(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータをゼロクロス信号の位相制御により駆動する温度制御装置において、
交流電源からの電流を整流する絶縁素子と、該絶縁素子からの出力を積分する積分器と、該積分器の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記絶縁素子の出力のゼロクロス信号を検出するゼロクロス信号検出と、
前記Ａ／Ｄ変換器からのデジタル信号とゼロクロス信号を入力するＣＰＵとからなり、  該ＣＰＵは既知の電源の値の電圧レベルとその時のヒータコントロール信号のタイミングを記憶するとともに、未知の電源の値の電圧レベルとその時のヒータコントロール信号のタイミングを前記既知の電圧レベルのタイミングに合わせるように位相を制御することを特徴とする温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は温度制御装置に関し、異なる電圧で使用されるヒータへの印加電圧のタイミングを制御することにより、ヒータの長寿命化を図った温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４，５は温度制御対象２０内に配置されたヒータ２１に電源２２から電圧を印加して温度制御を行うための従来例を示すもので、制御コントローラ２３は温度センサ２４からの出力信号に応じてスイッチ２５を開閉し温度制御を行っている。
図４はヒータ電源が１００Vの場合を示し、図５は２００Ｖの電圧をトランス２５で１００Ｖに変換している場合を示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トランスを用いたり、定格電圧に応じて専用のヒータを用いるとコストアップになり、トランスを用いないとヒータの寿命が短くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、異なる電源を用いてもヒータ寿命に影響のない温度制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明では、ヒータをゼロクロス信号の位相制御により駆動する温度制御装置において、
交流電源からの電流を整流する絶縁素子と、該絶縁素子からの出力を積分する積分器と、該積分器の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記絶縁素子の出力のゼロクロス信号を検出するゼロクロス信号検出と、
前記Ａ／Ｄ変換器からのデジタル信号とゼロクロス信号を入力するＣＰＵとからなり、  該ＣＰＵは既知の電源の値の電圧レベルとその時のヒータコントロール信号のタイミングを記憶するとともに、未知の電源の値の電圧レベルとその時のヒータコントロール信号のタイミングを前記既知の電圧レベルのタイミングに合わせるように位相を制御することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の実施形態の一例を示すブロック構成図である。
図１において、１００Vまたは２４０Ｖの電源２はフォトアイソレータなどの絶縁素子３を介して整流され、ローパスフィルタを構成する積分器４を経てＡ／D変換器５でデジタル信号に変換されてＣＰＵ６に入力する。
【０００７】
また、絶縁素子３の出力はゼロクロス検出回路を構成するコンパレータ７を経てＣＰＵ６に入力する。
図２（イ〜ヘ）は図１に示すブロック図のタイミング波形を示すもので、図（イ）の実線はＡＣ電源の１００Ｖ、点線は２００Ｖの波形を示している。
【０００８】
図（ロ）は図１に示すＡ部の波形で、それぞれの電流波形が整流された状態を示している。
図（ハ）はコンパレータ７で取出された図１のB部のゼロクロス信号である。このゼロクロス信号は位相制御によりヒータを制御するために用いられる。
【０００９】
このゼロクロス信号は図（ハ）のΔｔで示すように電源電圧によりタイミングにずれが生じる。この誤差の要因としては電源電圧の変動の他にフォトアイソレータの伝達特性のばらつき（通常伝達特性は８０〜４００％）が考えられる。
【００１０】
図３（ａ，ｂ）は前述の誤差によって生じるヒータへの印加電圧の違いを示す説明図で、図ａは２４０Ｖと同じタイミングで１００Vを印加するとΔｔの誤差があるのに対して、図bではその誤差分を補正した場合を示している。印加電圧１００ＶではΔｔのずれを補正した（ρ）に比較して誤差分を補正していない１００Vの場合高い電圧印加（Ｐ）となる。そのため誤差によるヒータへの負荷が高くなりヒータの寿命を縮めることとなる。
【００１１】
この発明では、この誤差を補正する手段として電源電圧を既知の値（例えば２４０Ｖ）にしておき、フォトアイソレータの出力を積分し直流信号にした電圧レベルをＡ／Ｄ変換しＣＰＵに記憶するとともに、この時のヒータコントロール信号のタイミング（ｐ）を記憶する（図（ハ）参照）。
【００１２】
次に電源電圧を（例えば１００Ｖに）変化させ、その時の積分された直流信号にした電圧レベルをＡ／Ｄ変換しＣＰＵに記憶する。そして、ヒータ波形を観測しながら（ｐ）を強制的に変化させ、図１に示すC部の立ち上がりが２４０Ｖの時と同じ位置にきた時のタイミング（ｐ）を（ｐ'）として記憶させる。
【００１３】
図（ニ）は図（ハ）に示すＴ１がトリガとなってＣＰＵでＡとＢが作られるタイミングを示している。トリガＴ１から一定時間（ｐ）が経過してＡを出力する。
同様にトリガＴ２から（ｐ）が経過して（ｃ）が出力される。
【００１４】
図（ホ）は補正された信号がヒータに印加されているタイミングを示している。
図（ヘ）は１００Ｖと２４０Ｖで（ｐ）が一定であった場合を示し、ヒータ波形のＯＮ／ＯＦＦのタイミングにΔｔのずれが生じている状態を示している。
【００１５】
上述のように２つの積分値とｐ，ｐ'の関係から、積分値を監視することで電源電圧が変動しても常に最適なタイミングの位相制御を実現することができる。
【００１６】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。例えば、電源電圧は１００V、２４０Vの場合について説明したが、これら以外の電源電圧であってもよい。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ヒータを位相制御により駆動する温度制御装置において、
ヒータをゼロクロス信号の位相制御により駆動する温度制御装置において、
交流電源からの電流を整流する絶縁素子と、該絶縁素子からの出力を積分する積分器と、該積分器の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記絶縁素子の出力のゼロクロス信号を検出するゼロクロス信号検出と、
前記Ａ／Ｄ変換器からのデジタル信号とゼロクロス信号を入力するＣＰＵとからなり、  該ＣＰＵは既知の電源の値の電圧レベルとその時のヒータコントロール信号のタイミングを記憶するとともに、未知の電源の値の電圧レベルとその時のヒータコントロール信号のタイミングを前記既知の電圧レベルのタイミングに合わせるように位相を制御するので、異なる電源を用いた場合でもヒータ寿命に影響のない温度制御装置を実現することができた。
【００１８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温度制御装置の実施形態の一例を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示す構成図の各部の波形を示すタイミングチャートである。
【図３】異なる電圧によるヒータへの印加電圧の違いを示す説明図である。
【図４】従来の温度制御装置の実施例を示す図である。
【図５】従来の温度制御装置の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
２，２２，２２ａ  ＡＣ電源
３      絶縁素子
４      積分器
５      Ａ／Ｄ変換器
６      ＣＰＵ
７      コンパレータ
２０    温度制御対象
２１    ヒータ
２３    温度制御コントローラ
２４    温度センサ
２５    スイッチ
【図１】
0003796644.tif 000002
【図２】
0003796644.tif 000003
【図３】
0003796644.tif 000004
【図４】
0003796644.tif 000005
【図５】
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