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    公开号:WO1980001946A1
    申请号:PCT/JP1980/000033
    申请日:1980-02-28
    公开日:1980-09-18
    发明作者:T Tanaka；S Nakagawa；K Toudo
    申请人:Hitachi Ltd；T Tanaka；S Nakagawa；K Toudo；
    IPC主号:F23N5-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 燃 焼 制 翻 回 路 - 技 術 分 野
    [0003] 本発明は、 温水器や温風機等の燧焼器の制翻用 と して用い られる もので、 半導体集積回路で構成した燃焼制御回路に関 する も のである。 ·
    [0004] 背 景 技 術
    [0005] 本発明は、 電源電圧の過度状態に対し、 安定した初期化を 行う極めて簡単な構成を提供する ものである。
    [0006] 従来の半導体集積回路に供給される電源電圧の過度状態に 対し、 集積回路内部の各フ リ ップフロ ップの状態は全 く 、 ラ ンダム 決定されていた。 即ち、 電源電圧を供給した後、 運 転ス ィ ツ チ等の運 開始信号を一時、 リ セ プ 卜状態にする こ とによ り、 回路内部の初期化を行な っていた。
    [0007] この構成を第 1 図によ 説明する。 以下の説明は燃焼器の 燃焼制翻用と して構成 した場合について説明する。
    [0008] 燃焼制御用半導体集積回路は大別して、 燃焼制御のタイ ミ ングを得るタ イ マや、 タ イ マからの信号と入力信号によ り各 種出力信号を発生する論理回路から ¾る論理ゲ一 ト部 2 と、 燃焼制翩に必要な、 運転スィ ツ チ、 火炎検知信号、 異常警報 入力など （いずれも図示せず） を前記論理ゲー ト部 2 に伝え るための入カイ ンタ プ ス部 1 と、 前記論理ゲー ト部 2 -の 信号を増巾 し、 燃焼用送風機、 電磁弁等 （いずれ も図示せず ) の負荷を駆動するための出力イ ンタ フ -—ス部 3 によ 構 成されている。 これら入カイ ンタフ ヱ 一ス部 1 、 論理ゲー ト 部 2、 出力イ ンタ フ -—ス部 3 は、 共通の電源 Vccに接続さ れ、 電圧が僎铪されている。
    [0009] 電源 Vccを集積回路に投入した状態の電圧波形は時間と電 圧を軸にとると第 2図のごと く なつている。 実際には、 立上 時間 Tは極めて短か く 、 （ミ リ秒程度） 外見上は、 急峻な 立上りを示すが、 電子回路は、 この過渡状態に対しても応答 する。 電源電圧 V c cが低い時点では回路は非動作であるが、 各々の回路構成の形態によ ある電位から動作を開始する。 この時、 同一の回路構成の部分は同時 動作状態に入る。 従 つてフ リ ッ プフ口 ップなどの記'慮素子は構成 ト ラ ンジスタ の 電圧の徼小差や荷電量の差によ どち らかの钦態に落ちつ く ことになる。 しかし、 この状態は常に同じモー ドで動作する とは限らないため、 全体の動作は極めて不安定である。 - 従って、 電源電圧が確定してから、 入力イ ンタ フ ェ ース 1 を通して論理回路 2全体を リ セ ッ 卜する信号を与えてやる必 要があ り、 回路構成が複雑となっている 。
    [0010] また、 特に燃焼制御装置で異常状態に対し作動させる警報 装置を備えてお D これが動作しないよ うにするこ とが必要 である。
    [0011] 発 H月 の 開 示
    [0012] 本発明は、 運転スィ ツ チあるいは温度検出回路等の燃焼制 御開始信号を燃焼制御回路の初期化信号と共用 し、 入カイ ン タ フ ェ一ス部の一部を構成している前記嫘焼制翻開始信号の 回路部分を、 論理ゲ一 ト部に比較して、 電源電圧に対する応答 電圧レベルを高く し、 半導体集積回路の外部に部品を附加する こ とな く安定した初期化を常時行なえるよ うにしたものである 図面の簡単な説明
    [0013] 第 1 図は従来例を示す半導体集積回路のブ口 ック図、 第 2図 は電源電圧の過渡状態の波形図、 第 3図は燃焼制翻回路の一例 の回路図、 第 4図は燃焼制御回路のプロ ッ ク図、 第 5 図は各部 の過渡状態の波形図、 第 6図は本発明の一実施例の入カイ ンタ フ ヱ 一ス部の回路図、 第 7図は本発明の一実施例のィ ンタフ - —ス部の回路図である。
    [0014] 発明を実施するための最良の形態
    [0015] 先ず、 燃焼制翻用集積回路の一例について第 3図によ 説明 する。 11はク ロ ックパ ルス の入力端子、 12は炎信号の入力端子 で、 炎有 で L レベル （以下 " L " という） が入力される。 13 は運転開始信号となる負荷の温度信号の入力端子で、 温度検出 回路から入力され、 低温で H レベル （以下 " H " という） が入 力される。 14、 15、 16はそれぞれの入カイ ンタ フ ヱ 一ス回路で ある。 16は運転開始信号を出力する回路となる。
    [0016] 17はプリ パージ時間を計時するプ リ パージタイ マであ 、 T フ リ ップフロ ップから構成されている。 18は不着火の判定時期 を計時する安全タイ マであ 、 Tフ リ ップフ口 ップで構成され ている。 19はプリ バ一 時間の終了を記憶する R S フ リ つつ。つ 口 ップである。 20は不着火の出力を記憶する R Sフ リ ップフ口 ップである。 21〜 26は N A N Dゲー ト 、 27〜33はィ ンバ一夕で
    [0017] OMPI WIPO ある
    [0018] 41は着火装置駆動用の出力端子、 42は燃料供铪装置駆動用 の出力端子、 43は警報装置駆動用の出力端子、 44は送風機駆 動用の出力端子である。 これ ら出力端子 41〜Mは " L " で負 荷を駆動する。 45、 46、 47、 48は出カイ ンタ フ -―ス回路で ある。
    [0019] 49は燃料供給装置駆動用の出力イ ンタフ ： c —ス回路 46の ト ラ ンジス夕の導通故障をチ ヱ ッ クするための入カイ ンタ フ ヱ —ス回路である。 即ち、 出力端子 42が " L " の と き " H " を 出力する。
    [0020] かかる構成において、 運転スィ ッ チが投入され、 温度が低 いと きは、 入力端子 13が " H " であるので、 入力ィ ンタ フ.ヱ
    [0021] —ス回路 16即ち運転開始信号回路は であるので R S フ リ ッププロ ップ 20はリ'セ ッ トが解除され、 また、 N A N Dゲ — ト 21が " L " とな 、 イ ンバ一タ 28が " H " 、 出力イ ンタ フ ヱ一ス回路 48が " L " とな り、 送-風機が駆動される。 プリ パージの開始である。 またタ イ マ 17、 18の リ セ ッ ト が解除さ れ、 入力端子 11か らのク ロ ッ クパ ル ス に従つてプリ パージ時 間の計時を開始する。 また、 R S フ リ ップフロ ップ 19の リ セ ッ 卜が解除される。
    [0022] 所定時間経過すると、 プリ パージタ イ マ 17の出力の " H " によ って R S フ リ ップフロ ップ 19がセ ッ ト され、 出力 Qが "
    [0023] H " とな り 、 出力端子 41によ つて着火装置が、 出力端子 42に よ って燃料供給装置が運転を開始する.。 着火動作の開始であ - る。 また、 安全タィ マ 18が計時を開始する。
    [0024] 着火すれば、 入力端子 12が " L " となるので、 着火装置は 停止する。
    [0025] 温度が上 入力端子 13に " L " が得られる と _、 入力イ ンタ フ -—ス回路 16の出力は " H " と D、 運転を停止させる。 つま 、 入力イ ンタフ -—ス回路 16の出力が ¾ H " で論理ゲ
    [0026] — ト部はリ セ ッ ト される。
    [0027] 安全時間内 不着火のと きは、 安全タイ マ 18の出力 iCよ つ て、 N A N Dゲー ト 24が " L "、 N A N Dゲー ト 25が κ H " とな ]3 、 R Sフ リ ッ ブフ 口 ップ 20がセ ッ 卜 される。 NAND ゲー ト 21が反転し、 送風機、 燃料供給装置を停止させる。 ま た、 出力端子 43によ って、 警報灯を点灯等させる。
    [0028] 出カイ ンタ フ -―ス回路 46の出力が " L " の と きは入カイ ンタ フ —ス回路 49の出力は " Η "である。 この " Η "がプ リ パージ中 生ずる場合は出カイ ンタ フ エ 一ス回路 49の故障 である 。 よ って NA^iDゲー ト 26が " L " とな 、 RSフ リ ップフロ ップ 20がセ ッ ト され、 燃焼運転が停止される。 -
    [0029] ·¾下本発明を第 4図に示す概念図によ 説明する。 ここで は前記第 3図の入力イ ンタ フ ェ ース回路 49を備えないものに ついて説明する。
    [0030] 入力イ ンタ フ ス部 1 の信号は論理ゲー ト部 2 送られ こ こで制翻信号と つて出カイ ンタ フ ユ一ス部 3 に与えちれ る構成は従来と同様である。 こ こで、 上記各部の電源電圧 V CCに対する応答を考慮する場合、 論理ゲー ト部 2 の動作が先 一 O FI ず能動とな 、 次に入カイ ンタ フ エ ース部 1 及び出カイ ンタ フ ヱ 一ス部 3 が能動となるよ うにする。 この場合、 入力イ ン タ フ —ス.き S 1の,中で:、 特に回路の リ セ ッ ト を行な う運転開 始信号回路 16を最後に能動と し、 電源 Vccの過渡に対して、 運転開始信号出力 51が非動作を継続するよ う な回路構成とす - る。 これらは各回路の定数によ って定めることができる。
    [0031] 各部のタィ ミ ングと波形について第 5図 示す。 電源電圧 Vccの緩慢な上昇に対して、 論理ゲー ト部 2 は、 低レベルで その動作状態を決定され、 次 入出力ィ ンタ フ -―ス部 1 、 3 の状態が決定される。 このよ うな構成で、 運転開始信号出 力 5 の出力波形を第 5図 (4)のごと く発生させるこ と よ 回 路全体の リ セ ッ トが保証されるこ とになる。 ここで、 第 5 図 (2)および (5)の斜線は論理出力状態が " L " でも " H " でも よ いことを示している。
    [0032] 次に第 6図に、 第 5図 (4)の波形を発生させる回路の一実施 例について示す。 入力端子 50は燃焼制御の運転開始、 停止を 指示する信号の端子で " L " にて停止、 即ち全体の リ セ ッ ト、 " H " にて運転開始、 継続を示すものとする。
    [0033] 今、 仮に入力端子 50が " L " の時に電源電圧 Vccが投入さ れ立上ったとすると、 電源電圧が定常に達した時は、 回路は • リ セ ッ ト となるため問題はない。
    [0034] 従って、 入力端子 50が " H " ^設定された時の運転開始信 号出力 51の動作 ついて述べる。 出力 51は電源電圧が投入さ れたと き " H " であるよ う に構成されている。 入力端子 50は' P N P ト ラ ン ジス タ 52のべ一ス に入力され、 該 ト ラ ン ジスタ 52のコ レクタは接地、 エ ミ ッタは負'荷抵抗 53で電源に接続さ れてい る。 前言己 ト ラ ン ジス タ 52のエ ミ ッ タ か らの出力を レべ ルシ フ トダイ オー ド 54、 55を通して N P N ト ラ ン ジス タ 5 &の ベース ^接続する。 該 ト ラ ンジスタ 56のェ ミ ッ タ は接地、 コ レクタ側から負荷抵抗 57を電源に接続し、 前記運転開始信号 出力 51を、 該 卜 ラ ン ジ スタ 56のコ レクタから得る ものと "1—る また、 前記 ト ラ ン ジス タ 56のべ一ス とエ ミ ツ タ ^はべ 一ス抵 抗 58が挿入されている。
    [0035] かかる構成^おいて入力端子 50が 1' H " で電源電圧 Vccが 定常状態について述べる。 P N P ト ラ ン ジスタ 52の出力であ るエ ミ ッタは " H " が得られ、 従つて負荷抵抗 53を通つて流 れる電流 60は、 レ ベ ルシフ ト ダイ オー ド 54、 55カ^ら、 ベ ース 抵抗 58を通して流れる電流 61 と N P N ト ラ ンジスタ 56のべ一 ス電流 62と ]3 、 N P N ト ラ ンジスタ 56は導通する。 この時 運転開始信号 51出力は " L " となる。
    [0036] 次に電源電圧 Vccの過渡状態を考える。 N P N ト ラ ンジス タ 56が導通するためには、 ベース電流 62を供耠する必要があ る。 この時、 負荷抵抗 58を流れる電流 61による負荷抵抗 58の 電圧降下の値が N P N ト ラ ンジスタ 56のべ一スヱ ミ ッタ順バ ィ ァス電圧 VB Eよ も大き く ならないと、 ベ ース電流 62は流 れない。 同様に、 ベ 一ス電流 62と電流 61を加えた電流がレ べ ルシフ ト ダイ ォ一 ド 54、 55を通して流れるため、 P N P ト ラ ンジス夕 52のエ ミ ッ タ の電位は、 さ ら ^前記レ ベ ルシ フ ト ダ ィ オー ド 54、 55の電圧降下分を考慮しなければならな'い。 従 クて、 この時 ダイ オー ド順方向電圧降下である VDと 、 前記 ベ ースエ ミ ッタ順バイ ァス電圧 VBE とを加え合わせた電位 ¾ 上の電位が、 P N P ト ラ ンジスタ 52のェ ミ ッ タに得られれば よいことになる。 通常、 ベ一ス ェ ミ ツ タ順電圧 VBE およびダ ィ ォ一 ド順方向電圧降下 VDは常温で 0. 6 〜 0. 7 V程度である ので P N P ト ラ ンジスタ 52のエ ミ ッタは 1. 8ないし 2. I Vま で上昇しないと、 運転開始信号出力 51には出力が得られない こ とに ¾る。
    [0037] 従つて電源電圧 Vccが除々 上昇し 1. 8 〜 2. 1 Vに達する までは、 N P N ト ラ ン ジ スタ 56は OFFしてお 、 その運転開 始信号出力 51も電源電圧に従つて上昇する。 入力端子が n H " であるか ら、 P N P ト ラ ンジスタ 52のェ ミ ッタ も電源電圧 Vccと共に上昇し、 1. 8 〜 2. I Vの レベルをこえると負荷抵 抗 53を通して流れる電流 60の一部がベース電流 62とな って、 N P N ト ラ ンジスタ 56を導通させるよ うに作用する。 そこで 第 5図 (4)のごと き波形が得られるこ とになる。
    [0038] 前述したよ うに、 ここで重要なことは、 電源電圧 VCCが 1.8 〜2.lV程度になった時はすでに論理ゲー ト部 2、 各部の状態 は確定していなければ ¾ら い。
    [0039] 電源電圧 VCCが 1.8〜2.l Vで動作が保証できる論理素子と し てはイ ンテグ レーテッ ド、 イ ン ジ ヱ ク i ヨ ン、 ロ ジ ッ ク （ I I L ) が有利である。 I I L の動作レベルは 0. 7 Vであ ] 9 、 パイポーラ ト ラ ンジスタを用いた ト ラ ンジスタ ロジ ッ クの運 転開始信号回路 16の動作する 1. 8 〜 2. 1 Vに対して充分余裕 がある。 即ち、 電源電圧 Vccの立上 に対して、 先ず、 論理 ゲ一 卜部 2が確定し、 その間、 運転開始信号出力 51は、 リ セ V ト状態を示す出力を出し、 更に電源電圧 Vccの上昇に対し て 1. 8 2. 1 Vまでの間、 前記信号出力 51はリ セ ト状態を 発生し、 前記 1. 8 2. I Vを超えた時点でリ セ ト解除され、 自動的に運転開始されるよ うになる ものである。 従って、 集 積回路の外部^附属部品を附加する ことな く 、 常に安定した 初期動作を行なわせることができる。 . ' —方、 出カイ ンタ フ -—ス部 3 に関しても 、 同様に考えら れる。 この場合は、 出力用 ト ラ ンジス タ と しては比較的電流 容量の大きいものが要求されるため、 レ ベ ル 'ン フ 卜 ダイ ォ一 ド 54、 55の代りに、 N P N ト ラ ン ジス タを用いた第 7 図の回 路構成にするだけでよい。 - 論理ゲー ト部 2からの出力を受ける入力端子 70は、 P N P ト ラ ン ジスタ 72に接続され、 エ ミ ッ タ には負荷抵抗 73を設け ている。 出力端子 71を有する N P N ト ラ ンジスタ 76の —ス にべ一ス抵抗 78を設けている。 負荷抵抗 73の電流 80は 卜 ラ ソ ジスタ 81のベース電流と ¾るため、 負荷抵抗 83を通して流れ る電流 85を駆動 し、 更にこの電流 85が、 ト ラ ンジスタ 82のべ —ス電流とな 増巾されてい く。 出力 ト ラ ン ジスタ のベース 電流は負荷抵抗 8 を通して供給され、 この値によ って、 ト ラ ンジス タ 76のコ レク タ電流 86が決定される。
    [0040] この時も ト ラ ンジスタ 81、 82のべ一スエ ミ ッタ jljl'電圧 VBE が存在し、 これがダイ ォー ド順方向電圧降下 VDとほぽ等しい ので、 電源電圧 Vccの過渡状態 対しても前述の入カイ ンタ フ -—ス部 1 の場合と同様である。
    [0041] 更にこの回路は、 電源電圧 Vccが 1.8 〜 2.】 Vに達するま での間は、 ト ラ ンジスタ 76は常時 OFFしてお 、 そしてこ の時点では、 入力端子 70の前段には前述の I I Lによる論理 ゲー ト部 2が接続されているため、 入力.端子 71の論理レベル はすでに決定されている。
    [0042] 従って電源電圧 1. 8 〜 2.1 Vを超える と、 必ず論理レ ベ ル の " L " 力 " H " が確定してお 、 状態は定まる こ とに り . 電源投入時の出力回路のチ ャ タ リ ング （瞬時に出力が ON— OFFを く 返す） が発生せずに安定した動作をする も ので め る。
    [0043] 次^、 運転開始信号回路 16と出カイ ンタ フ -—ス部 3 との 関係は、 前記説明から明らかなよ うに、 出力イ ンタ フ -一ス 部の方が早 く状態が確立する ことが必要である。
    [0044] また、 出カイ ンタ フ ヱ一ス部 3 をチ ヱ ッ クする入カイ ンタ フ ェ—ス回路 49は、 第 6図と同様であるが、 該回路の方が運 転開始信号回路よ も早く状態が確立することが必要である ,
    [0045] OMPI
    [0046] WIPO
    权利要求:
    Claims 請 求 の 範 囲
    1. ^—ケン ス制御を行な う論理ゲー ト部と、 燃焼制御に
    必要な信号入力を得て、 前記論理ゲー ト部に信号を伝える入
    カイ ンタフ エ ース部と論理ゲ一 ト部からの信号によ ！）燃焼制
    御の信号に変換する出カイ ンタフ エ一ス部とからなる半導体
    集積回路を用いた燃焼制御回路において、 運転ス ィ ッ チある ' いは温度検出回路等の運転開始信号を燃焼制御回路の初期化
    信号と共用 し、 前記入力イ ンタ フ エ一ス部の一部を構成して
    いる前記運転開始信号の回路部分を、 前記論理ゲー ト回路に
    比較して、 電源電圧に対しする応答電圧レ ベ ルを高く したこ .
    とを特徵とする燃焼制翻回路。
    2. 請求の範囲第 1 項において、 前記出力イ ンタフ ヱ
    —ス部の電源電圧に対する応.答レベ ルを、 前記運転開始信号
    を出力する回路よ も低く 、 前記論理ゲ一 卜 よ も高く .した
    燃焼制御回路。
    3. 請求の範囲第 2項において、 前,記出力イ ンタ フ エ > —ス'部の所望の回路の出力電位を検出 し、 前記論理ゲー ト部
    に出力する入力イ ンタ フ ェ ース回路にあっては、 電源電圧に
    対する応答電圧レ ベ ルを、 前記運転開始信号を出力する回路
    よ も低く 、 前記論理ゲ一 ト部よ ]9 も高く した燃焼制御回路。
    4. 請求の範囲第 1項において、 前記入力イ ンタ フ
    —ス部および前記出ガイ ンタ フ ヱ一ス部をバイ ポーラ 卜 ラ ン
    ジスタを用いた ト ラ ンジス タ 一ロジ ック と し、 前記論理ゲ一
    ト部を I I L回路を用いて構成した燃焼制御回路。
    5. 請求の範囲第 2項において、 前記出力イ ンタ フ - ース部出力用 卜 ラ ン ジスタ を駆動する ト ラ ン ジス タ を複数個 ェ ミ ッタホ ロワ接続して設けた燃焼制御回路。
    ο:.: ι
    U IPO
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    DE3041521C2|1990-08-09|
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPS55118519A|1980-09-11|
    DE3036784C1|1984-04-12|
    JPS6021294B2|1985-05-27|
    US4455656A|1984-06-19|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1980-09-18| AK| Designated states|Designated state(s): DE US |
    1981-04-23| RET| De translation (de og part 6b)|Ref document number: 3036784 Country of ref document: DE Date of ref document: 19810423 |
    1981-04-23| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 3036784 Country of ref document: DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2552179A|JPS6021294B2|1979-03-07|1979-03-07||
    JP79/25521||1979-03-07||DE19803036784| DE3036784A1|1979-03-07|1980-02-28|Combustion control circuit|
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