JPS6211366B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数個の自己保持手段と時限装置を有
し、該自己保持手段の動作により生じる信号で被
制御回路のスイツチング素子の動作を制御する構
成とし、また上記時限装置と制御回路の動作によ
り生じる信号で上記自己保持手段の動作を解除す
る構成とした制御装置に関し、例えば電気毛布等
の温度制御装置の節電回路として使用して好適な
制御装置に関するものである。

以下本発明に依る制御装置の一実施例について
図面とともに説明する。

第１図に於て１は交流電源、２は発熱体等の負
荷、３は負荷２への通電を制御するスイツチング
素子（例えばサイリスタ、以下SCRと称す）、４
はSCR３の導通を制御する為の制御回路（負荷
２が発熱体の場合、温度検出回路やSCR３の駆
動回路等が含まれる）、５はSCR３の通電率を可
変する可変抵抗器、６，１３，１７，１９，２
２，３２，３７，４１，４２，４５，４８，４
９，５５，６０，６１，６３はnpnトランジス
タ、７は時限装置、８，３３，３４はpnpトラン
ジスタ、９は時限装置７や自己保持手段の為の直
流電源、１０，１１，１２，１５，１８，２１，
２３，２４，２６，３５，３６，３８，３９，４
０，４３，４４，４６，４７，５１，５２，５
４，５６，５６，５９，６２は抵抗、１４，１
６，２０，２７，２８，２９，３０，３１，５
０，５３，５７はダイオード、２５は第１、第
２、第３の自己保持手段及び時限装置を動作させ
るスイツチであるプツシユオンスイツチ（保持機
能なしの常開のスイツチでプツシユした時にのみ
閉成される）、５８は表示灯用の発光ダイオード
（以下LEDと称す）である。

そして交流電源１に負荷２、SCR３が直列に
接続されて主回路をなし該主回路に並列に制御回
路４が接続され、該制御回路４とSCR３のゲー
トは接続され、また制御回路４とSCR３のカソ
ードライン（ACライン）間に可変抵抗器５が接
続されていて、更に制御回路４は自己保持手段の
解除信号を送るべく第１の自己保持手段のトラン
ジスタ１９のベースに接続されている。そして直
流電源９（側端子はSCR３のカソードライン
に接続）に時限装置７が接続され該時限装置７の
出力端は抵抗４３を介してトランジスタ４２のベ
ースに接続されていてまた時限装置７には時限装
置７を駆動する為のトランジスタ８が接続されて
いる。そして直流電源９には第１、第２及び第３
の自己保持手段が接続されている。即ち、直流電
源９に抵抗１２を介してトランジスタ１３及び１
７が接続され、これらの接続端は抵抗１５、ダイ
オード１６の直列回路を介してトランジスタ１９
のベースに接続されていて、該トランジスタ１９
は抵抗１８を介して直流電源９に接続されてい
る。そして上記トランジスタ１３のベースはダイ
オード１４、抵抗１１の直列回路を介してトラン
ジスタ１９のコレクタに接続されている。またト
ランジスタ１７のベースはダイオード３１、抵抗
２６、プツシユオンスイツチ２５の直列回路を介
して直流電源９の側端子に接続されて第１の自
己保持手段を構成している。そして該第１の自己
保持手段の出力端は即ちトランジスタ１９と抵抗
１８の接続端は抵抗１０を介してトランジスタ６
のベースにまた抵抗６２を介してトランジスタ６
１のベースに夫々接続されている。そしてトラン
ジスタ６は可変抵抗器５の両端に、またトランジ
スタ６１はトランジスタ６３のベース―エミツタ
間に夫々接続されている。

また更に直流電源９に抵抗２１を介してトラン
ジスタ２２及び３２が接続され、これらの接続端
は抵抗２４、ダイオード２７の直列回路を介して
トランジスタ３７のベースに接続されていて、該
トランジスタ３７も抵抗３６を介して直流電源９
に接続されている。そして上記トランジスタ２２
のベースはダイオード２０、抵抗２３の直列回路
を介してトランジスタ３７のコレクタに、またト
ランジスタ３２のベースはダイオード３０、抵抗
２６、プツシユオンスイツチ２５の直列回路を介
して直流電源９の側端子に接続されて第２の自
己保持手段を構成している。またトランジスタ３
７のコレクタは抵抗５１、ダイオード５７の直列
回路を介してトランジスタ６３のベースに接続さ
れ、更にトランジスタ３７のコレクタは抵抗４０
を介してトランジスタ４１のベースに接続されて
いる。また直流電源９の側端子から、第２の自
己保持手段の解除信号を送るべく、トランジスタ
３３，トランジスタ３４、抵抗３５の直列回路を
介してトランジスタ３７のベースに接続されてい
る。そしてトランジスタ３３のベースは抵抗３
８、トランジスタ４２の直列回路を介して直流電
源９の側端子に接続されている。また抵抗２６
とダイオード３０の接続端はダイオード３１を介
して第１の自己保持手段のトランジスタ１７のベ
ースに、更に該接続端はダイオード２９を介して
第３の自己保持手段（後述）のトランジスタ４９
のベースに、また更に該接続端はダイオード２８
を介してトランジスタ４５のベースに夫々接続さ
れている。そして該トランジスタ４５のコレクタ
は抵抗４４を介してトランジスタ８のベースに、
エミツタは直流電源９の側端子に接続されてい
る。

また直流電源９に抵抗４７を介してトランジス
タ４８及び４９が接続され、これらの接続端は抵
抗５２、ダイオード５３の直列回路を介してトラ
ンジスタ５５のベースに接続されていて、該トラ
ンジスタ５５も抵抗５４を介して直流電源９に接
続されている。そしてトランジスタ４８のベース
は抵抗４６、ダイオード５０の直列回路を介して
トランジスタ５５のコレクタに接続されている。
そして第３の自己保持手段を構成している。そし
て該第３の自己保持手段のトランジスタ５５と抵
抗５４の接続端は抵抗５６を介してトランジスタ
６０のベースに接続されていて該トランジスタ６
０はLED５８、抵抗５９の直列回路を介して直
流電源９に接続されている。

そしてトランジスタ６３はSCR３のゲートカ
ソード間に、またトランジスタ６１はトランジス
タ６３のベースエミツタ間に夫々接続されてい
る。

第２図は負荷２を発熱体とし、制御装置を電気
毛布等の温度制御装置に応用した場合の負荷（発
熱体）２の温度特性図で、イは温度調節用可変抵
抗器５により設定可能な最高温度、ロは普通使用
する設定温度、ハは室内温度（初期温度）であ
る。またａは第２の自己保持手段が動作している
期間即ち通電時より最高温度に達する迄の時間、
ｂは時限装置７が設定された出力を出す迄の時間
即ち時限装置の設定時間、Ａはプツシユオンスイ
ツチ２５をONせず通電した時の負荷温度特性、
ＢはプツシユオンスイツチをONして通電した時
の負荷温度特性である。

以上構成の制御装置について電気毛布等の温度
制御装置に応用し、負荷２を発熱体、可変抵抗器
５を温度調節用可変抵抗器とした場合についてそ
の動作を説明する。

温度制御装置が交流電源１に接続されると、制
御回路４よりの信号によつてSCR３は導通し、
発熱体（負荷）２は通電され温度調節用可変抵抗
器５により設定された温度（第２図のロ）に達す
ると、制御回路４内に含まれる温度検出回路（省
略）等の働きによりSCR３はその温度を保つべ
くON，OFFをくり返しその温度を一定に保つ。
このことは第２図の特性Ａに示す通りである。

ところで、通電当初プツシユオンスイツチ２５
がいつたん閉成されると時限装置７、第１、第２
及び第３の自己保持手段が動作し夫々出力信号を
出す。ただし時限装置７の出力を出す迄の期間
（第２図ｂは時限装置７内の時限設定装置（省
略）によつてある程度任意の時間が選定できる。
即ちプツシユオンスイツチ２５がONすると、直
流電源９の端、プツシユオンスイツチ２５、抵
抗２６、ダイオード２８、トランジスタ４５（ベ
ース→エミツタ）、直流電源９の端なる閉回路
でトランジスタ４５にベース電流が流れてトラン
ジスタ４５はONする為時限装置７駆動用トラン
ジスタ８にも抵抗４４、トランジスタ４５を介し
てベース電流が流れてトランジスタ８がONし、
時限装置７は動作を開始する。またプツシユオン
スイツチ２５、抵抗２６、ダイオード３１を介し
てトランジスタ１７にもベース電流が流れてトラ
ンジスタ１７もONし、該トランジスタ１７のコ
レクタ電位は零になりトランジスタ１９にはベー
ス電流が流れなくなる。（それまでは、抵抗１
５、ダイオード１６を介してトランジスタ１９に
ベース電流が流れていてトランジスタ１９はON
状態にある）従つてトランジスタ１９はOFF状
態になりトランジスタ１９のコレクタ電位は上昇
する為、抵抗１８、ダイオード１４、抵抗１１を
介してトランジスタ１３にベース電流が流れる
為、トランジスタ１３もON状態となる。従つて
トランジスタ１３，１７のコレクタ電位は零を持
続し、この状態は保持される。即ち第１の自己保
持手段は動作（自己保持）する。すると抵抗１
８，１０を介してトランジスタ６にベース電流が
流れてトランジスタ６はONする為、可変抵抗器
５は電気的に短絡される。このことは温度調節器
として最高温度に設定された状態に同一となる。
そして更に抵抗６２を介してトランジスタ６１に
もベース電流が流れる為、トランジスタ６１も
ON状態となる。

更にプツシユオンスイツチ２５のONにより、
プツシユオンスイツチ２５、抵抗２６、ダイオー
ド３０を介してトランジスタ３２にベース電流が
流れる為トランジスタ３２はON状状態になる。
すると、トランジスタ３２のコレクタ電位は零に
なる為トランジスタ３７にはベース電流は流れな
くなる（それ迄は抵抗２１、抵抗２４、ダイオー
ド２７を介してトランジスタ３７にベース電流が
流れていてトランジスタ３７はON状態にある）、
従つてトランジスタ３７はOFF状態になる為ト
ランジスタ３７のコレクタ電位は上昇し、抵抗３
６、抵抗２３、ダイオード２０を介してトランジ
スタ２２にベース電流が流れトランジスタ２２は
ON状態になる。従つてトランジスタ２２，３２
のコレクタ電位は零を持続しこの状態を保持す
る。即ち第２の自己保持手段も動作（自己保持）
する。すると抵抗３６、抵抗５１、ダイオード５
７を介してトランジスタ６３にベース電流が流れ
ようとするが、トランジスタ６１の動作（ON）
によりトランジスタ６３のベース―エミツタ間は
電気的に短絡される為トランジスタ６３はOFF
状態にある。また抵抗３６、抵抗４０を介してト
ランジスタ４１にもベース電流が流れる為トラン
ジスタ４１はON状態にある。

従つてトランジスタ３４にも抵抗３９、トラン
ジスタ４１を介してベース電流は流れようとする
が、トランジスタ４２はOFFの為トランジスタ
３３にベース電流が流れず従つてトランジスタ３
３はOFFである。よつてトランジスタ３４もベ
ース電流は流れずトランジスタ３４もOFFであ
る為トランジスタ３３，３４、抵抗３５を介して
はトランジスタ３７にベース電流は流れない。

更にまたプツシユオンスイツチ２５のONによ
り、プツシユオンスイツチ２５、抵抗２６、ダイ
オード２９を介してトランジスタ４９にもベース
電流が流れてトランジスタ４９はON状態になる
為トランジスタ４９のコレクタ電位は零になる。
するとトランジスタ５５にはベース電流は流れな
くなる。（それ迄は抵抗４７、抵抗５２、ダイオ
ード５３を介してトランジスタ５５にベース電流
が流れていて、トランジスタ５５はON状態にあ
る）従つてトランジスタ５５はOFF状態になり
トランジスタ５５のコレクタ電位は上昇する為、
抵抗５４、ダイオード５０、抵抗４６を介してト
ランジスタ４８にベース電流が流れてトランジス
タ４８もON状態になる。従つてトランジスタ４
８，４９のコレクタ電位は零を持続し、この状態
を保持する。即ち第３の自己保持手段は動作（自
己保持）する。すると抵抗５４、抵抗５６を介し
てトランジスタ６０のベースにベース電流が流れ
トランジスタ６０はON状態になる。するとLED
５８には抵抗５９、トランジスタ６０を介して電
流が流れる為LEDは点灯、プツシユオンスイツ
チ２５がONされたことを表示する。（プツシユオ
ンスイツチ２５が開成されてもLED５８は点灯
を持続し、このことは直流電源９がOFFされる
まで続く。） 以上の様にプツシユオンスイツチ
２５の閉成により時限装置７及び第１、第２、第
３の自己保持手段が動作を開始し、また制御回路
４よりの信号によつてSCR３は導通し発熱体
（負荷）又は温度上昇するが、第１の自己保持手
段の動作によるトランジスタ６のONにより可変
抵抗器５が電気的に短絡されている為発熱体（負
荷）２は（第２図の）時間ａを要し、最高の設定
温度（第２図イ）まで上昇する。すると温度検出
手段（省略）を含む制御回路４よりSCR３のゲ
ート信号は停止され、SCR３はOFFされると同
時に制御回路４よりの信号はトランジスタ１９の
ベース信号として印加されるためトランジスタ１
９はON状態に反転する。するとトランジスタ１
９のコレクタ電位は零になる為抵抗１８、ダイオ
ード１４、抵抗１１を介してトランジスタ１３の
ベースにはベース電流が流れなくなる。従つてト
ランジスタ１３はOFF状態になる。するとトラ
ンジスタ１３，１７のコレクタ電位は上昇する為
抵抗１２、抵抗１５、ダイオード１６を介してト
ランジスタ１９のベースにベース電流が流れ続け
る為、トランジスタ１９のONは持続する。即ち
第１の自己保持手段は解除された。それによりト
ランジスタ１９のコレクタ電位も零を持続する
為、トランジスタ６及び６１にベス電流が流れな
くなりトランジスタ６及び６１はOFF状態にな
る。従つて、可変抵抗器５は短絡されなくなりま
たトランジスタ６１のOFFにより第２の自己保
持手段よりの信号が抵抗３６、抵抗５１、ダイオ
ード５７を介してトランジスタ６３のベースに印
加される為、トランジスタ６３はON状態にな
る。

そして上記に述べた様に第２図の最高温度イか
ら発熱体（負荷）２の温度は下降し、可変抵抗器
５によつて設定された温度（第２図ロ）まで下降
すると制御回路４よりのSCR３へのゲート信号
は印加されようとするがトランジスタ６３のON
によりSCR３のゲートカソード間は電気的に短
絡されている為SCR３はONしない。従つて発熱
体（負荷）２の温度は室内温度（初期温度）（第
２図ハ）まで下降しこの温度を持続する。そして
期間ｂ（第２図）が経過し時限装置７の出力信号
が出力されそれが抵抗４３を介してトランジスタ
４２のベース信号として印加されるとトランジス
タ４２はONし、従つてトランジスタ３３のベー
ス電流は抵抗３８、トランジスタ４２を介して流
れる為トランジスタ３３はONしそれによりトラ
ンジスタ３４のベース電流も抵抗３９、トランジ
スタ４１を介して流れトランジスタ３４もON状
態になる。すると第２の自己保持手段の解除信号
がトランジスタ３３，３４抵抗３５を介してトラ
ンジスタ３７のベース信号として印加される為ト
ランジスタ３７はON状態に反転する。するとト
ランジスタ３７のコレクタ電位が零となる為抵抗
２３、ダイオード２０を介してトランジスタ２２
のベース電流は流れなくなりトランジスタ２２は
OFF状態に反転する為トランジスタ２２，３２
のコレクタ電位は上昇する。従つてトランジスタ
３７には抵抗２１，２４、ダイオード２７を介し
てベース電流が流れトランジスタ３７のON状態
は持続する。即ち第２の自己保持手段は解除され
た。従つてトランジスタ４１にもベース電流は流
れなくなりトランジスタ４１はOFF状態になる
為トランジスタ３４もOFF状態になり、時限装
置７の出力信号が連続的に出力されていても、解
除信号はトランジスタ３７にそれ以後は印加され
ない。従つて時限装置７の出力信号は単発のパル
スであつても良い。またトランジスタ６３にもベ
ース信号は流れなくなる為トランジスタ６３は
OFF状態になる。従つてSCR３のゲート―カソ
ード間は短絡されなくなる為、制御回路４よりの
信号はSCR３のゲートに印加されSCR３は再び
導通を開始する。そして発熱体（負荷）２の温度
は上昇するが、このときは可変抵抗器５はトラン
ジスタ６により短絡されていない為、発熱体（負
荷）２の温度は可変抵抗器５によつて設定された
温度（第２図のロ）まで上昇し、制御回路４の働
きによりSCR３はON，OFFをくり返しこの温度
ロを持続する。

尚第３の自己保持手段は解除されていない為、
以上の動作にかかわらずLED５８は依然点灯を
続けている。

以上説明の如く本発明の制御装置を電気毛布の
温度制御装置に用いると通電当初スイツチをON
するだけで毛布温度は最高温度迄上昇し、使用者
の身体や寝具を十分暖たためた後自動的にスイツ
チング素子はOFFし発熱体は通電を停止する。
そして明けがた起床の前何時かにまた発熱体は通
電され、しかしこのときは可変抵抗器の設定温度
まで上昇し暖たたかく起床の準備をするので、使
用者が睡眠につく前や起床の時に暖たたかいから
寒さを感じることがなくなるという非常に有意義
な制御状態を得ることができる。

また、この様に使用者が夜中眠つている時は毛
布は通電されず、眠りつく前と起床前にしか通電
されないので節電型の制御装置を提供することが
出来ると同時に使用者は睡眠中は自身の体温で十
分眠ることができ、またその通電時間を任意に設
定出来るので非常に使用勝手の良いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置の一実施例を示す回
路構成図、第２図は本発明の制御装置を電気毛布
等の温度制御装置に実施した場合の負荷の温度特
性図である。 図面中、１は交流電源、２は負荷、３はスイツ
チング素子、４は制御回路、７は時限装置を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発熱体への電流を制御する被制御回路のスイ
   ツチング素子と、該スイツチング素子の通電率を
   可変する可変抵抗器を含む上記スイツチング素子
   の動作を制御する制御回路を有する制御装置に於
   いて、上記スイツチング素子を上記可変抵抗器に
   関係なく制御して上記発熱体へ最大の通電を行い
   上記発熱体の温度を最高の設定温度にするための
   第１の自己保持手段と、該第１の自己保持手段の
   解除後に上記スイツチング素子をOFFして上記
   発熱体への通電を遮断する第２の自己保持手段
   と、上記第２の自己保持手段を所定時間経過後に
   解除する時限装置と、上記発熱体の温度が最高の
   設定温度になると上記第１の自己保持手段を解除
   し、上記第２の自己保持手段を上記時限装置で解
   除した後に上記スイツチング素子を上記可変抵抗
   器に設定した通電率で上記発熱体への通電を行う
   上記制御回路と、上記第１、第２の自己保持手段
   及び時限装置を動作させるスイツチとを具備した
   ことを特徴とした制御装置。