(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサ（１）の信号あるいは温度センサ（１）の出力を入力し、複数の状態を判別するための複数の比較回路（３０）と、前記複数の比較回路（３０）の出力のそれぞれに直列接続した複数の抵抗（４０、４１）と、前記複数の抵抗（４０、４１）の他端同士を接続し、前記複数の比較回路（３０）の出力に応じて合成抵抗値が変化する抵抗回路部（４）と、前記抵抗回路部（４）と基準となる抵抗（５）を接続し、前記抵抗（５）の他端を直流電源（Ｖ）に接続し、前記抵抗回路部（４）と基準となる抵抗（５）との接続点の電圧を検出するＡＤ変換器（６）を有し、その変換結果によって制御を行うことを特徴とする温度検知回路。
【請求項２】
前記温度センサ（１）は一つであり、前記一つの温度センサ（１）の出力が前記複数の比較回路（３０）に入力されることを特徴とする請求項１記載の温度検知回路。
【請求項３】
前記温度センサ（１）は複数であり、前記複数の温度センサ（１）の出力がそれぞれの前記複数の比較回路（３０）に入力されることを特徴とする請求項１記載の温度検知回路。
【請求項４】
前記複数の比較回路（３）の出力と前記抵抗回路部（４）間は、フォトカプラ等の複数の絶縁回路（３０４、３１４）で接続することを特徴とする請求項１記載の温度検知回路。
【請求項５】
前記抵抗回路部（４）に使用する抵抗（４０、４１）は、それぞれ適切な重み付けをすることを特徴とする請求項１記載の温度検知回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度センサを使用し、比較手段の結果により制御動作を変化させる加熱装置等に用いる温度検知回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
調理用の加熱装置、例えば炊飯器、電子レンジ、クッキングヒータ等は、負荷の温度状態や制御回路自体の温度などを入力し、適切な加熱が行えるように火力制御している。
【０００３】
通常、これらの温度情報を入力するためには、負特性サーミスタを用い、温度によるサーミスタ抵抗値の変化を電圧の変化に変換し、それをＡＤ変換器に入力するのが一般的である。
【０００４】
さらに、商用電源の電圧や、加熱中の通電電流の検出なども同時に行う必要がある。これらの入力もＡＤ変換器に入力する。複数のＡＤ変換結果を総合的に判断し、例えば、制御用マイクロコンピュータが加熱力の増減や温度制御などを行うものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、加熱装置の発熱体数が増加したり、加熱装置自体の制御が複雑になると、入力する情報が増加し、必要となるＡＤ変換器の回路数も増加する。
【０００６】
一般には、マイクロコンピュータに内蔵されている多チャンネル入力のＡＤ変換器を利用したり、外付けＡＤ変換器に接続する。
【０００７】
特に、調理用加熱装置で利用数が多いマイクロコンピュータ内蔵ＡＤ変換器においては、多くても８チャンネルまでのものまでが一般的で、それを越える入力が必要な場合は、図１２の例の如く複数のＡＤ変換器（６−Ａ、６−Ｂ）を接続するか、図１３の例の如くＡＤ変換器の前段にアナログスイッチ回路８等の信号切替回路が必要となる。（Ｓｎはセンサ回路を示す）
従って、ＡＤ変換器自体の増加、あるいはＡＤ変換器周囲回路の複数化などコスト増をまねくものである。
【０００８】
また、例えば、回路及び部品の保護用温度センサを使用する場合、必要な制御点は数箇所であることが多く、温度センサの検出温度範囲全ての情報は必ずしも必要ではないことが多い。
【０００９】
さらに、温度センサの取付け部位によっては、制御回路部と絶縁構成をとらなければならない場合がある。
【００１０】
さらに、通常、ＡＤ変換結果から温度センサの状態を判別するための閾値は、制御用マイクロコンピュータの制御ソフトウェアで固定（マスク化）されてしまう場合が多い。
【００１１】
製品安全性に関する温度センサ入力は、製品筐体の構造確定や試験と平行して行うこととなり、最終的な閾値の設定がマスク後ズレてしまう可能性もある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、温度センサの信号あるいは温度センサの出力を入力し、複数の状態を判別するための複数の比較回路と、前記複数の比較回路の出力のそれぞれに直列接続した複数の抵抗と、前記複数の抵抗の他端同士を接続し、前記複数の比較回路の出力に応じて合成抵抗値が変化する抵抗回路部と、前記抵抗回路部と基準となる抵抗を接続し、前記抵抗の他端を直流電源に接続し、前記抵抗回路部と基準となる抵抗との接続点の電圧を検出するＡＤ変換器を有し、その変換結果によって制御を行うものとした。
【００１３】
また、前記温度センサは一つであり、前記一つの温度センサの出力が前記複数の比較回路に入力されるものとした。
【００１４】
また、前記温度センサは複数であり、前記複数の温度センサの出力がそれぞれの前記複数の比較回路に入力されるものとした。
【００１５】
また、前記複数の比較回路の出力と前記抵抗回路部間は、フォトカプラ等の複数の絶縁回路で接続するものとした。
【００１６】
また、前記抵抗回路部に使用する抵抗は、それぞれ適切な重み付けをするものとした。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明では、温度センサの複数の状態あるいは複数の温度センサの状態をひとつのＡＤ変換器で検出することができる。
【００１８】
また、温度センサの状態を検出し比較する部分と、比較結果から抵抗を合成する部分の間を絶縁回路で構成することにより、比較部の電源故障やケーブル断線などの不具合を、ＡＤ変換器を有する制御部側で検出が可能となる。
【００１９】
さらに、合成抵抗回路部の抵抗値を適切な重み付けすることによって、ひとつのＡＤ変換器で複数の温度センサの状態を検知することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施例を示す電気回路図であり、温度センサ１は抵抗２と直列接続し、それぞれ正負電源端に接続する。
【００２２】
また、温度センサ１と抵抗２の接続点電圧をＶｉｎとする。
【００２３】
比較部３は比較器と基準電圧回路で構成され、比較回路３０は比較器３００と抵抗３０１、３０２を直列接続し、それぞれ正負電源に接続した基準電圧回路の出力を非反転入力端子に接続する。
【００２４】
また、反転入力端子にはＶｉｎを入力する。
【００２５】
同様に、比較回路３１は比較器３１０と抵抗３１１、３１２で構成する。
【００２６】
この時、比較回路３０と比較回路３１の基準電圧回路出力は、異なる電圧（Ｖｔｈ３０、Ｖｔｈ３１）を設定するものとする。
【００２７】
比較回路３０、３１の出力端子にはそれぞれ抵抗回路部４の抵抗４０、４１を接続し、共に抵抗５の一端に接続する。
【００２８】
抵抗５の他端は正電源側に接続する。
【００２９】
抵抗４０、４１、５の接続点の電圧をＶｏｕｔとする。
【００３０】
ＡＤ変換器６は、電圧リファレンスＡＶｒｅｆを正電源、基準電圧端子ＡＶｓｓを負電源に接続し、ＡＤ変換入力端子にはＶｏｕｔを入力する。
【００３１】
このような構成にすることにより、比較部３の状態により、抵抗回路部４と抵抗５の正負電源に対する接続状態が変化する。
【００３２】
従って、温度センサ１によって変化するＶｉｎがＶｏｕｔに変換されて出力される。
【００３３】
図２はセンサ温度に対するＶｉｎ、Ｖｏｕｔの変化を表した例である。
【００３４】
ここでは、温度センサ１として負特性サーミスタを使用する。
【００３５】
センサ温度が上昇するとサーミスタの抵抗値が小さくなるので、Ｖｉｎは上昇する。
【００３６】
比較回路３０及び３１の基準電圧をそれぞれＶｔｈ３０、Ｖｔｈ３１とすると、Ｖｉｎがその電圧になった時点で比較回路の出力が反転する。
【００３７】
ＶｉｎがＶｔｈ３０以下の領域をＡ、Ｖｔｈ３０からＶｔｈ３１までの領域をＢ、Ｖｔｈ３１以上の領域をＣとする。
【００３８】
比較器３００、３１０の出力端子構成がオーブンコレクタとすれば、領域Ａでは抵抗４０、４１の比較部３側は未接続状態、領域Ｂでは抵抗４０のみ負電源側に接続、領域Ｃでは抵抗４０、４１とも負電源側に接続となる。
【００３９】
図３は領域Ａ、Ｂ、Ｃ各場合の回路状態を簡略化したものである。
【００４０】
比較回路３０、３１はそれぞれスイッチと置き換えることができる。
【００４１】
図４は図１の回路例において、ＡＤ変換器６の変換結果から温度センサ１の状態判別のための閾値を設定した例である。
【００４２】
領域Ａでは、
Ｖｏｕｔ＝Ｖ
領域Ｂでは、
0003735494.tif 000002
領域Ｃでは、
0003735494.tif 000003
となる。
【００４３】
各領域を判別するための閾値は、２つ必要となるので、領域Ａと領域Ｂの判別をＶｔｈＡＢ、領域Ｂと領域Ｃの判別をＶｔｈＢＣとすると、
0003735494.tif 000004
に設定すればよい。
【００４４】
図５は複数の温度センサ１１、１２を入力とした第二の実施例を示したものである。
【００４５】
ここでは２つの温度センサ１１、１２を入力とするが、３つ以上の温度センサを用いる場合でも同様の回路構成となる。
【００４６】
図５において、温度センサ１１、１２はそれぞれ抵抗２１、２２と直列に接続し、それぞれ正負電源に接続する。
【００４７】
また、それぞれの接続点電圧をＶｉｎ１、Ｖｉｎ２とする。
【００４８】
比較部３からＡＤ変換器６までの構成は図１の構成と同様であるが、基準電圧回路出力Ｖｔｈ３０、３１は各温度センサの検出温度に合わせて設定する。
【００４９】
図６はセンサ温度に対する検出温度の変化と、本構成の回路における出力電圧Ｖｏｕｔの例である。
【００５０】
図７は領域Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇの各場合の回路状態を簡略化したものである。
【００５１】
図３の場合と同様、比較回路３０、３１はそれぞれスイツチと置き換えることができる。
【００５２】
センサ１１の２つの状態（Ｄ、Ｅ）とセンサ１２の２つの状態（Ｆ、Ｇ）があるため、Ｖｏｕｔは４レベルの出力となる。
【００５３】
それぞれを組み合わせたときの電圧をＶｏｕｔＤＦ、ＶｏｕｔＤＧ、ＶｏｕｔＥＦ、ＶｏｕｔＥＧとすると、
0003735494.tif 000005
となる。
【００５４】
各状態を判別するための閾値は３つ必要となるので、組合せ（Ｄ＆Ｆ）と（Ｄ＆Ｇ）の判別をＶｔｈＤＦＤＧ、組合せ（Ｄ＆Ｇ）と（Ｅ＆Ｆ）の判別をＶｔｈＤＧＥＦ、組合せ（Ｅ＆Ｆ）と（Ｅ＆Ｇ）の判別をＶｔｈＥＦＥＧとすると、
0003735494.tif 000006
に設定すればよい。
【００５５】
図８は、図５の実施例に対し、比較部３の出力を絶縁回路で構成した第３の実施例である。
【００５６】
図５に対し、比較器３００及び３１０の出力側にフォトカプラ発光素子用電流制限抵抗３０３及び３１３を接続し、さらにフォトカプラ３０４及び３１４の発光側端子に接続する。ここで、センサ回路部と比較部およびフォトカプラの発光側電源端子は共通電源Ｖ１及びＧ１とする。
【００５７】
抵抗５を接続する電源は、共通電源Ｖ１及びＧ１とは絶縁された電源Ｖ２ーＧ２側に接続する。
【００５８】
フォトカプラ３０４及び３１４の出力端子は一方を抵抗回路部４に接続し、他方をＧ２に接続する。
【００５９】
また、ＡＤ変換器６には、電圧リファレンスＡＶｒｅｆを正電源Ｖ２、基準電圧端子ＡＶｓｓを負電源Ｇ２に接続する。
【００６０】
このような構成にすることで、センサー比較部を構成する電源と、ＡＤ変換器を含む制御部を構成する電源を分離することができる。
【００６１】
図９は、図８の構成において実装部分を分割し、センサー比較部Ａと制御部Ｂを信号ケーブルＣで接続した例である。
【００６２】
この実施例において、例えば
（１）電源１が故障した場合
（２）ケーブルＣが未接続の場合
は、比較部出力段のフォトカプラが非駆動状態になるか、あるいは、非駆動状態と同等の出力信号レベルになるため、故障判断ができるという利点もある。
【００６３】
比較部３によって、並列接続される抵抗回路部４を構成する抵抗値としては、最小の抵抗値をＲ（Ω）とすれば、それぞれＲ、２Ｒ、４Ｒ……という重み付けをすればよい。
【００６４】
図１０には抵抗回路部４を構成する抵抗本数が３本の場合の等価回路図を示し、図１１には抵抗値に重み付けをした場合の合成抵抗値、および電源電圧を１とした場合の出力電圧比を示す。（抵抗５として抵抗値を２Ｒ／３とした場合）
なお、図１１において、○は抵抗がスイツチ（比較部）によって基準電位に接続された場合、×は未接続の場合を示す。
【００６５】
このように抵抗値を設定することで、温度センサの複数の状態あるいは複数の温度センサの状態を検出して電圧情報に変換し、ひとつのＡＤ変換器に入力すれば、これら複数の状態を判別することができる。
【００６６】
第１〜第３の実施例のような構成をとることにより、温度センサの状態を判別するための閾値はそのままで、比較部内の基準電圧回路を構成する抵抗定数を変更することで、閾値を変更することなく制御用マイクロコンピュータのソフトウェアを使用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、温度センサの複数の状態あるいは複数の温度センサの状態をひとつのＡＤ変換器で検出することができる。
【００６８】
したがって、同時に多くのセンサ入力を必要とする加熱装置など、多数のＡＤ変換器が必要となる場合に、少ないＡＤ変換器数でまかなうことが可能となる。
【００６９】
また、温度センサの状態を検出し比較する部分と、比較結果から抵抗を合成する部分の間を絶縁回路で構成することにより、比較部の電源故障やケーブル断線などの不具合を、ＡＤ変換器を有する制御部側で検出が可能となる。
【００７０】
さらに、合成抵抗回路部の抵抗値を適切な重み付けすることによって、ひとつのＡＤ変換器で複数の温度センサの状態を検知することができる。
【００７１】
このような構成をとることにより、温度センサの状態を判別するための閾値はそのままで、比較部内の基準電圧回路を構成する抵抗定数を変更することで、閾値を変更することなく制御用マイクロコンピュータのソフトウェアを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の一実施例を示す温度検知回路の回路図である。
【図２】図１におけるセンサ温度と入出力電圧との関係図である。
【図３】図１における回路例出力部分の簡略図である。
【図４】図１における出力電圧と閾値の設定摸式図である。
【図５】本発明の第２の一実施例を示す温度検知回路の回路図である。
【図６】図５におけるセンサ温度と入出力電圧、および閾値との関係図である。
【図７】図５における回路例出力部分の簡略図である。
【図８】本発明の第３の一実施例を示す温度検知回路の回路図である。
【図９】図８における実装例を示す回路図である。
【図１０】比較部が３つある場合の出力部分の簡略図である。
【図１１】図１０の例における合成抵抗と出力電圧との関係図である。
【図１２】従来例を示す温度検知回路のブロック図である。（ＡＤ変換器を複数使用の場合）
【図１３】従来例を示す温度検知回路のブロック図である。（ＡＤ変換器の前に信号切替回路を接続の場合）
【符号の説明】
１    温度センサ
２    抵抗
３    比較部
４    抵抗回路部
５    抵抗
６    ＡＤ変換器
【図１】
0003735494.tif 000007
【図２】
0003735494.tif 000008
【図３】
0003735494.tif 000009
【図４】
0003735494.tif 000010
【図５】
0003735494.tif 000011
【図６】
0003735494.tif 000012
【図７】
0003735494.tif 000013
【図８】
0003735494.tif 000014
【図９】
0003735494.tif 000015
【図１０】
0003735494.tif 000016
【図１１】
0003735494.tif 000017
【図１２】
0003735494.tif 000018
【図１３】
0003735494.tif 000019