JPS63184278A - 温度制御装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、電気カーペット等の電気暖房器具の温度制御
装置に関するものである。

従来の技術 従来のこの種の電気暖房器具の温度制御装置は、第６図
に示すように、交流電源１にヒータ２が接続され、ヒー
タ２と温度検出電極３の間に温度によりインピーダンス
が変化するセンサ４を介装しており、ヒータ２．温度検
出電極３．センサ４は一体型となっているものである。

第２図はその外観図であり、第３図は、その等価回路図
、第４図は、センサ４の温度特性であり、温度上昇とと
もにインピーダンスが小さくなる負の特性を有する。

また、第５図において、温度検出電極３に温度検出部６
が接続され、制御主段６に電圧レベルで入力される。７
は、電力制御手段であるサイリスタで、制御手段６によ
りヒータ４の通電を制御する。８は、ゼロボルト信号回
路で交流電源１に同期したゼロボルトパルスを発生し、
制御手段６に入力し、そのタイミングでサイリスタ７を
付勢するものである。１４は、低電圧回路であり、制御
手段６等に電流を供給するだめのものである。

さて、従来の第１の例の温度制御の方法としては、温度
検出部６は、ベース接地のトランジスタ１６によって、
サイリスタが非導通である交流の負の半サイクル中にエ
ミッタに流れる電流、すなわち温度検出電極３．センサ
４．ヒータ２へと流れる電流をコレクタ側の抵抗１６．
コンデンサ１７で電流−電圧変換を行ない、制御手段６
へと入力し、制御手段６は、その電圧レベルによってサ
イリスタ７の付勢を制御することによって温度制御を行
なっているものである。

なお、このセンサ４は、分極を生じさせないように交流
を印加して使用している。

ところで、第３図（Ｂ）に示すようにこのセンサ４は、
抵抗性と容量性を呈する等価回路図で表わすことができ
、第４図にその温度特性を示す。従ってその抵抗性Ｒと
容量性Ｃが、温度によって変化するので、ある周波数ｆ
で次の式（１）に示すような関係式で温度信号を位相情
報として得ることができる。

位相θ＝＝ＴＡＮ（％ＸπＸｆＸＣＸＲ）　　　　　−
−−−−−（１）この場合、周波数ｆに、商用周波数（
５０Ｈ２もしくは６０旧の交流電源を用いている。

センサ４は、低温では容量性なので、センサ４を流れて
きたその電流位相は、交流電源の電圧位相よりも最大９
０°位相が進む。また、高温では抵抗性が支配的になる
ので、交流電源の電圧位相とほぼ同じ位相になる。

次に、第６図を第２の例として位相を用いた温度制御に
ついて設問する。制御装置６は、交流電源１に同期した
ゼロボルト信号回路８の基準のゼロボルト信号パルスと
、交流電源１から位相のずれたセンサ４の温度信号との
位相差を測定手段９（例えば、マイクロコンピュータの
タイマカウンター）で測定し、その測定した位相差に応
じて電力制御手段７の付勢を制御し、ヒータ４の通電を
制御するものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、以下にのべる問題
点を有していた。

（１）第１の例において、交流電源１は、絶えず変動し
ており、電圧レベルで温度制御を行なうものでは、その
変動分によりセンサ４を流れる電流が変わるのでその変
動分を補正する補正手段が必要であり、制御回路も複雑
になっていた。

（２）第２の例において、交流電源１には、商用周波数
（例えば、５ｏ）ｔｚ、もしくは、６ｏＩ４Ｚ）以外に
その変流電源波形にノイズや歪みを起こす高調波が重畳
し、温度検出部の出力パルスのエツジ部分にチャタリン
グを生じたり、交流電源の歪みによって正確な温度制御
ができなかった。

本発明はかかる従来の問題を解消するもので、簡単な構
成で、正確な温度制御を行なうことのできる温度制御装
置を提供することを目的とする。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明の温度制御装置は、
センサの温度を交流電源との位相で検出する温度信号を
ろ波するろ波器を設け、交流電源に同期したゼロボルト
信号回路のゼロボルト信号パルスと、ろ波した温度位相
信号との位相差を測定し、その位相差に応じて温度制御
を行なう構成としたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、ろ波器によって交流電
源に重畳した高調波ノイズ、歪みの影響をとりのぞいた
温度位相信号が得られる作用を有する。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例である温度制御装置の制御
回路図で、従来の第２の例と異なるところは、センサの
温度位相信号を交流電源からの位相で検出し、その温度
信号をろ波するろ波器１０を設けたところである。

容量性を有するセンサ４により位相の進んだ温度位相信
号が、温度信号電極３とその一端を接地した発熱抵抗１
１により得られる。この発熱抵抗１１は、ヒータ２と、
センサ４が異常温度により溶融した時にその大電流で交
流電源１に接続している温度ヒュズ１２を溶断させるも
のである。また、その温度位相信号は、センサ４が容量
性なので、高周波に対してはインピーダンスが小さく電
磁調理器などの高調波ノイズが乗りやすい。そのノイズ
をふくんだ温度位相信号をそのまま温度検出部５のゼロ
クロス比較器１３で温度位相信号パルスに変換すると、
そのエツジ部分にチャタリングを生じる。そこで、その
高調波ノイズをろ波器１０を通して除去し、そのろ波し
た温度位相信号を温度検出部５のゼロクロス比較器１３
でチャタリングのない温度位相信号パルスに変換する。

なお、ろ波器の遮断周波数１０は、使用する交流電源１
０周波数に応じて設定すればよく、従って低周波による
電源の歪みの影響もとり除くことができる。ろ波器の構
成としては、抵抗とコンデンサによるローパスフィルタ
ーや、オペアンプと組み合わせだアクティブフィルター
など様々な構成があり、遮断する周波数帯に応じて最適
なる波器を構成すればよい。

発明の効果 以上のように本発明の温度制御装置によれば以下に述べ
る効果が得られる。

（１）ろ波器を設けることによって、センサの特性上高
周波の影響を受けやすい強電界地域などにおける温度位
相信号へのノイズの影響をなくし、ろ波器の定数の設定
で所望の遮断周波数を得ることができ交流電源の歪みの
影響もうけない。

（→　ろ波器を設けることによって、温度位相信号のエ
ツジ部分のチャタリングをとりのぞくので、例えば、電
力制御手段にリレーを使用した時には、リレーの接点の
チャタリングが起こらず、長寿命化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例に於ける温度制御装置の概略制
御回路図、第２図は一般的なヒータ一体型センサの外観
斜視図、第３図体）は同ヒータ一体型七ンサの構成図、
第３図の）は同等価回路図、第４図は同温度特性図、第
５図は従来の第１の例の制御回路図、第６図は従来の第
２の例の制御回路図である。 １・・・・・・交流電源、２・・・・・・ヒータ、３・
・・・・・温度検出電極、４・・・・・センサ、５・・
・・・・温度検出部、６・・・・・・制御手段、７・・
・・・電力制御手段、８・・・・・・ゼロボルト信号回
路、９・・・・・・測定手段、１０・・・・・・ろ波器
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第４
図 未面迭屓【°Ｃ］ ｒ＝”−−−−−−−−−＝、 区　　　　′−＋　　　　　＋　　　　　　　　ｕｑコ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヒータと温度検出電極と前記ヒータと前記温度検出電極
   の間に介装し温度によりインピーダンスの変化するセン
   サとを有したヒータ一体型センサと交流電源に同期した
   ゼロボルト信号回路と、前記センサの温度を交流電源と
   の位相で検出する温度検出部と、前記ヒータの通電を制
   御する電力制御手段と、前記ゼロボルト信号回路の信号
   と前記温度検出部の位相信号の位相差を測定する測定手
   段と、前記位相差に基づいて前記電力制御手段を制御す
   る制御手段とを備え、前記温度検出電極と前記温度検出
   部との間にろ波器を設けてなる温度制御装置。