JPS6333516Y2 - - 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感熱抵抗フ
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を貼り合せ、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
温度制御回路を第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はリレー接点、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第１保護回路段
６を構成している。そして、前記コンデンサC₃
の両端子間に前記第１保護回路段６と並列に、抵
抗R_e，R_j，トランジスタQ₃，抵抗R_g，R_hからな
る第２保護回路段７を接続し、前記コンデンサ
C₃の両端電圧が異常減少する場合（例えばコン
デンサC₃が短絡した場合）に前記第１保護回路
段６をこの第２保護回路段７の出力で強制的に動
作させるようにしている。８はヒータである。

この面状発熱体の温度制御回路は、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８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８の温度を
一定に保持する。

また、第１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C₃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８への通電を停止し、そ
れにより被加熱体を保護する。

逆に、前記コンデンサC₃の短絡事故などで、
このコンデンサC₃の両端電圧が所定電圧以下に
減少した場合、スイツチング回路SWには通電指
令に相当する高電圧が入力されず異常昇温を起す
おそれがあるが、このときには第２保護回路段７
のトランジスタQ₃がオフして、第１保護回路段
６のトランジスタQ₂に、抵抗R_g，R_hと抵抗R_nで
直流電源電圧V_DDを分圧したベース・エミツタ電
圧を印加してトランジスタQ₂をオンし（抵抗R_g，
R_hは前記の場合にトランジスタQ₂をオンするに
十分なバイアスを与える値としている）、第１保
護回路段６を強制動作させ、前記と同様に温度ヒ
ユーズTFを溶断してヒータ８への通電を停止す
る。図中、S₄，S₄′，S₅，S₅′はヒータ切替スイツ
チである。

しかし、このような従来の面状発熱体の温度制
御回路では、平滑用コンデンサC₃の出力電圧に
異常がある場合しか、第１，第２保護回路段６，
７は機能せず、エミツタホロワ段４に故障がある
場合の保護機能は何ら付与されておらず、保護が
不十分であるという欠点を有する。

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８の温度過昇
に相当する前記信号検出段３の高い出力電圧を検
知して前記第１保護回路段６を強制的に動作させ
るモニタ回路９を付加し、前記エミツタホロワ段
４に故障が出じた場合に、前記モニタ回路９を介
して前記第１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９は抵抗
R_p，R_q，R_r，R_s，R_t，R_uおよびトランジスタ
Q₄，Q₅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８Ａ，
８Ｂの数に応じて増減でき、また温度に応じてイ
ンピーダンスが変化するため、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８Ａ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。

エミツタホロワ段４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
圧は第１保護回路段６のベース側へ抵抗R_k，R_n
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８Ａ，８Ｂ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
ば第１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８Ａ，８Ｂへの電源供給を停止する。

また、前記平滑用コンデンサC₃に短絡などの
故障が生じてその両端電圧が増加しない場合は、
前記したように第１保護回路段６のトランジスタ
Q₂がオフとなり、抵抗R_g，R_h，R_nによる直流電
源電圧V_DDの分圧がトランジスタQ₂のベース・エ
ミツタ電圧として印加され、第１保護回路段６を
強制的に動作させ前記の場合と同様にして温度ヒ
ユーズTFを溶断し、ヒータ８Ａ，８Ｂへの電源
供給を停止する。

さらに、エミツタホロワ段４が故障して動作し
ない場合には、そのままではスイツチング回路
SWがヒータ８Ａ，８Ｂへ電源供給しつづけ異常
昇温を招くことになるが、この異常昇温に相当す
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９が確実に検知して、トランジスタQ₄
をオン，トランジスタQ₅をオフして抵抗R_t，R_u，
R_nによる直流電源電圧V_DDの分圧をトランジスタ
Q₂にベース・エミツタ電圧として印加し、第１
保護回路段６を強制的に動作させ、エミツタホロ
ワ段４における故障に基づく第１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
がはかられる。

このように構成したため、リレー接点S₁，S₂の
融着などに起因する異常昇温に対しては、これに
伴う平滑用コンデンサC₃の両端電圧の増大を第
１保護回路段６が直接検知してヒータ８への電源
供給を緊急停止させ、前記平滑用コンデンサC₃
の短絡などによるその両端電圧の異常減少（これ
に伴いスイツチング回路SWはヒータ８への電源
供給をつづけることになり異常昇温が生じる）に
対しては、これを第２保護回路段７で検知して第
１保護回路段６を強制的に動作させ、またエミツ
タホロワ段４そのものが故障した場合（このとき
もスイツチング回路SWはヒータ８への電源供給
をつづけることになるが、平滑用コンデンサC₃
の出力電圧では第１，第２保護回路段６，７はと
もに働かない）、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９で
検知して、第１保護回路段６を強制的に動作さ
せ、異常昇温につながるあらゆる故障に対してヒ
ータ８への電源供給を確実に停止し、被加熱体の
保護をはかることができる。

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
サの出力電圧を検知して前記発熱体への電源供給
を緊急停止する第１保護回路と、前記第１保護回
路と並列に前記平滑用コンデンサの両端間に接続
され前記第１保護回路が検知しない前記平滑用コ
ンデンサの異常出力電圧を検知して前記第１保護
回路を強制動作させる第２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設
けられ前記バツフア回路の故障時に前記発熱体の
異常昇温に相当する前記信号検出回路の出力電圧
を検知して前記第１保護回路を強制動作させるモ
ニタ回路とを備えたものであるため、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）、６……第１保護回路段、７……第２保護回
路段、８……ヒータ、９……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_e，R_j，
R_k，R_n，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′，S₅，S₅′……ヒータ切替
スイツチ、TF……温度ヒユーズ、Q₁，Q₂，Q₃.
Q₄，Q₅……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
   出力電圧を検知して前記発熱体への電源供給を緊
   急停止する第１保護回路と、前記第１保護回路と
   並列に前記平滑用コンデンサの両端間に接続され
   前記第１保護回路が検知しない前記平滑用コンデ
   ンサの異常出力電圧を検知して前記第１保護回路
   を強制動作させる第２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設けら
   れ前記バツフア回路の故障時に前記発熱体の異常
   昇温に相当する前記信号検出回路の出力電圧を検
   知して前記第１保護回路を強制動作させるモニタ
   回路とを備えた発熱体の温度制御回路。