JP2003264056A - 誘導加熱装置の制御方法 - Google Patents
誘導加熱装置の制御方法Info
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- JP2003264056A JP2003264056A JP2002061465A JP2002061465A JP2003264056A JP 2003264056 A JP2003264056 A JP 2003264056A JP 2002061465 A JP2002061465 A JP 2002061465A JP 2002061465 A JP2002061465 A JP 2002061465A JP 2003264056 A JP2003264056 A JP 2003264056A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加熱コイルを複数駆動する場合の干渉音をな
くし、かつ、各加熱コイルへの供給電力の調整範囲の制
約をなくす。 【解決手段】 主回路部内の直列接続された半導体スイ
ッチング素子をオンオフさせることにより、加熱コイル
に高周波交流電流を供給する誘導加熱装置の制御方法に
関する。並列接続された主回路部１０１，１０２により
それぞれ加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２を駆動する際に、主
回路部１０１，１０２のスイッチング周波数を同一とし
て当該スイッチング周波数により一の主回路部１０２に
よる加熱コイルＬｏ２への供給電力を調整し、他の主回
路部１０１による加熱コイルＬｏ １への供給電力を、導
通比設定部２０１により設定された導通比により調整す
る。
くし、かつ、各加熱コイルへの供給電力の調整範囲の制
約をなくす。 【解決手段】 主回路部内の直列接続された半導体スイ
ッチング素子をオンオフさせることにより、加熱コイル
に高周波交流電流を供給する誘導加熱装置の制御方法に
関する。並列接続された主回路部１０１，１０２により
それぞれ加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２を駆動する際に、主
回路部１０１，１０２のスイッチング周波数を同一とし
て当該スイッチング周波数により一の主回路部１０２に
よる加熱コイルＬｏ２への供給電力を調整し、他の主回
路部１０１による加熱コイルＬｏ １への供給電力を、導
通比設定部２０１により設定された導通比により調整す
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のオン
オフにより高周波交流電流を作り出して加熱コイルに供
給する誘導加熱装置の制御方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図８は、二つの加熱コイルに高周波交流
電流を供給する第１の従来技術の構成図である。図にお
いて、Ｖｉｎは商用電源等の単相交流電源であり、その
両端には主回路部１０１，１０２が並列に接続されてい
る。これらの主回路部１０１，１０２は、整流用ダイオ
ード、コンデンサ及び直列接続された２個の半導体スイ
ッチング素子をそれぞれ備えており、スイッチング素子
のオンオフによりコンデンサに蓄積されたエネルギーか
ら高周波交流電流を作り出して加熱コイルＬｏ１，Ｌ
ｏ２に供給している。 【０００３】また、主回路部１０１，１０２の制御回路
３１０，３２０は電力設定部３１１，３２１及び可変周
波数発振器３１２，３２２から構成されており、電力設
定部３１１，３２１による設定電力（加熱コイル
Ｌｏ１，Ｌｏ２への供給電力）に従って主回路部１０
１，１０２内のスイッチング素子の動作周波数（スイッ
チング周波数）を可変周波数発振器３１２，３２２によ
り制御している。すなわち、主回路部１０１，１０２内
のそれぞれ２個のスイッチング素子のオン時間をｔ１，
ｔ２とすると、導通比すなわちｔ１／（ｔ１＋ｔ２）を
一定とし、動作周波数を可変とする制御方法が採られて
いる。 【０００４】いま、加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２に異なる
形状または材質の鍋を載せると、負荷のインダクタンス
値が変化するため、主回路部１０１，１０２のスイッチ
ング周波数に対する電力依存性は図９のように異なって
くる。このため、個々の加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２に対
する設定電力に応じて周波数を変化させることで供給電
力を所定値に制御することができるが、二つの動作周波
数が異なるとその差の周波数（△ｆ）が干渉音として発
生してしまう。 【０００５】一方、図１０は、スイッチング素子の導通
比を変化させて二つの加熱コイルＬ ｏ１，Ｌｏ２への供
給電力を調整する第２の従来技術を示している。図１０
において、主回路部１０１側の制御回路３１０Ａは電力
設定部３１１と導通比設定部３１４と、固定周波数発振
器３１３とを備え、他方、主回路部１０２側の制御回路
３２０Ａは電力設定部３２１と導通比設定部３２４とを
備えている。それぞれの導通比設定部３１４，３２４
は、固定周波数発振器３１３からの固定周波数ｆ０のも
とで、設定電力に応じて導通比を変化させている。 【０００６】ここで、図１１は、二つの主回路部１０
１，１０２の干渉音をなくすためにスイッチング周波数
を固定周波数ｆ０で動作させたときの、周波数に対する
電力依存性を示す図である。また、図１２は、二つの主
回路部１０１，１０２のスイッチング周波数を固定して
導通比を変化させることにより供給電力を制御する場合
の、導通比に対する電力依存性を示す図である。 【０００７】しかし、加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２に異な
る形状または材質の鍋を載せた場合のように負荷条件が
異なると、同一周波数に対する電力依存性が異なるた
め、図１２に示すように一方の加熱コイルＬｏ１に対し
ては所望の設定電力を供給することができても、他方の
加熱コイルＬｏ２に対しては、導通比を変化させても所
望の設定電力を供給できない場合がある。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】上述したように、二つ
の主回路に対する導通比一定でスイッチング周波数を異
ならせる制御方法によると、周波数の差による干渉音が
発生するという問題があった。また、スイッチング周波
数を固定して共通にした場合には、干渉音はなくなるが
一部の加熱コイルに対する電力調整範囲に制約が生じる
という問題があった。そこで本発明は、これらの問題を
同時に解決することができる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。 【０００９】上記課題を解決するため、請求項１記載の
発明は、主回路部内の半導体スイッチング素子をオンオ
フさせることにより、加熱コイルに高周波交流電流を供
給する誘導加熱装置の制御方法において、並列に接続さ
れた複数の主回路部によりそれぞれ加熱コイルを駆動す
る際に、すべての主回路部のスイッチング周波数を同一
として当該スイッチング周波数により一の主回路部によ
る加熱コイルへの供給電力を調整し、他の主回路部によ
る加熱コイルへの供給電力を、当該主回路部のスイッチ
ング素子の導通比により調整するものである。 【００１０】 【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は本発明の実施形態を示す回路図で
あり、請求項１に記載した発明の実施形態に相当する。
図１において、Ｖｉｎは商用電源等の単相交流電源であ
り、その両端には主回路部１０１，１０２が並列に接続
されている。これらの主回路部１０１，１０２の構成は
後述する。 【００１１】主回路部１０１，１０２の制御回路２０
は、加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２への供給電力を個別に設
定する電力設定部２１と、可変周波数発振器２２と、電
力設定部２１からの設定電力及びスイッチング周波数が
それぞれ入力される導通比設定部２０１，２０２とから
構成されており、上記スイッチング周波数または導通比
設定部２０１，２０２により設定された導通比によって
主回路部１０１，１０２のスイッチング素子が制御され
るようになっている。 【００１２】前記主回路部１０１，１０２は、例えば図
２に示すように構成されている。なお、図２では主回路
部の参照符号を１０としてある。この主回路部１０は、
商用周波数の交流電源Ｖｉｎから高周波交流電流を直接
作り出すようにしたものであり、ダイオードＤ１，Ｄ２
の直列回路と、コンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路と、環
流ダイオードが逆並列接続された半導体スイッチング素
子Ｓ１，Ｓ２の直列回路とを並列に接続し、ダイオード
Ｄ１，Ｄ２の相互接続点とコンデンサＣ１，Ｃ２の相互
接続点との間に交流電源Ｖｉｎを接続すると共に、コン
デンサＣ１，Ｃ２の相互接続点とスイッチング素子
Ｓ１，Ｓ２の相互接続点との間に加熱コイルＬｏ（Ｌ
ｏ１，Ｌｏ２）を接続して構成されている。 【００１３】主回路部１０の動作としては、交流電源電
圧が正の時にスイッチング素子Ｓ１をオンさせると、交
流電源Ｖｉｎ→ダイオードＤ１→スイッチング素子Ｓ１
→加熱コイルＬｏ→交流電源Ｖｉｎの経路で加熱コイル
Ｌｏに電流が流れる。交流電源ＶｉｎにはダイオードＤ
１を介してコンデンサＣ１が並列に接続されているの
で、高周波的には、コンデンサＣ１から加熱コイルＬｏ
の電流が供給される。 【００１４】スイッチング素子Ｓ１をオフさせると、加
熱コイルＬｏの電流は加熱コイルＬ ｏ→コンデンサＣ２
→スイッチング素子Ｓ２の環流ダイオードの経路に流
れ、コンデンサＣ２を正の極性に充電する。この時、ス
イッチング素子Ｓ２をオンさせると、コンデンサＣ２と
加熱コイルＬｏ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Ｓ２を通る経路に反転し、コンデン
サＣ２は負の極性に充電される。 【００１５】その後、スイッチング素子Ｓ１の環流ダイ
オードが導通し、コンデンサＣ１を充電する。この時、
スイッチング素子Ｓ１をオンするとコンデンサＣ１と加
熱コイルＬｏ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Ｓ１を通る経路に反転する。 【００１６】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Ｌｏには高周波の交流電流が供給さ
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Ｓ１，Ｓ２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。 【００１７】さて、図１に示す構成において、加熱コイ
ルＬｏ１，Ｌｏ２に異なる形状または材質の鍋を載せた
場合のように負荷条件が異なると、同一周波数に対する
電力依存性は図３のごとく異なる。このため、いま、図
１の電力設定部２１において加熱コイルＬｏ２側の供給
電力を設定し、この設定電力が得られるようなスイッチ
ング周波数ｆ０を可変周波数発振器２２により設定する
と共に、他方の加熱コイルＬｏ１側も同一の周波数で動
作させるべく周波数ｆ０を導通比設定部２０１，２０２
の双方に入力する。このように、二つの主回路１０１，
１０２を同一の周波数ｆ０で動作させることにより、干
渉音が発生することはない。 【００１８】また、図４に示すように一定のスイッチン
グ周波数ｆ０のもとでは導通比を制御することによって
も加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２への供給電力を制御するこ
とができるので、他方の加熱コイルＬｏ１側について
は、その導通比を導通比設定部２０１により調整して供
給電力を設定電力に一致させる。これにより、干渉音を
発生させずに各加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２に設定電力に
等しい電力を供給することが可能になる。 【００１９】なお、図５〜図７は図１における主回路部
１０１，１０２の他の例としての主回路部１１，１２，
１３の構成図であり、交流電源ＶｉｎをダイオードＤ１
〜Ｄ ４からなるブリッジ整流回路及びコンデンサＣ１に
より整流平滑して直流に変換し、更にスイッチング素子
Ｓ１，Ｓ２のオンオフにより高周波交流電流に変換する
ようにしたものである。 【００２０】ここで、図５の主回路部１１は、コンデン
サＣ１と、コンデンサＣ２，Ｃ３の直列回路と、スイッ
チング素子Ｓ１，Ｓ２の直列回路とが並列に接続され、
コンデンサＣ２，Ｃ３の相互接続点とスイッチング素子
Ｓ１，Ｓ２の相互接続点との間に加熱コイルＬｏが接続
されている。その動作は、スイッチング素子Ｓ１または
Ｓ２のオン時に流れる電流経路にコンデンサＣ３または
Ｃ２が存在する点を除けば、基本的に図２と同一である
ため説明を省略する。 【００２１】また、図６の主回路部１２では、コンデン
サＣ１と、スイッチング素子Ｓ１,Ｓ２の直列回路とが
並列に接続されていると共に、スイッチング素子Ｓ１の
両端にコンデンサＣ２と加熱コイルＬｏとの直列回路が
接続され、図７の主回路部１３では、スイッチング素子
Ｓ２の両端にコンデンサＣ２と加熱コイルＬｏとの直列
回路が接続されている。なお、図６，図７のコンデンサ
Ｃ２は加熱コイルＬｏに並列に接続しても良い。更に、
交流電源Ｖｉｎ、ダイオードＤ１〜Ｄ４及びコンデンサ
Ｃ１の代わりに直流電源を使用しても良い。 【００２２】図６、図７の主回路部１２，１３では、ス
イッチング素子Ｓ１，Ｓ２が何れもオフの状態でコンデ
ンサＣ１は交流電源電圧のピーク値に充電されている。
そして、図６の主回路１２ではスイッチング素子Ｓ１を
オフさせた状態でスイッチング素子Ｓ２をオンさせる
と、コンデンサＣ１→コンデンサＣ２→加熱コイルＬｏ
→スイッチング素子Ｓ２の経路で電流が流れ、その後ス
イッチング素子Ｓ ２をオフさせると、加熱コイルＬｏの
電流は加熱コイルＬｏ→スイッチング素子Ｓ１の環流ダ
イオード→コンデンサＣ２の経路で流れ、次いでスイッ
チング素子Ｓ１をオンすると、共振現象により電流は反
転し、加熱コイルＬｏ→コンデンサＣ２→スイッチング
素子Ｓ１の経路で流れる。ここでスイッチング素子Ｓ１
をオフさせると、電流は加熱コイルＬｏ→コンデンサＣ
２→コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｓ２の環流ダイ
オードの経路に流れる。次にスイッチング素子Ｓ２をオ
ンさせると、共振現象により電流が反転し、コンデンサ
Ｃ１→コンデンサＣ２→加熱コイルＬｏ→スイッチング
素子Ｓ２の経路で流れる。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Ｌｏには高周波交流電流
が流れることになる。なお、図７の動作は、スイッチン
グ素子Ｓ１，Ｓ２のオンオフ動作を図６と逆にすれば良
い。 【００２３】これらの主回路部１１または１２または１
３、及び加熱コイルＬｏを図１のように二組並列に接続
した場合にも、二つの主回路部のスイッチング周波数を
同一にし、この周波数によって一方の主回路部による加
熱コイルへの供給電力が設定電力になるように制御する
と共に、他方の主回路部による加熱コイルへの供給電力
をスイッチング素子の導通比により制御すれば、干渉音
を発生させることなく各加熱コイルへの供給電力を所定
値に制御することができる。 【００２４】なお、本発明は、図１のように二つの加熱
コイルＬｏ１，Ｌｏ２を駆動する場合だけでなく、更に
多数の加熱コイルを並列的に駆動する場合にも適用可能
であり、その場合にも、すべての主回路部のスイッチン
グ周波数を同一にし、この周波数により一の主回路部に
よる加熱コイルへの供給電力が設定電力になるように制
御すると共に、他の主回路部による加熱コイルへの供給
電力をそれぞれ導通比により制御すれば良い。 【００２５】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の加
熱コイルを駆動する場合のスイッチング周波数の差に起
因する干渉音をなくし、また、各加熱コイルへの供給電
力をそれぞれ設定電力に一致させて電力制御範囲におけ
る制約をなくすことができる。
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のオン
オフにより高周波交流電流を作り出して加熱コイルに供
給する誘導加熱装置の制御方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図８は、二つの加熱コイルに高周波交流
電流を供給する第１の従来技術の構成図である。図にお
いて、Ｖｉｎは商用電源等の単相交流電源であり、その
両端には主回路部１０１，１０２が並列に接続されてい
る。これらの主回路部１０１，１０２は、整流用ダイオ
ード、コンデンサ及び直列接続された２個の半導体スイ
ッチング素子をそれぞれ備えており、スイッチング素子
のオンオフによりコンデンサに蓄積されたエネルギーか
ら高周波交流電流を作り出して加熱コイルＬｏ１，Ｌ
ｏ２に供給している。 【０００３】また、主回路部１０１，１０２の制御回路
３１０，３２０は電力設定部３１１，３２１及び可変周
波数発振器３１２，３２２から構成されており、電力設
定部３１１，３２１による設定電力（加熱コイル
Ｌｏ１，Ｌｏ２への供給電力）に従って主回路部１０
１，１０２内のスイッチング素子の動作周波数（スイッ
チング周波数）を可変周波数発振器３１２，３２２によ
り制御している。すなわち、主回路部１０１，１０２内
のそれぞれ２個のスイッチング素子のオン時間をｔ１，
ｔ２とすると、導通比すなわちｔ１／（ｔ１＋ｔ２）を
一定とし、動作周波数を可変とする制御方法が採られて
いる。 【０００４】いま、加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２に異なる
形状または材質の鍋を載せると、負荷のインダクタンス
値が変化するため、主回路部１０１，１０２のスイッチ
ング周波数に対する電力依存性は図９のように異なって
くる。このため、個々の加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２に対
する設定電力に応じて周波数を変化させることで供給電
力を所定値に制御することができるが、二つの動作周波
数が異なるとその差の周波数（△ｆ）が干渉音として発
生してしまう。 【０００５】一方、図１０は、スイッチング素子の導通
比を変化させて二つの加熱コイルＬ ｏ１，Ｌｏ２への供
給電力を調整する第２の従来技術を示している。図１０
において、主回路部１０１側の制御回路３１０Ａは電力
設定部３１１と導通比設定部３１４と、固定周波数発振
器３１３とを備え、他方、主回路部１０２側の制御回路
３２０Ａは電力設定部３２１と導通比設定部３２４とを
備えている。それぞれの導通比設定部３１４，３２４
は、固定周波数発振器３１３からの固定周波数ｆ０のも
とで、設定電力に応じて導通比を変化させている。 【０００６】ここで、図１１は、二つの主回路部１０
１，１０２の干渉音をなくすためにスイッチング周波数
を固定周波数ｆ０で動作させたときの、周波数に対する
電力依存性を示す図である。また、図１２は、二つの主
回路部１０１，１０２のスイッチング周波数を固定して
導通比を変化させることにより供給電力を制御する場合
の、導通比に対する電力依存性を示す図である。 【０００７】しかし、加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２に異な
る形状または材質の鍋を載せた場合のように負荷条件が
異なると、同一周波数に対する電力依存性が異なるた
め、図１２に示すように一方の加熱コイルＬｏ１に対し
ては所望の設定電力を供給することができても、他方の
加熱コイルＬｏ２に対しては、導通比を変化させても所
望の設定電力を供給できない場合がある。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】上述したように、二つ
の主回路に対する導通比一定でスイッチング周波数を異
ならせる制御方法によると、周波数の差による干渉音が
発生するという問題があった。また、スイッチング周波
数を固定して共通にした場合には、干渉音はなくなるが
一部の加熱コイルに対する電力調整範囲に制約が生じる
という問題があった。そこで本発明は、これらの問題を
同時に解決することができる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。 【０００９】上記課題を解決するため、請求項１記載の
発明は、主回路部内の半導体スイッチング素子をオンオ
フさせることにより、加熱コイルに高周波交流電流を供
給する誘導加熱装置の制御方法において、並列に接続さ
れた複数の主回路部によりそれぞれ加熱コイルを駆動す
る際に、すべての主回路部のスイッチング周波数を同一
として当該スイッチング周波数により一の主回路部によ
る加熱コイルへの供給電力を調整し、他の主回路部によ
る加熱コイルへの供給電力を、当該主回路部のスイッチ
ング素子の導通比により調整するものである。 【００１０】 【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は本発明の実施形態を示す回路図で
あり、請求項１に記載した発明の実施形態に相当する。
図１において、Ｖｉｎは商用電源等の単相交流電源であ
り、その両端には主回路部１０１，１０２が並列に接続
されている。これらの主回路部１０１，１０２の構成は
後述する。 【００１１】主回路部１０１，１０２の制御回路２０
は、加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２への供給電力を個別に設
定する電力設定部２１と、可変周波数発振器２２と、電
力設定部２１からの設定電力及びスイッチング周波数が
それぞれ入力される導通比設定部２０１，２０２とから
構成されており、上記スイッチング周波数または導通比
設定部２０１，２０２により設定された導通比によって
主回路部１０１，１０２のスイッチング素子が制御され
るようになっている。 【００１２】前記主回路部１０１，１０２は、例えば図
２に示すように構成されている。なお、図２では主回路
部の参照符号を１０としてある。この主回路部１０は、
商用周波数の交流電源Ｖｉｎから高周波交流電流を直接
作り出すようにしたものであり、ダイオードＤ１，Ｄ２
の直列回路と、コンデンサＣ１，Ｃ２の直列回路と、環
流ダイオードが逆並列接続された半導体スイッチング素
子Ｓ１，Ｓ２の直列回路とを並列に接続し、ダイオード
Ｄ１，Ｄ２の相互接続点とコンデンサＣ１，Ｃ２の相互
接続点との間に交流電源Ｖｉｎを接続すると共に、コン
デンサＣ１，Ｃ２の相互接続点とスイッチング素子
Ｓ１，Ｓ２の相互接続点との間に加熱コイルＬｏ（Ｌ
ｏ１，Ｌｏ２）を接続して構成されている。 【００１３】主回路部１０の動作としては、交流電源電
圧が正の時にスイッチング素子Ｓ１をオンさせると、交
流電源Ｖｉｎ→ダイオードＤ１→スイッチング素子Ｓ１
→加熱コイルＬｏ→交流電源Ｖｉｎの経路で加熱コイル
Ｌｏに電流が流れる。交流電源ＶｉｎにはダイオードＤ
１を介してコンデンサＣ１が並列に接続されているの
で、高周波的には、コンデンサＣ１から加熱コイルＬｏ
の電流が供給される。 【００１４】スイッチング素子Ｓ１をオフさせると、加
熱コイルＬｏの電流は加熱コイルＬ ｏ→コンデンサＣ２
→スイッチング素子Ｓ２の環流ダイオードの経路に流
れ、コンデンサＣ２を正の極性に充電する。この時、ス
イッチング素子Ｓ２をオンさせると、コンデンサＣ２と
加熱コイルＬｏ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Ｓ２を通る経路に反転し、コンデン
サＣ２は負の極性に充電される。 【００１５】その後、スイッチング素子Ｓ１の環流ダイ
オードが導通し、コンデンサＣ１を充電する。この時、
スイッチング素子Ｓ１をオンするとコンデンサＣ１と加
熱コイルＬｏ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Ｓ１を通る経路に反転する。 【００１６】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Ｌｏには高周波の交流電流が供給さ
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Ｓ１，Ｓ２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。 【００１７】さて、図１に示す構成において、加熱コイ
ルＬｏ１，Ｌｏ２に異なる形状または材質の鍋を載せた
場合のように負荷条件が異なると、同一周波数に対する
電力依存性は図３のごとく異なる。このため、いま、図
１の電力設定部２１において加熱コイルＬｏ２側の供給
電力を設定し、この設定電力が得られるようなスイッチ
ング周波数ｆ０を可変周波数発振器２２により設定する
と共に、他方の加熱コイルＬｏ１側も同一の周波数で動
作させるべく周波数ｆ０を導通比設定部２０１，２０２
の双方に入力する。このように、二つの主回路１０１，
１０２を同一の周波数ｆ０で動作させることにより、干
渉音が発生することはない。 【００１８】また、図４に示すように一定のスイッチン
グ周波数ｆ０のもとでは導通比を制御することによって
も加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２への供給電力を制御するこ
とができるので、他方の加熱コイルＬｏ１側について
は、その導通比を導通比設定部２０１により調整して供
給電力を設定電力に一致させる。これにより、干渉音を
発生させずに各加熱コイルＬｏ１，Ｌｏ２に設定電力に
等しい電力を供給することが可能になる。 【００１９】なお、図５〜図７は図１における主回路部
１０１，１０２の他の例としての主回路部１１，１２，
１３の構成図であり、交流電源ＶｉｎをダイオードＤ１
〜Ｄ ４からなるブリッジ整流回路及びコンデンサＣ１に
より整流平滑して直流に変換し、更にスイッチング素子
Ｓ１，Ｓ２のオンオフにより高周波交流電流に変換する
ようにしたものである。 【００２０】ここで、図５の主回路部１１は、コンデン
サＣ１と、コンデンサＣ２，Ｃ３の直列回路と、スイッ
チング素子Ｓ１，Ｓ２の直列回路とが並列に接続され、
コンデンサＣ２，Ｃ３の相互接続点とスイッチング素子
Ｓ１，Ｓ２の相互接続点との間に加熱コイルＬｏが接続
されている。その動作は、スイッチング素子Ｓ１または
Ｓ２のオン時に流れる電流経路にコンデンサＣ３または
Ｃ２が存在する点を除けば、基本的に図２と同一である
ため説明を省略する。 【００２１】また、図６の主回路部１２では、コンデン
サＣ１と、スイッチング素子Ｓ１,Ｓ２の直列回路とが
並列に接続されていると共に、スイッチング素子Ｓ１の
両端にコンデンサＣ２と加熱コイルＬｏとの直列回路が
接続され、図７の主回路部１３では、スイッチング素子
Ｓ２の両端にコンデンサＣ２と加熱コイルＬｏとの直列
回路が接続されている。なお、図６，図７のコンデンサ
Ｃ２は加熱コイルＬｏに並列に接続しても良い。更に、
交流電源Ｖｉｎ、ダイオードＤ１〜Ｄ４及びコンデンサ
Ｃ１の代わりに直流電源を使用しても良い。 【００２２】図６、図７の主回路部１２，１３では、ス
イッチング素子Ｓ１，Ｓ２が何れもオフの状態でコンデ
ンサＣ１は交流電源電圧のピーク値に充電されている。
そして、図６の主回路１２ではスイッチング素子Ｓ１を
オフさせた状態でスイッチング素子Ｓ２をオンさせる
と、コンデンサＣ１→コンデンサＣ２→加熱コイルＬｏ
→スイッチング素子Ｓ２の経路で電流が流れ、その後ス
イッチング素子Ｓ ２をオフさせると、加熱コイルＬｏの
電流は加熱コイルＬｏ→スイッチング素子Ｓ１の環流ダ
イオード→コンデンサＣ２の経路で流れ、次いでスイッ
チング素子Ｓ１をオンすると、共振現象により電流は反
転し、加熱コイルＬｏ→コンデンサＣ２→スイッチング
素子Ｓ１の経路で流れる。ここでスイッチング素子Ｓ１
をオフさせると、電流は加熱コイルＬｏ→コンデンサＣ
２→コンデンサＣ１→スイッチング素子Ｓ２の環流ダイ
オードの経路に流れる。次にスイッチング素子Ｓ２をオ
ンさせると、共振現象により電流が反転し、コンデンサ
Ｃ１→コンデンサＣ２→加熱コイルＬｏ→スイッチング
素子Ｓ２の経路で流れる。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Ｌｏには高周波交流電流
が流れることになる。なお、図７の動作は、スイッチン
グ素子Ｓ１，Ｓ２のオンオフ動作を図６と逆にすれば良
い。 【００２３】これらの主回路部１１または１２または１
３、及び加熱コイルＬｏを図１のように二組並列に接続
した場合にも、二つの主回路部のスイッチング周波数を
同一にし、この周波数によって一方の主回路部による加
熱コイルへの供給電力が設定電力になるように制御する
と共に、他方の主回路部による加熱コイルへの供給電力
をスイッチング素子の導通比により制御すれば、干渉音
を発生させることなく各加熱コイルへの供給電力を所定
値に制御することができる。 【００２４】なお、本発明は、図１のように二つの加熱
コイルＬｏ１，Ｌｏ２を駆動する場合だけでなく、更に
多数の加熱コイルを並列的に駆動する場合にも適用可能
であり、その場合にも、すべての主回路部のスイッチン
グ周波数を同一にし、この周波数により一の主回路部に
よる加熱コイルへの供給電力が設定電力になるように制
御すると共に、他の主回路部による加熱コイルへの供給
電力をそれぞれ導通比により制御すれば良い。 【００２５】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の加
熱コイルを駆動する場合のスイッチング周波数の差に起
因する干渉音をなくし、また、各加熱コイルへの供給電
力をそれぞれ設定電力に一致させて電力制御範囲におけ
る制約をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す構成図である。
【図２】図１における主回路部の構成図である。
【図３】図１の実施形態における周波数に対する電力依
存性を示す図である。 【図４】図１の実施形態における導通比に対する電力依
存性を示す図である。 【図５】本発明が適用される他の主回路構成図である。 【図６】本発明が適用される他の主回路構成図である。 【図７】本発明が適用される他の主回路構成図である。 【図８】第１の従来技術を示す構成図である。 【図９】第１の従来技術における周波数に対する電力依
存性を示す図である。 【図１０】第２の従来技術を示す構成図である。 【図１１】第２の従来技術における周波数に対する電力
依存性を示す図である。 【図１２】第２の従来技術における導通比に対する電力
依存性を示す図である。 【符号の説明】 Ｖｉｎ 単相交流電源 Ｌｏ，Ｌｏ１，Ｌｏ２ 加熱コイル Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ Ｓ１，Ｓ２ 半導体スイッチング素子 １０〜１３，１０１，１０２ 主回路部 ２０ 制御回路 ２１ 電力設定部 ２２ 可変周波数発振器 ２０１，２０２ 導通比設定部
存性を示す図である。 【図４】図１の実施形態における導通比に対する電力依
存性を示す図である。 【図５】本発明が適用される他の主回路構成図である。 【図６】本発明が適用される他の主回路構成図である。 【図７】本発明が適用される他の主回路構成図である。 【図８】第１の従来技術を示す構成図である。 【図９】第１の従来技術における周波数に対する電力依
存性を示す図である。 【図１０】第２の従来技術を示す構成図である。 【図１１】第２の従来技術における周波数に対する電力
依存性を示す図である。 【図１２】第２の従来技術における導通比に対する電力
依存性を示す図である。 【符号の説明】 Ｖｉｎ 単相交流電源 Ｌｏ，Ｌｏ１，Ｌｏ２ 加熱コイル Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ Ｓ１，Ｓ２ 半導体スイッチング素子 １０〜１３，１０１，１０２ 主回路部 ２０ 制御回路 ２１ 電力設定部 ２２ 可変周波数発振器 ２０１，２０２ 導通比設定部
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フロントページの続き
(72)発明者 角垣 隆宣
神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号
富士電機株式会社内
Ｆターム(参考） 3K051 AA03 AA08 AC07 AC12 AC19
AD23 BD05 CD05
3K059 AA03 AA08 AC07 AC12 AC19
AD23 BD05 CD05
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 主回路部内の半導体スイッチング素子を
オンオフさせることにより、加熱コイルに高周波交流電
流を供給する誘導加熱装置の制御方法において、 並列に接続された複数の主回路部によりそれぞれ加熱コ
イルを駆動する際に、すべての主回路部のスイッチング
周波数を同一として当該スイッチング周波数により一の
主回路部による加熱コイルへの供給電力を調整し、他の
主回路部による加熱コイルへの供給電力を、当該主回路
部のスイッチング素子の導通比により調整することを特
徴とする誘導加熱装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002061465A JP2003264056A (ja) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | 誘導加熱装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002061465A JP2003264056A (ja) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | 誘導加熱装置の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003264056A true JP2003264056A (ja) | 2003-09-19 |
Family
ID=29195756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002061465A Pending JP2003264056A (ja) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | 誘導加熱装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003264056A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100784313B1 (ko) | 2006-12-27 | 2007-12-13 | 웅진쿠첸 주식회사 | Ｉｈ회로 제어 장치 |
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-
2002
- 2002-03-07 JP JP2002061465A patent/JP2003264056A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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