JPS61160119A - 負荷制御装置 - 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】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は負荷への通電を通電制御素子のオンオフにより
制御する負荷制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 特開昭５８−１６３０２４号公報には交流電源に直列に
接続された発熱体、制御素子並びに安全器と、温度を検
知して前記制御素子の導通及び遮断を制御する温度制御
器と、前記制御素子又は発熱体に並列接続された全波整
流器と、前記温度制御器が前記制御素子を遮断状態に制
御している時に前記全波！１Ｅｆｉ器からの出力が所定
値以下に低下した時に前記安全器を開放させる作動回路
とを具備した温度制御回路の安全装置が示されている。

（／→　発明が解決しようとする問題点上記温度制御回
路の安全装置において、通常の発熱体への通電制御時に
は温度制御器の動作により制御素子をオンオフさせ温度
制御を行っており、このとき作動回路は不必要であり、
この作動回路は前記制御素子に異常が発生したとぎ動作
して温度制御回路の安全を図るもので、上記温度制御回
路の安全装置は前記制御素子が安全に動作しているとぎ
には不必要な作動回路を前記温度制御器とは別に設ける
必要があり、回路構成は前記作動回路を設けることＫよ
り複雑になるという問題点が発生する。本発明は前記問
題点を解決して負荷制御装置の保護を図ることを目的と
する。

に）問題点を解決するための手段 本発明は機器を加熱又は冷却する負荷と電源との間に接
続された通電制御素子と、前記機器の温度状態に応じて
信号を発生する検出回路とを備えた負荷制御装置におい
て、前記通電制御素子の両端子に１次側両端子が接続さ
れた全波整流回路と、該全波ｉ流口路の２次側両端子間
に接続され、前記検出回路からの信号に基づいてオンオ
フする第１制御率子と、前記２次側両端子間に接続され
前記第１制御素子のオンオフにてオンオフが制御される
第２制御素子と信号発生器との直列回路と、前記通電制
御素子とは別に前記負荷への通電を遮断させる遮断装置
とを備え、前記通電制御素子は前記第２制御素子のオン
オフにて前記負荷への通電を制御するよう動作し、前記
通電制御素子の正常時に前記信号発生器に印加される電
圧は該信号発生器の動作電圧より低く、前記通電制御素
子にオープンが発生したときには前記信号発生器に動作
電圧が印加され、該信号発生器の動作により前記遮断装
置にて負荷への通電を遮断する負荷制御装置にて上記問
題点を解決するものである。

（ホ）作用 負荷と電源との間に接続され負荷への通電を制御する通
電制御素子の正常時には、この通電制御素子の両端子に
接続された全波整流回路の出力及び、検出回路の動作に
よるこの全波整流回路の２次側両端子間に接続された第
１、第２制御素子のオンオフにより前記通電制御素子の
オンオフは制御され、この前記通電制御素子のオンオフ
により負荷への通電は制御され、又、前記通電制御素子
にオープンが発生したときには、前記全波整流回路の出
力と、前記検出回路の動作とにより第１、第２制御素子
は動作し、前記信号発生器には動作電圧が印加され、該
信号発生器の動作により前記遮断回路に℃前記負荷及び
負荷制御装置への通電を停止させる。

（へ）実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

図面は負荷制御回路の概略回路を示し、（１）は単相交
流電源、（２）は恒温槽等の機器＜３１　Ｋ設けられた
加熱用ヒータ等の負荷で、この負荷はリレーである遮断
装置（４）のリレースイッチ（４Ｓ）及び双方向性３端
子サイリスタ等の通電制御素子（５）を介して電源（１
）Ｋ接続されている。又、（６）は全波整流回路で１次
側両端子（６Ａ）、（６Ａ）は抵抗（Ｒ１）、（Ｒ２）
を介して通電制御素子（５）のアノード、カソード両端
子に接続され、２次側両端子（６Ｂ）、（６Ｂ）間には
抵抗（Ｒ３）、（Ｒ４）とＮＰＮ型トランジスタである
第１制御素子（７）との直列回路と、制御端子が第１制
御素子（力と抵抗（Ｒ４）との中点に接続されたサイリ
スタである第２制御素子（８１とダイオード（Ｄｌ）と
抵抗（Ｒ１）との直列回路とが接続され、さらに（Ｒ８
）、（Ｒ７）は抵抗、（Ｒ，）及び（９Ｄ）は夫々ダイ
オード（Ｄ、）　　と抵抗（Ｒｉ）との直列回路に並列
接続された抵抗及び第１フオトダイオードである。

さらに、顛は検出回路で、この検出回路には機器（３）
の温度を検出する温度検出器ａυが接続され、検出回路
ａｌｌｔｔ温度検出器（Ｌυからの温度信号に基づいて
動作する。又、検出回路α１に設けられた第２フオトダ
イオード（１２Ｄ）と対をなす第２フオトトランジスタ
（１訂）のエミッタは抵抗（Ｒｏ）を介して第１制御素
子（７）のベースに接続されている。さらに、住３は保
護回路で、直流電源ライン（Ｌｌ）（Ｌｔ）間には、抵
抗（Ｒ３゜）、ダイオード（烏）及び信号発生器として
設けた第１フオトダイオード（９Ｄ）と対をなす第１フ
オトトランジスタ（９Ｔ）との直列回路が接続され、Ｒ
４、（Ｒ＋＋入及びα４は前記直列回路と共にブリッジ
回路を構成するインバータ回路、抵抗及び、異常を表示
する発光ダイオードで、インバータ回路ｕ３の出力端子
は遮断装置（４）の動作回路（４Ｃ）　Ｋ接続され℃い
る。

以下、上記制御回路の動作について説明する。

機器（１）内の空気温度が加熱により設定温度になって
からは、温度検出器（ｌυが検出した空気温度の変化に
よる微小電圧の変化は検出回路部へ入力される。そして
検出回路Ｑｌ）にて設定温度に基づく信号と比較され、
前記空気温度が設定温度より低いとぎは、第２フオトダ
イオード（１２Ｄ）が発光して第２フオトトランジスタ
（１２Ｔ）はオンする。第２フオトトランジスタ（１２
Ｔ）のオンにより第１制御素子（７）のペース電圧は低
即ちローレベル信号になり、第１制御素子（７）のオフ
により第２制御素子（８）の制御端子に全波ｍ流口路（
６ンから抵抗（Ｒ８）、（Ｒ４）を介して高即ちハイレ
ベル信号が与えられ、第２制御素子（８）はオンする。

第２制御素子（８）のオンにより電源ライン（Ｒ３）か
ら抵抗（Ｒ１）、全波整流回路（６）、第２制御素子（
８）、ダイオード（Ｄ、）、及び抵抗（Ｒ１）、さらに
全波整流回路（６）を介して通電制御素子（５）の制御
端子はハイレベル信号を入力してこの通電制御素子＜５
１はオンする。この通電制御素子（５）のオンにより負
荷（２）は通電され発熱する。ここで、第２制御素子（
８）は全波整流回路（６）からの半波毎の出力によりオ
ンし、このオン時第１フオトダイオード（９Ｄ）への印
加電圧は低く第１フオトダイオード（９Ｄ）は発光せず
、第１フオトトランジスタ（９Ｔ）はオフしておりイン
バータ回路Ｉはハイレベル信号を入力してローレベル信
号を出力し遮断装置（４）は動作しない。

又、予じめ検出回路ＱＩＫ設定された負荷Ｉの通電非通
電の周期（例えば５秒）における通電時間（例えば３秒
）が終了すると、第２フオトダイオード（１２Ｄ”）は
消灯して第２フオトトランジスタ（１２Ｔ）はオフし、
第１制御素子（７）のペースにハイレベル信号が与えら
れ、第１制御素子（７）はオンして＠２制御素子（８）
の制御端子ヘハイレベル信号が与えられなくなり、第２
制御素子（８）はオフを継続する。第２制御素子（８）
のオフにより通電制御素子（５）の制御端子へはハイレ
ベル信号が与えられなくなり、第２フオトトランジスタ
（１２Ｔ）がオフの間は通電制御素子（５）はオフを継
続し、前記周期における非通電時間（例えば２秒）の間
は負荷（２）は非通電状態にある。

以後、非通電時間が経過すると検出回路α〔は動作して
第２フオトダイオード（１２Ｄ）は点灯して第２フオト
トランジスタ（１２Ｔ）はオンし、再び第１制御素子（
７）のペースはローレベル信号になり、この第１制御素
子（力はオフして上記動作と同様に通電制御素子（５）
はオンして負荷（２）へ再び通電される。

以後、機器（３）内の空気温度の変化に伴い通電非通電
の周期における負荷αＤの通電時間は、検出回路部の動
作により温度上昇のとぎは通電時間が短縮、温度低下の
とぎは通電時間が増加するように変化し、機器（３）内
の空気温度は略一定に保たれる。

以下、通電制御素子（５）に異常が発生したときの動作
について説明する。

上記のように負荷（２）への通電が制御され、検出回路
（ＩＩの第２フオトダイオード（１２Ｄ）が発光して第
２フオトトランジスタ（１２Ｔ）がオンし、負荷（２）
の通電条件になっているとぎに、通電制御素子（５）に
異常が発生してオープンした際には、第１制御素子（７
）のオフにより第２制御素子（８）がオンしたとぎ通電
制御素子（５）はオンしないため、ダイオード（Ｄ、）
と抵抗（Ｒ１）との直列回路に全波整流回路（６）を介
して電源電圧が印加され、第１フオトダイオード（９Ｄ
）の印加電圧は動作電圧を越え、第１フオトダイオード
（９Ｄ）は点灯する。ここで単相交流電源（１）の出力
電圧が１００Ｖのときは、第１フオトダイオード（９Ｄ
）の動作電圧は前記出力電圧よりはるかく低いと共に、
通電制御素子（５）が正常時にオンするときのダイオー
ド（Ｄυ、抵抗（Ｒａ）の端子間電圧よりは低い例えば
１．８ｖ〜２．Ｏｖの間に設定されている。そして第１
フオトダイオード（９Ｄ）が点灯すると保饅回路Ｑ３の
第２フオトトランジスタ（９Ｔ）はオンし、インバータ
回路ａ４はローレベル信号を入力してハイレベル信号を
出力し、発光ダイオードＱ４１は点灯して通電制御素子
（５）の異常を表示すると共に、動作回路（４Ｃ）ヘハ
イレベル信号が与えられリレースイッチ（４Ｓ）はオフ
する。

リレースイッチ（４Ｓ）のオフにより負荷（２；へは通
電制御素子（５）の動作及び異常に関係なく通電されな
くなり、又、全波整流回路（６）の出力は停止して第１
フオトダイオード（９Ｄ）は消灯し、′ｓ１フォトトラ
ンジスタ（９Ｔ）はオフする。第１フオトトランジスタ
（９Ｔ）のオフによりインバータ回路Ｉはハイレベル信
号を入力してローレベル信号を出力する。ここで、動作
回路（４Ｃ）へローレベル信号が与えられても、動作回
路（４Ｃ）は例えばリセットスイッチ（図示せず）等を
動作させるまで切り換わらず、リレースイッチ（４Ｓ）
はオフを継続する。そして機器（３）の使用者が通電制
御素子（５）を正常なものと交換した後、動作回路（４
Ｃ）をリセットさせることによりリレースイッチ（４Ｓ
）はオンし、通電制ｆｉｌ素子（５）のオンオフに基づ
いて負荷（２）への通電は制御され、機器１３）の運転
は再開される。

又、検出回路部の第２フオトダイオード（１２Ｄ）が消
灯して第２フオトトランジスタ（１２Ｔ）がオフし、負
荷（２）の非通電状態になっているとぎに、通電制御素
子（５）に異常が発生してオープンした際には、通電制
御素子（５）が正常なときと同様に負荷（２）の非違′
慝状態は継続される。セして予じめ設定された負荷（２
）の通電非通電の周期の非通電時間が終了し、第２フオ
トダイオード（１２Ｄ）が点灯して第２フオトトランジ
スタ（１２Ｔ　）がオンし、負荷（２）の通電状態に移
ったとぎ、上記の負荷（２）の通電状態のとぎ忙通電制
御素子（５）がオープンしたときと同様に第１７オトダ
イオード（９Ｄ）は点灯する。そして保護回路ａ３、動
作回路（４Ｃ）、及び遮断装置（４）は動作してリレー
スイッチ（４Ｓ）はオフする。

以後、通電制御素子（５）を正常なものと交換した後、
動作回路（４Ｃ）をリセットさせることにより機器：３
）の運転は再開される。

従って、通電制御素子（５）が正常に動作しているとぎ
には全波整流回路（６）の出力と、検出回路Ｑｌの動作
即ち第２フオトダイオード（１２Ｄ）及び第２フオトト
ランジスタ（１２Ｔ）のオンオフとによる第１、第２制
御素子（７）（８）のオンオフにより、通電制御素子（
５）のオンオフは制御され、負荷（２）の通電、非通電
により機器（３）内の空気温度な略一定に保つことがで
きる。又、通電制御素子（５）Ｋ異常が発生してオープ
ン状態になった際には、検出回路ａ１の第２フオトダイ
オード（１２Ｄ）が点灯し第１制御素子（７）がオフ、
第２制御素子（８）がオンして負荷（２）が通電状態に
なつ℃いるとき、又は通電状態になったとき、第１フオ
トダイオード（９Ｄ）　Ｋ動作電圧が印加され、全波！
Ｉ流回路（６）の出力が単相交流電源（１）の出力の波
高値まで上昇する前の小さな値のときに第１フオトダイ
オード（９Ｄ）の点灯により保護回路ａ３、動作回路（
４Ｃ）及び遮断装置（４）を動作させ、リレースイッチ
（４Ｓ）をオフさせ負荷制御装置自身の保賎を図ること
ができると共に、回路中の抵抗等に抵抗値の小さいもの
を使用でさ、又、通電制御素子（５）が正常に動作して
いるとぎ、通電制御素子（５）のオンオフを制御し℃い
る第１、第２制御素子（７）、（８）等を利用し、通電
制御素子（５）にオープン状態が発生したとき忙は第１
フオトダイオード（９Ｄ）を動作させることができ、そ
の結果、全波整流回路（６）の２次側両端子間に従続さ
れた第１、第２制御素子（力、（８）を、通電制御素子
（５）の正常時の制御及び異常時の異常検出双方（使用
でき、回路構成の簡略化を図ることができる。

尚、上記実施例において単相電源（１）に接続された負
荷（２）の制御装置について説明したが、３相交流電源
忙接続され例えばデルタ結線された負荷を、前記電源と
負荷間の２２インに通電制御素子を設けて制御するとき
でも、各通電制御素子の両端子に本発明と同様に全波整
流器等を接続することにより上記実施例と同様な作用効
果を得ることができる。

又、機器（３）が冷蔵原等の低温庫で負荷（２）が冷凍
装置を構成する圧縮機等のとぎも、上記実施例と同様な
作用効果を得ることができる。

（ト）発明の効果 本発明は上記のように構成された負荷制御装置であるか
ら、通電制御素子のオープン時に負荷及び負荷制御装置
への通電を遮断して負荷制御装置自身の保績を図ること
ができ、又全波整流回路の２次側両端子間に接続された
第１、第２制（ｉｌｌ素子を前記通電制御素子の正常時
のオンオフ制御及びオープン発生時の異常検出双方に兼
用して使用でき、異常検出用の新たな回路を負荷制御装
置に設ける必要はなく、回路構成の簡略化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例として示した負荷制御装置の概
略回路図である。 （１）・・・単相交流電源、　（２）・・・負荷、　（
３）・・・機器、（４）・・・遮断装置、　（５）・・
・通電制御素子、　（６）・・・全波整流回路、　（７
１、（８）・・・第１、第２制御素子、（９Ｄ）・・・
第１フオトダイオード（信号発生器）、Ｑｌ・・・検出
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、機器を加熱又は冷却する負荷と電源との間に接続さ
   れた通電制御素子と、前記機器の温度状態に応じて信号
   を発生する検出回路とを備えた負荷制御装置において、
   前記通電制御素子の両端子に１次側両端子が接続された
   全波整流回路と、該全波整流回路の２次側両端子間に接
   続され、前記検出回路からの信号に基づいてオンオフす
   る第１制御素子と、前記２次側両端子間に接続され前記
   第１制御素子のオンオフにてオンオフが制御される第２
   制御素子と信号発生器との直列回路と、前記通電制御素
   子とは別に前記負荷への通電を遮断させる遮断装置とを
   備え、前記通電制御素子は前記第２制御素子のオンオフ
   にて前記負荷への通電を制御するよう動作し、前記通電
   制御素子の正常時に前記信号発生器に印加される電圧は
   該信号発生器の動作電圧より低く、前記通電制御素子に
   オープンが発生したときには前記信号発生器に動作電圧
   が印加され、該信号発生器の動作により前記遮断装置に
   て負荷への通電を遮断することを特徴とする負荷制御装
   置。