JP2003257606A - 誘導加熱装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱コイルへの供給電力を広範囲に制御可能
とし、また、複数台の誘導加熱装置を同時に使用する場
合の干渉音や電磁ノイズ、電力損失の低減を可能にす
る。 【解決手段】 ダイオード２１，２２の直列回路と、共
振コンデンサ４，５の直列回路と、半導体スイッチング
素子６，７及びダイオード８，９を有するスイッチング
アームの直列回路とを並列接続し、前記ダイオード直列
回路の内部接続点と前記コンデンサ直列回路の内部接続
点との間に単相交流電源１を接続すると共に、前記スイ
ッチングアーム直列回路の内部接続点と前記コンデンサ
直列回路の内部接続点との間に加熱コイル１０を接続
し、前記スイッチングアームまたは加熱コイル１０に並
列にコンデンサ１１または１２，１３を接続してなる誘
導加熱装置の制御方法において、半導体スイッチング素
子６の導通比を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般家庭やレスト
ランなどで使用される誘導加熱調理器や金属溶解、シー
ムレス溶接などに使用される産業用誘導加熱装置の制御
方法に関し、詳しくは、半導体スイッチング素子を用い
て商用周波数等の単相交流電源から高周波交流電力を作
り出す誘導加熱装置において、加熱コイルへの供給電力
の制御範囲を拡大すると共に、複数台の誘導加熱装置を
同時に使用する場合の干渉音や電磁ノイズ、電力損失の
低減を可能にした制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の誘導加熱装置の主回路を
示している。図９において、単相交流電源１にはダイオ
ードブリッジからなる整流回路２が接続され、整流回路
２の直流側には、平滑用のコンデンサ３と、２個の共振
コンデンサ４，５からなるコンデンサ直列回路と、互い
に逆並列接続された半導体スイッチング素子６及びダイ
オード８からなるスイッチングアーム、並びに、半導体
スイッチング素子７及びダイオード９からなるスイッチ
ングアームにより構成されたスイッチングアーム直列回
路とが、各々並列接続されている。また、前記コンデン
サ直列回路の内部接続点と、前記スイッチングアーム直
列回路の内部接続点との間には、加熱コイル１０が接続
されている。なお、１００は電力変換回路を構成する主
回路である。

【０００３】上記構成において、交流電源１の電圧は整
流回路２により整流され、コンデンサ３の電圧は常に正
の直流電圧となる。スイッチング素子６をオンすると、
共振コンデンサ４→スイッチング素子６→加熱コイル１
０→共振コンデンサ４の経路で電流を供給する。次に、
スイッチング素子６をオフさせると、加熱コイル１０の
電流は加熱コイル１０→共振コンデンサ５→ダイオード
９→加熱コイル１０の経路に転流する。このとき、スイ
ッチング素子７をオンさせると、電流はスイッチング素
子７を通る経路に反転し、共振コンデンサ５から加熱コ
イル１０に電流が供給される。この状態でスイッチング
素子７をオフさせると、加熱コイル１０の電流は加熱コ
イル１０→ダイオード８→共振コンデンサ４→加熱コイ
ル１０の経路に転流する。このとき、スイッチング素子
６をオンさせると、電流はスイッチング素子６を通る経
路に反転する。このような動作を高周波で繰り返すこと
により、加熱コイル１０には高周波の交流電流が供給さ
れる。

【０００４】図１０に、スイッチング素子６のスイッチ
ング周期に対するオン期間（導通比λ）を変化させたと
きの各部波形を示す。なお、図１０において、ｖ_ｇ６，
ｖ_{ｇ ７}はそれぞれスイッチング素子６，７のゲート信号
を、ｖ_ｃ４，ｖ_ｃ５はそれぞれ共振コンデンサ４，５の
電圧を、ｉ_ｓ６，ｉ_ｓ７はそれぞれスイッチング素子
６，７の電流を、ｉ_Ｌｏは加熱コイル１０に供給される
電流である。

【０００５】図１０（ｂ），（ｃ）から明らかなよう
に、スイッチング素子６の導通比λを０．５より大きく
しても、加熱コイル１０に供給される電流ｉ_Ｌｏの振幅
は大きくならない。これは、スイッチング素子６の導通
比を０．５以上にすると、電源として働く共振コンデン
サ４の電圧ｖ_ｃ４の直流成分が共振コンデンサ５の電圧
ｖ_ｃ５の直流成分より小さくなり、負荷に供給する電流
が増加しないためである。また、図１０（ａ）の導通比
λ＝０．３と図１０（ｃ）の導通比λ＝０．７における
ｉ_Ｌｏの波形は、正負の極性が異なるだけで負荷に供給
する電力は等しくなる。図１１は、導通比λに対する負
荷への供給電力の依存性（以下、電力依存性という）を
示すものであり、導通比λ＝０．５で供給電力は最大に
なり、導通比λと（１−λ）のときの供給電力は等しく
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】導通比λ＝０．５で最
大電力が得られる特性を持つ誘導加熱装置を動作周波数
一定で、導通比を制御して動作させようとすると、加熱
コイル１０に載せた被加熱物の形状や材質によって負荷
条件が変わり、予め設定していた動作周波数では定格ま
での電力が得られないという問題がある。また、上記の
特性を持つ誘導加熱装置を交流電源１に対して複数台並
列に接続した例を図１２に示す。ここでは２台の誘導加
熱装置を並列接続した例を示し、図１２における主回路
１００Ａ’，１００Ｂ’は何れも図９の主回路１００と
同様に構成されている。また、１０Ａ，１０Ｂは加熱コ
イルであり、そのインダクタンスをそれぞれＬ_０１，Ｌ
_０２とする。

【０００７】いま、加熱コイル１０Ａ，１０Ｂにそれぞ
れ異なる形状や材質の被加熱物を載せると、負荷条件
（インダクタンス値等）が変化し、主回路１００Ａ’，
１００Ｂ’の動作周波数に対する電力依存性（導通比λ
＝０．５で一定、動作周波数制御時）は図１３（ａ）に
示すように異なる。各加熱コイル１０Ａ，１０Ｂにおい
てそれぞれ最大電力が得られる周波数ｆ_１，ｆ_２は、主
回路１００Ａ’，１００Ｂ’内の共振コンデンサと負荷
のインダクタンス成分との共振周波数である。よって、
各主回路１００Ａ’，１００Ｂ’から出力する高周波交
流の周波数が前記共振周波数ｆ_１，ｆ_２より高い場合に
は、個々の主回路１００Ａ’，１００Ｂ’から見た負荷
側の力率が遅れ（ソフトスイッチング）領域となる。一
方、各主回路１００Ａ，１００Ｂから出力する高周波交
流の周波数が前記共振周波数ｆ_１，ｆ_２より低い場合に
は、個々の主回路１００Ａ’，１００Ｂ’から見た負荷
側の力率が進み（ハードスイッチング）領域となる。

【０００８】それぞれの誘導加熱装置の力率を遅れ領域
で動作させるために、主回路１００Ａ’，１００Ｂ’に
対する動作周波数を個別に変化させて加熱コイル１０
Ａ，１０Ｂへの供給電力を調整する制御方法がある。し
かし、二つの主回路１００Ａ’，１００Ｂ’の動作周波
数が異なると、その差の周波数Δｆが干渉音として発生
してしまう問題がある。一方、干渉音をなくすために動
作周波数を等しくして動作させる場合には、動作周波数
を、例えば図１３（ａ）のｆ_Ａやｆ_Ｂに設定する方法が
ある。しかしながら、動作周波数をｆ_Ｂに設定した場合
には、主回路１００Ｂ’側の力率が進み領域になるため
に常にハードスイッチングで動作することになり、電力
損失や電磁ノイズが増加してこれらを低減するための冷
却対策やノイズの低減対策が要求されるという問題があ
る。

【０００９】次に、動作周波数をｆ_Ａに設定した場合の
導通比に対する電力依存性を図１３（ｂ）に示す。定格
電力をＰ_１のように設定すると、加熱コイル１０Ａ側で
は定格までの電力が得られなくなり、供給電力の制御範
囲が狭くなるという問題がある。

【００１０】そこで本発明は、供給電力を広範囲に制御
可能とし、また、複数台の誘導加熱装置を同時に使用す
る場合の干渉音や電磁ノイズ、電力損失の低減を可能に
した誘導加熱装置の制御方法を提供しようとするもので
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
従来技術において導通比λ＝０．５で最大電力が得ら
れ、供給電力の制御範囲が狭くなるという課題を解決す
るものである。すなわち、この発明は、２個のダイオー
ドからなるダイオード直列回路と、２個の共振コンデン
サからなるコンデンサ直列回路と、逆並列接続された半
導体スイッチング素子及びダイオードからそれぞれ構成
された２個のスイッチングアームからなるスイッチング
アーム直列回路とを並列接続し、前記ダイオード直列回
路の内部接続点に単相交流電源の一端を接続し、前記コ
ンデンサ直列回路の内部接続点に単相交流電源の他端を
接続すると共に、加熱コイルの一端を前記スイッチング
アーム直列回路の内部接続点に接続し、前記加熱コイル
の他端を前記コンデンサ直列回路の内部接続点に接続
し、更に、前記スイッチングアームまたは前記加熱コイ
ルに並列にコンデンサを接続してなる誘導加熱装置にお
いて、前記半導体スイッチング素子の導通比を制御する
ものである。

【００１２】請求項２記載の発明は、複数台の誘導加熱
装置を並列接続して使用する場合に干渉音が発生したり
供給電力の制御範囲が狭いという課題を解決するもので
ある。すなわち、この発明は、請求項１に記載した誘導
加熱装置を複数台、単相交流電源に対して並列に接続
し、各誘導加熱装置の動作周波数を同一に設定すると共
に半導体スイッチング素子の導通比を各誘導加熱装置ご
とに個別に制御するものである。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項２と同様に
複数台の誘導加熱装置を並列接続して使用する場合に干
渉音が発生したり供給電力の制御範囲が狭いという課題
を解決するものであり、共振形の誘導加熱装置全般に適
用可能な制御方法である。すなわち、この発明は、共振
コンデンサと半導体スイッチング素子とを有する主回路
と、加熱コイルとを備え、前記半導体スイッチング素子
をスイッチングして前記共振コンデンサと加熱コイルと
の共振作用により単相交流電源から高周波交流電力を作
り出し、この高周波交流電力を前記加熱コイルに供給す
る誘導加熱装置において、この誘導加熱装置を複数台、
単相交流電源に対して並列に接続すると共に、各加熱コ
イルに直列にリアクトルをそれぞれ接続して各誘導加熱
装置の最大電力が得られる共振周波数を近付けるもので
ある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る誘導
加熱装置の主回路構成図であり、請求項１の発明に相当
する。図１に示す主回路１０１において、ダイオード２
１，２２からなるダイオード直列回路と、共振コンデン
サ４，５からなるコンデンサ直列回路と、互いに逆並列
接続された半導体スイッチング素子６及びダイオード８
からなるスイッチングアーム、並びに、半導体スイッチ
ング素子７及びダイオード９からなるスイッチングアー
ムにより構成されたスイッチングアーム直列回路とが、
各々並列に接続されている。

【００１５】また、前記ダイオード直列回路の内部接続
点とコンデンサ直列回路の内部接続点との間には、単相
交流電源１が接続されている。更に、スイッチングアー
ム直列回路の内部接続点とコンデンサ直列回路の内部接
続点との間には、加熱コイル１０が接続され、この加熱
コイル１０の両端にはコンデンサ１１が接続されてい
る。

【００１６】図２は本発明の第２実施形態に係る誘導加
熱装置の主回路構成図であり、この実施形態も請求項１
の発明に相当する。図２に示した主回路１０２は図１の
主回路１０１を変形したものであり、図１におけるコン
デンサ１１を除去すると共に、各スイッチングアームに
並列にコンデンサ１２，１３をそれぞれ接続して構成さ
れている。他の構成要素は図１と同一である。

【００１７】次に、図１の実施形態の動作を説明する。
交流電源電圧が正（ダイオード２１側を正極性とする）
の期間にスイッチング素子６をオンさせると、交流電源
１→ダイオード２１→スイッチング素子６→加熱コイル
１０→交流電源１の経路で加熱コイル１０の電流が増加
する。この時、コンデンサ１１はスイッチング素子６側
が正になるように充電されており、この極性を正極性と
する。ここで、交流電源１にはダイオード２１を介して
共振コンデンサ４が並列に接続されているので、高周波
的には、共振コンデンサ４から加熱コイル１０の電流が
供給される。

【００１８】スイッチング素子６をオフさせると、加熱
コイル１０の電流はコンデンサ１１に流れ込むため、コ
ンデンサ１１の電圧は緩やかに低下し、スイッチング素
子６は零電圧ターンオフ動作となる。コンデンサ１１の
電圧が低下すると次にダイオード９が自然に導通し、加
熱コイル１０を介して共振コンデンサ５を正の極性に充
電する。この時、スイッチング素子７をオンさせると、
共振コンデンサ５と加熱コイル１０とは共振回路を構成
しているので、電流はスイッチング素子７を通る経路に
反転し、コンデンサ５は負の方向に充電される。この状
態でスイッチング素子７をオフさせると、加熱コイル１
０の電流はコンデンサ１１を放電させる。

【００１９】その後、スイッチング素子７の電圧は緩や
かに上昇し、スイッチング素子７は零電圧ターンオフ動
作となる。次にダイオード８が自然に導通し、コンデン
サ４を充電する。この時、スイッチング素子６をオンさ
せるとコンデンサ４と加熱コイル１０とは共振回路を構
成しているので、電流はスイッチング素子６を通る経路
に反転する。

【００２０】以上のような動作を高周波で繰り返すこと
により、加熱コイル１０には高周波の電流が供給され
る。また、交流電源電圧が負の期間には、スイッチング
素子６，７の動作を交流電源電圧が正の期間の動作と逆
にするだけで、全体の動作は同様となる。

【００２１】また、図２の実施形態では、交流電源電圧
が正の期間にスイッチング素子６をオンさせると、交流
電源１→ダイオード２１→スイッチング素子６→加熱コ
イル１０→交流電源１の経路で加熱コイル１０の電流が
増加する。この場合も、高周波的には共振コンデンサ４
から加熱コイル１０に電流が供給されることになる。

【００２２】次に、スイッチング素子６をオフさせる
と、加熱コイル１０の電流はコンデンサ１２を充電し、
かつコンデンサ１３を放電する方向にコンデンサ５に流
れ込み、コンデンサ１２の電圧は緩やかに上昇するので
スイッチング素子６は零電圧ターンオフ動作となる。そ
の後、ダイオード９が自然に導通し、加熱コイル１０を
流れる電流がコンデンサ５を充電する。この時、スイッ
チング素子７をオンさせると、コンデンサ５と加熱コイ
ル１０とは共振回路を構成しているので、電流はスイッ
チング素子７を通る経路に反転する。この状態でスイッ
チング素子７をオフさせると、加熱コイル１０の電流は
コンデンサ１３を充電し、かつコンデンサ１２を放電す
る方向にコンデンサ４に流れ込み、コンデンサ１３の電
圧は緩やかに上昇するのでスイッチング素子７は零電圧
ターンオフ動作となる。

【００２３】次にダイオード８が自然に導通し、加熱コ
イル１０を流れる電流がコンデンサ４を充電する。この
時、スイッチング素子６をオンさせるとコンデンサ４と
加熱コイル１０とは共振回路を構成しているので、電流
はスイッチング素子６を通る経路に反転する。このよう
な動作を高周波で繰り返すことにより、加熱コイル１０
には高周波の電流が供給される。交流電源電圧が負の期
間には、スイッチング素子６，７の動作を正の期間の動
作と逆にするだけで、全体の動作は同様となる。

【００２４】さて、上記各実施形態において、交流電源
電圧が正のときに加熱コイル１０に電力を供給する期間
は、スイッチング素子６がオンしている期間である。こ
こで、図３に、スイッチング素子６のスイッチング周期
に対するオン期間（導通比λ）を変化させたときの各部
波形を示す。なお、図３において、ｖ_ｇ６，ｖ_ｇ７はそ
れぞれスイッチング素子６，７のゲート信号を、
ｖ_ｃ４，ｖ_ｃ５はそれぞれ共振コンデンサ４，５の電圧
を、ｉ_ｓ６，ｉ_ｓ７はそれぞれスイッチング素子６，７
の電流を、ｉ_Ｌｏは加熱コイル１０に供給される電流で
ある。

【００２５】図３によれば、スイッチング素子６の導通
比λを大きくすると、加熱コイル１０を流れる電流ｉ
_Ｌｏの振幅が大きくなる。ここで、高周波的に電源とし
て働く共振コンデンサ４は、ダイオード２１を介して交
流電源１に並列に接続されているため、共振コンデンサ
４の電圧は交流電源１の電圧となる。図３（ｃ）と従来
技術の図１０（ｃ）とを比較すると、共振コンデンサ４
の電圧ｖ_ｃ４の直流成分が低下しないため、スイッチン
グ素子６の導通比を大きくするほど負荷への供給電力を
増加させることができる。図４はスイッチング素子６の
導通比に対する電力依存性を示しており、導通比を０．
５以上にすることで加熱コイル１０への供給電力の制御
範囲を大きくすることができる。

【００２６】次に、図５は本発明の第３実施形態を示す
構成図である。この実施形態は請求項２に対応するもの
であり、複数（図示例では２台）の誘導加熱装置を交流
電源１に対して並列に接続した構成となっている。図５
において、１００Ａ，１００Ｂは同一構成の主回路であ
り、前記図１または図２に示した主回路１０１または１
０２からなるものである。また、１０Ａ，１０Ｂは加熱
コイルであり、そのインダクタンスをＬ_０１，Ｌ_０２と
する。

【００２７】図６（ａ）は、加熱コイル１０Ａ，１０Ｂ
に異なる形状や材質の被加熱物を載せ、スイッチング素
子６の導通比をλ＝０．５一定としたときの周波数に対
する電力依存性を示すものである。ここで、干渉音をな
くすために主回路１００Ａ，１００Ｂの動作周波数を等
しくし、何れの主回路１００Ａ，１００Ｂに対する負荷
の力率も遅れ（ソフトスイッチング）領域となる周波数
ｆ_０で動作させた場合の主回路１００Ａ，１００Ｂのス
イッチング素子６の導通比に対する電力依存性を、図６
（ｂ）に示す。

【００２８】図１または図２に示した主回路１０１また
は１０２は、スイッチング素子６の導通比を大きくする
ほど供給電力が増加するため、加熱コイル１０Ａ（主回
路１００Ａ）側の導通比λ_１を０．５よりも大きく設定
し、また、加熱コイル１０Ｂ（主回路１００Ｂ）側の導
通比λ_２を０．５よりも小さく設定することで、どちら
も定格電力を得ることができる。よって、各加熱コイル
１０Ａ，１０Ｂの負荷条件が異なる場合にも、導通比を
個別に調節することで供給電力を定格まで制御すること
ができ、しかも、同時に力率を遅れ（ソフトスイッチン
グ）領域で動作させることができる。このようにソフト
スイッチングで動作させることで、電力損失の低減に伴
う効率の向上、冷却体の小形化、簡略化も期待される。

【００２９】図７は、本発明の第４実施形態を示す構成
図である。この実施形態は請求項３に対応するものであ
り、複数台（図示例では２台）の誘導加熱装置を交流電
源１に対して並列に接続した構成となっている。本実施
形態において、主回路１００Ａ，１００Ｂは同一構成で
あるが、図１または図２の主回路１０１または１０２を
始めとして全ての共振形の主回路を使用することができ
る。すなわち、本実施形態は、共振コンデンサと半導体
スイッチング素子とを有する主回路１００Ａ，１００Ｂ
と、加熱コイル１０Ａ，１０Ｂとを備え、半導体スイッ
チング素子をスイッチングして共振コンデンサと加熱コ
イル１０Ａ，１０Ｂとの共振作用により単相交流電源１
から高周波交流電力を作り出し、この高周波交流電力を
加熱コイル１０Ａ，１０Ｂに供給する共振形の誘導加熱
装置に適用される。そしてこの実施形態では、主回路１
００Ａ，１００Ｂに接続される加熱コイル１０Ａ，１０
Ｂにそれぞれ直列に、リアクトル１４Ａ，１４Ｂ（それ
ぞれのインダクタンスをＬ_１，Ｌ_２とする）を接続した
構成となっている。

【００３０】図８（ａ）は、加熱コイル１０Ａ，１０Ｂ
に異なる形状や材質の被加熱物を載せ、スイッチング素
子６の導通比をλ＝０．５一定としたときの動作周波数
に対する電力依存性を示すものである。ここで、最大電
力が得られる周波数ｆ_１，ｆ _２は、主回路１００Ａ，１
００Ｂの共振コンデンサ（その容量をＣ_ｒとする）と、
被加熱物を載せたときの加熱コイル１０Ａ，１０Ｂのイ
ンダクタンスＬ_ｏ１，Ｌ_ｏ２、及び直列に接続されたリ
アクトル１４Ａ，１４ＢのインダクタンスＬ_１，Ｌ_２の
共振周波数であるため、以下の数式１，数式２で求める
ことができる。

【００３１】

【数１】

【００３２】

【数２】

【００３３】よって、数式１，数式２から、最大電力が
得られる周波数の比は数式３となる。

【００３４】

【数３】

【００３５】これに対し、前述の図１２に示した、リア
クトルを接続しない場合の最大電力が得られる周波数ｆ
_１，ｆ_２と周波数比とは、数式４，５，６によって求め
られる。

【００３６】

【数４】

【００３７】

【数５】

【００３８】

【数６】

【００３９】数式３と数式６との比較から、図７のよう
にリアクトル１４Ａ，１４Ｂを追加した場合には、追加
しない場合に比べて共振周波数の比が１に近付く。すな
わち、最大電力が得られる周波数ｆ_１とｆ_２とが近付く
ことになり（図８（ａ）のｆ _２’→ｆ_２）、共振周波数
の差を抑制して干渉音の発生を抑制することができる。
なお、図８（ａ）における特性線１０Ｂ’は、図１３
（ａ）における特性線１０Ｂに相当する。例えば、被加
熱物によってＬ_ｏ１がＬ_ｏ２の２倍になるとき（Ｌ_ｏ１
＝２Ｌ_{ｏ ２}）、図１２のように加熱コイルにリアクトル
が直列接続されない場合には、数式６により最大電力が
得られる周波数の比は数式７となる。

【００４０】

【数７】

【００４１】これに対し、例えば、加熱コイル１０Ａの
インダクタンスＬ_ｏ１の２倍のインダクタンスＬ_１，Ｌ
_２（Ｌ_１＝Ｌ_２＝２Ｌ_ｏ１）を持つリアクトル１４Ａ，
１４Ｂを追加した場合には、数式３から次の数式８が得
られ、最大電力が得られる周波数ｆ_１，ｆ_２の比の差を
約０．７７倍に縮めることができる。

【００４２】

【数８】

【００４３】これにより、干渉音をなくすために動作周
波数を一定とし、何れの主回路１００Ａ，１００Ｂに対
しても負荷の力率が遅れ（ソフトスイッチング）領域と
なる周波数で動作させることができる。例えば、定格電
力を図８（ａ），（ｂ）におけるＰとしたとき、動作周
波数をｆ_０に設定した場合のスイッチング素子の導通比
に対する電力依存性を図８（ｂ）に示す。動作周波数ｆ
_０において、主回路１００Ａ側は導通比λ_１＝０．５で
動作させ、主回路１００Ｂ側は導通比λ_２を０．５より
も小さくして動作させることで、何れの側の被加熱物に
対しても定格までの電力を供給することができる。

【００４４】上記のように、リアクトル１４Ａ，１４Ｂ
を加熱コイル１０Ａ，１０Ｂとそれぞれ直列に接続する
ことで各誘導加熱装置の共振周波数が近付き、複数の加
熱コイルに負荷条件が異なる被加熱物を載せたときも、
定格までの電力が得られると共に、力率を遅れ（ソフト
スイッチング）領域で動作させることができる。ソフト
スイッチングで動作させることで、電磁ノイズの低減や
効率の向上、冷却装置の小形化、簡略化が可能になる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、一方の半導体スイッチング素子の導通比を大きくす
るほど加熱コイルへの供給電力を増加させることがで
き、これによって供給電力の制御範囲を従来よりも拡大
することが可能である。また、請求項２または３記載の
発明によれば、複数の加熱コイルに異なる形状や材質の
被加熱物を載せて加熱する場合のように異なる負荷条件
で同時に使用する際の干渉音の発生や供給電力の制御範
囲が狭くなる問題を解決することができる。また、複数
の誘導加熱装置を何れも遅れ力率で動作させることで、
ソフトスイッチングによって電磁ノイズの低減、効率の
向上並びに冷却装置の小形化、簡略化も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す主回路構成図であ
る。

【図２】本発明の第２実施形態を示す主回路構成図であ
る。

【図３】第１実施形態及び第２実施形態の動作波形図で
ある。

【図４】第１実施形態及び第２実施形態におけるスイッ
チング素子の導通比−電力依存性の特性図である。

【図５】本発明の第３実施形態を示す構成図である。

【図６】第３実施形態における周波数−電力依存性、及
び、スイッチング素子の導通比−電力依存性の特性図で
ある。

【図７】本発明の第４実施形態を示す構成図である。

【図８】第４実施形態における周波数−電力依存性、及
び、スイッチング素子の導通比−電力依存性の特性図で
ある。

【図９】従来技術を示す主回路の構成図である。

【図１０】従来技術におけるスイッチング素子の導通比
に対する各部の電圧、電流等の波形図である。

【図１１】従来技術におけるスイッチング素子の導通比
−電力依存性の特性図である。

【図１２】従来技術の誘導加熱装置を複数台並列に接続
した場合の構成図である。

【図１３】図１２に示したシステムにおける周波数−電
力依存性、及び、スイッチング素子の導通比−電力依存
性の特性図である。

【符号の説明】

１ 単相交流電源 ４，５ 共振コンデンサ ６，７ 半導体スイッチング素子 ８，９，２１，２２ ダイオード １０，１０Ａ，１０Ｂ 加熱コイル １１，１２，１３ コンデンサ １４Ａ，１４Ｂ リアクトル １０１，１０２，１００Ａ，１００Ｂ 主回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K051 AA03 AA06 AA07 AA08 AC07 AC12 AC17 AC19 AD03 AD07 AD23 AD32 BD05 CD33 CD36 3K059 AA03 AA06 AA07 AA08 AA15 AC07 AC12 AC17 AC19 AD03 AD07 AD23 AD32 BD05 CD05 CD32 CD36

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２個のダイオードからなるダイオード直列
   回路と、２個の共振コンデンサからなるコンデンサ直列
   回路と、逆並列接続された半導体スイッチング素子及び
   ダイオードからそれぞれ構成された２個のスイッチング
   アームからなるスイッチングアーム直列回路とを並列接
   続し、 前記ダイオード直列回路の内部接続点に単相交流電源の
   一端を接続し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点に
   単相交流電源の他端を接続すると共に、 加熱コイルの一端を前記スイッチングアーム直列回路の
   内部接続点に接続し、前記加熱コイルの他端を前記コン
   デンサ直列回路の内部接続点に接続し、 更に、前記スイッチングアームまたは前記加熱コイルに
   並列にコンデンサを接続してなる誘導加熱装置におい
   て、 前記半導体スイッチング素子の導通比を制御することを
   特徴とする誘導加熱装置の制御方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載した誘導加熱装置を複数
   台、単相交流電源に対して並列に接続し、各誘導加熱装
   置の動作周波数を同一に設定すると共に半導体スイッチ
   ング素子の導通比を各誘導加熱装置ごとに個別に制御す
   ることを特徴とする誘導加熱装置の制御方法。
3. 【請求項３】共振コンデンサと半導体スイッチング素子
   とを有する主回路と、加熱コイルとを備え、前記半導体
   スイッチング素子をスイッチングして前記共振コンデン
   サと加熱コイルとの共振作用により単相交流電源から高
   周波交流電力を作り出し、この高周波交流電力を前記加
   熱コイルに供給する誘導加熱装置において、 この誘導加熱装置を複数台、単相交流電源に対して並列
   に接続すると共に、各加熱コイルに直列にリアクトルを
   それぞれ接続して各誘導加熱装置の最大電力が得られる
   共振周波数を近付けることを特徴とする誘導加熱装置の
   制御方法。