JP2019067690A - Electromagnetic induction heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異なる材質の被加熱物に対し所望の電力を供給して誘導加熱を行うインバータ方式の電磁誘導加熱装置に関するものである。 The present invention relates to an inverter-type electromagnetic induction heating apparatus that performs desired heating by supplying desired power to objects to be heated of different materials.
近年、火を使わずに金属製鍋を誘導加熱するインバータ方式の電磁誘導加熱装置が広く用いられるようになってきている。電磁誘導加熱装置は、加熱コイルに高周波電流を流し、この加熱コイルの上方に近接配置した金属製鍋の鍋底に渦電流を発生させ、鍋底自体の電気抵抗により発熱させるものである。一般に、固有抵抗が大きい鉄鍋などの磁性体は誘導加熱し易いが、固有抵抗が小さい銅鍋やアルミ鍋などの非磁性体は誘導加熱し難いことが知られている。 In recent years, an inverter type electromagnetic induction heating device for induction heating a metal pan without using a fire has been widely used. The electromagnetic induction heating apparatus applies a high frequency current to a heating coil, generates an eddy current in a pan bottom of a metal pan disposed closely above the heating coil, and generates heat due to the electric resistance of the pan bottom itself. Generally, it is known that magnetic materials such as iron pots having large specific resistances are easy to induction heat, but nonmagnetic materials such as copper pots and aluminum pots having small specific resistances are difficult to induction heat.
この問題を解決する従来技術として、特許文献1の電磁誘導加熱装置がある。この電磁誘導加熱装置は、加熱コイルの上方に載置された金属製鍋が磁性鍋か非磁性鍋かを判別し、非磁性鍋の場合は高周波インバータをハーフブリッジ回路方式とし、磁性鍋の場合はフルブリッジ回路方式とすることで、異なる材質の金属製鍋を効率よく誘導加熱するものである。
As a prior art which solves this problem, there is an electromagnetic induction heating device of
特許文献1では、高抵抗の磁性鍋を加熱する場合には、高周波インバータの回路方式と共振コンデンサの容量を切り替えるスイッチ手段をオン状態にし、インバータをフルブリッジ回路方式に切り替えると共に、第一の共振コンデンサ(同文献の図1、符号12)と第二の共振コンデンサ(同、符号13)の両方を利用して磁性鍋を誘導加熱する。
In
一方、低抵抗の非磁性鍋を加熱する場合には、スイッチ手段をオフ状態にし、インバータをハーフブリッジ回路方式に切り替えると共に、容量の大きい第二の共振コンデンサを切り離し、容量の小さい第一の共振コンデンサを利用して非磁性鍋を誘導加熱する。このため、非磁性鍋の加熱時には、容量の大きい第二の共振コンデンサが有効に活用されないという問題があった。 On the other hand, when heating a low resistance nonmagnetic pan, the switch means is turned off, the inverter is switched to the half bridge circuit system, and the second resonance capacitor having a large capacity is separated to make a first resonance having a small capacity. Inductively heat the nonmagnetic pan using a condenser. Therefore, when heating the nonmagnetic pan, there is a problem that the second resonance capacitor having a large capacity is not effectively used.
また、特許文献1の構成では、フルブリッジ回路方式にした場合、二つの共振コンデンサの直列容量が第二の上下アーム(同文献の図1、符号4)のスナバコンデンサとして働くため、スナバコンデンサ容量の設定が複雑となるという問題もあった。
Further, in the configuration of
本発明の目的は、上記の課題に対処することであり、特に、金属鍋の材質に拘らず二つの共振コンデンサを共に利用して所望の電力を効率良く供給できるインバータ方式の電磁誘導加熱装置を提供することである。 The object of the present invention is to address the above problems, and in particular, an inverter type electromagnetic induction heating apparatus capable of efficiently supplying desired power by using two resonant capacitors together regardless of the material of the metal pan. It is to provide.
上記課題を達成するために、本発明の電磁誘導加熱装置は、直流電圧を供給する直流電源と、該直流電源の正負電極間に接続される第一の上下アームと、前記直流電源の正負電極間に接続される第二の上下アームと、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、を備え、前記被加熱物が非磁性体の場合、前記第一の上下アームを用いたハーフブリッジ回路方式のインバータで第一の共振負荷回路に高周波電流を供給し、前記被加熱物が磁性体の場合、前記第一の上下アームと前記第二の上下アームを用いたフルブリッジ回路方式のインバータで第二の共振負荷回路に高周波電流を供給し、前記第一の共振負荷回路を、前記第一の上下アームの出力端子と前記直流電源の負電極の間に設けられる、前記加熱コイルと、第二の共振コンデンサと、第一の共振コンデンサの直列回路とし、前記第二の共振負荷回路を、前記第一の上下アームの出力端子と前記第二の上下アームの出力端子の間に設けられる、前記加熱コイルと、前記第二の共振コンデンサの直列回路とした。 In order to achieve the above object, an electromagnetic induction heating apparatus according to the present invention comprises a DC power supply for supplying a DC voltage, first upper and lower arms connected between positive and negative electrodes of the DC power supply, and positive and negative electrodes of the DC power supply. A half bridge circuit system using the first upper and lower arms, and the second upper and lower arms connected between them, and a heating coil for inductively heating the object to be heated, and when the object to be heated is a nonmagnetic material The high frequency current is supplied to the first resonant load circuit by the first inverter, and when the object to be heated is a magnetic body, the second inverter is a full bridge circuit type inverter using the first upper and lower arms and the second upper and lower arms. The heating coil is supplied with a high frequency current to two resonant load circuits, and the first resonant load circuit is provided between the output terminals of the first upper and lower arms and the negative electrode of the DC power supply; First resonant capacitor and the first The heating coil is a series circuit of resonant capacitors, and the second resonant load circuit is provided between the output terminals of the first upper and lower arms and the output terminals of the second upper and lower arms. It is a series circuit of resonant capacitors.
本発明によれば、インバータがフルブリッジ回路方式、ハーフブリッジ回路方式の何れの場合においても、第二の共振コンデンサが有効に活用されるため、第一の共振コンデンサの容量を小型化することができ、インバータ回路全体を小型化できることに加え、回路方式に拘らず所望の電力を効率よく供給することができる。 According to the present invention, regardless of whether the inverter is a full bridge circuit system or a half bridge circuit system, the second resonance capacitor is effectively used, so the capacity of the first resonance capacitor can be reduced. In addition to the ability to miniaturize the entire inverter circuit, desired power can be efficiently supplied regardless of the circuit system.
以下、本発明の実施例について、図面を用いながら説明する。なお、各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示しており、適宜重複説明を省略している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using the drawings. In the drawings, the same reference numerals denote the same constituent elements or constituent elements having similar functions, and redundant description will be omitted as appropriate.
図1は実施例1の電磁誘導加熱装置の回路構成図である。図1において、直流電源1は、図示しない商用交流電源から供給される交流電圧を整流し直流電圧を出力する電源である。この直流電源1の正電極と負電極間には、パワー半導体スイッチング素子(以下、単に「スイッチング素子」と称する)5aと5bが直列に接続された第一の上下アーム3と、スイッチング素子5cと5dが直列に接続された第二の上下アーム4が接続されている。
FIG. 1 is a circuit diagram of an electromagnetic induction heating apparatus according to a first embodiment. In FIG. 1, a
スイッチング素子5a〜5dのそれぞれにはダイオード6a〜6dが逆方向に並列接続されており、また、スイッチング素子5aと5bのそれぞれにはスナバコンデンサ7a、7bが並列に接続されている。このスナバコンデンサ7a、7bは、スイッチング素子5a又は5bのターンオフ時の遮断電流によって充電あるいは放電され、両スイッチング素子に印加される電圧の変化が低減することによりターンオフ損失を抑制するものである。
第一の上下アーム3の出力端子と直流電源1の負電極の間には、第一の共振負荷回路50が接続されている。この第一の共振負荷回路50は、第一の上下アーム3の出力端子に一端が接続された加熱コイル11と、この加熱コイル11の他端に一端が接続された第二の共振コンデンサ13と、この第二の共振コンデンサ13の他端に接続された第一の共振コンデンサ12を直列に接続した直列回路である。第一の共振負荷回路50において、第一の共振コンデンサ12と第二の共振コンデンサ13は直列接続されたコンデンサ直列体15となり、その合成容量が第一の共振負荷回路50の共振容量として機能する。
A first
また、第一の上下アーム3の出力端子と第二の上下アーム4の出力端子の間には、第二の共振負荷回路60とリレー20の直列回路が接続されている。この第二の共振負荷回路60は、加熱コイル11と第二の共振コンデンサ13を直列に接続した直列回路である。そして、金属製鍋の材質や設定火力に応じてリレー20を切替えることにより、第一の共振負荷回路50と第二の共振負荷回路60とを切替えることができる。尚、加熱コイル11と第二の共振コンデンサ13を入れ替えて接続しても構わない。
A series circuit of a second
ここで、加熱コイル11と被加熱物である金属製鍋(図示せず)は磁気的に結合するため、金属製鍋を加熱コイル11側からみた等価回路に変換すると、金属製鍋の等価抵抗と等価インダクタンスが直列に接続された構成になる。等価抵抗及び等価インダクタンスは、金属製鍋の材質によって異なり、低抵抗の銅やアルミなど非磁性体の場合は等価抵抗及び等価インダクタンスのどちらも小さくなり、高抵抗の鉄など磁性体の場合はどちらも大きくなる。以下では、図2と図3を用いて、非磁性体加熱時に用いるハーフブリッジ回路方式と、磁性体加熱時のフルブリッジ回路方式の違いを説明する。
Here, since the
被加熱物が銅鍋やアルミ鍋等の非磁性体の場合は、ハーフブリッジ回路方式のインバータを用いて金属製鍋を誘導加熱する。具体的には、図2に示すようにリレー20をオフし、第一の上下アーム3、加熱コイル11、第一の共振コンデンサ12、第二の共振コンデンサ13から構成されるSEPP(Single Ended Push-Pull)方式のインバータで加熱を行う。
When the object to be heated is a nonmagnetic material such as a copper pan or an aluminum pan, the metal pan is induction heated using a half bridge circuit type inverter. Specifically, as shown in FIG. 2, the
前述のように、低抵抗の非磁性体は等価抵抗が小さいため所望の出力を得るには大きな電流を流す必要がある。被加熱物の表皮抵抗は周波数の平方根に比例する特徴があり、銅又はアルミなどの低抵抗の被加熱物を加熱する場合には、周波数を高くすることが有効である。従って、第一の上下アーム3を例えば約90kHzの周波数で駆動できるようにコンデンサ直列体15の合成容量を設定する。
As described above, since the low resistance nonmagnetic material has a small equivalent resistance, it is necessary to flow a large current to obtain a desired output. The skin resistance of the object to be heated is characterized by being proportional to the square root of the frequency, and it is effective to raise the frequency when heating a low resistance object such as copper or aluminum. Therefore, the combined capacitance of the
本実施例において、コンデンサ直列体15は第一の共振コンデンサ12と第二の共振コンデンサ13によって構成されているが、第二の共振コンデンサ13は高抵抗の被加熱物を加熱するフルブリッジ回路方式の場合の共振コンデンサとしての機能を兼ねるため、これらの容量の設定については後述する。なお、特許文献1の構成では、リレー20に加熱コイル11の電圧が印加されるが、本実施例においては、第二の共振コンデンサ13に生じる電圧分が軽減されてリレー20に印加されるため、リレー20の耐圧を下げることが可能であり、リレー20の小型化を図ることができる。
In the present embodiment, the
一方、被加熱物が鉄鍋等の磁性体の場合は、フルブリッジ回路方式のインバータを用いて金属製鍋を誘導加熱する。具体的には、図3に示すようにリレー20をオンし、第一の上下アーム3、第二の上下アーム4、加熱コイル11、第二の共振コンデンサ13から構成されるフルブリッジ方式のインバータで加熱を行う。
On the other hand, when the object to be heated is a magnetic material such as an iron pot, the metal pan is induction heated using an inverter of a full bridge circuit system. Specifically, as shown in FIG. 3, a full-bridge inverter configured by turning on the
前述のように、高抵抗の磁性体は等価抵抗が大きいため第二の共振負荷回路60には電流が流れ難い。従って、フルブリッジ回路方式に切替えることによりインバータの出力電圧をハーフブリッジ回路方式の2倍に高め所望の出力を得ることができる。前述の銅やアルミの場合は抵抗が小さいためインバータの周波数を約90kHzに高め表皮抵抗を大きくしたが、鉄の場合は元々抵抗が大きいため、約20kHzの周波数で第一の上下アーム3、第二の上下アーム4を駆動する。このため、第二の共振コンデンサ13の容量は、約20kHzの駆動周波数に合わせて設定する。
As described above, since the high resistance magnetic body has a large equivalent resistance, current hardly flows in the second
前述のようにコンデンサ直列体15の合成容量を約90kHzの駆動周波数に合わせて設定したため、第一の共振コンデンサ12の容量は自ずと小さい値になり、第二の共振コンデンサ13より十分に小さい値になる。図3のようにリレー20がオン状態の場合、第一の共振コンデンサ12は、上下アーム4のスイッチング素子5dに並列に接続されるため、第二の上下アーム4のスナバコンデンサの機能を果たすことができる。
As described above, since the combined capacitance of the
このように、本実施例ではリレー20の切替えにより、フルブリッジ回路方式とハーフブリッジ回路方式の切り替えに伴い、共振コンデンサの容量を切替えができる。従って、インバータの駆動周波数の設定範囲を広げることができ被加熱物の材質に合わせて最適な周波数で加熱することができる。
As described above, in the present embodiment, the switching of the
次に、図3のフルブリッジ回路方式の動作の詳細を、図4A〜図4Fに示す動作モード説明図を用いて説明する。
(モード1)
図4Aにモード1を示す。これは、スイッチング素子5a、5dがオン状態にあり、加熱コイル11の電流が正(右方向)の状態である。スイッチング素子5a、5dがターンオンした後、加熱コイル11の蓄積エネルギーがゼロになるとコイル電流の極性が負から正に変わり、直流電源1からスイッチング素子5a、加熱コイル11、共振コンデンサ13、リレー20、スイッチング素子5dの経路で電流が流れ始める。
(モード2)
図4Bにモード2を示す。モード1の次にスイッチング素子5a、5dがターンオフすると、正の極性を有するコイル電流は、スナバコンデンサ7a、加熱コイル11、共振コンデンサ13、共振コンデンサ12の経路と、スナバコンデンサ7b、加熱コイル11、共振コンデンサ13、共振コンデンサ12の経路の二つの経路で流れ続ける。この間、スナバコンデンサ7aは充電されるため、スイッチング素子5aの電圧は徐々に増加し、一方、スナバコンデンサ7bは放電されるため、スイッチング素子5bの電圧は徐々に減少する。
Next, details of the operation of the full bridge circuit system of FIG. 3 will be described using operation mode explanatory diagrams shown in FIGS. 4A to 4F.
(Mode 1)
(Mode 2)
また、スイッチング素子5dに接続されている共振コンデンサ12は、コイル電流によって充電されるため、スイッチング素子5dの電圧は徐々に増加し、スイッチング素子5cの電圧は減少する。即ち、共振コンデンサ12は、フルブリッジ方式のインバータにおいて、第二の上下アーム4のスナバコンデンサの役割を果たす。
(モード3)
図4Cにモード3を示す。モード2の後、ダイオード6bおよび6cに順方向の電圧が印加されると、コイル電流は、ダイオード6b、加熱コイル11、共振コンデンサ13、リレー20、ダイオード6cの経路で流れ続ける。
(モード4)
図4Dにモード4を示す。スイッチング素子5c、5bがターンオンした後、加熱コイル11の蓄積エネルギーがゼロになると、コイル電流の極性が正(右方向)から負(左方向)に変わり、スイッチング素子5c、リレー20、共振コンデンサ13、加熱コイル11、スイッチング素子5bの経路で電流が流れ始める。
(モード5)
図4Eにモード5を示す。モード4の次にスイッチング素子5b、5cがターンオフすると、負の極性を有するコイル電流は、共振コンデンサ12、共振コンデンサ13、加熱コイル11、スナバコンデンサ7aの経路と、共振コンデンサ12、共振コンデンサ13、加熱コイル11、スナバコンデンサ7bの経路の二つの経路で流れ続ける。この間、スナバコンデンサ7aは放電されるため、スイッチング素子5aの電圧は徐々に減少し、一方、スナバコンデンサ7bは充電されるため、スイッチング素子5bの電圧は徐々に増加する。
Further, since the
(Mode 3)
(Mode 4)
Mode 4 is shown in FIG. 4D. When the stored energy of the
(Mode 5)
Mode 5 is shown in FIG. 4E. After the mode 4, when the
また、スイッチング素子5dに接続されている共振コンデンサ12は、コイル電流によって放電されるため、スイッチング素子5dの電圧は徐々に減少し、スイッチング素子5cの電圧は増加する。即ち、共振コンデンサ12は、フルブリッジ方式のインバータにおいて、第二の上下アーム4のスナバコンデンサの役割を果たす。
(モード6)
図4Fにモード6を示す。モード5の後、ダイオード6aおよび6dに順方向の電圧が印加されると、コイル電流は、ダイオード6d、リレー20、共振コンデンサ13、加熱コイル11、ダイオード6aの経路で流れ続ける。
Further, since the
(Mode 6)
Mode 6 is shown in FIG. 4F. After the mode 5, when a forward voltage is applied to the
このように、上記のモード1〜モード6の動作を繰り返すことによって、直流電源1を電源として加熱コイル11に高周波電流を供給することができ、被加熱物は加熱コイル11から発生する磁束によって誘導加熱される。
As described above, by repeating the operations of
本実施例では、加熱コイル11に流れる電流は、加熱コイル11と金属製鍋の結合による等価インダクタンスと共振コンデンサによって正弦波状となる。このような電流共振型インバータはインバータの出力電圧よりコイル電流が遅れ位相になるように駆動周波数を共振周波数より高く設定し駆動する。この結果、電流が遅れ位相になるため、各スイッチング素子がターンオンする際は、スイッチング素子の電圧がゼロボルトの状態でスイッチングを行うことができターンオン損失は発生しない。
In the present embodiment, the current flowing through the
以上で説明した本実施例の電磁誘導加熱装置によれば、インバータがフルブリッジ回路方式、ハーフブリッジ回路方式の何れの場合においても、第二の共振コンデンサ13が有効に活用されるため、第一の共振コンデンサ12の容量を十分に小さくでき、インバータ回路全体としても小型化できることに加え、回路方式に拘らず所望の電力を効率よく供給することができる。
According to the electromagnetic induction heating apparatus of the present embodiment described above, the
また、第二の上下アームのスナバコンデンサの特性が、二つの共振コンデンサの合成容量ではなく、第一の共振コンデンサ12の容量によって定まるため、スナバコンデンサの容量設計が容易になる。
Further, since the characteristics of the snubber capacitors of the second upper and lower arms are determined not by the combined capacitance of the two resonant capacitors but by the capacitance of the first
さらに、第二の共振コンデンサ13に生じる電圧分が軽減されて印加されるため、リレー20の耐圧を下げることが可能であり、リレー20の小型化を図ることができる。
Furthermore, since the voltage generated in the
図5は実施例2の電磁誘導加熱装置の回路構成図である。図1と同一部分については同一符号を付しており説明は省略する。 FIG. 5 is a circuit diagram of the electromagnetic induction heating device of the second embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施例では、実施例1の第一の共振コンデンサ12と第二の共振コンデンサ13に加え、それらの接続点と直流電源1の正電極間に第三の共振コンデンサ14が接続されている。
In the present embodiment, in addition to the first
被加熱物が銅鍋やアルミ鍋の場合は、リレー20をオフし、第一の上下アーム3と加熱コイル11及び第一、第二、第三の共振コンデンサ12、13、14から構成されるハーフブリッジ回路方式のインバータで加熱を行う。前述のように、低抵抗の被加熱物を加熱する場合には、周波数を高くすることが有効であるため、第一の上下アーム3を例えば約90kHzの周波数で駆動できるように第一、第二、第三の共振コンデンサ12、13、14の容量を設定する。第三の共振コンデンサ14を設けることにより、実施例1の構成に比べ、直流電源1に流れるスイッチング周波数に起因するリップル電流を軽減することができる。
When the object to be heated is a copper pot or an aluminum pot, the
一方、被加熱物が鉄鍋の場合は、リレー20をオンし、第一及び第二の上下アームと加熱コイル11及び第一、第二、第三の共振コンデンサ12、13、14から構成されるフルブリッジ回路方式のインバータで加熱を行う。前述のように、第一の共振コンデンサ12は、フルブリッジ方式のインバータにおいて、第二の上下アーム4のスナバコンデンサの役割を果たしたが、第三の共振コンデンサ14も同様に第二の上下アーム4のスナバコンデンサの役割を果たす。
On the other hand, when the object to be heated is an iron pot, the
以上で説明したように、本実施例の構成によれば、実施例1の構成で得られる効果に加え、ハーフブリッジ回路構成採用時のリップル電流をより軽減できるという効果も得ることができる。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, in addition to the effects obtained by the configuration of the first embodiment, it is also possible to obtain the effect of further reducing the ripple current when adopting the half bridge circuit configuration.
図6は実施例3の電磁誘導加熱装置の回路構成図である。図1と同一部分については同一符号を付しており説明は省略する。 FIG. 6 is a circuit diagram of the electromagnetic induction heating device of the third embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施例において、図1と異なる点は、第二の上下アーム4のスイッチング素子5c、5dにそれぞれスナバコンデンサ7c、7dが並列に接続されている点である。前述のように、第一の共振コンデンサ12が第二の上下アーム4のスナバコンデンサの役割を果すが、共振コンデンサ12と第二の上下アーム4までの配線インダクタンスが大きい場合には、スイッチング素子5c、5dに高いサージ電圧が印加されることがある。
The present embodiment differs from FIG. 1 in that
従って、スイッチング素子5c、5dに並列に近接してスナバコンデンサを設けることで、スイッチング素子5c、5dのターンオフ損失を抑制できる構成とすることが望ましい。
Therefore, it is desirable to provide a snubber capacitor close to the
図7は実施例4の電磁誘導加熱装置の回路構成図である。図1と同一部分については同一符号を付しており説明は省略する。 FIG. 7 is a circuit diagram of the electromagnetic induction heating device of the fourth embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
被加熱物が銅やアルミの場合、前述のようにコイル電流は大きくかつ周波数が高いため、コンデンサ直列体15に流れる電流も大きくなり、電圧も高くなる。本実施例においては、複数のコンデンサを多直列、多並列に接続することで第一および第二の共振コンデンサ12、13を構成している。
When the object to be heated is copper or aluminum, as described above, since the coil current is large and the frequency is high, the current flowing through the
本実施例では、第一の共振コンデンサ12を12aから12fからなる2直列3並列で構成し、第二の共振コンデンサ13を13aから13cからなる3並列で構成している。第一の共振コンデンサ12と第二の共振コンデンサ13の容量を調整するために、コンデンサの直列数や並列数を適宜変更することが可能となる。セラミックコンデンサの高耐圧化、大容量化が進んでいるため、フィルムコンデンサをセラミックコンデンサに置き換えることにより、より小型化が可能となる。
In the present embodiment, the
1 直流電源、
3、4 上下アーム、
5a〜5d スイッチング素子、
6a〜6d ダイオード、
7a〜7d スナバコンデンサ、
12、12a〜12f、13、13a〜13c、14 共振コンデンサ、
11 加熱コイル、
15 コンデンサ直列体、
20リレー、
50 第一の共振負荷回路、
60 第二の共振負荷回路
1 DC power supply,
3, 4 upper and lower arms,
5a to 5d switching elements,
6a-6d diodes,
7a-7d snubber capacitors,
12, 12a to 12f, 13, 13a to 13c, 14 resonant capacitors,
11 heating coils,
15 capacitor series,
20 relays,
50 first resonant load circuit,
60 Second resonant load circuit
Claims (6)
該直流電源の正負電極間に接続される第一の上下アームと、
前記直流電源の正負電極間に接続される第二の上下アームと、
被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、を備え、
前記被加熱物が非磁性体の場合、前記第一の上下アームを用いたハーフブリッジ回路方式のインバータで第一の共振負荷回路に高周波電流を供給し、
前記被加熱物が磁性体の場合、前記第一の上下アームと前記第二の上下アームを用いたフルブリッジ回路方式のインバータで第二の共振負荷回路に高周波電流を供給する電磁誘導加熱装置であって、
前記第一の共振負荷回路を、前記第一の上下アームの出力端子と前記直流電源の負電極の間に設けられる、前記加熱コイルと、第二の共振コンデンサと、第一の共振コンデンサの直列回路とし、
前記第二の共振負荷回路を、前記第一の上下アームの出力端子と前記第二の上下アームの出力端子の間に設けられる、前記加熱コイルと、前記第二の共振コンデンサの直列回路としたことを特徴とする電磁誘導加熱装置。 DC power supply that supplies DC voltage,
First upper and lower arms connected between positive and negative electrodes of the DC power supply;
Second upper and lower arms connected between positive and negative electrodes of the DC power supply;
A heating coil for inductively heating the object to be heated;
When the object to be heated is a nonmagnetic material, a high frequency current is supplied to the first resonant load circuit by a half bridge circuit type inverter using the first upper and lower arms;
An electromagnetic induction heating apparatus for supplying high frequency current to a second resonant load circuit by a full bridge circuit type inverter using the first upper and lower arms and the second upper and lower arms when the object to be heated is a magnetic body. There,
A series of the heating coil, a second resonant capacitor, and a first resonant capacitor, wherein the first resonant load circuit is provided between the output terminals of the first upper and lower arms and the negative electrode of the DC power supply. Circuit and
The second resonance load circuit is a series circuit of the heating coil and the second resonance capacitor, which is provided between the output terminals of the first upper and lower arms and the output terminals of the second upper and lower arms. An electromagnetic induction heating device characterized by
前記第二の共振負荷回路と前記第二の上下アームの出力端子の間に設けられるリレーは、
前記被加熱物が非磁性体の場合にオフ状態となり、
前記被加熱物が磁性体の場合にオン状態となることを特徴とする電磁誘導加熱装置。 In the electromagnetic induction heating device according to claim 1,
A relay provided between the second resonant load circuit and the output terminals of the second upper and lower arms is:
When the object to be heated is a nonmagnetic material, it is turned off
An electromagnetic induction heating device characterized in that the object to be heated is turned on when the object is a magnetic material.
前記フルブリッジ回路方式のインバータを用いる場合、前記第一の共振コンデンサは、前記第二の上下アームのスイッチング素子がオフした際のスナバコンデンサとして機能することを特徴とする電磁誘導加熱装置。 In the electromagnetic induction heating device according to claim 1,
In the case of using the inverter of the full bridge circuit system, the first resonance capacitor functions as a snubber capacitor when the switching elements of the second upper and lower arms are turned off.
該インバータは、
直列接続される少なくとも2個のスイッチング素子で構成される第一の上下アームおよび第二の上下アームを有し、
前記第一の上下アームの出力端子と前記直流電圧の正負電極の間には、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、第一の共振コンデンサと、第二の共振コンデンサから構成される第一の共振負荷回路を備え、
前記第一の上下アームの出力端子と前記第二の上下アームの出力端子の間には、前記加熱コイルと前記第二の共振コンデンサから構成される第二の共振負荷回路と、リレーを備え、
前記リレーをオン状態にした場合には、
前記第一の共振コンデンサは前記第二の上下アームのスイッチング素子に並列に接続されるとともに、前記第二の上下アームのスイッチング素子がオフした際には、前記第一の共振コンデンサは前記第二の上下アームのスナバコンデンサ機能を有することを特徴とする電磁誘導加熱装置。 An electromagnetic induction heating apparatus comprising: a resonant load circuit; and an inverter that converts a DC voltage of a DC power source into an AC voltage to supply power to the resonant load circuit,
The inverter is
A first upper and lower arm composed of at least two switching elements connected in series and a second upper and lower arm;
Between the output terminals of the first upper and lower arms and the positive and negative electrodes of the direct current voltage, a first heating coil for inductively heating an object to be heated, a first resonance capacitor, and a second resonance capacitor Equipped with a resonant load circuit,
Between the output terminal of the first upper and lower arms and the output terminal of the second upper and lower arms, there is provided a second resonant load circuit constituted of the heating coil and the second resonant capacitor, and a relay.
When the relay is turned on,
The first resonance capacitor is connected in parallel to the switching elements of the second upper and lower arms, and the switching elements of the second upper and lower arms are turned off. An electromagnetic induction heating device characterized by having a snubber function of upper and lower arms.
前記第一の上下アーム及び第二の上下アームのスイッチング素子のそれぞれは、並列にスナバコンデンサを備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置。 In the electromagnetic induction heating device according to claim 4,
An electromagnetic induction heating device characterized in that each of the switching elements of the first upper and lower arms and the second upper and lower arms comprises a snubber capacitor in parallel.
前記第一および第二の共振コンデンサはコンデンサを多直列、多並列に接続してなることを特徴とする電磁誘導加熱装置。 In the electromagnetic induction heating device according to claim 4,
An electromagnetic induction heating apparatus, wherein the first and second resonant capacitors are formed by connecting a plurality of capacitors in series and in parallel.
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