(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と発熱体との間に接続した前記発熱体への通電制御を行う電力制御素子と、前記発熱体と温度検知電極線の間に介装した感温素子と、前記交流電源の負サイクル時に前記温度検知電極線から前記感温素子を介して前記発熱体に流れる電流を検出することによって前記発熱体の温度を検出する温度検出回路と、前記電力制御素子がショート故障時前記交流電源と前記発熱体の間に接続した温度ヒューズを熱的に結合している発熱抵抗を加熱して溶断することによって前記発熱体への通電を停止する保安回路と、前記交流電源から直流電源を作る制御電源回路と、前記制御電源回路へ前記交流電源を供給する電源スイッチと、前記交流電源の正サイクル時で前記電力制御素子がオンの時は前記交流電源から前記電力制御素子、整流素子を介し、さらに前記保安回路の発熱抵抗を介して前記温度検知電極線に接続することで前記温度検知電極線に流れる電流の有無を検出し、前記電力制御素子がオフの時は前記交流電源から前記電源スイッチ、整流素子を介し、さらに前記保安回路の発熱抵抗を介して前記温度検知電極線に接続することで前記温度検知電極線に流れる電流の有無を検出する断線検出回路と、前記制御回路電源の直流電源で動作し、前記温度検出回路の出力に応じて前記電力制御素子をオン、オフするとともに、前記断線検出回路が温度検知電極線の断線を検出したとき、および前記電力制御素子がショート故障を生起したとき、前記保安回路の発熱抵抗を加熱して前記温度ヒューズを溶断させる制御部とを有する電気床暖房の制御装置。
【請求項２】
電源スイッチから保安回路の発熱抵抗に至る接続ラインの間に過電力印可によって断線するヒューズ抵抗を接続した請求項１記載の電気床暖房の制御装置。
【請求項３】
電源スイッチから保安回路の発熱抵抗に至る接続ラインの間に過電流によって断線する電流ヒューズを接続した請求項１記載の電気床暖房の制御装置。
【請求項４】
電源スイッチから保安回路の発熱抵抗に至る接続ラインの間に抵抗と過電力印可によって断線するヒューズ抵抗を接続した請求項１記載の電気床暖房の制御装置。
【請求項５】
複数の電力制御素子と発熱体を並列接続し、これら電力制御素子から保安回路の発熱抵抗を介して温度検知電極線に至る接続ラインの間に定電圧素子を接続した請求項１記載の電気床暖房の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気カーペット等の電気床暖房の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に従来の電気床暖房の制御装置の構成を示しており、交流電源１を電力制御素子２を介して、発熱体３に通電し、温度検知電極線４から感温素子５、発熱体３へと流れる電流を温度検出回路６で検出することで発熱体３の温度を検出している。
【０００３】
電力制御素子２がショート故障した時はＳＣＲ７がオンし抵抗８が発熱して、抵抗８と熱的に結合している温度ヒューズ９が溶断して発熱体３への通電が停止する。温度検知電極線４の断線は交流電源１から抵抗８、ダイオード１０を介して温度検知電極線４に流れる電流を断線検出回路１１で検出することで行っている。
【０００４】
制御部１２は温度検出回路６の出力、断線検出回路１１の出力、さらに電力制御素子２がオンか、オフかを抵抗１３を介して検出した信号を処理して、電力制御素子２の駆動コイル１４、及びＳＣＲ７へ制御信号を出力して発熱体３の温度制御、及びＳＣＲ７の保安動作を行う。
【０００５】
制御電源回路１５は交流電源１から直流電圧を作り制御部１２へ供給している。そして制御電源回路１５へは電源スイッチ１６によって交流電源１を供給している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような構成では、電源スイッチ１６をオフした時においても交流電源１から抵抗８、ダイオード１０、温度検知電極線４、断線検出回路１１へと電流が流れてしまって無駄な電力を消費してしまい省エネルギー面での課題を有するものである。
【０００７】
このため電源スイッチ１６を交流電源１の根本に接続して発熱体３も含めた全回路を遮断する方法もあるが、発熱体３の大電流も遮断することとなり電源スイッチ１６は容量の大きいものが必要となって、形状が大きく実装出来ない、また値段が高くなる課題が発生してくるものであった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、交流電源と発熱体との間に接続した前記発熱体への通電制御を行う電力制御素子と、前記発熱体と温度検知電極線の間に介装した感温素子と、前記交流電源の負サイクル時に前記温度検知電極線から前記感温素子を介して前記発熱体に流れる電流を検出することによって前記発熱体の温度を検出する温度検出回路と、前記電力制御素子がショート故障時前記交流電源と前記発熱体の間に接続した温度ヒューズを熱的に結合している発熱抵抗を加熱して溶断することによって前記発熱体への通電を停止する保安回路と、前記交流電源から直流電源を作る制御電源回路と、前記制御電源回路へ前記交流電源を供給する電源スイッチと、前記交流電源の正サイクル時で前記電力制御素子がオンの時は前記交流電源から前記電力制御素子、整流素子を介し、さらに前記保安回路の発熱抵抗を介して前記温度検知電極線に接続することで前記温度検知電極線に流れる電流の有無を検出し、前記電力制御素子がオフの時は前記交流電源から前記電源スイッチ、整流素子を介し、さらに前記保安回路の発熱抵抗を介して前記温度検知電極線に接続することで前記温度検知電極線に流れる電流の有無を検出する断線検出回路と、前記制御回路電源の直流電源で動作し、前記温度検出回路の出力に応じて前記電力制御素子をオン、オフするとともに、前記断線検出回路が温度検知電極線の断線を検出したとき、および前記電力制御素子がショート故障を生起したとき、前記保安回路の発熱抵抗を加熱して前記温度ヒューズを溶断させる制御部とを有するものである。
【０００９】
上記発明によれば、電源スイッチがオフの時は、電源スイッチを介して温度検知電極線に流れる電流はなくなり、また、制御電源回路への供給がなくなるので電力制御素子がオフになり、電力制御素子を介して温度検知電極線に流れる電流もなくなり、全ての電流を遮断することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、交流電源と発熱体との間に接続した前記発熱体への通電制御を行う電力制御素子と、前記発熱体と温度検知電極線の間に介装した感温素子と、前記交流電源の負サイクル時に前記温度検知電極線から前記感温素子を介して前記発熱体に流れる電流を検出することによって前記発熱体の温度を検出する温度検出回路と、前記電力制御素子がショート故障時前記交流電源と前記発熱体の間に接続した温度ヒューズを熱的に結合している発熱抵抗を加熱して溶断することによって前記発熱体への通電を停止する保安回路と、前記交流電源から直流電源を作る制御電源回路と、前記制御電源回路へ前記交流電源を供給する電源スイッチと、前記交流電源の正サイクル時で前記電力制御素子がオンの時は前記交流電源から前記電力制御素子、整流素子を介し、さらに前記保安回路の発熱抵抗を介して前記温度検知電極線に接続することで前記温度検知電極線に流れる電流の有無を検出し、前記電力制御素子がオフの時は前記交流電源から前記電源スイッチ、整流素子を介し、さらに前記保安回路の発熱抵抗を介して前記温度検知電極線に接続することで前記温度検知電極線に流れる電流の有無を検出する断線検出回路と、前記制御回路電源の直流電源で動作し、前記温度検出回路の出力に応じて前記電力制御素子をオン、オフするとともに、前記断線検出回路が温度検知電極線の断線を検出したとき、および前記電力制御素子がショート故障を生起したとき、前記保安回路の発熱抵抗を加熱して前記温度ヒューズを溶断させる制御部とを有するものである。
【００１１】
そして、電源スイッチがオフの時は、電源スイッチを介して温度検知電極線に流れる電流はなくなり、また、制御電源回路への供給がなくなるので電力制御素子がオフになり、電力制御素子を介して温度検知電極線に流れる電流もなくなり、全ての電流を遮断することができ、電源スイッチオフ時の待機時における消費電力をゼロにすることができる。
【００１２】
さらに、電源スイッチから保安回路の発熱抵抗に至る接続ラインの間に過電力印可によって断線するヒューズ抵抗を接続したものである。
【００１３】
また、電源スイッチから保安回路の発熱抵抗に至る接続ラインの間に過電流によって断線する電流ヒューズを接続したものである。
【００１４】
そして、電力制御素子と保安回路の発熱抵抗の間に接続した整流素子や、電源スイッチと保安回路の発熱抵抗の間に接続した整流素子がショート故障した時、ヒューズ抵抗、または電流ヒューズを断線させることにより、発熱体が連続半波通電になるのを停止することができる。
【００１５】
さらに、電源スイッチから保安回路の発熱抵抗に至る接続ラインの間に抵抗と過電力印可によって断線するヒューズ抵抗を接続したものである。
【００１６】
そして、電源スイッチから保安回路の発熱抵抗に至る接続ラインの間に接続した抵抗で、ヒューズ抵抗に印可される電力を軽減することにより、保安回路のＳＣＲがノイズで誤動作した時におけるヒューズ抵抗の誤断線を防止することができる。
【００１７】
また、複数の電力制御素子と発熱体を並列接続し、これら電力制御素子から保安回路の発熱抵抗を介して温度検知電極線に至る接続ラインの間に定電圧素子を接続したものである。
【００１８】
そして、接続した定電圧素子に電流が流れると定電圧を発生する特性により、交流電源に対して複数の電力制御素子と発熱体を並列接続する場合において、この内ひとつでも電力制御素子がオフしていると、温度検出回路が検知する電流の経路に回り込み回路が発生するが、この回り込み回路に温度検出回路が検知する電流が流れないようにすることができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例についてを図面に基づいて説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の電気床暖房の制御装置の構成図である。
【００２１】
図１において、２１は交流電源、２２は発熱体、２３は電力制御素子で交流電源２１を発熱体２２へ通電制御する。２４は温度検知電極線、２５は感温素子で発熱体２２と温度検知電極線２４の間に介装し発熱体２２の温度によってインピーダンスが負の特性で変化する。２６は温度検出回路で逆電圧印可阻止のダイオード２７、トランジスタ２８、コンデンサ２９、抵抗３０で構成して、交流電源２１のｂ側がプラスの負サイクル時にトランジスタ２８のベースからエミッタ、そしてダイオード２７、温度検知電極線２４、感温素子２５、発熱体２２、電力制御素子２３、交流電源２１へと電流が流れてトランジスタ２８がオンして、トランジスタ２８がオンすると前記のルートで流れる電流のほとんどがトランジスタ２８のコレクタに流れ、コンデンサ２９と抵抗３０によって電圧に変換され、この電圧Ｖｔで発熱体２２の温度を検出しており、検出するのは電力制御素子２３がオンしている時だけである。
【００２２】
３１は保安回路で発熱抵抗３２、ＳＣＲ３３、抵抗３４、ダイオード３５、トランジスタ３６で構成して、温度検出回路２６の出力電圧Ｖｔが発熱体２２の温度が設定より高くなってることを示しているにもかかわらず電力制御素子２３がショート故障してオンし続けている時には、ショート故障している電力制御素子２３、抵抗３４、ダイオード３５へとＳＣＲ３３のトリガ電流が流れ、ＳＣＲ３３がオンして発熱抵抗３２に通電され、発熱抵抗３２と熱的結合状態にある温度ヒューズ３７が発熱抵抗３２の熱によって温度が上がり溶断して発熱体２２への通電を停止する。
【００２３】
トランジスタ３６は、電力制御素子２３がオフすべき時、すなわち温度検出回路２６の出力電圧Ｖｔが発熱体２２の温度が設定より高くなってることを示している時はオフして、ＳＣＲ３３のゲートを開放するように動作している。
【００２４】
３８は断線検出回路で逆電圧印可阻止のダイオード３９、抵抗４０、トランジスタ４１で構成し、温度検知電極線２４に流れる電流の有無で温度検知電極線２４の断線を検出する。温度検知電極線２４の断線を検出しているのは、断線すると温度検出回路２６が検出する信号が変わってしまって発熱体２２の温度を上昇させてしまうからである。
【００２５】
そして、４２はダイオードで、温度検出回路２６が検出する電流が保安回路３１へ流れ込まないようにブロックしている。４３、４４は整流素子で、整流素子４３は電力制御素子２３から保安回路３１の発熱抵抗３２、ダイオード４２を介して温度検知電極線２４に、交流電源２１のａ側がプラスの時に電流が流れる方向で接続する。整流素子４４は電源スイッチ４５から保安回路３１の発熱抵抗３２、ダイオード４２を介して温度検知電極線２４に、交流電源２１のａ側がプラスの時に電流が流れる方向で接続する。
【００２６】
４６は電力制御素子２３を駆動する駆動コイル部、４７は制御部で、温度検出回路２６の出力電圧Ｖｔと断線検出回路３８の出力を処理して電力制御素子２３の駆動コイル部４６と保安回路３１のトランジスタ３６を制御する。４８は制御電源回路で、交流電源２１から直流電源を作り制御部４７へ供給する。
【００２７】
次に作用を説明する。断線検出回路３８は、発熱体２２の温度が設定よりも低くて電力制御素子２３がオンしている時は、交流電源２１のａ側がプラスの時、電力制御素子２３、整流素子４３、発熱抵抗３２、ダイオード４２、温度検知電極線２４、ダイオード３９、抵抗４０、トランジスタ４１のベース、エミッタへと電流が流れ、トランジスタ４１が交流電源２１のａ側がプラスの期間、すなわち、正サイクルの期間オンする。そして制御部４７でトランジスタ４１がオンしていることを検出することで温度検知電極線２４の非断線を検出している。
【００２８】
また、発熱体２２の温度が設定よりも高くなって電力制御素子２３がオフしている時は、交流電源２１のａ側がプラスの時、電源スイッチ４５、整流素子４４、発熱抵抗３２、ダイオード４２、温度検知電極線２４、ダイオード３９、抵抗４０、トランジスタ４１のベース、エミッタへと電流が流れ、トランジスタ４１が交流電源２１のａ側がプラスの期間すなわち正サイクルの期間オンする。
【００２９】
そして制御部４７でトランジスタ４１がオンしていることを検出することで温度検知電極線２４の非断線を検出している。そして、温度検知電極線２４が断線している時は、断線検出回路３８に電流が流れずトランジスタ４１がオフのままであることで検出する。
【００３０】
従って電源スイッチ４５がオフ時は、整流素子４４を介する電流はなくなり、また電力制御素子２３も電源スイッチ４５がオフなのでオフとなり、整流素子４３を介する電流もなくなる。ゆえに電源スイッチ４５がオフの時は電気床暖房の制御装置全ての電流を流さないようにすることができる。
【００３１】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２を示すもので、図１と同一部品には同一番号を付与し、従って、その動作が同じ所は説明を省略する。
【００３２】
図２において、４９はヒューズ抵抗である。ヒューズ抵抗４９は、整流素子４４がショート故障したとき、交流電源２１のｂ側がプラスの負サイクル時に発熱体２２、整流素子４３、ショート故障した整流素子４４、ヒューズ抵抗４９、電源スイッチ４５、交流電源２１へと流れる電流によって過電力となって溶断するので、整流素子４４がショート故障したときの発熱体２２への通電を遮断することができる。
【００３３】
また、整流素子４３がショート故障したときも、交流電源２１のａ側がプラスの正サイクル時に電源スイッチ４５、ヒューズ抵抗４９、整流素子４４、ショート故障した整流素子４３、発熱体２２、温度ヒューズ３７、交流電源２１へと流れる電流によって過電力となって溶断するので、整流素子４３がショート故障したときの発熱体２２への通電を遮断することができる。
【００３４】
図３は図２のヒューズ抵抗４９を電流ヒューズ５０に置き換えた他の実施例で、動作については図２と同様で整流素子４３や整流素子４４がショート故障したときの過電流で電流ヒューズを断線させることができ、発熱体２２への通電を遮断することができる。
【００３５】
（実施例３）
図４は本発明の実施例３を示すもので、図２と同一部品には同一番号を付与し、従って、その動作が同じ所は説明を省略する。
【００３６】
図４において、５１は抵抗である。抵抗５１は、ＳＣＲ３３が外来ノイズで誤動作した時にヒューズ抵抗４９に印可される電力を軽減して、ヒューズ抵抗４９が誤溶断するのを防止することができる。
【００３７】
（実施例４）
図５は本発明の実施例４を示すもので、実施例４は交流電源に対して複数の電力制御素子と発熱体を並列接続した場合で、図１から追加となっている部分について同じ動作を行う所は説明を省略し、また図１と同一部品に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は省略する。
【００３８】
図５において、５２は発熱体、５３は電力制御素子、５４は温度検知電極線、５５は感温素子、５６は温度検出回路、５７は抵抗、５８は断線検出回路、５９はダイオード、６０は整流素子で電力制御素子２３がオフの時温度検知電極線２４、５４へ断線検出回路３８、５８が検出する電流を流す。６１は電力制御素子５３の駆動コイル部、６２は定電圧素子である。
【００３９】
次に作用を説明する。電力制御素子２３がオン、電力制御素子５３がオフのとき感温素子２５に流れる電流の経路に回り込み回路が発生する。この回り込み回路は交流電源２１のｂ側がプラスの負サイクル時において、交流電源２１、温度ヒューズ３７、発熱体５２、整流素子６０、発熱抵抗３２、定電圧素子６２、ダイオード４２、温度検知電極線２４、感温素子２５、発熱体２２、電力制御素子２３、交流電源２１の経路である。
【００４０】
この経路で電流が流れると温度検出回路２６のトランジスタ２８のコレクタに流れる電流が減少して、発熱体２２の温度が設定よりも高くなっているにもかかわらず温度が低いと誤検出して電力制御素子２３をオンし続けてしまう。
【００４１】
しかし定電圧素子６２を接続すると温度検知電極線２４に至るまでに整流素子６０、定電圧素子６２、ダイオード４２と四つのダイオード順方向電圧分、一つ当たり０．７Ｖとして２．８Ｖの定電圧分が発生する。これに対して正規の電流経路においては温度検出回路２６のトランジスタ２８のベースエミッタ間電圧０．７Ｖ、ダイオード２７の順方向電圧０．７Ｖの計１．４Ｖの定電圧分であり、従って感温素子２５に流れる電流は定電圧分の低い正規の経路である温度検出回路２６側から流れることになる。よって正常な発熱体２２の温度を検出できるものである。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかのように本発明の電気床暖房の制御装置によれば、次の効果が得られる。
【００４３】
交流電源の正サイクル時で電力制御素子がオンの時は交流電源から電力制御素子、整流素子を介し、さらに保安回路の発熱抵抗を介して温度検知電極線に接続することで温度検知電極線に流れる電流の有無を検出し、電力制御素子がオフの時は交流電源から電源スイッチ、整流素子を介し、さらに保安回路の発熱抵抗を介して温度検知電極線に接続することで温度検知電極線に流れる電流の有無を検出する断線検出回路とすることにより、電源スイッチがオフの時は電気床暖房の制御装置全ての電流を流さないようにすることができ、電源コードがコンセントに差された待機状態における消費電力をゼロにすることができる。
【００４４】
また、電源スイッチから保安回路の発熱抵抗に至る接続ラインの間に過電力印可によって断線するヒューズ抵抗、または、過電流によって断線する電流ヒューズをシリーズ接続することにより、電力制御素子と保安回路の発熱抵抗の間に接続した整流素子や、電源スイッチと保安回路の発熱抵抗の間に接続した整流素子がショート故障した時、このショート故障した整流素子を介して発熱体が通電する異常状態を、ヒューズ抵抗、または、電流ヒューズが断線することで解除することができる。
【００４５】
また、電源スイッチから保安回路の発熱抵抗に至る接続ラインの間に抵抗と過電力印可によって断線するヒューズ抵抗を接続することにより、保安回路のＳＣＲがノイズで誤動作した時にヒューズ抵抗に印可される電力を軽減してヒューズ抵抗が誤断線するのを防止することができる。
【００４６】
また、交流電源に対して複数の電力制御素子と発熱体を並列接続する場合において、電力制御素子がひとつでもオフしていると温度検出回路が検知する温度検知電極線から感温素子を介して発熱体に流れる電流の経路に回り込み回路が発生するが、電力制御素子から保安回路の発熱抵抗を介して温度検知電極線に至る接続ラインの間に定電圧素子を接続することにより、この回り込み回路に温度検出回路が検知する電流が流れ込むのを防止でき、よって真の発熱体の温度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１の電気床暖房の制御装置の構成図
【図２】  本発明の実施例２の電気床暖房の制御装置の構成図
【図３】  本発明の実施例２の電気床暖房の制御装置の構成図
【図４】  本発明の実施例３の電気床暖房の制御装置の構成図
【図５】  本発明の実施例４の電気床暖房の制御装置の構成図
【図６】  従来の電気床暖房の制御装置の構成図
【符号の説明】
２１  交流電源
２２  発熱体
２３  電力制御素子
２４  温度検知電極線
２５  感温素子
２６  温度検出回路
３１  保安回路
３２  発熱抵抗
３７  温度ヒューズ
３８  断線検出回路
４３  整流素子
４４  整流素子
４５  電源スイッチ
４７  制御部
４８  制御電源回路
４９  ヒューズ抵抗
５０  電流ヒューズ
５１  抵抗
６２  定電圧素子
【図１】
0003870556.tif 000002
【図２】
0003870556.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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