JPS6053884B2

JPS6053884B2 - 温度制御回路

Info

Publication number: JPS6053884B2
Application number: JP1469978A
Authority: JP
Inventors: 秀信長谷川; 忠横谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1978-02-09
Filing date: 1978-02-09
Publication date: 1985-11-27
Also published as: JPS54106782A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は有機半導体サーミスタなどの所謂交流センサ
を温度検出手段として用いる温度制御回路に関する。

交流センサ、例えば有機半導体サーミスタは第１図で
示すようにポリエステル系合成繊維よりなる芯線１、こ
れに巻きつけられた第１の検知導線２、これらを被覆す
る有機半導体（感温材）層３、この有機半導体層３の上
に巻きつけられた第２の検知導線４ならびにこれらを被
覆する絶縁被覆層５で構成された可撓性を有する線状体
であり、電気毛布などの温度検出手段として広く利用さ
れている。

かかる交流センサを温度検出手段として用いた温度制御
回路として第２図で示す回路がすでに知られている。
すなわち、第２図で示す温度制御回路は交流電源端子
６と７の間に接続されるヒータ８と直列に接続されたサ
イリスタ９をヒータ８の発熱に基く温度変化でスイッチ
動作させ、温度が所定値を超えているか否かによりヒー
タ８への電力供給を制御して温度制御をなすものであり
、サイリスタ９のゲートトリガが交流センサを含む温度
検出回路部によつてなされる。

図示するところから明らかなように温度検出回路部は交
流センサ１０、同交流センサの第１の検出導線２の一端
と交流電源端子６の間に接続される温度調整用可変抵抗
１１と最高温度設定用抵抗１２との直列接続体、第１の
検出導線２の他端とネオンランプ１３の一端との間に接
続された抵抗１４とコンデンサ１５の並列接続体よりな
る高域ろ波器、一端が交流電源端子７に接続される交
流センサの第２の検出導線４の他端と前記ネオンランプ
の他端との間に一次側巻線が接続されたパルストランス
１６とによつて溝・成されている。また、パルストラン
スの二次巻線がサイリスタ９のゲートとカソードの間に
接続されている。以上の構成からなる温度制御回路に
よれば以下のような制御動作が実行される。

門交流センサ１０が熱的に接続された温度検出部の温
度の変化によつて交流センサの構成要素である有機半導
体層３のインピーダンスは変化する。

この変化は温度の上昇によつて減少、一方、温度の低下
によつて増大する方向の変化である。したがつて、例え
ばヒータが発熱を停止していて温度検出部の温度が低下
すると有機半導体層３のインピーダンスが増大し、検出
導線２と４の間の電位差が大きくなる。そして、Ａ点と
Ｂ点の間に電位差がネオンランプ１３の放電開始電圧に
達することによりネオンランプ１３が放電してパルスト
ランス１６の一次巻線に電流が流れ、その二次側巻線に
電圧が発生する。サイリスタ９はこの電圧がゲートへ印
加されることにより導通してヒータ８への電力供給部を
閉成し、ヒータ８へ電力供給がなされたヒータ８が発熱
する。一方、ヒータ８の発熱が続行し温度検知部の温度
が上昇した場合には上記とは逆の動作が実行され、Ａ点
とＢ点との間の電位差が小さくなり、ネオンランプ１３
の放電停止、パルストランス１６の二次側巻線への電圧
発生の停止ならびにサイリスタ９のしや断の回路状態が
成立し、ヒータ８への電力供給が断たれてヒータ８が発
熱を停止する。以上のような回路動作により温度制御が
なされるものの、従来の温度制御回路ではネオンランプ
が使用されるため、その放電開始電圧にばらつきが存在
した場合、あるいは放電開始電圧が変化した場合に制御
温度が変化する不都合が生じる。

本発明はかかる従来の温度制御回路における問題点に鑑
みてなされたものであり、ダイオードの順方向電圧降下
がダイオードに流れる電流の対数値に比例することを利
用し制御温度に変動のない制御動作を実行する温度制御
回路を提案するもの．である。かかる本発明の温度制御
回路の特徴は、交流センサに流れる電流をダイオードに
流すことにより、交流センサの温度変化によるインピー
ダンス変化に基く電流変化をダイオードによつて対数圧
こ縮した電圧変化に変換し、この電圧変化で温度検出部
の温度変化を検出して制御動作が実行されるところにあ
る。

以下に本発明の温度制御回路について第３図を参照して
詳しく説明する。

なお、第３図で第１図１の回路要素と同一のものには同
一の番号を付与している。本発明の温度制御回路では交
流センサは温度変化を電流変化に変換する手段として用
いられるため、交流センサとして有機半導体サーミスタ
を使用する場合には図示するように有機半導体サーミス
タ１０の第１の検知導線２と第２の検知導線４は図示す
るようにそれぞれその両端が結合されている。

ところで、本発明の温度制御回路は、交流電源端子６と
７の間に接続される電流制限用抵抗１７、有機半導体サ
ーミスタ１０ならびにダイオード１８，１９の逆並列接
続体とを直列に接続して構成した温度検出部と、温度調
整用可変抵抗１）１、最高温度設定用抵抗１２ならびに
ダイオード２０，２１の逆並列接続体とを直列に接続し
て構成した比較電圧発生部と、前記温度検出部ならびに
比較電圧発生部内のダイオードの順方向電圧降下の変化
でベース電位が変化する電圧検出用トラ．ンジスタ２２
，２３と、トランジスタ２２と２３のエミッタにベース
が接続されたトランジスタ２４と２５を構成主体とする
差動増幅器と、差動増幅器構成用トランジスタ２５のコ
レクタに接続された出力負荷抵抗２６の両端の電圧がベ
ースエミッタ間に印加されたゲートトリガ用トランジス
タ２７を構成主体とする制御回路部と、同トランジスタ
２７のコレクタ負荷抵抗２８との接続点にゲートが接続
され発熱体としてのヒータ８への電力供給路を開閉する
スイッチング素子としてのサイリスタ９と、制御回路部
用の直流電源電圧を発生するためのダイオード２９、抵
抗３０ならびにコンデンサ３１よりなる電源回路部とで
構成されている。なお、３２，３３はトランジスタ２２
と２３の工−ミッタ抵抗、３４は差動増幅器用トラジジ
スタの共通エミッタ抵抗である。以上の構成から本発明
の温度制御回路においては、ダイオード１８と１９の逆
並列接続体には抵抗１７ならびに有機半導体サーミスタ
１０を介して電流が流れ、また、ダイオード２０と２１
の逆並列接続体には抵抗１１，１２を介して電流が流れ
、Ｃ点とＤ点の電位はダイオードの順方向電圧降下に等
しくなる。

ところで、ダイオードの順方向電圧降下Ｖｐは、ボルツ
マン定数をＫ１絶対温度をＴ１電子の電荷量をｑ１飽和
電流をし、ダイオードに流れる電流をＩ。とするとき次
式であられされることが知られている。はダイオードに
流れる電流１Ｄの対数値に比例する。

したがつて、ダイオード１８〜２１を同一温度条件下に
配置するならば、Ｃ点とＤ点の電位はともにダイオード
に流れる電流１Ｄの対数値に比例するものとなる。とこ
ろで、本発明の回路ではダイオード１８と１９の電流が
温度検出部の温度変化によつてインピーダンスの変化す
る有機半導体サーミスタ１０に流れる電流であるため、
この電流は温度検出部の温度変化に依存して変化すると
ころとなり、この変化に依存してＣ点の電位も変化する
。

一方、Ｄ点の電位は温度検出部とは熱的に分離された抵
抗１１と１２を介して電流が供給されるダイオード２０
と２１の順方向電圧降下に等しく、しかもダイオード２
０と２１に流れる電流は固定されているため定電位に固
定される。したがつて、温度検出部の温度が上昇して有
機半導体サーミスタ１０のインピーダンスが低下したと
きにはＣ点の電位がＤ点の電位よりも高くなり、逆に温
度検出部の温度が低下したときにはＣ点の電位はＤ点の
電位よりも低くなる。差動増幅器を構成するトランジス
タ２４と２５のベース電位は、Ｃ点とＤ点の電圧がベー
スに印加されるトランジスタ２２と２３のエミッタ電位
に等しく、Ｃ点とＤ点の電位の関係に基いてトランジス
タ２４と２５のベース電位の関係が決定されるところと
なる。

例えば、ヒータ８の発熱動作が続き温度検出部の温度が
所定値を越すと上述のようにＣ点の電位がＤ点の電位よ
り高くなり、トランジスタ２４のベース電位もトランジ
スタ２５のベース電位より高くなる。

このため差動増幅器の状態はトランジスタ２４が導通、
一方、トランジスタ２５がしや断の状態とる。したがつ
て、トランジスタ２５のコレクタにベースが接続された
トランジスタ２７にはこれを導通させうるベースバイア
ス電圧が印加されなくなり、トランジスタ２７もしや断
し、そのコレクタ電流は断たれる。かかる回路動作が実
行されることによりサイリスタ９のゲート電流が断たれ
、サイリスタ９がしや断してヒータ８への電力供給路を
開放する。

すなわち、ヒータ８の発熱動作が停止する。逆に温度検
出部の温度が所定値以下になつたときには上記の回路動
作とは逆の回路動作が実行されてサイリスタ９が導通し
、ヒータ８が発熱動作を開始する。以上の動作のくり返
しにより温度検出部の温度を所定の温度範囲内に保つ温
度制御が実行される。

なお、制御温度範囲は抵抗１１の値を変化させることに
よりダイオード２０と２１へ流す電流を制御し、Ｄ点の
電位を決定することにより制御される。なお、抵抗１１
の値が零となり、実質的に抵抗１２を介してのみ電流の
供給がなされる場合にＤ点の電位は最も高くなり、この
とき温度検出部の温度が制御範囲の最高温度となる。以
上説明してきたところから明らかなように、本発明の温
度制御回路は、ダイオードの順方向電圧降下がダイオー
ドに流れる電流の値の対数値に比例することを積極的に
利用したものであつて、ダイオードに流す電流を温度変
化によつてインピーダンスの変化する交流センサに流れ
る電流となし、この電流をダイオードで対数圧縮した電
圧に変換して温度変化を検出することにより制御動作が
実行されるため、ネオンランプの放電電圧を利用する従
来の温度制御回路に存在した不都合の完全に排除された
温度制御が可能となる。

なお、以上の説明は電気毛布における温度制御を例にな
されたが、本発明は他の機器にも広く適用しうること勿
論である。

また、交流センサも有機半導体サーミスタに限られるも
のではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は交流温度センサの一例である有機半導・体サー
ミスタの構造を示す図、第２図は従来の温度制御回路を
示す図、第３図は本発明の温度制御回路の一実施例を示
す図である。２，４・・・検出導線、３・・・有機半導体、１０・・
・有機半導体サーミスタ、６，７・・・交流電源端子、
８・・・ヒータ、９・・・サーミスタ、１１・・・温度
調節用可変抵抗、１２・・・最高温度決定用抵抗、１７
・・・電流制限用抵抗、１８〜２１・・・電流電圧変換
用ダイオード、２２，２３・・・電圧検出用トランジス
タ、２４，２５・・・差動増幅器用トランジスタ、２６
，２ノ８・・・コレクタ負荷抵抗、２７・・・サイリス
タトリガ用出力トランジスタ、２９・・・整流用ダイオ
ード、３０・・・電源用抵抗、３１・・・電源用コンデ
ンサ、３２〜３４・・・エミッタ抵抗。

Claims

【特許請求の範囲】

１温度変化に基きインピーダンスの変化する交流温度
センサと同交流温度センサのインピーダンス変化を対数
圧縮した電圧に変換するダイオードの逆並列接続体とを
直列に接続してなる温度検出部と、温度設定用抵抗とダ
イオードの逆並列接続体とを直列に接続してなる比較電
圧発生部と、前記温度検出部で発生する電圧と前記比較
電圧発生部で発生する電圧とを比較する差動増幅器と、
前記差動増幅器の温度検出部の温度変化に基く出力変化
で、発熱体の電力供給路内に接続されたスイッチング素
子の開閉を制御する制御回路部とを備えたことを特徴と
する温度制御回路。