JPS6138482B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気毛布や電気カーペツト等の電気暖
房器具における温度制御装置に関するもので、ト
ランジスタのオン−オフ制御を行なう負特性抵抗
素子のオープン、シヨート故障や負特性抵抗素子
に接続されるリード線の断線故障、前記トランジ
スタのコレクタに接続された定電圧素子のオープ
ン、シヨート故障、トランジスタのオープン故障
等が発生した場合、ヒータ等の負荷の発熱を速や
かに停止させることができる安全度の高い温度制
御装置を提供することを目的とする。

以下、本発明をその実施例を示す図面にもとづ
いて説明する。

第１図において、１，１′は交流電源で、この
交流電源１，１′にはヒータ等の負荷２（以下ヒ
ータという）と第１の制御極付整流素子３（以下
SCR₁という）を直列に接続して負荷回路を構成
している。D₁は負荷回路に並列に接続されたダ
イオードで、このダイオードD₁には最高温度設
定用の抵抗R₁、可変抵抗VR、コンデンサC₁をそ
れぞれ直列に接続している。そして前記交流電源
１，１′の電圧は抵抗R₁と可変抵抗VRのインピ
ーダンスとコンデンサC₁のインピーダンスによ
り分割される。４はコンデンサC₁と並列に接続
されたサーミスタよりなる負特性抵抗素子で、こ
の負特性抵抗素子４の他端には抵抗R₂を直列に
接続している。５は一端が前記可変抵抗VRとコ
ンデンサC₁の接続点、すなわち負特性抵抗素子
４の一端に接続された定電圧素子で、この定電圧
素子５の他端には後述するトランジスタの電流制
御用抵抗R₃、高周波変成器６の一次側６ａを介
してトランジスタ７のコレクタが接続されてい
る。なお、トランジスタ７は前記負特性抵抗素子
４の信号電流によりオン−オフ制御されるもの
で、トランジスタ７のベースは負特性抵抗素子４
と抵抗R₂との接続点に接続され、かつエミツタ
は交流電源１，１′の他方の端子１′に接続されて
いる。また高周波変成器６の二次側６ｂは抵抗
R₄を介してSCR₁３の制御極に接続されている。

上記回路構成において、動作を説明する。まず
低温時は、負特性抵抗素子４の抵抗値は高く、か
つコンデンサC₁の両端の電位は高いため、トラ
ンジスタ７はオンしている。このため、定電圧素
子５が導通するとともに、コンデンサC₁の電荷
が放電されて、周波数の高い電流が高周波変成器
６の二次側６ｂに誘起し、かつこの電流はSCR₁
３のゲートに流れてSCR₁３を導通させる。これ
によりヒータ２が通電されて発熱する。なお、負
特性抵抗素子４はヒータ２の熱を感知し得る場所
に設定されているため、ヒータ２が発熱すると、
負特性抵抗素子４の抵抗値は低下し、かつコンデ
ンサC₁の電位が下がるため、トランジスタ７は
オフする。その結果、定電圧素子５は不導通とな
り、高周波変成器６に二次側６ｂに高周波電流が
誘起されなくなるため、SCR₁３は不導通とな
り、ヒータ２は発熱を停止する。以上の動作を繰
り返し行なうことにより、ヒータ２の温度を一定
に制御する。なお、ヒータ２の設定温度は可変抵
抗VRにより任意に設定することができる。

次に上記回路の正常動作中に負特性抵抗素子
４、定電圧素子５、トランジスタ７が故障した場
合の安全性について説明する。負特性抵抗素子４
がオープン故障するか、あるいは負特性抵抗素子
４に接続される、リード線が断線した場合、この
負特性抵抗素子４によりオン−オフ制御されるト
ランジスタ７はオフするため、定電圧素子５は常
に不導通となり、その結果、高周波変成器６の二
次側６ｂは高周波電流が誘起されなくなるため、
SCR₁３は不導通となり、ヒータ２の発熱を停止
する。

また負特性抵抗素子４がシヨート故障を起こし
た場合は、コンデサC₁の電位が、トランジスタ
７のベース・エミツタ間電位以下となり、トラン
ジスタ７がオフとなるため、定電圧素子５は不導
通となり、その結果、高周波変成器６の二次側６
ｂに高周波電流が誘起されなくなるため、SCR₁
３は不導通となり、ヒータ２の発熱を停止する。

定電圧素子５がオープン・シヨート故障を起こ
した場合は、高周波電流が高周波変成器６の二次
側に誘起されなくなるため、SCR₁３は不導通と
なり、ヒータ２の発熱を停止する。

トランジスタ７がオープン故障を起こした場合
は、定電圧素子５が不導通となり、その結果、高
周波変成器６の二次側６ｂに高周波電流が誘起さ
れなくなるため、SCR₁３は不導通となり、ヒー
タ２の発熱を停止する。

第２図は第１図の応用回路を示したもので、温
度調節精度を高めるために、可変抵抗VR、抵抗
R₁、コンデンサC₁よりなる電圧分割回路と並列
にツエナーダイオード８を接続し、このツエナー
ダイオード８により可変抵抗VR、抵抗R₁、コン
デンサC₁の電位を定電圧化し、かつ定電圧素子
５としてSBSを採用したものである。この第２図
においては、ツエナーダイオード８により定電圧
化しているため、電源電圧の変動に影響されるこ
とはなくなる。またヒータ２と並列にダイオード
D₂と抵抗R₅の直列回路を接続することにより、
SCR₁３がシユート故障を起こした場合は、ダイ
オードD₂と抵抗R₅を介して温度ヒユーズ９を溶
断させて電源を遮断するようにしている。

第３図は第１図のさらに他の応用回路を示した
もので、ヒータ２とSCR₁３との間にダイオード
D₂と第２のコンデンサC₂および抵抗R₆の直列回
路を接続し、かつダイオードD₂と第２のコンデ
ンサC₂の接続点には抵抗R₇を介して第２の制御
極付整流素子１０（以下SCR₂という）の制御極
を接続している。R₈はSCR₂１０の制御極とカソ
ード間に接続された抵抗、D₃は前記ダイオード
D₂と第２のコンデンサC₂および抵抗R₆の直列回
路と並列に接続されたダイオードで、抵抗R₉を
直列に接続している。R₁₀は一端がダイオードD₂
とヒータ２の接続点に接続された抵抗で、この抵
抗R₁₀の他端は前記抵抗R₆とSCR₁３のアノードと
の接続点に接続されている。

前記接続において、SCR３が導通すると、ダ
イオードD₂と直列接続されたコンデンサC₂、抵
抗R₆の直列回路と、この直列回路と並列接続さ
れた抵抗R₁₀に電流が流れ、ダイオードD₂を介し
て第２のコンデンサC₂に充電され、そしてSCR₂
１０のカソードに対し、アノードが正の半サイク
ルになつたときに、第２のコンデンサC₂に充電
された電荷が抵抗R₇、SCR₂１０の制御極、ヒー
タ２、抵抗R₁₀、抵抗R₆を介して放電されてSCR₂
１０をゼロボルトスイツチングさせるようにした
ものである。このようにSCR₂１０を前記第２コ
ンデンサC₂の放電電流によりゼロボルトスイツ
チングさせるように構成することにより、雑音の
発生を防止することができる。

以上のように本発明は交流電源にヒータ等の負
荷と制御極付整流素子を直列に接続して構成した
負荷回路と、その負荷回路に並列接続され、かつ
電源電圧を抵抗とコンデンサで分割する電圧分割
回路と前記コンデンサと並列に接続された負特性
抵抗素子と、この負特性抵抗素子の信号電流によ
りオン−オフ制御されるトランジスタと、前記抵
抗とコンデンサの接続点に一端が接続され、かつ
他端がトランジスタのコレクタに接続された定電
圧素子と、１次側が定電圧素子とトランジスタの
コレクタとの間に接続され、かつ２次側が前記制
御極付整流素子の制御極に接続された高周波変成
器とを具備し、前記トランジスタのオン時に、パ
ルスを高周波変成器の２次側に発生させ、このパ
ルス信号により制御極付整流素子を導通させてヒ
ータ等の負荷を制御するものであるので、各部分
の故障時には下記のごとく確実に負荷の発熱を停
止できる。先ず負特性抵抗素子がオープン故障す
るか、あるいは負特性抵抗素子に接続されるリー
ド線が断線した場合、この負特性抵抗素子により
オン−オフ制御されるトランジスタはオフするた
め、定電圧素子は常に不導通となり、その結果、
高周波変成器の二次側に高周波電流が誘起されな
くなるため、制御極付整流素子は不導通となり、
ヒータの発熱を停止する。

また負特性抵抗素子がシヨート故障を起こした
場合は、コンデンサの電位が、トランジスタのベ
ース・エミツタ間電位以下となり、トランジスタ
がオフとなるため、定電圧素子は不導通となり、
その結果、高周波変成器の二次側に高周波電流が
誘起されなくなるため、制御極付整流素子は不導
通となり、負荷の発熱を停止する。

また定電圧素子がオープン・シヨート故障を起
こした場合や高周波変成器がオープン・シヨート
故障をした場合は、高周波電流が高周波変成器の
二次側に高周波電流が誘起されなくなるため、制
御極付整流素子は不導通となり、負荷の発熱を停
止する。

さらにトランジスタがオープン故障を起こした
場合は、定電圧素子が不導通となり、その結果、
高周波変成器の二次側に高周波電流が誘起されな
くなるため、制御極付整流素子は不導通となり、
負荷の発熱を停止する。

また本発明はフエイルセーフ性を得にくいリレ
ー接点を用いず、上記制御極付整流素子、抵抗と
コンデンサよりなる電圧分割回路、負特性抵抗素
子、トランジスタ、定電圧素子、高周波変成器よ
りなる電気的構成でフエイルセーフ性を得ている
ものであり、発振器を用いて接点を開閉し、フエ
イルセーフ性を得るものに比較するとフエイルセ
ーフ性が高く、しかも、リレーやその接点が不要
となり、小型化や低価格化が行いやすいものとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す温度制御装置
の電気回路図、第２図は第１図の応用回路を示す
電気回路図、第３図は第１図のさらに他の応用回
路を示す電気回路図である。 １，１′……交流電源、２……負荷、３……制
御極付整流素子、R₁……抵抗、VR……可変抵
抗、C₁……コンデンサ、４……負特性抵抗素
子、５……定電圧素子、６……高周波変成器、７
……トランジスタ、８……ツエナーダイオード、
D₂……ダイオード、C₂……第２のコンデンサ、
１０……第２の制御極付整流素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電源にヒータ等の負荷と制御極付整流素
   子を直列に接続して構成した負荷回路と、この負
   荷回路に並列接続され、かつ電源電圧を抵抗とコ
   ンデンサで分割する電圧分割回路と、前記コンデ
   ンサと並列に接続された負特性抵抗素子と、この
   負特性抵抗素子の信号電流によりオン−オフ制御
   されるトランジスタと、前記抵抗とコンデンサの
   接続点に一端が接続され、かつ他端がトランジス
   タのコレクタに接続された定電圧素子と、１次側
   が定電圧素子とトランジスタのコレクタとの間に
   接続され、かつ２次側が前記制御極付整流素子の
   制御極に接続された高周波変成器とを具備し、前
   記トランジスタのオン時に、パルスを高周波変成
   器の２次側に発生させ、このパルス信号により制
   御極付整流素子を導通させてヒータ等の負荷を制
   御することを特徴とする温度制御装置。 ２ 前記電圧分割回路と並列にツエナーダイオー
   ドを接続した特許請求の範囲第１項記載の温度制
   御装置。 ３ 前記ヒータ等の負荷と制御極付整流素子との
   間にダイオードと第２のコンデンサの直列回路を
   接続し、かつダイオードと第２のコンデンサとの
   接続点に抵抗を介して制御極を接続するとともに
   カソードをヒータ等の負荷に接続した第２の制御
   極付整流素子を設け、この第２の制御極付整流素
   子を前記第２のコンデンサの放電電流によりゼロ
   ボルトスイツチングさせるように構成した特許請
   求の範囲第１項記載の温度制御装置。