JPS6147088A - Temperature controller - Google Patents

Temperature controller

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JPS6147088A
JPS6147088A JP16828484A JP16828484A JPS6147088A JP S6147088 A JPS6147088 A JP S6147088A JP 16828484 A JP16828484 A JP 16828484A JP 16828484 A JP16828484 A JP 16828484A JP S6147088 A JPS6147088 A JP S6147088A
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JP
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temperature
circuit
temperature sensor
electrode wire
power source
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尚保 片山
岩佐 隆司
青柳 裕文
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気毛布や電気フロアヒータ等の電気暖房器具
における特に安全性をより向上させた温度制御装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a temperature control device that particularly improves safety in electric heating appliances such as electric blankets and electric floor heaters.

従来例の構成とその問題点 従来の電気毛布や電気フロアヒータ等の温度制御装置は
、交流電源に接続されたヒータおよび電力制御素子を直
列に接続してなる発熱回路を、前記ヒータの温度変化に
応じて抵抗、容量が変化する温度センサの温度検知信号
により電力制御素子を制御することにより制御するもの
が一般的であり、特に温度センサの温度検知電極線の断
線に対する保安は重要課題である。
Conventional configuration and its problems Conventional temperature control devices such as electric blankets and electric floor heaters use a heating circuit consisting of a heater connected to an AC power source and a power control element connected in series to adjust the temperature change of the heater. Control is generally performed by controlling a power control element using a temperature detection signal from a temperature sensor whose resistance and capacitance change depending on the temperature, and safety against disconnection of the temperature sensor's temperature detection electrode wire is particularly important. .

第1図(alは、電気毛布や電気フロアヒータ等に用い
られる温度センサの構造図であり、1の芯糸の上に温度
検知電極線2を巻き、その上にプラスチックサーミスタ
による感温素子3を被覆し、その上に一方のwL電極線
を巻き、さらにその上に絶経用外被5′を被覆して構成
している。第1図(b)はなるセンサーインピーダンス
の温度特性を示すものであり、図からも明らかな様に負
の温度特性を示す。
Figure 1 (al) is a structural diagram of a temperature sensor used in electric blankets, electric floor heaters, etc. A temperature sensing electrode wire 2 is wound around a core yarn 1, and a temperature sensing element 3 made of a plastic thermistor is placed on top of the wire 2. is coated, one wL electrode wire is wound on top of it, and a sheathing jacket 5' is further coated on top of it. Figure 1(b) shows the temperature characteristics of the sensor impedance. As is clear from the figure, it exhibits negative temperature characteristics.

第1図tc+に示す従来の回路において、1は交−流電
源である。そして2のダイオード、3の抵抗、4のコン
デンサで回路電源Aを構成している。5はヒータ、6は
前記ヒータ5の通電を制御する電力制御素子、7は温度
センサ、8は前記温度センサ7の温度検知電極線である
。モして9のトランジスタ、10の抵抗、11のコンデ
ンサで前記温度センサ7のインピーダンスで定まる温度
検出電流を直流電圧に変換する温度検出回路Bを構成し
ている。Cは前記温度検出回路Bの信号を処理して電力
制御素子6のゲートトリガ信号を決定する温度制御部、
12はゲート抵抗、13はトランジスタ9のベース、エ
ミッタ逆電圧抑制ダイオード、14は温度検出電流の制
限抵抗である。
In the conventional circuit shown in FIG. 1 tc+, 1 is an alternating current power supply. A circuit power supply A is composed of a diode (2), a resistor (3), and a capacitor (4). 5 is a heater, 6 is a power control element for controlling the energization of the heater 5, 7 is a temperature sensor, and 8 is a temperature detection electrode wire of the temperature sensor 7. Furthermore, 9 transistors, 10 resistors, and 11 capacitors constitute a temperature detection circuit B that converts a temperature detection current determined by the impedance of the temperature sensor 7 into a DC voltage. C is a temperature control unit that processes the signal of the temperature detection circuit B and determines the gate trigger signal of the power control element 6;
12 is a gate resistor, 13 is a base of the transistor 9, an emitter reverse voltage suppression diode, and 14 is a temperature detection current limiting resistor.

以上の構成において、負の温度特性を示す温度センサ7
の温度検知電極線8が断線故障した場合、インピーダン
スが正常時より大きくなり、制御温度が異常に高くなる
ことがあり場合によっては制御せずヒータは通電し続け
る危険性がある。特に人体が直接触nる電気毛布等では
火傷、火災の危険がある。
In the above configuration, the temperature sensor 7 exhibiting negative temperature characteristics
If the temperature sensing electrode wire 8 is disconnected, the impedance becomes larger than normal, and the control temperature may become abnormally high. Depending on the situation, there is a risk that the heater may continue to be energized without being controlled. There is a danger of burns and fire, especially when using electric blankets that come into direct contact with the human body.

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、温度セン
サの温度検知電極線の断線故障を検出することを目的と
する。
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems and aims to detect a disconnection failure in a temperature sensing electrode wire of a temperature sensor.

発明の構成 上記目的を達成するため、本発明は、温度センサの温度
検知電極線にパルス電流を流し、そのパルス電流値を検
出して電圧に変換し、その電圧値を監視することで断線
故障を検出し、その出力と温度センサの温度によって変
化する温度信号出力とを処理し、得られた出力をヒータ
の通電を制御する電力制御素子の制御信号とする構成で
ある。
Structure of the Invention In order to achieve the above object, the present invention supplies a pulse current to the temperature detection electrode wire of a temperature sensor, detects the pulse current value, converts it to voltage, and monitors the voltage value to prevent disconnection failures. , and processes the output and a temperature signal output that changes depending on the temperature of the temperature sensor, and uses the obtained output as a control signal for a power control element that controls energization of the heater.

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図において、15は交流電源、16は電源スィッチ
である。そして17のダイオード、18の抵抗、19の
コンデンサで回路電源りを構成する。20はヒータ、2
1は前記ヒータ2oの通電を制御する電力制御素子、2
2はゲート抵抗、23は温度検知電極線、24は他方の
電極線、25は電極線の間に介装された感温素子であり
、温度検知電極線23と他方の電極線24と感温素子2
5で温度によってインピーダンスが変化する温度センサ
Eを構成し、前記ヒータ20と熱的に結合する。26は
温度検出トランジスタでありベース接地とする。前記ト
ランジスタ26は電力制御素子21の非導通電圧時に導
通しベース、エミッタ、温度検知′11極線23、感温
素子°25、他方の電極線24、抵抗27の経路で電流
が流れ、感温素子25の抵抗、容量からなるインピーダ
ンスで定まる温度検出電流となる。トランジスタ26の
コレクタに接続された抵抗28とコンデンサ29は前記
温度検出電流を電圧に変換し、温度検出電圧を前記コン
デンサ29の両端に発生する。
In FIG. 2, 15 is an AC power source and 16 is a power switch. A circuit power supply is constructed with 17 diodes, 18 resistors, and 19 capacitors. 20 is a heater, 2
1 is a power control element that controls energization of the heater 2o, 2
2 is a gate resistor, 23 is a temperature sensing electrode wire, 24 is the other electrode wire, and 25 is a temperature sensing element interposed between the electrode wires. Element 2
5 constitutes a temperature sensor E whose impedance changes depending on the temperature, and is thermally coupled to the heater 20. 26 is a temperature detection transistor whose base is grounded. The transistor 26 is conductive when the power control element 21 is turned off, and a current flows through the path of the base, emitter, temperature sensing element 11 polar wire 23, temperature sensing element 25, the other electrode wire 24, and the resistor 27. The temperature detection current is determined by the impedance formed by the resistance and capacitance of the element 25. A resistor 28 and a capacitor 29 connected to the collector of the transistor 26 convert the temperature detection current into a voltage, and generate a temperature detection voltage across the capacitor 29.

トランジスタ26、抵抗28、コンデンサ29で温度検
出回路Fを構成する。
A temperature detection circuit F is composed of a transistor 26, a resistor 28, and a capacitor 29.

Gは交流電源15のゼロボルト電圧で、ゼロクロスパル
スを発生するゼロクロスパルス発生回路であり、抵抗3
0を介して交流電源15に接続する。
G is a zero-cross pulse generation circuit that generates a zero-cross pulse using the zero volt voltage of the AC power supply 15, and a resistor 3
0 to the AC power source 15.

31はトランジスタで前記ゼロクロスパルス発生回路G
の出力v1により動作する。前記トランジスタ31のエ
ミッタは回路電源りに接続し、エミッタとベースの間に
は抵抗32を接続する。トランジスタ31のコレクタは
抵抗33を介して温度検知電極線23の一端に接続する
。34はダイオード接続したトランジスタで35のトラ
ンジスタと共にカレントミラー回路を構成する。トラン
ジスタ34のコレクタ(ベース)は温度検知電極線23
の他端に、トランジスタ35のコレクタは抵抗36を介
して回路電源りに接続する。37は比較器で、抵抗38
.39の接続点からの電圧値と前記抵抗36で得られる
電圧v2とを比較し出力v3を出力する。抵抗32、ト
ランジスタ31、抵抗33、トランジスタ34、トラン
ジスタa5、抵抗36、比較器37、抵抗38、抵抗3
9で温度検知電極線23の断線故障を検出する断線検出
回路Hを構成する。■は前記温度検出回路Fの出力と断
線検出回路Hの出力を処理して電力制御素子21のゲー
トトリガ信号を出力する温度側”御回路であり電気毛布
等の温度を制御する。
31 is a transistor, which is connected to the zero-cross pulse generation circuit G.
It operates based on the output v1 of. The emitter of the transistor 31 is connected to a circuit power source, and a resistor 32 is connected between the emitter and the base. The collector of the transistor 31 is connected to one end of the temperature sensing electrode line 23 via a resistor 33. A diode-connected transistor 34 constitutes a current mirror circuit together with the transistor 35. The collector (base) of the transistor 34 is connected to the temperature sensing electrode wire 23
At the other end, the collector of transistor 35 is connected via a resistor 36 to the circuit power supply. 37 is a comparator, resistor 38
.. The voltage value from the connection point 39 is compared with the voltage v2 obtained at the resistor 36, and an output v3 is output. Resistor 32, transistor 31, resistor 33, transistor 34, transistor a5, resistor 36, comparator 37, resistor 38, resistor 3
9 constitutes a disconnection detection circuit H for detecting a disconnection failure of the temperature sensing electrode wire 23. 3 is a temperature side "control circuit" which processes the output of the temperature detection circuit F and the output of the disconnection detection circuit H and outputs a gate trigger signal for the power control element 21, and controls the temperature of an electric blanket or the like.

以上のような構成においてその動作を第3図とともに説
明する。
The operation of the above configuration will be explained with reference to FIG.

温度検知電極線23が非断線時について説明する。トラ
ンジスタ31は、ゼロクロスパルス発生回路Gの出力v
−1により動作し、vlのHi期間はオフ、La期間中
はオンとなる。従がってトランジスタ310オン期間に
は、回路電源D1 トランジスタ31のエミッタ、コレ
クタ、抵抗33を介して温度検知電極線23、トランジ
スタ34へ温度センサEに流れる交流電流と共にパルス
電流が流れることとなる。そして、トランジスタ34と
トランジスタa5はカレントミラー回路構成であるから
トランジスタ35のコレクタにもトランジスタ34のコ
レクタに流れるパルス電流と同等の電流が流れることと
なり、そのパルス電流値により抵抗36に電圧■・2が
発生することとなり、この電圧V・2は、比較器37の
反転入力端子の入力信号となる。比較器37の非反転入
力端子へは、抵抗38と抵抗39の分割比で定ま、る電
圧v5が入力信号となる。従Iつで、比較器37の出力
は、曙 V−41(7)Hi期間中はLo、La期間中はHi−
となる信号v3が得られる。この信号v3を、温度検出
回路Fの出力と共に温度制御回路Iに入力する。
The case when the temperature sensing electrode wire 23 is not disconnected will be explained. The transistor 31 outputs the output v of the zero-cross pulse generation circuit G.
-1, and is off during the Hi period of vl and on during the La period. Therefore, during the ON period of the transistor 310, a pulse current flows along with the alternating current flowing to the temperature sensor E to the temperature sensing electrode wire 23 and the transistor 34 via the circuit power supply D1, the emitter and collector of the transistor 31, and the resistor 33. . Since the transistor 34 and the transistor a5 have a current mirror circuit configuration, a current equivalent to the pulse current flowing through the collector of the transistor 34 flows through the collector of the transistor 35, and the voltage of the resistor 36 due to the pulse current value is 2. is generated, and this voltage V·2 becomes an input signal to the inverting input terminal of the comparator 37. A voltage v5 determined by the division ratio of the resistors 38 and 39 is input to the non-inverting input terminal of the comparator 37. In the slave I, the output of the comparator 37 is Lo during the Hi period and Hi- during the La period.
A signal v3 is obtained. This signal v3 is input to the temperature control circuit I together with the output of the temperature detection circuit F.

温度制御回路Iはこれらの信号を処理して電力制御素子
21のゲートトリガ信号■4を出力し、電気毛布等の温
度を制御する。
The temperature control circuit I processes these signals and outputs a gate trigger signal (4) for the power control element 21 to control the temperature of the electric blanket or the like.

次に温度検知電極線23が断線時について説明する。非
断線時と同様に、トランジスタ31は、ゼロクロスパル
ス発生回路Gの出力v1により動作するが、温度検知電
極線23が断線しているため、vlのLa期間中、すな
わち、トランジスタ31のオン期間であっても、回路電
源りからの電・流は、トランジスタ34には流れない。
Next, the case when the temperature sensing electrode wire 23 is disconnected will be explained. The transistor 31 is operated by the output v1 of the zero-cross pulse generation circuit G in the same way as when there is no disconnection, but since the temperature detection electrode wire 23 is disconnected, the transistor 31 operates during the La period of vl, that is, during the ON period of the transistor 31. Even if there is, no current from the circuit power supply will flow to the transistor 34.

従〆っで、抵抗36にもパルス電圧が発生しないことと
なる。
Therefore, no pulse voltage is generated across the resistor 36 either.

ゆえに、比較器37の出力V3が常に[Lo Jのまま
となり、温度制御回路lの出力v4も[Lo jのまま
であり、電力制御素子21のゲートトリガ信号が出力さ
れず、ヒータ20に交流電源15が供給されないもので
ある。
Therefore, the output V3 of the comparator 37 always remains at [Lo J, the output v4 of the temperature control circuit l also remains at [Lo J, the gate trigger signal of the power control element 21 is not output, and the heater 20 receives an alternating current. Power source 15 is not supplied.

発明の効果 以上のように本発明によれば次の効果を得ることができ
る。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

(1)温度センサの温度検知電極線にパルス電流を流し
、そのパルス電流値を検出して電圧に変換し、その電圧
値を監視することで、温度検知w1極線の断線故障を検
出して、電力制御素子を非導通とするのであるから極め
て安全性が高い。
(1) A pulse current is passed through the temperature detection electrode wire of the temperature sensor, the pulse current value is detected and converted to voltage, and the voltage value is monitored to detect a disconnection failure in the temperature detection w1 pole wire. Since the power control element is rendered non-conductive, safety is extremely high.

(2)電流を検出し、電圧に変換する断線検出回路であ
るため、入力側の電位が極めて低0レベルで実現でき、
半導体集積回路化が容易である。
(2) Since this is a disconnection detection circuit that detects current and converts it to voltage, the potential on the input side can be realized at an extremely low 0 level.
Easy to integrate into semiconductor integrated circuits.

(3)半導体集積回路で構成する場合、温度検出回路の
入力側端子と共用できるため、端子数を削減できる。
(3) When configured with a semiconductor integrated circuit, the number of terminals can be reduced because it can also be used as the input side terminal of the temperature detection circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)は温度センサの構造図、第1図(b)は前
記温度センサの温度特性図、第1図(IJは従来の温施
例である温度制御装置を示す特性図、第3図は第2図に
於ける温度制御装置のタイミングチャート図である。 15・・・・・・交流電源、2o・・・・・・ヒータ、
21・・・・・・電力制御素子、23・・・・・・温度
検知電極線、25・・・・・・感温素子、31・・・・
・・トランジスタ、33・・・・・・抵抗、34,35
・・・・・・トランジスタ、36・・・・・・抵抗、3
7・・・・・・比較器、D・・・・・・回路電源、E・
・・・・・温度センサ、F・・・・・・温度検出回路、
G・・・・・・ゼロクロスパルス発生回路、H・・・・
・・断線検出回路、工・・・用温度制御回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ばか1名第1
図 一遥准(−(:)  0 第1図
FIG. 1(a) is a structural diagram of the temperature sensor, FIG. 1(b) is a temperature characteristic diagram of the temperature sensor, FIG. Fig. 3 is a timing chart of the temperature control device in Fig. 2. 15... AC power supply, 2o... Heater,
21... Power control element, 23... Temperature sensing electrode wire, 25... Temperature sensing element, 31...
...Transistor, 33...Resistor, 34,35
...Transistor, 36...Resistor, 3
7...Comparator, D...Circuit power supply, E.
...Temperature sensor, F...Temperature detection circuit,
G...Zero cross pulse generation circuit, H...
...Disconnection detection circuit, temperature control circuit for engineering. Name of agent: Patent attorney Toshi Nakao, Idiot 1
Figure 1 Haruka Jun (-(:) 0 Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 回路電源のマイナス側を交流電源の一方に接地し、前記
交流電源の接地側に接続した第1の電極線と交流電源の
非接地側に接続した第2の電極線との間に感温素子が介
在してなる温度センサと、前記交流電源と同期したパル
スを発生するパルス発生回路と、前記温度センサの信号
を検出する温度検出回路と、前記パルス発生回路の出力
を入力として、前記温度センサの第1の電極線の断線故
障を検出する断線検出回路と、前記温度検出回路の出力
と前記断線検出回路の出力を処理し交流電源に接続され
たヒータの通電を制御する電力制御素子へ制御信号を出
力する制御回路とを備え、前記断線検出回路は、前記温
度センサの第1の電極線に、前記パルス発生回路の出力
信号に従ったパルス電流を流し、そのパルス電流をカレ
ントミラー回路で検出し、電圧に変換し、電圧レベルを
監視する構成とした温度制御装置。
The negative side of the circuit power source is grounded to one side of the AC power source, and a temperature sensing element is provided between a first electrode wire connected to the ground side of the AC power source and a second electrode wire connected to the non-grounded side of the AC power source. a temperature sensor with a temperature sensor interposed therebetween, a pulse generation circuit that generates a pulse synchronized with the AC power source, a temperature detection circuit that detects a signal of the temperature sensor, and a temperature sensor that receives the output of the pulse generation circuit as an input. a disconnection detection circuit that detects a disconnection failure in the first electrode wire; and a power control element that processes the output of the temperature detection circuit and the output of the disconnection detection circuit and controls energization of a heater connected to an AC power source. and a control circuit that outputs a signal, and the disconnection detection circuit causes a pulse current to flow through the first electrode wire of the temperature sensor in accordance with the output signal of the pulse generation circuit, and passes the pulse current through a current mirror circuit. A temperature control device configured to detect, convert to voltage, and monitor the voltage level.
JP59168284A 1984-08-11 1984-08-11 Temperature control device Expired - Lifetime JP2532364B2 (en)

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Cited By (1)

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JPH0286444U (en) * 1988-12-19 1990-07-09

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JPS5765414U (en) * 1980-10-02 1982-04-19

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