JP2000113973A - Induction heater device - Google Patents

Induction heater device

Info

Publication number
JP2000113973A
JP2000113973A JP28367798A JP28367798A JP2000113973A JP 2000113973 A JP2000113973 A JP 2000113973A JP 28367798 A JP28367798 A JP 28367798A JP 28367798 A JP28367798 A JP 28367798A JP 2000113973 A JP2000113973 A JP 2000113973A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching element
current
voltage
frequency
loss
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP28367798A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motonari Hirota
泉生 弘田
Atsushi Fujita
篤志 藤田
Naoaki Ishimaru
直昭 石丸
Keiichi Sato
圭一 佐藤
Hideki Omori
英樹 大森
Toshiyuki Kosaka
俊幸 小坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP28367798A priority Critical patent/JP2000113973A/en
Publication of JP2000113973A publication Critical patent/JP2000113973A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized and low-cost induction heater device capable of reducing the loss in a switching element with a simple circuit structure and having a reliable protective function. SOLUTION: This induction heating device having a small loss and a reliable protective function is provided with a stop means having a current resonance inverter structure, cutting off a switching element 13 with a zero current, detecting the inverse conducting current of the switching element 13, and stopping it at the prescribed value or above and a clamping means self-clamping the switching element 13 at the prescribed value or above.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般家庭及びレス
トランなどで使用される誘導加熱調理器などの誘導加熱
装置に関するもので、さらに詳しくはその高周波電力変
換手段(以下インバータとする)のスイッチング素子の
低損失化及び保護動作に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction heating device such as an induction heating cooker used in general households and restaurants, and more particularly, to a switching element of high-frequency power conversion means (hereinafter referred to as an inverter). And a protection operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の誘導加熱装置のインバータ回路構
成と制御方法について、図8〜10に基づいて説明す
る。
2. Description of the Related Art A conventional inverter circuit configuration and control method of an induction heating device will be described with reference to FIGS.

【0003】図8は誘導加熱装置のインバータの基本回
路である。1は直流電源で、具体的には商用交流電源か
ら整流器を介して得ている。2は加熱コイルで、図には
特に記していないが、この上に被加熱物が載置され、加
熱コイル2からの高周波磁界により誘導加熱される。3
は加熱コイル2と並列接続された共振コンデンサ、4は
スイッチング素子で、この素子のオン・オフにより、加
熱コイルに高周波電流が供給される。スイッチング素子
4には駆動電力がバイポーラトランジスタなどより大幅
に少なくてすむIGBTを用いており、その耐圧は90
0V、電流定格は60Aである。5はスイッチング素子
4と並列接続された逆導通ダイオード、6はスイッチン
グ素子4のコレクタ−エミッタ間電圧などを検知し、ス
イッチング素子4のオン・オフを制御する制御回路であ
る。
FIG. 8 shows a basic circuit of an inverter of an induction heating apparatus. Reference numeral 1 denotes a DC power supply, which is obtained from a commercial AC power supply via a rectifier. Reference numeral 2 denotes a heating coil, on which an object to be heated is placed and heated by a high frequency magnetic field from the heating coil 2. 3
Is a resonance capacitor connected in parallel with the heating coil 2, and 4 is a switching element, and a high-frequency current is supplied to the heating coil by turning on / off the element. The switching element 4 uses an IGBT which requires much less driving power than a bipolar transistor or the like, and has a withstand voltage of 90.
0V and the current rating is 60A. Reference numeral 5 denotes a reverse conducting diode connected in parallel to the switching element 4, and reference numeral 6 denotes a control circuit that detects a collector-emitter voltage of the switching element 4 and controls on / off of the switching element 4.

【0004】図9は図8のインバータの動作時の各部波
形を示した図である。(ア)は制御回路6から出力され
るスイッチング素子4のドライブ信号で、HIGHの時
にスイッチング素子4がオンする。(イ)はスイッチン
グ素子4及び逆導通ダイオード5に流れる電流を示して
いる。(ウ)はスイッチング素子4のコレクターエミッ
タ間に生じる電圧である。
FIG. 9 is a diagram showing waveforms at various points during the operation of the inverter of FIG. (A) is a drive signal of the switching element 4 output from the control circuit 6, and the switching element 4 is turned on when HIGH. (A) shows the current flowing through the switching element 4 and the reverse conducting diode 5. (C) is a voltage generated between the collector and the emitter of the switching element 4.

【0005】図10は図9の動作波形中、スイッチング
素子4がオンからオフに遷移する期間(すなわち電流遮
断時=ターンオフ時)のコレクタ電流、コレクタ−エミ
ッタ間電圧を拡大した図である。図でテール電流とはI
GBT特有の現象であり、素子のスイッチング速度が低
速なものほど、その発生期間が長い。またテール電流の
温度特性は正であり、スイッチング素子が高温になるほ
ど発生期間は長くなり、損失が大きくなる。
FIG. 10 is an enlarged view of a collector current and a collector-emitter voltage during a period when the switching element 4 transitions from on to off (ie, at the time of current interruption = turn-off) in the operation waveform of FIG. In the figure, the tail current is I
This phenomenon is peculiar to the GBT, and the slower the switching speed of the element, the longer its occurrence period. The temperature characteristic of the tail current is positive, and the higher the temperature of the switching element, the longer the generation period and the greater the loss.

【0006】以上より、本インバータの動作によって発
生するスイッチング素子4の損失は、図9のドライブ信
号がHIGHの期間中に発生する導通損失と、図10に
示すターンオフ時の損失すなわちターンオフ損失の二つ
に分類される。
As described above, the loss of the switching element 4 caused by the operation of the present inverter can be divided into the conduction loss generated during the HIGH period of the drive signal in FIG. Are classified into two types.

【0007】導通損失は、スイッチング素子4のコレク
タ電流と、そのコレクタ電流と相関のあるオン電圧の積
で決定される。一般に導通損失の損失温度特性は、ほぼ
フラットか、スイッチング素子の性能によっては負であ
る。
[0007] The conduction loss is determined by the product of the collector current of the switching element 4 and the on-voltage correlated with the collector current. In general, the loss temperature characteristic of the conduction loss is almost flat or negative depending on the performance of the switching element.

【0008】本インバータにおいてスイッチング素子4
は20kHz〜30kHz程度の周波数でオン・オフし
ており、その発生損失は素子性能にもよるが、概略30
〜40W程度である。また発生損失のうち、ターンオフ
損失の比率は、動作周波数にもよるが、概略30〜50
%程度である。発生損失が大きいため、スイッチング素
子4はヒートシンクに取り付けられ、冷却ファンによっ
て強制冷却されている。
In the present inverter, the switching element 4
Is turned on and off at a frequency of about 20 kHz to 30 kHz, and the generated loss depends on the element performance.
It is about 40W. Further, the ratio of the turn-off loss to the generated loss depends on the operating frequency, but is approximately 30 to 50.
%. Since the generated loss is large, the switching element 4 is attached to a heat sink and is forcibly cooled by a cooling fan.

【0009】また、図には特に記載していないが、負荷
に供給される入力電力の制御のために、電源側に入力電
流を検知するカレントトランスを設けている。
Although not particularly shown in the figure, a current transformer for detecting an input current is provided on a power supply side for controlling input power supplied to a load.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の誘導加熱装置では、動作時に冷却ファンが駆動する
ため、その騒音が大きく、使用者に不快感を与えるとい
うものである。この騒音は、特に鍋物など調理器を使用
者が囲んで使用する場合において問題となる。炊飯器に
応用したものにおいては、タイマー炊飯などで早朝ある
いは深夜などに動作させた場合、同様にこの騒音が使用
者に不快感を与える。この課題は、一般の電熱ヒータタ
イプ、あるいはガスコンロなどの調理器においてはない
ことから、誘導加熱装置特有の重大な課題である。損失
全体の温度特性は、ターンオフ損失の温度特性が支配的
であり、スイッチング素子4の素子温度が上昇すると、
損失も上昇するため、ファンによる強制空冷の設計は充
分な検討が必要であり、開発工数上の問題も抱えてい
る。
However, in the above-described conventional induction heating apparatus, since the cooling fan is driven during operation, the noise is loud and the user is uncomfortable. This noise is a problem particularly when the user surrounds and uses a cooking device such as a pan. In the case of application to a rice cooker, when the timer rice cooker or the like is operated in the early morning or late at night, the noise similarly gives a user discomfort. This problem is not a general electric heater type or a cooking device such as a gas stove, and is therefore a serious problem unique to an induction heating device. As for the temperature characteristic of the entire loss, the temperature characteristic of the turn-off loss is dominant, and when the element temperature of the switching element 4 rises,
Since the loss also increases, the design of forced air cooling with a fan needs to be sufficiently studied, and there is a problem in the development man-hour.

【0011】また、別の課題として、スイッチング素子
4の損失が大きいため、動作時の消費電力も大きい、と
いったものや、素子の制御が、なんらかの異常原因(瞬
時停電や雷サージなどの電源異常あるいは、外来ノイズ
など)で、所定タイミングから外れた場合、スイッチン
グ素子4の耐圧以上の電圧が発生する可能性があるた
め、その保護回路の設計に開発工数が大きくかかるとい
うものがある。一般にスイッチング素子4は、耐圧以上
の電圧がかかると即時に破壊するため、図には特に記載
していないが、スイッチング素子4の両端電圧と、入力
電圧を検知して、異常時には即座に発振を停止する保護
回路が必要となっている。この保護回路はコストアップ
の要因のひとつとなっている。
Another problem is that the power consumption during operation is large because the loss of the switching element 4 is large, and the control of the element may cause some abnormality (power failure such as instantaneous power failure or lightning surge or power supply abnormality). If the timing deviates from the predetermined timing due to external noise or the like, there is a possibility that a voltage higher than the withstand voltage of the switching element 4 may be generated. Generally, the switching element 4 is immediately destroyed when a voltage higher than the withstand voltage is applied. Therefore, although not particularly shown in the drawing, the voltage across the switching element 4 and the input voltage are detected, and oscillation is immediately performed in the event of an abnormality. A protection circuit for stopping is required. This protection circuit is one of the factors that increase the cost.

【0012】本発明は上記従来の課題を解決し、スイッ
チング素子の損失を充分低減して、冷却ファン騒音の低
減や、消費電力の低減及び、簡易かつ確実な保護回路に
よるコストダウンを達成できる、快適かつ省エネルギー
さらに安価な誘導加熱装置を実現することを目的とする
ものである。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and can sufficiently reduce the loss of the switching element, thereby reducing the cooling fan noise, the power consumption, and the cost reduction by a simple and reliable protection circuit. It is an object of the present invention to realize a comfortable and energy-saving and inexpensive induction heating device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、高周波磁界によって被加熱物を加熱する
加熱コイルと前記加熱コイルへ供給される電流を高周波
スイッチングする逆導通型のスイッチング素子とを有
し、前記スイッチング素子に流れる高周波電流は、共振
電流として、前記スイッチング素子に流れる電流が零の
時に遮断する構成とした高周波電力変換手段と、前記ス
イッチング素子の逆導通電流を検知して、前記検知電流
が所定値以上の時に高周波発振を停止する停止手段と、
前記スイッチング素子の両端電圧が、所定値以上の時に
前記スイッチング素子を自己クランプさせるクランプ手
段とを有したものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a heating coil for heating an object to be heated by a high-frequency magnetic field and a reverse conduction type switching for high-frequency switching of a current supplied to the heating coil. And a high-frequency power converter that has a configuration in which the high-frequency current flowing through the switching element is cut off when the current flowing through the switching element is zero as a resonance current, and a reverse conduction current of the switching element is detected. Stopping means for stopping high-frequency oscillation when the detection current is equal to or more than a predetermined value,
Clamping means for self-clamping the switching element when the voltage across the switching element is equal to or higher than a predetermined value.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】請求項1記載の発明は、高周波磁
界によって被加熱物を加熱する加熱コイルと前記加熱コ
イルへ供給される電流を高周波スイッチングする逆導通
型のスイッチング素子とを有し、前記スイッチング素子
に流れる高周波電流は、共振電流として、前記スイッチ
ング素子に流れる電流が零の時に遮断する構成とした高
周波電力変換手段と、前記スイッチング素子の逆導通電
流を検知して、前記検知電流が所定値以上の時に高周波
発振を停止する停止手段と、前記スイッチング素子の両
端電圧が、所定値以上の時に前記スイッチング素子を自
己クランプさせるクランプ手段とを有したことを特徴と
する誘導加熱装置とするものである。
The invention according to claim 1 has a heating coil for heating an object to be heated by a high-frequency magnetic field, and a reverse conduction type switching element for switching a current supplied to the heating coil at a high frequency, The high-frequency current flowing through the switching element is a resonance current, a high-frequency power conversion unit configured to cut off when the current flowing through the switching element is zero, and a reverse conduction current of the switching element is detected. An induction heating apparatus comprising: a stop unit that stops high-frequency oscillation when the voltage is equal to or more than a predetermined value; and a clamp unit that self-clamps the switching element when the voltage across the switching element is equal to or more than a predetermined value. Things.

【0015】本構成により、スイッチング素子に流れる
電流は共振波形となり、その電流がゼロあるいは、逆導
通ダイオードに流れている間にターンオフするため、ス
イッチング素子の損失として、ターンオフ損失は発生せ
ず、導通損失のみとなり、スイッチング素子の損失を大
幅に低減することができる。さらにターンオフ損失がな
いため、損失温度特性は、ほぼフラットあるいは負の特
性となり、熱的に極めて安定で冷却設計の容易なインバ
ータ回路を得ることができる。
According to this configuration, the current flowing through the switching element has a resonance waveform and turns off while the current is zero or flows through the reverse conducting diode. Therefore, no turn-off loss occurs as a loss of the switching element. Only the loss results, and the loss of the switching element can be greatly reduced. Furthermore, since there is no turn-off loss, the loss temperature characteristic becomes almost flat or negative, and an inverter circuit which is extremely stable thermally and can be easily designed for cooling can be obtained.

【0016】また、上記停止手段とクランプ手段を設け
ることにより、通常使用状態で発生の可能性がある無負
荷起動などは、停止手段で停止し、電源異常や制御回路
誤動作によるスイッチング素子の耐圧を瞬時に越えるモ
ードにおいては、まずクランプ動作させ、その後停止手
段によって停止させることができ、簡易かつ確実な保護
機能を実現することができる。
Further, by providing the stopping means and the clamping means, a no-load start which may occur in a normal use state is stopped by the stopping means, and the withstand voltage of the switching element due to a power failure or a control circuit malfunction is reduced. In the instantaneous mode, the clamp operation can be performed first, and then the operation can be stopped by the stopping means, so that a simple and reliable protection function can be realized.

【0017】請求項2記載の発明は、特に、スイッチン
グ素子に流れる電流を検知する検知手段を有し、前記検
知電流を用いて入力電流を一定に制御し、かつ前記検知
手段にて逆導通電流を検知する停止手段としたものであ
る。
The invention according to a second aspect of the present invention has a detecting means for detecting a current flowing through the switching element, the input current is controlled to be constant using the detected current, and the reverse conducting current is detected by the detecting means. As a stopping means for detecting the

【0018】本構成により請求項1記載の構成と比べ
て、入力電流検知手段と、停止手段の電流検知部を兼用
することが可能となり、回路の小型化や、低コスト化が
可能となる。
According to this configuration, as compared with the configuration of the first aspect, the input current detecting means and the current detecting section of the stopping means can be used in common, and the circuit can be reduced in size and cost can be reduced.

【0019】請求項3記載の発明は、特に、スイッチン
グ素子の両端電圧を検知し、前記両端電圧が所定値以上
の時高周波発振を停止する第2の停止手段を設けたこと
を特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in particular, there is provided a second stop means for detecting a voltage between both ends of the switching element and stopping high-frequency oscillation when the voltage between both ends is a predetermined value or more. It is.

【0020】本構成にすることにより、逆導通電流が流
れない異常動作時においても、機器を確実に保護するこ
とが可能な誘導加熱装置を実現できる。
With this configuration, it is possible to realize an induction heating device that can reliably protect the device even during an abnormal operation in which a reverse conduction current does not flow.

【0021】[0021]

【実施例】(実施例1)以下、本発明の第1の実施例に
ついて説明する。図1は本発明の第1の実施の形態を示
す図である。図1において11は、直流電源で、具体的
には商用交流電源を整流器を介して得ている。12は、
直流電源11に直列に接続された加熱コイルで、図には
特に記載していないが、コイル上に鍋などの被加熱物が
載置されている。16は加熱コイル12と並列に接続さ
れた共振コンデンサである。15はチョークコイルで加
熱コイル12と直列に接続されている。13はスイッチ
ング素子で、本実施例の場合、耐圧900VのIGBT
を使用している。14は逆導通ダイオード14で、スイ
ッチング素子13と並列に接続されている。スイッチン
グ素子13の高周波スイッチングにより、加熱コイル1
2を介して被加熱物へ高周波電力が供給されるので、2
0は高周波電力変換手段である。また本回路構成にする
ことにより、通常動作において、正常な発振信号をスイ
ッチング素子13に加えれば、スイッチング素子13に
流れる電流は共振電流となり、かつその電流が零の時
(逆導通ダイオードに電流が流れている時を含む)に遮
断することが可能である。
(Embodiment 1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a DC power supply, specifically, a commercial AC power supply is obtained via a rectifier. 12 is
The heating coil is connected in series to the DC power supply 11, and although not particularly shown in the drawing, an object to be heated such as a pot is placed on the coil. Reference numeral 16 denotes a resonance capacitor connected in parallel with the heating coil 12. A choke coil 15 is connected in series with the heating coil 12. Reference numeral 13 denotes a switching element, and in this embodiment, an IGBT having a withstand voltage of 900 V.
You are using A reverse conducting diode 14 is connected in parallel with the switching element 13. The high-frequency switching of the switching element 13 causes the heating coil 1
2 is supplied to the object to be heated through
Numeral 0 is a high-frequency power conversion means. With this circuit configuration, when a normal oscillation signal is applied to the switching element 13 during normal operation, the current flowing through the switching element 13 becomes a resonance current, and when the current is zero (the current flows through the reverse conducting diode). (Including when it is flowing).

【0022】17は発振回路を含む制御回路で、スイッ
チング素子13の制御を行う。18は、自己クランプ手
段で、スイッチング素子13の両端が所定値(具体的に
は通常動作時に発生する電圧よりも高く、スイッチング
素子13の耐圧よりも低い値であり、本実施例の場合
は、通常動作時の電圧が400V程度で、スイッチング
素子13の耐圧が900Vであるので、600Vとして
いる。)以上となったときスイッチング素子13を自己
クランプさせるものである。本実施例の場合、スイッチ
ング素子13のコレクタ側とゲートの間に耐圧600V
のツェナーダイオードと逆阻止ダイオードを直列に接続
したものを挿入することにより実現している。
Reference numeral 17 denotes a control circuit including an oscillation circuit, which controls the switching element 13. Reference numeral 18 denotes a self-clamping means, which has a predetermined value at both ends of the switching element 13 (specifically, a value higher than the voltage generated during normal operation and lower than the withstand voltage of the switching element 13; in this embodiment, When the voltage during normal operation is about 400 V and the withstand voltage of the switching element 13 is 900 V, the voltage is set to 600 V.) When the voltage becomes equal to or more than that, the switching element 13 is self-clamped. In the case of this embodiment, a withstand voltage of 600 V is applied between the collector side of the switching element 13 and the gate.
This is realized by inserting a zener diode and a reverse blocking diode connected in series.

【0023】19はスイッチング素子13dに流れる逆
導通電流を検知して、その検知電流が、所定値以上の時
に前記制御回路を介して、スイッチング素子13の発振
を停止する停止手段である。本実施例の場合この電流検
知手段として、カレントトランスを用いて、逆導通電流
分だけを検出する構成としている。
Reference numeral 19 denotes stop means for detecting a reverse conduction current flowing through the switching element 13d and stopping the oscillation of the switching element 13 via the control circuit when the detected current is equal to or more than a predetermined value. In this embodiment, a current transformer is used as the current detecting means to detect only the reverse conduction current.

【0024】また図には特に記載していないが、本実施
例の場合の電力制御は、商用電源から整流器へ入力され
る入力電流をカレントトランスで検出して行っている。
Although not particularly shown in the figure, power control in the present embodiment is performed by detecting an input current input from a commercial power supply to a rectifier by a current transformer.

【0025】図2は通常動作時におけるスイッチング素
子13の駆動信号と電流(Ic)電圧(Vce)波形で
ある。
FIG. 2 shows a drive signal of the switching element 13 and a current (Ic) voltage (Vce) waveform during normal operation.

【0026】図でスイッチング素子は駆動信号がHIG
Hの時にオンし、LOWの時にオフする。本実施例の場
合の発振周波数は略45kHz程度である。図2(イ)
に示すように電流波形は本インバータ回路構成にするこ
とにより、共振波形となり、スイッチング素子13に流
れる電流が零または、逆導通ダイオード14に電流が流
れている間にオフするため、従来のターンオフ損失は発
生せず、大幅な低損失化が可能となる。
In the figure, the switching element has a driving signal of HIG.
Turns on when H and turns off when LOW. The oscillation frequency in this embodiment is about 45 kHz. Fig. 2 (a)
As shown in the figure, the current waveform becomes a resonance waveform by adopting the present inverter circuit configuration, and the current is turned off while the current flowing through the switching element 13 is zero or the current is flowing through the reverse conducting diode 14. No loss occurs, and significant loss reduction is possible.

【0027】図3は無負荷起動時(例えば通常加熱コイ
ル12の上に載置されているはずの負荷(鍋など)が使
用者の載置忘れにより載置されていなかった場合)にお
けるスイッチング素子の各部波形を示す。本実施例にお
いて発振起動のタイミングは商用電源の入力電圧を検知
して、その電圧が充分小さい時(すなわち50Hz/6
0Hzなる周波数できまる電源電圧エンベロープの谷
間)に設定されている。無負荷の場合本実施例のインバ
ータ定数(加熱コイル12のインダクタンス値など)に
おいては、(ウ)に示すように、逆導通ダイオード14
に通常動作時と比べて極めて大きい電流が流れる。逆導
通ダイオード14に大きい電流が流れると、逆導通ダイ
オード14に流れるリカバリー電流も大きくなり、結果
(エ)に示す様にスイッチング素子の両端電圧にサージ
電圧が発生することになる。
FIG. 3 shows a switching element at the time of no-load start-up (for example, when a load (a pan or the like) that is normally placed on the heating coil 12 is not placed due to a user forgetting to place it). 3 shows the waveforms of each part. In this embodiment, the oscillation is started when the input voltage of the commercial power supply is detected and the voltage is sufficiently small (ie, 50 Hz / 6).
It is set to a valley of the power supply voltage envelope which can be set to a frequency of 0 Hz. In the case of no load, in the inverter constant (the inductance value of the heating coil 12 and the like) of the present embodiment, as shown in FIG.
An extremely large current flows during the normal operation. When a large current flows through the reverse conducting diode 14, the recovery current flowing through the reverse conducting diode 14 also increases, and a surge voltage is generated in the voltage between both ends of the switching element as shown in (d).

【0028】(ア)に示すように、起動開始直後におい
ては、このサージ電圧は小さいが、電源電圧が増大する
につれて、サージ電圧も大きくなり、逆導通ダイオード
14に流れる電流が所定値に達したとき停止手段19に
より発振は停止される。発振停止をしなかった場合(か
つクランプ手段18が存在しなかった場合)電源電圧ピ
ーク付近で、スイッチング素子13の耐圧を越えるサー
ジ電圧が発生し、スイッチング素子13は破壊する。ま
た逆導通ダイオード14の許容電流にもよるが、過大な
電流により逆導通ダイオード14が熱破壊することも考
えられる。
As shown in (a), immediately after the start of the start, the surge voltage is small, but as the power supply voltage increases, the surge voltage also increases, and the current flowing through the reverse conducting diode 14 reaches a predetermined value. At this time, the oscillation is stopped by the stopping means 19. If the oscillation is not stopped (and the clamp means 18 is not present), a surge voltage exceeding the withstand voltage of the switching element 13 is generated near the power supply voltage peak, and the switching element 13 is destroyed. Further, depending on the allowable current of the reverse conducting diode 14, the excessive conducting current may cause the reverse conducting diode 14 to be thermally destroyed.

【0029】図4は、外来ノイズによる制御回路17の
異常動作などで、電源電圧のピーク付近で誤って発振開
始し、かつ無負荷であった場合などのスイッチング素子
13の各部波形を示す。この場合は、スイッチング素子
13の両端電圧に発生するサージ電圧が、初発目から極
めて大きい(クランプ手段18がない場合耐圧を越え
る)値となるが、クランプ手段18により、スイッチン
グ素子13が自己クランプし、素子破壊はおこらない。
また、停止手段19はこの時の逆導通ダイオード電流を
検知して、以降の発振は停止するため、連続自己クラン
プの可能性はない。一般にスイッチング素子13の自己
クランプはクランプ時に極めて大きい損失が発生し、素
子の発熱が大であるため、連続自己クランプを行った場
合、熱破壊する可能性がある。また、停止手段19だけ
では、初発目のサージ電圧による破壊を免れることはで
きない。
FIG. 4 shows waveforms of various parts of the switching element 13 when the oscillation starts erroneously near the peak of the power supply voltage and there is no load due to abnormal operation of the control circuit 17 due to external noise or the like. In this case, the surge voltage generated at the voltage between both ends of the switching element 13 becomes extremely large (exceeds the breakdown voltage without the clamping means 18) from the first time. No element destruction occurs.
In addition, since the stopping means 19 detects the reverse conducting diode current at this time and stops the subsequent oscillation, there is no possibility of continuous self-clamping. In general, the self-clamp of the switching element 13 causes an extremely large loss at the time of clamping, and the element generates a large amount of heat. Therefore, when continuous self-clamping is performed, there is a possibility that the switching element 13 may be thermally destroyed. Further, the destruction due to the first surge voltage cannot be avoided only by the stopping means 19.

【0030】以上の説明で明らかなように、本第1の実
施例によれば簡単な構成でスイッチング素子13の損失
を低減できるため、必要冷却の少ない小形かつ低コスト
の誘導加熱装置を得ることができる。また、停止手段1
9で、負荷異常検知が可能であり、さらに停止手段12
では間に合わない異常時においては自己クランプ手段1
8が動作してスイッチング素子13の破壊を防ぐことが
可能である。また従来の誘導加熱装置のように保護回路
に入力電圧を検知する手段は不要であり、低コスト化が
可能である。
As is apparent from the above description, according to the first embodiment, since the loss of the switching element 13 can be reduced with a simple structure, a small-sized and low-cost induction heating device requiring less cooling can be obtained. Can be. Stopping means 1
9, the load abnormality can be detected, and the stopping means 12
In the event of an abnormality that cannot be made in time, self-clamping means 1
8 operates to prevent the switching element 13 from being destroyed. Further, there is no need for a means for detecting the input voltage in the protection circuit as in the conventional induction heating device, and the cost can be reduced.

【0031】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について説明する。図5は本発明の第2の実施の形態を
示す図である。図5において停止手段19の検知手段
は、請求項1の構成と同様に逆導通ダイオード14に流
れる電流を検知しているが、さらに、スイッチング素子
13に流れる電流も同様に検知して、制御手段17内で
電力制御を行う構成としている。本構成にすることによ
り、請求項1の構成と比べて、入力電流を検出するカレ
ントトランスが不要となり、安価な誘導加熱装置を実現
できることが可能となる。
(Embodiment 2) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the detecting means of the stopping means 19 detects the current flowing through the reverse conducting diode 14 in the same manner as in the configuration of claim 1, and further detects the current flowing through the switching element 13 in the same manner. The configuration is such that power control is performed within 17. With this configuration, as compared with the configuration of the first aspect, a current transformer for detecting an input current is not required, and a low-cost induction heating device can be realized.

【0032】(実施例3)以下、本発明の第3の実施例
について説明する。図6は本発明の第3の実施の形態を
示す図である。図6おいて21はスイッチング素子13
の両端電圧を検知して、所定値以上の時に制御回路17
を介して発振を停止する第2の停止手段である。
(Embodiment 3) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 21 denotes the switching element 13.
Of the control circuit 17
This is the second stopping means for stopping the oscillation via.

【0033】図7は、なんらかの原因でスイッチング素
子13のオフ期間が通常動作時よりも大となった場合の
動作波形である。図のようにスイッチング素子13に流
れる電流は逆導通ダイオード14に電流が流れないモー
ドになり、強制的に電流オフとなった時点で、スイッチ
ング素子13の両端に大きいサージ電圧が発生する。
FIG. 7 shows operation waveforms when the off period of the switching element 13 is longer than that during normal operation for some reason. As shown in the figure, the current flowing through the switching element 13 is in a mode in which no current flows through the reverse conducting diode 14, and when the current is forcibly turned off, a large surge voltage is generated across the switching element 13.

【0034】本実施例によれば、このようなモードにお
いても、第2の停止手段を設けているため、スイッチン
グ素子13の保護を行うことが可能となる。
According to this embodiment, even in such a mode, the switching element 13 can be protected because the second stopping means is provided.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、スイッチング素子に流れる電流を共振波形とし、
ゼロ電流にて遮断することから、ターンオフ損失が発生
せず、極めて低損失かつ、熱的に安定したインバータが
実現でき、必要冷却の少ない小型かつ低コストの誘導加
熱装置を簡単な構成で得ることができる。また、停止手
段と、クランプ手段を設けることにより、より信頼性の
高い誘導加熱装置を簡易な構成で得ることができるもの
である。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the current flowing through the switching element has a resonance waveform,
Turn off at zero current, no turn-off loss occurs, extremely low loss and thermally stable inverter can be realized, and a small and low-cost induction heating device with little required cooling can be obtained with a simple configuration. Can be. Further, by providing the stopping means and the clamping means, a more reliable induction heating device can be obtained with a simple configuration.

【0036】また、請求項2記載の発明によれば、特
に、停止手段の電流検知を入力電流検知手段と兼ねる構
成とすることにより、より安価で部品点数の少ない誘導
加熱装置とすることができる。
According to the second aspect of the present invention, in particular, since the current detection of the stop means is also used as the input current detection means, it is possible to provide an induction heating apparatus which is less expensive and has a small number of parts. .

【0037】また、請求項3記載の発明によれば、特
に、逆導通ダイオードに流れない異常な状態において
も、保護動作が可能となり、さらに信頼性の高い誘導加
熱装置を得ることができる。
According to the third aspect of the present invention, the protection operation can be performed even in an abnormal state in which the current does not flow through the reverse conducting diode, and a highly reliable induction heating device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例である誘導加熱装置の回
路構成を示す回路図
FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an induction heating device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同、通常動作時の動作波形を示す図FIG. 2 is a diagram showing operation waveforms during a normal operation;

【図3】同、異常負荷時の動作波形を示す図FIG. 3 is a diagram showing an operation waveform at the time of an abnormal load.

【図4】同、制御回路誤動作時の動作波形を示す図FIG. 4 is a diagram showing operation waveforms when the control circuit malfunctions;

【図5】本発明の第2の実施例である誘導加熱装置の回
路構成を示す回路図
FIG. 5 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an induction heating apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例である誘導加熱装置の回
路構成を示す回路図
FIG. 6 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an induction heating apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図7】同、異常動作時の動作波形を示す図FIG. 7 is a diagram showing an operation waveform at the time of an abnormal operation.

【図8】従来の誘導加熱装置の回路構成を示す回路図FIG. 8 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a conventional induction heating device.

【図9】同、動作波形を示す図FIG. 9 is a diagram showing operation waveforms of the same.

【図10】同、スイッチング素子のターンオフ時の動作
波形を示す図
FIG. 10 is a diagram showing operation waveforms when the switching element is turned off.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 加熱コイル 13 スイッチング素子 18 クランプ手段 19 停止手段 20 高周波電力変換手段 21 第2の停止手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Heating coil 13 Switching element 18 Clamping means 19 Stopping means 20 High-frequency power conversion means 21 Second stopping means

フロントページの続き (72)発明者 石丸 直昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐藤 圭一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大森 英樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小坂 俊幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3K051 AA03 AA08 AB05 AB10 AC03 AC07 AD07 AD23 AD25 AD28 AD30 AD35 AD37 BD07 CD10 3K059 AA03 AA08 AB04 AC03 AC07 AD07 AD23 AD25 AD28 AD30 AD35 AD37 BD07 CD10 CD48Continued on the front page (72) Inventor Naoaki Ishimaru 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Person Hideki Omori 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Toshiyuki Kosaka 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma City, Osaka Pref. AD07 AD23 AD25 AD28 AD30 AD35 AD37 BD07 CD10 3K059 AA03 AA08 AB04 AC03 AC07 AD07 AD23 AD25 AD28 AD30 AD35 AD37 BD07 CD10 CD48

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高周波磁界によって被加熱物を加熱する
加熱コイルと、前記加熱コイルへ供給される電流を高周
波スイッチングする逆導通型のスイッチング素子とを有
し、前記スイッチング素子に流れる高周波電流は、共振
電流として、前記スイッチング素子に流れる電流が零の
時に遮断する構成とした高周波電力変換手段と、前記ス
イッチング素子の逆導通電流を検知して、前記検知電流
が所定値以上の時に高周波発振を停止する停止手段と、
前記スイッチング素子の両端電圧が所定値以上の時に前
記スイッチング素子を自己クランプさせるクランプ手段
とを備えてなる誘導加熱装置。
1. A heating coil for heating an object to be heated by a high-frequency magnetic field, and a reverse conduction type switching element for high-frequency switching of a current supplied to the heating coil, wherein a high-frequency current flowing through the switching element is: A high-frequency power conversion unit configured to cut off when a current flowing through the switching element is zero as a resonance current; and to detect a reverse conduction current of the switching element and stop high-frequency oscillation when the detected current is equal to or more than a predetermined value. Means for stopping,
An induction heating apparatus comprising: a clamping means for self-clamping the switching element when a voltage across the switching element is equal to or higher than a predetermined value.
【請求項2】 スイッチング素子に流れる電流を検知す
る検知手段を有し、前記検知電流を用いて入力電流を一
定に制御し、かつ前記検知手段にて逆導通電流を検知す
る停止手段とした請求項1記載の誘導加熱装置。
2. A stopping means for detecting a current flowing through a switching element, controlling an input current to be constant using the detected current, and detecting a reverse conduction current by the detecting means. Item 7. An induction heating device according to Item 1.
【請求項3】 スイッチング素子の両端電圧を検知し、
前記両端電圧が所定値以上の時高周波発振を停止する第
2の停止手段を設けたことを特徴とする請求項1または
2記載の誘導加熱装置。
3. Detecting a voltage across the switching element,
3. The induction heating apparatus according to claim 1, further comprising a second stopping means for stopping high-frequency oscillation when the voltage between both ends is equal to or more than a predetermined value.
JP28367798A 1998-10-06 1998-10-06 Induction heater device Pending JP2000113973A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28367798A JP2000113973A (en) 1998-10-06 1998-10-06 Induction heater device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28367798A JP2000113973A (en) 1998-10-06 1998-10-06 Induction heater device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000113973A true JP2000113973A (en) 2000-04-21

Family

ID=17668649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28367798A Pending JP2000113973A (en) 1998-10-06 1998-10-06 Induction heater device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000113973A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100938861B1 (en) 2008-05-06 2010-01-27 엘지전자 주식회사 Limit circuit of Induction heating cooker and Induction heating cooker comprsing thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100938861B1 (en) 2008-05-06 2010-01-27 엘지전자 주식회사 Limit circuit of Induction heating cooker and Induction heating cooker comprsing thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2037561B1 (en) Inverter control circuit and high-frequency induction heating device
JP2000113973A (en) Induction heater device
JPH10149876A (en) Induction-heated cooking device
JP3890706B2 (en) Induction heating device
JP2000113974A (en) Induction heating device
JP4765441B2 (en) Induction heating device
JP3890705B2 (en) Induction heating device
JP2000315572A (en) Induction heating device
JP2982364B2 (en) Inverter for induction heating
JP2002075622A (en) Power supply of electromagnetic cooker
JP3912120B2 (en) Induction heating cooker
JP2001357970A (en) High frequency heating device
JP2000058249A (en) Induction heating device
KR19980028572A (en) Compressor overheat prevention method of inverter air conditioner
JP2000058249A5 (en)
JP3146792B2 (en) Inverter device
JP3334274B2 (en) Inverter device
JPH11111441A (en) Induction heating cooker
JPH08182187A (en) Rush current suppression power source
JP2973575B2 (en) Inverter for induction heating
JP3465497B2 (en) Induction heating cooker
JPH11204245A (en) Induction heating device
JP3019440B2 (en) Induction heating cooker
JP2998277B2 (en) Induction heating cooker
JPH06290863A (en) Induction heating cooking apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050328

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20050629

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070109

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070228

A02 Decision of refusal

Effective date: 20070515

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02