(57)【要約】【課題】電気カーペット、電気毛布などのヒータと一体に構成した容量分や抵抗分からなるインピーダンス特性を示す温度センサを使用する回路の集積回路化を容易にして、コスト面や実装面で有効な制御コントローラを有する面状採暖具の提供を目的とする。【解決手段】交流電源６と直流電源部８の接地点側にベースを接続、エミッタを検知電極線４に接続し、温度センサ３のインピーダンスから決まる電流をコレクタに流すトランジスタ９のエミッタに、  交流電源６の正サイクル側期間中は、温度センサ３の信号電流を流さない電流阻止部２１を備えることにより、トランジスタ９のエミッタ電位が交流電源６の正サイクル期間において負電位になることを防止できるものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と、採暖具本体に配設したヒータと、前記ヒータと一体構成にある検知電極線と、前記ヒータと前記検知電極線の間に設けた容量分や抵抗分からなるインピーダンス特性を示す温度センサと、前記交流電源の正サイクル側の電力を前記ヒータに供給する電力制御素子と、前記交流電源を整流して直流電圧を得る直流電源部と、前記交流電源と前記直流電源部の接地点側にベースを接続しエミッタを前記検知電極線側に接続したトランジスタと、前記トランジスタのコレクタに流れる前記温度センサのインピーダンスから決まる電流を直流電圧に変換して温度信号とする温度信号部と、前記ヒータの温度を設定する温度設定部と、前記温度検出部の信号と前記温度設定部の信号を比較処理して、前記電力制御素子へ制御信号を出力する温度制御部と、前記トランジスタのベース、エミッタと並列かつ逆方向に接続したダイオードと、前記交流電源の正サイクル側期間に前記トランジスタのエミッタに流れる電流を打ち消す方向に電流を流す電流阻止部を備えてなる面状採暖具。
【請求項２】
交流電源の正サイクル側期間は、検知電極線とトランジスタのエミッタとの間のインピーダンスを大きくする電流阻止部を備えてなる請求項１に記載の面状採暖具。
【請求項３】
交流電源の正サイクル側期間は、トランジスタのベースとエミッタを短絡する電流阻止部を備えてなる請求項１に記載の面状採暖具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気カーペット、電気毛布などのヒータと一体に構成した容量分や抵抗分からなるインピーダンス特性を示す温度センサを使用する面状採暖具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の面状採暖具としては、例えば、図７〜図１０に示すものがあった。図７は温度センサ、検知電極線と一体構成にあるヒータの構造図を示したもので、１は芯線であり、その上にヒータ２を巻回し、その上にプラスチックサーミスタによる温度センサ３を被覆し、その上に検知電極線４を巻回し、更にその上に絶縁用外被５を被覆している。図８は温度センサ３の特性を示したもので、縦軸がインピーダンスＺ、横軸が温度ＴでＬが低い側、Ｈが高い側をあらわす。インピーダンスＺは容量分から決まるインピーダンスＺＣと抵抗分から決まるインピーダンスＺＲの合成値となり、高温側になるほど容量分のインピーダンスＺＣのウエイトが高くなる。
【０００３】
図９にこの温度センサ３を用いた従来例の構成図を示す。図において、６は交流電源、７はヒータ２へ交流電源６を供給制御する電力制御素子、８は直流電源部で各部に直流電圧を供給する。９はベース接地したトランジスタで、エミッタは検知電極線４に接続される（例えば、特許文献１参照）。１０は温度信号部でトランジスタ９のコレクタに流れる電流を電圧変換して信号ＶＴを出力する。１１は温度設定部でヒータ２の温度設定信号Ｖｓを出力する。１２は温度制御部で温度信号部１０の信号ＶＴと温度設定部１１の信号Ｖｓを比較処理して、ヒータ２の温度が設定より低い時、すなわち、ＶＴ＞Ｖｓの時はＨｉ出力となって電力制御素子７を駆動する。温度信号部１０の信号ＶＴは、ヒータ２の温度が低くて温度センサ３のインピーダンスが大きい時は、トランジスタ９のコレクタに流れる電流が小さいため、高い値を示す。逆にヒータ２の温度が高くなり温度センサ３のインピーダンスが小さくなると、トランジスタ９のコレクタに流れる電流が多くなるため、低い値を示すことになる。この温度信号部１０の信号ＶＴを検出することによってヒータ２の温度を、ある設定した温度に制御している。１３はダイオードでトランジスタ９のエミッタベース間の耐圧保証、及び、交流電源６の正サイクル側における温度センサ３の電流を流している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−１４５３８８号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、回路を１チップの集積回路にする場合、寄生動作を発生させてしまう。その動作を図１０とともに説明する。図において、温度センサ３に流れる信号電流Ｉｓは、温度センサ３のインピーダンスが容量分で構成され、特に高温側においては殆どが容量分となるため、交流電源６（Ｖａｃ）に対して、位相が９０°近く進むことになる。温度信号部１０は信号電流Ｉｓの負サイクル側の電流を検出している。従って、温度信号部１０の検出電流は交流電源６（Ｖａｃ）のｂ側、トランジスタ９のベースからエミッタ、検知電極線４、温度センサ３、ヒータ２、交流電源６（Ｖａｃ）のａ側へと流れて、トランジスタ９がオンすると、検出電流の殆どはトランジスタ９のコレクタを流れることになる。そうすると温度検出部１０の抵抗１４とコンデンサ１５によって直流電圧の信号ＶＴに変換される。この時トランジスタ９のエミッタ電位Ｖｂは、回路の基準電圧ＧＮＤよりも負の電圧となってしまう。
【０００６】
そして回路を１チップの集積回路で構成すると、この負の電圧となることで集積回路内部において異常な回路ができる寄生動作が発生してしまう。この寄生動作で発生した回路が影響して温度制御部１２の出力がＨｉ出力となってしまい電力制御素子７のアノードとカソード間の電圧Ｖｓｃｒに示すように、電力制御素子７が交流電源６（Ｖａｃ）の正サイクル時、且つ、信号電流Ｉｓの負サイクル時において連続的にオンしてしまう異常動作が発生する。この異常動作によりヒータ２の温度が上昇し続け、非常に危険な状態となってしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電気カーペット、電気毛布などのヒータと一体に構成した容量分や抵抗分からなるインピーダンス特性を示す温度センサを使用する回路の集積回路化を容易にして、コスト面や実装面で有効な制御コントローラを有する面状採暖具の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の面状採暖具は、交流電源と直流電源部の接地点側にベースを接続、エミッタを検知電極線側に接続し、温度センサのインピーダンスから決まる電流をコレクタに流すトランジスタのエミッタに、交流電源の正サイクル側期間中は、温度センサの信号電流を流さない電流阻止部を備えたものである。この電流阻止部によってトランジスタのエミッタ電位を、交流電源の正サイクル期間において常に正電位とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、交流電源と直流電源部の接地点側にベースを接続、エミッタを検知電極線側に接続し、温度センサのインピーダンスから決まる電流をコレクタに流すトランジスタのエミッタに、交流電源の正サイクル側期間中は、エミッタに流れる電流を打ち消す方向に電流を流す電流阻止部を構成することにより、エミッタ電位を、交流電源の正サイクル期間において常に正電位とすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、特に、交流電源の正サイクル側期間中は、検知電極線とトランジスタのエミッタとの間のインピーダンスを大きくする電流阻止部を構成することにより、エミッタ電位が、交流電源の正サイクル期間において負電位になることを防止することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、特に、交流電源の正サイクル側期間中は、トランジスタのベースとエミッタを短絡する電流阻止部を構成することにより、エミッタ電位が、交流電源の正サイクル期間において負電位になることを防止することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図１〜図６を参照しながら説明する。尚、従来例と同一部については、同一番号を付与し、従って、その動作も同じであるので説明を省略する。
【００１３】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例における面状採暖具の構成図を示すものである。図１において、２１は電流阻止部で、ダイオード２２、抵抗２３で構成し、交流電源６（Ｖａｃ）のａ側がプラス電位の期間である正サイクル期間中において、トランジスタ９のエミッタに流れる電流を打ち消す方向に電流を流す。次に、図２の特性図において、各部の電流と電圧の関係を交流電源６（Ｖａｃ）の波形を基準に説明する。
【００１４】
まず、温度センサ３に流れる信号電流Ｉｓは、温度センサ３のインピーダンスが容量分で構成され、特に高温側においては殆どが容量分となるため、交流電源６（Ｖａｃ）に対して、位相が９０°近く進んだ電流となる。そして、電流阻止部２１に流れる電流Ｉａは、交流電源６（Ｖａｃ）と同位相で、交流電源６（Ｖａｃ）のａ側がプラス電位の期間である正サイクルの期間中のみに流れる。従って、トランジスタ９のエミッタに流れる電流Ｉｔは、温度センサ３に流れる信号電流Ｉｓと電流阻止部２１に流れる電流Ｉａの合成電流となる。
【００１５】
ここで電流阻止部２１に流れる電流Ｉａの値を温度センサ３に流れる信号電流Ｉｓの値よりも大きく設定することで、交流電源６（Ｖａｃ）のａ側がプラス電位の期間である正サイクルの期間中において、トランジスタ９のエミッタに流れる電流Ｉｔの負側の電流を打ち消すことができ、電流Ｉｔは、交流電源６（Ｖａｃ）のａ側がプラス電位の期間である正サイクルの期間中は正側の電流となる。ゆえに、トランジスタ９のエミッタ電位Ｖｂも交流電源６（Ｖａｃ）のａ側がプラス電位の期間である正サイクルの期間中は常に正電位となる。よって、集積回路化した時においても寄生動作の発生がなくなり、電力制御素子７のアノードとカソード間波形Ｖｓｃｒに示すように、オフすべき時には確実にオフさせることができる。
【００１６】
（実施例２）
図３、図４は、本発明の第２の実施例における面状採暖具の構成図および特性図を示すものである。図３において、３１は電流阻止部でフォトトライアックカプラ３２と抵抗３３で構成する。次に動作を図４とともに説明する。電流阻止部３１のフォトトライアックカプラ３２のＬＥＤ部３４には、交流電源６（Ｖａｃ）のａ側がプラス電位の期間である正サイクル期間中においては電流が流れず、従って発光しないためにフォトトライアックカプラ３２のトライアック部３５はオフとなる。そして交流電源６（Ｖａｃ）のａ側がマイナス電位の期間である負サイクル期間中においてはＬＥＤ部３４に電流が流れ、発光してトライアック部３５をオン状態とする。ゆえに、温度センサ３に流れる信号電流Ｉｓは交流電源６（Ｖａｃ）の正サイクル期間中は負の電流が流れず、トランジスタ９のエミッタ電流Ｉｔは交流電源６（Ｖａｃ）のａ側がマイナス電位の期間である負サイクル期間中においてのみ流れることになる。よって、トランジスタ９のエミッタ電位Ｖｂも交流電源６（Ｖａｃ）のａ側がマイナス電位の期間である負サイクルの期間中のみ負電位となり、正サイクル期間中は負電位を防止できるので、集積回路化した時においても寄生動作の発生がなくなり、電力制御素子７のアノードとカソード間波形Ｖｓｃｒに示すように、オフすべき時には確実にオフさせることができる。
【００１７】
（実施例３）
図５、図６は、本発明の第３の実施例における面状採暖具の構成図および特性図を示すものである。図５において、４１は電流阻止部でフォトトランジスタカプラ４２と抵抗４３で構成する。次に動作を図６とともに説明する。電流阻止部４１のフォトトランジスタカプラ４２のＬＥＤ部４４には、交流電源６（Ｖａｃ）のａ側がプラス電位の期間である正サイクル期間中において電流が流れ、従ってＬＥＤ部４４は発光してフォトトランジスタカプラ４２のトランジスタ部４５はオンとなる。
【００１８】
そして交流電源６（Ｖａｃ）のａ側がマイナス電位の期間である負サイクル期間中においてはＬＥＤ部４４には電流が流れず、発光しないのでトランジスタ部４５はオフ状態となる。ゆえに、温度センサ３に流れる信号電流Ｉｓの負サイクル側の電流で交流電源６（Ｖａｃ）の正サイクル期間中の電流は、トランジスタ部４５の電流Ｉｃとして流れ、従って、温度センサ３に流れる信号電流Ｉｓの負サイクル側の電流で、交流電源６（Ｖａｃ）の負サイクル期間中の電流だけがトランジスタ９のエミッタ電流Ｉｔとして流れることになる。よって、トランジスタ９のエミッタ電位Ｖｂも交流電源６（Ｖａｃ）のａ側がマイナス電位の期間である負サイクルの期間中のみ負電位となり、正サイクル期間中は負電位を防止できるので、集積回路化した時においても寄生動作の発生がなくなり、電力制御素子７のアノードとカソード間波形Ｖｓｃｒに示すように、オフすべき時には確実にオフさせることができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、交流電源と直流電源部の接地点側にベースを接続、エミッタを検知電極線側に接続し、温度センサのインピーダンスから決まる電流をコレクタに流すトランジスタのエミッタに、交流電源の正サイクル側期間中は、温度センサの信号電流を流さない電流阻止部を備えることにより、トランジスタのエミッタ電位を、交流電源の正サイクル期間においては負電位とならない回路構成とできるものであり、寄生動作が発生しないので回路の集積回路化が容易になり、ゆえに部品点数が少なくなってコストが安く、また、実装スペースが小さい制御コントローラを有する面状採暖具を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における面状採暖具の構成図
【図２】本発明の第１の実施例における面状採暖具の特性図
【図３】本発明の第２の実施例における面状採暖具の構成図
【図４】本発明の第２の実施例における面状採暖具の特性図
【図５】本発明の第３の実施例における面状採暖具の構成図
【図６】本発明の第３の実施例における面状採暖具の特性図
【図７】温度センサ、検知電極線と一体構成にあるヒータの構造図
【図８】温度センサの特性図
【図９】従来の面状採暖具の構成図
【図１０】従来の面状採暖具の特性図
【符号の説明】
２  ヒータ
３  温度センサ
４  検知電極線
６  交流電源
７  電力制御素子
８  直流電源部
９  トランジスタ
１０  温度信号部
１１  温度設定部
１２  温度制御部
１３  ダイオード
２１、３１、４１  電流阻止部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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