JP2003282225A

JP2003282225A - 誘導加熱装置

Info

Publication number: JP2003282225A
Application number: JP2002080712A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Mino; 和明三野; Michio Tamate; 道雄玉手
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁された電流検出器や電圧検出器を用いず
に安価な電流検出器を用いて電流を検出し、また回路内
の各電圧も直接検出可能にする。【解決手段】ダイオードＤ_１，Ｄ_２の直列回路と、コ
ンデンサＣ_１，Ｃ_２の直列回路と、スイッチング素子Ｓ
_１，Ｓ_２及びダイオードＤ_１１，Ｄ_１２からなるスイッ
チングアーム直列回路とを並列接続し、スイッチングア
ームに並列にコンデンサＣ_３，Ｃ_４をそれぞれ接続する
と共に、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単相交流電源ＡＣを接続
し、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、加熱コイルＬ_ｏと
電流検出器（抵抗）Ｒ_１とを直列に接続し、コンデンサ
直列回路の内部接続点を、スイッチング素子Ｓ_１，Ｓ_２
を駆動する制御回路の基準電位とした。

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に関
し、詳しくは、スイッチング素子を用いて交流電源から
高周波交流を作り出す電力変換回路の構成方法に特徴を
有する誘導加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６（ａ）は、第１の従来技術を示す誘
導加熱装置の主回路構成図である。図６（ａ）におい
て、ダイオードＤ_１，Ｄ_２からなるダイオード直列回路
と、コンデンサＣ_１，Ｃ_２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Ｓ
_１及びダイオードＤ_１１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Ｓ_２及びダイオードＤ
_１２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、各スイッチングアームには、コンデンサ
Ｃ_３，Ｃ_４がそれぞれ並列に接続されている。

【０００３】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ＡＣ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Ｌ_ｏが接続されている。

【０００４】また、図６（ｂ）は第２の従来技術を示す
ものであり、この従来技術では図６（ａ）におけるコン
デンサＣ_３，Ｃ_４を除去し、加熱コイルＬ_ｏに並列にコ
ンデンサＣ_６が接続されている。

【０００５】図６（ｃ）は第３の従来技術を示すもので
あり、この従来技術では単相交流電源ＡＣにダイオード
Ｄ_１〜Ｄ_４からなるブリッジ整流回路が接続されている
とともに、このダイオードブリッジ整流回路の直流出力
端子間にコンデンサＣ_５が接続されており、交流電圧を
整流、平滑して一旦、直流電圧に変換する構成である。
その他の構成は図６（ａ）と同一である。

【０００６】ここで、例えば図６（ａ）の動作を略述す
ると、交流電源電圧が正（ダイオードＤ_１側を正極性と
する）の期間にスイッチング素子Ｓ_１をオンさせると、
交流電源ＡＣ→ダイオードＤ_１→スイッチング素子Ｓ_１
→加熱コイルＬ_ｏ→交流電源ＡＣの経路で加熱コイルＬ
_ｏの電流が増加する。交流電源ＡＣにはダイオードＤ _１
を介してコンデンサＣ_１が並列に接続されているので、
高周波的にはコンデンサＣ_１から加熱コイルＬ_ｏに電流
が供給されることになる。

【０００７】次に、スイッチング素子Ｓ_１をオフさせる
と、加熱コイルＬ_ｏの電流はコンデンサＣ_３を充電し、
かつコンデンサＣ_４を放電する方向にコンデンサＣ_２に
流れ込み、コンデンサＣ_３の電圧は緩やかに上昇するの
でスイッチング素子Ｓ_１は零電圧ターンオフ動作とな
る。その後、ダイオードＤ_１２が自然に導通し、加熱コ
イルＬ_ｏを流れる電流がコンデンサＣ_２を充電する。こ
の時、スイッチング素子Ｓ_２をオンさせると、コンデン
サＣ_２と加熱コイルＬ_ｏ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Ｓ_２を通る経路に反転す
る。この状態でスイッチング素子Ｓ_２をオフさせると、
加熱コイルＬ_ｏの電流はコンデンサＣ_４を充電し、かつ
コンデンサＣ_３を放電する方向にコンデンサＣ_１に流れ
込み、コンデンサＣ_４の電圧は緩やかに上昇するのでス
イッチング素子Ｓ_２は零電圧ターンオフ動作となる。

【０００８】次にダイオードＤ_１１が自然に導通し、加
熱コイルＬ_ｏを流れる電流がコンデンサＣ_１を充電す
る。この時、スイッチング素子Ｓ_１をオンさせるとコン
デンサＣ_１と加熱コイルＬ_ｏ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Ｓ_１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Ｌ_ｏ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Ｓ_１，Ｓ_２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。

【０００９】また、図６（ｂ）の動作を略述すると、交
流電源電圧が正の期間にスイッチング素子Ｓ_１をオンさ
せると、交流電源ＡＣ→ダイオードＤ_１→スイッチング
素子Ｓ_１→加熱コイルＬ_ｏ→交流電源ＡＣの経路で加熱
コイルＬ_ｏの電流が増加する。この時、コンデンサＣ_６
はスイッチング素子Ｓ_１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。交流電源ＡＣにはダイ
オードＤ_１を介してコンデンサＣ_１が並列に接続されて
いるので、高周波的には、コンデンサＣ_１から加熱コイ
ルＬ_ｏの電流が供給される。

【００１０】スイッチング素子Ｓ_１をオフすると、加熱
コイルＬ_ｏの電流はコンデンサＣ_６に流れ込むため、コ
ンデンサＣ_６の電圧は緩やかに低下してスイッチング素
子Ｓ _１は零電圧ターンオフ動作となる。コンデンサＣ_６
の電圧が低下すると次にダイオードＤ_１２が自然に導通
し、加熱コイルＬ_ｏを介してコンデンサＣ_２を正の極性
に充電する。この時、スイッチング素子Ｓ_２をオンさせ
ると、コンデンサＣ_２と加熱コイルＬ_ｏ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Ｓ_２を通る
経路に反転し、コンデンサＣ_２は負の方向に充電され
る。この状態でスイッチング素子Ｓ_２をオフさせると、
加熱コイルＬ_ｏの電流はコンデンサＣ_６を放電させる。

【００１１】その後、スイッチング素子Ｓ_２の電圧は緩
やかに上昇し、スイッチング素子Ｓ _２は零電圧ターンオ
フ動作となる。次にダイオードＤ_１１が自然に導通し、
コンデンサＣ_１を充電する。この時、スイッチング素子
Ｓ_１をオンさせるとコンデンサＣ_１と加熱コイルＬ_ｏ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Ｓ_１を通る経路に反転する。

【００１２】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Ｌ_ｏ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Ｓ
_１，Ｓ _２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。

【００１３】なお、図６（ｃ）の回路動作は、図６
（ａ）とほぼ同様であるため、説明を省略する。

【００１４】さて、この種の誘導加熱装置では、装置を
破壊することなく安全に動作させるために負荷電流Ｉ
_Ｌｏを検出し、負荷に過大な電流が流れた場合には、装
置が壊れる前に制御回路（図示せず）によってスイッチ
ング素子をオフさせる等の保護動作を行う必要がある。
また、入力電力を演算するため、あるいは過電流が流れ
た場合に装置を保護するために、入力電流Ｉ_ｉｎを検出
する必要もある。更に、負荷の状態を監視するには加熱
コイルＬ_ｏの電圧Ｖ_Ｌｏを検出することが必要であり、
入力電力の調整や過電圧保護のために入力電圧Ｖ_ｉｎを
検出する必要もある。

【００１５】このように、図６（ａ）〜（ｃ）の従来技
術では、種々の目的で負荷側、交流入力側のそれぞれに
ついて電流、電圧を検出することが必要である。一方、
何れの従来技術も、スイッチング素子Ｓ_１，Ｓ_２を駆動
するための制御回路の基準電位をスイッチング素子Ｓ_２
のエミッタ端子からとっており、例えば負荷電流Ｉ_Ｌｏ
や入力電流Ｉ_ｉｎが流れる経路に抵抗を接続してその両
端電圧からこれらの電流を検出したり、加熱コイルＬ_ｏ
の電圧Ｖ_Ｌｏや入力電圧Ｖ_ｉｎを直接検出することがで
きない。このため、従来では、制御回路と絶縁された電
流検出器ＣＴ_１，ＣＴ_２や電圧検出器ＰＴ_１，ＰＴ_２を
用いて各電流Ｉ_ｉｎ，Ｉ_Ｌｏ、及び電圧Ｖ_ｉｎ，Ｖ_Ｌｏ
を検出している。

【００１６】なお、スイッチング素子やダイオードに過
電圧が印加されないようにコンデンサ直列回路の電圧Ｖ
_Ｃを検出する必要があるが、制御回路の基準電位はスイ
ッチング素子Ｓ_２のエミッタ端子の電位であるので、コ
ンデンサ電圧Ｖ_Ｃについては、特別な部品を用いること
なく直接、検出することが可能である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来技
術では加熱コイルＬ_ｏに流れる負荷電流や交流入力電流
を検出するために制御回路と絶縁された電流検出器が必
要であり、また、加熱コイルＬ_ｏの電圧や入力電圧を検
出するためにも制御回路と絶縁された電圧検出器が必要
である。しかし、絶縁された電流検出器や電圧検出器は
一般的に高価であり、装置が高コスト化してしまうと共
に、部品点数が多くなるという問題がある。

【００１８】そこで本発明は、絶縁された電流検出器や
電圧検出器を用いることなく安価な電流検出器を用いて
電流を検出し、また回路内の各電圧も高価な部品を使う
ことなく検出可能にすることで、装置の低コスト化及び
部品点数の削減を図った誘導加熱装置を提供しようとす
るものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、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、前記スイッチングアームに並列にコン
デンサをそれぞれ接続すると共に、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を接続し、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、加熱コイルと電流検出器とを直列
に接続し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点を、前
記半導体スイッチング素子を駆動する制御回路の基準電
位としたものである。

【００２０】請求項２記載の発明は、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
に単相交流電源を接続し、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、加熱コイルと電流検出器とを直列に接続す
ると共に、前記加熱コイルに並列にコンデンサを接続
し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点を、前記半導
体スイッチング素子を駆動する制御回路の基準電位とし
たものである。

【００２１】請求項３記載の発明は、交流電源に接続さ
れたダイオードブリッジ整流回路の直流出力端子間にコ
ンデンサを接続し、このコンデンサに対して、２個のコ
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、前記スイッチン
グアームに並列にコンデンサをそれぞれ接続すると共
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
ルと電流検出器とを直列に接続し、前記コンデンサ直列
回路の内部接続点を、前記半導体スイッチング素子を駆
動する制御回路の基準電位としたものである。

【００２２】請求項４記載の発明は、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、前記スイッチングアームに並
列にコンデンサをそれぞれ接続すると共に、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、単相交流電源と電流検出器とを直
列に接続し、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
熱コイルを接続し、前記コンデンサ直列回路の内部接続
点を、前記半導体スイッチング素子を駆動する制御回路
の基準電位としたものである。

【００２３】請求項５記載の発明は、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、単相交流電源と電流検出器とを直列に接続し、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を接続す
ると共に、前記加熱コイルに並列にコンデンサを接続
し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点を、前記半導
体スイッチング素子を駆動する制御回路の基準電位とし
たものである。

【００２４】請求項６記載の発明は、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、前記スイッチングアームに並
列にコンデンサをそれぞれ接続すると共に、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を接続し、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を接続し、前記
コンデンサ直列回路の内部接続点を、前記半導体スイッ
チング素子を駆動する制御回路の基準電位としたもので
ある。

【００２５】請求項７記載の発明は、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
に単相交流電源を接続し、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を接続すると共に、前記加熱コイ
ルに並列にコンデンサを接続し、前記コンデンサ直列回
路の内部接続点を、前記半導体スイッチング素子を駆動
する制御回路の基準電位としたものである。

【００２６】請求項８記載の発明は、交流電源に接続さ
れたダイオードブリッジ整流回路の直流出力端子間にコ
ンデンサを接続し、このコンデンサに対して、２個のコ
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、前記スイッチン
グアームに並列にコンデンサをそれぞれ接続すると共
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
を接続し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点を、前
記半導体スイッチング素子を駆動する制御回路の基準電
位としたものである。

【００２７】

【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。まず、図１（ａ）は請求項１に対応する
本発明の第１実施形態を示す主回路構成図であり、交流
電源ＡＣ、ダイオードＤ_１，Ｄ_２，Ｄ_１１，Ｄ_１２、コ
ンデンサＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ_４、半導体スイッチング
素子Ｓ_１，Ｓ_２、加熱コイルＬ _ｏの接続構成は図６
（ａ）と同一である。また、この実施形態では、図６
（ａ）における電流検出器ＣＴ_１，ＣＴ_２、電圧検出器
ＰＴ_１，ＰＴ_２に代えて、加熱コイルＬ_ｏの一端（スイ
ッチングアーム直列回路の内部接続点に接続された一端
の反対側）とコンデンサ直列回路の内部接続点（コンデ
ンサＣ_１，Ｃ_２の相互接続点）との間に、電流検出器と
しての抵抗Ｒ_１が接続されている。

【００２８】図１（ｂ）は請求項２に対応する本発明の
第２実施形態を示す主回路構成図であり、交流電源Ａ
Ｃ、ダイオードＤ_１，Ｄ_２，Ｄ_１１，Ｄ_１２、コンデン
サＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_６、半導体スイッチング素子Ｓ_１，Ｓ
_２、加熱コイルＬ_ｏの接続構成は図６（ｂ）と同一であ
る。この実施形態においても、図６（ｂ）の電流検出器
ＣＴ_１，ＣＴ_２、電圧検出器ＰＴ_１，ＰＴ_２に代えて、
加熱コイルＬ_ｏの一端とコンデンサ直列回路の内部接続
点との間に、電流検出器としての抵抗Ｒ_１が接続されて
いる。

【００２９】図１（ｃ）は請求項３に対応する本発明の
第３実施形態を示す主回路構成図であり、交流電源Ａ
Ｃ、ダイオードＤ_１〜Ｄ_４，Ｄ_１１，Ｄ_１２、コンデン
サＣ_１〜Ｃ_５、半導体スイッチング素子Ｓ_１，Ｓ_２、加
熱コイルＬ_ｏの接続構成は図６（ｃ）と同一である。こ
の実施形態においても、図６（ｃ）の電流検出器Ｃ
Ｔ_１，ＣＴ_２、電圧検出器ＰＴ_１，ＰＴ_２に代えて、加
熱コイルＬ_ｏの一端とコンデンサ直列回路の内部接続点
との間に、電流検出器としての抵抗Ｒ_１が接続されてい
る。なお、図１（ｃ）において、交流電源及びブリッジ
整流回路は単相ばかりでなく三相以上であってもよい。
すなわち、任意のＮ相（Ｎは二以上の自然数）であれば
良い。

【００３０】上記第１〜第３実施形態において、スイッ
チング素子Ｓ_１，Ｓ_２を制御するための制御回路の基準
電位は、何れもコンデンサＣ_１，Ｃ_２の相互接続点の電
位となっている。このような構成において、負荷電流Ｉ
_Ｌｏは抵抗Ｒ_１を通って流れるため、負荷電流Ｉ_Ｌｏの
変化に比例して抵抗Ｒ_１の両端電圧Ｖ_Ｒ１も変化する。
よって、電圧Ｖ_Ｒ１を検出し、この電圧を制御回路に取
り込むことによって負荷電流Ｉ_Ｌ _ｏの検出が可能であ
る。この際、制御回路の基準電位はコンデンサＣ_１，Ｃ
_２の相互接続点の電位に等しいので、抵抗Ｒ_１の両端電
圧を検出するだけで、図６（ａ）〜（ｃ）のように絶縁
された電流検出器ＣＴ_２を用いることなく負荷電流Ｉ
_Ｌｏを検出することができる。

【００３１】次に、図２（ａ）は請求項４に対応する本
発明の第４実施形態を示す主回路構成図であり、交流電
源ＡＣ、ダイオードＤ_１，Ｄ_２，Ｄ_１１，Ｄ_１２、コン
デンサＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ_４、半導体スイッチング素
子Ｓ_１，Ｓ_２、加熱コイルＬ _ｏの接続構成は図６（ａ）
と同一である。この実施形態では、図６（ａ）における
電流検出器ＣＴ_１，ＣＴ_２、電圧検出器ＰＴ_１，ＰＴ_２
に代えて、交流電源ＡＣの一端（ダイオード直列回路の
内部接続点に接続された一端の反対側）とコンデンサ直
列回路の内部接続点（コンデンサＣ_１，Ｃ_２の相互接続
点）との間に、電流検出器としての抵抗Ｒ_２が接続され
ている。

【００３２】図２（ｂ）は請求項５に対応する本発明の
第５実施形態を示す主回路構成図であり、交流電源Ａ
Ｃ、ダイオードＤ_１，Ｄ_２，Ｄ_１１，Ｄ_１２、コンデン
サＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_６、半導体スイッチング素子Ｓ_１，Ｓ
_２、加熱コイルＬ_ｏの接続構成は図６（ｂ）と同一であ
る。この実施形態においても、交流電源ＡＣの一端とコ
ンデンサ直列回路の内部接続点との間に、電流検出器と
しての抵抗Ｒ_２が接続されている。

【００３３】上記第４，第５実施形態においても、制御
回路の基準電位は、何れもコンデンサＣ_１，Ｃ_２の相互
接続点の電位となっている。交流入力電流Ｉ_ｉｎは抵抗
Ｒ_２を通って流れるため、入力電流Ｉ_ｉｎの変化に比例
して抵抗Ｒ_２の両端電圧Ｖ_Ｒ２も変化する。よって、電
圧Ｖ_Ｒ２を検出し、この電圧を制御回路に取り込むこと
によって入力電流Ｉ_ｉｎの検出が可能である。この際、
制御回路の基準電位はコンデンサＣ_１，Ｃ_２の相互接続
点の電位に等しいので、抵抗Ｒ_２の両端電圧を検出する
だけで、図６（ａ）〜（ｃ）のように絶縁された電流検
出器ＣＴ_１を用いることなく入力電流Ｉ_ｉｎを検出する
ことができる。

【００３４】次に、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、そ
れぞれ請求項６，７，８に対応する本発明の第６，第
７，第８実施形態である。これらの実施形態は、それぞ
れ図６（ａ），（ｂ），（ｃ）から電流検出器ＣＴ_１，
ＣＴ_２、電圧検出器ＰＴ_１，ＰＴ_２を除去した回路に相
当する。これらの実施形態でも、制御回路の基準電位は
何れもコンデンサＣ_１，Ｃ_２の相互接続点の電位である
ため、加熱コイルＬ_ｏの電圧すなわち負荷電圧Ｖ
_Ｌｏを、図６（ａ）〜（ｃ）の絶縁された電圧検出器Ｐ
Ｔ_２を用いることなく直接測定して制御回路に取り込
み、検出することが可能である。

【００３５】図４（ａ），（ｂ）は、それぞれ請求項
６，７に対応する本発明の第９，第１０実施形態を示す
主回路構成図である。これらの実施形態は、それぞれ図
６（ａ），（ｂ）から電流検出器ＣＴ_１，ＣＴ_２、電圧
検出器ＰＴ_１，ＰＴ_２を除去した回路に相当し、実質的
に図３（ａ），（ｂ）と同一の構成である。これらの実
施形態でも、制御回路の基準電位は何れもコンデンサＣ
_１，Ｃ_２の相互接続点の電位であるため、交流入力電圧
Ｖ_ｉｎを図６（ａ），（ｂ）の絶縁された電圧検出器Ｐ
Ｔ_１を用いることなく直接測定して制御回路に取り込
み、検出することが可能である。

【００３６】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ
請求項６，７，８に対応する本発明の第１１，第１２，
第１３実施形態を示す主回路構成図である。これらの実
施形態も、それぞれ図６（ａ），（ｂ），（ｃ）から電
流検出器ＣＴ_１，ＣＴ_２、電圧検出器ＰＴ_１，ＰＴ_２を
除去した回路に相当する。また、ここでも制御回路の基
準電位は何れもコンデンサＣ_１，Ｃ_２の相互接続点の電
位であるため、コンデンサＣ_１の電圧Ｖ_Ｃ１及びコンデ
ンサＣ_２の電圧Ｖ _Ｃ２は、絶縁された電圧検出器を用い
ることなく直接測定して制御回路に取り込み、検出する
ことが可能である。そして、Ｖ_Ｃ１−Ｖ_Ｃ２の演算を行
えばコンデンサ直列回路の電圧Ｖ_Ｃを求めることがで
き、この電圧Ｖ_Ｃを監視すればスイッチング素子やダイ
オードに過電圧が印加されないように制御動作を行うこ
とができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来のよ
うに絶縁された電流検出器や電圧検出器を用いることな
く安価な電流検出器を用いて電流を検出可能であると共
に、回路内の負荷電圧や交流入力電圧を直接検出するこ
とができる。このため、部品点数の削減による装置の低
コスト化、小形・軽量化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１〜第３実施形態を示す主回路構成
図である。

【図２】本発明の第４，第５実施形態を示す主回路構成
図である。

【図３】本発明の第６〜第８実施形態を示す主回路構成
図である。

【図４】本発明の第９，第１０実施形態を示す主回路構
成図である。

【図５】本発明の第１１〜第１３実施形態を示す主回路
構成図である。

【図６】従来技術を示す主回路構成図である。

【符号の説明】

ＡＣ単相交流電源Ｄ_１〜Ｄ_４，Ｄ_１１，Ｄ_１２ダイオードＣ_１〜Ｃ_６コンデンサＳ_１，Ｓ_２半導体スイッチング素子Ｌ_ｏ加熱コイルＲ_１，Ｒ_２電流検出器としての抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記スイッチングアームに並列にコンデンサをそれ
ぞれ接続すると共に、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
相交流電源を接続し、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、加熱コイルと電流検出器とを直列に接続し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点を、前記半導体ス
イッチング素子を駆動する制御回路の基準電位としたこ
とを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項２】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を接続
し、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
ルと電流検出器とを直列に接続すると共に、前記加熱コ
イルに並列にコンデンサを接続し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点を、前記半導体ス
イッチング素子を駆動する制御回路の基準電位としたこ
とを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項３】交流電源に接続されたダイオードブリッジ
整流回路の直流出力端子間にコンデンサを接続し、この
コンデンサに対して、２個の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、前記スイッチングアームに並列にコンデ
ンサをそれぞれ接続すると共に、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、加熱コイルと電流検出器とを直列に
接続し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点を、前記半導体ス
イッチング素子を駆動する制御回路の基準電位としたこ
とを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項４】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、前記スイッチングアームに並列にコンデンサをそれ
ぞれ接続すると共に、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、
単相交流電源と電流検出器とを直列に接続し、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を接続し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点を、前記半導体ス
イッチング素子を駆動する制御回路の基準電位としたこ
とを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項５】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、単相交流電源と電
流検出器とを直列に接続し、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を接続すると共に、前記加熱コ
イルに並列にコンデンサを接続し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点を、前記半導体ス
イッチング素子を駆動する制御回路の基準電位としたこ
とを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項６】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、前記スイッチングアームに並列にコンデンサをそれ
ぞれ接続すると共に、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
相交流電源を接続し、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
の間に加熱コイルを接続し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点を、前記半導体ス
イッチング素子を駆動する制御回路の基準電位としたこ
とを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項７】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を接続
し、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
を接続すると共に、前記加熱コイルに並列にコンデンサ
を接続し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点を、前記半導体ス
イッチング素子を駆動する制御回路の基準電位としたこ
とを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項８】交流電源に接続されたダイオードブリッジ
整流回路の直流出力端子間にコンデンサを接続し、この
コンデンサに対して、２個の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、前記スイッチングアームに並列にコンデ
ンサをそれぞれ接続すると共に、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を接続し、前記コンデンサ直列回路の内部接続点を、前記半導体ス
イッチング素子を駆動する制御回路の基準電位としたこ
とを特徴とする誘導加熱装置。