JPS6137647B2 - - Google Patents

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JPS6137647B2
JPS6137647B2 JP9381477A JP9381477A JPS6137647B2 JP S6137647 B2 JPS6137647 B2 JP S6137647B2 JP 9381477 A JP9381477 A JP 9381477A JP 9381477 A JP9381477 A JP 9381477A JP S6137647 B2 JPS6137647 B2 JP S6137647B2
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JP
Japan
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voltage
temperature
inverter
control
output
Prior art date
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Expired
Application number
JP9381477A
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English (en)
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JPS5428993A (en
Inventor
Hiroshi Horii
Tomiji Hosaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP9381477A priority Critical patent/JPS5428993A/ja
Publication of JPS5428993A publication Critical patent/JPS5428993A/ja
Publication of JPS6137647B2 publication Critical patent/JPS6137647B2/ja
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  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気ヒータや、電磁弁などによつて
制御するガス燃焼器具などの加熱手段で暖房や加
温をおこなう器具に用いられる温度制御装置に関
し、特にフエールセーフ性が要求される器具、例
えば電気毛布、電気敷毛布、車載用のひざかけ暖
房器、シート形の暖房器、電気温水器、温風機、
電気コンロ、ガステーブルコンロ、さらに保温庫
のような調理器具などに使用される温度制御装置
に関し、その構成の主たる特徴は、パルスモード
で検知制御し、インバータで加熱手段を駆動する
構成にある。
従来の温度制御装置は、周知の如く、サーミス
タ等の温度センサの出力とボリユームなどによる
設定値とを比較して加熱手段をオン・オフする、
いわゆる2値方式である。この方式は、構成が簡
単である反面、制御装置がオン側に故障すると加
熱手段が動作し続けるので、異常過熱、火災、火
傷などの事故が発生する危険性があつた。従つ
て、フエールセーフ性の要求される機器への応用
は、実用上困難であり、また実際応用するときに
は他のバツクアツプ用安全装置などの要素を付加
して用いていたので、構成が極めて複雑となり、
コスト高の割りにフエールセーフ度が低いもので
あつた。
本発明は、いかなる部品の故障があつても、必
ず安全側に作動する、いわゆる本質的フエールセ
ーフ化温度制御装置を提供しようとするものであ
る。
以下、本発明の実施例を図面とともに説明す
る。
第1図は、面状発熱体、いわゆる電気毛布や電
気敷毛布、ひざかけヒータ、カーペツトなどに応
用した1つの例である。第1図において、1は電
源プラグ、2はコントロールボツクス、3は電源
スイツチ、4は温度設定用のボリユーム、5は毛
布などの面発熱体外装、6は加熱手段としての電
気ヒータ、7aはプラスチツクサーミスタ等の温
度検出用センサ、8はコネクタ、9はコントロー
ルボツクス2と面発熱体5を結ぶ電線である。
第2図は本温度制御装置のシステム図である。
図において、10は直流電源であり、この出力を
コントロールインバータ11に加え、第2図の
C2波形の如くピーク値Vの交流電圧に変換す
る。この交流電圧をプラスチツクサーミスタ等の
温度センサ7aを含む温度検出部7に加え、面発
熱体5の温度が温調ボリユーム4の設定温度より
低いと、C3波形のC3Aのようにパルス列電圧が取
り出される。また温度が高いとC3Bのようにパル
ス化電圧は出ない構成となつている。このパルス
化電圧を、パルス数に応動して直流電圧を得るD
―A変換(デシタル―アナグロ変換)を行い、こ
のD―A変換部12の出力は、温度が高いか、又
は低いかによりC4波形のごとくなる。温度が低
いと、C4波形の直流電圧eが得られる。この直
流電圧を2相交流に変換する1/2デイバイダ13
の入力とし、2相出力C5A,C5BはC5波形の如く
になる。すなわちC5Aはt1〜t2までe電圧、t2〜t3
まではO電圧、t3〜t4まではe電圧……となる周
波数F0の電圧になり、C5Bは上記C5Aの反転出力
となる。このC5A,C5Bの2相出力をパワー制御
用ブリツジ形インバータ14の入力として加える
と、ヒータ6への給電はC6波形のごとく直流電
源10の電圧Eを波高値とする交流電圧となる。
この電圧によりヒータ6は加熱される。温調ボリ
ユーム4の設定値温度より温度が高くなると、温
度センサ7が検知し、前述のごとく温度検出部7
の出力がC3B波形の零になる。従つて、ブリツジ
インバータ14が不動作となつて、ヒータ6への
通電は断たれる。このように設定温度近傍になる
と、ブリツジインバータ14が1/2デイバイダ1
3で定まる基本周波数F0で動作し、温度が上る
と、ブリツジインバータ14は不動作となる構成
である。そしてブリツジインバータ14を構成す
るトランジスタなどの素子がシヨート故障を起こ
すと、ヒータ6を通らずに電源を短絡するため
に、過電流スイツチ15が動作して電源を遮断す
るものである。この部分の構成は第3図に詳記す
る。
第3図は本温度制御装置の具体的電気回路であ
る。図において、10は直流電源、3は電源スイ
ツチ、15は過電流スイツチであり、図では電流
ヒユーズを示す。11はコントロールインバータ
であり、トランジスタ16,17とタイミング用
のコンデンサ18,19と抵抗20,21で自励
発振の時間を決める。22,23はコレクタ抵
抗、24,25はエミツタ抵抗であり、この部分
で無安定マルチバイブレータを構成する。トラン
ジスタ26,27は増幅用であり、トランジスタ
26,27が無安定マルチバイブレータの出力に
より交互にオン,オフし、センタータツプ形のト
ランス58を励振する。トランス58の出力58
a,58b間には、第2図のC2波形のごとく昇
圧された交流電圧が得られる。この電圧を温度検
出部7に加える。4は温調用のボリユーム、7a
は温度検出用のセンサで、例えばプラスチツクサ
ーミスタからなり、検知線7a1と7a2の間に挿入
されるプラスチツク7a3の感温特性により第4図
の如く、温度の上昇と共に検知線7a1と7a2の間
のインピーダンスが低下するものである。28は
ネオン球であり、温調ボリユーム4の設定抵抗値
R4と検知線7aの層間のインピーダンスZ7aとの
分割電圧(検知線の層間電圧Vz7a)がネオン球
28の放電電圧VB<Vz7aとなるとネオン球28
は放電し、抵抗29の両端にパルス電圧が出る。
このパルス電圧の波形は第2図のC3A波形であ
る。なおこのときは、温度が低いときである。温
度が高くなると、検知線7aの層間インピーダン
スが第4図の如く低下するので、層間電圧Vz7a
はネオン球28のVBよりもVB>Vz7aとなり、
ネオン球28は放電せず、抵抗29の両端には第
2図、C3B波形の如くパルス電圧の発生がなくな
る。12はD―A変換器であり、設定温度よりも
温度が低いと前述のごとく抵抗29にはパルス電
圧が発生するので、トランジスタ30がオン,オ
フする。31,32は充放電用抵抗であり、3
3,34はコンデンサ、35,36はダイオード
である。トランジスタ30がオフのとき、抵抗3
1を介してコンデンサ33に充電された電圧が、
ネオン球28が放電することでトランジスタ30
が導通した際に、抵抗32、ダイオード35を介
して放電する。このトランジスタ30のオン,オ
フでコンデンサ33には微分電流が流れ、コンデ
ンサ34で積分,平滑される。すなわち、ネオン
球28の放電パルス(第2図のC3A波形)に応動
して、コンデンサ34の電圧e(第2図のC4
形)が定まるものであり、ネオン球が放電しない
と、コンデンサ34には電圧が発生しない。13
は1/2デイバイダであり、コンデンサ34の電圧
eをコントロールインバータ11に同期して2相
交流に変換するもので、ダイオード35,36、
抵抗37,38,39,40、トランジスタ4
1,42、抵抗43,44,45,46,47で
構成される。すなわちコンデンサ34の両端に値
流電圧eが有るとき、コントロールインバータ1
1のトランジスタ26,27が交互にオン,オフ
するのでダイオード35,36により、抵抗3
8,40の両端の電圧が交互にゼロボルトになる
ため、トランジスタ41,42がこれと同期して
オン,オフする。よつてトランジスタ41がオン
のときは、抵抗47と45に電圧が発生し、次に
トランジスタ42がオンのときは、抵抗48と4
6に電圧が発生する。もし温度が高くなると、コ
ンデンサ34の電圧がゼロボルトであるから、コ
ントロールインバータ11のトランジスタ26,
27がオン,オフしていても、抵抗38,40に
は電圧が無いため、トランジスタ41,42はと
もにオフ状態を続ける。14はブリツジ形のイン
バータであり、半導体スイツチング素子、例えば
トランジスタ49,50,51,52により構成
される。トランジスタ41がオンのとき、抵抗4
5と47によりトランジスタ49と52が対でオ
ンし、次のサイクルではトランジスタ42がオン
するので、抵抗46と48によりトランジスタ5
0と51が対でオンする。このようにトランジス
タ41,42が交互にオン,オフすることで、パ
ワー制御のトランジスタが、48と52、および
50と51が対で交互にオン,オフする。従つて
ヒータ6へは、第2図のC6波形の如く交流電圧
が給電される。そして温度が高くなると、トラン
ジスタ41,42がともにオフ状態となり、これ
によりパワー制御用のトランジスタ49〜52も
すべてオフとなつて、ヒータへの給電は停止す
る。
本発明は、温度などの制御を行うとき、特にフ
エールセーフ性が要求される場合に検知センサか
らの出力を交流パルスで受け、このパルスに応動
して直流変換することで、温度検出部を構成する
素子が故障しても、必らず直流電圧が発生し得な
いよう安全側に構成できる。また、例えばパワト
ランジスタ1石でヒータ6を制御する場合は、こ
のパワトランジスタがシヨート故障を起こすとフ
ルパワーが常時印加されて異常加熱、火災につな
がる欠点があるが、本発明によれば、いつも直流
電圧を2相交流に分配して、パワ制御用ブリツジ
形インバータ14を駆動する構成にしているの
で、仮にトランジスタ49がシヨート故障を起こ
したときは次のサイクルでトランジスタ51がオ
ンするので、ヒータ6へは電流が流れず、過大な
電源短絡電流が流れ、ヒユーズ15を溶断して、
全機能をストツプさせる。またトランジスタ50
と51が対でオンしている周期にトランジスタ5
0がシヨート故障した場合、次のサイクルではト
ランジスタ49と52が対でオンするので、この
ときもヒータ6へは電流が流れず、トランジスタ
50と52に電源短絡電流が流れてヒユーズ15
が溶断する。実際は、ヒユーズ15と直列にシヨ
ート電流防止用の小さな抵抗値を有する抵抗を挿
入し、ヒユーズ15、トランジスタ49〜52と
の破壊時の協調性をとるものである。
以上のように本発明は、フエールセーフ性の得
にくいリレー接点を用いずに、直流電源と、過電
流スイツチと、直流電源に過電流スイツチを介し
て接続するヒータ等の負荷制御用のブリツジ形イ
ンバータと、温度検出制御用の電源となるコント
ロールインバータと、このコントロールインバー
タの交流電圧により温度センサの出力をボリユー
ム等の設定値と比較し、その結果によつてパルス
の発生停止をおこなう温度検出部と、この温度検
出部のパルスに応動してパルス交流成分により直
流電圧を発生するD―A変換部と、このD―A変
換による直流電圧を、前記コントロールインバー
タの出力を用いて定められた周波数の2相交流に
振り分ける1/2デバイダとを有し、この1/2デバイ
ダの出力で前記ブリツジ形インバータを駆動する
構成としたので、全制御系の故障に対して高いフ
エールセーフ性が得られ、しかもD―A変換によ
る直流電圧を、コントロールインバータの出力を
用いて、1/2デバイダにより定められた周波数の
2相交流に振り分けるので、1/2デバイダ用の信
号発生器を用いるよりは構成が簡素化される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における温度制御装
置を備えた面状発熱体の外観図、第2図はその温
度制御装置のシステム図、第3図は同温度制御装
置の電気回路図、第4図は温度センサの温度特性
を示す図である。 1…電源プラグ、3…電源スイツチ、4…温度
設定用ボリユーム、6…電気ヒータ、7…温度検
出部、7a…温度センサ、10…直流電源、11
…コントロールインバータ、12…D―A変換
部、13…1/2デイバイダ、14…パワー制御用
ブリツジ形インバータ、15…過電流スイツチ
(電流ヒユーズ)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直流電源と、過電流スイツチと、直流電源に
    過電流スイツチを介して接続するヒータ等の負荷
    制御用のブリツジ形インバータと、温度検出制御
    用の電源となるコントロールインバータと、この
    コントロールインバータの交流電圧により温度セ
    ンサの出力をボリユーム等の設定値と比較し、そ
    の結果によつてパルスの発生停止をおこなう温度
    検出部と、この温度検出部のパルスに応動してパ
    ルス交流成分により直流電圧を発生するD―A変
    換部と、このD―A変換による直流電圧を、前記
    コントロールインバータの出力を用いて定められ
    た周波数の2相交流に振り分ける1/2デバイダと
    を有し、この1/2デバイダの出力で前記ブリツジ
    形インバータを駆動する構成とした温度制御装
    置。 2 温度センサとしてプラスチツクサーミスタ等
    の静電容量変化形のセンサを使用した特許請求の
    範囲第1項記載の温度制御装置。
JP9381477A 1977-08-04 1977-08-04 Temperature controller Granted JPS5428993A (en)

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JP9381477A JPS5428993A (en) 1977-08-04 1977-08-04 Temperature controller

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JPS5428993A JPS5428993A (en) 1979-03-03
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0089128B1 (en) * 1982-03-12 1986-05-07 Imperial Chemical Industries Plc Process for displacing dissolved gas from water

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US6794029B2 (en) 2000-07-18 2004-09-21 Showa Denko Plastic Products Co., Ltd. Layered film and packaging product thereof

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