全時間中に不着火の状態でクロックパルスが
入力されなくても運転を停止でき、危険を防止できるも
のである。

また、クロックパルスの入力がなく、かつ消炎した場合
は、前記構成によって運転を停止するので、燃料の放出
の継続は防止できるものである。

また、入力端子３と２５がシ、−卜すると、電圧比較回
路５２がＬとなり、運転を停止し、入力端子部の追加に
よる問題はない。

入力端子３のクロックパルスを読取り可能の場合のみ波
形整形回路２１は動作し又第５図のＢの女１１きクロッ
クパルスを出力し、タイマ１１等はこのＢのクロ、クパ
ルスによって動作するようになっている。このため波形
整形回路２１が読取ることのできないような所定範囲外
のクロックパルスが入力されれば、波形整形回路２１け
動作を停止するのでどのような異常のクロックパルスが
入力されても運転を停止できるものである。

また、入力端子３に入力されるクロックパルスは電源電
圧の変動等により大きく変化するが、波形整形回路２１
の出力は変化幅が小さＶ３゜この波形整形回路２１の出
力によってコンデンサ２６を充電すせているので　コン
デンサ２６には安定した電圧レベルが得られ、異常電圧
のチェックを正硲に行うことができるものである。

従って、タイマ１１等にクロックパルスが入力されてＶ
）ないときのみ運転を停止でき、不要外運転停止を防止
でき、またタイマ１１等にクロックパルスが入力されて
いないときには必らず運転を停止できるものである。

尚、充電用のクロックパルスは出力回路２２がら得るこ
とも考えられる。

応考えないようにしているが、波形整形回路２１の出力
を検出用のクロックパルスとしているので、波形整形回
路２１に異常を生じた場合も運転を停止できるものであ
る。

また、ダイオード５６、電圧検出回路２７、抵抗５７を
内蔵しているので、安価にでき、またこれらの回路の人
為的等によるショート、７−ス、断線を防止でき、また
異常検出用の入力端子を１つにできるものである。これ
らの外部に設けると、安全性は低下するが、それなりの
効果を達成できる。

尚、抵抗５７を外部に設げることは、これが断線や導通
ずれば電圧比較回路５１．５２が作動するので、安全で
ある。

電圧検出回路２７の動作時には負荷の温度が高温の場合
と等価にしてＬ／３るが、このものは燃焼制御回路であ
るので、少なくとも燃料の供給が停止するように構成す
ればよい。

尚、運転スイッチ１５を投入してからコンデンサ２６電
圧が充電し、電圧比較回路５２の出力がＨになるまでは
負荷が設定温度よりも高い状態と等価であり、動作を開
始しないが、この時間は短時間であり、その後は着火動
作を開始するので、支障はない。もしＡＮＤゲート８３
の出力でＲ−Ｓフリップフロップ６３をセットするよう
に構成すると、着火動作を開始できないと七になる。

第６図はダイオード５６を用い寿い場合を示すものであ
る。図の如くトランジスタ５８を設は、タイマ１１への
クロックパルス七コンデンサ２６へのクロックパルスを
分離し、コンデンサ２６の電荷がトランジスタ潟へ影響
するのを防止している。尚、この例かられかるように充
電専用の波形整形回路を設けてもよい。

上記実施例のタイマ１１は分周回路で構成したものであ
るが、この手段は集積素子１をマイクロコンピュータで
構成したものにも同様に利用できるものである。

また、上記実施例は燃焼制御回路であったが、他の制御
装置にも利用できるものである。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、極めて簡単な構成で、クロ
ックパルスが入力されなくなると非安全状態を回避でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃焼制御回路の回路図、第２図は第１図
の動作を説明する図である。第３図は本発明の一実施例
の基本構成図、第４図は本発明の一実施例の回路図、第
５図は第４図の各部の動作波形図、第６図は本発明の他
の一実施例の要部の回路図である。 １・・・集積素子　　　　　ｚａ、２ｂ・・・電源端子
３・・・クロックパルス入力端子 ４・・・炎検知信号の入力端子 ５・・・温度検知信号の入力端子 ８・・・燃料弁用出力端子　１１・・・タイマ１２・・
・制卸回路　　　　　２１・・・波形整形回路２２・・
・出力回路　　　　　２３・・・タイマへの出力端子ム
・・・しゃ断回路 ２５・・・クロックパルスの異常検出用の入力端子２６
・・・コンデンサ　　　　２７・・・異常入力検出回路
２８・・・制御回路への出力端子　２９・・・放電回路
５］、　５２・・・電圧検出回路　　６２・・・入力回
路６４・・・制御回路 １１図 刃′２図 才５ｍ Ｄ　　　　　　　　　　　−−−−−一１ ’Ｊ’６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の入力端子から入力されたクロックパルスを所
   定の波形のクロ、クバルスに整形する波形整形回路と、
   波形整形回路の出力のクロックパルスに応答して負荷を
   制御する第１の信号を出力する制御手段とからなるデジ
   タル制御回路において、前記クロックパルスによってコ
   ンデンサを充電するように設け、コンデンサとコンデン
   サへのクロックパルスの出力端子との間にコンデンサか
   ら前記出力端子側への放電を防止するし中断回路を投げ
   、コンデンサの電圧を検出する電圧検出回路及びコンデ
   ンサの電荷を所定に保つための放電回路をコンデンサと
   し中断回路との間に設け、電圧検出回路はコンデンサの
   充電電圧が設定電圧でない場合に第２の信号を出力する
   ように設け、該第２の信号によって前記第１の信号の出
   力を行なわないように制御手段を設はたことを特徴とす
   るデジタル制御回路。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記放電回路は前
   記コンデンサへのクロックパルスがＬｏｗレベルの時に
   コンデン４すが放電するように設けたものであることを
   特徴とするデジタル制御回路。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記放電回路はコ
   ンデンサに並列に設げた抵抗であることを特徴とするデ
   ジタル制御回路。 ４、特許請求の範囲第１項におＶ５て、前記電圧検出回
   路は、第１の電圧よりも低い場合に第２の信号を出力す
   る第１の電圧検出回路と、第１の電圧よりも高い第２の
   電圧よりもさらに高い場合に第２の信号を出力する第２
   の電圧検出回路とからなることを特徴とするデジタル制
   御回路。 ５、特許請求の範囲第１項において、少なくとも前記し
   中断回路及び電圧検出回路を前記制御手段の集積素子内
   に設げると共に集積素子の第２の入力端子に接続し、第
   ２の入力端子の外部において残りのものを接続可能に設
   はたことを特徴とするデジタル制御回路。 ６、特許請求の範囲第５項において、前記放電回路を前
   記集積素子内に設けると共に前記第２の入力端子に接続
   したことを特徴とするデジタル制御回路。 ７、特許請求の範囲第５項において、前記第１の入力端
   子から入力されたクロックパルスを所定の波形のクロッ
   クパルスに整形する波形整形回路の出力を前記出力端子
   に入力させるように設はたことを特徴とするデジタル制
   御回路。 ８、特許請求の範囲第７項にお１７３で、前記制御手段
   に入力するための波形整形回路と前記出力端子に入力す
   るための波形整形回路とは同一であることを特徴とする
   デジタル制御回路。 ９、特許請求の範囲第８項において、前記波形整形回路
   の出力側の所望のトランジスタのコレクタから前記制御
   手段と前記出力端子へクロ、クバルヌを出力するように
   設は、前記しゃ断回路をダイオードで設はたことを特徴
   とするデジタル制御回路。 １０、特許請求の範囲第８項において、前゛記波形整形
   回路の出力側の所望の第１のトランジスタのベースを前
   記出力端子に接続し、前記しゃ断回路を第２のトランジ
   スタで設けたことを特徴とするデジタル制御回路。