JPS6324311A - 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、電気毛布、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。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ζぐなる負の特性を有する。

また、第６図において温度検出電極３に温度検出部５が
接続でれ、制御手段６に電圧レベルで入力される。了は
、電力制御手段であるサイリスタで、制御手段６の付勢
によりヒータ２の通電を制御する。８ば、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。１ｏ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、従来の温度制御の方法としては、第７図に等価回
路を示すが温度検出部５において、べ一−ヌ接地のトラ
ンジスタ２４によって、サイリスタ７がオフである交流
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２６、コンデンサ２７で電流−電圧交
換を行ない、制御手段６へと入力しているものである。

制御手段６は、その電圧レベルによってサイリ７り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、分極を生じないようにするため
交流を印加して使用している。（例えば特公昭６０−５
３８８５号公報） 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、以下に述べる問題
点を有していた。

（１）従来のような温度制御装置は、比較的消費電力の
少ない電気毛布等に限定され、電気カーペット等の消費
電力の大きい温度制御装置では、サイリスタを使用せず
双方向電力制御素子であるリレー等を使用しているのが
一般的である。またサイリスクを使用した場合、その放
熱フィンが大きくなり制御器の小型化で不可能となる。

（２）従来の温度制御装置は、サイリスタを使用してお
り、交流の負の半サイクルは、ヒータが非導通テする。

一方、その負の半サイクルは、ベース接地のトランジス
タがオンすることによって温度検出を行っている。その
場合には、第７図■のようにセンサには−様の電界分布
となり、ヒータ全体にわたって−様な温度検出を行なう
ことができる。ところが、リレーを用いた場合、負の半
サイフルもヒータが通電状態であるためセンサの電界分
布は第７図■のように温度検出の面で著しく感度が悪く
なる部分が生じる。最悪の場合、電極とヒータが短絡し
ても全く検知できない危険な状態が生じる。したがって
、リレーを使用すると、負の半サイクル時に温度検出を
行なうとするとリレーの接点を開放して検出しなければ
ならない制御シーケンスが必要となる。

（３）交流電源は、絶えず変動しており、電圧レベルで
温度制御を行なうとすると、その変動分を補正して温度
制御しなければならない複雑さが生じる。

本発明はかかる従来の問題点を解消するもので、比較的
消費電力の大きい電気カーペットにもヒータ体型センサ
を使用し、かつ双方向電力制御素子を使用しても危険状
態を適確に検出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、
センサの容量成分に着目し、位相変化を温度信号に利用
するものである。また交流電源端子と温度検出電極の間
に接続する抵抗の接続方法に工夫をした構成としたもの
である。

作　　　用 本発明は上記した構成によって、温度上昇とともにセン
サの抵抗成分、容量成分が変化するので、温度検出電極
に接続した抵抗と合わせて（１）式に示・・・・・・・
・・　（１） なる関係式で温度の信号は位相変化を生じ、温度検出信
号として用いることができる作用を有する。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図は、概略制御回路図で、電力制御手段にリレー７
を、制御手段６中に、交流電源１に同期したゼロボルト
信号回路８と、温度検出部５がらの２つの信号の位相差
を測定する測定手段９（ここでは、タイマカウンタ）を
設けたものである。

第３図にセンサ４の等価回路図を示してあり、全体抵抗
成分と容量成分が分布しているとみなし、第４図のよう
なセンサ４の温度特性になる。

第５図は、交流電源に同期した各部の電圧波形である。

第１図において交流電源端子の両端に夫々接続きれた抵
抗Ａ１１、抵抗Ｂ１２と、抵抗Ａ１１の他端に抵抗Ｃ１
３が接昔され、抵抗Ｂ１２と抵抗Ｃ１３ばそれぞれ温度
検出電極３に接研（れている。抵抗Ａ１１と抵抗Ｃ１３
の接続へから、ダイオード１５．１６でクリラグし７た
波形がＡ点の波形である。Ａ点の波形は、センサ４のイ
ンピーダンスの抵抗性と容量性、および抵抗Ａ１１〜抵
抗Ｃ１３によって（１）式の関係式で決まる位相θの温
度位相信号になる。Ａ点のｌ！ｉ形をゼロクロスコンパ
レータ２０でＢ点の波形に変換し、制御手段６へ入力す
る。

温度上昇とともに位相θが変化し、第４図に示すＢ点の
位相信号を得た。

この位相を測定する方法として制御手段６（例エバマイ
クロコンピュータ）は、測定手段９のタイマカウンタに
よりゼロボルト信号回路８の信号の立上りでタイマカウ
ンタをスタートシ、温度検出部５のＢ点波形の立上り、
もしくは立下りでカウンタをストップすれば、その値が
温度信号となり、制御手段６は、その値によってリレー
ドライバ２１を付勢し、ヒータ４の通電制御を行なうも
のである。

また、抵抗０１３を付加することによって、ヒータ通電
中にヒータ２と温度検出電極３がどの部位で接触（セン
サ４の溶融）しても、その場合、センサのインピーダン
スの容量性はなくなり、抵抗Ａ１１と抵抗Ｃ１３の分割
した電圧になゆ、かつ交流電源１に同期した波形が得ら
れる。その場合、制御手段６は保安回路１７を作動し交
流電源１を遮断する。

また、抵抗Ａ１１〜抵抗Ｃ１３が交流電源１の両端に接
謄嘔れているのでセンサ４には交流が印加されているの
で分極することはない。

なお、電力制御手段としてリレーを用いたがトライマッ
クでもよく本発明に限定されるものではない。

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次の効果が
得られる。

（１）　　（１１式に示すように位相変化のパラメータ
は、センサの容量成分と抵抗成分および接続する抵抗だ
けで決定されるので、電源電圧の変動を受けないので、
温度制御における電圧補正回路は不用となる。

（２）電圧レベルで検出するアナログ量と異なり、単に
位相差をデジタ／Ｉ／量で検出するノイズに対してきわ
めて強い。

（３）抵抗を持続するだけで、ヒータに通電しながら、
ヒータ全体の温度監視を行ない、センサの溶融等の危険
状態を即座にキヤ・ソチできるので高度の安全性を有す
る。

（４センサに交流を印加しているので分極が起こらない
のでセンサの劣化が起こらずセンサの侵寿命化、信頼性
が確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における温度制御装置の概略
制御回路図、第２図は同ヒータ体型センサの外観斜視図
、第３図は同等価回路図、第４図は同温度特性図、第５
図は同制御回路図における各部波形図、第６図は従来の
温度制御装置の概略制御回路図、第７図は同温度制御に
おける等価（ロ）略図である。 １・・・・・・交流電源、２・・・・・化−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・・・・・・ゼロポルト信号回
路、９・・・・・・測定手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名２−
ｍ−と−７ ，３−−−電腫 ４−−−でンす 第２図 ？ 第３図 第　４　図 表面湿度〔′６］ 第５図 第７図 ｃｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電源と、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
   ンスの変化するヒータ体型センサと、前記交流電源の両
   端に夫々接続された第１の抵抗、第２の抵抗と、前記第
   １の抵抗の他端に接続された第３抵抗とからなり、前記
   第２の抵抗と前記第３抵抗の他端をそれぞれ前記電極に
   接続し、前記第１の抵抗と第３抵抗の接続点における前
   記交流電源から位相のずれた信号を用いて前記ヒータの
   通電を制御する制御手段を備えた温度制御装置。