JPH0624151Y2

JPH0624151Y2 - 温度制御装置

Info

Publication number: JPH0624151Y2
Application number: JP9549188U
Authority: JP
Inventors: 和雄望月
Original assignee: 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1988-07-19
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2003-07-19
Also published as: JPH0216923U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は温度制御装置に係り、詳しくは、簡単な構造
でコストダウンを可能とする温度制御装置に関する。

［従来の技術］温度制御装置は例えば、電気カーペットや足温器等の暖
房機器に用いられ、これらは感熱素子の温度情報で暖房
する設定温度を調整するようになっている。例えば、電
気カーペットにおいては、第７図に示すように、発熱線
１００と感熱線１０１とがコンセント１０２を介して商
用電源に接続され、発熱線１００にはリレー１０３で作
動する接点１０４により電源が供給される。感熱線１０
１の入力は温度調整器１０５で設定され、この入力に基
づき温度制御回路１０６でリレー１０３をオンオフ制御
して、所定の設定温度になるようにしている。

この温度制御回路１０６のダイオードＤ２０で交流を直
流に変換し、これをコンデンサＣ２０で平滑にしてコン
パレータＯＰ２０に反転入力端子に入力する。コンパレ
ータＯＰ２０の反転入力端子には可変抵抗Ｒ２０が接続
され、この反転入力端子の入力と比較して、トランジス
タＴｒ２０を制御し、これによりリレー１０３を駆動し
て発熱線１００の接点１０４を開閉するようになってい
る。

［考案が解決しようとする課題］ところで、この温度制御方式は発熱線と感熱線に２本の
配線を用いた回路構成になっており、２本の配線が必要
でコストがかかる。また、この発熱線及び感熱線の構造
は、それぞれ内側巻線と外側巻線が中間の絶縁体によっ
て分離され、発熱線は中間絶縁体にナイロンを用い、感
熱線は中間絶縁体に感熱層を用いる構造になっており、
発熱線や感熱線の構造が複雑で製作経費がかかってい
る。

この考案は、このような実状に鑑みてなされたもので、
配線数を減らすことで構造を簡単にし、コクトダウンを
はかると共に、この配線の温度制御を簡単な回路構成で
可能とする温度制御装置を提供することを目的としてい
る。

［課題を解決するための手段］前記問題点を解決するために、この考案は温度情報で発
熱巻線への電源の供給をオンオフ制御し、温度調節を行
なう温度制御装置において、発熱線を中間感熱層で分離
された内側導体に巻いた巻線と、外側導体に巻いた巻線
とで構成し、この一方の巻線に電源と接続するスイッチ
ング回路を備え、他方の巻線にこのスイッチング回路を
制御する温度制御回路を備え、この温度制御回路の制御
ゲインをスイッチング回路のオンオフ状態に応じて切換
えるようになしたことを特徴としている。

［作用］この考案の温度制御装置では、発熱線が発熱巻線と感熱
巻線を有する構造であるから、配線数は一本でよく、構
造が簡単である。

そして、電源に接続した発熱巻線に備えたスイッチング
回路のオンオフ状態に応じて、感熱巻線に備えた温度制
御回路の制御ゲインを切換える簡単な回路構成で、温度
の制御が可能になる。

［実施例］次に、この考案の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図はこの考案の温度制御装置の回路図である。

図中符号１は電気カーペット等の暖房機器に備えられる
発熱線で、中間感熱層２で内側導体の発熱巻線５と外側
導体の感熱巻線６とを分離している。内側導体の発熱巻
線５は絶縁性の芯３にスパイラル状に巻かれ、外側導体
の感熱巻線６は中間感熱層２に同じくスパイラル状に巻
かれている。そして、外側絶縁体４で絶縁されている。

第２図にこの発熱線１の回路を示しており、発熱巻線５
はコンセント７を介して商用電源へ接続され、温度制御
回路８で制御されるリレー９を駆動し、スイッチング回
路の接点１０をオンオフして温度制御が行なわれる。

感熱巻線６には発熱抵抗１１が接続され、例えば刃物で
傷を付けてしまった場合等の何らかの事故で、内外導体
が接触した際に、発熱抵抗１１に大電流が流れ、これに
より発熱抵抗が発熱して感熱ヒューズ１２を切断し、発
熱巻線５への電源の供給を遮断するようになっている。

温度制御回路８は感熱巻線６に接続されたダイオードＤ
１で整流し、この出力は抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ
１で平滑にされて、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子
に入力される。このオペアンプＯＰ１の反転入力端子は
抵抗Ｒ２を介してアースされ、出力はオペアンプＯＰ２
の反転入力端子に入力され、オペアンプＯＰ２の非反転
入力端子は抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧電圧がかかっている。
このオペアンプＯＰ２はコンパレータとして機能し、そ
の出力は抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴｒ１のベース
へ入力され、このトランジスタＴｒ１の導通で、リレー
９を作動して発熱巻線５に接続した接点１０をオンオフ
して温度制御を行なうようになっている。

オペアンプＯＰ２の出力には抵抗Ｒ６を介してトランジ
スタＴｒ２のベースに入力され、このトランジスタＴｒ
２のコレクタは抵抗Ｒ７を介してトランジスタＴｒ３の
ベースに入力され、このコレクタは抵抗Ｒ８，Ｒ９を介
してオペアンプＯＰ１の出力側に接続されている。この
抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ８との間と、オペアンプＯＰ１の反転
入力端子との間には、温度調整用の可変抵抗器１３が接
続されている。

従って、発熱線１は内側導体の発熱巻線５と外側導体の
感熱巻線６との間のインピーダンスの抵抗Ｒａによって
結合されており、リレー９のオン時と、オフ時では発熱
線１の温度が同じで、インピーダンスの抵抗Ｒａが同じ
でも、第２図の回路で示すダイオードＤ１の出力電圧が
異なる。

即ち、リレー９のオン時には、発熱巻線５の接点１０が
閉じ、第３図の等価回路に示すように、発熱線１の内側
導体の発熱巻線５と外側導体の感熱巻線６間のインピー
ダンスの抵抗Ｒａは、発熱抵抗１１の抵抗が小さく設定
されているから、ダイオードＤ１にはインピーダンスの
抵抗Ｒａによる分圧電圧がかかる。一方、リレー９のオ
フ時には、発熱巻線５の接点１０が開き、第４図の等価
回路に示すように、発熱線１の内側導体の発熱巻線５と
外側導体の感熱巻線６間のインピーダンスの抵抗Ｒａに
よる合成抵抗が直列状態でダイオードＤ１にかかり、第
３図に示す出力電圧より、第４図に示す出力電圧が大き
い。

このように発熱線１の内側導体の発熱巻線５と外側導体
の感熱巻線６間のインピーダンスによる抵抗Ｒａは、発
熱線１の温度によって変化し、しかも接点１０のオン時
と、オフ時とではＢ点の出力電圧が異なる。

この接点１０のオン時には、Ｂ点の電位が低いため、オ
ペアンプＯＰ１の出力が低く、オペアンプＯＰ２のＡ点
の出力が低いため、トランジスタＴｒ１は導通してリレ
ー９を作動させて接点１０を閉じている。

ところで、発熱線１の温度が上昇して内側導体の発熱巻
線５と外側導体の感熱巻線６との間のインピーダンスの
抵抗Ｒａが小さくなると、Ｂ点の電位が増加してオペア
ンプＯＰ１への入力が大きくなって出力が増加し、非反
転入力端子の入力が大きくなって設定値を越えると、オ
ペアンプＯＰ２の出力がローレベルになり、トランジス
タＴｒ１が非導通状態になってリレー９が作動しなくな
り、発熱巻線５の接点１０が開く。

このとき、オペアンプＯＰ２の出力がローレベルになる
から、トランジスタＴｒ２が導通してトランジスタＴｒ
３が導通し、オペアンプＯＰ２の反転入力端子の入力に
抵抗Ｒ９，Ｒ８の分圧がかかるようになり、オペアンプ
ＯＰ２の制御ゲインが小さくなる。

発熱巻線５の接点１０が開放された状態ではＢ点の電位
が、第３図の等価回路で示す状態から第４図の等価回路
で示すようになる。そして、温度変化で感熱巻線６の抵
抗が変化して、オペアンプＯＰ１の出力が前記と同様に
変化し、オペアンプＯＰ２の反転入力端子に入力される
が、このオペアンプＯＰ２の制御ゲインが第４図の等価
回路の出力に応じて変更して補償されているため、接点
１０のオン時とオフ時との電圧が同じになるように調整
されている。

即ち、同じ温度でも接点１０のオン時とオフ時とでＢ点
での出力電圧が異なるため、これを補償するようにオペ
アンプＯＰ２の反転入力端子の電圧が制御されているた
め、予め設定された温度まで温度が低下すると、オペア
ンプＯＰ２の出力がハイレベルになり、トランジスタＴ
ｒ１が導通してリレー９が作動し、接点１０が閉じる。

これと共に、トランジスタＴｒ２が非導通になり、トラ
ンジスタＴｒ３が非導通になって、オペアンプＯＰ２の
制御ゲインを第３図に示す等価回路に対応するように変
更され、前記した制御が行なわれる。

このように、同一温度でも発熱巻線５の接点１０のオン
時とオフ時とでＢ点の電圧が異なるが、これを補償する
ために、トランジスタＴｒ３を作動させることでオペア
ンプＯＰ２の制御ゲインを変更して、発熱巻線５が電源
に接続されている場合と接続されていな場合でも同様な
温度制御が可能となる。

また、電気カーペットに適用したが、足温器等に同様に
適用することもできる。

第５図は他の実施例を示し、この実施例ではトランジス
タＴｒ３のコレクタが、抵抗Ｒ８を介してオペアンプＯ
Ｐ１の非反転入力端子側に接続されている。従って、ト
ランジスタＴｒ３が導通状態と、非導通状態とで、オペ
アンプＯＰ１の非反転入力端子にかかる電圧が変化し
て、オペアンプＯＰ１の制御ゲインが変更される。

第６図はさらに他の実施例を示している。この実施例で
は、発熱巻線５にダイオードＤ２、抵抗Ｒ１０を介し
て、さらに並列に接続されたコンデンサＣ２、抵抗Ｒ１
１を介して、トランジスタＴｒ４のベースに接続されて
いる。

従って、リレー９の作動で接点１０が閉状態にあると、
接点１０でアースされるから、トランジスタＴｒ４は非
導通状態である。ところで、リレー９が作動して接点１
０が開状態になると、発熱巻線５からダイオードＤ２、
抵抗Ｒ１０を介してトランジスタＴｒ４のベースへ入力
され、トランジスタＴｒ４が導通するため、オペアンプ
ＯＰ２の制御ゲインが前記実施例と同様に変更される。

［考案の効果］以上説明したように、この考案の温度制御装置は、発熱
線を中間感熱層で分離された内側導体に巻いた巻線と、
外側導体に巻いた巻線とで構成し、この一方の巻線に電
源と接続するスイッチング回路を備え、他方の巻線にこ
のスイッチング回路を制御する温度制御回路を備え、こ
の温度制御回路の制御ゲインをスイッチング回路のオン
オフ状態に応じて切換えるようになしたから、発熱線の
構造が簡単になる。しかも、電源に接続した発熱巻線に
備えたスイッチング回路のオンオフ状態に応じて、感熱
巻線に備えた温度制御回路の制御ゲインを切換える簡単
な回路構成で、温度の制御が可能になる。

また、この考案の温度制御装置において、スイッチング
回路のオンオフで内側導体と外側導体間のインピーダン
スの変化で、温度制御回路の制御ゲインを切換えること
ができ、切替の回路構成が簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の温度制御装置の回路図、第２図は発
熱線の回路図、第３図は接点のオフ時の等価回路図、第
４図は接点のオン時の等価回路図、第５図は他の実施例
の温度制御装置の回路図、第６図はさらに他の実施例の
温度制御装置の回路図、第７図は従来の温度制御装置の
回路図である。図中符号１は発熱線、２は中間感熱層、３は芯、４は外
側絶縁体、５は発熱巻線、６は感熱巻線、８は温度制御
回路、９はリレー、１０は接点である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】温度情報で発熱巻線への電源の供給をオン
オフ制御し、温度調節を行なう温度制御装置において、
発熱線を中間感熱層で分離された内側導体に巻いた巻線
と、外側導体に巻いた巻線とで構成し、この一方の巻線
に電源と接続するスイッチング回路を備え、他方の巻線
にこのスイッチング回路を制御する温度制御回路を備
え、この温度制御回路の制御ゲインをスイッチング回路
のオンオフ状態に応じて切換えるようになしたことを特
徴とする温度制御装置。
【請求項２】前記スイッチング回路のオンオフによる内
側導体と外側導体間のインピーダンスの変化で、前記温
度制御回路の制御ゲインを切換えることを特徴とする請
求項１記載の温度制御装置。