JPS6333349Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電気カーペツトなどの発熱体の温度
制御回路に関するものである。

電気カーペツトなどに用いられる面状発熱体
は、通常第１図に示すように、発熱電極１ａを絶
縁フイルム１ｂで覆つた発熱素子１に、ナイロン
等の温度−インピーダンス特性を有するプラスチ
ツクフイルム２ａを２枚のアルミ電極２ｂ，２ｃ
で挾着した感熱素子２を貼合せ、発熱素子１の温
度を感熱素子２で検出できるようになつている。

このような面状発熱体の温度制御を行う従来の
温度制御装置を第２図に示す。図において、TR
は電源トランスである。C₁およびC₂はそれぞれ
コンデンサ、R₁およびR₂はそれぞれ抵抗、TC₁
およびTC₂はそれぞれ感熱素子、D₁およびD₂は
それぞれダイオードで、これらは信号検出段３を
構成している。R_a，R_b，R_cおよびR_dはそれぞれ
抵抗、Q₁はトランジスタで、これらは前記信号
検出段３の出力インピーダンスに比して十分大き
な入力インピーダンスを有するエミツタホロワ段
４を構成している。C₃はエミツタホロワ段４の
出力を平滑するコンデンサである。SWはスイツ
チング回路、RY₁は負荷への電源供給用のリレ
ー、S₁およびS₂はそれぞれ電源供給用のリレー
RY₁のリレー接点で、これらはスイツチング回路
段５を構成している。R_nおよびR_oはそれぞれ抵
抗、Q₂はトランジスタ、RY₂は保護用のリレー、
S₃は保護用のリレーRY₂のリレー接点、TFは温
度ヒユーズ、Ｒは温度ヒユーズを溶断する発熱抵
抗で、これらはコンデンサC₃の両端電圧を異常
増加させる故障に対して動作する保護回路段６を
構成している。７はヒータである。

この面状発熱体の温度制御装置は、電源トラン
スTRの２次側交流印加電圧をコンデンサC₁，C₂
と感熱素子TC₁，TC₂とで各々分割している。但
し、この時の感熱素子TC₁，TC₂は、温度に対応
してインピーダンスが変化するため、温度によつ
て分割電圧が変化する。

この分割電圧は、ダイオードD₁，D₂によつて
整流され、高入力インピーダンス・低出力インピ
ーダンスを持つエミツタホロワ段４で受けられ
る。ここで、エミツタホロワ段４は、コンデンサ
C₁，C₂と感熱素子TC₁，TC₂で構成される信号分
割系に大きなインピーダンスの変動があつても、
その影響を少なくするバツフア回路としての機能
があり、またスイツチング回路段５への影響も少
なくしている。

エミツタホロワ段４で受けた信号は、コンデン
サC₃で平滑されてスイツチング回路SWに加えら
れる。このスイツチング回路SWは、信号に応じ
てヒータ７へ供給するAC100V電源をリレーRY₁
のリレー接点S₁，S₂で制御してヒータ７の温度を
一定に保持する。

また、保護回路段６は、何らかの原因（例えば
リレー接点S₁，S₂の融着等）で、面状発熱体の温
度が異常上昇してコンデンサC₄の両端電圧があ
る一定の電圧以上になつた時に動作して発熱抵抗
Ｒに電源を供給し、発熱抵抗Ｒの温度上昇によつ
てAC100V電源の途中に介挿した温度ヒユーズ
TFを溶断してヒータ７への通電を停止し、それ
により被加熱体を保護する。

しかし、このような従来の面状発熱体の温度制
御回路は、保護回路段６への入力信号が正常時と
比べて大きく増加した場合しか動作しないという
欠点があつた。すなわち、前記エミツタホロワ段
４の故障などにより入力信号すなわち、コンデン
サC₃の両端電圧が極端に小さくなつた場合には
保護回路段６が動作せず、またスイツチング回路
段５による制御も行われず、ヒータ７へ連続通電
され異常昇温が見逃がされてしまうということで
ある。

したがつて、この考案の目的は、発熱体の温度
過昇に対する被加熱体の保護を確実に行うことが
できる発熱体の温度制御回路を提供することであ
る。

この考案の一実施例を第３図に示す。すなわ
ち、この発熱体の温度制御回路は、前記従来例に
おいて、前記信号検出段３の出力側に前記エミツ
タホロワ段４と並列に、前記ヒータ７の温度過昇
に相当する前記信号検出段３の出力電圧を検知し
て前記保護回路段６を動作させるモニタ回路８を
付加し、前記エミツタホロワ段４においてコンデ
ンサC₃の両端電圧が異常減少してしまうといつ
た故障が生じた場合に、前記モニタ回路８を介し
て前記保護回路段６を強制的に動作させるように
したものであり、前記モニタ回路８は抵抗R_p，
R_q，R_r，R_s，R_t，R_uおよびトランジスタQ₃，Q₄
で構成している。

つぎに、この面状発熱体の温度制御回路につい
て詳しく説明する。この面状発熱体の温度制御回
路は、従来例と同様に電源トランスTRの２次側
交流印加電圧を、コンデンサC₁，C₂と感熱素子
TC₁，TC₂とで各々分割している。この時の感熱
素子TC₁，TC₂は面状発熱体のヒータ７Ａ，７Ｂ
の数に応じて増減でき、また温度に応じてインピ
ーダンスを変化するため、温度によつて分割電圧
が変化する。

分割電圧は、コンデンサC₁，C₂を同じ値に選
んであるため、感熱素子TC₁，TC₂がもつインピ
ーダンスにより決まり、両感熱素子TC₁，TC₂が
同じ温度であれば、それらの値は同じとなる。も
し感熱素子TC₁，TC₂のどちらか一方、例えば感
熱素子TC₁が室温のままで一定となり（例えば、
感熱素子TC₁を温度上昇させるヒータ７Ａをオフ
とした場合等）、他方の感熱素子TC₂の温度が上
昇しても、分割出力電圧はエミツタホロワ段４と
いう高入力インピーダンスで受けられるため、両
方の感熱素子TC₁，TC₂が同じ温度の時に得る出
力電圧とほとんど差がでない。

エミツタホロワで受けた信号は、コンデンサ
C₃で平滑される。このコンデンサC₃の両端電圧
は保護回路段６のベース側へ抵抗R_n，R_oを介し
て加えられ、かつスイツチング回路SWへも従来
と同様に加えられる。

正常時は、コンデンサC₃の両端電圧に応じて、
スイツチング回路SWがヒータ７Ａ，７Ｂへ供給
するAC100V電源をリレーRY₁のリレー接点S₁，
S₂で制御して面状発熱体の温度を一定に保持す
る。

つぎに、コンデンサC₃の出力電圧が上昇する
異常状態（例えば、リレー接点S₁，S₂の融着）が
生じた時は、その電圧がある一定の電圧以上にな
れば、保護回路段６が動作してリレー接点S₃を閉
成し、発熱抵抗ＲにAC100V電源を供給して発熱
抵抗Ｒを温度上昇させ、その温度によりAC100V
電源に直列接続された温度ヒユーズTFを溶断し
てヒータ７Ａ，７Ｂへの電源供給を停止する。

つぎに、エミツタホロワ段４に異常が生じてコ
ンデンサC₃の電圧が増加しない場合は、先の保
護回路段６が動作しない上、ヒータ７の温度が上
昇し、信号検出段３の出力電圧が大きくなつてく
る。

正常時は、この出力電圧が小さい範囲に押さえ
られトランジスタQ₃をオンさせるほどのベー
ス・エミツタ電圧が印加されない。しかし、この
出力電圧が大きくなつてきてあるレベルを越える
と、抵抗R_p，R_qで分割されたベース・エミツタ
電圧が充分トランジスタQ₃をオンさせるレベル
となり、トランジスタQ₃がオンする。トランジ
スタQ₃がオンするとトランジスタQ₄がオフし、
直流電圧電源V_DDから抵抗R_t，R_uを介して保護回
路段６の抵抗R_oに強制的に電圧を印加する（こ
の電圧がトランジスタQ₂を充分オンできるよう
に抵抗R_t，R_uの各値を決める）。その結果、保護
回路段６が動作し直ちにリレーRY₂を駆動し、温
度ヒユーズTFを溶断してヒータ７Ａ，７Ｂへの
電源供給を停止する。

なお、第３図においてS₄，S₄′はヒータ切替ス
イツチであり、７Ａ，７Ｂの２つで構成されるヒ
ータ７の発熱量を選択設定するためのものであ
る。

このように構成したため、エミツタホロワ段４
において、前記ヒータ７Ａ，７Ｂの高温に相当す
る高い出力電圧をコンデンサC₃が出力しないと
いう故障が生じて、スイツチング回路段５がヒー
タ７の給電路をオンしつづける事態が生じても、
この事態に伴う異常昇温に相当する前記信号検出
段３からの高い出力電圧を前記モニタ回路８が確
実に検知して、保護回路段６を強制的に動作さ
せ、エミツタホロワ段４における故障による保護
回路段６の機能不全を回避することができ、被加
熱体の保護を確実に行うことができる。

以上のように、この考案の発熱体の温度制御回
路は、発熱体の温度に対応した出力電圧を発生す
る信号検出回路と、前記信号検出回路の出力側に
設けられ前記信号検出回路の出力インピーダンス
より十分大きい入力インピーダンスを有するバツ
フア回路と、前記バツフア回路の出力を平滑化す
る平滑用コンデンサと、前記平滑用コンデンサの
両端間に接続され前記信号検出回路の出力電圧に
対応する前記平滑用コンデンサの出力電圧を受け
前記発熱体への電源供給をオン・オフ制御するス
イツチング回路と、前記スイツチング回路と並列
に前記平滑用コンデンサの両端間に接続され前記
発熱体の異常昇温に相当する前記平滑用コンデン
サの出力を検知して前記発熱体への電源供給を緊
急しや断する保護回路と、前記バツフア回路と並
列に前記信号検出回路の出力側に接続され前記発
熱体の異常昇温に相当する前記信号検出回路の出
力を検知して前記保護回路を駆動するモニタ回路
とを備え、前記バツフア回路の故障により前記バ
ツフア回路を経て前記発熱体の異常昇温に相当す
る出力が伝達されないとき前記発熱体の異常昇温
に相当する前記信号検出回路の出力を前記モニタ
回路で受け前記保護回路を緊急駆動させるように
したものであるため、発熱体の異常温度上昇に対
する被加熱体の保護を確実に行うことができると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は面状発熱体の断面図、第２図は従来例
の回路図、第３図はこの考案の一実施例を示す回
路図である。 １……発熱素子、２……感熱素子、３……信号
検出段、４……エミツタホロワ段（バツフア回
路）、５……スイツチング回路段、６……保護回
路段、７……ヒータ、８……モニタ回路、TR…
…電源トランス、C₁，C₂，C₃……コンデンサ、
Ｒ……発熱抵抗、R_a，R_b，R_c，R_d，R_n，R_o，
R_p，R_q，R_r，R_s，R_t，R_u……抵抗、D₁，D₂，
D₃……ダイオード、SW……スイツチング回路、
RY₁，RY₂……リレー、S₁，S₂，S₃……リレー接
点、S₄，S₄′……ヒータ切替スイツチ、TF……温
度ヒユーズ、Q₁，Q₂，Q₃，Q₄……トランジス
タ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発熱体の温度に対応した出力電圧を発生する信
   号検出回路と、前記信号検出回路の出力側に設け
   られ前記信号検出回路の出力インピーダンスより
   十分大きい入力インピーダンスを有するバツフア
   回路と、前記バツフア回路の出力を平滑化する平
   滑用コンデンサと、前記平滑用コンデンサの両端
   間に接続され前記信号検出回路の出力電圧に対応
   する前記平滑用コンデンサの出力電圧を受け前記
   発熱体への電源供給をオン・オフ制御するスイツ
   チング回路と、前記スイツチング回路と並列に前
   記平滑用コンデンサの両端間に接続され前記発熱
   体の異常昇温に相当する前記平滑用コンデンサの
   出力を検知して前記発熱体への電源供給を緊急し
   や断する保護回路と、前記バツフア回路と並列に
   前記信号検出回路の出力側に接続され前記発熱体
   の異常昇温に相当する前記信号検出回路の出力を
   検知して前記保護回路を駆動するモニタ回路とを
   備え、前記バツフア回路の故障により前記バツフ
   ア回路を経て前記発熱体の異常昇温に相当する出
   力が伝達されないとき前記発熱体の異常昇温に相
   当する前記信号検出回路の出力を前記モニタ回路
   で受け前記保護回路を緊急駆動させるようにした
   発熱体の温度制御回路。