JPS5981713A - 温度制御回路 - Google Patents
温度制御回路Info
- Publication number
- JPS5981713A JPS5981713A JP19154082A JP19154082A JPS5981713A JP S5981713 A JPS5981713 A JP S5981713A JP 19154082 A JP19154082 A JP 19154082A JP 19154082 A JP19154082 A JP 19154082A JP S5981713 A JPS5981713 A JP S5981713A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- circuit
- heater
- resistor
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
- G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
- G05D23/2401—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor using a heating element as a sensing element
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- Control Of Temperature (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
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。
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、温度制御回路に係り、特に、交流商用電源で
スイッチング素子を介してヒータに通電、加熱し高温を
得る電熱制御による温度制御回路に関するものである。
スイッチング素子を介してヒータに通電、加熱し高温を
得る電熱制御による温度制御回路に関するものである。
商用交流電源に接続して利用される電熱器具には暖房器
具、ドライヤ、アイロン、調理器具、電気ごて等がある
。その温度制御には、一般にヒータの熱時定数が長く開
閉器の１オン″、１オフ“を制御する方法である程度の
制御性能が得られるので、バイメタルを利用した例が多
いが、無接点化、制御精度の向上、形状上７の理由、あ
るいは”オン”、゛オフ″頻度が高い等の理由、諸条件
により、半導体スイッチング素子を利用した電子回路も
広く用いられている。
具、ドライヤ、アイロン、調理器具、電気ごて等がある
。その温度制御には、一般にヒータの熱時定数が長く開
閉器の１オン″、１オフ“を制御する方法である程度の
制御性能が得られるので、バイメタルを利用した例が多
いが、無接点化、制御精度の向上、形状上７の理由、あ
るいは”オン”、゛オフ″頻度が高い等の理由、諸条件
により、半導体スイッチング素子を利用した電子回路も
広く用いられている。
この電子回路の温度検出用部品で代表的なものはサーミ
スタあるいは熱電対であり、これらを利用して制御対象
あるいはヒータの温度を′亀気伯号の変化に変換して基
準電気信号と比較し“オンパ、６オフ”制御するもので
ある。ところが、商用交流電源に接続されたヒータと温
度検出用部品の絶縁、あるいは温度検出が最適になる位
置への設置が容易でないこと、サーミスタの場合には通
常あまシ高温での使用は適さないこと、熱電対の場合に
は出力が小さく増幅する必要があシ、更に零接点補償が
必要である等の欠点があった。
スタあるいは熱電対であり、これらを利用して制御対象
あるいはヒータの温度を′亀気伯号の変化に変換して基
準電気信号と比較し“オンパ、６オフ”制御するもので
ある。ところが、商用交流電源に接続されたヒータと温
度検出用部品の絶縁、あるいは温度検出が最適になる位
置への設置が容易でないこと、サーミスタの場合には通
常あまシ高温での使用は適さないこと、熱電対の場合に
は出力が小さく増幅する必要があシ、更に零接点補償が
必要である等の欠点があった。
本発明は従来の上記実情に着目してなされたものであり
、従って本発明の目的は、これら温度検出用部品を不要
とし、従って、従来の上記欠点を解消できる新規な温度
制御回路を提供しようとするものである。
、従って本発明の目的は、これら温度検出用部品を不要
とし、従って、従来の上記欠点を解消できる新規な温度
制御回路を提供しようとするものである。
上記目的を達成する為に、本発明に係る温度制御回路は
、交流電源に並列接続され、温度によシ抵抗値が増大す
るヒータと半導体スイッチング素子と抵抗器とを含む第
１の直列回路と、前記交流電源に並列接続され、任意の
抵抗比を設定可能な複数の抵抗器を含む第２の直列回路
と、前記第１の直列回路のヒータと抵抗器の抵抗比と前
記第２の直列回路の抵抗比の差が基準値より小さくなる
まで前記半導体スイッチング素子を駆動する第１の駆動
手段と、前記半導体スイッチング素子を任意の周期で少
なくとも半サイクル以上駆動する第２の駆動手段とを具
備して構成されている。
、交流電源に並列接続され、温度によシ抵抗値が増大す
るヒータと半導体スイッチング素子と抵抗器とを含む第
１の直列回路と、前記交流電源に並列接続され、任意の
抵抗比を設定可能な複数の抵抗器を含む第２の直列回路
と、前記第１の直列回路のヒータと抵抗器の抵抗比と前
記第２の直列回路の抵抗比の差が基準値より小さくなる
まで前記半導体スイッチング素子を駆動する第１の駆動
手段と、前記半導体スイッチング素子を任意の周期で少
なくとも半サイクル以上駆動する第２の駆動手段とを具
備して構成されている。
本発明の原理は次の通シである。即ち、一般にヒータに
利用する金属抵抗は温度によシその抵抗値が変化するが
、中でもタングステンを利用したヒータはその抵抗値の
変化が大きく高温になると常温の数倍に抵抗値が大きく
なる。本発明はこのようにヒータの抵抗値変化の大きい
ことを利用して温度制御を行うものであり、ヒータと直
列接続された抵抗器との比が温度によって変化すること
を利用し、基準となる２つの抵抗器のｉα列回路とのブ
リッジ回路の出力が最小となる様にスイッチング素子を
”オン″、”オフパシて温度制御を行うものである。
利用する金属抵抗は温度によシその抵抗値が変化するが
、中でもタングステンを利用したヒータはその抵抗値の
変化が大きく高温になると常温の数倍に抵抗値が大きく
なる。本発明はこのようにヒータの抵抗値変化の大きい
ことを利用して温度制御を行うものであり、ヒータと直
列接続された抵抗器との比が温度によって変化すること
を利用し、基準となる２つの抵抗器のｉα列回路とのブ
リッジ回路の出力が最小となる様にスイッチング素子を
”オン″、”オフパシて温度制御を行うものである。
本発明は抵抗比の差の有無を検出してそれが最小になる
ように制御するので、変流電源′屯圧の装動による設定
誤差が小さくなる利点も有している。
ように制御するので、変流電源′屯圧の装動による設定
誤差が小さくなる利点も有している。
以下本発明をその好ましい一実施例について図面に従っ
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
＠１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図である
。図において、参照番号１は商用交流電源、２は温度制
御対象となるヒータ、３は半導体スイッチング素子であ
る８（Ｉ’Ｌ、 ４．５は抵抗器、６は可変抵抗器、７
は減算回路、８は基準信号ｄ仙、９は比較回路、１０は
パルス幅増幅回路、１１は周期信号発生回路、１２はオ
ア回路、１３はゼロクロスパルス発生回路、１４はアン
ド回路、１５は増幅回路、１６は整流ダイオードをそれ
ぞれ示す。尚、ブロック図中の電源配線は省略している
。
。図において、参照番号１は商用交流電源、２は温度制
御対象となるヒータ、３は半導体スイッチング素子であ
る８（Ｉ’Ｌ、 ４．５は抵抗器、６は可変抵抗器、７
は減算回路、８は基準信号ｄ仙、９は比較回路、１０は
パルス幅増幅回路、１１は周期信号発生回路、１２はオ
ア回路、１３はゼロクロスパルス発生回路、１４はアン
ド回路、１５は増幅回路、１６は整流ダイオードをそれ
ぞれ示す。尚、ブロック図中の電源配線は省略している
。
次に回路動作の概略を説明する。ヒータ２の抵抗と温度
の関係があらかじめわかっているので）スイッチング素
子３を介して直列接続された抵抗器４との比もまた温度
と相関がある。整流ダイオード１６を介して直列接続さ
れた抵抗器５と可変抵抗器６の比をあらかじめ温度の設
定値としたい前記相関値に設定しておけは、ヒータの温
度が設定温度になっていればヒータ２と抵抗器４の各抵
抗値の比と抵抗器５と可変抵抗器６の各抵抗値の比は等
しく、減算回路７への入力電圧は等しくその出力は零に
なる。ヒータ２の抵抗が小さい低温時には抵抗器４の電
圧降下は前記設定温度時より大きく、このとき減算回路
７の出力に正の電圧が発生しているとすると、基準信号
源８も同様に零に極めて近い正の電圧を出力するよう構
成し、比較回路９でこれらの２つの底圧を比較する。減
力−回路７の出力が基準信号源８の出力よシ太きいとき
に比較回路９の出力をハイレベルとなるように構成し、
比較回路９の出力をパルス幅増幅回路１０で少なくとも
交流１似の１ザイクル以上の設定幅に拡大し、オア回路
１２に入力する。ゼロクロスパルス発生回路１３、アン
ド回路１４及びＦ、９幅回路１５は、ゼロボルトトリガ
回路を構成しており、オア回路１２の出力がハイレベル
である期間、半導体スイッチであるＳＣＣ８４トリガし
つづける。従って、ヒータ２の温度が上昇し、抵抗器４
の電圧降下が小さくなって減算回路７の出力が零に近す
き基準信号源８の出力より小さくなると、比較回路９の
出力は常に“ロウパで、パルス幅増幅回路１０の出力は
設定幅後に１０つ″になり、従って、前ｄＣゼロボルト
トリガ回路の動作は停止する。
の関係があらかじめわかっているので）スイッチング素
子３を介して直列接続された抵抗器４との比もまた温度
と相関がある。整流ダイオード１６を介して直列接続さ
れた抵抗器５と可変抵抗器６の比をあらかじめ温度の設
定値としたい前記相関値に設定しておけは、ヒータの温
度が設定温度になっていればヒータ２と抵抗器４の各抵
抗値の比と抵抗器５と可変抵抗器６の各抵抗値の比は等
しく、減算回路７への入力電圧は等しくその出力は零に
なる。ヒータ２の抵抗が小さい低温時には抵抗器４の電
圧降下は前記設定温度時より大きく、このとき減算回路
７の出力に正の電圧が発生しているとすると、基準信号
源８も同様に零に極めて近い正の電圧を出力するよう構
成し、比較回路９でこれらの２つの底圧を比較する。減
力−回路７の出力が基準信号源８の出力よシ太きいとき
に比較回路９の出力をハイレベルとなるように構成し、
比較回路９の出力をパルス幅増幅回路１０で少なくとも
交流１似の１ザイクル以上の設定幅に拡大し、オア回路
１２に入力する。ゼロクロスパルス発生回路１３、アン
ド回路１４及びＦ、９幅回路１５は、ゼロボルトトリガ
回路を構成しており、オア回路１２の出力がハイレベル
である期間、半導体スイッチであるＳＣＣ８４トリガし
つづける。従って、ヒータ２の温度が上昇し、抵抗器４
の電圧降下が小さくなって減算回路７の出力が零に近す
き基準信号源８の出力より小さくなると、比較回路９の
出力は常に“ロウパで、パルス幅増幅回路１０の出力は
設定幅後に１０つ″になり、従って、前ｄＣゼロボルト
トリガ回路の動作は停止する。
尚、パルス幅増幅回路１（）は前記設定：１ｔ３終了以
ｔｑ’＋Ｊに入力が与えられると、その時点より新たに
設定幅の出力が出るものである。ところが、５ｅｌｌが
一度０オフ″シてしまうと、抵抗器４の電圧降下が零で
、これはきわめて温度が高い状態と等価であり、このま
まではヒータ２の温度が下がっても８ＣＲ３は永久に゛
オン”せず、つまり最初のＳＣＲ３の１オン”もできな
いわけである。従って、周期信号発生回路１１の出力信
号によシあらかじめ設定した周期で少なくとも半サイク
ル以上の期間８ＣＲ３をトリガする。８０Ｒ３の６オン
”によシヒータ２と抵抗器４の各抵抗値の比を抵抗器５
と可変抵抗器６の抵抗値の比と比較でき、前述の様な制
御がなされる。従って、周期信号発生回路１１の出力信
号の周期内で５ＣＲ３の゛オン”期間、“オフ“期間の
比率がヒータの温度を一定にすべく変化する。伺、温度
の設定は可変抵抗器６により行い（抵抗器４を可変に可
変抵抗器６を固定に、あるいは両刀固定とし、抵抗器４
を可変としてもよい）、抵抗値の比を比較するのである
から、商用交流電源１の電圧が変動しても設定温度に変
化を生じにくいオＵ点がある。
ｔｑ’＋Ｊに入力が与えられると、その時点より新たに
設定幅の出力が出るものである。ところが、５ｅｌｌが
一度０オフ″シてしまうと、抵抗器４の電圧降下が零で
、これはきわめて温度が高い状態と等価であり、このま
まではヒータ２の温度が下がっても８ＣＲ３は永久に゛
オン”せず、つまり最初のＳＣＲ３の１オン”もできな
いわけである。従って、周期信号発生回路１１の出力信
号によシあらかじめ設定した周期で少なくとも半サイク
ル以上の期間８ＣＲ３をトリガする。８０Ｒ３の６オン
”によシヒータ２と抵抗器４の各抵抗値の比を抵抗器５
と可変抵抗器６の抵抗値の比と比較でき、前述の様な制
御がなされる。従って、周期信号発生回路１１の出力信
号の周期内で５ＣＲ３の゛オン”期間、“オフ“期間の
比率がヒータの温度を一定にすべく変化する。伺、温度
の設定は可変抵抗器６により行い（抵抗器４を可変に可
変抵抗器６を固定に、あるいは両刀固定とし、抵抗器４
を可変としてもよい）、抵抗値の比を比較するのである
から、商用交流電源１の電圧が変動しても設定温度に変
化を生じにくいオＵ点がある。
上記した本実施例においては、半導体スイッチング素子
としてサイリスタ（ｓｅｔりが用いられているが、代り
に、トライアツク、ＳＳ、’＋、光ザイリスタ、ゲート
ターンオフサイリスタ等も使用＋ｊＪ能であるが、第１
因の回路病成を若干変更する必（Ｐｊ：がある。その他
にも、本発明についてはその範囲から逸脱することなく
種々の変形、変更が可能であるが、それらはすべて、本
発明の範囲内に包含されるものである。
としてサイリスタ（ｓｅｔりが用いられているが、代り
に、トライアツク、ＳＳ、’＋、光ザイリスタ、ゲート
ターンオフサイリスタ等も使用＋ｊＪ能であるが、第１
因の回路病成を若干変更する必（Ｐｊ：がある。その他
にも、本発明についてはその範囲から逸脱することなく
種々の変形、変更が可能であるが、それらはすべて、本
発明の範囲内に包含されるものである。
以上説明したように、本発明による？、！ｒ’ｉｌ四制
５ｒｒ（四回５ｒｒ温反により抵抗値の増加するピータ
と半導体スイッチング素子と抵抗器の直列接続回路と温
度と相関のある抵抗比を設定する２つの抵抗１は列接続
回路を同−電源に並列接続１／ 、Ｍｉｌ Ｏｐ半導体
スイッチング素子をあらかじめ設定きれた周期で少なく
とも半サイクル以上”′オン゛する手段（２＋Ｓ １示
に示された本実施例でば、ゼロクロスパルス発生回路１
３、アンド回路１４及び増幅回路１５からなるゼロポル
トトリガ回路とそれを駆動する周期有１け発生回路１］
とオア回路１２でＳ Ｃｌ（３をトリガする様構成され
ている）と、半導体スイツチの”オンパ後の前記ヒータ
と抵抗、抵抗対の２つの１Ｕ列回路の抵抗比を比較し、
その差があらかじめ設定した基準値よシ小さくなるまで
半導体スイッチング素子を駆動する手段（第１図に示さ
れた実施例では減算回路７によυ差を検出し、その検出
信号を基準信号源８、比較回路９とで比較し、ゼロボル
トトリガ回路を駆動するための）（パルス幅増幅回路１
０を駆動するよう構成されている）からなる点弧回路で
駆動するので、温度検出用部品を必要とせず更に電源変
動の影響も実質的に受けないので、実用上の利点はきわ
めて犬である。
５ｒｒ（四回５ｒｒ温反により抵抗値の増加するピータ
と半導体スイッチング素子と抵抗器の直列接続回路と温
度と相関のある抵抗比を設定する２つの抵抗１は列接続
回路を同−電源に並列接続１／ 、Ｍｉｌ Ｏｐ半導体
スイッチング素子をあらかじめ設定きれた周期で少なく
とも半サイクル以上”′オン゛する手段（２＋Ｓ １示
に示された本実施例でば、ゼロクロスパルス発生回路１
３、アンド回路１４及び増幅回路１５からなるゼロポル
トトリガ回路とそれを駆動する周期有１け発生回路１］
とオア回路１２でＳ Ｃｌ（３をトリガする様構成され
ている）と、半導体スイツチの”オンパ後の前記ヒータ
と抵抗、抵抗対の２つの１Ｕ列回路の抵抗比を比較し、
その差があらかじめ設定した基準値よシ小さくなるまで
半導体スイッチング素子を駆動する手段（第１図に示さ
れた実施例では減算回路７によυ差を検出し、その検出
信号を基準信号源８、比較回路９とで比較し、ゼロボル
トトリガ回路を駆動するための）（パルス幅増幅回路１
０を駆動するよう構成されている）からなる点弧回路で
駆動するので、温度検出用部品を必要とせず更に電源変
動の影響も実質的に受けないので、実用上の利点はきわ
めて犬である。
第１図は本発明による温度制御回路の一実施例を示すブ
ロック構成図である。 １・・・商用交流電源、２・争・ヒータ、３・・・ＳＣ
Ｒ，４，５・・・抵抗器、６・・Ｑ可変抵抗器、７・・
・減算回路、８・・・基準信号源、９睦嗜・比較回路、
１０・争・ノくルス幅増幅回路、１１・・・周期信号発
生回路、１２・嗜・オア回路、Ｂ・・・ゼロクロスパル
ス発生回路、１４−・・アンド回路、１５・・−増幅回
路、１６・・・整流ダイオード 特許出願人 日本電気株式会社 代 理 人 弁理士 熊谷雄太部
ロック構成図である。 １・・・商用交流電源、２・争・ヒータ、３・・・ＳＣ
Ｒ，４，５・・・抵抗器、６・・Ｑ可変抵抗器、７・・
・減算回路、８・・・基準信号源、９睦嗜・比較回路、
１０・争・ノくルス幅増幅回路、１１・・・周期信号発
生回路、１２・嗜・オア回路、Ｂ・・・ゼロクロスパル
ス発生回路、１４−・・アンド回路、１５・・−増幅回
路、１６・・・整流ダイオード 特許出願人 日本電気株式会社 代 理 人 弁理士 熊谷雄太部
Claims (1)
- 交流電源に並列接続され、温度によシ抵抗値が増大する
ヒータと半導体スイッチング素子と抵抗器とを含む第１
の直列回路と、前記交流電源に並列接続され、任意の抵
抗比を設定可能な複数の抵抗器を含む第２の直列回路と
、前記第１の直列回路のヒータと抵抗器の抵抗比と前記
第２の直列回路の抵抗比の差が基準値よシ小さくなるま
で前記半導体スイッチング素子を駆動する第１の駆動手
段と、＃起生導体スイッチング素子を任意の周期で少な
くとも半サイクル以上駆動する第２の駆動手段とを具備
することを特徴とした温度制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19154082A JPS5981713A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | 温度制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19154082A JPS5981713A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | 温度制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981713A true JPS5981713A (ja) | 1984-05-11 |
Family
ID=16276366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19154082A Pending JPS5981713A (ja) | 1982-10-30 | 1982-10-30 | 温度制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5981713A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6278082U (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-19 |
-
1982
- 1982-10-30 JP JP19154082A patent/JPS5981713A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6278082U (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-19 |
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