JPH07295661A - 温度制御装置 - Google Patents
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- JPH07295661A JPH07295661A JP12169294A JP12169294A JPH07295661A JP H07295661 A JPH07295661 A JP H07295661A JP 12169294 A JP12169294 A JP 12169294A JP 12169294 A JP12169294 A JP 12169294A JP H07295661 A JPH07295661 A JP H07295661A
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- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 測温素子に印加される交流電圧と流れる交流
電流の位相差を検出して測温信号を得る際に電源に重畳
した高調波の影響を除去し、前記測温信号に対応してリ
レーを交流電源の周波数と非同期に開閉する装置の各構
成部品が短絡や断線等の故障をした場合にヒータへの通
電を断つ温度制御装置を得る。 【構成】 交流電源と測温素子間に高調波除去フィルタ
を設け、測温素子に印加される電圧とこれに流れる電流
の位相差を、交流電源の1サイクル毎にトランジスタの
コレクタ側で検出してその複数を平滑し測温信号とす
る。この測温信号を比較用電圧としてシュミット回路の
一方端子に入力し、該シュミット回路の他方端子には交
流電源の周波数と異なる周期の矩形波及び基準用電圧を
入力し、シュミット回路の出力が周期的に高電位と低電
位を繰り返す場合にのみ出力部が正常に動作して出力用
トランジスタをオン、オフ動作する。シュミット回路の
出力が高電位または低電位に固定されると出力部は出力
用トランジスタをオフする。
電流の位相差を検出して測温信号を得る際に電源に重畳
した高調波の影響を除去し、前記測温信号に対応してリ
レーを交流電源の周波数と非同期に開閉する装置の各構
成部品が短絡や断線等の故障をした場合にヒータへの通
電を断つ温度制御装置を得る。 【構成】 交流電源と測温素子間に高調波除去フィルタ
を設け、測温素子に印加される電圧とこれに流れる電流
の位相差を、交流電源の1サイクル毎にトランジスタの
コレクタ側で検出してその複数を平滑し測温信号とす
る。この測温信号を比較用電圧としてシュミット回路の
一方端子に入力し、該シュミット回路の他方端子には交
流電源の周波数と異なる周期の矩形波及び基準用電圧を
入力し、シュミット回路の出力が周期的に高電位と低電
位を繰り返す場合にのみ出力部が正常に動作して出力用
トランジスタをオン、オフ動作する。シュミット回路の
出力が高電位または低電位に固定されると出力部は出力
用トランジスタをオフする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温度に対応してインピ
ーダンスの位相角が変わる測温素子を利用してヒータの
温度を制御する装置に関する。
ーダンスの位相角が変わる測温素子を利用してヒータの
温度を制御する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】測温素子に印加される交流電圧とこれに
流れる交流電流の位相差を1個のトランジスタのコレク
タ出力で検出してヒータへの通電を制御する温度制御装
置の例としては、特開昭51−25692号公報や特開
平6−59750号公報に開示の技術が知られている。
流れる交流電流の位相差を1個のトランジスタのコレク
タ出力で検出してヒータへの通電を制御する温度制御装
置の例としては、特開昭51−25692号公報や特開
平6−59750号公報に開示の技術が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は、上
記電圧と電流の位相差を検出し、この検出信号に対応し
て通電制御素子をオン・オフ動作させるものである。と
ころで、入力電源として一般商用電源を用いる場合、こ
の電源に他の電気機器で発生した高調波が重畳すると、
上記交流電圧及び交流電流の各ゼロクロス点がふらつい
て本来の位置から変位し、このため従来技術では制御温
度が安定しない問題点がある。
記電圧と電流の位相差を検出し、この検出信号に対応し
て通電制御素子をオン・オフ動作させるものである。と
ころで、入力電源として一般商用電源を用いる場合、こ
の電源に他の電気機器で発生した高調波が重畳すると、
上記交流電圧及び交流電流の各ゼロクロス点がふらつい
て本来の位置から変位し、このため従来技術では制御温
度が安定しない問題点がある。
【0004】また従来技術では、装置を構成する各部品
が故障した場合に温度制御が正常に機能せず、ヒータ温
度が異状上昇して焼損事故をひき起こす問題点もある。
が故障した場合に温度制御が正常に機能せず、ヒータ温
度が異状上昇して焼損事故をひき起こす問題点もある。
【0005】本発明は、上記従来の問題点を解消するも
ので、測温素子に印加される電圧とこれに流れる電流の
位相差をトランジスタで検出して測温信号とし、この測
温信号に対応してヒータ温度を制御する装置の各構成部
品が断線や短絡した場合にヒータへの通電を断つ温度制
御装置の提供を目的とする。
ので、測温素子に印加される電圧とこれに流れる電流の
位相差をトランジスタで検出して測温信号とし、この測
温信号に対応してヒータ温度を制御する装置の各構成部
品が断線や短絡した場合にヒータへの通電を断つ温度制
御装置の提供を目的とする。
【0006】本発明の他の目的は、入力電源に重畳した
高調波の影響を除去し、測温素子の寸法精度に影響され
ず安定して温度制御できる装置を提供することにある。
高調波の影響を除去し、測温素子の寸法精度に影響され
ず安定して温度制御できる装置を提供することにある。
【0007】本発明の更に他の目的は、通電制御素子に
リレーを用いた場合、リレー接点の開閉時期が交流電源
の周波数と同期しない温度制御装置を提供することにあ
る。
リレーを用いた場合、リレー接点の開閉時期が交流電源
の周波数と同期しない温度制御装置を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、交流電源と測温素子との間に高調波除去
フィルタを設け、測温素子に印加される交流電圧と流れ
る交流電流のゼロクロス点間で検出した電圧を平滑して
比較器の一方入力とし、また比較器の他方入力は前記交
流電源の周波数と異なる周期で発振する発振器の出力及
び基準用電圧とし、さらに該他方入力には前記発振器の
1サイクル毎に負パルスを発生させて印加し、前記比較
器の出力側には該比較器からの出力が矩形波として現わ
れる場合にのみ通電制御素子をオン動作させる出力部を
設けている。また、上記通電制御素子はリレーとしてそ
の開閉の時期を上記発振器の周波数に同期させる。
に、本発明は、交流電源と測温素子との間に高調波除去
フィルタを設け、測温素子に印加される交流電圧と流れ
る交流電流のゼロクロス点間で検出した電圧を平滑して
比較器の一方入力とし、また比較器の他方入力は前記交
流電源の周波数と異なる周期で発振する発振器の出力及
び基準用電圧とし、さらに該他方入力には前記発振器の
1サイクル毎に負パルスを発生させて印加し、前記比較
器の出力側には該比較器からの出力が矩形波として現わ
れる場合にのみ通電制御素子をオン動作させる出力部を
設けている。また、上記通電制御素子はリレーとしてそ
の開閉の時期を上記発振器の周波数に同期させる。
【0009】
【作用】交流電源に重畳した高調波は高調波除去フィル
タで除去され、測温素子に印加される電圧及びこれに流
れる電流が共に正から負に変化するときの各ゼロクロス
点の区間幅で1サイクル毎にトランジスタのコレクタ出
力がある。該コレクタ出力の複数は平滑されて電圧値が
得られ、比較用電圧として比較器の一方に入力される。
発振器の出力及び負パルスは基準用電圧と共に前記比較
器の他方に入力され、該比較器の出力が矩形波のときに
のみ出力部は交流電源に非同期でリレーをオンさせる。
装置を構成する部品または回路が故障して前記比較器の
出力が高電位あるいは低電位に固定されると出力部はリ
レーをオフする。
タで除去され、測温素子に印加される電圧及びこれに流
れる電流が共に正から負に変化するときの各ゼロクロス
点の区間幅で1サイクル毎にトランジスタのコレクタ出
力がある。該コレクタ出力の複数は平滑されて電圧値が
得られ、比較用電圧として比較器の一方に入力される。
発振器の出力及び負パルスは基準用電圧と共に前記比較
器の他方に入力され、該比較器の出力が矩形波のときに
のみ出力部は交流電源に非同期でリレーをオンさせる。
装置を構成する部品または回路が故障して前記比較器の
出力が高電位あるいは低電位に固定されると出力部はリ
レーをオフする。
【0010】
【実施例】図1は、本発明装置の回路図を示し、交流電
源1に温度ヒューズ2、リレー接点3、ヒータ4が直列
接続されてヒータ電源路を構成している。測温素子5は
一対の導体5a、5b間に温度に対応してインピーダン
スの位相角が変化する感熱層5cを充填したもので、ヒ
ータ4に近接して設けられる。また電源1には抵抗6と
コンデンサ7が直列接続され、両者6、7の接続部には
前記導体5aの一方が接続され、導体5aの他端には抵
抗8とツェナーダイオード9が直列接続されている。
源1に温度ヒューズ2、リレー接点3、ヒータ4が直列
接続されてヒータ電源路を構成している。測温素子5は
一対の導体5a、5b間に温度に対応してインピーダン
スの位相角が変化する感熱層5cを充填したもので、ヒ
ータ4に近接して設けられる。また電源1には抵抗6と
コンデンサ7が直列接続され、両者6、7の接続部には
前記導体5aの一方が接続され、導体5aの他端には抵
抗8とツェナーダイオード9が直列接続されている。
【0011】前記ツェナーダイオード9のカソード側に
は抵抗10を介して位相差検出用トランジスタ11のコ
レクタが接続され、該ベースは他方の導体5bに接続さ
れている。またトランジスタ11のベース〜エミッタ間
にはこれと逆極性のダイオード12と抵抗13が並列接
絖されている。トランジスタ11のコレクタと電源他端
1b間にはダイオード14とコンデンサ15が直列接続
され、コンデンサ15の両端部にはダイオード39と直
列の抵抗16、16′が並列接続されている。ダイオー
ド39のカソード側と電源他端1b間には抵抗17と抵
抗18とが直列接続され、両抵抗17、18の接続部に
はトランジスタ19のベースが接続されている。前記感
熱層5cは柔軟な高分子化合物で構成され、測温素子5
は線状、面状、網目状など任意形状に形成される。尚、
ヒータ4、測温素子5の外側絶縁体は図示省略してい
る。
は抵抗10を介して位相差検出用トランジスタ11のコ
レクタが接続され、該ベースは他方の導体5bに接続さ
れている。またトランジスタ11のベース〜エミッタ間
にはこれと逆極性のダイオード12と抵抗13が並列接
絖されている。トランジスタ11のコレクタと電源他端
1b間にはダイオード14とコンデンサ15が直列接続
され、コンデンサ15の両端部にはダイオード39と直
列の抵抗16、16′が並列接続されている。ダイオー
ド39のカソード側と電源他端1b間には抵抗17と抵
抗18とが直列接続され、両抵抗17、18の接続部に
はトランジスタ19のベースが接続されている。前記感
熱層5cは柔軟な高分子化合物で構成され、測温素子5
は線状、面状、網目状など任意形状に形成される。尚、
ヒータ4、測温素子5の外側絶縁体は図示省略してい
る。
【0012】上記ツェナーダイオード9のカソード側に
はダイオード20とコンデンサ21が直列接続され、該
ダイオード20のカソード側には抵抗22、抵抗23、
抵抗24、抵抗25が直列接続され、前記抵抗23には
可変抵抗26が並列接続されている。また、両抵抗2
4、25の接続部にはトランジスタ27のベースが接続
されている。可変抵抗26の可動子は、抵抗28を介し
て比較器31の−端子とコンデンサ37を介して電源他
端1bに接続されている。
はダイオード20とコンデンサ21が直列接続され、該
ダイオード20のカソード側には抵抗22、抵抗23、
抵抗24、抵抗25が直列接続され、前記抵抗23には
可変抵抗26が並列接続されている。また、両抵抗2
4、25の接続部にはトランジスタ27のベースが接続
されている。可変抵抗26の可動子は、抵抗28を介し
て比較器31の−端子とコンデンサ37を介して電源他
端1bに接続されている。
【0013】前記ダイオード39のアノード側には抵抗
29とコンデンサ56が直列接続され、両者29、56
の接続部Qは抵抗30を介して前記比較器31の+端子
に接続されている。また、比較器31の+端子と出力側
R間には抵抗40が設けられてシュミット回路を構成
し、比較器31の出力側Rにはダイオード32、コンデ
ンサ33、ダイオード34、抵抗35が直列接続され、
直流電源Eと前記ダイオード32の両側には抵抗46、
47が夫々接続されている。
29とコンデンサ56が直列接続され、両者29、56
の接続部Qは抵抗30を介して前記比較器31の+端子
に接続されている。また、比較器31の+端子と出力側
R間には抵抗40が設けられてシュミット回路を構成
し、比較器31の出力側Rにはダイオード32、コンデ
ンサ33、ダイオード34、抵抗35が直列接続され、
直流電源Eと前記ダイオード32の両側には抵抗46、
47が夫々接続されている。
【0014】上記ダイオード34のカソード側にはダイ
オード60とコンデンサ61が直列接続され、該ダイオ
ード60のカソード側電圧は抵抗62、63で分圧され
トランジスタ64のベースに入力され、該トランジスタ
64のコレクタはリレー65のコイル−端に接続されて
いる。
オード60とコンデンサ61が直列接続され、該ダイオ
ード60のカソード側電圧は抵抗62、63で分圧され
トランジスタ64のベースに入力され、該トランジスタ
64のコレクタはリレー65のコイル−端に接続されて
いる。
【0015】他方、発振用比較器41の−端子、+端子
には抵抗48、49、50、51、52で分圧されて直
流電源Eが夫々印加され、該比較器41の出力側Uと電
源E間には抵抗53が接続されている。また上記トラン
ジスタ27のコレクタは抵抗38を介して電源Eと、ダ
イオード36を介して上記トランジスタ19のコレクタ
に接続されている。さらに比較器41の−端子と電源他
端1b間にはコンデンサ42が接続され、前記ダイオー
ド36のカソード側は前記−端子に接続されている。そ
して上記比較器41の−端子と出力側Uには抵抗43と
ダイオード44が直列接続され、該出力側Uと上記比較
器31の−端子間にはダイオード39とコンデンサ45
が並列接続されている。
には抵抗48、49、50、51、52で分圧されて直
流電源Eが夫々印加され、該比較器41の出力側Uと電
源E間には抵抗53が接続されている。また上記トラン
ジスタ27のコレクタは抵抗38を介して電源Eと、ダ
イオード36を介して上記トランジスタ19のコレクタ
に接続されている。さらに比較器41の−端子と電源他
端1b間にはコンデンサ42が接続され、前記ダイオー
ド36のカソード側は前記−端子に接続されている。そ
して上記比較器41の−端子と出力側Uには抵抗43と
ダイオード44が直列接続され、該出力側Uと上記比較
器31の−端子間にはダイオード39とコンデンサ45
が並列接続されている。
【0016】電源−端1aと電源他端1b間にはダイオ
ード66、発熱用抵抗67、ヒータ4用の短絡検知線6
8及びコンデンサ69が直列接続され、該コンデンサ6
9の+側は抵抗70、リレー65のコイル他端に夫々接
続されている。抵抗70の他端にはコンデンサ54とツ
ェナーダイオード55が並列接続されて低電圧の直流電
源Eを構成する。該直流電源Eは上述のように抵抗4
6、47、48、53等によって比較器31、同41に
供給される。
ード66、発熱用抵抗67、ヒータ4用の短絡検知線6
8及びコンデンサ69が直列接続され、該コンデンサ6
9の+側は抵抗70、リレー65のコイル他端に夫々接
続されている。抵抗70の他端にはコンデンサ54とツ
ェナーダイオード55が並列接続されて低電圧の直流電
源Eを構成する。該直流電源Eは上述のように抵抗4
6、47、48、53等によって比較器31、同41に
供給される。
【0017】図2(a)は抵抗6、同8とコンデンサ7
で交流電源1に含まれる高調波成分が除去された測温素
子5に印加される電圧vとこれに流れる電流iの波形図
で、トランジスタ11のコレクタ(図1のP点)には交
流電源1の1サイクル毎に電圧vと電流iが共に正から
負に変わるゼロクロス点間で電圧出力があり、該出力の
複数、好ましくは十数サイクル以上がコンデンサ15、
同56及び抵抗16〜18、29等で平滑され、図2
(b)に示すようにQ点電圧は測温素子5の位相角をφ
(ラジアン)とすれば、φと2πの比に対応した充電電
圧(測温信号)となる。尚、ダイオード39は可変抵抗
26の可動子が最低電圧側でトランジスタ27のベース
〜エミッタ間電圧以下にはならないため、Q点電圧を嵩
上げするためのもので、Q点電圧は比較用として比較器
31の+端子に入力される。
で交流電源1に含まれる高調波成分が除去された測温素
子5に印加される電圧vとこれに流れる電流iの波形図
で、トランジスタ11のコレクタ(図1のP点)には交
流電源1の1サイクル毎に電圧vと電流iが共に正から
負に変わるゼロクロス点間で電圧出力があり、該出力の
複数、好ましくは十数サイクル以上がコンデンサ15、
同56及び抵抗16〜18、29等で平滑され、図2
(b)に示すようにQ点電圧は測温素子5の位相角をφ
(ラジアン)とすれば、φと2πの比に対応した充電電
圧(測温信号)となる。尚、ダイオード39は可変抵抗
26の可動子が最低電圧側でトランジスタ27のベース
〜エミッタ間電圧以下にはならないため、Q点電圧を嵩
上げするためのもので、Q点電圧は比較用として比較器
31の+端子に入力される。
【0018】トランジスタ19は装置が正常時オフで、
導体5bとトランジスタ11のベース間電路が断線した
場合にオンするよう抵抗17、18の値を設定してい
る。即ち前記電路の断線時には検出する位相差が最大の
π(ラジアン)となるのでトランジスタ19のベース電
位が上昇しこれがオンする。トランジスタ19がオンす
ると、比較器41の−端子が電源他端1bに落ちてその
出力Uは高電位(以下「H」と略称)に固定される。
導体5bとトランジスタ11のベース間電路が断線した
場合にオンするよう抵抗17、18の値を設定してい
る。即ち前記電路の断線時には検出する位相差が最大の
π(ラジアン)となるのでトランジスタ19のベース電
位が上昇しこれがオンする。トランジスタ19がオンす
ると、比較器41の−端子が電源他端1bに落ちてその
出力Uは高電位(以下「H」と略称)に固定される。
【0019】ツェナーダイオード9のツェナー電圧はダ
イオード20とコンデンサ21で半波整流し、これを抵
抗22、23、24、25、トランジスタ27のベース
〜エミッタ間電圧及び可変抵抗26で分圧調節してS点
電圧を得、上記比較器31の基準用電圧として利用す
る。ツェナーダイオード9は上記位相差検出用と共用な
ので、その特性にばらつきがあっても比較器31の動作
には影響しない。尚、コンデンサ37は後述する負パル
スの影響を軽減するためのものである。
イオード20とコンデンサ21で半波整流し、これを抵
抗22、23、24、25、トランジスタ27のベース
〜エミッタ間電圧及び可変抵抗26で分圧調節してS点
電圧を得、上記比較器31の基準用電圧として利用す
る。ツェナーダイオード9は上記位相差検出用と共用な
ので、その特性にばらつきがあっても比較器31の動作
には影響しない。尚、コンデンサ37は後述する負パル
スの影響を軽減するためのものである。
【0020】トランジスタ27は常時オンしており、例
えば導体5a、ダイオード20、抵抗22等ベース側の
部品が故障して電流が流れなくなるとオフし、直流電源
Eがダイオード36から比較器41の−端子に印加され
るのでその出力Uは低電位(以下「L」と略称)に固定
される。
えば導体5a、ダイオード20、抵抗22等ベース側の
部品が故障して電流が流れなくなるとオフし、直流電源
Eがダイオード36から比較器41の−端子に印加され
るのでその出力Uは低電位(以下「L」と略称)に固定
される。
【0021】発振部は比較器41によってコンデンサ4
2を所定の電圧範囲で充放電させ、電源周波数50Hz
及び60Hzの両方に同期しない周期、例えば0.02
3秒の周期で発振させている。この発振はコンデンサ4
2の電圧を所定幅の値よりも下げるか上げると停止す
る。比較器41の基本波出力Uと該出力Uを利用してコ
ンデンサ45で作られる負パルス(図2(c)参照)は
上記基準用電圧と共に比較器31の−端子の入力信号e
(図2(d)参照)となる。
2を所定の電圧範囲で充放電させ、電源周波数50Hz
及び60Hzの両方に同期しない周期、例えば0.02
3秒の周期で発振させている。この発振はコンデンサ4
2の電圧を所定幅の値よりも下げるか上げると停止す
る。比較器41の基本波出力Uと該出力Uを利用してコ
ンデンサ45で作られる負パルス(図2(c)参照)は
上記基準用電圧と共に比較器31の−端子の入力信号e
(図2(d)参照)となる。
【0022】比較器41の出力Uは、ダイオード39を
介設することで出力Uが「L」のときそのカソード側は
ハイインピーダンスになり、比較器31の−端子には基
準用電圧だけが印加される。比較器41の出力Uが
「H」のときには比較器31の−端子は電源Eの電圧近
くまで「H」になってその出力Rは「L」になる。これ
は比較器41の基本波出力Uの1サイクル毎に現われ
る。但し上述のようにトランジスタ27が異常を検知し
てオフになれば、直流電源Eが比較器41の−端子に印
加されるので出力Uは「L」に固定され、他方、トラン
ジスタ19がオンすると比較器41の−端子が電源他端
1bに落とされるので出力Uは「H」に固定される。ま
た、比較器41自身が故障するとその出力Uは「H」か
「L」に固定される。
介設することで出力Uが「L」のときそのカソード側は
ハイインピーダンスになり、比較器31の−端子には基
準用電圧だけが印加される。比較器41の出力Uが
「H」のときには比較器31の−端子は電源Eの電圧近
くまで「H」になってその出力Rは「L」になる。これ
は比較器41の基本波出力Uの1サイクル毎に現われ
る。但し上述のようにトランジスタ27が異常を検知し
てオフになれば、直流電源Eが比較器41の−端子に印
加されるので出力Uは「L」に固定され、他方、トラン
ジスタ19がオンすると比較器41の−端子が電源他端
1bに落とされるので出力Uは「H」に固定される。ま
た、比較器41自身が故障するとその出力Uは「H」か
「L」に固定される。
【0023】比較器31の−端子に印加される基準用電
圧が、+端子に印加される比較用電圧より高いときその
出力Rは、−端子に負パルスが印加されている間のみ
「H」のパルス状(図2(e)参照)となる。このパル
スが終わった時点で比較用電圧が基準用電圧を越えてい
ると比較器31の出力Uは、該パルスに続いて「H」を
持続し、次のサイクルで比較器41の出力Uが「H」に
なるまでの矩形波(図2(f)参照)となる。この間
に、基準用電圧と比較用電圧の双方にリップル分があっ
ても、抵抗30、同40の比を調節して比較器31のヒ
ステリシスをリップル分より大きくしておけば出力Rは
「L」にならない。尚このヒステリシスを充分大きくす
れば抵抗29、コンデンサ56を無くすことができる。
圧が、+端子に印加される比較用電圧より高いときその
出力Rは、−端子に負パルスが印加されている間のみ
「H」のパルス状(図2(e)参照)となる。このパル
スが終わった時点で比較用電圧が基準用電圧を越えてい
ると比較器31の出力Uは、該パルスに続いて「H」を
持続し、次のサイクルで比較器41の出力Uが「H」に
なるまでの矩形波(図2(f)参照)となる。この間
に、基準用電圧と比較用電圧の双方にリップル分があっ
ても、抵抗30、同40の比を調節して比較器31のヒ
ステリシスをリップル分より大きくしておけば出力Rは
「L」にならない。尚このヒステリシスを充分大きくす
れば抵抗29、コンデンサ56を無くすことができる。
【0024】即ち、比較器41からの発振周波数の半サ
イクルの区間(図2(c)参照)において、比較器31
で基準用電圧と比較用電圧が比較され、基準用電圧>比
較用電圧のとき出力Rはパルスとなり、基準用電圧<比
較用電圧のとき出力Rは矩形波となる。従って、比較器
31の出力Rがパルスのときトランジスタ64がオフし
てリレー接点3を開き、他方出力Rが矩形波のときトラ
ンジスタ64がオンしてリレー接点3を閉じるように出
力部を構成すれば安定した制御ができる。
イクルの区間(図2(c)参照)において、比較器31
で基準用電圧と比較用電圧が比較され、基準用電圧>比
較用電圧のとき出力Rはパルスとなり、基準用電圧<比
較用電圧のとき出力Rは矩形波となる。従って、比較器
31の出力Rがパルスのときトランジスタ64がオフし
てリレー接点3を開き、他方出力Rが矩形波のときトラ
ンジスタ64がオンしてリレー接点3を閉じるように出
力部を構成すれば安定した制御ができる。
【0025】比較器31の出力Rが「H」と「L」を周
期的に繰り返すと、出力部T点の充電電圧は該「H」出
力に対応したものとなる。即ち、出力Rが「H」のとき
は電圧E〜抵抗47〜コンデンサ33〜ダイオード60
の経路でコンデンサ61が充電され、出力Rが「L」の
ときはコンデンサ33の電荷はダイオード32〜比較器
31〜抵抗35〜ダイオード34を経て放電され、次の
充電に備える。コンデンサ33、同61の値を適当に設
定することで、比較器31からの出力Rがパルスのとき
T点電圧は低くトランジスタ64はオフで、出力Rが矩
形波のときT点電圧は高くなってトランジスタ64はオ
ンする。
期的に繰り返すと、出力部T点の充電電圧は該「H」出
力に対応したものとなる。即ち、出力Rが「H」のとき
は電圧E〜抵抗47〜コンデンサ33〜ダイオード60
の経路でコンデンサ61が充電され、出力Rが「L」の
ときはコンデンサ33の電荷はダイオード32〜比較器
31〜抵抗35〜ダイオード34を経て放電され、次の
充電に備える。コンデンサ33、同61の値を適当に設
定することで、比較器31からの出力Rがパルスのとき
T点電圧は低くトランジスタ64はオフで、出力Rが矩
形波のときT点電圧は高くなってトランジスタ64はオ
ンする。
【0026】比較器31の出力Rが「H」に固定された
場合は、コンデンサ33の充電が完了するとコンデンサ
61に至る電流路が遮断されるので、T点の電位は低い
状態となってトランジスタ64はオフする。他方、比較
器31の出力Rが「L」に固定されると直流電源Eはダ
イオード32〜比較器31を通して電源他端1bに落と
されるので、T点電圧は上昇せずトランジスタ64はオ
フのままである。比較器31或いは比較器41のどちら
が故障しても比較器31の出力Rは「H」又は「L」に
固定され、トランジスタ64はオフとなる。
場合は、コンデンサ33の充電が完了するとコンデンサ
61に至る電流路が遮断されるので、T点の電位は低い
状態となってトランジスタ64はオフする。他方、比較
器31の出力Rが「L」に固定されると直流電源Eはダ
イオード32〜比較器31を通して電源他端1bに落と
されるので、T点電圧は上昇せずトランジスタ64はオ
フのままである。比較器31或いは比較器41のどちら
が故障しても比較器31の出力Rは「H」又は「L」に
固定され、トランジスタ64はオフとなる。
【0027】何等かの原因でヒータ4の温度が異状上昇
して合成樹脂71が溶解し、短絡検知線68がヒータ4
に接蝕すると、電源一端1a〜ダイオード66〜発熱用
抵抗67〜短絡検知線68〜ヒータ4〜電源他端1bの
電路ができて発熱用抵抗67に大電流が流れて発熱し、
該抵抗67に接触させてある温度ヒューズ2が溶断して
ヒータ4への電源路が遮断される。
して合成樹脂71が溶解し、短絡検知線68がヒータ4
に接蝕すると、電源一端1a〜ダイオード66〜発熱用
抵抗67〜短絡検知線68〜ヒータ4〜電源他端1bの
電路ができて発熱用抵抗67に大電流が流れて発熱し、
該抵抗67に接触させてある温度ヒューズ2が溶断して
ヒータ4への電源路が遮断される。
【0028】尚、コンデンサ15の両端に接続した2個
の抵抗16、16′の接続部Jをヒータ4の発熱面を切
替えるスイッチ(図示省略)に連動して電源他端1bに
落としQ点の充電電圧を変えるようにすれば、測温素子
5への測温回路(位相差検出部)は1回路で複数のヒー
タ発熱面に対応できる。この場合、抵抗値の変更を他
部、例えば抵抗24部に設けたものと比較すると、発熱
面切替えによる設定温度の相違が少なく調整しやすい。
また、ダイオード39、コンデンサ45は夫々2個を直
列接続したものとすればその一方が短絡故障しても装置
は正常動作する。
の抵抗16、16′の接続部Jをヒータ4の発熱面を切
替えるスイッチ(図示省略)に連動して電源他端1bに
落としQ点の充電電圧を変えるようにすれば、測温素子
5への測温回路(位相差検出部)は1回路で複数のヒー
タ発熱面に対応できる。この場合、抵抗値の変更を他
部、例えば抵抗24部に設けたものと比較すると、発熱
面切替えによる設定温度の相違が少なく調整しやすい。
また、ダイオード39、コンデンサ45は夫々2個を直
列接続したものとすればその一方が短絡故障しても装置
は正常動作する。
【0029】図3は位相差検出部の他の実施例を示し、
ツェナーダイオード9と電源他端1b間に他のツェナー
ダイオード9′を逆極性を設け、抵抗10とダイオード
14の接続部とトランジスタ11のコレクタ間に他のダ
イオード74を設けたもので、図4は位相差検出部の更
に他の実施例を示し、他のツェナーダイオード9′は図
3と同様に設け、ダイオード14とトランジスタ11の
コレクタの接続部と抵抗10間に他のダイオード75を
設けたものである。極性を逆にして接続した一対のツェ
ナーダイオード9、9′は測温素子5に印加される交流
電圧をバランスのとれたものとし、測温素子5に生じる
直流成分をより少なくする。なお、ダイオード74又は
同75はトランジスタ11の保護用である。
ツェナーダイオード9と電源他端1b間に他のツェナー
ダイオード9′を逆極性を設け、抵抗10とダイオード
14の接続部とトランジスタ11のコレクタ間に他のダ
イオード74を設けたもので、図4は位相差検出部の更
に他の実施例を示し、他のツェナーダイオード9′は図
3と同様に設け、ダイオード14とトランジスタ11の
コレクタの接続部と抵抗10間に他のダイオード75を
設けたものである。極性を逆にして接続した一対のツェ
ナーダイオード9、9′は測温素子5に印加される交流
電圧をバランスのとれたものとし、測温素子5に生じる
直流成分をより少なくする。なお、ダイオード74又は
同75はトランジスタ11の保護用である。
【0030】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、測温素
子に印加される電圧と流れる電流の位相差を電源の1サ
イクル毎に検出して平滑した電圧を測温信号とし、該測
温信号の電圧と基準用電圧とを比較した制御用の出力信
号が高電位と低電位を繰り返さないと通電制御素子の開
閉が行なわれないようにしたので、装置の各部品が断線
や短絡等の故障をするとこれを回路自身が検知して次段
出力部が通電制御素子をオフし、個々の部品に対する断
線や短絡時の保護対策を施す必要が無くなり、簡単な回
路構成で部品故障時の異常動作を防止できる装置を提供
できる。
子に印加される電圧と流れる電流の位相差を電源の1サ
イクル毎に検出して平滑した電圧を測温信号とし、該測
温信号の電圧と基準用電圧とを比較した制御用の出力信
号が高電位と低電位を繰り返さないと通電制御素子の開
閉が行なわれないようにしたので、装置の各部品が断線
や短絡等の故障をするとこれを回路自身が検知して次段
出力部が通電制御素子をオフし、個々の部品に対する断
線や短絡時の保護対策を施す必要が無くなり、簡単な回
路構成で部品故障時の異常動作を防止できる装置を提供
できる。
【0031】また、交流電源に重畳した高調波は高調波
除去フィルタによって除去され、測温素子への印加電圧
と流れる電流の1サイクル毎の位相差信号は複数を平滑
しているので、測温信号は高調波の有無に関係なく安定
したものとなる。その上、高調波除去フィルタを構成す
る抵抗は、測温素子の両側導体が短絡時位相差検出用ト
ランジスタに流れる電流を制限してその損壊を防ぎ再使
用を可能とする。
除去フィルタによって除去され、測温素子への印加電圧
と流れる電流の1サイクル毎の位相差信号は複数を平滑
しているので、測温信号は高調波の有無に関係なく安定
したものとなる。その上、高調波除去フィルタを構成す
る抵抗は、測温素子の両側導体が短絡時位相差検出用ト
ランジスタに流れる電流を制限してその損壊を防ぎ再使
用を可能とする。
【0032】さらに、通電制御素子にリレーを用いた場
合に、該リレーの開閉の時期を交流電源の周波数と非同
期としたので、リレー接点の損傷を防ぐことができて長
期の使用を可能にすると共に、リレー動作を電源周波数
と非同期とする回路が故障した場合にもリレー動作用の
トランジスタはオフされる構成なので、この点でも装置
の安全性は確保される。
合に、該リレーの開閉の時期を交流電源の周波数と非同
期としたので、リレー接点の損傷を防ぐことができて長
期の使用を可能にすると共に、リレー動作を電源周波数
と非同期とする回路が故障した場合にもリレー動作用の
トランジスタはオフされる構成なので、この点でも装置
の安全性は確保される。
【図1】本発明に係る温度制御装置の回路図である。
【図2】本発明装置の動作を説明するための各部の波形
図である。
図である。
【図3】本発明装置に係る位相差検出部の他の実施例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図4】本発明装置に係る位相差検出部の更に他の実施
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
1 交流電源 3 リレー接点 4 ヒータ 5 測温素子 6、8、10、16、17、18、22、23、24、
25、28 抵抗 30、35、38、40、43、46、47、48、5
3 抵抗 7、15、21、33、37、42、45、61 コン
デンサ 9、55 ツェナーダイオード 12、14、20、29、32、34、36、39、6
0 ダイオード 11、19、27、64 トランジスタ 31、41 比較器
25、28 抵抗 30、35、38、40、43、46、47、48、5
3 抵抗 7、15、21、33、37、42、45、61 コン
デンサ 9、55 ツェナーダイオード 12、14、20、29、32、34、36、39、6
0 ダイオード 11、19、27、64 トランジスタ 31、41 比較器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年6月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】 他方、発振用比較器41の−端子、+端
子には抵抗48、49、50、51、52で分圧されて
直流電源Eが夫々印加され、該比較器41の出力側Uと
電源E間には抵抗53が接続されている。また上記トラ
ンジスタ27のコレクタは抵抗38を介して電源Eと、
ダイオード36を介して上記トランジスタ19のコレク
タに接続されている。さらに比較器41の−端子と電源
他端1b間にはコンデンサ42が接続され、前記ダイオ
ード36のカソード側は前記−端子に接続されている。
そして上記比較器41の−端子と出力側Uには抵抗43
とダイオード44が直列接続され、該出力側Uと上記比
較器31の−端子間にはダイオード59とコンデンサ4
5が並列接続されている。
子には抵抗48、49、50、51、52で分圧されて
直流電源Eが夫々印加され、該比較器41の出力側Uと
電源E間には抵抗53が接続されている。また上記トラ
ンジスタ27のコレクタは抵抗38を介して電源Eと、
ダイオード36を介して上記トランジスタ19のコレク
タに接続されている。さらに比較器41の−端子と電源
他端1b間にはコンデンサ42が接続され、前記ダイオ
ード36のカソード側は前記−端子に接続されている。
そして上記比較器41の−端子と出力側Uには抵抗43
とダイオード44が直列接続され、該出力側Uと上記比
較器31の−端子間にはダイオード59とコンデンサ4
5が並列接続されている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】 比較器41の出力Uは、ダイオード59
を介設することで出力Uが「L」のときそのカソード側
はハイインピーダンスになり、比較器31の−端子には
基準用電圧だけが印加される。比較器41の出力Uが
「H」のときには比較器31の−端子は電源Eの電圧近
くまで「H」になってその出力Rは「L」になる。これ
は比較器41の基本波出力Uの1サイクル毎に現われ
る。但し上述のようにトランジスタ27が異常を検知し
てオフになれば、直流電源Eが比較器41の−端子に印
加されるので出力Uは「L」に固定され、他方、トラン
ジスタ19がオンすると比較器41の−端子が電源他端
1bに落とされるので出力Uは「H」に固定される。ま
た、比較器41自身が故障するとその出力Uは「H」か
「L」に固定される。
を介設することで出力Uが「L」のときそのカソード側
はハイインピーダンスになり、比較器31の−端子には
基準用電圧だけが印加される。比較器41の出力Uが
「H」のときには比較器31の−端子は電源Eの電圧近
くまで「H」になってその出力Rは「L」になる。これ
は比較器41の基本波出力Uの1サイクル毎に現われ
る。但し上述のようにトランジスタ27が異常を検知し
てオフになれば、直流電源Eが比較器41の−端子に印
加されるので出力Uは「L」に固定され、他方、トラン
ジスタ19がオンすると比較器41の−端子が電源他端
1bに落とされるので出力Uは「H」に固定される。ま
た、比較器41自身が故障するとその出力Uは「H」か
「L」に固定される。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】 比較器31の出力Rが「H」と「L」を
周期的に繰り返すと、出力部T点の充電電圧は該「H」
出力に対応したものとなる。即ち、出力Rが「H」のと
きは電源E〜抵抗47〜コンデンサ33〜ダイオード6
0の経路でコンデンサ61が充電され、出力Rが「L」
のときはコンデンサ33の電荷はダイオード32〜比較
器31〜抵抗35〜ダイオード34を経て放電され、次
の充電に備える。コンデンサ33、同61の値を適当に
設定することで、比較器31からの出力Rがパルスのと
きT点電圧は低くトランジスタ64はオフで、出力Rが
矩形波のときT点電圧は高くなってトランジスタ64は
オンする。
周期的に繰り返すと、出力部T点の充電電圧は該「H」
出力に対応したものとなる。即ち、出力Rが「H」のと
きは電源E〜抵抗47〜コンデンサ33〜ダイオード6
0の経路でコンデンサ61が充電され、出力Rが「L」
のときはコンデンサ33の電荷はダイオード32〜比較
器31〜抵抗35〜ダイオード34を経て放電され、次
の充電に備える。コンデンサ33、同61の値を適当に
設定することで、比較器31からの出力Rがパルスのと
きT点電圧は低くトランジスタ64はオフで、出力Rが
矩形波のときT点電圧は高くなってトランジスタ64は
オンする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】 尚、コンデンサ15の両端に接続した2
個の抵抗16、16′の接続部Jをヒータ4の発熱面を
切替えるスイッチ(図示省略)に連動して電源他端1b
に落としQ点の充電電圧を変えるようにすれば、測温素
子5への測温回路(位相差検出部)は1回路で複数のヒ
ータ発熱面に対応できる。この場合、抵抗値の変更を他
部、例えば抵抗24部に設けたものと比較すると、発熱
面切替えによる設定温度の相違が少なく調整しやすい。
また、ダイオード59、コンデンサ45は夫々2個を直
列接続したものとすればその一方が短絡故障しても装置
は正常動作する。
個の抵抗16、16′の接続部Jをヒータ4の発熱面を
切替えるスイッチ(図示省略)に連動して電源他端1b
に落としQ点の充電電圧を変えるようにすれば、測温素
子5への測温回路(位相差検出部)は1回路で複数のヒ
ータ発熱面に対応できる。この場合、抵抗値の変更を他
部、例えば抵抗24部に設けたものと比較すると、発熱
面切替えによる設定温度の相違が少なく調整しやすい。
また、ダイオード59、コンデンサ45は夫々2個を直
列接続したものとすればその一方が短絡故障しても装置
は正常動作する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
Claims (3)
- 【請求項1】 交流電源を測温素子に印加し、測温素子
に印加される交流電圧と流れる交流電流のゼロクロス点
間で検出した電圧を平滑して比較器の一方入力とし、ま
た比較器の他方入力は、前記交流電源の周波数と異なる
周期で発振する発振器の出力及び基準用電圧とし、さら
に該他方入力には前記発振器の1サイクル毎に負パルス
を発生させて印加し、前記比較器の出力側には該比較器
からの出力が矩形波として現われる場合にのみ通電制御
素子をオン動作させる出力部を設けたことを特徴とする
温度制御装置。 - 【請求項2】 上記通電制御素子はリレーとし、該リレ
ーの開閉の時期を交流電源と非同期にした請求項1記載
の温度制御装置。 - 【請求項3】 上記交流電源と測温素子との間に高調波
除去フィルタを設けた請求項1記載の温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12169294A JPH07295661A (ja) | 1994-04-23 | 1994-04-23 | 温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12169294A JPH07295661A (ja) | 1994-04-23 | 1994-04-23 | 温度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07295661A true JPH07295661A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=14817522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12169294A Pending JPH07295661A (ja) | 1994-04-23 | 1994-04-23 | 温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07295661A (ja) |
-
1994
- 1994-04-23 JP JP12169294A patent/JPH07295661A/ja active Pending
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