JPS6146841B2 - - Google Patents

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JPS6146841B2
JPS6146841B2 JP56181545A JP18154581A JPS6146841B2 JP S6146841 B2 JPS6146841 B2 JP S6146841B2 JP 56181545 A JP56181545 A JP 56181545A JP 18154581 A JP18154581 A JP 18154581A JP S6146841 B2 JPS6146841 B2 JP S6146841B2
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JP
Japan
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differential amplifier
output
temperature
positive feedback
input terminal
Prior art date
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JP56181545A
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English (en)
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JPS5882302A (ja
Inventor
Shozo Kato
Hiroshi Ikeda
Ichiro Ookubo
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.)
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Denki Co Ltd filed Critical Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP56181545A priority Critical patent/JPS5882302A/ja
Publication of JPS5882302A publication Critical patent/JPS5882302A/ja
Publication of JPS6146841B2 publication Critical patent/JPS6146841B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/24Control 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
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1906Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device
    • G05D23/1909Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device whose output amplitude can only take two discrete values

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は感温抵抗素子を一辺に含む抵抗ブリツ
ジ回路の異なる出力点を差動増幅器の2個の入力
端子に接続するとともに、差動増幅器の出力端子
を正帰還抵抗を介して一方の入力端子に接続し、
差動増幅器の出力端子から熱負荷の駆動出力をと
るようにした温度制御回路に関するものである。
従来の此種の温度制御回路は第1図に示すもの
が一般的である。同図に於いて、1は電源端子、
2は基準端子であり、抵抗R1ないしR3と、温度
設定用可変抵抗VRと、感温抵抗素子としてのサ
ーミスタTHとからブリツジ回路3が構成されて
いる。4は差動増幅器としてのオペアンプであ
り、負入力端子41がブリツジ回路3の出力点A
に、又正入力端子42がブリツジ回路3の出力点
Bに夫々接続され、出力端子43と正入力端子4
2との間に正帰還抵抗RAが接続されている。5
は差動増幅器4の出力端子43に接続された出力
端子であり、出力端子5と基準端子2の間に熱源
ととしてのヒータ6駆動用のリレー7が接続され
ている。
斯かる温度制御回路はヒータ6にて加熱される
被加熱体(図示せず)の温度をサーミスタTHに
て検出し、ブリツジ回路3の出力点A,Bの電圧
をオペアンプ4で比較し、オペアンプ4の出力に
てリレー7をオン、オフ制御することにより、被
加熱体の温度が可変抵抗VRにて設定された温度
になるようにしている。又、正帰還抵抗RAを介
して出力端子43から正入力端子42に正帰還を
かけることにより、オペアンプ4のスイツチング
動作を安定させ、リレー7のチヤタリング及びヒ
ータ6の頻繁な発停を防止できるようにしてい
る。ところで、被加熱体の温度を極力設定温度近
傍に維持させるには正帰還抵抗RAによる正帰還
量を小さくしてオペアンプ4のオン、オフデイフ
アレンシヤル温度差Dを小さくとるようにしてい
るが、あまり小さくしすぎるとスイツチング動作
が不安定となり、第2図に示すように被加熱体の
温度Tが設定温度TSより高いヒータオフ温度T2
でヒータ6の通電が切られ、TSより低いヒータ
オン温度T1でヒータ6が通電されるため、設定
温度TSからのオーバーシユートOSが大きいとい
う欠点があつた。
そこで第3図に示すようにオペアンプ4の出力
端子43と正入力端子42との間に正帰還抵抗
RAとコンデンサ8を直列に接続し、オペアンプ
4のスイツチング当初の正帰還量を最大とし、そ
の後漸次正帰還量を減少させるようにしたものが
提案されているが、この場合も被加熱体温度が設
定温度を境にヒータ6の通電が断続されるため、
大幅なオーバーシユートは避け難いものであつ
た。
本発明は上述の事実に鑑みてなされたものであ
り、安定したスイツチング動作と、オーバーシユ
ートの少ない温度制御が行なわれるようにした温
度制御回路を提供することを目的とする。
本発明の基本的な構成はサーミスタ等の感温抵
抗素子を一片に含む抵抗ブリツジ回路の異なる出
力点をオペアンプ等の差動増幅器の2個の入力端
子に接続するとともに、差動増幅器の出力端子を
正帰還抵抗を介して一方の入力端子に接続し、差
動増幅器の出力端子から熱源の駆動出力をとるも
のに於いて、差動増幅器の出力端子と差動増幅器
の他方の入力端子との間に差動増幅器の駆動出力
に同期して他方の入力端子へ負帰還を与える帰還
量調整回路を設け、この帰還量調整回路による負
帰還量は差動増幅器の駆動出力の反転時に正帰還
抵抗による正帰還量を下回り、その後所定時間内
に正帰還量を上回るように設定されていることに
あり、差動増幅器のスイツチング時には正帰還抵
抗による正帰還にて安定した動作がなされるよう
にしつつ、正帰還抵抗による正帰還量を所定時間
内に上回る負帰還を帰還量調整回路から差動増幅
器に与えるようになし、被加熱体のオーバーシユ
ートを見込して熱源の発停を早めに行ない、被加
熱体温度を設定温度近傍に維持できるようにした
ものである。
第4図は本発明の一実施例を示すものであり、
第1図のものと同一部分には同一符号を付してあ
り、第1図のものと異なるのはブリツジ回路3と
並列に積分回路構成とした帰還量調整回路9を設
けてあることである。帰還量調整回路9は直列接
続された抵抗R7,R8と、負入力端子101が抵
抗R7,R8の接続点Cに抵抗R5を介して接続され
るとともに、正入力端子102が接続点Cに抵抗
R6を介して接続されたオペアンプ10と、オペ
アンプ10の出力端子103と、抵抗R5及び負
入力端子101の接続点Eとの間に接続されたコ
ンデンサ11と、抵抗R6及び正入力端子102
の接続点Dとオペアンプ4の出力端子43との間
に接続された抵抗R4と、オペアンプ10の出力
端子103及びコンデンサ11の接続点Fとブリ
ツジ回路3の出力点Aとの間に接続された抵抗
RBとからなる。
尚、動作説明の簡略化のために、抵抗R7,R8
は互いに抵抗値が等しく、且つ抵抗R5,R6のそ
れに比べて十分低い値に選定されているものと
し、夫々電源端子1の電圧Vccの半分の1/2Vccず
つの定電圧がかかつているものとみなせるものと
する。又、抵抗R4は抵抗R6より十分大きな値に
設定してある。
次に本実施例の動作を第5図を参照して説明す
る。第5図に於いてTは被加熱体温度、TSは可
変抵抗VRによる設定温度、TS′は正帰還抵抗RA
及び帰還量調整回路9にて調整されるブリツジ回
路3の動作温度である。又、VFは接続点Fの電
圧、VPはオペアンプ4の正入力端子42(或い
はブリツジ回路3の出力点B)からみた出力端子
43からの正帰還電圧である。
而して、時刻t1に於いてサーミスタTHにて感
知される被加熱体の温度Tが動作温度TS′より高
いものとすると、オペアンプ4は端子43の電圧
が0となるオフ状態であり、リレー7が励磁され
ず、ヒータ6は通電されてない。この時オペアン
プ4の正入力端子42は正帰還電圧VPだけ低め
られている。一方、帰還量調整回路9は接続点D
の電圧VDが接続点CよりX(抵抗R6の電圧降下
に相当する微小電圧)だけ低い(1/2Vcc―X)
となつており、積分作用により抵抗R5を介して
コンデンサ11に図示方向に充電され、コンデン
サ11の充電電圧が1/2Vccオペアンプ10の出
力端子103の電圧が0となつている。従つて抵
抗RBを介してブリツジ回路3の出力点A(オペ
アンプ4の負入力端子41)を低める負帰還が掛
かつている。この負帰還電圧は正帰還抵抗RAの
正帰還電圧VPより大きく設定してあり、この時
の動作温度TS′は設定温度TSより僅かに高いT2
となつている。
時刻t2に於いて、被加熱体温度TがT2迄下がる
と、プリツジ回路3は出力点Bの電圧VBが出力
点Aの電圧VAより高くなり、オペアンプ4か出
力端子43にVccの電圧が現われるオン状態にス
イツチングする。このためリレー7が励磁され、
ヒータ6が通電される。又、オペアンプ4の出力
端子43から正帰還抵抗RAを介してブリツジ回
路3の出力点B(入力端子42)に正帰還がかか
り、出力点Bの電圧が高められ、動作温度TS′は
正帰還分だけ高くなる。一方、帰還量調整回路9
は接続点Dの電圧VDが(1/2Vcc+X)となるた
め、コンデンサ11には図示と逆方向に電荷が蓄
積されるよう抵抗R5を介して積分電流が流れ、
所定時間後にオペアンプ10の出力端子103の
電圧(接続点Fの電圧VF)が0からVccまで上
昇し、コンデンサ11の充電電圧は逆向きに1/2
Vccとなる。この出力端子103の電圧上昇に伴
ない、ブリツジ回路3の出力点Aの電圧VAが
徐々に高められ、遂には出力点Bに供給される正
帰還電圧VPを上回るようになり、ブリツジ回路
3の動作温度TS′は設定温度より低いT1迄低めら
れる。被加熱体温度Tはヒータ6が発熱を開始し
た後もしばらくは低下を続け、その後上昇に転じ
る。そしてTが設定温度TSより僅かに低いT1
到達する(時刻t3)と、ブリツジ回路3の出力点
Aの電圧VAが出力点電圧VBより高くなり、オペ
アンプ4がオフ状態となり、ヒータ6の通電が切
られる。又、ブリツジ回路3の動作温度TS′はオ
ペアンプ4に正帰還がかかつて瞬時に低められる
ため、オペアンプ4のスイツチング動作は安定し
たものとなる。一方、帰還量調整回路9は再びコ
ンデンサ11が図示方向に充電される積分作用を
行ない、オペアンプ10の出力端子電圧(接続点
電圧VF)がVccから0まで低められるため、オ
ペアンプ4に正帰還量を上回る負帰還を与え、ブ
リツジ回路3の動作温度TS′は所定時間後にT2
戻る。そして、被加熱体温度Tが設定温度TSを
越えて僅かにオーバーシユートした後、下降に転
じ、T2になる(時刻t4)とヒータ6が通電され
る。以後は上述の動作を繰返す。
以上の如く、本実施例に依れば、オペアンプ4
のオフからオン、オンからオフへのスイツチング
動作時に正帰還がかかるようにしてあるので、ス
イツチングに伴なうオペアンプ4の動作を安定さ
せ、リレー7のハンチング動作やヒータ6の頻繁
な発停を防止できる。又、オペアンプ4のスイツ
チング後、所定時間内に正帰還量を上回る負帰還
が帰還量調整回路9からオペアンプ4にかかるよ
うにしてあるので、被加熱体温度Tが設定温度
TSより低いうちにヒータ6の通電を切り、逆に
TがTSより高いうちにヒータ6の通電を入れ、
オーバーシユートを見込して緻密な温度制御がな
されるようにでき、オーバーシユートOSは従来
に比べて数分の1以下にできる。
尚、上述の実施例に於いて熱源をヒータ6とし
たが、本発明は加熱源に限定されるものでなく、
冷熱源を用いて物体を冷却するものにも同様に適
用できる。
本発明は以上説明してきたように、オペアンプ
等の差動増幅器のスイツチング時の動作を安定化
しつつ、従来方式に比較して大幅にオーバーシユ
ート現象を抑制でき、緻密な温度制御を可能とす
るものであり、極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の温度制御回路の一例を示す電気
回路図、第2図イ,ロは第1図回路の動作説明
図、第3図は他の従来回路例を示す電気回路図、
第4図は本発明の一実施例を示す温度制御回路の
電気回路図、第5図イないしニは第4図の動作説
明図である。 3……抵抗ブリツジ回路、4……オペアンプ
(差動増幅器)、41,42……入力端子、43…
…出力端子、6……ヒータ(熱源)、9……帰還
量調整回路、A,B……出力点、TH……サーミ
スタ(感温抵抗素子)、RA……正帰還抵抗。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 感温抵抗素子を一辺に含む抵抗ブリツジ回路
    の異なる出力点を差動増幅器の2個の入力端子に
    接続するとともに、差動増幅器の出力端子を正帰
    還抵抗を介して一方の入力端子に接続し、この差
    動増幅器の出力端子から熱源の駆動出力をとるも
    のにおいて、差動増幅器の出力端子と差動増幅器
    の他方の入力端子との間に差動増幅器の駆動出力
    に同期して他方の入力端子へ負帰還を与える帰還
    量調整回路を設け、この帰還量調整回路による負
    帰還量は差動増幅器の駆動出力の反転時に正帰還
    抵抗による正帰還量を下回り、その後所定時間内
    に正帰還量を上回るように設定されていることを
    特徴とする温度制御回路。
JP56181545A 1981-11-11 1981-11-11 温度制御回路 Granted JPS5882302A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56181545A JPS5882302A (ja) 1981-11-11 1981-11-11 温度制御回路

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JP56181545A JPS5882302A (ja) 1981-11-11 1981-11-11 温度制御回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5882302A JPS5882302A (ja) 1983-05-17
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ID=16102650

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JP56181545A Granted JPS5882302A (ja) 1981-11-11 1981-11-11 温度制御回路

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0782396B2 (ja) * 1985-04-01 1995-09-06 三洋電機株式会社 温度制御装置
JPS62198449U (ja) * 1986-06-06 1987-12-17

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5882302A (ja) 1983-05-17

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