JPS6354614A - ヒ−タ温度制御回路 - 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】 （技術分野） 本発明はホットカルベット等に用いられるヒータ温度制
御回路に関する。

（背景技術） ホットカーペット等の温度検知センサとしてはナイロン
等の有機半導体センサが一般的に用いられている。

有機半導体センサの温度−インピーダンス特性１よ第４
図に示す如く一般的に非線形であり、低温部に比べ高温
部ほど１℃あたりのインピーダンス変化率が大きい。例
えば、センサ温度３０℃時のインピーダンス変化率をΔ
Ｚ，。〔Ω／１℃〕とし、センサ温度５０℃時のインピ
ーダンス変化率をΔＺ５。〔Ω／１℃〕とすると、ΔＺ
５。：ΔＺ３。

＝１０：１８度であり、センサ温度５０℃時の１℃あた
りのインピーダンス変化率はセンサ温度３０℃時に対し
て約１０倍になる。また、インピーダンス値としては、
センサ温度５０℃時のインピーダンスは、センサ温度３
０℃時のインピーダンスに比べ約１７５倍程度である。

さて、このようなインピーダンス特性を有するセンサを
備えたヒータの温度制御回路において、周囲温度（室温
）変化を検知し、周囲温度が上昇するとヒータの制御温
度を下げ、逆に周囲温度が低下するとヒータの制御温度
を上げるようにして快適さの向上を図った従来の回路例
を第５図に示す。

しかして、温度に対して非線形な特性を有する温度変換
入力信号を非反転増幅器を構成するアンプＡ、の非反転
入力端子に入力し、帰還ループに押入された可変抵抗Ｖ
Ｒによりそのゲインを可変にすることにより温度調整を
行い、整流・平滑を行った後にコンパレータＣＰ１の反
転入力端子に入力するようになっている。また、コンパ
レータＣＰ１の非反転入力端子は抵抗Ｒ３を介して直流
電源Ｖ。Ｃに接続されると共に、抵抗Ｒ４，負特性サー
ミスタＮＴＣを介してアースラインに接続されている。

なお、負特性サーミスタＮＴＣは周囲温度変化に応動し
て抵抗値が変わるインピーダンス素子で、その特性は周
囲温度が上昇するとインピーダンスが減少する特性を有
する。

さて、アンプＡ、に入力された温度変換入力信号は可変
抵抗ＶＲにより任意のレベルに増幅され温度設定される
わけであるが、前述したように温度変換入力信号の値は
ヒータ温度３０℃時に対してヒータ温度５０℃時は約５
倍となる。それ故、温度設定が“弱（例えば３０℃）”
の時は可変抵抗ＶＲの抵抗値ＲＶＦｌをフルに使い、ま
た温度設定が′強（例えば５０℃）”の時は可変抵抗Ｖ
Ｒの抵抗値ＲＶＲをゼロにする。すなわち、アンプＡ１
の増幅率を温度設定が“弱（例えば３０℃）”の時は温
度設定が“強（例えば５０℃ン゛′の時はとし、 時の増幅率が温度設定強”時の５倍となるようにＲ，、
Ｒ，、Ｒｖ、が設定される。

このように増幅率を変えることにより、ヒータ温度３０
℃時も５０℃時もスイッチング用のコンパレータＣＰ、
の反転入力端子には同値の電圧が入力されて制御される
わけであるが、１℃あたりの変化率は温度設定°弱”時
に比べ温度設定“強”時は約１０倍あるため、増幅率可
変で補正しても、ヒータ温度５０℃時はヒータ温度３０
℃時に比べ２倍の感度となる。

一方、コンパレータＣＰ、のスイッチングレベルは負特
性サーミスタＮＴＣの抵抗値変化により変動する。すな
わち、室温が高くなると非反転入力端子の電圧は下がり
、設定温度を下げることができ、また、室温が低くなる
と非反転入力端子の電圧は上がり、設定温度を上げるこ
とができる。ところが、増幅されて入力される温度変換
入力信号の１℃あたりの変化率は、ヒータ温度５０℃時
はヒータ温度３０℃時に比べ２倍の感度があるため、室
温変化１℃あたりのヒータ温度補正旦をヒータ温度５０
℃時１℃にするとヒータ温度３０℃時は２℃となり、補
正効果がヒータ温度設定によって異なり、特にと−夕設
定温度が低いときほど補正量が大となり、温度が下がり
すぎる欠点があった。すなわち、第６図はヒータ温度と
周囲温度との関係を示したものであり、ａは温度設定“
強”、ｂば温度設定“弱″″の場合を示しているが、ｂ
の如くヒータ温度の設定が低い場合は周囲温度に対する
温度低下の傾きが大きくなってしまうものであった。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的とするところは、非線形な１度−インピーダンス特性
を有する１度センサを備えたヒータの温度を周囲温度変
動と応動して補正するようにした温度制御回路において
、ヒータの設定温度にかかわらず周囲温度変化に対して
はぼ同値のヒータ温度補正効采を得ることができるヒー
タ温度制御回路を提供することにある。

（発明の開示） 息下、実施例を示す図面に沿って本発明を詳述する。

第１図は本発明のヒータ温度制御回路の一実施例を示し
たものである。図において構成を説明すると、温度変換
入力信号は非反ＩＦ４Ｈ１輻器を構成するアンプ八〇の
非反転入力端子に入力され、アンプＡ１の反転入力端子
は抵抗Ｒ１を介してアースラインに接続されると共に、
抵抗Ｒ２，２連可変抵抗ＶＲを介して自己の出力端子に
接続されている。

一方、アンプＡ２は差動増幅器として働き、直流電”　
ｖＣＣとアースライン間に接続された周囲温度変化に応
動して抵抗値が変わる負特性サーミスタＮＴＣと抵抗Ｒ
６による直列回路の中点に非反転入力端子が接続され、
同じく直流電源ｖｃｃとアースライン間に直列接続され
た抵抗Ｒ７，Ｒ８の中点に反転入力端子が接続されてい
る。また、アンプＡ２の反転入力端子は抵抗Ｒ９を介し
自己の出力端子に接続されている。

次いで、アンプＡ２の出力から前述した２連可変抵抗Ｖ
Ｒおよび抵抗Ｒ１゜を介して取り出された信号が、アン
プＡ、の出力から抵抗Ｒ１，を介して取り出された信号
と合成される。そして、抵抗Ｒ１゜、Ｒ１，の接続点の
信号はダイオードＤ、コンデンサＣで整流・平滑された
後、コンパレータＣＰＩの反転入力端子に入力され、所
定値と比較が行われるようになっている。なお、コンパ
レータＣＰｌの非反転入力端子は電源ｖ０゜とアースラ
イン間に直列接続された抵抗Ｒ５，Ｒ４の中点に接続さ
れて一定の比較基準電圧が与えられるようになっており
、コンパレータＣＰｌの出力端子は抵抗Ｒ５を介して自
己の非反転入力端子に接続されている。そして、コンパ
レータＣＰｌの出力は後続のリレー駆動回路に接続され
、ヒータへの通電を制御するようになっている。

動作にあたっては、第２図に示す如く差動増幅器を構成
するアンプＡ２の出力電圧は、飽和するまで周囲温度に
対し温度上昇とともに出力電圧が増加する特性を示す。

一方、温度変換入力信号を増幅するアンプＡ１の出力は
背景技術の項で説明した通りであり、ヒータ温度５０℃
時の出力変化率はヒータ温度３０℃のそれに比べ約２倍
となる。

しかして、アンプＡ１の出力は２連可変抵抗ＶＲ。

抵抗Ｒ１１を介した後、２連可変抵抗ＶＲ，抵抗Ｒ１゜
を介して与えられる室温補正用のアンプＡ２の出力電圧
により補正されるわけであるが、今、抵抗Ｒ１゜の値を
可変抵抗ＶＲの値と同値に選ぶと、温度設定“弱１時は
ＲＶＦｌ十Ｒ１ｏ＝２ＲＶＦＩでもってアンプＡ２の出
力が伝達され、１度設定“強”時は抵抗Ｒ１゜のみでア
ンプＡ２の出力が伝達される。すなわち、室温補正用差
動アンプＡ２の出力電圧の補正影響度を、温度設定パ強
”時は温度設定“′弱“時に比べ２倍とすることができ
る。

前述したように、アンプＡ、の出力電圧感度は温度設定
“°強”時が温度設定゛弱″時に比べ２倍となるので、
ヒータ温度設定による温度変換信号の変化率の感度差を
相殺することができ、補正の均一化が図れる。

次に第３図は本発明の他の実施例を示す回路構成図であ
る。図において構成を説明すると、温度変換入力信号は
非反転増幅器を構成するアンプＡ、の非反転入力端子に
入力され、アンプＡ、の反転入力端子は抵抗Ｒ２を介し
てアースラインに接続されると共に、抵抗Ｒ２，正特性
サーミスタＰＴＣ，可変抵抗ＶＲを介して自己の出力端
子に接続されている。次いで、アンプＡ、の出力はダイ
オードＤ、コンデンサＣで整流・平滑された後、コンパ
レータＣＰ、の反転入力端子に入力され、所定値と比較
が行われるようになっている。

また、コンパレータＣＰ０の非反転入力端子は電源ｖｏ
ｃとアースライン間に直列接続された抵抗Ｒ３゜Ｒ４の
中点に接続されて一定の比較基準電圧が与えられるよう
になっており、コンパレータＣＰの出力端子は抵抗Ｒ５
を介して自己の非反転入力端子に接続されるようになっ
ている。そして、コンパレータＣＰ、の出力は後続のリ
レー駆動回路に接続され、ヒータへの通電を制御するよ
うになっている。なお、正特性サーミスタＰＴＣは温度
上昇とともに抵抗値が増大する特性を有するものである
。

動作にあたっては、例えば周囲温度を１５℃とし、その
時の正特性サーミスタＰＴＣの抵抗値をＲＰア。１５と
すると、ヒータ温度設定５０℃時の増幅となり、増幅率
は周囲温度が変わると正特性サーミスタＰＴＣの抵抗値
Ｒｐ□。が変わるため変動する。

、この増幅率の変化率は可変抵抗ＶＲの抵抗値が小にな
るほど大となる。つまり、ヒータ温度設定が５０℃時の
ときにおいて最大の増幅率の変化率を得ることができろ
。これより、ヒータ温度設定５０℃時における増幅率の
変化率をヒータ温度設定３０℃時に比べ２倍とすること
が可能となり、ヒータ温度設定による温度変換入力信号
の変化率の感度差を相殺することができ、補正の均一化
が図れる。

（発明の効果） 以上のように本発明にあっては、ヒータ温度を検知する
センサのインピーダンスの変化率が温度とともに変化す
る非線形な特性を有するヒータの温度制御回路において
、温度変換入力信号の増幅率を設定温度に応じて可変す
る増幅手段と、増幅された温度変換入力信号を所定値と
比較してヒータへの通電を制御する比較手段と、ヒータ
の設定湿度にかかわらず周囲温度変化に対してほぼ同値
のヒータ設定温度補正効果を得る補正手段とを備えろよ
うにしたので、従来のように低温設定において温度が下
がりすぎるということもなくなり、快適な室温制御が行
える効果がある。

また、周囲温度の変化に応動して出力が変わる差動アン
プを補正に用いることにより、補正効果を演出できる室
温の上限、下限が容易に設計でき、より快適で安全な温
度制御回路が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヒータ温度制御回路の一実施例を示す
回路構成図、第２図はその動作説明図、第３図は他の実
施例を示す回路構成図、第４図はセンサの特性図、第５
図は従来のヒータ温度制御回路の回路構成図、第６図は
その動作説明図である。 Ａ、、Ａ２・・・・・アンプ、ＣＰｌ・・・・・コンパ
レータ、ＮＴＣ・・・・・負特性サーミスタ、ＰＴＣ・
・・・・正特性サーミスタ、■Ｒ・・・・・・可変抵抗 第１図 第　２　図 第３図 Ｖｃｃ 〒 第４図 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒータ温度を検知するセンサのインピーダンスの
   変化率が温度とともに変化する非線形な特性を有するヒ
   ータの温度制御回路において、温度変換入力信号の増幅
   率を設定温度に応じて可変する増幅手段と、増幅された
   温度変換入力信号を所定値と比較してヒータへの通電を
   制御する比較手段と、ヒータの設定温度にかかわらず周
   囲温度変化に対してほぼ同値のヒータ設定温度補正効果
   を得る補正手段とを備えたことを特徴とするヒータ温度
   制御回路。
2. （２）補正手段は周囲温度の変化に応動して出力が変化
   する手段を有し、その出力を増幅手段の増幅率を可変す
   る可変抵抗と連動する他の可変抵抗を介して増幅手段の
   出力に重畳せしめてなる特許請求の範囲第１項記載のヒ
   ータ温度制御回路。
3. （３）補正手段は周囲温度の変化に応動して抵抗値が変
   化する手段を有し、この手段を増幅手段の増幅率を可変
   する可変抵抗と直列に接続してなる特許請求の範囲第１
   項記載のヒータ温度制御回路。