コタツ用ヒーターの電子コントローラー部の発熱

質問

昨年末、Ｋ社製コタツ用ヒーターユニットＫＨＨ－５１１０を大手量販店で購入してやぐらコタツににつけましたが、電子コントローラ部が熱くなり、皆が不安がります。発熱体（ヒーター）部分が熱を持つのはわかりますが、コントローラーが熱くなるのは、誰が考えてもおかしいのではないでしょうか？購入してから箱を開けて初めてわかることですが、取扱説明書が同梱されていて、説明書には「コントローラー　内部の電子部品の温度上昇（約５０℃）により熱くなることがありますが、故障ではありません」と書かれています。電子コントローラーが発熱するのはどうしてなのでしょうか？電子制御には熱に弱い半導体部品も使われているはずですが使い続けて大丈夫なのでしょうか？

回答No.3

sailor · ベストアンサー

コタツということですから、AC電源ですよね。だとすればSCRではなくトライアックという素子が使われているかと思います。この素子での制御もSCRとよく似ているのですが、ACの制御であればSCRよりはるかに簡単に行えるのでこちらを使っているでしょう。ヒーターのような単純負荷の制御であればトライアックとダイアック（双方向のゼナーダイオードのようなもの）と数点の部品だけでできますからね。さて発熱ですが、５０℃程度であれば問題のない範囲ですね。一般的な素子でも８５℃程度までは安定して動作しますので特に問題はないかと思います。たぶんコントロールユニットが小型なために素子の発熱が直接感じられるので不安に思われているのだと思いますが、同じ仕組みで動作する白熱灯用のライトコントロールや、電動工具などのスピードコントローラなども外部に熱が伝わってこないだけで、素子自体はその程度の熱は持ちます。

お礼

ご回答ありがとうございました。
交流で使うのに、一方通行のRectifierひとつだけの意味ならおかしいと思います。
コタツの温度コントローラーのケースは、決して小型ではありませんが、手に触れるだけに感じやすいのかもしれません。もし部品の放熱器を兼ねる設計になっているならなおさらかと思います。問題ないかどうかは
外部者にはわかりにくいので、メーカーさんに診てもらうことにします。

回答No.6

sailor

もれ電流自体は特に大きな素子ではありませんね。また、発熱の大きな原因は素子のオン抵抗（トリガされても完全に抵抗値が０になるわけではない）による電圧降下と電流によるものと、スイッチングに伴う損失で発生するものですから、漏れ電流自体は発熱にはほとんど関与しないでしょう。

トライアックを使用しての電力の制御では電圧は変えずに通電時間で行う（電力を絞り込むとACの波形の山一つだけをとってみた場合、山の裾野の部分が通電しなくなり頂上部分のみの通電となるように、通電の幅を制御するため）ので、電力を絞り込むとより大きな電位差でのスイッチングが行われるため発熱が大きくなる傾向にあるが、逆に絞り込んだ場合は電圧降下によるジュール熱の発生は小さくなるので、素子や回路構成の種類により必ずしも絞り込んだ場合に発熱が多くなるとは言えません。

お礼

ありがとうございました。
発熱の要因や箇所はたくさんあるということですね。

回答No.5

yamame17gou

電気機器の発熱状態を観察して診て下さい。
ACアダプターでもスペックや 負荷状態により表面温度は様々です。
一般の方の「熱い」は温度的にはまだまだ定常を問題視することが多い。
電気機器は作用部以外でも機能を果たす為、発熱を伴います。
正常に作動している証でもあります。

お礼

生きている証しでもありますね。

回答No.4

sailor

交流で使うのに、一方通行のRectifierひとつだけの意味ならおかしいと思います。

トライアックの記号を見てもらうと判るかと思いますが交流制御用に双方向に働くSCRのようなものですので、素子ひとつで両方向の電流をコントロールできるのです。その点でSCR（シリコン・コントロールド・レクティファイヤー）とは異なり、整流作用はありません。そのためトリガにも双方向にZDのような特性を示すダイアックという双方向のトリガダイオードを使います。

SCRならレクティファイアーですが、トライアックはレクティファイアーではありませんので、念のため。

お礼

ありがとうございました。
ところで、トライアックの逆方向漏れ電流はかなり大きいものなのでしょうか？ＡＣ１００Ｖでの逆方向電流です。発生するジュール熱は、コタツのコントローラーを弱にしたときに最大になりますか？

回答No.2

fjnobu

品物を見てい居ないので、判断が出来ませんが、素手で触って３０秒ぐらい持てるようなら大丈夫です。
１０秒も触われないようなら異常な発熱と思います。
異常な発熱なら、販売店に持ち込み相談したほうが良いでしょう。

お礼

定量的な判定材料になります。ありがとうございます。
たとえ３０秒でも、コントローラーの外から触って熱く感じるのでは、内部は非常な高温になっているということでしょうか？

回答No.1

nekonynan

制御方法は下のHPある サイリスタ（ＳＣＲ）による温度制御です

http://www.nippon-heater.co.jp/howto/hwtc/hwtc.html

　サイリスタに電流を流すことにより、サイリスタの端子間に電圧（0.9∼1.3V）が 発生します。 この端子間電圧と電流の積（W）がジュール熱となり、サイリスタ素子の 温度上昇となります。

　したがって、コントロールユニット自体が発熱します。コントロールユニットは、必ずコタツから出して使っていれば問題ありません。

　コントロールユニット自体が発熱するのは、当然なのです。

お礼

素早いご回答まことにありがとうございました。
今の時期はまだそれほどの寒さではありませんので、コントローラー目盛を「弱」にしていますので、余計にコントロールユニットの熱が目立ってなりません。もちろん、コントロールユニットはコタツの外に置いています。
サイリスタ（ＳＣＲ）制御方式は今から４０年以上も前から広く使われていましたが、最近のＳＣＲには、素子間に大きなバラツキがありますか？
接点式のスイッチと異なり、ＯＦＦ状態での残留電流が大きいのでしょうか。それで、制御回路でも何ワットかの大きなジュール熱が発生する。それを当然のことと言われればそれまでですが、事情を知らない末端のユーザーは、「ＳＣＲは発熱する、しかし熱に強いので心配いらない」といわれても、不安にかられると思います。このままでは、クレームがつくはずです。