(57)【要約】【課題】ヒータの定温制御において、特定の温度領域で制御係数を変えることができ、きめ細やかなヒータの発熱制御を行う。【解決手段】差動増幅手段ＯＰ１は、ブリッジ回路を構成するヒータ抵抗ＲH が周囲温度の変化により変化すると、ブリッジ回路の平衡状態を維持するため、ヒータ抵抗ＲH を一定に保つようにブリッジ回路に供給する電源を制御する。特定の周囲温度（特定のヒータ抵抗ＲH ）からの変化時に、ブリッジ回路の抵抗Ｒkhと抵抗ＲkLとの接続点の電圧と、定電圧手段１００との間に電位差が発生し、第４の抵抗Ｒkpに電流が流れる。これにより、上記接続点の電圧が変化し、ヒータ抵抗ＲH にかかる電力を変化させる。【選択図】図１
2005156161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源側から第１の抵抗及びヒータ抵抗が直列に接続された被制御辺直列回路と、電源側から第２の抵抗及び第３の抵抗が直列に接続された基準辺直列回路と、を含むブリッジ回路と、
前記第１の抵抗及び前記ヒータ抵抗間の第１の接続点の電位と、前記第２の抵抗及び前記第３の抵抗間の第２の接続点の電位と、の電位差を増幅する差動増幅手段と、
前記差動増幅手段により増幅された信号に基づいて、前記第１の接続点の電位と前記第２の接続点の電位との電位差を零とするように、電源から前記ブリッジ回路への電流を制御する電流制御手段と、を有し、
周囲温度変化時に前記ヒータ抵抗にかかる電力を制御することにより一定のヒータ温度を保つヒータ制御回路において、
特定の周囲温度時の前記第２の接続点の電位と等しい定電圧を生成する定電圧手段と、
前記第２の接続点及び前記定電圧手段間に接続される第４の抵抗と、をさらに有し、
前記特定の周囲温度より前記ヒータ抵抗の周囲温度が変化した時、前記第１の接続点の電位及び前記第２の接続点の電位が変化し、前記第４の抵抗に電流が流れ、前記第２の接続点の電位及び前記第１の接続点の電位が変化することを特徴とするヒータ制御回路。
【請求項２】
前記特定の周囲温度より前記ヒータ抵抗の周囲温度が低下した時、前記第１の接続点の電位及び前記第２の接続点の電位が上昇し、前記第４の抵抗に電流が流れ、前記第２の接続点の電位及び前記第１の接続点の電位が低下することを特徴とする請求項１記載のヒータ制御回路。
【請求項３】
電源側から第１の抵抗及びヒータ抵抗が直列に接続された被制御辺直列回路と、電源側から第２の抵抗及び第３の抵抗が直列に接続された基準辺直列回路と、を含むブリッジ回路と、
前記第１の抵抗及び前記ヒータ抵抗間の第１の接続点の電位と、前記第２の抵抗及び前記第３の抵抗間の第２の接続点の電位と、の電位差を増幅する差動増幅手段と、
前記差動増幅手段により増幅された信号に基づいて、前記第１の接続点の電位と前記第２の接続点の電位との電位差を零とするように、電源から前記ブリッジ回路への電流を制御する電流制御手段と、を有し、
周囲温度変化時に前記ヒータ抵抗にかかる電力を制御することにより一定のヒータ温度を保つヒータ制御回路において、
前記第２の接続点及び接地間に前記第３の抵抗と並列に接続され、第５の抵抗及びスイッチング素子からなる直列回路、をさらに有し、
前記スイッチング素子のＯＮ時に、前記第３の抵抗及び前記第５の抵抗の合成抵抗により前記ヒータ抵抗を制御し、前記スイッチング素子のＯＦＦ時に、前記第３の抵抗により前記ヒータ抵抗を制御することを特徴とするヒータ制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白金線等を用いたヒータの温度を一定に制御するヒータ制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
接触燃焼式ガスセンサや半導体センサ、マイクロフローセンサ等には、白金線を用いたヒータが使用される。このようなヒータを駆動する回路として、図４に示すような回路が開示されている。当該回路は、オペアンプＯＰ１、トランジスタＱ１、抵抗Ｒa 、抵抗Ｒb 、抵抗Ｒkh、抵抗ＲkL、抵抗Ｒu 、及びヒータ抵抗ＲH を備える。抵抗Ｒkh、抵抗ＲkL、抵抗Ｒu 、及びヒータ抵抗ＲH は、ブリッジ回路を構成している。オペアンプＯＰ１は、＋入力端子と−入力端子との電位差に基づきトランジスタＱ１のコレクタ電流を制御し、ヒータ抵抗ＲH を一定値に保つように制御する。
【特許文献１】特開２０００−３１４６４５号公報（図５参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した回路は、使用する温度領域のヒータの温度係数が略一定であるため、低温領域でも高温領域でも周囲温度の変化に対して一定比率で温度補償を行う。したがって、温度領域を考慮したきめ細やかな温度制御ができなかった。また、一定に制御できる温度も一種類である。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、ヒータの定温制御において、特定の温度領域で制御係数を変えることができ、きめ細やかなヒータの発熱制御を行うことができるヒータ制御回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、電源側から第１の抵抗Ｒu 及びヒータ抵抗ＲH が直列に接続された被制御辺直列回路と、電源側から第２の抵抗Ｒkh及び第３の抵抗ＲkLが直列に接続された基準辺直列回路と、を含むブリッジ回路と、前記第１の抵抗Ｒu 及び前記ヒータ抵抗ＲH 間の第１の接続点の電位と、前記第２の抵抗Ｒkh及び前記第３の抵抗ＲkL間の第２の接続点の電位と、の電位差を増幅する差動増幅手段ＯＰ１と、前記差動増幅手段ＯＰ１により増幅された信号に基づいて、前記第１の接続点の電位と前記第２の接続点の電位との電位差を零とするように、電源から前記ブリッジ回路への電流を制御する電流制御手段Ｑ１と、を有し、周囲温度変化時に前記ヒータ抵抗ＲH にかかる電力を制御することにより一定のヒータ温度を保つヒータ制御回路において、特定の周囲温度時の前記第２の接続点の電位と等しい定電圧を生成する定電圧手段１００と、前記第２の接続点及び前記定電圧手段１００間に接続される第４の抵抗Ｒp と、をさらに有し、前記特定の周囲温度より前記ヒータ抵抗ＲH の周囲温度が変化した時、前記第１の接続点の電位及び前記第２の接続点の電位が変化し、前記第４の抵抗Ｒp に電流が流れ、前記第２の接続点の電位及び前記第１の接続点の電位が変化することを特徴としている。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、周囲温度の変化によりブリッジ回路を構成するヒータ抵抗ＲH の抵抗値が変化しようとした際に、差動増幅手段ＯＰ１は、ブリッジ回路の平衡状態を維持するために、ヒータ抵抗ＲH の抵抗値を一定に保つようにブリッジ回路に供給する電源を制御する。特定の周囲温度（におけるヒータ抵抗ＲH の抵抗値）からの変化時に、ブリッジ回路の基準辺側の第２の接続点の電位と、定電圧手段１００との間に電位差が発生し、第４の抵抗Ｒkpに電流が流れる。これにより、第２の接続点の電位が変化し、ヒータ抵抗ＲH にかかる電力を変化させる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記特定の周囲温度より前記ヒータ抵抗ＲH の周囲温度が低下した時、前記第１の接続点の電位及び前記第２の接続点の電位が上昇し、前記第４の抵抗Ｒp に電流が流れ、前記第２の接続点の電位及び前記第１の接続点の電位が低下することを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、特定の周囲温度よりヒータ抵抗ＲH の周囲温度が低下すると、ブリッジ回路がヒータ抵抗ＲH の抵抗値を維持しようとするために第１の接続点の電位が上昇する。第２の接続点の電位も上昇するが第４の抵抗Ｒp に電流が流れるため、第２の接続点の電位は低下する。すると、第１の接続点の電位も低下し、ヒータ抵抗ＲH
にかかる電力を低下することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、電源側から第１の抵抗Ｒu 及びヒータ抵抗ＲH が直列に接続された被制御辺直列回路と、電源側から第２の抵抗Ｒkh及び第３の抵抗ＲkLが直列に接続された基準辺直列回路と、を含むブリッジ回路と、前記第１の抵抗Ｒu 及び前記ヒータ抵抗ＲH 間の第１の接続点の電位と、前記第２の抵抗Ｒkh及び前記第３の抵抗ＲkL間の第２の接続点の電位と、の電位差を増幅する差動増幅手段ＯＰ１と、前記差動増幅手段ＯＰ１により増幅された信号に基づいて、前記第１の接続点の電位と前記第２の接続点の電位との電位差を零とするように、電源から前記ブリッジ回路への電流を制御する電流制御手段Ｑ１と、を有し、周囲温度変化時に前記ヒータ抵抗ＲH にかかる電力を制御することにより一定のヒータ温度を保つヒータ制御回路において、前記第２の接続点及び接地間に前記第３の抵抗ＲkLと並列に接続され、第５の抵抗Ｒkp及びスイッチング素子Ｑ３からなる直列回路、をさらに有し、前記スイッチング素子Ｑ３のＯＮ時に、前記第３の抵抗ＲkL及び前記第５の抵抗Ｒkpの合成抵抗ＲL により前記ヒータ抵抗ＲH を制御し、前記スイッチング素子Ｑ３のＯＦＦ時に、前記第３の抵抗ＲkLにより前記ヒータ抵抗ＲH を制御することを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、ブリッジ回路の基準辺の第３の抵抗ＲkLと並列に、第５の抵抗Ｒkp及びスイッチング素子Ｑ３からなる直列回路を接続し、スイッチング素子Ｑ３をＯＮ・ＯＦＦ制御することにより、基準辺の抵抗値を選択的に制御し、ヒータ抵抗ＲH
の抵抗値を選択的に可変することができ、ヒータの温度を選択的に可変することができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、ヒータの温度を一定に制御するヒータ制御回路において、ブリッジ回路の基準辺側の電位を、所望の温度領域においてブリッジ回路外から調整することにより、抵抗値温度係数を調整するのと実質的に同等な操作を行うことができ、温度領域に応じてきめ細やかなヒータの発熱制御を行うことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、特定の周囲温度よりヒータ抵抗ＲH の周囲温度が低下すると、ヒータ抵抗ＲH にかかる電力が上昇して、ヒータの発熱が大きくなるが、このヒータ制御回路を用いれば、ヒータ抵抗ＲH を通常の温度領域下とは異なる抵抗値温度係数で制御してヒータの温度上昇の度合を和らげることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、ヒータ抵抗ＲH の値を選択的に可変することにより、ヒータの温度を選択的に可変することができる。したがって、例えばガス検知器に利用する場合、被検知ガスの種類に応じたヒータの温度を選択的に生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図２は、本発明の実施形態におけるヒータ制御回路の構成を示す回路図である。当該ヒータ制御回路はオペアンプＯＰ１、トランジスタＱ１、抵抗Ｒa 、抵抗Ｒb 、抵抗Ｒkh、抵抗ＲkL、抵抗Ｒu 、ヒータ抵抗ＲH 、抵抗Ｒc 、抵抗Ｒd 、スイッチング素子Ｑ２、ツェナーダイオードＺＤ１、バッファＢ１、バッファＢ２、及び抵抗ＲＶt を備える。オペアンプＯＰ１、トランジスタＱ１、抵抗Ｒa 、抵抗Ｒb 、抵抗Ｒkh、抵抗ＲkL、抵抗Ｒu
、及びヒータ抵抗ＲHが基本回路を構成する。
【００１６】
抵抗Ｒkh、抵抗ＲkL、抵抗Ｒu 、及びヒータ抵抗ＲH は、抵抗ブリッジ回路を構成している。ブリッジ回路の左辺である抵抗Ｒkh、ＲkL側は、ヒータ抵抗値ＲH の目標値を決定するための、いわば基準となる側の辺であり、本明細書中においては基準辺と呼ぶ。これに対し、ブリッジ回路の右辺である抵抗Ｒu 、ＲH 側は、制御される側であり、本明細書中においては被制御辺と呼ぶ。ヒータＨには、白金線（白金コイル）を用いる。抵抗ＲB
は、起動用抵抗である。
【００１７】
ここで、白金コイルによるヒータの温度と抵抗値との関係について説明する。前提として、以下の仮定を用いる。
【００１８】
仮定１
使用する温度領域においては、ＴＣＲ（抵抗値温度係数）が一律である。即ち、Δ抵抗値／Δ温度の傾斜が一定であるとみなしてもさし支えない場合に限定する。
【００１９】
仮定２
抵抗値温度特性の近似式を下記に示す。
【００２０】
ＲT ＝ＲK ｛１＋Ｃ1 ΔＴ＋Ｃ2 （ΔＴ）2 ｝    …式１
ＲT ：任意の温度での抵抗値、ＲK ：基点温度での抵抗値、ΔＴ：任意の温度と基点温度との温度差、Ｃ1 ：１次の係数、Ｃ2 ：２次の係数
【００２１】
２次を無視すると、上記式１は下記式２となる。
【００２２】
ＲT ＝ＲK （１＋Ｃ1ΔＴ）    …式２
【００２３】
次に、一例としてヒータＨの要素に実測値に近い固定値を用いて説明する。
ＲH   ａｔ２０℃＝３Ω（ヒータＨの２０℃における抵抗値が３Ω）
ヒータＨの抵抗値温度係数＝３５００ｐｐｍ／℃＝０．００３５／℃
ヒータＨの抵抗値温度係数は、上記式２のように１次項のみ使用するものとする。上記条件での、任意の温度におけるヒータＨの抵抗値ＲH(t)は、
ＲH(t)＝３．０＋３．０＊ＴＣＲ＊［２０℃との温度差］
となる。
【００２４】
まず、ヒータ温度を４２０℃に保つ例について説明する。ヒータ温度が４２０℃であるときのヒータの抵抗値ＲH(420)は、
ＲH(420)＝３．０＋３．０＊０．０３５＊Δ４００＝７．２Ω
となる。
【００２５】
ヒータＨの温度が目的の温度に達しない状態においては、抵抗値温度係数は正の係数であるため、ヒータＨの抵抗値ＲH は、目的とする抵抗値より低くなる。
【００２６】
上記基本回路は、オペアンプＯＰ１の２つの入力端子電圧＋ＶOP、−ＶOPが等しくなるように動作する。即ち、基準辺における抵抗ＲkhとＲkLとの交点（第２の接続点）の電位を＋端子電圧＋ＶOP、被制御辺における抵抗Ｒu とＲH との交点（第１の接続点）の電位を−端子電圧−ＶOPとした時、＋ＶOP＝−ＶOPとなるように動作する。
【００２７】
上述した例において、ヒータＨの抵抗値ＲH が目的の値に達しない、即ち、ヒータ温度が目的の温度に達しない状態ではＲH ＜７．２Ωであるため、オペアンプＯＰ１の−端子電圧−ＶOP＜＋端子電圧＋ＶOPとなる。従って、オペアンプＯＰ１の出力は上昇し、トランジスタＱ１をＯＮ方向へ動作させ、電圧ＶB が上昇する方向の動作をする。その結果、ヒータＨに印加される電圧が上昇するとともに、ヒータ抵抗ＲH にかかる電力も上昇することになる。よって、ヒータ温度も上昇方向となり、目的の温度となる方向に動作することになる。ヒータ温度が、目的の温度以上になった場合はこの逆の動作となる。オペアンプＯＰ１の２つの入力端子電圧＋ＶOP、−ＶOPが−端子電圧−ＶOP＝＋端子電圧＋ＶOPとなる状態で安定する。このように、ヒータＨの抵抗値が７．２Ωになるように制御することにより、ヒータ温度を４２０℃に保つことができる。
【００２８】
基準辺は電力を消費させる必要がないため、基準辺の抵抗値の絶対値を、被制御辺の抵抗値の２５倍とすると、上述した例においては、抵抗Ｒkh＝２５Ω、抵抗ＲkL＝１８０Ω、抵抗Ｒu ＝１Ω、ヒータ抵抗ＲH ＝７．２Ωとなる。即ち、抵抗ブリッジ回路には、下記式３の関係が成立するため、
Ｒkh／ＲkL＝Ｒu ／ＲH     …式３
２５Ω／１８０Ω＝１Ω／７．２Ω
となる。即ち、被制御辺の抵抗Ｒu ＝１Ωに対して、ヒータの抵抗値ＲH ＝７．２Ωとなるように制御される。
【００２９】
より詳細に説明すると、オペアンプＯＰ１の２つの入力端子電圧＋ＶOP、−ＶOPが−端子電圧−ＶOP＝＋端子電圧＋ＶOPとなるように動作する。
【００３０】
基準辺側の＋ＶOP＝ＲkL／（Ｒkh＋ＲkL）＊ＶB
＝１８０／（２５＋１８０）＊ＶB
（分子分母を２５で割ると）
＝７．２／（１＋７．２）＊ＶB   …式４
被制御辺側の−ＶOP＝ＲH ／（１＋ＲH ）＊ＶB     …式５
【００３１】
−ＶOP＝＋ＶOPとなるように制御されるから、
式５＝式４
ＲH ／（１＋ＲH ）＊ＶB ＝７．２／（１＋７．２）＊ＶB
ＲH ／（１＋ＲH ）＝７．２／（１＋７．２）
ＲH ＝７．２Ωとなるように制御され、ヒータＨの温度は４２０℃に保たれる。
【００３２】
次に、ヒータ温度を１００℃に保つ例について説明する。上記の条件では、ヒータＨの周囲温度が２０℃で、ヒータコイルの温度上昇がΔ８０℃である。この８０℃は、周囲温度が２０℃であるときに、ヒータコイルの温度をΔ８０℃上昇させるに必要な電力がヒータＨに供給されていることでもある。ヒータ温度が１００℃であるときのヒータの抵抗値ＲH(100)は、
ＲH(100)＝３．０＋３．０＊０．０３５＊Δ８０＝３．８４Ω
となる。
【００３３】
基準辺の抵抗値の絶対値を被制御辺の抵抗値の２５倍とすると、上述した例においては、抵抗Ｒkh＝２５Ω、抵抗ＲkL＝９６Ω、抵抗Ｒu ＝１Ω、ヒータ抵抗ＲH ＝３．８４Ωとなる。即ち、抵抗ブリッジ回路には、上記式３の関係が成立するため、
２５Ω／９６Ω＝１Ω／３．８４Ω
となる。即ち、被制御辺の抵抗Ｒu ＝１Ωに対して、ヒータの抵抗値ＲH ＝３．８４Ωとなるように制御される。３．０Ωは、２０℃における値であるため、３．８４Ωであれば、ヒータＨの温度は２０℃＋Δ８０℃＝１００℃である。周囲温度が２０℃であるとき、Δ８０℃の温度上昇するに必要な電力が供給された結果、ヒータＨの温度は１００℃をキープする。
【００３４】
次に、図２において、抵抗Ｒc 、抵抗Ｒd 、スイッチング素子Ｑ２、ツェナーダイオードＺＤ１、バッファＢ１、バッファＢ２、及び抵抗ＲＶt は、特定の温度以下で、定温補正の制御係数を変える（温度を変える）回路である。この回路部分がなければ、上述したようにヒータＨの温度を１００℃にキープする場合、ヒータ抵抗ＲH は、常に３．８４Ωになるように制御される。
【００３５】
ここで、周囲温度が２０℃より下がって、０℃になったと仮定する。今度は、上記と異なり、周囲温度が０℃であるため、ヒータコイルは１００℃の温度上昇をするに必要な電力を供給しなければ、ヒータコイルの温度は１００℃にはなり得ず、ヒータ抵抗ＲH ＝３．８４Ωをキープすることはできない。
【００３６】
したがって、周囲温度が２０℃下がると、ヒータＨの電力はその分増える。より詳しく説明すると、上記式２におけるΔＴは任意の温度と基点温度との温度差と定義したが、当該任意の温度はヒータコイル自身の温度と定義することができ、ヒータ抵抗ＲH が変化していなければ、当該ヒータコイル自身の温度が変化していないといえる。ヒータコイル自身の温度は、自身の発熱量、周囲への熱抵抗、及び周囲温度との関係の上に成立している。よって、周囲温度が下がると、上記自身の発熱量が変化しないときは、上記ヒータコイル自身の温度が下がり、ヒータ抵抗値ＲHが下がる。
【００３７】
本発明のヒータ制御回路は、ヒータ抵抗値ＲH を一定に制御しているため、上記コイル自身の発熱量を上げる必要が生じる。電力は下記式６のように定義されるため、ヒータ抵抗値ＲH が一定値に保たれるためには、
Ｐ＝Ｖ2 ／Ｒ    …式６
｛Ｐ＋ΔＰにするためには（発熱量を上げるためには）｝
Ｐ＋ΔＰ＝（Ｖ＋ΔＶ）2 ／Ｒ
となる必要があり、ヒータＨの印加電圧が上昇する必要がある。
【００３８】
このように、周囲温度が下がると、ヒータＨの温度を下がる以前と同一に保つため、回路はヒータＨへの印加電圧を上げるように動作する。図２に示した回路の実験データの一例として、周囲温度２０℃、Ｖkm＝０．２Ｖ＝＋ＶOP＝−ＶOPの条件下において、周囲温度を−１０℃としたとき、＋ＶOP＝−ＶOPは、０．２３Ｖと３０ｍＶの上昇を実測した。
【００３９】
そこで、スイッチング素子（例えば、トランジスタ）Ｑ２のＯＮ抵抗値を無視できることを条件とすれば、周囲温度２０℃において、Ｖp ＝Ｖkmとなるように、抵抗ＲＶt の値を調整する。周囲温度が２０℃以下になるとヒータＨの電力を上昇させるために、Ｖkm＝＋ＶOP＝−ＶOPは、Ｖp より上昇する。すると、下記式７に示す電流Ｉp が抵抗Ｒp を流れる。
【００４０】
Ｉp ＝（Ｖkm−Ｖp ）／Ｒp     …式７
【００４１】
その結果、抵抗Ｒkhを流れる電流Ｉkhと、抵抗ＲkLを流れる電流ＩkLとの関係が、電流Ｉkh＞電流ＩkLとなり、Ｖkmの電位が僅かに下がることになる。したがって、抵抗Ｒp を任意の値に設定することにより、２０℃以下の定温制御の係数を変えることができる。即ち、多少の温度を操作することが可能となり、例えば低温域において、周囲温度とヒータコイル自身の温度との差を縮小するために、当該ヒータコイル自身の温度を下げることが可能となる。
【００４２】
図３は、本発明の実施形態におけるヒータ制御回路の変形実施例を示す回路図である。図３におけるヒータ制御回路は、オペアンプＯＰ１、トランジスタＱ１、抵抗Ｒa 、抵抗Ｒb 、抵抗Ｒkh、抵抗ＲkL、抵抗Ｒu 、ヒータ抵抗ＲH 、抵抗ＲkL、抵抗Ｒkp及びスイッチング素子Ｑ３を備える。抵抗ＲkLに対して並列に、抵抗Ｒkp及びスイッチング素子Ｑ３からなる直列回路が接続されている。
【００４３】
スイッチング素子Ｑ３がＯＦＦの状態においては、抵抗Ｒkh、抵抗ＲkL、抵抗Ｒu 、及びヒータ抵抗ＲH により抵抗ブリッジ回路が構成される。スイッチング素子Ｑ３がＯＮの状態においては、抵抗Ｒkh及び抵抗Ｒkpからなる合成抵抗ＲL 、抵抗ＲkL、抵抗Ｒu 、並びにヒータ抵抗ＲH により抵抗ブリッジ回路が構成される。
【００４４】
スイッチング素子Ｑ３のトリガには、図示しないマイコンが接続されており、必要に応じてスイッチング素子Ｑ３をＯＮ／ＯＦＦ制御するとよい。なお、スイッチング素子Ｑ３のＯＮ／ＯＦＦ制御は、マイコン制御に限るものでなはなく、マニュアル制御でもよい。
【００４５】
抵抗Ｒkh及び抵抗Ｒkpからなる合成抵抗ＲL 、抵抗ＲkL側は、基準辺であり、抵抗Ｒu
、ヒータ抵抗ＲH 側は、被制御辺である。周囲温度が２０℃のとき、ヒータＨの温度を４２０℃または１００℃に保つためには、上記式２より、ヒータ抵抗ＲH が７．２／３．８４Ωとなる必要がある。
【００４６】
３．０＋３．０＊０．００３５＊Δ４００＝７．２Ω
３．０＋３．０＊０．００３５＊Δ８０＝３．８４Ω
【００４７】
基準辺の抵抗値の絶対値を被制御辺の抵抗値の２５倍とし、抵抗Ｒkh＝２５Ω、抵抗Ｒu ＝１Ωとすると、上記式３の関係からヒータ抵抗ＲH ＝７．２Ωにするためには、抵抗ＲkL＝１８０Ωとなる。ヒータ抵抗ＲH ＝３．８４Ωにするためには、合成抵抗ＲL ＝９６Ωとなる。
【００４８】
したがって、抵抗Ｒkhが２５Ωでスイッチング素子Ｑ３のＯＮ抵抗を無視できるものとすると、合成抵抗ＲL を９６Ωにするためには、下記式８より抵抗Ｒkpを２０５．７Ωに設定する。
【００４９】
ＲL ＝１／｛（１／Ｒkp）＋（１／ＲkL｝    …式８
９６Ω＝１／｛（１／Ｒkp）＋（１／１８０Ω）｝
Ｒkp≒２０５．７Ω
【００５０】
上述した例によると、スイッチング素子Ｑ３をＯＮすることによりヒータ温度を１００℃に、ＯＦＦすることにより４２０℃に制御することができる。したがって、本回路をガス検知器に適用した場合、ＣＯ系の検知のために１００℃、メタン系の検知のために４２０℃といったように異なる種類のガスに対して対応できるものを提供することができる。なお、２種類の温度制御に限らず、抵抗ＲkLに対して並列に、さらに抵抗Ｒ及びスイッチング素子からなる直列回路を接続することにより、３種以上の温度制御を行うこともできる。
【００５１】
なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示したものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、図２に示した回路と図３に示した回路とを組み合わせた回路を設計してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態におけるヒータ制御回路の基本構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態におけるヒータ制御回路の具体的構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施形態におけるヒータ制御回路の変形実施例を示す回路図である。
【図４】従来技術におけるヒータ制御回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５３】
ＯＰ１  差動増幅手段（オペアンプ）
Ｑ１  電流制限手段（トランジスタ）
Ｑ２、Ｑ３  スイッチング素子（トランジスタ）
Ｒa 、Ｒb 、Ｒkh、ＲkL、Ｒu 、Ｒc 、Ｒd 、ＲＶt 、Ｒkp  抵抗
ＲH   ヒータ抵抗
ＲL   合成抵抗
ＺＤ１  ツェナーダイオード
Ｂ１、Ｂ２  バッファ
１００  定電圧手段
【図１】
2005156161.tif 000003
【図２】
2005156161.tif 000004
【図３】
2005156161.tif 000005
【図４】
2005156161.tif 000006