JPS6154175A

JPS6154175A - ヒ−タ断線検出回路

Info

Publication number: JPS6154175A
Application number: JP17633984A
Authority: JP
Inventors: 正之鳴尾; 遠藤　輝巳
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1984-08-24
Filing date: 1984-08-24
Publication date: 1986-03-18

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。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は電気カーペット等における発熱体のと一夕断線
検出回路に関する。

（′Ｗ景技術）第３図は２系統のヒータＨ，，Ｈ２を有する面状発熱体
の構成を断面図で示したものであり、温度に対して負の
インピーダンス特性を有する有機半導体の如き温度変化
素子Ｔの一面にヒータＨ，，Ｈ２のヒータパターンがプ
リント配線等により形成され、他面には温度検出ｉｔ’
ｓが形成されている。第４図は発熱体の一部を平面図で
示したもので、２つのヒータＨ，，Ｈ２は互いのヒータ
パターン間で電流の行き来が生じなし）ように並行して
配線されている。

しかして、ｋ−タＨ，，Ｈ２と温度検出Ｔｓ　極Ｓ間に
配設された温度変化素子Ｔのインビーダンスが発熱体の
温度に応じて変化するため、このインピーダンス変化か
ら温度検出信号を得、温度制御回路の動作により所望の
温度になるようにヒータへの通電が制御されるようにな
っている。また、ヒータＨ，，Ｈ，のいずれかを切替ス
イッチ等により回路から切り離すことにより、発熱体の
全体容量を切り替えられるようになっている。

ところで、上記の如き発熱体の構成にあっては、２つの
ヒータＨ，，Ｈ，は温度変化素子Ｔを介して強電気結合
を生じており、通常の使用時にあっては前述のようにと
一層パターンが並行して配線されているため両ヒータ間
に電流が流れることはないが、一方のと一層が断線する
と両ヒータパターン間の電位バランスが崩れ、両ヒータ
間に電流が流れて危険な状態になることがあった。

すなわち、第５図はヒータＨ１の端子部ａで断線が起こ
った場合を示しているが、正常なヒータＨ２はアース点
から見て１００〜Ｏｖの分布をしている一方、断線した
ヒータＨ８は一律に１００ｖとなるため、隣接するヒー
タパターン間で電位差が生じ、この電位差に応じた電流
ｌが流れることになる。ここで、最も電流値の大きくな
る点は断線した端子部ａに近い七−タパターンの部分で
あり、そのため、その付近が座布団等により局部的に断
熱されているとその部分の温度が上昇し、温度上昇が負
のインピーダンス特性を有する温度変化素子Ｔのインピ
ーダンスを一層低下せしめ、これがなお−開電流を増大
させ、いわゆる熱暴走により危険な状態になる恐れがあ
った。

また、上記の如き２系統のものに限られず、それ以上の
系統数のものにあっても同様の欠点があった。

（発明の目的）本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的とするところは、電力切替を行うべく２系統以上のヒ
ータを有する発熱体を使用した暖房装置において、ヒー
タか断線した場合に速やかに通電を停止することのでき
る安全なヒータ断線検出回路を提供することにある。

（発明の開示）息下、実施例を示す図面に沿って本発明を詳述する。

第１図は本発明のヒータ断線検出回路を適用した暖房装
置の全体の構成を示したものである。

図において、Ｈ，、Ｈ２は第３図および第４図で示した
発熱体のヒータであり、この例ではヒータＨ，を両切り
の切替スイッチｓｗ、、ｓｗ、により回路から分離可能
とし、ヒータＨ，，Ｈ，による大電力加熱とヒータＨ２
のみによる小電力加熱とを切り替えられるようにしてい
る。すなわち、ヒータＨ２はリレー接点’Ｖ１ｐ　’１
２およびメインスイッチＳＷ、温度ヒユーズＴＦを介し
て商用電源（人Ｃ１００Ｖ）に直接接続され、ヒータＨ
４は両切りのスイッチｓｗ、、ｓｗ２を介してヒータＨ
２の両端に接続されている。また、ＣＴはヒータＨ１の
通過電流を検出すべく設けられたカレントトランスであ
り、ヒータＨ，の電流経路が１次巻線となるようにカレ
ントトランスＣＴのコア内を貫通して設けられている。

一方、メインスイッチＳＷおよび温度ヒユーズＴＦを介
して温度制御回路１が商用電源と接続されている。

次いで、カレントトランスＣＴの１次側となる部分を含
んだヒータＨ４の両端には抵抗ａ１．ダイオードＤ３．
抵抗Ｒ３，フォトカプラＰＣの発光ダイオードの直列回
路が接続され、抵抗Ｒ３，フォトカプラＰＣの発光ダイ
オードの直列回路と並列に抵抗Ｒ２，トランジスタＱ、
の直列回路およびコンデンサＣ２が接続されている。ま
た、カレントトランスＣＴの２次巻線りは一端が１次巻
線の一端と接続され、他端はダイオードＤ１．　Ｄ２゜
コンデンサＣによる整流・平滑回路を介した後にトラン
ジスタＱ、のベースに接続されている。

一方、リレー接点’ｙｌ　ｐ　’ｙ２のヒータ側端子間
には前記の温度ヒユーズＴＦと熱的にカップリングされ
た発熱抵抗Ｒ６，サイリスタＳＣＲの直列回路が接続さ
れ、サイリスタＳＣＲのゲートは、直流電源Ｖｅｃとリ
レー接点ｒｙ、のヒータ側端子間に接統された抵抗Ｒ４
，フォトカプラＰＣのフォトトランジスタ、抵抗Ｒ６の
直列回路におけるフォトトランジスタのエミッタに接続
されている。

シカして、通常の１度制郭にあっては、温度制御回路１
において発熱体の温度と設定温度とが比較され、発熱体
の１度が設定温度より低い場合は温度制御回路１の動作
によリリレー接点’ＶＨｐ’Ｖ２をオンしてヒータへの
通電を行い、逆に設定温度より高い時はリレー接点’ｆ
ｐｒＶ２をオフにして通電を停止する。そして、これら
の動作により発熱体は所望の温度に保たれることになる
。また、切替スイッチｓｗ、、ｓｗ２の操作により周囲
温度等に応じて発熱量を切り替えることが可能である。

次にと一層の断線が起こった場合の動作について説明す
る。この場合、動作状態は次の３通りに分けて考えるこ
とができる。すなわち、■切替スイッチｓｗ、、ｓｗ２
がオン（大電力加熱時）でヒータは正常 ■切替スイッチＳＷ、、ＳＷ２がオン（大電力加熱時）
でヒータＨ４が断線 ■切替スイッチ５？！、、ＳＷ、がオフ（小電力加熱時
）でヒータは正常である。なお、この例ではヒータＨ２の断線については
検出することができないが、通常、電力切替を行う場合
には缶ヒータの電力容量には大　　　　　゛小関係があ
り、主と−タＨ２の方が大きく遭ばれているので、ｋ−
タＨ２が断線してと一タＨ４のみが通電している時、あ
るいはヒータＨが回路から切り離されている時は発熱量
からいっても異常加熱の危険は少ないと考えられるから
である。

しかして、上記の■の場合（正常な状態）にあっては、
と−タＨ８に通電が行われているのでカレントトランス
ＣＴの２次巻線りの両端に電圧が生じており、この電圧
はダイオードＤ、、Ｄ２゜コンデンサＣ８による整流・
平滑回路を介してトランジスタＱ、をオンし、フォトカ
プラＰＣ（７）発光ダイオードに印加される電圧を低下
せしめて発光が行われないようにしている。よって、７
オトカプラＰＣのフォトトランジスタはオフの状態にあ
り、サイリスタＳＣＲのゲートにはゲート信号は与えら
れずオフを保っている。

次に■の場合（断線が起こった状態）においては、ヒー
タＨ，に流入していた電流が無（なることからカレント
トランスＣＴの両端に発生していた電圧も無くなり、よ
ってトランジスタＱ、はオフとなり、フォトカプラＩ’
Ｃの発光ダイオードには発光するのに充分な電圧が与え
られ、フォトトランジスタはオンする。これにより、サ
イリスタＳＣＲはゲート信号を与えられてオンし、発熱
抵抗Ｒ６に通電し、これと熱的にカップリングされた温
度ヒユーズＴＦを溶断してヒータへの通電を停止し、安
全モードへ移行する。

次に■の場合は本来正常な状態であるが、と−タＨ１を
人為的に切り離したことによりカレントトランスＣＴの
２次巻線には電圧が生じなくなるので、これを断線と誤
って検出しないようにしている◎すなわち、７オトカプ
ラＰＣの発光ダイオードを発光させるための電源はピー
クＨの両端電圧をダイオードＤ３．コンデンサＣ２によ
り整流・平滑して得ているため、カレントトランスＣＴ
の２大巻ｓＬに電圧が発生せずトランジスタＱ、がオフ
しても発光しないようにしている。

次に、第２図は本発明の他の実施例を示したものであり
、過昇防止回路等の安全回路を有した装置に適用した例
である。図において、■は発熱体、■は温度検出回路、
■は比較回路、■ば商用電源、■はスイッチング回路、
■は過昇防止回路、■は遮断回路、■は断線検出回路で
ある。また、温変検出回路■；；発振回路ＯＳＣ，分割
コンデンサ、フィルタＦからなり、発振回路Ｏ３Ｃの出
力電圧を分割コンデンサＣと発熱体■の温度変化素子Ｔ
の有するインピーダンスとで分圧し、フィルタＦ’ｔ’
！ｍ流・平滑することにより発熱体Ｉの温度に応じた温
度検出信号を得るようになっている。比較回路■は温度
検出回路■から与えられる温度検出信号を温度設定用の
可変抵抗ＶＲで設定される設定温度と比較し、設定温度
より発熱体の温度が高いか低いかにより、リレー接点’
Ｖ（ｐ　’ｙ２を駆動するスイッチング回路■ヘローレ
ベルもしくはハイレベルの制御信号を与える。また、こ
の比較回路■では温度検出回路■から与えられる温度検
出信号が異常に高い温度を示した際に信号を送出する機
能をも有しており、この信号は過昇防止回路■に与えら
れ、過昇防止回路■の動作により遮断回路■のサイリス
タＳＣＲを駆動し、温度ヒユーズＴＦと熱的にカップリ
ングされた抵抗Ｒ６を発熱させて、温度ヒユーズＴＦを
溶断し、安全モードへ移行するようになっている。

一方、断線検出回路■は、発熱体Ｉの低容量のヒータＨ
４の電流経路に１次巻線が押入されたカレントトランス
ＣＴと、このカレントトランスＣＴの２次巻線に生じた
信号を整流するダイオードＤ、、　Ｄ２と、この整流さ
れた信号によりオンするトランジスタＱ、とを有してコ
ｊす、トランジスタＱ、のコレクタを抵抗Ｒ７，ダイオ
ードＤ４を介してリレー接点ｒｙ、のヒータ側端子に接
続し、抵抗Ｒ，とダイオードＤ４の接続点を抵抗Ｒ６を
介して遮断回路■のサイリスクＳＣＲのゲートに接続す
るようにしている。

なお、図には示していないが、第１図と同様、ヒータＨ
を両切りの切替スイッチにより切り離し可能な構成とし
てもよい。

しかして、断線検出回路■の動作については第１図のも
のと同様であるが、温度ヒユーズＴＦを溶断するために
過昇防止回路■、遮断回路■等を兼用している点が異な
っている。

（発明の効果）以上のように、本発明にあっては、互いに並行に配設さ
れる少なくとも２系統のヒータパターンを有してなる発
熱体において、１つのヒータに通過電流を検出する手段
を設け、当該ヒータに電ＦＡ電圧が印加され、かつ前記
の電流検出手段の出力が存在しない際にオンするスイッ
チ素子を設け、このスイッチ素子と直列接続された発熱
抵抗により温度ヒユーズを溶断せしめ、安全モードに移
行するようにしたので、ヒータが断線した賜金に速やか
に通電を停止することが可能であり、信頼度の高い安全
な断線検出回路を提供できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路構成図、第２図は他
の実施例を示す回路構成図、第３図は本発明の適用され
る発熱体の構成を示す断面図、第４図は同上の発熱体の
ヒータパターンを示す平面図、第５図はヒータの断線の
際に生ずるパターン間電流の概念図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いに並行に配設される少なくとも２系統のヒー
タパターンを有してなる発熱体において、１つのヒータ
に通過電流を検出する手段を設け、当該ヒータに電源電
圧が印加され、かつ前記の電流検出手段の出力が存在し
ない際にオンするスイッチ素子を設け、このスイッチ素
子と直列接続された発熱抵抗により温度ヒューズを溶断
せしめ安全モードに移行することを特徴としたヒータ断
線検出回路。
（２）ヒータ電流の検出にヒータの電流経路を１次側と
したカレントトランスを用い、スイッチ素子に対しフォ
トカプラを介して信号を伝達してなる特許請求の範囲第
１項記載のヒータ断線検出回路。
（３）ヒータ電流の検出にヒータの電流経路を１次側と
したカレントトランスを用い、スイッチ素子に対し抵抗
を介して直接信号を伝達してなる特許請求の範囲第１項
記載のヒータ断線検出回路。