JP2015119583A - Control circuit for inverter circuit, inverter device with the control circuit, induction heating device with the inverter device, and control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control circuit which performs control in such a manner that an advanced phase is prevented in an inverter device.SOLUTION: A control circuit 7 for controlling an inverter circuit 2 includes: a first pulse signal generation part 734 for generating a pulse signal Pa that becomes a source of a drive signal Pa' to be inputted to a switching element 2a of one arm of the inverter circuit 2; a second pulse signal generation part 735 for generating a pulse signal Pc that becomes a source of a drive signal Pc' to be inputted to a switching element 2c of the other arm; and a phase difference detection part 76 for detecting a smaller voltage/current phase difference φ between a phase difference between a phase of an output current signal I and a phase of the pulse signal Pa and a phase difference between a phase of an inverse signal of the output current signal I and a phase of the pulse signal Pc. By preventing the voltage/current phase difference φ from becoming smaller than a predetermined phase difference φ, control can be performed in such a manner that the advanced phase can be prevented for both the phase differences.

Description

本発明は、単相フルブリッジ型のインバータ回路の2つのアームのスイッチング素子にそれぞれ駆動信号を入力することで制御を行う制御回路、この制御回路を備えたインバータ装置、このインバータ装置を備えた誘導加熱装置、および、制御方法に関する。   The present invention relates to a control circuit that performs control by inputting drive signals to switching elements of two arms of a single-phase full-bridge type inverter circuit, an inverter device that includes this control circuit, and an induction that includes this inverter device. The present invention relates to a heating device and a control method.

電磁誘導を利用して加熱を行う誘導加熱装置が開発されている。誘導加熱装置は、インバータ装置を利用して高周波電流を加熱用コイルに供給し、磁界を変化させる。そして、この磁界に配置された金属製の加熱対象物に、渦電流を発生させる。加熱対象物には、渦電流が流れることで電気抵抗によるジュール熱が発生し、自己発熱によって加熱対象物は加熱される。   An induction heating apparatus that performs heating using electromagnetic induction has been developed. The induction heating device supplies a high-frequency current to the heating coil using an inverter device, and changes the magnetic field. And an eddy current is generated in the metal heating object arrange | positioned in this magnetic field. Joule heat due to electrical resistance is generated in the object to be heated due to the flow of eddy current, and the object to be heated is heated by self-heating.

インバータ装置がその出力電流の位相が出力電圧の位相より進んだ状態(以下では、「進み位相」とする)で動作すると、急峻な逆回復電流が流れて、EMIノイズが発生したり、インバータ回路のスイッチング素子が故障する懸念がある。したがって、インバータ装置では、出力電流と出力電圧との位相差を検出して、進み位相にならないよう制御する技術が一般的によく知られている(例えば、特許文献1参照)。出力電流と出力電圧との位相差を検出する方法としては、出力電圧信号のゼロクロス点と出力電流信号のゼロクロス点との時間差を位相差に変換する方法などが知られている(例えば、特許文献2参照)。なお、出力電圧の位相には、駆動信号の位相が用いられる。   When the inverter device operates in a state in which the phase of the output current is advanced from the phase of the output voltage (hereinafter referred to as “advanced phase”), a steep reverse recovery current flows to generate EMI noise or an inverter circuit There is a concern that the switching element of this may break down. Therefore, in the inverter device, a technique for detecting the phase difference between the output current and the output voltage and controlling the phase difference so as not to be a lead phase is generally well known (for example, see Patent Document 1). As a method for detecting the phase difference between the output current and the output voltage, a method for converting the time difference between the zero-cross point of the output voltage signal and the zero-cross point of the output current signal into a phase difference is known (for example, patent document). 2). Note that the phase of the drive signal is used as the phase of the output voltage.

また、インバータ装置の制御において、インバータ装置の各スイッチング素子に入力する駆動信号の位相差を変化させることで出力の制御を行うフェーズシフト制御が開発されている。例えば、特許文献3に、フェーズシフト制御を行うインバータ装置を備えた誘導加熱装置が記載されている。当該誘導加熱装置は、一方のアームのスイッチング素子に出力する駆動信号の位相を、他方のアームのスイッチング素子に出力する駆動信号の位相より遅らせるが、この位相差を変化させることで、出力の制御を行う。   In addition, in the control of the inverter device, phase shift control has been developed in which the output is controlled by changing the phase difference of the drive signal input to each switching element of the inverter device. For example, Patent Document 3 describes an induction heating device including an inverter device that performs phase shift control. The induction heating device delays the phase of the drive signal output to the switching element of one arm from the phase of the drive signal output to the switching element of the other arm. By changing this phase difference, output control is performed. I do.

特許第4084615号Patent No. 4084615 特開2007‐157345号公報JP 2007-157345 A 特開2009‐259851号公報JP 2009-259851 A 特開2004‐74258号公報JP 2004-74258 A

フェーズシフト制御を行うインバータ装置において、出力電流と出力電圧との位相差を検出する場合、問題が生じる。すなわち、フェーズシフト制御の場合、一方のアームのスイッチング素子に出力する駆動信号と他方のアームのスイッチング素子に出力する駆動信号とでは位相が異なり、その位相差が変化するので、どちらの駆動信号の位相を出力電圧の位相の基準とするかが問題になる。例えば、一方の駆動信号の位相と出力電流の位相との位相差を検出して、これが進み位相にならないように制御した場合でも、出力電流の位相が他方の駆動信号の位相より進んでしまう場合がある。   In an inverter device that performs phase shift control, a problem arises when a phase difference between an output current and an output voltage is detected. In other words, in the case of phase shift control, the drive signal output to the switching element of one arm and the drive signal output to the switching element of the other arm have different phases, and the phase difference changes. The problem is whether to use the phase as a reference for the phase of the output voltage. For example, even if the phase difference between the phase of one drive signal and the phase of the output current is detected and controlled so that it does not become a lead phase, the phase of the output current will lead ahead of the phase of the other drive signal There is.

また、特許文献4に記載のインバータ装置では、一方の駆動信号の位相が、他方の駆動信号の位相より進んだ状態と遅れた状態とを切り替えている。したがって、一方の駆動信号の位相が他方の駆動信号の位相より進んだ状態で、出力電流が一方の駆動信号に対して進み位相にならないように制御することで出力電流が他方の駆動信号に対しても進み位相にならないようになっていた場合でも、一方の駆動信号の位相を他方の駆動信号の位相より遅れた状態に切り替えた場合には、出力電流の位相が他方の駆動信号の位相より進んでしまう場合がある。   Moreover, in the inverter apparatus described in Patent Document 4, the phase of one drive signal is switched between a state advanced and a phase delayed from the phase of the other drive signal. Therefore, when the phase of one drive signal is advanced from the phase of the other drive signal, the output current is controlled relative to the other drive signal by controlling so that the output current does not become the advance phase with respect to one drive signal. However, if the phase of one drive signal is switched to a state delayed from the phase of the other drive signal, the phase of the output current is higher than the phase of the other drive signal even if the phase is not advanced. There is a case to go forward.

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、インバータ装置において、進み位相にならないように制御を行う、インバータ回路の制御回路を提供することをその目的としている。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide a control circuit for an inverter circuit that controls an inverter device so as not to be in a lead phase.

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。   In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.

本発明の第1の側面によって提供される制御回路は、インバータ回路に駆動信号を入力して、前記インバータ回路を制御する制御回路であって、前記インバータ回路の一方のアームに配置されているスイッチング素子に入力する第1駆動信号を生成する第1駆動信号生成手段と、前記インバータ回路の他方のアームに配置されているスイッチング素子に入力する第2駆動信号を生成する第2駆動信号生成手段と、前記インバータ回路の出力電流信号の位相と前記第1駆動信号の位相との差である第1電圧電流位相差と、前記出力電流信号の反転信号の位相と前記第2駆動信号の位相との差である第2電圧電流位相差とのうち、小さい方を検出する位相差検出手段を備えていることを特徴とする。   A control circuit provided by the first aspect of the present invention is a control circuit that inputs a drive signal to an inverter circuit and controls the inverter circuit, and is a switching circuit disposed on one arm of the inverter circuit. A first drive signal generating means for generating a first drive signal to be input to the element; a second drive signal generating means for generating a second drive signal to be input to the switching element disposed on the other arm of the inverter circuit; , A first voltage-current phase difference that is a difference between the phase of the output current signal of the inverter circuit and the phase of the first drive signal, and the phase of the inverted signal of the output current signal and the phase of the second drive signal. A phase difference detecting means for detecting a smaller one of the differences in the second voltage / current phase difference as a difference is provided.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記位相差検出手段によって検出された小さい方の電圧電流位相差が所定の位相差より小さくならないように、前記第1駆動信号の位相と前記第2駆動信号の位相との差である位相差を変化させることで、前記インバータ回路の出力を制御する。   In a preferred embodiment of the present invention, the phase of the first drive signal and the second drive signal are such that the smaller voltage-current phase difference detected by the phase difference detection means does not become smaller than a predetermined phase difference. The output of the inverter circuit is controlled by changing the phase difference, which is the difference from the phase of.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記位相差検出手段によって検出された小さい方の電圧電流位相差が所定の位相差より小さくならないように、前記第1駆動信号および前記第2駆動信号の周波数を変化させることで、前記インバータ回路の出力を制御する。   In a preferred embodiment of the present invention, the frequency of the first drive signal and the second drive signal is such that the smaller voltage-current phase difference detected by the phase difference detection means does not become smaller than a predetermined phase difference. Is changed to control the output of the inverter circuit.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1駆動信号の位相が前記第2駆動信号の位相より進んだ状態と、前記第1駆動信号の位相が前記第2駆動信号の位相より遅れた状態とを切り替える切替手段をさらに備えている。   In a preferred embodiment of the present invention, the phase of the first drive signal is advanced from the phase of the second drive signal, and the phase of the first drive signal is delayed from the phase of the second drive signal. Further, switching means for switching between and is provided.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記位相差検出手段は、前記出力電流信号の二値化信号と前記第1駆動信号との論理積を平滑化して、前記第1電圧電流位相差に対応する信号を生成し、前記二値化信号の反転信号と前記第2駆動信号との論理積を平滑化して、前記第2電圧電流位相差に対応する信号を生成し、前記第1電圧電流位相差に対応する信号と前記第2電圧電流位相差に対応する信号のうち大きい方の信号を、小さい方の電圧電流位相差に対応する信号として出力する。   In a preferred embodiment of the present invention, the phase difference detection means smoothes a logical product of the binarized signal of the output current signal and the first drive signal to cope with the first voltage / current phase difference. A signal corresponding to the second voltage-current phase difference is generated by smoothing a logical product of the inverted signal of the binarized signal and the second drive signal, and the first voltage-current level is generated. The larger one of the signal corresponding to the phase difference and the signal corresponding to the second voltage / current phase difference is output as a signal corresponding to the smaller voltage / current phase difference.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記位相差検出手段は、前記第1駆動信号が前記第2駆動信号より位相が進んでいる場合、前記出力電流信号の二値化信号と、前記第1駆動信号との論理積を平滑化した信号を、小さい方の電圧電流位相差に対応する信号として出力し、前記第2駆動信号が前記第1駆動信号より位相が進んでいる場合、前記出力電流信号の二値化信号の反転信号と、前記第2駆動信号との論理積を平滑化した信号を、小さい方の電圧電流位相差に対応する信号として出力する。   In a preferred embodiment of the present invention, when the phase of the first drive signal is ahead of the phase of the second drive signal, the phase difference detecting means includes the binarized signal of the output current signal and the first drive signal. When the signal obtained by smoothing the logical product with the drive signal is output as a signal corresponding to the smaller voltage-current phase difference, and the phase of the second drive signal is more advanced than the first drive signal, the output current A signal obtained by smoothing the logical product of the inverted signal of the binarized signal and the second drive signal is output as a signal corresponding to the smaller voltage-current phase difference.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記位相差検出手段は、前記第1駆動信号の立ち上がりゼロクロスから前記出力電流信号の負から正へのゼロクロスまでの時間差を前記第1電圧電流位相差に対応する信号として生成し、前記第2駆動信号の立ち上がりゼロクロスから前記出力電流信号の負から正へのゼロクロスまでの時間差を前記第2電圧電流位相差に対応する信号として生成し、前記第1電圧電流位相差に対応する信号と前記第2電圧電流位相差に対応する信号のうち小さい方の信号を、小さい方の電圧電流位相差に対応する信号として出力する。   In a preferred embodiment of the present invention, the phase difference detecting means corresponds to a time difference from a rising zero cross of the first drive signal to a zero cross from the negative to the positive of the output current signal to the first voltage / current phase difference. A time difference from the rising zero cross of the second drive signal to the zero cross from the negative to the positive of the output current signal is generated as a signal corresponding to the second voltage current phase difference, and the first voltage current The smaller one of the signal corresponding to the phase difference and the signal corresponding to the second voltage / current phase difference is output as a signal corresponding to the smaller voltage / current phase difference.

本発明の第2の側面によって提供されるインバータ装置は、インバータ回路と、本発明の第1の側面によって提供される制御回路とを備えていることを特徴とする。   The inverter device provided by the second aspect of the present invention includes an inverter circuit and a control circuit provided by the first aspect of the present invention.

本発明の第3の側面によって提供される誘導加熱装置は、直流電源と、本発明の第2の側面によって提供されるインバータ装置と、前記インバータ装置から入力される交流電流によって磁界を発生させるコイルとを備えていることを特徴とする。   An induction heating device provided by the third aspect of the present invention includes a direct current power source, an inverter device provided by the second aspect of the present invention, and a coil that generates a magnetic field by an alternating current input from the inverter device. It is characterized by having.

本発明の第4の側面によって提供される制御方法は、インバータ回路を制御する制御方法であって、前記インバータ回路の一方のアームに配置されているスイッチング素子に入力する第1駆動信号を生成する第1の工程と、他方のアームに配置されているスイッチング素子に入力する第2駆動信号を生成する第2の工程と、生成された第1駆動信号および第2駆動信号をそれぞれ対応するスイッチング素子に入力する第3の工程と、前記インバータ回路の出力電流信号の位相と前記第1駆動信号の位相との差である第1電圧電流位相差と、前記出力電流信号の反転信号の位相と前記第2駆動信号の位相との差である第2電圧電流位相差とのうち、小さい方を検出する第4の工程とを備え、前記第4の工程で検出された小さい方の電圧電流位相差が所定の位相差より小さくならないように、前記第1駆動信号の位相と前記第2駆動信号の位相との差である位相差を変化させることを特徴とする。   A control method provided by a fourth aspect of the present invention is a control method for controlling an inverter circuit, and generates a first drive signal to be input to a switching element arranged in one arm of the inverter circuit. A first step, a second step of generating a second drive signal to be input to a switching element arranged on the other arm, and a switching element corresponding to the generated first drive signal and second drive signal, respectively. A first voltage current phase difference that is a difference between the phase of the output current signal of the inverter circuit and the phase of the first drive signal, the phase of the inverted signal of the output current signal, and A fourth step of detecting a smaller one of the second voltage and current phase differences, which is a difference from the phase of the second drive signal, and the smaller voltage and current phase detected in the fourth step. So it does not become smaller than a predetermined phase difference, and wherein the changing the phase difference which is a difference between the phase of the phase and the second driving signal of the first driving signal.

本発明によると、位相差検出手段は、第1電圧電流位相差と第2電圧電流位相差とのうち、小さい方の電圧電流位相差を検出する。位相差検出手段が検出した小さい方の電圧電流位相差が所定の位相差より小さくならないようにすれば、大きい方の電圧電流位相差も所定の位相差より小さくならない。したがって、どちらも進み位相にならないように制御することができる。   According to the present invention, the phase difference detecting means detects the smaller voltage-current phase difference between the first voltage-current phase difference and the second voltage-current phase difference. If the smaller voltage-current phase difference detected by the phase-difference detecting means is not made smaller than the predetermined phase difference, the larger voltage-current phase difference will not become smaller than the predetermined phase difference. Therefore, both can be controlled so as not to reach the leading phase.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

第1実施形態に係る誘導加熱装置の全体構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the whole structure of the induction heating apparatus which concerns on 1st Embodiment. フェーズシフト制御を行うインバータ装置の駆動信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the drive signal of the inverter apparatus which performs phase shift control. 第1実施形態に係る位相差検出部の内部構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the internal structure of the phase difference detection part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る位相差検出部の入出力信号を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating the input-output signal of the phase difference detection part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る位相差検出部の他の実施例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other Example of the phase difference detection part which concerns on 1st Embodiment. 周波数制御を行うインバータ装置の駆動信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the drive signal of the inverter apparatus which performs frequency control. 第2実施形態に係る誘導加熱装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the induction heating apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る誘導加熱装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the induction heating apparatus which concerns on 3rd Embodiment.

以下、本発明の実施の形態を、本発明に係る制御回路を誘導加熱装置のインバータ装置に用いた場合を例として、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings, taking as an example the case where a control circuit according to the present invention is used in an inverter apparatus of an induction heating apparatus.

図1は、第1実施形態に係る誘導加熱装置Aの全体構成を説明するための図である。   Drawing 1 is a figure for explaining the whole composition of induction heating device A concerning a 1st embodiment.

誘導加熱装置Aは、直流電源1、インバータ装置、コイル5、および、共振コンデンサ6を備えている。誘導加熱装置Aは、電磁誘導を利用して加熱対象物Bを加熱するものである。   The induction heating device A includes a DC power source 1, an inverter device, a coil 5, and a resonance capacitor 6. The induction heating device A heats the heating object B using electromagnetic induction.

直流電源1は、直流電流を出力するものであり、例えば、電力系統から入力される交流電流を整流する整流回路と、平滑する平滑コンデンサとを備えている。なお、直流電源1は、交流電流を直流電流に変換して出力するものに限られず、例えば、燃料電池、蓄電池、太陽電池などの直流電流を出力するものであってもよい。   The DC power source 1 outputs a DC current, and includes, for example, a rectifier circuit that rectifies an AC current input from the power system, and a smoothing capacitor that smoothes the AC current. Note that the DC power source 1 is not limited to the one that converts an alternating current into a direct current and outputs it, and may be one that outputs a direct current such as a fuel cell, a storage battery, or a solar cell.

インバータ装置は、直流電源1から入力される直流電流を高周波電流に変換して、コイル5に出力するものである。インバータ装置は、インバータ回路2と制御回路7とを備えており、以下では「インバータ装置8」と記載する。インバータ装置8の詳細については、後述する。   The inverter device converts a direct current input from the direct current power source 1 into a high frequency current and outputs it to the coil 5. The inverter device includes an inverter circuit 2 and a control circuit 7, and is hereinafter referred to as “inverter device 8”. Details of the inverter device 8 will be described later.

コイル5は、磁界を発生させるためのものであり、導体線を螺線状に巻いたものである。本実施形態では、誘導加熱装置Aを加熱調理用のものとして、コイル5の上部に鍋などを配置するので、コイル5を平面的に螺線状に巻いた渦巻形状としているが、これに限られない。コイル5の形状は、加熱対象物Bの形状や配置の状態に応じたものとすればよい。例えば、コイル5を円筒形状に巻いたいわゆるコイル形状として、その中央に加熱対象物Bを配置するようにしてもよい。コイル5は、インバータ装置8から入力される高周波電流が流れることで磁界を変化させる。そして、この磁界に配置された例えば鍋などの加熱対象物Bに、渦電流が発生する。加熱対象物Bには、渦電流が流れることで電気抵抗によるジュール熱が発生し、自己発熱によって加熱対象物Bは加熱される。   The coil 5 is for generating a magnetic field, and is a conductor wire wound in a spiral shape. In the present embodiment, the induction heating apparatus A is for cooking, and a pan or the like is disposed on the upper part of the coil 5, so that the coil 5 is spirally wound in a planar shape. I can't. The shape of the coil 5 may be in accordance with the shape of the heating object B and the state of arrangement. For example, the heating object B may be arranged in the center as a so-called coil shape in which the coil 5 is wound in a cylindrical shape. The coil 5 changes a magnetic field by the high frequency current input from the inverter apparatus 8 flowing. And an eddy current generate | occur | produces in the heating target B, such as a pan, arrange | positioned at this magnetic field. Joule heat due to electric resistance is generated in the heating object B due to an eddy current flowing, and the heating object B is heated by self-heating.

共振コンデンサ6は、コイル5によるインピーダンスを打ち消すためのものであり、コイル5に直列接続されることで直列共振回路を構成している。   The resonant capacitor 6 is for canceling the impedance due to the coil 5 and is connected in series to the coil 5 to constitute a series resonant circuit.

コイル5と加熱対象物Bとは磁気結合しているので、コイル5、共振コンデンサ6および加熱対象物Bをまとめて、インバータ装置8に接続された負荷と考えることができる。つまり、誘導加熱装置Aは、直流電源1が出力する直流電流をインバータ装置8が交流電流に変換して、負荷に供給するものである。インバータ装置8は、負荷に供給する電力を制御することができる。本実施形態では、インバータ装置8は、フェーズシフト制御により出力電力を制御する。   Since the coil 5 and the heating target B are magnetically coupled, the coil 5, the resonance capacitor 6 and the heating target B can be collectively considered as a load connected to the inverter device 8. That is, in the induction heating device A, the inverter device 8 converts the direct current output from the direct current power source 1 into an alternating current and supplies the alternating current to the load. The inverter device 8 can control the power supplied to the load. In the present embodiment, the inverter device 8 controls the output power by phase shift control.

インバータ装置8は、単相フルブリッジ型のインバータ回路2と制御回路7とを備えている。インバータ回路2は、4個のスイッチング素子2a〜2d、フライホイールダイオード3a〜3d、および、スナバコンデンサ4a〜4dを備えている。本実施形態では、スイッチング素子2a〜2dとしてMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)を使用している。なお、スイッチング素子2a〜2dはMOSFETに限定されず、バイポーラトランジスタ、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor : 絶縁ゲート・バイポーラトランジスタ)などであってもよい。また、フライホイールダイオード3a〜3dおよびスナバコンデンサ4a〜4dの種類も限定されない。   The inverter device 8 includes a single-phase full-bridge type inverter circuit 2 and a control circuit 7. The inverter circuit 2 includes four switching elements 2a to 2d, flywheel diodes 3a to 3d, and snubber capacitors 4a to 4d. In the present embodiment, MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) are used as the switching elements 2a to 2d. The switching elements 2a to 2d are not limited to MOSFETs, and may be bipolar transistors, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), or the like. Further, the types of flywheel diodes 3a to 3d and snubber capacitors 4a to 4d are not limited.

スイッチング素子2aと2bとは、スイッチング素子2aのソース端子とスイッチング素子2bのドレイン端子とが接続されて、直列接続されている。スイッチング素子2aのドレイン端子は直流電源1の正極側に接続され、スイッチング素子2bのソース端子は直流電源1の負極側に接続されて、ブリッジ構造を形成している。同様に、スイッチング素子2cと2dとが直列接続されてブリッジ構造を形成している。スイッチング素子2aと2bで形成されているブリッジ構造を第1アームとし、スイッチング素子2cと2dで形成されているブリッジ構造を第2アームとする。第1アームのスイッチング素子2aと2bとの接続点には出力ラインが接続され、第2アームのスイッチング素子2cと2dとの接続点にも出力ラインが接続されている。これら2つの出力ラインの間に、コイル5と共振コンデンサ6とが直列接続されている。各スイッチング素子2a〜2dのゲート端子には、制御回路7から出力される駆動信号Pa’〜Pd’(後述)が入力される。   The switching elements 2a and 2b are connected in series by connecting the source terminal of the switching element 2a and the drain terminal of the switching element 2b. The drain terminal of the switching element 2a is connected to the positive electrode side of the DC power source 1, and the source terminal of the switching element 2b is connected to the negative electrode side of the DC power source 1 to form a bridge structure. Similarly, the switching elements 2c and 2d are connected in series to form a bridge structure. A bridge structure formed by the switching elements 2a and 2b is a first arm, and a bridge structure formed by the switching elements 2c and 2d is a second arm. An output line is connected to a connection point between the switching elements 2a and 2b of the first arm, and an output line is also connected to a connection point between the switching elements 2c and 2d of the second arm. A coil 5 and a resonant capacitor 6 are connected in series between these two output lines. Drive signals Pa 'to Pd' (described later) output from the control circuit 7 are input to the gate terminals of the switching elements 2a to 2d.

各スイッチング素子2a〜2dは、それぞれ駆動信号Pa’〜Pd’に基づいて、オン状態とオフ状態とを切り替えられる。各アームの両端はそれぞれ直流電源1の正極と負極とに接続されているので、正極側のスイッチング素子がオン状態で負極側のスイッチング素子がオフ状態の場合、当該アームの出力ラインの電位は直流電源1の正極側の電位となる。一方、正極側のスイッチング素子がオフ状態で負極側のスイッチング素子がオン状態の場合、当該アームの出力ラインの電位は直流電源1の負極側の電位となる。これにより、直流電源1の正極側の電位と負極側の電位とが切り替えられたパルス状の電圧信号が各出力ラインから出力され、2つの出力ライン間の電圧である線間電圧が交流電圧となる。   Each of the switching elements 2a to 2d can be switched between an on state and an off state based on the drive signals Pa 'to Pd', respectively. Since both ends of each arm are respectively connected to the positive electrode and the negative electrode of the DC power source 1, when the positive switching element is on and the negative switching element is off, the potential of the output line of the arm is DC The potential is on the positive side of the power supply 1. On the other hand, when the positive-side switching element is off and the negative-side switching element is on, the potential of the output line of the arm is the negative-side potential of the DC power supply 1. As a result, a pulsed voltage signal in which the positive potential and the negative potential of the DC power supply 1 are switched is output from each output line, and the line voltage that is the voltage between the two output lines is changed to the AC voltage. Become.

フライホイールダイオード3a〜3dは、スイッチング素子2a〜2dのドレイン端子とソース端子との間に、それぞれ逆並列に接続されている。すなわち、フライホイールダイオード3a〜3dのアノード端子はそれぞれスイッチング素子2a〜2dのソース端子に接続され、フライホイールダイオード3a〜3dのカソード端子はそれぞれスイッチング素子2a〜2dのドレイン端子に接続されている。フライホイールダイオード3a〜3dは、それぞれスイッチング素子2a〜2dの切り替えによって発生する逆起電力による逆方向の高い電圧がスイッチング素子2a〜2dに印加されないようにするためのものである。   The flywheel diodes 3a to 3d are connected in antiparallel between the drain terminals and the source terminals of the switching elements 2a to 2d, respectively. That is, the anode terminals of the flywheel diodes 3a to 3d are connected to the source terminals of the switching elements 2a to 2d, respectively, and the cathode terminals of the flywheel diodes 3a to 3d are connected to the drain terminals of the switching elements 2a to 2d, respectively. The flywheel diodes 3a to 3d are for preventing a high reverse voltage due to the counter electromotive force generated by switching the switching elements 2a to 2d from being applied to the switching elements 2a to 2d, respectively.

スナバコンデンサ4a〜4dは、スイッチング素子2a〜2dのドレイン端子とソース端子との間に、それぞれ接続されている。スナバコンデンサ4a〜4dは、スイッチング素子2a〜2dの切り替えによってドレイン端子とソース端子との間に印加されるサージ電圧を吸収するものである。なお、スナバコンデンサ4a〜4dにそれぞれ抵抗を直列接続してスナバ回路としてもよい。   The snubber capacitors 4a to 4d are connected between the drain terminals and the source terminals of the switching elements 2a to 2d, respectively. The snubber capacitors 4a to 4d absorb a surge voltage applied between the drain terminal and the source terminal by switching the switching elements 2a to 2d. In addition, it is good also as a snubber circuit by connecting resistance to the snubber capacitor 4a-4d in series, respectively.

なお、フライホイールダイオード3a〜3dおよびスナバコンデンサ4a〜4dは、いずれか一方のみを備えるようにしてもよいし、いずれも備えないようにしてもよい。   Note that the flywheel diodes 3a to 3d and the snubber capacitors 4a to 4d may be provided with only one of them, or may not be provided with any of them.

制御回路7は、インバータ回路2の制御を行うものであり、直流電源1に入力される交流電力が目標電力になるように制御することで、インバータ回路2の出力電力を制御する。制御回路7は、フェーズシフト制御によってインバータ回路2の制御を行う。すなわち、一方のアームのスイッチング素子(例えば2c(2d))に出力する駆動信号の位相を他方のアームのスイッチング素子(例えば、2a(2b))に出力する駆動信号の位相より遅らせるが、この位相差を変化させることで、出力電力の制御を行う。   The control circuit 7 controls the inverter circuit 2 and controls the output power of the inverter circuit 2 by controlling the AC power input to the DC power supply 1 to be the target power. The control circuit 7 controls the inverter circuit 2 by phase shift control. That is, the phase of the drive signal output to the switching element (eg, 2c (2d)) of one arm is delayed from the phase of the drive signal output to the switching element (eg, 2a (2b)) of the other arm. The output power is controlled by changing the phase difference.

図2は、フェーズシフト制御を行うインバータ装置の駆動信号の波形を示す図であり、位相差の変化により出力電力が変化することを説明するための図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a waveform of a drive signal of an inverter device that performs phase shift control, and is a diagram for explaining that output power changes due to a change in phase difference.

同図においては、駆動信号の周波数を25kHzに固定して、2つの駆動信号の位相差θを変化させており、同図(a)は同図(b)より位相差θが大きい場合であり、同図(c)は同図(b)より位相差θが小さい場合である。   In the figure, the frequency of the drive signal is fixed at 25 kHz, and the phase difference θ between the two drive signals is changed. FIG. 11A shows the case where the phase difference θ is larger than that in FIG. FIG. 4C shows the case where the phase difference θ is smaller than that in FIG.

各図2(a)、(b)、(c)において、一番上は第1アームのスイッチング素子2aに入力される駆動信号Pa’の波形を示し、その下は第2アームのスイッチング素子2cに入力される駆動信号Pc’の波形を示し、その下はコイル5に流れる電流の電流信号Iを示し、一番下は負荷に印加される電圧の電圧信号Vを示している。   2 (a), 2 (b), and 2 (c), the top shows the waveform of the drive signal Pa ′ input to the switching element 2a of the first arm, and the bottom is the switching element 2c of the second arm. 2 shows the waveform of the drive signal Pc ′ inputted to the bottom, the current signal I of the current flowing through the coil 5 is shown below, and the bottom is the voltage signal V of the voltage applied to the load.

図2に示すように、位相差θを小さくすると、負荷に電圧が印加される時間が短くなり(電圧信号V参照)、電流信号Iの振幅が小さくなって、インバータ回路2の出力電力が小さくなる。逆に、位相差θを大きくすると、負荷に電圧が印加される時間が長くなり、電流信号Iの振幅が大きくなって、インバータ回路2の出力電力が大きくなる。位相差θは、0からπまで変化可能であり、位相差θ=πのとき出力電力が最大になり、位相差θ=0のとき出力電力が最小になる。   As shown in FIG. 2, when the phase difference θ is reduced, the time during which a voltage is applied to the load is shortened (see voltage signal V), the amplitude of the current signal I is reduced, and the output power of the inverter circuit 2 is reduced. Become. Conversely, when the phase difference θ is increased, the time during which the voltage is applied to the load is increased, the amplitude of the current signal I is increased, and the output power of the inverter circuit 2 is increased. The phase difference θ can vary from 0 to π. When the phase difference θ = π, the output power becomes maximum, and when the phase difference θ = 0, the output power becomes minimum.

また、制御回路7は、位相を遅らせる側のアーム(追従アーム)を切り替える機能を有する。すなわち、第2アームのスイッチング素子2c(2d)に出力する駆動信号の位相を第1アームのスイッチング素子2a(2b)に出力する駆動信号の位相より遅らせる状態(第2アームが追従アームで第1アームが先行アームである状態)と、第1アームのスイッチング素子2a(2b)に出力する駆動信号の位相を第2アームのスイッチング素子2c(2d)に出力する駆動信号の位相より遅らせる状態(第1アームが追従アームで第2アームが先行アームである状態)とを切り替える。先行アーム側(位相が進んでいる側)のスイッチング素子に電流が流れる時間は、追従アーム側(位相が遅れている側)のスイッチング素子に電流が流れる時間より長くなり、先行アーム側のスイッチング素子の方がより発熱して、スイッチング素子の熱損失に大きな差が生じる。本実施形態では、先行アームと追従アームとを交互に切り替えることで、各スイッチング素子に電流が流れる時間を平準化し、熱損失の差を小さくしている。   In addition, the control circuit 7 has a function of switching the arm (following arm) on the phase delay side. That is, the phase of the drive signal output to the switching element 2c (2d) of the second arm is delayed from the phase of the drive signal output to the switching element 2a (2b) of the first arm (the second arm is the follower arm and the first A state in which the arm is a leading arm) and a state in which the phase of the drive signal output to the switching element 2a (2b) of the first arm is delayed from the phase of the drive signal output to the switching element 2c (2d) of the second arm (first 1 arm is a follower arm and the second arm is a preceding arm). The time during which the current flows through the switching element on the preceding arm side (the phase is advanced) is longer than the time during which the current flows through the switching element on the following arm side (the phase is delayed). This generates more heat and causes a large difference in the heat loss of the switching element. In the present embodiment, by alternately switching the leading arm and the follower arm, the time during which the current flows through each switching element is leveled, and the difference in heat loss is reduced.

さらに、制御回路7は、先行アームと追従アームとを切り替える前に、すべての駆動信号をローレベルにする全停止期間を設ける。全停止期間を設けるのは、各駆動信号のデューティ比(ハイレベル期間をパルス周期で割ったもの)が50%を超えて、ドライブ回路の故障やインバータ装置の不安定動作を防止するためである。   Further, the control circuit 7 provides a total stop period in which all drive signals are set to the low level before switching between the preceding arm and the follower arm. The reason for providing the total stop period is to prevent the drive circuit from malfunctioning and the inverter device from being unstable because the duty ratio of each drive signal (the high level period divided by the pulse period) exceeds 50%. .

また、制御回路7は、電圧と電流との位相差(以下では、「電圧電流位相差」とする)が所定の位相差以下にならないように制御を行う。制御回路7は、電流信号の位相が電圧信号の位相より遅れる遅れ位相の状態を維持するために、電圧電流位相差φを所定値φ*と比較して、電圧電流位相差φが所定値φ*より小さくならないようにしている。所定値φ*には、ゼロまたはゼロより少し大きい値が設定される。第1アームにおいて電流信号が進み位相にならないようにする必要があり、また、第2アームにおいても電流信号が進み位相にならないようにする必要がある。 Further, the control circuit 7 performs control so that the phase difference between the voltage and the current (hereinafter referred to as “voltage-current phase difference”) does not become a predetermined phase difference or less. The control circuit 7 compares the voltage / current phase difference φ with a predetermined value φ * in order to maintain a delayed phase state in which the phase of the current signal is delayed from the phase of the voltage signal. * I try not to make it smaller. The predetermined value φ * is set to zero or a value slightly larger than zero. It is necessary to prevent the current signal from being in the leading phase in the first arm, and it is also necessary to prevent the current signal from being in the leading phase in the second arm.

図2に示すように、駆動信号Pa’の位相と電流信号Iの位相との位相差φ1と、駆動信号Pc’の位相と電流信号Iの位相との位相差φ2とは異なっている。図2に示す電流信号Iは、第1アームから第2アームに流れる方を正として表示している。したがって、位相差φ1は駆動信号Pa’の立ち上がりから電流信号Iの負から正へのゼロクロスまでの位相差とし、位相差φ2は駆動信号Pc’の立ち上がりから電流信号Iの正から負へのゼロクロスまでの位相差としている。駆動信号Pa’の位相は第1アームの電圧信号の位相に一致し、駆動信号Pc’の位相は第2アームの電圧信号の位相に一致するので、位相差φ1および位相差φ2は各アームでの電圧電流位相差を意味している。したがって、以下では、それぞれ「電圧電流位相差φ1」および「電圧電流位相差φ2」とする。 As shown in FIG. 2, the phase difference φ 1 between the phase of the drive signal Pa ′ and the phase of the current signal I is different from the phase difference φ 2 between the phase of the drive signal Pc ′ and the phase of the current signal I. . In the current signal I shown in FIG. 2, the direction from the first arm to the second arm is indicated as positive. Therefore, the phase difference φ 1 is a phase difference from the rising edge of the drive signal Pa ′ to the zero crossing of the current signal I from negative to positive, and the phase difference φ 2 is the positive edge of the current signal I from the rising edge of the drive signal Pc ′. The phase difference is up to zero cross. Since the phase of the drive signal Pa ′ matches the phase of the voltage signal of the first arm and the phase of the drive signal Pc ′ matches the phase of the voltage signal of the second arm, the phase difference φ 1 and the phase difference φ 2 It means the voltage-current phase difference at the arm. Therefore, hereinafter, they are referred to as “voltage / current phase difference φ 1 ” and “voltage / current phase difference φ 2 ”, respectively.

また、図2に示すように、位相差θを小さくすると、電圧電流位相差φ1は小さくなり、電圧電流位相差φ2は大きくなる。逆に、位相差θを大きくすると、電圧電流位相差φ1は大きくなり、電圧電流位相差φ2は小さくなる。そして、位相差θが最大のπになった時に、電圧電流位相差φ1と電圧電流位相差φ2とが一致する。したがって、電圧電流位相差φ1は、常に、電圧電流位相差φ2以下になる。つまり、第1アームが先行アームの場合、電圧電流位相差φ1を検出して所定値φ*以下にならないようにすれば、電圧電流位相差φ2は所定値φ*以下にならない。しかし、本実施形態では、先行アームと追従アームとが切り替わるので、2つの電圧電流位相差のうち、より小さい方の電圧電流位相差φを検出し、電圧電流位相差φが所定値φ*以下にならないように制御する。 Further, as shown in FIG. 2, when the phase difference θ is reduced, the voltage / current phase difference φ 1 is reduced and the voltage / current phase difference φ 2 is increased. Conversely, when the phase difference θ is increased, the voltage / current phase difference φ 1 increases and the voltage / current phase difference φ 2 decreases. When the phase difference θ reaches the maximum π, the voltage / current phase difference φ 1 matches the voltage / current phase difference φ 2 . Therefore, the voltage / current phase difference φ 1 is always equal to or smaller than the voltage / current phase difference φ 2 . That is, when the first arm is the preceding arm, if the voltage / current phase difference φ 1 is detected so as not to be less than or equal to the predetermined value φ * , the voltage / current phase difference φ 2 will not be less than or equal to the predetermined value φ * . However, in this embodiment, since the leading arm and the follower arm are switched, the smaller voltage current phase difference φ of the two voltage current phase differences is detected, and the voltage current phase difference φ is equal to or less than the predetermined value φ *. Control so that it does not become.

制御回路7は、電力算出部71、電力設定部72、電流検出部75、位相差検出部76、パルス信号生成部73、および、ドライバ74を備えている。   The control circuit 7 includes a power calculation unit 71, a power setting unit 72, a current detection unit 75, a phase difference detection unit 76, a pulse signal generation unit 73, and a driver 74.

電力算出部71は、電力系統から直流電源1に入力される交流電力の電力値を算出するものである。図1においては図示されていないが、直流電源1には電力系統と整流回路との間に電流センサおよび電圧センサが設けられている。当該電流センサは、電力系統から直流電源1に入力される交流電流を検出して、電力算出部71に出力している。また、当該電圧センサは、電力系統から直流電源1に入力される交流電圧を検出して、電力算出部71に出力している。電力算出部71は、電流センサおよび電圧センサからの入力に基づいて、直流電源1に入力される交流電力の電力値Pを算出して、パルス信号生成部73に出力する。なお、電力算出部71を直流電源1に設けて、電力値Pを直流電源1から制御回路7に入力するようにしてもよい。   The power calculation unit 71 calculates the power value of AC power input to the DC power supply 1 from the power system. Although not shown in FIG. 1, the DC power supply 1 is provided with a current sensor and a voltage sensor between the power system and the rectifier circuit. The current sensor detects an alternating current input from the power system to the DC power source 1 and outputs the detected alternating current to the power calculation unit 71. In addition, the voltage sensor detects an AC voltage input from the power system to the DC power supply 1 and outputs the AC voltage to the power calculation unit 71. The power calculation unit 71 calculates a power value P of AC power input to the DC power source 1 based on inputs from the current sensor and the voltage sensor, and outputs the power value P to the pulse signal generation unit 73. Note that the power calculation unit 71 may be provided in the DC power supply 1 and the power value P may be input from the DC power supply 1 to the control circuit 7.

電力設定部72は、電力値Pの目標値P*を設定するものであり、設定された目標値P*をパルス信号生成部73に出力する。電力設定部72は、図示しない操作手段の操作に応じて、目標値P*を設定する。操作手段は、例えば、つまみの回転により火力を変化させるものであり、一方方向(例えば反時計回り)につまみを回転させると目標値P*が小さい値に設定され、他方方向(例えば時計回り)につまみを回転させると目標値P*が大きい値に設定される。 The power setting unit 72 sets a target value P * of the power value P, and outputs the set target value P * to the pulse signal generation unit 73. The power setting unit 72 sets the target value P * according to the operation of an operating means (not shown). For example, the operating means changes the heating power by rotating the knob. When the knob is rotated in one direction (for example, counterclockwise), the target value P * is set to a small value, and the other direction (for example, clockwise). When the knob is rotated, the target value P * is set to a large value.

電流検出部75は、インバータ回路2の第1アームの出力ラインに設けられた電流センサによって、第1アームの出力電流を検出し、検出した電流信号Iを位相差検出部76に出力するものである。   The current detector 75 detects the output current of the first arm by a current sensor provided in the output line of the first arm of the inverter circuit 2 and outputs the detected current signal I to the phase difference detector 76. is there.

位相差検出部76は、小さい方の電圧電流位相差φを検出するものである。すなわち、第1アームにおける電圧電流位相差φ1と第2アームにおける電圧電流位相差φ2のうち、より小さい方を電圧電流位相差φとして検出する。位相差検出部76には、第1パルス信号生成部734(後述)が出力するパルス信号Paと、第2パルス信号生成部735(後述)が出力するパルス信号Pcと、電流検出部75が出力する電流信号Iとが入力される。パルス信号Pa(Pc)は、駆動信号Pa’(Pc’)の元になる信号であり、位相が一致している。また、駆動信号Pa’(Pc’)の位相は第1アーム(第2アーム)の電圧信号の位相に一致している。したがって、各アームの電圧信号を検出する代わりに、パルス信号Pa(Pc)を用いている。位相差検出部76は、パルス信号Paと電流信号Iとから第1アームにおける電圧電流位相差φ1を検出し、パルス信号Pcと電流信号Iとから第2アームにおける電圧電流位相差φ2を検出し、電圧電流位相差φ1と電圧電流位相差φ2のうち、より小さい方を電圧電流位相差φとして検出する。 The phase difference detector 76 detects the smaller voltage / current phase difference φ. That is, the voltage-current phase difference at the first arm phi 1 and of the voltage-current phase difference phi 2 of the second arm, to detect a person smaller as the voltage current phase difference phi. The phase difference detection unit 76 outputs a pulse signal Pa output from a first pulse signal generation unit 734 (described later), a pulse signal Pc output from a second pulse signal generation unit 735 (described later), and a current detection unit 75. Current signal I to be input. The pulse signal Pa (Pc) is a signal that is the basis of the drive signal Pa ′ (Pc ′), and has a phase match. Further, the phase of the drive signal Pa ′ (Pc ′) matches the phase of the voltage signal of the first arm (second arm). Therefore, the pulse signal Pa (Pc) is used instead of detecting the voltage signal of each arm. The phase difference detector 76 detects the voltage / current phase difference φ 1 in the first arm from the pulse signal Pa and the current signal I, and determines the voltage / current phase difference φ 2 in the second arm from the pulse signal Pc and the current signal I. The smaller one of the voltage / current phase difference φ 1 and the voltage / current phase difference φ 2 is detected as the voltage / current phase difference φ.

図3(a)は、位相差検出部76の内部構成を説明するための図である。   FIG. 3A is a diagram for explaining the internal configuration of the phase difference detection unit 76.

位相差検出部76は、二値化回路761、否定回路762、論理積回路763a,763b、平滑回路764a,764b、および、ダイオード765a,765bを備えている。   The phase difference detection unit 76 includes a binarization circuit 761, a negation circuit 762, logical product circuits 763a and 763b, smoothing circuits 764a and 764b, and diodes 765a and 765b.

二値化回路761は、電流検出部75より入力される電流信号Iの正負に応じて二値化したディジタル信号である電流二値化信号を生成するものである。否定回路762は、論理回路であり、二値化回路761より入力される電流二値化信号を反転させるものである。第2アームの出力電流信号は第1アームの出力電流信号を反転したものになるので、否定回路762が出力する信号は、第2アームの出力電流信号を二値化した信号に相当する。   The binarization circuit 761 generates a current binarization signal which is a digital signal binarized according to the positive / negative of the current signal I input from the current detection unit 75. The negation circuit 762 is a logic circuit and inverts the current binarization signal input from the binarization circuit 761. Since the output current signal of the second arm is obtained by inverting the output current signal of the first arm, the signal output from the negation circuit 762 corresponds to a signal obtained by binarizing the output current signal of the second arm.

論理積回路763aは、論理回路であり、第1パルス信号生成部734より入力されるパルス信号Paと、二値化回路761より入力される電流二値化信号との論理積を出力する。論理積回路763aの出力は、パルス信号Paおよび電流二値化信号が共にハイレベルの場合にのみハイレベルになり、それ以外の場合はローレベルになる。パルス信号Paと電流二値化信号との位相差が小さい場合、ハイレベル期間が重なる時間が長くなるので、論理積回路763aの出力がハイレベルになる時間が長くなる。逆に、パルス信号Paと電流二値化信号との位相差が大きい場合、ハイレベル期間が重なる時間が短くなるので、論理積回路763aの出力がハイレベルになる時間が短くなる。   The AND circuit 763a is a logic circuit, and outputs a logical product of the pulse signal Pa input from the first pulse signal generation unit 734 and the current binarization signal input from the binarization circuit 761. The output of the AND circuit 763a becomes high level only when both the pulse signal Pa and the current binarization signal are high level, and otherwise becomes low level. When the phase difference between the pulse signal Pa and the current binarization signal is small, the time over which the high level period overlaps becomes long, so the time during which the output of the AND circuit 763a becomes high level becomes long. On the other hand, when the phase difference between the pulse signal Pa and the current binarization signal is large, the time over which the high level period overlaps is shortened, so the time during which the output of the AND circuit 763a is at the high level is shortened.

平滑回路764aは、積分回路であり、論理積回路763aが出力する信号を平滑化して、アナログ電圧信号として出力する。論理積回路763aの出力がハイレベルになる時間が長いほど、すなわち、パルス信号Paと電流二値化信号との位相差が小さいほど、平滑回路764aの出力は大きくなる。パルス信号Paの波形は第1アームの電圧信号の波形に一致し、電流信号Iは第1アームの電流信号である。したがって、第1アームにおける電圧電流位相差φ1が小さいほど、平滑回路764aの出力電圧は大きくなる。 The smoothing circuit 764a is an integrating circuit, and smoothes the signal output from the logical product circuit 763a and outputs it as an analog voltage signal. The longer the time that the output of the AND circuit 763a becomes high level, that is, the smaller the phase difference between the pulse signal Pa and the current binarized signal, the greater the output of the smoothing circuit 764a. The waveform of the pulse signal Pa matches the waveform of the voltage signal of the first arm, and the current signal I is the current signal of the first arm. Therefore, the smaller the voltage / current phase difference φ 1 in the first arm, the larger the output voltage of the smoothing circuit 764a.

論理積回路763bは、論理回路であり、第2パルス信号生成部735より入力されるパルス信号Pcと、否定回路762より入力される電流二値化信号を反転させた信号(以下では、「反転信号」とする)との論理積を出力する。論理積回路763bの出力は、パルス信号Pcおよび反転信号が共にハイレベルの場合にのみハイレベルになり、それ以外の場合はローレベルになる。パルス信号Pcと反転信号との位相差が小さい場合、ハイレベル期間が重なる時間が長くなるので、論理積回路763bの出力がハイレベルになる時間が長くなる。逆に、パルス信号Pcと反転信号との位相差が大きい場合、ハイレベル期間が重なる時間が短くなるので、論理積回路763bの出力がハイレベルになる時間が短くなる。   The AND circuit 763b is a logic circuit, and is a signal obtained by inverting the pulse signal Pc input from the second pulse signal generation unit 735 and the current binarization signal input from the negation circuit 762 (hereinafter referred to as “inversion”). Signal ") is output. The output of the AND circuit 763b becomes high level only when both the pulse signal Pc and the inverted signal are high level, and otherwise becomes low level. When the phase difference between the pulse signal Pc and the inverted signal is small, the time over which the high level period overlaps becomes long, so the time during which the output of the AND circuit 763b becomes high level becomes long. On the other hand, when the phase difference between the pulse signal Pc and the inverted signal is large, the time for which the high level period overlaps is shortened, so the time for the output of the AND circuit 763b to be high level is shortened.

平滑回路764bは、積分回路であり、論理積回路763bが出力する信号を平滑化して、アナログ電圧信号として出力する。論理積回路763bの出力がハイレベルになる時間が長いほど、すなわち、パルス信号Pcと反転信号との位相差が小さいほど、平滑回路764bの出力は大きくなる。パルス信号Pcの波形は第2アームの電圧信号の波形に一致し、電流信号Iを反転した信号が第2アームの電流信号である。したがって、第2アームにおける電圧電流位相差φ2が小さいほど、平滑回路764bの出力電圧は大きくなる。 The smoothing circuit 764b is an integration circuit, and smoothes the signal output from the logical product circuit 763b and outputs it as an analog voltage signal. The longer the time that the output of the logical product circuit 763b becomes high level, that is, the smaller the phase difference between the pulse signal Pc and the inverted signal, the larger the output of the smoothing circuit 764b. The waveform of the pulse signal Pc matches the waveform of the voltage signal of the second arm, and the signal obtained by inverting the current signal I is the current signal of the second arm. Therefore, the smaller the voltage-current phase difference φ 2 in the second arm, the larger the output voltage of the smoothing circuit 764b.

平滑回路764aの出力電圧がダイオード765aのアノード端子に入力され、平滑回路764bの出力電圧がダイオード765bのアノード端子に入力される。ダイオード765aのカソード端子とダイオード765bのカソード端子とは接続されて、位相差検出部76の出力になっている。平滑回路764aの出力電圧と平滑回路764bの出力電圧のうち大きい方が、位相差検出部76の出力電圧になる。したがって、位相差検出部76は、電圧電流位相差φ1と電圧電流位相差φ2のうち小さい方の電圧電流位相差φに対応する電圧を出力する。位相差検出部76の出力電圧は、電圧電流位相差φが小さいほど大きな電圧になる。 The output voltage of the smoothing circuit 764a is input to the anode terminal of the diode 765a, and the output voltage of the smoothing circuit 764b is input to the anode terminal of the diode 765b. The cathode terminal of the diode 765a and the cathode terminal of the diode 765b are connected to serve as the output of the phase difference detector 76. The larger of the output voltage of the smoothing circuit 764a and the output voltage of the smoothing circuit 764b is the output voltage of the phase difference detector 76. Therefore, the phase difference detector 76 outputs a voltage corresponding to the smaller voltage current phase difference φ of the voltage current phase difference φ 1 and the voltage current phase difference φ 2 . The output voltage of the phase difference detector 76 increases as the voltage / current phase difference φ decreases.

図4は、位相差検出部76の入出力信号を説明するための波形図である。   FIG. 4 is a waveform diagram for explaining input / output signals of the phase difference detector 76.

同図(a)はパルス信号Paを示し、同図(b)はパルス信号Pcを示し、同図(c)は電流信号Iを示している。そして、同図(d)は、二値化回路761によって電流信号Iを二値化した電流二値化信号であり、同図(e)は、否定回路762によって二値化信号を反転させた反転信号を示している。   2A shows the pulse signal Pa, FIG. 2B shows the pulse signal Pc, and FIG. 1C shows the current signal I. FIG. FIG. 6D shows a current binarized signal obtained by binarizing the current signal I by the binarizing circuit 761. FIG. 8E shows the binarized signal inverted by the negating circuit 762. An inversion signal is shown.

同図(f)は、論理積回路763aの出力であり、パルス信号Pa(同図(a)参照)と電流二値化信号(同図(d)参照)との論理積である。パルス信号Paおよび電流二値化信号が共にハイレベルの期間のみハイレベルになっている。同図(g)は、平滑回路764aの出力電圧であり、論理積回路763aの出力(同図(f)参照)を平滑化したものである。   FIG. 5F shows the output of the logical product circuit 763a, which is the logical product of the pulse signal Pa (see FIG. 11A) and the current binarized signal (see FIG. 14D). Both the pulse signal Pa and the current binarization signal are high level only during a high level period. FIG. 5G shows the output voltage of the smoothing circuit 764a, which is obtained by smoothing the output of the AND circuit 763a (see FIG. 5F).

同図(h)は、論理積回路763bの出力であり、パルス信号Pc(同図(b)参照)と反転信号(同図(e)参照)との論理積である。パルス信号Pcおよび反転信号が共にハイレベルの期間のみハイレベルになっている。同図(i)は、平滑回路764bの出力電圧であり、論理積回路763bの出力(同図(h)参照)を平滑化したものである。   FIG. 11H shows the output of the logical product circuit 763b, which is the logical product of the pulse signal Pc (see FIG. 14B) and the inverted signal (see FIG. 19E). Both the pulse signal Pc and the inverted signal are high level only during a high level period. FIG. 6 (i) shows the output voltage of the smoothing circuit 764b, which is obtained by smoothing the output of the AND circuit 763b (see FIG. 11 (h)).

パルス信号Pa(同図(a)参照)と電流二値化信号(同図(d)参照)との位相差は、パルス信号Pc(同図(b)参照)と反転信号(同図(e)参照)との位相差より小さいので、論理積回路763aの出力波形(同図(f)参照)は、論理積回路763bの出力波形(同図(h)参照)と比べて、ハイレベル期間が長い。したがって、平滑回路764aの出力電圧(同図(g)参照)は、平滑回路764bの出力電圧(同図(i)参照)より大きくなっている。   The phase difference between the pulse signal Pa (see (a) in the figure) and the current binarized signal (see (d) in the figure) is equal to the pulse signal Pc (see (b) in the figure) and the inverted signal (see (e) in the figure). )), The output waveform of the AND circuit 763a (see (f) of the figure) is higher than the output waveform of the AND circuit 763b (see (h) of the figure). Is long. Therefore, the output voltage of the smoothing circuit 764a (see (g) in the figure) is larger than the output voltage of the smoothing circuit 764b (see (i) in the figure).

位相差検出部76は、より大きい方の、平滑回路764aの出力電圧(同図(g)参照)を出力する。   The phase difference detector 76 outputs the larger output voltage of the smoothing circuit 764a (see (g) in the figure).

なお、図3(a)は位相差検出部76の内部構成の一例を示しているだけであり、位相差検出部76の内部構成は、これに限られない。また、ダイオード765a,765bは、図3(b)に示すような理想ダイオード回路と反転増幅回路とを組み合わせた回路にするのが望ましい。   FIG. 3A only shows an example of the internal configuration of the phase difference detection unit 76, and the internal configuration of the phase difference detection unit 76 is not limited to this. In addition, the diodes 765a and 765b are preferably a circuit combining an ideal diode circuit and an inverting amplifier circuit as shown in FIG.

位相差検出部76が検出した電圧電流位相差φと所定値φ*との差分Δφがパルス信号生成部73に出力される。具体的には、位相差検出部76が出力する電圧電流位相差φに対応する電圧と、所定値φ*に対応する電圧との差分電圧がデジタル値に変換されて、パルス信号生成部73に出力される。 A difference Δφ between the voltage / current phase difference φ detected by the phase difference detector 76 and the predetermined value φ * is output to the pulse signal generator 73. Specifically, the differential voltage between the voltage corresponding to the voltage / current phase difference φ output from the phase difference detector 76 and the voltage corresponding to the predetermined value φ * is converted into a digital value, and the pulse signal generator 73 Is output.

パルス信号生成部73は、パルス信号Pa〜Pdを生成するものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。パルス信号生成部73は、電力算出部71から入力される電力値Pと、電力設定部72から入力される目標値P*とに基づいてパルス信号Pa〜Pdを生成し、ドライバ74に出力する。また、パルス信号生成部73は、位相差検出部76が検出した電圧電流位相差φが所定値φ*より小さくならないようにする。パルス信号生成部73は、電力制御部731、タイマ部732、切替部733、第1パルス信号生成部734、および、第2パルス信号生成部735を備えている。 The pulse signal generation unit 73 generates the pulse signals Pa to Pd, and is realized by, for example, a microcomputer. The pulse signal generation unit 73 generates pulse signals Pa to Pd based on the power value P input from the power calculation unit 71 and the target value P * input from the power setting unit 72 and outputs the pulse signals Pa to Pd to the driver 74. . Further, the pulse signal generation unit 73 prevents the voltage / current phase difference φ detected by the phase difference detection unit 76 from becoming smaller than the predetermined value φ * . The pulse signal generation unit 73 includes a power control unit 731, a timer unit 732, a switching unit 733, a first pulse signal generation unit 734, and a second pulse signal generation unit 735.

電力制御部731は、インバータ回路2に入力される電力の制御を行うためのものである。電力制御部731は、電力算出部71より出力される電力値Pと、電力設定部72より出力される目標値P*との電力偏差ΔP(=P*−P)を入力されて、当該電力偏差ΔPをゼロにするための電力補償値Xを切替部733に出力する。電力制御部731は、例えば、PI制御を行っている。また、電力制御部731は、位相差検出部76が検出した電圧電流位相差φが所定値φ*になった場合、駆動信号の位相差をそれ以上小さくしないようにするために、電力補償値Xを調整する。具体的には、電圧電流位相差φと所定値φ*との差分Δφが正の値の間(電圧電流位相差φに対応する電圧が所定値φ*に対応する電圧より小さい間)は、電力補償値Xをそのまま出力するが、差分Δφがゼロになると(電圧電流位相差φに対応する電圧が所定値φ*に対応する電圧に一致すると)、電力補償値Xを負の値にしないようにする。 The power control unit 731 is for controlling the power input to the inverter circuit 2. The power control unit 731 receives the power deviation ΔP (= P * −P) between the power value P output from the power calculation unit 71 and the target value P * output from the power setting unit 72, and the power The power compensation value X for making the deviation ΔP zero is output to the switching unit 733. For example, the power control unit 731 performs PI control. Further, the power control unit 731 has a power compensation value so that the phase difference of the drive signal is not further reduced when the voltage / current phase difference φ detected by the phase difference detection unit 76 becomes a predetermined value φ *. Adjust X. Specifically, while the difference Δφ between the voltage / current phase difference φ and the predetermined value φ * is a positive value (while the voltage corresponding to the voltage / current phase difference φ is smaller than the voltage corresponding to the predetermined value φ * ), The power compensation value X is output as it is, but when the difference Δφ becomes zero (when the voltage corresponding to the voltage-current phase difference φ matches the voltage corresponding to the predetermined value φ * ), the power compensation value X is not set to a negative value. Like that.

タイマ部732は、すべての駆動信号をローレベルにする全停止期間を設けるためのタイマ信号を生成するものである。タイマ信号は、所定時間(例えば数時間)のローレベル期間と別の所定時間(例えば、数百ミリ秒)のハイレベル期間とを繰り返すパルス信号である。本実施形態では、当該ハイレベル期間を全停止期間としている。なお、ローレベル期間とハイレベル期間の長さは限定されない。ローレベル期間は、先行アームと追従アームとを切り替えなくても問題にならない時間が設定される。また、ハイレベル期間は、インバータ回路2のスイッチングが停止してから振動電流が減衰して、出力電流の実効値がゼロになる時間が設定される。また、タイマ信号は、先行アームと追従アームとを切り替えるタイミング信号でもある。タイマ部732は、生成したタイマ信号を切替部733に出力する。   The timer unit 732 generates a timer signal for providing a total stop period in which all drive signals are set to a low level. The timer signal is a pulse signal that repeats a low level period of a predetermined time (for example, several hours) and a high level period of another predetermined time (for example, several hundred milliseconds). In the present embodiment, the high level period is set as the entire stop period. Note that the lengths of the low level period and the high level period are not limited. The low level period is set to a time that does not cause a problem even if the leading arm and the tracking arm are not switched. Also, during the high level period, the time when the oscillating current attenuates after the switching of the inverter circuit 2 stops and the effective value of the output current becomes zero is set. The timer signal is also a timing signal for switching between the preceding arm and the follower arm. The timer unit 732 outputs the generated timer signal to the switching unit 733.

切替部733は、電力制御部731より入力される電力補償値Xの出力先を切り替えるものである。切替部733は、タイマ部732から入力されるタイマ信号に基づいて、第1パルス信号生成部734および第2パルス信号生成部735に出力する信号を切り替える。すなわち、切替部733は、タイマ信号がローレベルの間(タイマOFF)、第1パルス信号生成部734または第2パルス信号生成部735のいずれか一方に電力補償値Xを出力し、タイマ信号がハイレベルの間(タイマON)、第1パルス信号生成部734および第2パルス信号生成部735に全停止信号を出力する。また、切替部733は、タイマ信号がハイレベルからローレベルに切り替わるときに、電力補償値Xを出力する先を、第1パルス信号生成部734と第2パルス信号生成部735との間で切り替える。つまり、タイマ信号がハイレベルを継続している間(ローレベルになるまで)、全停止信号の出力が継続し、タイマ信号がローレベルになったときに、電力補償値Xを出力する先の切り替えが行われる。なお、切替部733が行う切替処理は、上述したものに限定されない。   The switching unit 733 switches the output destination of the power compensation value X input from the power control unit 731. The switching unit 733 switches the signal to be output to the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735 based on the timer signal input from the timer unit 732. That is, the switching unit 733 outputs the power compensation value X to either the first pulse signal generation unit 734 or the second pulse signal generation unit 735 while the timer signal is at a low level (timer OFF), During the high level (timer ON), all stop signals are output to the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735. In addition, the switching unit 733 switches the output destination of the power compensation value X between the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735 when the timer signal switches from the high level to the low level. . That is, while the timer signal continues to be high level (until it becomes low level), the output of all stop signals continues, and when the timer signal becomes low level, the power compensation value X output destination Switching takes place. Note that the switching process performed by the switching unit 733 is not limited to the one described above.

第1パルス信号生成部734は、第1アームのスイッチング素子2aおよび2bに入力される駆動信号Pa’およびPb’の元になるパルス信号PaおよびPbを生成して、ドライバ74に出力する。第1パルス信号生成部734は、切替部733から電力補償値Xおよび全停止信号が入力されていない期間、所定の周期でデューティ比が50%であるパルス信号Paを生成して出力する。また、切替部733から電力補償値Xが入力されている期間、電力補償値Xに応じてパルス信号Paの位相を遅らせて出力する。また、第1パルス信号生成部734は、これらの期間、パルス信号Paを反転させた信号をパルス信号Pbとして出力する。一方、切替部733から全停止信号が入力されている期間は、パルス信号PaおよびPbをローレベル信号として出力する。   The first pulse signal generation unit 734 generates the pulse signals Pa and Pb that are the basis of the drive signals Pa ′ and Pb ′ input to the switching elements 2 a and 2 b of the first arm, and outputs them to the driver 74. The first pulse signal generation unit 734 generates and outputs a pulse signal Pa having a duty ratio of 50% at a predetermined period during a period when the power compensation value X and the total stop signal are not input from the switching unit 733. Further, during the period when the power compensation value X is input from the switching unit 733, the phase of the pulse signal Pa is delayed and output according to the power compensation value X. Further, the first pulse signal generation unit 734 outputs a signal obtained by inverting the pulse signal Pa during these periods as the pulse signal Pb. On the other hand, the pulse signals Pa and Pb are output as low level signals during the period when the all stop signal is input from the switching unit 733.

第2パルス信号生成部735は、第2アームのスイッチング素子2cおよび2dに入力される駆動信号Pc’およびPd’の元になるパルス信号PcおよびPdを生成して、ドライバ74に出力する。第2パルス信号生成部735は、切替部733から電力補償値Xおよび全停止信号が入力されていない期間、所定の周期でデューティ比が50%であるパルス信号Pcを生成して出力する。また、切替部733から電力補償値Xが入力されている期間、電力補償値Xに応じてパルス信号Pcの位相を遅らせて出力する。また、第2パルス信号生成部735は、これらの期間、パルス信号Pcを反転させた信号をパルス信号Pdとして出力する。一方、切替部733から全停止信号が入力されている期間は、パルス信号PcおよびPdをローレベル信号として出力する。   The second pulse signal generation unit 735 generates pulse signals Pc and Pd that are the basis of the drive signals Pc ′ and Pd ′ input to the switching elements 2 c and 2 d of the second arm, and outputs them to the driver 74. The second pulse signal generation unit 735 generates and outputs a pulse signal Pc having a duty ratio of 50% at a predetermined period during a period when the power compensation value X and the total stop signal are not input from the switching unit 733. Further, during the period in which the power compensation value X is input from the switching unit 733, the phase of the pulse signal Pc is delayed and output according to the power compensation value X. Further, the second pulse signal generation unit 735 outputs a signal obtained by inverting the pulse signal Pc during these periods as the pulse signal Pd. On the other hand, the pulse signals Pc and Pd are output as low level signals during the period when the entire stop signal is input from the switching unit 733.

インバータ装置8の起動時には、パルス信号PaおよびPc(PbおよびPd)の位相は一致している。操作部の操作により、電力設定部72が目標値P*をゼロから大きくすることにより、第1パルス信号生成部734または第2パルス信号生成部735がパルス信号の位相を遅らせることで、インバータ回路2から電力が出力される。 When the inverter device 8 is started, the phases of the pulse signals Pa and Pc (Pb and Pd) match. By the operation of the operation unit, the power setting unit 72 increases the target value P * from zero, and the first pulse signal generation unit 734 or the second pulse signal generation unit 735 delays the phase of the pulse signal, so that the inverter circuit 2 outputs power.

例えば、電力補償値Xが第1パルス信号生成部734に入力されている場合、第1パルス信号生成部734が出力するパルス信号Pa(Pb)は、第2パルス信号生成部735が出力するパルス信号Pc(Pd)より、位相を遅らせて出力される。これにより、第2アームが先行アームで、第1アームが追従アームになる。逆に、電力補償値Xが第2パルス信号生成部735に入力されている場合、第2パルス信号生成部735が出力するパルス信号Pc(Pd)は、第1パルス信号生成部734が出力するパルス信号Pa(Pb)より、位相を遅らせて出力される。これにより、第1アームが先行アームで、第2アームが追従アームになる。   For example, when the power compensation value X is input to the first pulse signal generation unit 734, the pulse signal Pa (Pb) output from the first pulse signal generation unit 734 is the pulse output from the second pulse signal generation unit 735. The phase is delayed from the signal Pc (Pd). As a result, the second arm is a leading arm and the first arm is a follower arm. Conversely, when the power compensation value X is input to the second pulse signal generation unit 735, the first pulse signal generation unit 734 outputs the pulse signal Pc (Pd) output from the second pulse signal generation unit 735. The phase is delayed from the pulse signal Pa (Pb). As a result, the first arm is a leading arm and the second arm is a follower arm.

また、全停止信号が第1パルス信号生成部734および第2パルス信号生成部735に入力されている場合、パルス信号Pa,Pb,Pc,Pdはすべてローレベル信号になる。そして、全停止信号の入力が終了したとき(タイマ信号がハイレベルからローレベルに切り替わるとき)、電力補償値Xの出力先が切り替わり、先行アームと追従アームとが切り替わる。   When all stop signals are input to the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735, the pulse signals Pa, Pb, Pc, and Pd are all low level signals. When the input of all stop signals is completed (when the timer signal is switched from high level to low level), the output destination of the power compensation value X is switched, and the preceding arm and the follower arm are switched.

なお、パルス信号生成部73によるパルス信号の生成方法は、上述したものに限られない。電力制御部731より出力される電力補償値Xに応じて、パルス信号Pa,Pbまたはパルス信号Pc,Pdの位相を遅らせることができ、全停止期間(パルス信号Pa,Pb,Pc,Pdをいずれもローレベルとする期間)を挟んで、パルス信号Pa,Pbの位相を遅らせた状態と、パルス信号Pc,Pdの位相を遅らせた状態とを切り替えることができればよい。   Note that the pulse signal generation method by the pulse signal generation unit 73 is not limited to the above. The phase of the pulse signals Pa and Pb or the pulse signals Pc and Pd can be delayed according to the power compensation value X output from the power control unit 731, and the entire stop period (the pulse signals Pa, Pb, Pc, and Pd can be It is only necessary to be able to switch between a state in which the phases of the pulse signals Pa and Pb are delayed and a state in which the phases of the pulse signals Pc and Pd are delayed, with a period during which the signal is also at a low level.

本実施形態では、パルス信号生成部73をディジタル回路として実現した場合について説明したが、アナログ回路として実現してもよい。また、各部が行う処理をプログラムで設計し、当該プログラムを実行させることでコンピュータをパルス信号生成部73として機能させてもよい。また、当該プログラムを記録媒体に記録しておき、コンピュータに読み取らせるようにしてもよい。   In the present embodiment, the case where the pulse signal generation unit 73 is realized as a digital circuit has been described, but it may be realized as an analog circuit. Further, the processing performed by each unit may be designed by a program, and the computer may function as the pulse signal generation unit 73 by executing the program. The program may be recorded on a recording medium and read by a computer.

ドライバ74は、パルス信号生成部73から入力されるパルス信号Pa〜Pdを増幅して、各スイッチング素子2a〜2dを駆動できるレベルの駆動信号Pa’〜Pd’として出力する。本実施形態では、ドライバ74を、パルストランス方式のゲートドライブ回路としている。なお、ドライバ74は、パルストランス方式のゲートドライブ回路に限定されず、フォトカプラ方式などの他の方式のゲートドライブ回路としてもよい。ドライバ74は、入力されるパルス信号Pa〜Pdのデューティ比が50%であることを想定して設計される。すなわち、デューティ比が50%の場合に問題なく動作し得る最も経済的な設計がなされる。なお、スイッチング素子2aおよび2b(2cおよび2d)が瞬間的に両方ともオン状態になってしまうことを防ぐために、駆動信号Pa’〜Pd’にデッドタイムを設けるようにしてもよい。   The driver 74 amplifies the pulse signals Pa to Pd input from the pulse signal generation unit 73, and outputs the amplified signals as drive signals Pa 'to Pd' that can drive the switching elements 2a to 2d. In this embodiment, the driver 74 is a pulse transformer type gate drive circuit. Note that the driver 74 is not limited to a pulse transformer type gate drive circuit, and may be another type of gate drive circuit such as a photocoupler type. The driver 74 is designed on the assumption that the duty ratio of the input pulse signals Pa to Pd is 50%. That is, the most economical design capable of operating without a problem when the duty ratio is 50% is made. In order to prevent both of the switching elements 2a and 2b (2c and 2d) from being instantaneously turned on, a dead time may be provided in the drive signals Pa 'to Pd'.

次に、誘導加熱装置Aの作用と効果について説明する。   Next, the operation and effect of the induction heating apparatus A will be described.

誘導加熱装置Aは、電力算出部71が算出する電力値Pが、電力設定部72によって設定される目標値P*になるようにフィードバック制御される。直流電源1に入力される交流電力が変動して電力値Pが目標値P*より大きくなった場合や、操作部の操作により目標値P*が小さい値に変更された場合、電力偏差ΔPが負の値になる。この場合、電力制御部731から出力される電力補償値Xが負の値になり、切替部733から電力補償値Xを入力された第1パルス信号生成部734または第2パルス信号生成部735が出力するパルス信号の位相が進んで位相差が小さくなる。これにより、インバータ回路2の出力電力が小さくなって、直流電源1に入力される電力が小さくなり、電力値Pが目標値P*に一致するようになる。逆に、直流電源1に入力される交流電力が変動して電力値Pが目標値P*より小さくなった場合や、操作部の操作により目標値P*が大きい値に変更された場合、電力偏差ΔPが正の値になる。この場合、電力制御部731から出力される電力補償値Xが正の値になり、切替部733から電力補償値Xを入力された第1パルス信号生成部734または第2パルス信号生成部735が出力するパルス信号の位相が遅れて位相差が大きくなる。これにより、インバータ回路2の出力電力が大きくなって、直流電源1に入力される電力が大きくなり、電力値Pが目標値P*に一致するようになる。 The induction heating device A is feedback-controlled so that the power value P calculated by the power calculation unit 71 becomes the target value P * set by the power setting unit 72. When the AC power input to the DC power supply 1 fluctuates and the power value P becomes larger than the target value P *, or when the target value P * is changed to a smaller value by operating the operation unit, the power deviation ΔP is Negative value. In this case, the power compensation value X output from the power control unit 731 becomes a negative value, and the first pulse signal generation unit 734 or the second pulse signal generation unit 735 to which the power compensation value X is input from the switching unit 733 The phase of the output pulse signal advances and the phase difference decreases. As a result, the output power of the inverter circuit 2 decreases, the power input to the DC power supply 1 decreases, and the power value P matches the target value P * . Conversely, when the AC power input to the DC power source 1 fluctuates and the power value P becomes smaller than the target value P *, or when the target value P * is changed to a larger value by operating the operation unit, The deviation ΔP becomes a positive value. In this case, the power compensation value X output from the power control unit 731 becomes a positive value, and the first pulse signal generation unit 734 or the second pulse signal generation unit 735 to which the power compensation value X is input from the switching unit 733 The phase of the output pulse signal is delayed and the phase difference increases. As a result, the output power of the inverter circuit 2 increases, the power input to the DC power source 1 increases, and the power value P matches the target value P * .

制御回路7は、全停止期間を設けて、その前後で先行アームと追従アームとを切り替える機能を有する。パルス信号生成部73の切替部733は、タイマ部732から入力されるタイマ信号に基づいて、第1パルス信号生成部734に電力補償値Xを出力する状態と、第2パルス信号生成部735に電力補償値Xを出力する状態と、第1パルス信号生成部734および第2パルス信号生成部735に全停止信号を出力する状態とを切り替える。第1パルス信号生成部734が電力補償値Xを入力されている間、パルス信号Pa(Pb)の位相がパルス信号Pc(Pd)の位相より遅れるので、第1アームが追従アームになり、第2アームが先行アームになる。逆に、第2パルス信号生成部735が電力補償値Xを入力されている間、パルス信号Pc(Pd)の位相がパルス信号Pa(Pb)の位相より遅れるので、第2アームが追従アームになり、第1アームが先行アームになる。また、第1パルス信号生成部734および第2パルス信号生成部735は、全停止信号を入力されている間、パルス信号Pa,Pb,Pc,Pdはすべてローレベル信号になり、インバータ回路2のスイッチング動作が停止された状態になる。   The control circuit 7 has a function of providing a full stop period and switching between the preceding arm and the follower arm before and after that. Based on the timer signal input from the timer unit 732, the switching unit 733 of the pulse signal generation unit 73 outputs a power compensation value X to the first pulse signal generation unit 734, and outputs to the second pulse signal generation unit 735. The state in which the power compensation value X is output and the state in which all stop signals are output to the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735 are switched. While the first pulse signal generation unit 734 receives the power compensation value X, the phase of the pulse signal Pa (Pb) is delayed from the phase of the pulse signal Pc (Pd). Two arms become the leading arm. Conversely, while the second pulse signal generation unit 735 receives the power compensation value X, the phase of the pulse signal Pc (Pd) lags behind the phase of the pulse signal Pa (Pb), so the second arm becomes the follower arm. Thus, the first arm becomes the leading arm. Further, the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735 are all low level signals while the all stop signals are input, and the inverter circuit 2 The switching operation is stopped.

位相差検出部76は、第1アームにおける電圧電流位相差φ1と第2アームにおける電圧電流位相差φ2のうち、より小さい方を電圧電流位相差φとして検出する。そして、パルス信号生成部73は、位相差検出部76が検出した電圧電流位相差φが所定値φ*より小さくならないように制御する。 The phase difference detector 76 detects the smaller one of the voltage / current phase difference φ 1 in the first arm and the voltage / current phase difference φ 2 in the second arm as the voltage / current phase difference φ. Then, the pulse signal generation unit 73 performs control so that the voltage / current phase difference φ detected by the phase difference detection unit 76 does not become smaller than the predetermined value φ * .

本実施形態において、位相差検出部76が検出した電圧電流位相差φが所定値φ*より小さくならないように制御するので、大きい方の電圧電流位相差も所定値φ*より小さくならない。したがって、第1アームおよび第2アームのどちらにおいても、進み位相にならないように制御することができる。 In the present embodiment, control is performed so that the voltage / current phase difference φ detected by the phase difference detector 76 does not become smaller than the predetermined value φ *, so that the larger voltage / current phase difference does not become smaller than the predetermined value φ * . Therefore, it is possible to control so that the leading phase is not reached in both the first arm and the second arm.

なお、位相差検出部76の内部構成は、図3に示すものに限定されない。第1アームにおける電圧電流位相差φ1と第2アームにおける電圧電流位相差φ2のうち、より小さい方を電圧電流位相差φとして検出することができるものであればよい。 The internal configuration of the phase difference detector 76 is not limited to that shown in FIG. Among the voltage-current phase difference phi 2 voltage-current phase difference at the first arm phi 1 and the second arm, as long as it can detect the person smaller as the voltage current phase difference phi.

図5(a)は、第1実施形態に係る位相差検出部76の他の実施例を説明するための図である。   FIG. 5A is a diagram for explaining another example of the phase difference detection unit 76 according to the first embodiment.

図2に示すように、第1アームが先行アームの場合、電圧電流位相差φ1は、常に、電圧電流位相差φ2以下になる。逆に、第2アームが先行アームの場合、電圧電流位相差φ2は、常に、電圧電流位相差φ1以下になる。つまり、先行アームの電圧電流位相差が常に小さい方の電圧電流位相差になる。図5に示す位相差検出部76’は、これを利用して、小さい方の電圧電流位相差φを検出する。 As shown in FIG. 2, when the first arm is the preceding arm, the voltage / current phase difference φ 1 is always equal to or smaller than the voltage / current phase difference φ 2 . Conversely, when the second arm is the preceding arm, the voltage / current phase difference φ 2 is always equal to or less than the voltage / current phase difference φ 1 . That is, the voltage / current phase difference of the leading arm is always the smaller voltage / current phase difference. The phase difference detector 76 ′ shown in FIG. 5 uses this to detect the smaller voltage / current phase difference φ.

位相差検出部76’には、切替部733より切替信号が入力される。切替信号は、第1アームが先行アームである間ハイレベルになり、第1アームが追従アームである間ローレベルになる信号である。否定回路766は、論理回路であり、切替部733が出力する切替信号を反転させるものである。つまり、否定回路766が出力する信号は、第2アームが先行アームである間ハイレベルになり、第2アームが追従アームである間ローレベルになる信号になる。   A switching signal is input from the switching unit 733 to the phase difference detection unit 76 ′. The switching signal is a signal that is at a high level while the first arm is a preceding arm and that is at a low level while the first arm is a follower arm. The negation circuit 766 is a logic circuit and inverts the switching signal output from the switching unit 733. That is, the signal output from the negation circuit 766 becomes a high level while the second arm is the preceding arm, and becomes a low level while the second arm is the follower arm.

論理積回路767aは、論理回路であり、第1パルス信号生成部734より入力されるパルス信号Paと、切替部733より入力される切替信号との論理積を出力する。つまり、論理積回路767aは、第1アームが先行アームである間、パルス信号Paを出力し、第1アームが追従アームである間、ローレベル信号を出力する。論理積回路763aは、図3(a)に示す論理積回路763aと同様であり、論理積回路767aより入力される信号と、二値化回路761が出力する電流二値化信号との論理積を出力する。したがって、第1アームが先行アームである間だけ、パルス信号Paと電流二値化信号のハイレベル期間の重なりを検出する。   The logical product circuit 767a is a logical circuit, and outputs a logical product of the pulse signal Pa input from the first pulse signal generation unit 734 and the switching signal input from the switching unit 733. That is, the AND circuit 767a outputs the pulse signal Pa while the first arm is the preceding arm, and outputs the low level signal while the first arm is the follower arm. The logical product circuit 763a is the same as the logical product circuit 763a shown in FIG. 3A, and the logical product of the signal input from the logical product circuit 767a and the current binarized signal output from the binarization circuit 761. Is output. Therefore, the overlap of the high level period of the pulse signal Pa and the current binarization signal is detected only while the first arm is the preceding arm.

論理積回路767bは、論理回路であり、第2パルス信号生成部735より入力されるパルス信号Pcと、否定回路766より入力される信号との論理積を出力する。つまり、論理積回路767bは、第2アームが先行アームである間、パルス信号Pcを出力し、第2アームが追従アームである間、ローレベル信号を出力する。論理積回路763bは、図3(a)に示す論理積回路763bと同様であり、論理積回路767bより入力される信号と、否定回路762が出力する反転信号との論理積を出力する。したがって、第2アームが先行アームである間だけ、パルス信号Pcと反転信号のハイレベル期間の重なりを検出する。   The AND circuit 767b is a logic circuit, and outputs a logical product of the pulse signal Pc input from the second pulse signal generation unit 735 and the signal input from the negation circuit 766. That is, the AND circuit 767b outputs the pulse signal Pc while the second arm is the preceding arm, and outputs the low level signal while the second arm is the follower arm. The AND circuit 763b is similar to the AND circuit 763b shown in FIG. 3A, and outputs a logical product of the signal input from the AND circuit 767b and the inverted signal output from the negation circuit 762. Therefore, the overlap between the high level period of the pulse signal Pc and the inverted signal is detected only while the second arm is the preceding arm.

論理和回路768は、論理回路であり、論理積回路763aの出力と論理積回路763bの出力との論理和を出力する。したがって、論理和回路768は、第1アームが先行アームである間、パルス信号Paと電流二値化信号のハイレベル期間の重なりを検出し、第2アームが先行アームである間、パルス信号Pcと反転信号のハイレベル期間の重なりを検出する。平滑回路764は、図3(a)に示す平滑回路764a,764bと同様であり、論理和回路768が出力する信号を平滑化して、アナログ電圧信号として出力する。したがって、位相差検出部76’は、第1アームが先行アームである(電圧電流位相差φ1が電圧電流位相差φ2以下である)間、電圧電流位相差φ1に対応する電圧を出力し、第2アームが先行アームである(電圧電流位相差φ2が電圧電流位相差φ1以下である)間、電圧電流位相差φ2に対応する電圧を出力する。つまり、位相差検出部76’は、電圧電流位相差φ1と電圧電流位相差φ2のうち小さい方の電圧電流位相差φを検出することができる。 The logical sum circuit 768 is a logical circuit and outputs a logical sum of the output of the logical product circuit 763a and the output of the logical product circuit 763b. Therefore, the OR circuit 768 detects an overlap of the high level period of the pulse signal Pa and the current binarization signal while the first arm is the leading arm, and the pulse signal Pc while the second arm is the leading arm. And the overlap of the high level period of the inverted signal is detected. The smoothing circuit 764 is the same as the smoothing circuits 764a and 764b shown in FIG. 3A, smoothes the signal output from the OR circuit 768, and outputs it as an analog voltage signal. Therefore, the phase difference detection unit 76 ′ outputs a voltage corresponding to the voltage / current phase difference φ 1 while the first arm is the leading arm (the voltage / current phase difference φ 1 is equal to or less than the voltage / current phase difference φ 2 ). While the second arm is the leading arm (the voltage / current phase difference φ 2 is equal to or less than the voltage / current phase difference φ 1 ), the voltage corresponding to the voltage / current phase difference φ 2 is output. That is, the phase difference detector 76 ′ can detect the smaller voltage / current phase difference φ of the voltage / current phase difference φ 1 and the voltage / current phase difference φ 2 .

図5(b)は、第1実施形態に係る位相差検出部76のさらに他の実施例を説明するための図である。   FIG. 5B is a diagram for explaining still another example of the phase difference detection unit 76 according to the first embodiment.

位相差検出部76”は、図3(a)に示す位相差検出部76の論理積回路763a,763b、平滑回路764a,764b、およびダイオード765a,765bに代えて、計時回路769a,769bおよび選択回路770を設けたものである。位相差検出部76”は、電圧信号と電流信号のハイレベル期間の重なりを検出する代わりに、電圧信号と電流信号のゼロクロス点の時間差を検出することで電圧電流位相差を検出している。   The phase difference detection unit 76 ″ is replaced with timing circuits 769a and 769b and a selection circuit instead of the AND circuits 763a and 763b, the smoothing circuits 764a and 764b, and the diodes 765a and 765b of the phase difference detection unit 76 shown in FIG. The circuit 770 is provided. The phase difference detector 76 ″ detects the time difference between the zero cross points of the voltage signal and the current signal instead of detecting the overlap of the high level period of the voltage signal and the current signal. Current phase difference is detected.

計時回路769aは、第1パルス信号生成部734より入力されるパルス信号Paの立ち上がりのゼロクロス点から、二値化回路761より入力される電流二値化信号の立ち上がりのゼロクロス点までの時間差を検出して出力する。つまり、計時回路769aは、電圧電流位相差φ1に対応する時間差を出力する。 The time measuring circuit 769a detects a time difference from the rising zero cross point of the pulse signal Pa input from the first pulse signal generation unit 734 to the rising zero cross point of the current binarized signal input from the binarization circuit 761. And output. That is, the timer circuit 769a outputs a time difference corresponding to the voltage / current phase difference φ 1 .

計時回路769bは、第2パルス信号生成部735より入力されるパルス信号Pcの立ち上がりのゼロクロス点から、否定回路762より入力される反転信号の立ち上がりのゼロクロス点までの時間差を検出して出力する。つまり、計時回路769bは、電圧電流位相差φ2に対応する時間差を出力する。 The time measuring circuit 769b detects and outputs a time difference from the rising zero cross point of the pulse signal Pc input from the second pulse signal generation unit 735 to the rising zero cross point of the inverted signal input from the negation circuit 762. In other words, the timer circuit 769b outputs a time difference corresponding to the voltage-current phase difference phi 2.

選択回路770は、計時回路769aより入力される時間差と、計時回路769bより入力される時間差とのうち、小さい方の時間差を選択して出力する。したがって、位相差検出部76”は、電圧電流位相差φ1と電圧電流位相差φ2のうち小さい方の電圧電流位相差φに対応する時間差を出力する。位相差検出部76”の出力値は、電圧電流位相差φが小さいほど小さな値になる。電力制御部731(図1参照)は、電圧電流位相差φに対応する時間差が所定値φ*に対応する時間差より小さくならないように、電力補償値Xを調整する。 The selection circuit 770 selects and outputs the smaller time difference between the time difference input from the time measuring circuit 769a and the time difference input from the time measuring circuit 769b. Therefore, the phase difference detector 76 ″ outputs a time difference corresponding to the smaller voltage current phase difference φ of the voltage / current phase difference φ 1 and the voltage / current phase difference φ 2. The output value of the phase difference detector 76 ″ Is smaller as the voltage-current phase difference φ is smaller. The power control unit 731 (see FIG. 1) adjusts the power compensation value X so that the time difference corresponding to the voltage / current phase difference φ is not smaller than the time difference corresponding to the predetermined value φ * .

本実施形態においては、デューティ比を50%にした場合について説明しているが、これに限られない。50%はあくまで例示であって、50%以外の所定値としてもよい。   In the present embodiment, the case where the duty ratio is 50% has been described, but the present invention is not limited to this. 50% is merely an example, and may be a predetermined value other than 50%.

本実施形態においては、直流電源1に入力される交流電力がインバータ回路2の出力電力とほぼ同じであることを利用して、直流電源1に入力される交流電力を制御することで、インバータ回路2の出力電力を制御しているが、これに限られない。例えば、インバータ回路2の出力電力を直接制御するようにしてもよい。すなわち、電力算出部71がインバータ回路2の出力電流および出力電圧から出力電力を算出し、電力設定部72が出力電力の目標値を設定するようにしてもよい。また、直流電源1からインバータ回路2に入力される直流電力を制御するようにしてもよい。また、直流電源1に入力される交流電流を制御するようにしてもよいし、当該交流電流から推定される交流電力を制御するようにしてもよい。   In the present embodiment, the inverter circuit is controlled by controlling the AC power input to the DC power source 1 by utilizing the fact that the AC power input to the DC power source 1 is substantially the same as the output power of the inverter circuit 2. Although the output power of 2 is controlled, it is not limited to this. For example, the output power of the inverter circuit 2 may be directly controlled. That is, the power calculation unit 71 may calculate the output power from the output current and output voltage of the inverter circuit 2, and the power setting unit 72 may set the target value of the output power. Further, the DC power input from the DC power source 1 to the inverter circuit 2 may be controlled. Moreover, you may make it control the alternating current input into the direct-current power supply 1, and you may make it control the alternating current power estimated from the said alternating current.

本実施形態においては、所定時間ごとに先行アームと追従アームとの切り替えを行う場合について説明したが、これに限られない。所定時間ごとに先行アームと追従アームとの切り替えを行ったとしても、場合によっては一方のアーム側のスイッチング素子の熱損失が大きくなる場合がある。これを抑制するために、スイッチング素子の温度を監視して、これに基づいて先行アームと追従アームとの切り替えを行うようにしてもよい。また、連続使用時間が限られている場合、例えば数時間程度しか連続使用しない場合、使用の途中で切り替えを行う必要はなく、使用開始時に切り替えを行うようにしてもよい。   In the present embodiment, the case of switching between the preceding arm and the follower arm every predetermined time has been described, but the present invention is not limited to this. Even if switching between the preceding arm and the follower arm is performed every predetermined time, in some cases, the heat loss of the switching element on one arm side may increase. In order to suppress this, the temperature of the switching element may be monitored, and switching between the preceding arm and the follower arm may be performed based on this. In addition, when the continuous use time is limited, for example, when the continuous use is performed only for several hours, it is not necessary to perform switching during use, and switching may be performed at the start of use.

また、アームの切り替えの前に全停止期間を設けないようにしてもよい。また、アームの切り替えを行わないようにしてもよい。これらの場合でも、2つのアームの電圧電流位相差のうち小さい方の電圧電流位相差を検出することができる。   Further, it is possible not to provide a total stop period before switching the arms. Further, the arm may not be switched. Even in these cases, the smaller voltage-current phase difference of the voltage-current phase differences of the two arms can be detected.

上記第1実施形態においては、フェーズシフト制御を行う場合について説明したが、これに限られない。本発明は、周波数制御を行う場合においても、2つのアームのスイッチング素子に入力する駆動信号の位相をずらして制御する場合に有効である。周波数制御を行う場合を、第2実施形態として、以下に説明する。   In the first embodiment, the case of performing the phase shift control has been described, but the present invention is not limited to this. The present invention is effective in the case where the phase of the drive signal input to the switching elements of the two arms is shifted and controlled even when performing frequency control. A case where frequency control is performed will be described below as a second embodiment.

図6は、周波数制御を行うインバータ装置の駆動信号の波形を示す図であり、周波数の変化により出力電力が変化することを説明するための図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a waveform of a drive signal of an inverter device that performs frequency control, and is a diagram for explaining that output power changes due to a change in frequency.

同図においては、2つの駆動信号の位相差を(3/4)πに固定して、これら駆動信号の周波数f(周期T)を変化させており、同図(a)は同図(b)より周波数fが大きい(周期Tが小さい)場合であり、同図(c)は同図(b)より周波数fが小さい(周期Tが大きい)場合である。   In the figure, the phase difference between the two drive signals is fixed to (3/4) π, and the frequency f (period T) of these drive signals is changed. FIG. ) Is a case where the frequency f is larger (the period T is smaller), and FIG. 9C shows a case where the frequency f is smaller than the period (b) (the period T is larger).

各図6(a)、(b)、(c)において、一番上は第1アームのスイッチング素子2aに入力される駆動信号Pa’の波形を示し、その下は第2アームのスイッチング素子2cに入力される駆動信号Pc’の波形を示し、その下はコイル5に流れる電流の電流信号Iを示し、一番下は負荷に印加される電圧の電圧信号Vを示している。   6 (a), 6 (b), and 6 (c), the top shows the waveform of the drive signal Pa ′ input to the switching element 2a of the first arm, and the bottom is the switching element 2c of the second arm. 2 shows the waveform of the drive signal Pc ′ inputted to the bottom, the current signal I of the current flowing through the coil 5 is shown below, and the bottom is the voltage signal V of the voltage applied to the load.

図6に示すように、周波数fを小さく(周期Tを大きく)すると、負荷に電圧が印加される時間が長くなり(電圧信号V参照)、電流信号Iの振幅が大きくなって、インバータ回路2の出力電力が大きくなる。逆に、周波数fを大きく(周期Tを小さく)すると、負荷に電圧が印加される時間が短くなり、電流信号Iの振幅が小さくなって、インバータ回路2の出力電力が小さくなる。   As shown in FIG. 6, when the frequency f is decreased (the period T is increased), the time during which a voltage is applied to the load is increased (see voltage signal V), the amplitude of the current signal I is increased, and the inverter circuit 2 Output power increases. Conversely, when the frequency f is increased (the period T is decreased), the time during which the voltage is applied to the load is shortened, the amplitude of the current signal I is decreased, and the output power of the inverter circuit 2 is decreased.

また、図6に示すように、周波数fを小さく(周期Tを大きく)すると、電圧電流位相差φ1は小さくなり、電圧電流位相差φ2は大きくなる。逆に、周波数fを大きく(周期Tを小さく)すると、電圧電流位相差φ1は大きくなり、電圧電流位相差φ2は小さくなる。 As shown in FIG. 6, when the frequency f is decreased (the period T is increased), the voltage / current phase difference φ 1 is decreased and the voltage / current phase difference φ 2 is increased. Conversely, when the frequency f is increased (the period T is decreased), the voltage / current phase difference φ 1 increases and the voltage / current phase difference φ 2 decreases.

図7は、第2実施形態に係る誘導加熱装置A2を説明するための図である。同図においては、第1実施形態に係る誘導加熱装置A(図1参照)と共通する部分の記載を省略して、パルス信号生成部73’を中心に記載しており、誘導加熱装置Aと同一または類似の要素には、同一の符号を付している。   FIG. 7 is a diagram for explaining the induction heating device A2 according to the second embodiment. In the same figure, description of the part which is common with the induction heating apparatus A (refer FIG. 1) which concerns on 1st Embodiment is abbreviate | omitted, and it has described focusing on the pulse signal generation part 73 ', and the induction heating apparatus A and The same or similar elements are given the same reference numerals.

図7に示す誘導加熱装置A2は、周波数制御を行う点で、第1実施形態に係る誘導加熱装置Aと異なる。   The induction heating device A2 shown in FIG. 7 is different from the induction heating device A according to the first embodiment in that frequency control is performed.

電力制御部731’は、電力値Pと目標値P*との電力偏差ΔP(=P*−P)を入力されて、当該電力偏差ΔPをゼロにするための電力補償値Xを周波数指令部736に出力する。また、電力制御部731’は、位相差検出部76が検出した電圧電流位相差φが所定値φ*になった場合、駆動信号の周波数をそれ以上小さくしないようにするために、電力補償値Xを調整する。具体的には、電圧電流位相差φと所定値φ*との差分Δφが正の値の間(電圧電流位相差φに対応する電圧が所定値φ*に対応する電圧より小さい間)は、電力補償値Xをそのまま出力するが、差分Δφがゼロになると(電圧電流位相差φに対応する電圧が所定値φ*に対応する電圧に一致すると)、電力補償値Xを正の値にしないようにする。 The power control unit 731 ′ receives the power deviation ΔP (= P * −P) between the power value P and the target value P *, and sets the power compensation value X for making the power deviation ΔP zero as a frequency command unit. 736. In addition, the power control unit 731 ′ uses the power compensation value so that the frequency of the drive signal is not further reduced when the voltage-current phase difference φ detected by the phase difference detection unit 76 reaches the predetermined value φ *. Adjust X. Specifically, while the difference Δφ between the voltage / current phase difference φ and the predetermined value φ * is a positive value (while the voltage corresponding to the voltage / current phase difference φ is smaller than the voltage corresponding to the predetermined value φ * ), The power compensation value X is output as it is, but when the difference Δφ becomes zero (when the voltage corresponding to the voltage-current phase difference φ matches the voltage corresponding to the predetermined value φ * ), the power compensation value X is not set to a positive value. Like that.

周波数指令部736は、パルス信号Pa〜Pdの周波数を指令するものである。周波数指令部736は、電力制御部731’より入力される電力補償値Xに応じて変化させた周波数を第1パルス信号生成部734および第2パルス信号生成部735に出力する。周波数指令部736は、電力補償値Xが正の値の場合、値に応じて周波数を小さくし、電力補償値Xが負の値の場合、その絶対値に応じて周波数を大きくする。   The frequency command unit 736 commands the frequency of the pulse signals Pa to Pd. The frequency command unit 736 outputs the frequency changed according to the power compensation value X input from the power control unit 731 ′ to the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735. When the power compensation value X is a positive value, the frequency command unit 736 decreases the frequency according to the value, and when the power compensation value X is a negative value, the frequency command unit 736 increases the frequency according to the absolute value.

切替部733は、電力補償値Xを出力する代わりに、追従アームになることを指令する遅延信号を出力する点で、第1実施形態に係る切替部733と異なる。切替部733は、タイマ部732から入力されるタイマ信号がローレベルの間(タイマOFF)、第1パルス信号生成部734または第2パルス信号生成部735のいずれか一方に遅延信号を出力し、タイマ信号がハイレベルの間(タイマON)、第1パルス信号生成部734および第2パルス信号生成部735に全停止信号を出力する。また、切替部733は、タイマ信号がハイレベルからローレベルに切り替わるときに、遅延信号を出力する先を、第1パルス信号生成部734と第2パルス信号生成部735との間で切り替える。つまり、タイマ信号がハイレベルを継続している間(ローレベルになるまで)、全停止信号の出力が継続し、タイマ信号がローレベルになったときに、遅延信号を出力する先の切り替えが行われる。なお、切替部733が行う切替処理は、上述したものに限定されない。   The switching unit 733 differs from the switching unit 733 according to the first embodiment in that instead of outputting the power compensation value X, a delay signal that instructs to become a follow-up arm is output. The switching unit 733 outputs a delay signal to either the first pulse signal generation unit 734 or the second pulse signal generation unit 735 while the timer signal input from the timer unit 732 is at a low level (timer OFF), While the timer signal is at a high level (timer ON), a full stop signal is output to the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735. Further, the switching unit 733 switches the destination of the delay signal between the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735 when the timer signal is switched from the high level to the low level. In other words, while the timer signal continues to be high level (until it becomes low level), the output of all stop signals continues, and when the timer signal becomes low level, the destination to which the delay signal is output is switched. Done. Note that the switching process performed by the switching unit 733 is not limited to the one described above.

第1パルス信号生成部734は、周波数指令部736が指令する周波数で、パルス信号PaおよびPbを生成して、ドライバ74に出力する。第1パルス信号生成部734は、切替部733から遅延信号および全停止信号が入力されていない期間、パルス信号Paを生成して出力する。また、切替部733から遅延信号が入力されている期間、パルス信号Paの位相を所定の位相だけ遅らせて出力する。また、第1パルス信号生成部734は、これらの期間、パルス信号Paを反転させた信号をパルス信号Pbとして出力する。一方、切替部733から全停止信号が入力されている期間は、パルス信号PaおよびPbをローレベル信号として出力する。   The first pulse signal generation unit 734 generates the pulse signals Pa and Pb at the frequency commanded by the frequency command unit 736 and outputs the pulse signals Pa and Pb to the driver 74. The first pulse signal generation unit 734 generates and outputs a pulse signal Pa during a period when the delay signal and the all stop signal are not input from the switching unit 733. Further, during the period when the delay signal is input from the switching unit 733, the phase of the pulse signal Pa is delayed by a predetermined phase and output. Further, the first pulse signal generation unit 734 outputs a signal obtained by inverting the pulse signal Pa during these periods as the pulse signal Pb. On the other hand, the pulse signals Pa and Pb are output as low level signals during the period when the all stop signal is input from the switching unit 733.

第2パルス信号生成部735は、周波数指令部736が指令する周波数で、パルス信号PcおよびPdを生成して、ドライバ74に出力する。第2パルス信号生成部735は、切替部733から遅延信号および全停止信号が入力されていない期間、パルス信号Pcを生成して出力する。また、切替部733から遅延信号が入力されている期間、パルス信号Pcの位相を所定の位相だけ遅らせて出力する。また、第2パルス信号生成部735は、これらの期間、パルス信号Pcを反転させた信号をパルス信号Pdとして出力する。一方、切替部733から全停止信号が入力されている期間は、パルス信号PcおよびPdをローレベル信号として出力する。   The second pulse signal generation unit 735 generates pulse signals Pc and Pd at the frequency commanded by the frequency command unit 736 and outputs the pulse signals Pc and Pd to the driver 74. The second pulse signal generation unit 735 generates and outputs the pulse signal Pc during a period when the delay signal and the all stop signal are not input from the switching unit 733. Further, during the period in which the delay signal is input from the switching unit 733, the phase of the pulse signal Pc is delayed by a predetermined phase and output. Further, the second pulse signal generation unit 735 outputs a signal obtained by inverting the pulse signal Pc during these periods as the pulse signal Pd. On the other hand, the pulse signals Pc and Pd are output as low level signals during the period when the entire stop signal is input from the switching unit 733.

誘導加熱装置A2は、電力算出部71が算出する電力値Pが、電力設定部72によって設定される目標値P*になるようにフィードバック制御される。直流電源1に入力される交流電力が変動して電力値Pが目標値P*より大きくなった場合や、操作部の操作により目標値P*が小さい値に変更された場合、電力偏差ΔPが負の値になる。この場合、電力制御部731’から出力される電力補償値Xが負の値になり、周波数指令部736が指令する周波数は大きくなり、第1パルス信号生成部734および第2パルス信号生成部735が出力するパルス信号の周波数は大きくなる。これにより、インバータ回路2の出力電力が小さくなって、直流電源1に入力される電力が小さくなり、電力値Pが目標値P*に一致するようになる。逆に、直流電源1に入力される交流電力が変動して電力値Pが目標値P*より小さくなった場合や、操作部の操作により目標値P*が大きい値に変更された場合、電力偏差ΔPが正の値になる。この場合、電力制御部731’から出力される電力補償値Xが正の値になり、周波数指令部736が指令する周波数は小さくなり、第1パルス信号生成部734および第2パルス信号生成部735が出力するパルス信号の周波数は小さくなる。これにより、インバータ回路2の出力電力が大きくなって、直流電源1に入力される電力が大きくなり、電力値Pが目標値P*に一致するようになる。 The induction heating device A2 is feedback-controlled so that the power value P calculated by the power calculation unit 71 becomes the target value P * set by the power setting unit 72. When the AC power input to the DC power supply 1 fluctuates and the power value P becomes larger than the target value P *, or when the target value P * is changed to a smaller value by operating the operation unit, the power deviation ΔP is Negative value. In this case, the power compensation value X output from the power control unit 731 ′ becomes a negative value, the frequency commanded by the frequency command unit 736 increases, and the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735 The frequency of the pulse signal output from becomes larger. As a result, the output power of the inverter circuit 2 decreases, the power input to the DC power supply 1 decreases, and the power value P matches the target value P * . Conversely, when the AC power input to the DC power source 1 fluctuates and the power value P becomes smaller than the target value P *, or when the target value P * is changed to a larger value by operating the operation unit, The deviation ΔP becomes a positive value. In this case, the power compensation value X output from the power control unit 731 ′ becomes a positive value, the frequency commanded by the frequency command unit 736 becomes small, and the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735 The frequency of the pulse signal output from becomes smaller. As a result, the output power of the inverter circuit 2 increases, the power input to the DC power source 1 increases, and the power value P matches the target value P * .

制御回路7は、全停止期間を設けて、その前後で先行アームと追従アームとを切り替える機能を有する。パルス信号生成部73’の切替部733は、タイマ部732から入力されるタイマ信号に基づいて、第1パルス信号生成部734に遅延信号を出力する状態と、第2パルス信号生成部735に遅延信号を出力する状態と、第1パルス信号生成部734および第2パルス信号生成部735に全停止信号を出力する状態とを切り替える。第1パルス信号生成部734が遅延信号を入力されている間、パルス信号Pa(Pb)の位相がパルス信号Pc(Pd)の位相より遅れるので、第1アームが追従アームになり、第2アームが先行アームになる。逆に、第2パルス信号生成部735が遅延信号を入力されている間、パルス信号Pc(Pd)の位相がパルス信号Pa(Pb)の位相より遅れるので、第2アームが追従アームになり、第1アームが先行アームになる。また、第1パルス信号生成部734および第2パルス信号生成部735は、全停止信号を入力されている間、パルス信号Pa,Pb,Pc,Pdはすべてローレベル信号になり、インバータ回路2のスイッチング動作が停止された状態になる。   The control circuit 7 has a function of providing a full stop period and switching between the preceding arm and the follower arm before and after that. Based on the timer signal input from the timer unit 732, the switching unit 733 of the pulse signal generation unit 73 ′ outputs a delay signal to the first pulse signal generation unit 734, and delays to the second pulse signal generation unit 735. A state of outputting a signal and a state of outputting a full stop signal to the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735 are switched. While the delay signal is input to the first pulse signal generator 734, the phase of the pulse signal Pa (Pb) is delayed from the phase of the pulse signal Pc (Pd), so the first arm becomes the follower arm and the second arm Becomes the leading arm. Conversely, while the second pulse signal generation unit 735 receives the delay signal, the phase of the pulse signal Pc (Pd) lags behind the phase of the pulse signal Pa (Pb), so the second arm becomes the tracking arm, The first arm becomes the leading arm. Further, the first pulse signal generation unit 734 and the second pulse signal generation unit 735 are all low level signals while the all stop signals are input, and the inverter circuit 2 The switching operation is stopped.

位相差検出部76は、第1アームにおける電圧電流位相差φ1と第2アームにおける電圧電流位相差φ2のうち、より小さい方を電圧電流位相差φとして検出する。そして、パルス信号生成部73’は、位相差検出部76が検出した電圧電流位相差φが所定値φ*より小さくならないように制御する。 The phase difference detector 76 detects the smaller one of the voltage / current phase difference φ 1 in the first arm and the voltage / current phase difference φ 2 in the second arm as the voltage / current phase difference φ. Then, the pulse signal generation unit 73 ′ performs control so that the voltage / current phase difference φ detected by the phase difference detection unit 76 does not become smaller than the predetermined value φ * .

第2実施形態においても、位相差検出部76が検出した電圧電流位相差φが所定値φ*より小さくならないように制御するので、大きい方の電圧電流位相差も所定値φ*より小さくならない。したがって、第1アームおよび第2アームのどちらにおいても、進み位相にならないように制御することができる。 Also in the second embodiment, since the voltage / current phase difference φ detected by the phase difference detection unit 76 is controlled not to be smaller than the predetermined value φ * , the larger voltage / current phase difference does not become smaller than the predetermined value φ * . Therefore, it is possible to control so that the leading phase is not reached in both the first arm and the second arm.

第1実施形態においては、位相差検出部76が検出した電圧電流位相差φが所定値φ*より小さくならないようにするために、差分Δφがゼロになると、電力補償値Xを負の値にしないようにして、先行アーム側のパルス信号と追従アーム側のパルス信号との位相差をそれ以上小さくしないようにする。この場合、位相差を小さくすることができないため、出力電力を小さくすることができない。逆に、第2実施形態においては、位相差検出部76が検出した電圧電流位相差φが所定値φ*より小さくならないようにするために、差分Δφがゼロになると、電力補償値Xを正の値にしないようにして、各パルス信号の周波数をそれ以上小さくしないようにする。この場合、周波数を小さくすることができないため、出力電力を大きくすることができない。 In the first embodiment, in order to prevent the voltage / current phase difference φ detected by the phase difference detector 76 from becoming smaller than the predetermined value φ * , when the difference Δφ becomes zero, the power compensation value X is set to a negative value. The phase difference between the pulse signal on the preceding arm side and the pulse signal on the following arm side is not further reduced. In this case, since the phase difference cannot be reduced, the output power cannot be reduced. Conversely, in the second embodiment, in order to prevent the voltage / current phase difference φ detected by the phase difference detector 76 from becoming smaller than the predetermined value φ * , when the difference Δφ becomes zero, the power compensation value X is set to the positive value. The frequency of each pulse signal is not further reduced. In this case, since the frequency cannot be reduced, the output power cannot be increased.

通常はフェーズシフト制御を行い、差分Δφがゼロになった状態で出力電力を小さくする場合に、周波数制御に切り替えるようにしてもよい。この制御を切り替える場合を、第3実施形態として、以下に説明する。   Normally, phase shift control is performed, and when the output power is reduced in a state where the difference Δφ is zero, switching to frequency control may be performed. The case where this control is switched will be described below as a third embodiment.

図8は、第3実施形態に係る誘導加熱装置A3を説明するための図である。同図においては、第1実施形態に係る誘導加熱装置A(図1参照)と共通する部分の記載を省略して、パルス信号生成部73”を中心に記載しており、誘導加熱装置Aと同一または類似の要素には、同一の符号を付している。   FIG. 8 is a diagram for explaining the induction heating device A3 according to the third embodiment. In the figure, the description of the parts common to the induction heating device A (see FIG. 1) according to the first embodiment is omitted, and the pulse signal generation unit 73 ″ is mainly described, and the induction heating device A and The same or similar elements are given the same reference numerals.

図8に示す誘導加熱装置A3は、フェーズシフト制御と周波数制御とを切り替える点で、第1実施形態に係る誘導加熱装置Aと異なる。   The induction heating device A3 shown in FIG. 8 is different from the induction heating device A according to the first embodiment in that the phase shift control and the frequency control are switched.

電力制御部731”は、電力値Pと目標値P*との電力偏差ΔP(=P*−P)を入力されて、当該電力偏差ΔPをゼロにするための電力補償値Xを制御切替部737に出力する。 The power control unit 731 ″ receives the power deviation ΔP (= P * −P) between the power value P and the target value P *, and controls the power compensation value X for making the power deviation ΔP zero. Output to 737.

制御切替部737は、電力補償値Xの出力先を切り替えて、フェーズシフト制御と周波数制御とを切り替えるものである。制御切替部737は、通常時は、電力補償値Xを切替部733に出力して、第1実施形態に係るパルス信号生成部73と同様にフェーズシフト制御を行うようにする。しかし、位相差検出部76が検出した電圧電流位相差φが所定値φ*になった場合で、電力補償値Xが負の値の場合、電力補償値Xを周波数指令部736に出力して、第2実施形態に係るパルス信号生成部73’と同様に周波数制御を行うようにする。これにより、パルス信号の周波数を大きくして、出力を小さくすることができる。 The control switching unit 737 switches between the phase shift control and the frequency control by switching the output destination of the power compensation value X. The control switching unit 737 normally outputs the power compensation value X to the switching unit 733 so as to perform phase shift control in the same manner as the pulse signal generation unit 73 according to the first embodiment. However, when the voltage / current phase difference φ detected by the phase difference detection unit 76 becomes the predetermined value φ * and the power compensation value X is a negative value, the power compensation value X is output to the frequency command unit 736. The frequency control is performed similarly to the pulse signal generation unit 73 ′ according to the second embodiment. As a result, the frequency of the pulse signal can be increased to reduce the output.

フェーズシフト制御から周波数制御に切り替えられたときに、先行アーム側のパルス信号と追従アーム側のパルス信号との位相差は固定され、当該位相差のままで周波数制御が行われる。また、切替部733によって、先行アームと追従アームとが切り替えられる。しかし、位相差検出部76は、第1アームにおける電圧電流位相差φ1と第2アームにおける電圧電流位相差φ2のうち、より小さい方を電圧電流位相差φとして検出することができる。したがって、第3実施形態においても、パルス信号生成部73”が、電圧電流位相差φが所定値φ*より小さくならないように制御することで、第1アームおよび第2アームのどちらにおいても、進み位相にならないように制御することができる。 When the phase shift control is switched to the frequency control, the phase difference between the pulse signal on the preceding arm side and the pulse signal on the following arm side is fixed, and the frequency control is performed with the phase difference unchanged. Further, the preceding arm and the follower arm are switched by the switching unit 733. However, the phase difference detection unit 76 can detect the smaller one of the voltage / current phase difference φ 1 in the first arm and the voltage / current phase difference φ 2 in the second arm as the voltage / current phase difference φ. Therefore, also in the third embodiment, the pulse signal generation unit 73 ″ controls the voltage / current phase difference φ so as not to be smaller than the predetermined value φ * , so that the advance can be performed in both the first arm and the second arm. It can control so that it may not become a phase.

第1ないし第3実施形態においては、誘導加熱装置のインバータ装置8に、本発明を用いた場合について説明したが、これに限られない。本発明は、フェーズシフト制御を行うすべてのインバータ装置に用いることができる。例えば、電源装置(高周波電源装置や溶接電源装置、非接触給電装置など)や駆動装置のインバータ装置に本発明を用いるようにしてもよい。つまり、図1における負荷(コイル5、共振コンデンサ6および加熱対象物B)に代えて、別の負荷にインバータ装置8が電力を供給する場合にも、本発明を用いることができる。   In 1st thru | or 3rd Embodiment, although the case where this invention was used for the inverter apparatus 8 of the induction heating apparatus was demonstrated, it is not restricted to this. The present invention can be used for all inverter devices that perform phase shift control. For example, you may make it use this invention for the inverter apparatus of a power supply device (a high frequency power supply device, a welding power supply device, a non-contact electric power feeder, etc.) or a drive device. That is, the present invention can also be used when the inverter device 8 supplies power to another load instead of the load (the coil 5, the resonance capacitor 6 and the heating object B) in FIG.

本発明に係るインバータ回路の制御回路、この制御回路を備えたインバータ装置、このインバータ装置を備えた誘導加熱装置、および、制御方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るインバータ回路の制御回路、この制御回路を備えたインバータ装置、このインバータ装置を備えた誘導加熱装置、および、制御方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。   The control circuit of the inverter circuit according to the present invention, the inverter device provided with the control circuit, the induction heating device provided with the inverter device, and the control method are not limited to the above-described embodiments. The specific configuration of each part of the control circuit of the inverter circuit according to the present invention, the inverter device provided with the control circuit, the induction heating device provided with the inverter device, and the control method can be varied in various ways.

A,A2,A3 誘導加熱装置
1 直流電源
2 インバータ回路
2a、2b、2c、2d スイッチング素子
3a、3b、3c、3d フライホイールダイオード
4a、4b、4c、4d スナバコンデンサ
5 コイル
6 共振コンデンサ
7 制御回路
71 電力算出部
72 電力設定部
73,73’,73” パルス信号生成部
731,731’ 電力制御部
732 タイマ部
733 切替部(切替手段)
734 第1パルス信号生成部(第1駆動信号生成手段)
735 第2パルス信号生成部(第2駆動信号生成手段)
736 周波数指令部
737 制御切替部
74 ドライバ(第1駆動信号生成手段、第2駆動信号生成手段)
75 電流検出部
76,76’,76” 位相差検出部(位相差検出手段)
761 二値化回路
762,766 否定回路
763a,763b,767a,767b 論理積回路
764a,764b,764 平滑回路
765a,765b ダイオード
768 論理和回路
769a,769b 計時回路
770 選択回路
8 インバータ装置
B 加熱対象物
A, A2, A3 Induction heating device 1 DC power supply 2 Inverter circuit 2a, 2b, 2c, 2d Switching element 3a, 3b, 3c, 3d Flywheel diode 4a, 4b, 4c, 4d Snubber capacitor 5 Coil 6 Resonant capacitor 7 Control circuit 71 power calculation unit 72 power setting unit 73, 73 ′, 73 ″ pulse signal generation unit 731, 731 ′ power control unit 732 timer unit 733 switching unit (switching means)
734 First pulse signal generator (first drive signal generator)
735 Second pulse signal generator (second drive signal generator)
736 Frequency command unit 737 Control switching unit 74 Driver (first drive signal generation unit, second drive signal generation unit)
75 Current detector 76, 76 ', 76 "Phase difference detector (phase difference detector)
761 Binary circuit 762,766 Negative circuit 763a, 763b, 767a, 767b AND circuit 764a, 764b, 764 Smoothing circuit 765a, 765b Diode 768 OR circuit 769a, 769b Timing circuit 770 Select circuit 8 Inverter device B Heating object

Claims (10)

インバータ回路に駆動信号を入力して、前記インバータ回路を制御する制御回路であって、
前記インバータ回路の一方のアームに配置されているスイッチング素子に入力する第1駆動信号を生成する第1駆動信号生成手段と、
前記インバータ回路の他方のアームに配置されているスイッチング素子に入力する第2駆動信号を生成する第2駆動信号生成手段と、
前記インバータ回路の出力電流信号の位相と前記第1駆動信号の位相との差である第1電圧電流位相差と、前記出力電流信号の反転信号の位相と前記第2駆動信号の位相との差である第2電圧電流位相差とのうち、小さい方を検出する位相差検出手段を備えている、
ことを特徴とする制御回路。
A control circuit that inputs a drive signal to the inverter circuit and controls the inverter circuit,
First drive signal generating means for generating a first drive signal to be input to a switching element disposed on one arm of the inverter circuit;
Second drive signal generation means for generating a second drive signal to be input to a switching element disposed on the other arm of the inverter circuit;
A first voltage / current phase difference, which is the difference between the phase of the output current signal of the inverter circuit and the phase of the first drive signal, and the difference between the phase of the inverted signal of the output current signal and the phase of the second drive signal Phase difference detection means for detecting the smaller one of the second voltage and current phase differences,
A control circuit characterized by that.
前記位相差検出手段によって検出された小さい方の電圧電流位相差が所定の位相差より小さくならないように、前記第1駆動信号の位相と前記第2駆動信号の位相との差である位相差を変化させることで、前記インバータ回路の出力を制御する、
請求項1に記載の制御回路。
A phase difference that is a difference between the phase of the first drive signal and the phase of the second drive signal is set so that the smaller voltage-current phase difference detected by the phase difference detection means does not become smaller than a predetermined phase difference. By controlling the output of the inverter circuit,
The control circuit according to claim 1.
前記位相差検出手段によって検出された小さい方の電圧電流位相差が所定の位相差より小さくならないように、前記第1駆動信号および前記第2駆動信号の周波数を変化させることで、前記インバータ回路の出力を制御する、
請求項1または2に記載の制御回路。
By changing the frequencies of the first drive signal and the second drive signal so that the smaller voltage-current phase difference detected by the phase difference detection means does not become smaller than a predetermined phase difference, the inverter circuit Control the output,
The control circuit according to claim 1 or 2.
前記第1駆動信号の位相が前記第2駆動信号の位相より進んだ状態と、前記第1駆動信号の位相が前記第2駆動信号の位相より遅れた状態とを切り替える切替手段をさらに備えている、
請求項1ないし3のいずれかに記載の制御回路。
There is further provided switching means for switching between a state in which the phase of the first drive signal is advanced from the phase of the second drive signal and a state in which the phase of the first drive signal is delayed from the phase of the second drive signal. ,
The control circuit according to claim 1.
前記位相差検出手段は、
前記出力電流信号の二値化信号と前記第1駆動信号との論理積を平滑化して、前記第1電圧電流位相差に対応する信号を生成し、
前記二値化信号の反転信号と前記第2駆動信号との論理積を平滑化して、前記第2電圧電流位相差に対応する信号を生成し、
前記第1電圧電流位相差に対応する信号と前記第2電圧電流位相差に対応する信号のうち大きい方の信号を、小さい方の電圧電流位相差に対応する信号として出力する、
請求項1ないし4のいずれかに記載の制御回路。
The phase difference detecting means includes
Smoothing a logical product of the binarized signal of the output current signal and the first drive signal to generate a signal corresponding to the first voltage-current phase difference;
Smoothing the logical product of the inverted signal of the binarized signal and the second drive signal to generate a signal corresponding to the second voltage-current phase difference;
The larger signal of the signal corresponding to the first voltage / current phase difference and the signal corresponding to the second voltage / current phase difference is output as a signal corresponding to the smaller voltage / current phase difference,
The control circuit according to claim 1.
前記位相差検出手段は、
前記第1駆動信号が前記第2駆動信号より位相が進んでいる場合、前記出力電流信号の二値化信号と、前記第1駆動信号との論理積を平滑化した信号を、小さい方の電圧電流位相差に対応する信号として出力し、
前記第2駆動信号が前記第1駆動信号より位相が進んでいる場合、前記出力電流信号の二値化信号の反転信号と、前記第2駆動信号との論理積を平滑化した信号を、小さい方の電圧電流位相差に対応する信号として出力する、
請求項1ないし4のいずれかに記載の制御回路。
The phase difference detecting means includes
When the phase of the first drive signal is ahead of that of the second drive signal, a signal obtained by smoothing the logical product of the binarized signal of the output current signal and the first drive signal is set to a smaller voltage. Output as a signal corresponding to the current phase difference,
When the phase of the second drive signal is ahead of that of the first drive signal, a signal obtained by smoothing the logical product of the inverted signal of the binary signal of the output current signal and the second drive signal is small. Output as a signal corresponding to the voltage-current phase difference of
The control circuit according to claim 1.
前記位相差検出手段は、
前記第1駆動信号の立ち上がりゼロクロスから前記出力電流信号の負から正へのゼロクロスまでの時間差を前記第1電圧電流位相差に対応する信号として生成し、
前記第2駆動信号の立ち上がりゼロクロスから前記出力電流信号の負から正へのゼロクロスまでの時間差を前記第2電圧電流位相差に対応する信号として生成し、
前記第1電圧電流位相差に対応する信号と前記第2電圧電流位相差に対応する信号のうち小さい方の信号を、小さい方の電圧電流位相差に対応する信号として出力する、
請求項1ないし4のいずれかに記載の制御回路。
The phase difference detecting means includes
Generating a time difference from a rising zero cross of the first drive signal to a negative zero cross of the output current signal as a signal corresponding to the first voltage-current phase difference;
Generating a time difference from a rising zero cross of the second drive signal to a negative zero cross of the output current signal as a signal corresponding to the second voltage current phase difference;
A smaller one of the signal corresponding to the first voltage-current phase difference and the signal corresponding to the second voltage-current phase difference is output as a signal corresponding to the smaller voltage-current phase difference;
The control circuit according to claim 1.
インバータ回路と、請求項1ないし7のいずれかに記載の制御回路と、
を備えていることを特徴とするインバータ装置。
An inverter circuit; and a control circuit according to any one of claims 1 to 7;
An inverter device comprising:
直流電源と、請求項8に記載のインバータ装置と、前記インバータ装置から入力される交流電流によって磁界を発生させるコイルと、
を備えていることを特徴とする誘導加熱装置。
A DC power supply, the inverter device according to claim 8, a coil that generates a magnetic field by an alternating current input from the inverter device,
An induction heating apparatus comprising:
インバータ回路を制御する制御方法であって、
前記インバータ回路の一方のアームに配置されているスイッチング素子に入力する第1駆動信号を生成する第1の工程と、
他方のアームに配置されているスイッチング素子に入力する第2駆動信号を生成する第2の工程と、
生成された第1駆動信号および第2駆動信号をそれぞれ対応するスイッチング素子に入力する第3の工程と、
前記インバータ回路の出力電流信号の位相と前記第1駆動信号の位相との差である第1電圧電流位相差と、前記出力電流信号の反転信号の位相と前記第2駆動信号の位相との差である第2電圧電流位相差とのうち、小さい方を検出する第4の工程と、
を備え、
前記第4の工程で検出された小さい方の電圧電流位相差が所定の位相差より小さくならないように、前記第1駆動信号の位相と前記第2駆動信号の位相との差である位相差を変化させる、
ことを特徴とする制御方法。
A control method for controlling an inverter circuit,
A first step of generating a first drive signal to be input to a switching element disposed on one arm of the inverter circuit;
A second step of generating a second drive signal to be input to the switching element disposed on the other arm;
A third step of inputting the generated first drive signal and second drive signal to the corresponding switching elements;
A first voltage / current phase difference, which is the difference between the phase of the output current signal of the inverter circuit and the phase of the first drive signal, and the difference between the phase of the inverted signal of the output current signal and the phase of the second drive signal A fourth step of detecting the smaller one of the second voltage and current phase differences,
With
A phase difference that is a difference between the phase of the first drive signal and the phase of the second drive signal is set so that the smaller voltage-current phase difference detected in the fourth step is not smaller than a predetermined phase difference. Change,
A control method characterized by that.
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