JPH08297429A

JPH08297429A - 交流負荷通電制御装置

Info

Publication number: JPH08297429A
Application number: JP10122295A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kubo; 圭史久保
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】入力電流及び高調波電流を低減するととも
に、指標値のきめ細かい制御を可能にする。【構成】交流電源１０の両ライン間に、被加熱部材を
加熱するヒータ２０及びスイッチ部３０が直列接続され
るとともに、ゼロクロス検出回路４０が接続されてい
る。基準電圧Ｖ_REFがサーミスタ６１及び抵抗Ｒ１で分
圧された分圧電圧Ｖ_Tが温度検出部６０から制御部５０
に入力される。制御部５０は、分圧電圧Ｖ_Tのレベルに
よって被加熱部材の温度を検出し、検出温度に応じてス
イッチ部３０のオン、オフを制御してヒータ２０への通
電を制御するもので、交流電源１０の電圧波形の１周期
毎にスイッチ部３０のオン、オフを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交流電源から負荷への
通電のオン、オフを効率良く行わせる交流負荷通電制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、商用電源等の交流電源からヒータ
等の負荷に通電する際には、温度等の指標値を一定に維
持するために、一般に通電のオン、オフ制御が行われて
いる。この場合、オン時の突入電流を低減するために、
交流波形のゼロクロスでオンさせることがよく行われて
いる。ところが、ゼロクロスでオンするのみの単純なオ
ン、オフ制御ではきめ細かい制御が困難なので、交流波
形の導通角を制御することにより、指標値からのオーバ
ーシュート等の少ないきめ細かい制御が行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導通角
を制御することにより温度等の指標値を一定に維持しよ
うとした場合、負荷への入力電流波形はパルス状の正弦
波から大きくずれたものになってしまう。このため、力
率が低下するため、有効電力は低下するが電流の実効値
が上昇して皮相電力が増大し、その結果入力電流が増大
してしまう。従って、電線、ヒューズや電源スイッチ等
の入力部には、電流定格の大きい部品を使用しなければ
ならず、部品の大型化及びコスト上昇を招くこととな
る。

【０００４】また、奇数次の高調波電流が多く含まれる
ことになるが、ＩＥＣ（国際電気標準会議）で定められ
た国際規格ＩＥＣ1000-3-2に規定されているように、欧
州を中心に世界的に高調波電流の規制が強化されてお
り、これを低減する必要がある。また、負荷への入力オ
ン時の電流変化率が大きいため、ノイズ発生の一因とな
っていた。

【０００５】本発明は、上記問題を解決するもので、入
力電流及び高調波電流を低減するとともに、指標値のき
め細かい制御を可能にする交流負荷通電制御装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、正弦波交流電源から負荷への通電のオ
ン、オフを制御する交流負荷通電制御装置において、上
記正弦波交流電源の電圧波形のゼロクロスを検出するゼ
ロクロス検出手段と、上記正弦波交流電源と上記負荷と
の間に介設されたスイッチと、上記スイッチを予め定め
られたオン、オフパターンで周期的にオン、オフさせる
とともに、上記スイッチのオン、オフ切換は上記ゼロク
ロスの検出に同期して行わせるスイッチ制御手段とを備
えたものである（請求項１）。

【０００７】また、請求項１記載の交流負荷通電制御装
置において、上記負荷に関する指標値を検出する指標値
検出手段を備え、上記スイッチ制御手段は、上記検出指
標値が予め設定された値に達するまで上記スイッチを動
作させるものである（請求項２）。

【０００８】また、上記スイッチ制御手段は、上記検出
指標値が上記設定値に比して小なる第１の値より小さい
ときは第１のオン比率を持つオン、オフパターンで上記
スイッチを動作させ、上記検出指標値が上記第１の値よ
り大きく、かつ上記設定値より小さいときは上記第１の
オン比率より小さい第２のオン比率を持つオン、オフパ
ターンで上記スイッチを動作させるものである（請求項
３）。

【０００９】また、上記負荷は、被加熱部材を加熱する
ヒータで、上記指標値は上記被加熱部材の温度で、上記
第１の値は予め設定された温度より低い第１の温度で、
上記指標値検出手段は上記被加熱部材の温度を検出する
ものである（請求項４）。

【００１０】また、上記スイッチ制御手段は、上記検出
温度が上記第１の温度より低いときは、上記スイッチを
２／３のオン比率を持つオン、オフパターンで上記スイ
ッチを動作させ、上記検出温度が上記第１の温度より高
く、かつ上記設定温度より低いときは、上記スイッチを
１／２のオン比率を持つオン、オフパターンで上記スイ
ッチを動作させるものである（請求項５）。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明によれば、正弦波交流電源
から負荷への通電が、予め定められたオン、オフパター
ンで周期的にオン、オフされ、通電のオン、オフ切換は
ゼロクロスの検出に同期して行われる。これによって、
負荷に供給される電流波形が正弦波にされるとともに、
負荷への供給電力がきめ細かく制御される。

【００１２】また、請求項２記載の発明によれば、負荷
に関する指標値が検出され、この指標値が予め設定され
た値に達するまで、正弦波交流電源から負荷への通電
が、予め定められたオン、オフパターンで周期的にオ
ン、オフされ、通電のオン、オフ切換はゼロクロスの検
出に同期して行われる。これによって、負荷に供給され
る電流波形が正弦波にされるとともに、指標値が設定値
に達するまで負荷に供給される平均電力が、きめ細かく
制御される。

【００１３】また、請求項３記載の発明によれば、負荷
に関する指標値が検出され、検出指標値が設定値に比し
て小なる第１の値より小さいときは、正弦波交流電源か
ら負荷への通電が第１のオン比率を持つオン、オフパタ
ーンで行われる。また、検出指標値が第１の値より大き
く、かつ設定値より小さいときは、正弦波交流電源から
負荷への通電が第１のオン比率より小さい第２のオン比
率を持つオン、オフパターンで行われる。なお、通電の
オン、オフ切換はゼロクロスの検出に同期して行われ
る。これによって、指標値が迅速に設定値に達するとと
もに、設定値到達後のオーバーシュートが低減する。ま
た、負荷に供給される電流波形が正弦波にされ、指標値
が設定値に達するまで負荷に供給される平均電力が、き
め細かく制御される。

【００１４】また、請求項４記載の発明によれば、被加
熱部材の温度が検出され、検出温度が設定温度に比して
小なる第１の温度より低いときは、正弦波交流電源から
負荷への通電が第１のオン比率を持つオン、オフパター
ンで行われる。また、検出温度が第１の温度より高く、
かつ設定温度より低いときは、正弦波交流電源から負荷
への通電が第１のオン比率より小さい第２のオン比率を
持つオン、オフパターンで行われる。なお、通電のオ
ン、オフ切換はゼロクロスの検出に同期して行われる。
これによって、被加熱部材の温度が迅速に設定温度に達
するとともに、設定温度到達後のオーバーシュートが低
減する。また、ヒータに供給される電流波形が正弦波に
され、設定温度に達するまでヒータに供給される平均電
力が、きめ細かく制御される。

【００１５】また、請求項５記載の発明によれば、被加
熱部材の温度が検出され、検出温度が設定温度に比して
小なる第１の温度より低いときは、正弦波交流電源から
負荷への通電が２／３のオン比率を持つオン、オフパタ
ーンで行われる。また、検出温度が第１の温度より高
く、かつ設定温度より低いときは、正弦波交流電源から
負荷への通電が１／２のオン比率を持つオン、オフパタ
ーンで行われる。なお、通電のオン、オフ切換はゼロク
ロスの検出に同期して行われる。これによって、被加熱
部材の温度が迅速に設定温度に達するとともに、設定温
度到達後のオーバーシュートが低減する。また、ヒータ
に供給される電流波形が正弦波にされ、設定温度に達す
るまでヒータに供給される平均電力が、きめ細かく制御
される。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明が適用されるヒータ制御回路
の一実施例の回路図、図２は、交流電源１０の電圧波
形、ゼロクロス信号及びスイッチ部３０の動作状態を示
すタイミングチャートである。

【００１７】このヒータ制御回路は、交流電源１０の両
ライン間に、ヒータ２０及びスイッチ部３０が直列に接
続されるとともに、ゼロクロス検出回路４０が接続され
て構成され、制御部５０によってスイッチ部３０のオ
ン、オフが制御されてヒータ２０への交流電源１０の通
電が制御されるようになっている。なお、交流電源１０
の両ラインとヒータ制御回路間に、それぞれヒューズＦ
が接続されている。

【００１８】ヒータ２０は、ニッケルクロム合金等から
なり、例えば熱ローラ定着方式が採用された普通紙複写
機に配設される加熱ローラやホットプレートに配設され
るプレート等の被加熱部材を加熱するものである。温度
検出部６０は、指標値として上記被加熱部材の温度を検
出するもので、基準電圧Ｖ_REFとアース間にサーミスタ
６１及び抵抗Ｒ１が直列接続されてなり、基準電圧Ｖ
_REFがサーミスタ６１及び抵抗Ｒ１で分圧された分圧電
圧Ｖ_Tが制御部５０に入力されるようになっている。サ
ーミスタ６１は、上記被加熱部材に接触して配設され、
被加熱部材の温度が上昇するとその抵抗値が低下するも
のである。

【００１９】スイッチ部３０は、トライアック３１及び
トライアック３１にゲート電流を供給するトライアック
ゲート回路３２から構成される。トライアック３１は、
端子Ｔ１，Ｔ２がスイッチ端子３０１，３０２に接続さ
れ、ゲート端子Ｇがトライアックゲート回路３２に接続
されてなり、トライアックゲート回路３２から供給され
るゲート電流の有無によってターンオン、ターンオフす
るもので、ゲート電流の供給は制御部５０からのゲート
制御信号によって制御される。ゼロクロス検出回路４０
は、図２のに示すような交流電源１０の電圧波形にお
いてゼロクロスを検出し、検出毎に図２のに示すよう
な短パルスのゼロクロス信号を制御部５０に出力するも
のである。

【００２０】制御部５０は、温度検出部６０から入力さ
れる分圧電圧Ｖ_Tのレベルによって被加熱部材の温度を
検出するものである。また、検出温度に応じてトライア
ックゲート回路３２にゲート制御信号を出力して、トラ
イアック３１のターンオン、ターンオフを制御すること
によりスイッチ部３０のオン、オフを制御してヒータ２
０への通電を制御するもので、交流電源１０の電圧波形
の１周期毎にスイッチ部３０のオン、オフを制御する。

【００２１】ここで、被加熱部材の設定温度をTP₀、第
１の温度をTP₁、第２の温度をTP₂（但し、TP₀＞TP₁＞TP
₂）とし、被加熱部材の現在の温度をTPとする。

【００２２】このとき、制御部５０は、TP＜TP₂のと
き、図２のに示すようにゼロクロス信号の入力時点か
ら継続してスイッチ部３０をオンさせる。また、TP₂≦T
P＜TP₁のとき、図２のに示すようにゼロクロス信号の
入力時点からスイッチ部３０に２周期オン、１周期オフ
の動作を繰り返して行わせる。また、TP₁≦TP＜TP₀のと
き、図２のに示すように、ゼロクロス信号の入力時点
からスイッチ部３０に１周期オン、１周期オフの動作を
繰り返して行わせる。

【００２３】これによって、被加熱部材の温度は、図３
に示すように雰囲気温度TP_aから急激に上昇して第２の
温度TP₂に到達し、第２の温度TP₂から多少緩やかに上昇
して第１の温度TP₁に到達し、第１の温度TP₁から更に緩
やかに上昇して設定温度TP₀に到達する。そして、ほと
んどオーバーシュートすることなく設定温度TP₀が維持
される。

【００２４】図４は、ヒータ制御回路の動作手順の一例
を示すフローチャートである。

【００２５】まず、被加熱部材の現在の温度TPが検出さ
れて設定温度TP₀と比較され（ステップＳ１）、TP＜TP₀
でなければ（ステップＳ１でＮＯ）、待機し、TP＜TP₀
であれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、ゼロクロス信号が
検出されるまで（ステップＳ２でＮＯ）待機し、検出さ
れると（ステップＳ２でＹＥＳ）、ヒータ２０が通電さ
れる（ステップＳ３）。

【００２６】次に、ステップＳ１で検出された温度TPと
第２の温度TP₂が比較され（ステップＳ４）、TP＜TP₂で
あれば（ステップＳ４でＹＥＳ）、ゼロクロス信号を６
回カウントするまで（ステップＳ５でＮＯ）、そのまま
の状態を維持し、６回カウントすると（ステップＳ５で
ＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。

【００２７】一方、ステップＳ４において、TP＜TP₂で
なければ（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ１で検出
された温度TPと第１の温度TP₁が比較され（ステップＳ
７）、TP₁≦TPであれば（ステップＳ４でＹＥＳ）、ゼ
ロクロス信号を２回カウントするまで（ステップＳ８で
ＮＯ）、そのままの状態を維持し、２回カウントすると
（ステップＳ８でＹＥＳ）、ヒータ２０への通電を停止
する（ステップＳ９）。

【００２８】次いで、ゼロクロス信号を２回カウントす
るまで（ステップＳ１０でＮＯ）、そのままの状態を維
持し、２回カウントすると（ステップＳ１０でＹＥ
Ｓ）、ステップＳ６に進む。

【００２９】一方、ステップＳ７において、TP₁≦TPで
なければ（ステップＳ７でＮＯ）、TP₂≦TP＜TP₁である
ので、ゼロクロス信号を４回カウントするまで（ステッ
プＳ１１でＮＯ）、そのままの状態を維持し、４回カウ
ントすると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ９
に進んで、ヒータ２０への通電を停止する。

【００３０】そして、ステップＳ６において、被加熱部
材の現在の温度TPが検出されて設定温度TP₀と比較さ
れ、TP＜TP₀でなければ（ステップＳ６でＮＯ）、ヒー
タ２０への通電を停止して（ステップＳ１２）、ステッ
プＳ１に戻る。一方、TP＜TP₀であれば（ステップＳ６
でＹＥＳ）、ヒータ２０が通電され（ステップＳ３）、
以下、上記した手順が繰り返される。

【００３１】このように、交流電源１０の電圧波形の１
周期毎にヒータ２０への通電のオン、オフを制御するよ
うにしたので、ヒータ２０に通電される電流波形を正弦
波にすることができる。従って、突入電流を低減でき、
力率の低下を防止できるので、入力電流を低減できると
ともに、高調波電流を低減することができる。また、入
力電流の低減によって、入力回路に使用するヒューズＦ
や、その他の電線、電源スイッチやノイズフィルタ等の
部品として電流定格の小さいものを使用できることか
ら、部品の小型化及びコスト低減が図れる。また、オン
時の電流変化率が小さいので発生するノイズを低減でき
る。

【００３２】また、ヒータ２０への供給電力をきめ細か
く制御でき、温度制御をきめ細かく行える。従って、消
費電力を必要最小限にすることができるとともに、設定
温度TP₀に対するオーバーシュートを低減できる。

【００３３】図５は、図１におけるスイッチ部３０及び
制御部５０の別の構成例を示す回路図である。スイッチ
部３０は、フォトトライアックカプラ３４やトライアッ
ク３７等からなるソリッドステートリレー（ＳＳＲ）３
３とトランジスタＱ１とから構成されている。ＳＳＲ３
３のトライアック３７は、端子Ｔ１，Ｔ２がスイッチ端
子３０１，３０２に接続され、ゲート端子Ｇが抵抗Ｒ３
を介してスイッチ端子３０１に接続されている。

【００３４】フォトトライアックカプラ３４のフォトト
ライアック３６は、端子Ｔ１がトライアック３７のゲー
ト端子Ｇに接続され、端子Ｔ２が抵抗Ｒ２を介してスイ
ッチ端子３０２に接続されている。フォトトライアック
カプラ３４の発光ダイオード３５は、アノードが電源電
圧Ｖ_CCに接続され、カソードがトランジスタＱ１のコレ
クタに接続されている。

【００３５】トランジスタＱ１は、ベースがＣＰＵ５２
の出力端子Ｐ１に、エミッタがアースラインに接続され
ている。

【００３６】制御部５０は、Ａ／Ｄ変換器５１及びＣＰ
Ｕ５２から構成されている。Ａ／Ｄ変換器５１は、入力
端子がサーミスタ６１と抵抗Ｒ１の接続点に、出力端子
がＣＰＵ５２に接続され、温度検出部６０から入力され
るアナログの分圧電圧Ｖ_Tを所要のビット数、例えば図
５では４ビット、すなわち１６段階のディジタル値に変
換してＣＰＵ５２に出力するものである。

【００３７】ＣＰＵ５２は、Ａ／Ｄ変換器５１から入力
されるディジタル値によって被加熱部材の温度を検出す
るものである。また、検出温度に応じて出力端子Ｐ１か
らゲート制御信号を出力するものである。

【００３８】ＣＰＵ５２の出力端子Ｐ１からハイレベル
のゲート制御信号が出力されるとトランジスタＱ１がオ
ンになり、発光ダイオード３５が発光してフォトトライ
アック３６がオンになり、抵抗Ｒ２、フォトトライアッ
ク３６、抵抗Ｒ３を通って電流が流れ、これによってト
ライアック３７がターンオンしてヒータ２０が通電され
る。

【００３９】そして、図１の場合と同様に交流電源１０
の電圧波形の１周期毎にスイッチ部３０のオン、オフを
制御して図２に示すように動作させることにより、図３
に示すように被加熱部材が加熱される。これによって、
図５の場合にも、図１と同様の効果が得られる。

【００４０】なお、ＳＳＲ３３に代えて、例えば常開接
点の接点部及びコイル部からなる機械式リレーを用いて
もよい。この場合には、発光ダイオード３５に代えてコ
イル部を接続し、トライアック３７に代えて接点部を接
続することによって、同様の効果が得られる。

【００４１】図６は、図１における制御部５０の別の構
成例を示す回路図で、制御部５０及び温度検出部６０の
みを示し、他の構成要素は図略している。図６では、制
御部５０は、コンパレータＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びＣＰＵ
５３から構成されている。

【００４２】コンパレータＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、反転入
力端子がサーミスタ６１と抵抗Ｒ１の接続点に、非反転
入力端子がそれぞれ基準電圧Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃（但し、Ｖ₁
＜Ｖ ₂＜Ｖ₃）を発生する基準電圧発生部５４，５５，５
６に、出力端子がそれぞれＣＰＵ５３の入力端子Ｐ１
１，Ｐ１２，Ｐ１３に接続されている。

【００４３】そして、コンパレータＣ１，Ｃ２，Ｃ３
は、反転入力端子への入力電圧レベルが非反転入力端子
への入力電圧レベル未満のときは、出力端子からハイレ
ベル信号を出力し、反転入力端子への入力電圧レベルが
非反転入力端子への入力電圧レベル以上のときは、出力
端子からローレベル信号を出力するものである。

【００４４】すなわち、コンパレータＣ１，Ｃ２，Ｃ３
は、Ｖ_T＜Ｖ₁のとき、それぞれハイレベル信号、ハイレ
ベル信号、ハイレベル信号を出力する。また、Ｖ₁≦Ｖ_T
＜Ｖ₂のとき、それぞれローレベル信号、ハイレベル信
号、ハイレベル信号を出力する。また、Ｖ₂≦Ｖ_T＜Ｖ₃
のとき、それぞれローレベル信号、ローレベル信号、ハ
イレベル信号を出力する。また、Ｖ₃≦Ｖ_Tのときは、そ
れぞれローレベル信号、ローレベル信号、ローレベル信
号を出力する。

【００４５】ここで、基準電圧Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃は、TP＝T
P₂のときＶ_T＝Ｖ₁、TP＝TP₁のときＶ_T＝Ｖ₂、TP＝TP₀の
ときＶ_T＝Ｖ₃となるように設定されている。

【００４６】ＣＰＵ５３は、出力端子Ｐ１からゲート制
御信号を出力して図略のヒータ２０のオン、オフを制御
するもので、入力端子Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３にそれぞ
れハイレベル信号、ハイレベル信号、ハイレベル信号が
入力されたとき、すなわちTP＜TP₂のときは、ゼロクロ
ス信号の入力時点から継続して出力端子Ｐ１からハイレ
ベルのゲート制御信号を出力することにより、図２の
に示すようにスイッチ部３０をオンさせる。

【００４７】また、入力端子Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３に
それぞれローレベル信号、ハイレベル信号、ハイレベル
信号が入力されたとき、すなわちTP₂≦TP＜TP₁のとき
は、ゼロクロス信号の入力時点から２周期ハイレベル、
１周期ローレベルのゲート制御信号を繰り返して出力す
ることにより、図２のに示すようにスイッチ部３０に
２周期オン、１周期オフの動作を繰り返して行わせる。

【００４８】また、入力端子Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３に
それぞれローレベル信号、ローレベル信号、ハイレベル
信号が入力されたとき、すなわちTP₁≦TP＜TP₀のとき
は、ゼロクロス信号の入力時点から１周期ハイレベル、
１周期ローレベルのゲート制御信号を繰り返して出力す
ることにより、図２のに示すようにスイッチ部３０に
１周期オン、１周期オフの動作を繰り返して行わせる。

【００４９】また、入力端子Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３か
らそれぞれローレベル信号、ローレベル信号、ローレベ
ルの信号が入力されたとき、すなわちTP₀≦TPのとき
は、ヒータ２０の通電を停止する。

【００５０】これによって、図１の場合と同様に図３に
示すように被加熱部材が加熱されることとなり、図６の
場合にも、図１と同様の効果が得られる。

【００５１】なお、制御部５０と温度検出部６０の間に
オペアンプ等の増幅器を介設し、分圧電圧Ｖ_Tを増幅す
るようにしてもよい。これによって、コンパレータＣ
１，Ｃ２，Ｃ３への入力電圧の変化幅を増大できるの
で、基準電圧Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃のレベル差を増大できるこ
とから、基準電圧Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃の設定が容易に行え
る。

【００５２】なお、上記実施例では交流電源１０の電圧
波形の１周期毎にスイッチ部３０のオン、オフを制御す
るようにしたが、ゼロクロス検出毎、すなわち電圧波形
の半周期毎にスイッチ部３０のオン、オフを制御するよ
うにしても、同様の効果が得られる。

【００５３】また、上記実施例では、被加熱部材を加熱
するヒータに適用した場合について説明したが、本発明
はこれに限られるものではなく、他の一般の負荷に交流
電源を通電する場合に適用することにより、同様の効果
が得られる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、正弦波交流電源から負荷への通電を、予め定め
られたオン、オフパターンで周期的にオン、オフすると
ともに、通電のオン、オフ切換をゼロクロスの検出に同
期して行うようにしたので、負荷に供給される電流波形
を正弦波にすることができる。従って、突入電流を低減
でき、力率の低下を防止できる。また、高調波電流を低
減することができる。また、オン時の電流変化率が小さ
いので発生するノイズを低減できる。また、負荷への供
給電力をきめ細かく制御できる。

【００５５】また、請求項２の発明によれば、負荷に関
する指標値を検出し、検出指標値が予め設定された値に
達するまでスイッチを動作させるようにしたので、負荷
に供給される電流波形を正弦波にすることができる。従
って、突入電流を低減でき、力率の低下を防止できる。
また、高調波電流を低減することができる。また、オン
時の電流変化率が小さいので発生するノイズを低減でき
る。また、指標値が設定値に達するまで負荷に供給され
る平均電力をきめ細かく制御できる。

【００５６】また、請求項３の発明によれば、検出指標
値が設定値に比して小なる第１の値より小さいときは、
スイッチを第１のオン比率を持つオン、オフパターンで
動作させ、検出指標値が第１の値より大きく、かつ設定
値より小さいときは、スイッチを第１のオン比率より小
さい第２のオン比率を持つオン、オフパターンで動作さ
せるようにしたので、指標値を迅速に設定値に到達させ
ることができるとともに、設定値到達後のオーバーシュ
ートを低減できる。また、負荷に供給される電流波形を
正弦波にすることができる。従って、突入電流を低減で
き、力率の低下を防止できる。また、高調波電流を低減
することができる。また、オン時の電流変化率が小さい
ので発生するノイズを低減できる。また、指標値が設定
値に達するまで負荷に供給される平均電力をきめ細かく
制御できる。

【００５７】また、請求項４の発明によれば、検出温度
が設定温度に比して小なる第１の温度より低いときは、
スイッチを第１のオン比率を持つオン、オフパターンで
動作させ、検出温度が第１の温度より高く、かつ設定温
度より低いときは、スイッチを第１のオン比率より小さ
い第２のオン比率を持つオン、オフパターンで動作させ
るようにしたので、被加熱部材の温度を迅速に設定温度
に到達させることができるとともに、設定温度到達後の
オーバーシュートを低減できる。また、ヒータに供給さ
れる電流波形を正弦波にすることができる。従って、突
入電流を低減でき、力率の低下を防止できる。また、高
調波電流を低減することができる。また、オン時の電流
変化率が小さいので発生するノイズを低減できる。ま
た、被加熱部材の温度が設定温度に達するまでヒータに
供給される平均電力をきめ細かく制御できる。

【００５８】また、請求項５の発明によれば、検出温度
が設定温度に比して小なる第１の温度より低いときは、
スイッチを２／３のオン比率を持つオン、オフパターン
で動作させ、検出温度が第１の温度より高く、かつ設定
温度より低いときは、スイッチを１／２のオン比率を持
つオン、オフパターンで動作させるようにしたので、被
加熱部材の温度を迅速に設定温度に到達させることがで
きるとともに、設定温度到達後のオーバーシュートを低
減できる。また、ヒータに供給される電流波形を正弦波
にすることができる。従って、突入電流を低減でき、力
率の低下を防止できる。また、高調波電流を低減するこ
とができる。また、オン時の電流変化率が小さいので発
生するノイズを低減できる。また、被加熱部材の温度が
設定温度に達するまでヒータに供給される平均電力をき
め細かく制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるヒータ制御回路の一実施例
の回路図である。

【図２】交流電源１０の電圧波形、ゼロクロス信号及び
スイッチ部３０の動作状態を示すタイミングチャートで
ある。

【図３】被加熱部材の温度上昇を示す図である。

【図４】ヒータ制御回路の動作手順の一例を示すフロー
チャートである。

【図５】図１におけるスイッチ部３０及び制御部５０の
別の構成例の回路図である。

【図６】図１における制御部５０の別の構成例の回路図
である。

【符号の説明】

１０交流電源２０ヒータ（負荷）３０スイッチ部３１トライアック３２トライアックゲート回路３３ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）４０ゼロクロス検出回路５０制御部（スイッチ制御手段）６０温度検出部（指標値検出手段）６１サーミスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正弦波交流電源から負荷への通電のオ
ン、オフを制御する交流負荷通電制御装置において、上
記正弦波交流電源の電圧波形のゼロクロスを検出するゼ
ロクロス検出手段と、上記正弦波交流電源と上記負荷と
の間に介設されたスイッチと、上記スイッチを予め定め
られたオン、オフパターンで周期的にオン、オフさせる
とともに、上記スイッチのオン、オフ切換は上記ゼロク
ロスの検出に同期して行わせるスイッチ制御手段とを備
えたことを特徴とする交流負荷通電制御装置。
【請求項２】請求項１記載の交流負荷通電制御装置に
おいて、上記負荷に関する指標値を検出する指標値検出
手段を備え、上記スイッチ制御手段は、上記検出指標値
が予め設定された値に達するまで上記スイッチを動作さ
せるものであることを特徴とする交流負荷通電制御装
置。
【請求項３】上記スイッチ制御手段は、上記検出指標
値が上記設定値に比して小なる第１の値より小さいとき
は第１のオン比率を持つオン、オフパターンで上記スイ
ッチを動作させ、上記検出指標値が上記第１の値より大
きく、かつ上記設定値より小さいときは上記第１のオン
比率より小さい第２のオン比率を持つオン、オフパター
ンで上記スイッチを動作させるものであることを特徴と
する請求項２記載の交流負荷通電制御装置。
【請求項４】上記負荷は、被加熱部材を加熱するヒー
タで、上記指標値は上記被加熱部材の温度で、上記第１
の値は予め設定された温度より低い第１の温度で、上記
指標値検出手段は上記被加熱部材の温度を検出するもの
であることを特徴とする請求項３記載の交流負荷通電制
御装置。
【請求項５】上記スイッチ制御手段は、上記検出温度
が上記第１の温度より低いときは、上記スイッチを２／
３のオン比率を持つオン、オフパターンで上記スイッチ
を動作させ、上記検出温度が上記第１の温度より高く、
かつ上記設定温度より低いときは、上記スイッチを１／
２のオン比率を持つオン、オフパターンで上記スイッチ
を動作させるものであることを特徴とする請求項４記載
の交流負荷通電制御装置。