JPH0340904B2 - - Google Patents

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JPH0340904B2
JPH0340904B2 JP59176340A JP17634084A JPH0340904B2 JP H0340904 B2 JPH0340904 B2 JP H0340904B2 JP 59176340 A JP59176340 A JP 59176340A JP 17634084 A JP17634084 A JP 17634084A JP H0340904 B2 JPH0340904 B2 JP H0340904B2
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heater
switch
temperature
microresistance
heating
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  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は電気カーペツト等における発熱体のヒ
ータ断線検出回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a heater disconnection detection circuit for a heating element in an electric carpet or the like.

(背景技術) 第2図は2系統のヒータH1,H2を有する面状
発熱体の構成を断面図で示したものであり、温度
に対して負のインピーダンス特性を有する有機半
導体の如き温度変化素子Tの一面にヒータH1
H2のヒータパターンがプリント配線等により形
成され、他面には温度検出電極Sが形成されてい
る。第3図は発熱体の一部を平面図で示したもの
で、2つのヒータH1,H2は互いのヒータパター
ン間で電流の行き来が生じないように並行して配
線されている。
(Background Art) Figure 2 is a sectional view showing the configuration of a planar heating element having two systems of heaters H 1 and H 2 . Heater H 1 on one side of variable element T,
A H 2 heater pattern is formed by printed wiring or the like, and a temperature detection electrode S is formed on the other side. FIG. 3 shows a part of the heating element in a plan view, and the two heaters H 1 and H 2 are wired in parallel so that no current flows between the heater patterns.

しかして、ヒータH1,H2と温度検出電極S間
に配設された温度変化素子Tのインピーダンスが
発熱体の温度に応じて変化するため、このインピ
ーダンス変化から温度検出信号を得、温度制御回
路の動作により所望の温度になるようにヒータへ
の通電が制御されるようになつている。また、ヒ
ータH1,H2のいずれかを切替スイツチ等により
回路から切り離すことにより、発熱体の全体容量
を切り替えられるようになつている。
Therefore, since the impedance of the temperature change element T disposed between the heaters H 1 and H 2 and the temperature detection electrode S changes according to the temperature of the heating element, a temperature detection signal is obtained from this impedance change, and temperature control is performed. The power supply to the heater is controlled by the operation of the circuit so that the desired temperature is achieved. Further, by disconnecting either heater H 1 or H 2 from the circuit using a changeover switch or the like, the overall capacity of the heating element can be changed.

ところで、上記の如き発熱体の構成にあつて
は、2つのヒータH1,H2は温度変化素子Tを介
して強電気結合を生じており、通常の使用時にあ
つては前述のようにヒータパターンが並行して配
線されているため両ヒータ間に電流が流れること
はないが、一方のヒータが断線すると両ヒータパ
ターン間の電位バランスが崩れ、両ヒータ間に電
流が流れて危険な状態になることがあつた。
By the way, in the configuration of the heating element as described above, the two heaters H 1 and H 2 are strongly electrically coupled via the temperature change element T, and during normal use, the heaters H 1 and H 2 are connected as described above. Since the patterns are wired in parallel, no current will flow between the two heaters, but if one heater is disconnected, the potential balance between the two heater patterns will be disrupted, and current will flow between the two heaters, creating a dangerous situation. Something happened.

すなわち、第4図はヒータH1の端子部aで断
線が起こつた場合を示しているが、正常なヒータ
H2はアース点から見て100〜0Vの分布をしてい
る一方、断線したヒータH1は一律に100Vとなる
ため、隣接するヒータパターン間で電位差が生
じ、この電位差に応じた電流iが流れることにな
る。ここで、最も電流値の大きくなる点は断線し
た端子部aに近いヒータパターンの部分であり、
そのため、その付近が座布団等により局部的に断
熱されているとその部分の温度が上昇し、温度上
昇が負のインピーダンス特性を有する温度変化素
子Tのインピーダンスを一層低下せしめ、これが
なお一層電流を増大させ、いわゆる熱暴走により
危険な状態になる恐れがあつた。
In other words, although Fig. 4 shows a case where a disconnection occurs at terminal part a of heater H1 , a normal heater
H2 has a distribution of 100 to 0V when viewed from the ground point, while the disconnected heater H1 has a uniform voltage of 100V, so a potential difference occurs between adjacent heater patterns, and the current i according to this potential difference It will flow. Here, the point where the current value is the largest is the part of the heater pattern near the disconnected terminal part a,
Therefore, if the area is locally insulated by a cushion, etc., the temperature of that area will rise, and the temperature rise will further reduce the impedance of the temperature change element T, which has negative impedance characteristics, which will further increase the current. This could lead to a dangerous situation due to so-called thermal runaway.

また、上記の如き2系統のものに限られず、そ
れ以上の系統数のものにあつても同様の欠点があ
つた。
In addition, the system is not limited to the two systems as described above, but even systems with a larger number of systems have similar drawbacks.

(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、電力切替を行うべ
く2系統以上のヒータを有する発熱体を使用した
暖房装置において、ヒータが断線した場合に速や
かに通電を停止することのできる安全なヒータ断
線検出回路を提供することにある。
(Object of the Invention) The present invention has been proposed in view of the above points, and its purpose is to provide a heating system using a heating element having two or more heater systems in order to switch power. An object of the present invention is to provide a safe heater disconnection detection circuit that can quickly stop energization in the event of a disconnection.

(発明の開示) 以下、実施例を示す図面に沿つて本発明を詳述
する。
(Disclosure of the Invention) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings showing embodiments.

第1図は本発明のヒータ断線検出回路を適用し
た暖房装置の全体の構成を示したものである。
FIG. 1 shows the overall configuration of a heating device to which the heater disconnection detection circuit of the present invention is applied.

図において、H1,H2は第2図および第3図で
示した発熱体のヒータであり、この例ではヒータ
H1を両切りの切替スイツチSW1,SW2により回
路から分離可能とし、ヒータH1,H2による大電
力加熱とヒータH2のみによる小電力加熱とを切
り替えられるようにしている。すなわち、ヒータ
H2はリレー接点ry1,ry2およびメインスイツチ
SW、温度ヒユーズTFを介して商用電源
(AC100V)に直接接続され、ヒータH1は両切り
スイツチSW1,SW2および微小抵抗R1を介して
ヒータH2の両端に接続されている。ここで、微
小抵抗R1は単独部品として構成するには困難を
伴うが、プリント基板箔抵抗やヒータパターンの
一部を用いたり、あるいは微小抵抗値を有するジ
ヤンパ抵抗を使用することにより構成することが
できる。また、メインスイツチSWおよび温度ヒ
ユーズTFを介して温度制御回路1が商用電源と
接続されている。
In the figure, H 1 and H 2 are the heaters of the heating elements shown in Figures 2 and 3, and in this example, the heaters
H1 can be separated from the circuit by double-switching switches SW1 and SW2 , allowing switching between high-power heating by heaters H1 and H2 and low-power heating by heater H2 alone. In other words, the heater
H 2 is relay contact ry 1 , ry 2 and main switch
It is directly connected to a commercial power source (AC100V) via SW and temperature fuse TF, and heater H1 is connected to both ends of heater H2 via double-cut switches SW1 , SW2 and microresistance R1 . Here, it is difficult to construct the microresistance R1 as a single component, but it can be constructed using a printed circuit board foil resistor, a part of the heater pattern, or a jumper resistor with a microresistance value. Can be done. Further, the temperature control circuit 1 is connected to a commercial power source via a main switch SW and a temperature fuse TF.

次いで、微小抵抗R1の両端は抵抗R2,R3
夫々介してオペアンプA1の非反転入力端子、反
転入力端子に接続され、オペアンプA1の出力端
子は抵抗R4を介して自己の反転入力端子に接続
されると共に抵抗R5を介してトランジスタQ1
ベースに接続されている。また、トランジスタ
Q1のコレクタ・エミツタと並列にトランジスタ
Q2のコレクタ・エミツタが接続され、エミツタ
はヒータH2とリレー接点ry2の接続点(回路アー
ス部)に接続され、トランジスタQ2のベースは
抵抗R6を介して切替スイツチSW1の他の固定接
点に接続されている。
Next, both ends of the microresistance R 1 are connected to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier A 1 through the resistors R 2 and R 3 , respectively, and the output terminal of the operational amplifier A 1 is connected to its own through the resistor R 4 . It is connected to the inverting input terminal and to the base of transistor Q1 via resistor R5 . Also, transistor
Transistor in parallel with collector-emitter of Q1
The collector and emitter of Q 2 are connected, the emitter is connected to the connection point (circuit ground) of heater H 2 and relay contact ry 2 , and the base of transistor Q 2 is connected to changeover switch SW 1 and other terminals via resistor R 6 . connected to the fixed contacts of

一方、リレー接点ry1,ry2のヒータ側端子間に
は抵抗R7,R8,R9の直列回路と、前記の温度ヒ
ユーズTFと熱的にカツプリングされた発熱抵抗
R10、サイリスタSCRの直列回路とが接続され、
サイリスタSCRのゲートは抵抗8,R9の接続点に
接続されており、抵抗7,R8の接続点はダイオー
ドD2を介してトランジスタQ1,Q2のコレクタに
接続されている。また、トランジスタQ1,Q2
ベース・エミツタ間には逆方向電圧が加わらない
ようにダイオードD1,D3がベース側をカソード
にして接続されている。
On the other hand, between the heater side terminals of relay contacts ry 1 and ry 2 , there is a series circuit of resistors R 7 , R 8 , and R 9 , and a heating resistor that is thermally coupled to the temperature fuse TF.
R 10 is connected to the series circuit of thyristor SCR,
The gate of the thyristor SCR is connected to the connection point between the resistors 8 and R 9 , and the connection point between the resistors 7 and R 8 is connected to the collectors of the transistors Q 1 and Q 2 via the diode D 2 . Furthermore, diodes D 1 and D 3 are connected with their bases as cathodes so that no reverse voltage is applied between the bases and emitters of transistors Q 1 and Q 2 .

しかして、通常の温度制御にあつては、温度制
御回路1において発熱体の温度と設定温度とが比
較され、発熱体の温度が設定温度より低い場合は
温度制御回路1の動作によりリレー接点ry1,ry2
をオンしてヒータへの通電を行い、逆に設定温度
より高い時はリレー接点ry1,ry2をオフにして通
電を停止する。そして、これらの動作により発熱
体は所望の温度に保たれることになる。また、切
替スイツチSW1,SW2の操作により周囲温度等に
応じて発熱量を切り替えることが可能である。
In normal temperature control, the temperature of the heating element is compared with the set temperature in the temperature control circuit 1, and if the temperature of the heating element is lower than the set temperature, the temperature control circuit 1 operates to connect the relay contact ry. 1 ,ry 2
turns on to energize the heater, and conversely, when the temperature is higher than the set temperature, relay contacts ry 1 and ry 2 are turned off to stop energizing. Through these operations, the heating element is maintained at a desired temperature. Further, by operating the changeover switches SW 1 and SW 2 , it is possible to switch the amount of heat generated depending on the ambient temperature and the like.

次にヒータの断線が起こつた場合の動作につい
て説明する。この場合、動作状態は次の3通りに
分けて考えることができる。すなわち、 切替スイツチSW1,SW2がオン(大電力加熱
時)でヒータは正常 切替スイツチSW1,SW2がオン(大電力加熱
時)でヒータH1が断線 切替スイツチSW1,SW2がオフ(小電力加熱
時)でヒータは正常 である。なお、この例ではヒータH2の断線につ
いては検出することができないが、通常、電力切
替を行う場合には各ヒータの電力容量には大小関
係があり、主ヒータH2の方が大きく選ばれてい
るので、ヒータH2が断線してヒータH1のみが通
電している時、あるいはヒータH1が回路から切
り離されている時は発熱量からいつても異常加熱
の危険は少ないと考えられるからである。
Next, the operation when a heater disconnection occurs will be explained. In this case, the operating state can be divided into the following three types. In other words, the heater is normal when the changeover switches SW 1 and SW 2 are on (during high power heating). The heater H1 is disconnected when the changeover switches SW 1 and SW 2 are on (during high power heating). The changeover switches SW 1 and SW 2 are turned on. The heater is normal when it is off (during low power heating). Note that in this example, it is not possible to detect a disconnection in heater H2 , but normally when switching power, there is a size relationship between the power capacities of each heater, and main heater H2 is selected to have a larger power capacity. Therefore, when heater H 2 is disconnected and only heater H 1 is energized, or when heater H 1 is disconnected from the circuit, the risk of abnormal heating is considered to be low due to the amount of heat generated. It is from.

しかして、上記のの場合(正常な状態)にあ
つては、ヒータH1に通電が行われているので微
小抵抗R1の両端に電圧が生じており、この電圧
はオペアンプA1により増幅されてトランジスタ
Q1をオンし、抵抗R7,R8の接続点はアースレベ
ルに引き下げられ、よつてサイリスタSCRのゲ
ートにはゲート信号は与えられずオフを保つてい
る。
However, in the above case (normal state), heater H1 is energized, so a voltage is generated across microresistance R1 , and this voltage is amplified by operational amplifier A1 . transistor
Q 1 is turned on, and the connection point between resistors R 7 and R 8 is pulled down to the ground level, so that no gate signal is applied to the gate of thyristor SCR, keeping it off.

次にの場合(断線が起こつた状態)において
は、ヒータH1に流入していた電流が無くなるこ
とから微小抵抗の両端に発生していた電圧も無く
なり、よつてトランジスタQ1はオフとなり、抵
抗R7,R8の接続点はアースレベルから解放され、
サイリスタSCRはゲート信号を与えられてオン
し、発熱抵抗R10に通電し、これと熱的にカツプ
リングされた温度ヒユーズTFを溶断してヒータ
への通電を停止する。
In the next case (a state where a wire breakage occurs), the current flowing into heater H 1 disappears, so the voltage generated across the microresistance also disappears, so transistor Q 1 turns off, and the resistance The connection point of R 7 and R 8 is released from the earth level,
The thyristor SCR turns on in response to a gate signal, energizes the heating resistor R10 , blows out the temperature fuse TF that is thermally coupled to it, and stops energizing the heater.

次にの場合は本来正常な状態であるが、ヒー
タH1を人為的に切り離したことにより微小抵抗
R1には電圧が生じなくなるので、これを断線と
誤つて検出しないようにしている。すなわち、切
替スイツチSW1のヒータH1側の固定接点と相補
動作をする固定接点を抵抗R6を介してトランジ
スタQ2のベースに接続し、低電力加熱の際には
トランジスタQ2をオンにして、微小抵抗R1の検
出電圧に拘わらずサイリスタSCRをオフに保つ
ようにしている。
The following case is originally a normal state, but due to the heater H1 being artificially disconnected, there is a slight resistance.
Since no voltage is generated in R1 , this is prevented from being mistakenly detected as a disconnection. That is, a fixed contact that operates complementary to the fixed contact on the heater H 1 side of the changeover switch SW 1 is connected to the base of the transistor Q 2 via the resistor R 6 , and the transistor Q 2 is turned on during low-power heating. Thus, the thyristor SCR is kept off regardless of the detection voltage of the microresistance R1 .

(発明の効果) 以上のように、本発明にあつては、互いに並行
に配設される少なくとも2系統のヒータパターン
を有してなる発熱体において、両切りの切替スイ
ツチにより主ヒータに対し並列接続されるヒータ
と直列に微小抵抗を接続し、この微小抵抗の両端
に電圧が発生せず、かつ前記の切替スイツチが当
該ヒータを選択している際にオンするスイツチ素
子を設け、このスイツチ素子と直列接続された発
熱抵抗により温度ヒユーズを溶断せしめ安全モー
ドに移行するようにしているので、ヒータが断線
した場合に速やかに通電を停止することが可能で
あり、信頼度の高い安全な断線検出回路を提供で
きる利点がある。
(Effects of the Invention) As described above, in the present invention, in a heating element having at least two heater patterns arranged in parallel to each other, a double-switch switch connects the main heater in parallel. A microresistance is connected in series with the heater to be used, and a switch element is provided that turns on when no voltage is generated across the microresistance and the selector switch selects the heater. Since the temperature fuse is blown by series-connected heating resistors and the transition to safety mode is made, it is possible to immediately stop the power supply in the event of a heater burnout, creating a highly reliable and safe burnout detection circuit. It has the advantage of being able to provide

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す回路構成図、
第2図は本発明の適用される発熱体の構成を示す
断面図、第3図は同上の発熱体のヒータパターン
を示す平面図、第4図はヒータの断線の際に生ず
るパターン間電流の概念図である。 H1,H2……ヒータ、T……温度変化素子、S
……温度検出電極、1……温度制御回路、SW…
…メインスイツチ、SW1,SW2……両切りの切替
スイツチ、ry1,ry2……リレー接点、A1……オペ
アンプ、Q1,Q2……トランジスタ、SCR……サ
イリスタ、R1……微小抵抗、R2〜R9……抵抗、
R10……発熱抵抗、TF……温度ヒユーズ、D1
D3……ダイオード。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a heating element to which the present invention is applied, Fig. 3 is a plan view showing a heater pattern of the above heating element, and Fig. 4 shows the current between the patterns that occurs when the heater is disconnected. It is a conceptual diagram. H 1 , H 2 ... Heater, T ... Temperature change element, S
...Temperature detection electrode, 1 ...Temperature control circuit, SW...
...Main switch, SW 1 , SW 2 ...Double-way changeover switch, ry 1 , ry 2 ...Relay contact, A 1 ...Operation amplifier, Q 1 , Q 2 ...Transistor, SCR ...Thyristor, R 1 ... Micro resistance, R 2 ~ R 9 ... resistance,
R 10 ...Heating resistance, TF...Temperature fuse, D 1 ...
D3 ...Diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 互いに並行に配設される少なくとも2系統の
ヒータパターンを有してなる発熱体において、両
切りの切替スイツチにより主ヒータに対し並列接
続されるヒータと直列に微小抵抗を接続し、この
微小抵抗の両端に電圧が発生せず、かつ前記の切
替スイツチが当該ヒータを選択している際にオン
するスイツチ素子を設け、このスイツチ素子と直
列接続された発熱抵抗により温度ヒユーズを溶断
せしめ安全モードに移行することを特徴としたヒ
ータ断線検出回路。 2 微小抵抗はプリント基板パターン箔抵抗、ヒ
ータパターンの一部もしくはジヤンパ抵抗により
構成してなる特許請求の範囲第1項記載のヒータ
断線検出回路。
[Scope of Claims] 1. In a heating element having at least two heater patterns arranged in parallel to each other, a microresistance is connected in series with the heater connected in parallel to the main heater by a double-switch switch. However, a switch element is provided that turns on when no voltage is generated across this microresistance and the selector switch selects the heater in question, and a heat generating resistor connected in series with this switch element is used to generate a temperature fuse. A heater disconnection detection circuit characterized by transitioning to a safety mode when the fuse is closed. 2. The heater breakage detection circuit according to claim 1, wherein the minute resistance is constituted by a printed circuit board pattern foil resistance, a part of the heater pattern, or a jumper resistance.
JP17634084A 1984-08-24 1984-08-24 Heater disconnection detecting circuit Granted JPS6154176A (en)

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