JP2019071242A - Electromagnetic induction heating device - Google Patents

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圭祐 上田
Keisuke Ueda
圭祐 上田
元一 古川
Genichi Furukawa
元一 古川
敬悟 永木
Keigo Nagaki
敬悟 永木
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Abstract

To provide an electromagnetic induction heating device capable of acquiring a zero-cross point or a frequency of an AC power source without performing rectification such as full wave rectification, with a relatively simple hardware configuration.SOLUTION: A part of configuration born by the hardware of zero-cross detection is realized by a software, by building zero-cross detection means 22 for detecting a zero-cross point of a signal source 1' in a microcomputer 11 for controlling electrification of heating means. Furthermore, a voltage of the signal source 1' at a neutral line N side and the voltage at a voltage line L side are divided, respectively, and a digital signal obtained therefrom by an A/D converter 21 is taken into the microcomputer 11. With such an arrangement, the zero-cross point of the voltage of the signal source 1' can be acquired by a relatively simple configuration of a voltage-dividing circuit 4 and the microcomputer 11, without performing rectification such as full wave rectification.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、被加熱物を電磁誘導加熱する加熱手段を備えた電磁誘導加熱装置に関し、特に加熱手段への通電を制御するために、ゼロクロス検知機能を備えた電磁誘導加熱装置に関する。   The present invention relates to an electromagnetic induction heating apparatus provided with heating means for electromagnetically heating an object to be heated, and more particularly to an electromagnetic induction heating apparatus provided with a zero-cross detection function to control energization of the heating means.

一般に、この種の電磁誘導加熱装置は特許文献1に示すように、交流電源から供給される交流電圧を、ゼロクロス検知手段で整流してゼロクロス点を検知し、該ゼロクロスのタイミングを制御手段に伝達することで、制御手段が加熱手段となる加熱コイルへの通電を制御するものが開示されている。   Generally, as shown in Patent Document 1, this type of electromagnetic induction heating device rectifies an AC voltage supplied from an AC power source with a zero cross detection means to detect a zero cross point, and transmits the timing of the zero cross to the control means It is disclosed that the control means controls the energization of the heating coil serving as the heating means.

特開2009−295392号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-295392

特許文献1のような従来の電磁誘導加熱装置では、交流電源のゼロクロス点を検知するために、交流電圧を整流するための整流器や、ゼロクロスのタイミングに同期して電圧値が変化するフォトカプラなどの検知素子を備えたゼロクロス検知回路を、ハードウェアで構成する必要がある。しかし、このような回路は複数の素子を使用するため、ゼロクロス検知を行なうための検知回路の追加には、コストアップや各々の部品ばらつきによる精度低下が懸念されていた。   In a conventional electromagnetic induction heating apparatus such as Patent Document 1, a rectifier for rectifying an AC voltage to detect the zero crossing point of an AC power supply, a photo coupler whose voltage value changes in synchronization with the timing of the zero crossing, etc. It is necessary to configure the zero-crossing detection circuit provided with the above-mentioned detection element by hardware. However, since such a circuit uses a plurality of elements, the addition of a detection circuit for performing zero-cross detection has been concerned with an increase in cost and a decrease in accuracy due to variations in components.

本発明は上記問題点に鑑み、少数の比較的簡単なハードウェア構成で、全波整流などの整流を行なわずに交流電源のゼロクロス点や周波数を取得することができる電磁誘導加熱装置を提供することをその目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides an electromagnetic induction heating apparatus capable of acquiring the zero crossing point and frequency of an AC power supply without performing rectification such as full wave rectification with a small number of relatively simple hardware configurations. To that purpose.

本発明の請求項1における電磁誘導加熱装置は、交流電源からの電力を受けて被加熱物を電磁誘導加熱する加熱手段と、前記加熱手段への通電を制御する制御手段と、前記交流電源の一端側の電圧を分圧する第1の分圧回路と、前記交流電源の他端側の電圧を分圧する第2の分圧回路と、前記第1の分圧回路からの出力信号を前記制御手段に取り込むための第1のA/D変換器と、前記第2の分圧回路からの出力信号を前記制御手段に取り込むための第2のA/D変換器と、を備え、前記制御手段は、前記加熱手段への通電を制御するために、前記第1のA/D変換器から取得したディジタル信号と、前記第2のA/D変換器から取得したディジタル信号とにより、前記交流電源のゼロクロス点を検知するゼロクロス検知手段を備えたことを特徴とする。   An electromagnetic induction heating apparatus according to claim 1 of the present invention comprises heating means for electromagnetic induction heating an object to be heated by receiving electric power from an AC power supply, control means for controlling energization to the heating means, and the AC power supply. A first voltage dividing circuit for dividing a voltage at one end side, a second voltage dividing circuit for dividing a voltage at the other end of the AC power supply, and an output signal from the first voltage dividing circuit And a second A / D converter for taking the output signal from the second voltage divider circuit into the control means, the control means comprising An AC power supply of the AC power supply by a digital signal acquired from the first A / D converter and a digital signal acquired from the second A / D converter to control energization of the heating means; Having a zero cross detection means to detect the zero cross point And butterflies.

また、本発明の請求項2における電磁誘導加熱装置は、前記制御手段が、前記ゼロクロス点のタイミングを計測して、前記交流電源の周波数を取得する電源周波数取得手段を備えることを特徴とする。   The electromagnetic induction heating apparatus according to claim 2 of the present invention is characterized in that the control means comprises power supply frequency acquisition means for measuring the timing of the zero crossing point to acquire the frequency of the AC power supply.

請求項1の発明によれば、交流電源のゼロクロス点を検知するためのゼロクロス検知手段を、加熱手段への通電を制御する制御手段にソフトウェア構成として組み込むことで、ゼロクロス検知のハードウェアで担う構成の一部をソフトウェアで実現し、さらに交流電源の一端側の電圧と他端側の電圧をそれぞれ分圧して、そこからA/D変換器により得られたディジタル信号を制御手段に取り込ませることで、少数の比較的簡単なハードウェア構成で、全波整流などの整流を行なわずに、交流電源のゼロクロス点を取得することができる。   According to the invention of claim 1, the zero cross detection means for detecting the zero cross point of the alternating current power supply is incorporated in the control means for controlling the energization of the heating means as a software configuration, thereby providing the hardware of the zero cross detection. By partially dividing the voltage at one end of the AC power supply and the voltage at the other end, and taking the digital signal obtained by the A / D converter from there into the control means. With a few relatively simple hardware configurations, it is possible to obtain the AC power supply's zero crossing point without rectification such as full wave rectification.

請求項2の発明によれば、ゼロクロス検知手段で検知されたゼロクロス点を元に、そのタイミングをゼロクロス検知手段と同じく制御手段にソフトウェア構成として組み込まれた電源周波数取得手段で計測することで、少数の比較的簡単なハードウェア構成で、全波整流などの整流を行なわずに交流電源の周波数を取得することができる。   According to the invention of claim 2, based on the zero crossing point detected by the zero crossing detection means, the timing is measured by the power supply frequency acquiring means incorporated as a software configuration in the control means as well as the zero crossing detection means. With a relatively simple hardware configuration, it is possible to obtain the frequency of the AC power supply without performing rectification such as full-wave rectification.

本発明の第1実施形態を示す電磁誘導加熱装置のブロック図である。It is a block diagram of an electromagnetic induction heating device showing a 1st embodiment of the present invention. 同上、ゼロクロス検知装置のブロック図である。It is a block diagram of a zero crossing detection apparatus same as the above. 同上、第1のA/D変換器および第2のA/D変換器により取得されるディジタル信号の波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram of digital signals acquired by the first A / D converter and the second A / D converter. 同上、信号源のゼロクロス点の検知および周波数の取得手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detection of the zero crossing point of a signal source same as the above, and the acquisition procedure of frequency. 同上、具体的な信号源のゼロクロス点の検知および周波数の取得手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detection of the zero crossing point of a specific signal source same as the above, and the acquisition procedure of frequency. 同上、第1のA/D変換器および第2のA/D変換器により取得される信号、およびマイコン内で算出される各数値の波形図である。It is a wave form diagram of the signal acquired by the same 1st A / D converter and 2nd A / D converter, and each numerical value calculated within a microcomputer. 同上、信号源の電圧の取得手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the acquisition procedure of the voltage of a signal source same as the above. 本発明の第2実施形態において、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧、トリガ検知回路からの検知信号、IGBTのゲート電圧の理想的な電圧波形図である。FIG. 10 is an ideal voltage waveform diagram of a collector-emitter voltage of an IGBT, a detection signal from a trigger detection circuit, and a gate voltage of the IGBT according to a second embodiment of the present invention. 同上、短絡電流が発生する際の、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧、トリガ検知回路からの検知信号、IGBTのゲート電圧の電圧波形図である。It is a voltage waveform diagram of the voltage between the collector and the emitter of the IGBT, the detection signal from the trigger detection circuit, and the gate voltage of the IGBT at the same time when the short circuit current is generated. 同上、ディレイ時間を調整した時の、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧、トリガ検知回路からの検知信号、IGBTのゲート電圧の電圧波形図である。It is a voltage waveform diagram of the voltage between the collector and the emitter of the IGBT, the detection signal from the trigger detection circuit, and the gate voltage of the IGBT when the delay time is adjusted. 本発明の第3の実施形態において、電磁誘導加熱をONした時の入力電流と入力電圧を測定した波形図である。In the 3rd Embodiment of this invention, it is the wave form diagram which measured the input current and input voltage when electromagnetic induction heating is turned ON. 本発明の第5の実施形態を示す故障検知回路とその周辺の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the fault detection circuit which shows the 5th Embodiment of this invention, and its periphery. 同上、逆流防止用のダイオードが故障した際の、信号源の電圧、第1のアナログ入力ポートの電圧をA/D変換した第1のディジタル値、第2のアナログ入力ポートの電圧をA/D変換した第2のディジタル値、第2の閾値の波形図である。The same as above, the voltage of the signal source, the first digital value obtained by A / D converting the voltage of the first analog input port, and the voltage of the second analog input port when the diode for backflow failure fails are A / D. It is a wave form diagram of the converted 2nd digital value and the 2nd threshold. 同上、ピークホールド回路が故障した際の、信号源の電圧、第1のアナログ入力ポートの電圧をA/D変換した第1のディジタル値、第2のアナログ入力ポートの電圧をA/D変換した第2のディジタル値、第1の閾値の波形図である。Same as above, when the peak hold circuit fails, the voltage of the signal source, the first digital value obtained by A / D converting the voltage of the first analog input port, and the voltage of the second analog input port are A / D converted It is a wave form diagram of the 2nd digital value and the 1st threshold.

以下、添付図面を参照しつつ、本発明における電磁誘導加熱装置の各実施形態を説明する。なお、これらの全図面にわたり、共通する部分には共通する符号を付すものとする。また、ここで説明する電磁誘導加熱装置は、被加熱物としてトナーを加熱する複写機や、被調理物を入れた鍋を加熱する調理器などに適用できる。   Hereinafter, each embodiment of the electromagnetic induction heating device in the present invention will be described with reference to the attached drawings. Note that, in all the drawings, common parts are given common reference numerals. Further, the electromagnetic induction heating device described here can be applied to a copying machine that heats a toner as an object to be heated, a cooker that heats a pan containing the object to be cooked, and the like.

図1は、本発明に係る電磁誘導加熱装置の第1実施形態を示すブロック図である。図1において、1は例えば商用電源などの交流(AC)電源、2は交流電源1から供給される交流電力を整流平滑して直流電力に変換する整流平滑回路である。したがって、この整流平滑回路2は、直流電力を供給する直流電源と見なすことができる。整流平滑回路2の入力側には、交流電源1からの入力電流を検知する入力電流検知回路3、および交流電源1から供給される交流電圧を分圧する分圧回路4がそれぞれ接続される。   FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an electromagnetic induction heating device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an alternating current (AC) power source such as a commercial power source, and 2 denotes a rectifying and smoothing circuit that rectifies and smooths AC power supplied from the AC power source 1 and converts it into DC power. Therefore, this rectifying and smoothing circuit 2 can be regarded as a DC power supply that supplies DC power. An input current detection circuit 3 for detecting an input current from an AC power supply 1 and a voltage dividing circuit 4 for dividing an AC voltage supplied from the AC power supply 1 are connected to the input side of the rectifying and smoothing circuit 2.

整流平滑回路2の直流電力供給側となる出力側において、5は図示しない被加熱物を交番磁界により電磁誘導加熱する加熱手段としての共振コイルであり、共振コイル5はLC共振回路6を形成するために共振コンデンサ7が並列に接続される。8は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)などのスイッチング素子であり、前述のLC共振回路6とスイッチング素子8との直列回路を、整流平滑回路2の出力側両端子間に接続することで、スイッチング素子8のスイッチング動作に伴い、整流平滑回路2からLC共振回路6への直流電力を断続させて、LC共振回路6に高周波電流を供給する発振回路9が構成される。   Reference numeral 5 denotes a resonant coil as heating means for electromagnetic induction heating an object to be heated (not shown) with an alternating magnetic field on the output side of the rectifying and smoothing circuit 2 on the DC power supply side. The resonant coil 5 forms an LC resonant circuit 6 Resonant capacitors 7 are connected in parallel. Reference numeral 8 denotes a switching element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), and the series circuit of the LC resonant circuit 6 and the switching element 8 described above is connected between the output side terminals of the rectifying and smoothing circuit 2. By connecting, the oscillation circuit 9 for supplying a high frequency current to the LC resonant circuit 6 is configured by interrupting the DC power from the rectifying and smoothing circuit 2 to the LC resonant circuit 6 with the switching operation of the switching element 8.

本実施形態の発振回路9は、回路構成が簡単で部品点数の少ないシングルエンド方式の共振形高周波インバータを用いている。シングルエンド方式の共振形高周波インバータは、単一のスイッチング素子8を使用したものであり、コストが安いことから多用されている。   The oscillation circuit 9 of the present embodiment uses a single-ended resonant high frequency inverter with a simple circuit configuration and a small number of parts. The single-ended resonant high frequency inverter uses a single switching element 8 and is widely used because of its low cost.

10は、スイッチング素子8の制御端子となる例えばIGBTのゲートに接続されるドライブ回路である。ドライブ回路10は、マイコン(マイクロコンピュータ)11からの制御信号を受けて、スイッチング素子8の制御端子にパルス駆動信号を送出するもので、ここでのマイコン11は、共振コイル5から被加熱物への電磁誘導加熱を行なうのに、スイッチング素子8の動作ひいてはLC共振回路6への通電を制御する制御手段として設けられている。さらに12は、整流平滑回路2の出力側両端子間に接続され、整流平滑回路2から発振回路9への直流入力電圧を検知する入力電圧検知回路である。   Reference numeral 10 denotes a drive circuit connected to, for example, the gate of an IGBT which is a control terminal of the switching element 8. The drive circuit 10 sends a pulse drive signal to the control terminal of the switching element 8 in response to a control signal from the microcomputer 11, and the microcomputer 11 here is from the resonant coil 5 to the object to be heated. In order to perform the electromagnetic induction heating, the control means is provided as a control means for controlling the operation of the switching element 8 and hence the energization of the LC resonant circuit 6. Further, an input voltage detection circuit 12 is connected between the output side terminals of the rectifying and smoothing circuit 2 and detects a DC input voltage from the rectifying and smoothing circuit 2 to the oscillation circuit 9.

図2は、前述の分圧回路4を含むゼロクロス検知装置15の構成を示すブロック図である。1’は、例えば商用電源などの信号源であり、上述した交流電源1に相当する。信号源1’の配電方式が単相二線式である場合、交流電源1の一端側が接地側に相当する中性線Nとなり、交流電源1の他端側が非接地側に相当する電圧線Lとなる。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the zero cross detection device 15 including the voltage dividing circuit 4 described above. 1 'is a signal source such as a commercial power source, for example, and corresponds to the AC power source 1 described above. When the distribution system of the signal source 1 ′ is a single-phase two-wire system, one end of the AC power supply 1 is a neutral wire N corresponding to the ground side, and the other end of the AC power supply 1 is a voltage line L corresponding to the ungrounded side. It becomes.

分圧回路4は、信号源1’の中性線N側の電圧を分圧する第1の分圧回路4Aと、信号源1’の電圧線L側の電圧を分圧する第2の分圧回路4Bとにより構成される。第1の分圧回路4Aは、中性線Nと接地ラインとの間に直列の分圧抵抗16,17を接続して構成され、マイクロコンピュータ9に組み込まれた第1のA/D変換器21Aの入力端子に、分圧抵抗16,17の接続点が接続される。また第2の分圧回路4Bは、電圧線Lと接地ラインとの間に直列の分圧抵抗18,19を接続して構成され、マイクロコンピュータ9に組み込まれた第2のA/D変換器21Bの入力端子に、分圧抵抗18,19の接続点が接続される。   The voltage dividing circuit 4 includes a first voltage dividing circuit 4A that divides the voltage on the neutral wire N side of the signal source 1 ′ and a second voltage dividing circuit that divides the voltage on the voltage line L side of the signal source 1 ′. And 4B. The first voltage dividing circuit 4A is configured by connecting voltage dividing resistors 16 and 17 in series between the neutral wire N and the ground line, and the first A / D converter incorporated in the microcomputer 9 The connection point of the voltage dividing resistors 16 and 17 is connected to the input terminal 21A. The second voltage dividing circuit 4B is configured by connecting voltage dividing resistors 18 and 19 in series between the voltage line L and the ground line, and a second A / D converter incorporated in the microcomputer 9 The connection point of the voltage dividing resistors 18 and 19 is connected to the input terminal 21B.

なお、信号源1’の配電方式が単相三線式の場合は、信号源1’からの一方の電圧線Lの電圧を第1の分圧回路4Aで分圧し、信号源1’からの他方の電圧線の電圧を第2の分圧回路4Bで分圧してもよい。また、中性線Nと接地ラインとの間にではなく、中性線Nと電圧線Lとの間に分圧抵抗16,17を接続してもよい。   When the distribution method of the signal source 1 ′ is a single-phase three-wire system, the voltage of one voltage line L from the signal source 1 ′ is divided by the first voltage dividing circuit 4A, and the other The voltage of the voltage line may be divided by the second voltage dividing circuit 4B. Further, voltage dividing resistors 16 and 17 may be connected between the neutral line N and the voltage line L, not between the neutral line N and the ground line.

第1のA/D変換器21Aは、第1の分圧回路4Aからの第1の出力信号をマイコン11に取り込むためのもので、第1の出力信号が第1のA/D変換器21Aで第1のディジタル信号に変換され、マイコン11に送出される。また第2のA/D変換器21Bは、第2の分圧回路4Bからの第2の出力信号をマイコン11に取り込むためのもので、第2の出力信号が第2のA/D変換器21Bで第2のディジタル信号に変換され、マイコン11に送出される。第1のA/D変換器21Aおよび第2のA/D変換器21Bは、分圧回路4からのアナログ出力信号をディジタル信号に変換するA/D変換器21を構成する。本実施形態では、第1のA/D変換器21Aおよび第2のA/D変換器21Bがマイコン11に含まれているが、これらをマイコン11と別に構成してもよい。   The first A / D converter 21A is for taking in the first output signal from the first voltage dividing circuit 4A to the microcomputer 11, and the first output signal is the first A / D converter 21A. Are converted to a first digital signal and sent to the microcomputer 11. The second A / D converter 21B is for taking in the second output signal from the second voltage dividing circuit 4B to the microcomputer 11, and the second output signal is the second A / D converter. The signal is converted into a second digital signal at 21 B and sent to the microcomputer 11. The first A / D converter 21A and the second A / D converter 21B constitute an A / D converter 21 for converting an analog output signal from the voltage dividing circuit 4 into a digital signal. In the present embodiment, the first A / D converter 21A and the second A / D converter 21B are included in the microcomputer 11. However, these may be configured separately from the microcomputer 11.

マイコン11は、前述のA/D変換器21の他に、何れも図示しないが演算処理手段としてのCPUや、記憶手段としてのメモリや、計時手段としてのタイマや、入出力デバイスなどを、ハードウェア構成として備えている。またマイコン11は、入力電流検知回路3で得られた入力電流の検知データと、入力電圧検知回路12で得られた入力電圧の検知データとにより、発振回路9への実際の入力電力を算出し、この実際の入力電力が設定された電力となるような時間の全体に渡り、分圧回路4からの出力信号に基づいて得られたゼロクロスのタイミングに合わせて、スイッチング素子8を繰り返し断続する高周波のパルス駆動信号をドライブ回路10から送出できるように、ドライブ回路10へ制御信号を送出する機能を有する。こうしたソフトウェア機能は、記憶媒体としての前記メモリに記録したプログラムを、マイコン11が読み取ることで実現するが、特に本実施形態では、マイコン11をゼロクロス検知手段22と、電源周波数取得手段23と、電源電圧取得手段24として機能させるプログラムを備えている。   The microcomputer 11 includes a CPU as an arithmetic processing means, a memory as a storage means, a timer as a clock means, an input / output device, etc., as well as the A / D converter 21 described above. It is provided as a wear configuration. The microcomputer 11 also calculates the actual input power to the oscillation circuit 9 from the detection data of the input current obtained by the input current detection circuit 3 and the detection data of the input voltage obtained by the input voltage detection circuit 12. The switching element 8 is repeatedly interrupted at the timing of the zero crossing obtained based on the output signal from the voltage dividing circuit 4 over the entire time such that the actual input power becomes the set power. To transmit the control signal to the drive circuit 10 so that the pulse drive signal can be transmitted from the drive circuit 10. Such a software function is realized by the microcomputer 11 reading a program stored in the memory as a storage medium, but in the present embodiment, the microcomputer 11 includes the zero cross detection means 22, the power frequency acquisition means 23, and the power supply in particular. A program for functioning as the voltage acquisition means 24 is provided.

ゼロクロス検知手段22は、第1のA/D変換器21Aから取得した第1のディジタル信号と、第2のA/D変換手段21Bから取得した第2のディジタル信号との比較により、信号源1’の電圧がゼロとなるゼロクロス点を算出するもので、このゼロクロス検知手段22と、分圧回路4と、マイコン11に組み込まれたA/D変換器21とにより、信号源1’のゼロクロス点を検知するゼロクロス検知装置15が構成される。本実施形態では、共振コイル5への通電を制御するマイコン11にゼロクロス検知手段22を組み込むことで、従来の検知素子のようなゼロクロス検知に必要なハードウェア構成の一部をソフトウェアで実現している。さらに、ゼロクロス検知手段22と共にA/D変換器21をマイコンに組み込むことで、ゼロクロス検知装置15のハードウェア構成は、分圧回路4とマイコン11だけにすることができ、信号源1’からの電圧を全波整流する従来の整流器なども不要にできる。   The zero cross detection means 22 compares the first digital signal obtained from the first A / D converter 21A with the second digital signal obtained from the second A / D conversion means 21B. The zero cross point at which the voltage of 'becomes zero is calculated, and the zero cross point of the signal source 1' is generated by the zero cross detection means 22, the voltage dividing circuit 4 and the A / D converter 21 incorporated in the microcomputer 11. A zero cross detection device 15 for detecting In this embodiment, by incorporating the zero cross detection means 22 in the microcomputer 11 that controls the energization of the resonant coil 5, a part of the hardware configuration necessary for zero cross detection like a conventional detection element is realized by software. There is. Furthermore, by incorporating the A / D converter 21 into the microcomputer together with the zero cross detection means 22, the hardware configuration of the zero cross detection device 15 can be only the voltage dividing circuit 4 and the microcomputer 11, and from the signal source 1 ' A conventional rectifier or the like that full-wave rectifies the voltage can also be eliminated.

電源周波数取得手段23は、ゼロクロス検知手段22で算出されるゼロクロス点のタイミングを計測して、一のタイミングから次のタイミングまでの時間により、信号源1’の周波数を算出するものである。また電源電圧取得手段24は、ゼロクロス検知手段22で算出されるゼロクロス点と、電源周波数取得手段23で算出される電源周波数を利用して、ゼロクロス点を基準とした一定時間内における第1のディジタル信号の値と第2のディジタル信号の値の差の絶対値を積算し、その積算値から信号源1’の電源電圧値を算出するものである。   The power supply frequency acquisition means 23 measures the timing of the zero cross point calculated by the zero cross detection means 22, and calculates the frequency of the signal source 1 'from the time from one timing to the next timing. The power supply voltage acquiring unit 24 uses the zero crossing point calculated by the zero crossing detection unit 22 and the power supply frequency calculated by the power supply frequency acquiring unit 23 to generate a first digital within a predetermined time based on the zero crossing point. The absolute value of the difference between the value of the signal and the value of the second digital signal is integrated, and the power supply voltage value of the signal source 1 'is calculated from the integrated value.

次に上記構成について、ゼロクロス検知手段22によるゼロクロス点の検知方法を図3の波形図に基づき説明する。図3では、中性線Nに発生する電圧に対応して、第1のA/D変換器21Aにより取得されるディジタル信号の値、すなわち「信号A」と、電圧線Lに発生する電圧に対応して、第2のA/D変換器21Bにより取得されるディジタル信号の値、すなわち「信号B」の時間変化を示している。   Next, a method of detecting the zero crossing point by the zero crossing detection means 22 will be described with reference to the waveform diagram of FIG. In FIG. 3, the value of the digital signal acquired by the first A / D converter 21A corresponding to the voltage generated on the neutral wire N, ie, “signal A”, and the voltage generated on the voltage line L Correspondingly, it shows the time change of the value of the digital signal acquired by the second A / D converter 21 B, that is, the “signal B”.

マイコン11は、カウンタi(図4参照)としての機能を兼ね備えるタイマと、ゼロクロス点の検知に必要なデータを記憶するメモリを備えており、ゼロクロス検知手段22は、マイコン11が共振コイル5の通電を制御しているときに、所定の読み込みタイミング毎に第1のA/D変換器21Aからの信号Aと、第2のA/D変換器21Bからの信号Bをそれぞれ取得し、その読み込み回数と、該読み込みタイミングで信号Aと信号Bの比較を行なった時の信号Aと信号Bの上下関係をメモリに記録している。ここで、複数回連続で信号Aが信号Bよりも大きい時(すなわち、「信号A>信号B」の時)を状態1とし、複数回連続で信号Bの電圧が信号Aの電圧よりも大きい時(すなわち、「信号B>信号A」の時)を状態2とすると、ゼロクロス検知手段22は状態1と状態2との変化点、すなわち図3における信号Aのグラフと信号Bのグラフとの交点を、信号源1’のゼロクロス点として検知する。   The microcomputer 11 is provided with a timer having a function as a counter i (see FIG. 4) and a memory for storing data necessary for detecting the zero cross point. Signal A from the first A / D converter 21A and the signal B from the second A / D converter 21B at each predetermined reading timing, and the number of times of reading The upper and lower relation between the signal A and the signal B when the signal A and the signal B are compared at the reading timing is recorded in the memory. Here, when the signal A is larger than the signal B continuously for a plurality of times (that is, when “signal A> signal B”) is set to state 1, the voltage of the signal B is larger than the voltage of the signal A continuously for a plurality of times. Assuming that time (ie, “signal B> signal A”) is state 2, the zero-crossing detecting means 22 detects the transition between state 1 and state 2, that is, the graph of signal A and the graph of signal B in FIG. The intersection point is detected as the zero crossing point of the signal source 1 ′.

また、カウンタiは前述の読み込みタイミング毎にその値を1ずつ増加(+1カウント)させており、電源周波数取得手段23は、状態1と状態2との変化点となった時にカウンタiのカウントを停止させ、このカウンタiの数値を周期データとしてメモリに記録させる構成となっている。なお本実施形態では、前記読み込みタイミングを、信号源1’から供給される交流電圧の周期の1/40以下とすることで、十分な精度を確保することができ、信号源1’の電圧の大きさやノイズに関わらず、安定して信号源1’のゼロクロス点を検知することができる。   Also, the counter i increments its value by 1 (+1 count) at each reading timing as described above, and the power supply frequency acquiring means 23 counts the counter i when the change point between the state 1 and the state 2 is reached. It is configured to be stopped and to record the value of the counter i in the memory as periodic data. In the present embodiment, by setting the read timing to 1/40 or less of the cycle of the AC voltage supplied from the signal source 1 ′, sufficient accuracy can be secured. The zero cross point of the signal source 1 ′ can be detected stably regardless of the size and noise.

次に上記構成の電磁誘導加熱装置について、その作用を図4のフローチャートに基づいて説明する。ステップS111で、マイコン11のゼロクロス検知手段22がタイマに基づく読み込みタイミング時に、カウンタiの数値を+1カウントした後、ステップS112に移行して、ゼロクロス検知手段22が第1のA/D変換器21Aにより信号Aを取得し、さらにステップS113に移行して、ゼロクロス検知手段22が第2のA/D変換器21Bにより信号Bを取得する。   Next, the operation of the above-described electromagnetic induction heating apparatus will be described based on the flowchart of FIG. In step S111, the zero cross detection means 22 of the microcomputer 11 counts the value of the counter i by +1 at the reading timing based on the timer, and then the process proceeds to step S112, and the zero cross detection means 22 performs the first A / D converter 21A. Thus, the signal A is acquired, and the process proceeds to step S113, and the zero-crossing detecting means 22 acquires the signal B by the second A / D converter 21B.

続くステップS114では、ゼロクロス検知手段22がステップS112で取得した信号AとステップS113で取得した信号Bの比較を行ない、信号Aが信号Bよりも大きいか否かの比較結果を、そのときのカウンタiの数値と共にメモリに記憶して、ステップS115に移行する。ステップS115において、ゼロクロス検知手段22は信号源1’のゼロクロス点を検知するために、それまでのステップS114での比較結果から、複数回連続して信号Aが信号Bよりも大きい状態1と、複数回連続して信号Bが信号Aよりも大きい状態2との変化点が存在するか否かを判定する。   In the subsequent step S114, the zero cross detection means 22 compares the signal A acquired in step S112 with the signal B acquired in step S113, and compares the result of comparison as to whether the signal A is larger than the signal B or not. It stores in the memory together with the numerical value of i, and proceeds to step S115. In step S115, in order to detect the zero crossing point of the signal source 1 ′, the zero cross detection means 22 determines a state 1 where the signal A is larger than the signal B continuously for a plurality of times based on the comparison result in step S114. It is determined whether or not there is a change point with the state 2 in which the signal B is larger than the signal A in succession several times.

ここで状態1と状態2の変化点が存在しなければ、ステップS116に移行して待機し、次回の読み込みタイミング時にステップS111に戻る。それに対して、状態1と状態2の変化点が存在すれば、その変化点が信号源1’のゼロクロス点であったと判定して、次のステップS117に移行する。   Here, if there is no change point between the state 1 and the state 2, the process proceeds to step S116 to stand by and returns to step S111 at the next reading timing. On the other hand, if there is a transition point between the state 1 and the state 2, it is determined that the transition point is the zero crossing point of the signal source 1 ', and the process proceeds to the next step S117.

ステップS117では、マイコン11の電源周波数取得手段23が、前述の比較結果と共にメモリに記憶されるカウンタiの数値から、状態1と状態2の変化点となった時のカウンタiの数値を読み出し、この変化点でのカウンタiの数値を周期データとしてメモリに上書き記録させて、ステップS118に移行する。ステップS118において、電源周波数取得手段23は、記録した周期データが所定の数値以内となっていれば、その逆数を電源周波数の値として算出する(1/周期データ=電源周波数)。なお、該所定の数値は、信号源1’から供給される交流電圧の1周期の読み込み回数の1/2より大きい数値が望ましく、本実施形態では該交流電圧の1周期の読み込み回数が40回以上であるため、この読み込み回数が40回である場合は該所定数値を20より大きくすることが望ましい。   In step S117, the power supply frequency acquiring unit 23 of the microcomputer 11 reads the numerical value of the counter i at the transition point between the state 1 and the state 2 from the numerical value of the counter i stored in the memory together with the above comparison result. The numerical value of the counter i at this change point is overwritten and recorded as periodic data in the memory, and the process proceeds to step S118. In step S118, if the recorded cycle data is within the predetermined value, the power supply frequency acquiring unit 23 calculates the reciprocal of the value as the power supply frequency (1 / period data = power supply frequency). The predetermined numerical value is desirably a value larger than half of the number of times of reading of one cycle of the AC voltage supplied from the signal source 1 ′, and in the present embodiment, the number of times of reading of one cycle of the AC voltage is 40 times. Because of the above, it is desirable to make the predetermined numerical value larger than 20 when the number of times of reading is 40 times.

続くステップS119では、マイコン11がカウンタiの数値を0にクリアし、またそれまでメモリに記憶されていた比較結果や、その比較結果に対応するカウンタiの数値もクリアする。そして、ステップS120に移行して待機し、次回の読み込みタイミング時にステップS111に戻って上述のフローを繰り返す。   In the following step S119, the microcomputer 11 clears the value of the counter i to 0, and also clears the comparison result stored in the memory until then and the value of the counter i corresponding to the comparison result. Then, the process proceeds to step S120 and waits, and at the next reading timing, the process returns to step S111 and the above-described flow is repeated.

このように構成することで、ハードウェアで担う機能の一部をマイコン11に組み込んだソフトウェア(ゼロクロス検知手段22)で実現し、分圧回路4とマイコン11という少数のハードウェアの比較的簡単な構成で、全波整流などの整流を行なわずに信号源1’のゼロクロス点を取得することができる。また所定の数値を閾値として利用し、上述の周期データが所定の数値以内となっていれば、メモリに記録させた周期データを用いて、電源周波数取得手段23が信号源1’の周波数の値を算出でき、信号源1’の電圧の大きさやノイズに関わらず、安定して信号源1’の周波数を取得することができる。そしてマイコン11は、ゼロクロス検知手段22で得られたゼロクロス点や、電源周波数取得手段23で得られた電源周波数に基づき、信号源1’に同期した最適なタイミングでドライブ回路10に制御信号を送出できる。   By configuring in this way, a part of the functions carried by the hardware can be realized by software (zero cross detection means 22) incorporated in the microcomputer 11, and a relatively simple hardware of a small number of hardware such as the voltage dividing circuit 4 and the microcomputer 11 can be realized. With the configuration, it is possible to acquire the zero crossing point of the signal source 1 ′ without performing rectification such as full wave rectification. Further, if a predetermined numerical value is used as a threshold, and the above-mentioned period data is within the predetermined value, the power supply frequency acquiring means 23 uses the period data recorded in the memory to obtain the value of the frequency of the signal source 1 ′. Can be calculated, and the frequency of the signal source 1 ′ can be stably acquired regardless of the magnitude and the noise of the voltage of the signal source 1 ′. Then, the microcomputer 11 sends a control signal to the drive circuit 10 at an optimal timing synchronized with the signal source 1 ′ based on the zero cross point obtained by the zero cross detection means 22 and the power supply frequency obtained by the power supply frequency acquisition means 23. it can.

図5は、上記の動作を具体的に示したフローチャートであり、ここでのマイコン11は、カウンタiの数値に加えて、読み込みタイミングで信号Aと信号Bの比較を行なった時の「信号A>信号B」の回数および「信号B>信号A」の回数も、メモリに記録させる構成となっている。図5のフローチャートに基づいて上記構成の電磁誘導加熱装置について説明すると、ステップS211で、マイコン11のゼロクロス検知手段22がタイマに基づく読み込みタイミング時に、カウンタiの数値を+1カウントした後、ステップS212に移行して、第1のA/D変換器21Aにより信号Aを取得し、さらにステップS213に移行して、第2のA/D変換器21Bにより信号Bを取得する。   FIG. 5 is a flow chart specifically showing the above operation. The microcomputer 11 in this case compares the signal A and the signal B at the read timing in addition to the value of the counter i. The number of times of "signal B" and the number of times of "signal B> signal A" are also recorded in the memory. The electromagnetic induction heating apparatus having the above configuration will be described based on the flowchart of FIG. 5. In step S211, the zero cross detection means 22 of the microcomputer 11 counts +1 the value of the counter i at the reading timing based on the timer. After the shift, the signal A is acquired by the first A / D converter 21A, and the process proceeds to step S213, and the signal B is acquired by the second A / D converter 21B.

続くステップS214では、ゼロクロス検知手段22が、ステップS212で取得した信号AとステップS213で取得した信号Bの比較を行なう。ここで、信号A>信号Bの時はステップS215に移行し、信号A>信号Bではない時、すなわち信号Aの電圧が信号Bの電圧以下の時はステップS220に移行する。   In the subsequent step S214, the zero cross detection means 22 compares the signal A acquired in step S212 with the signal B acquired in step S213. Here, when signal A> signal B, the process proceeds to step S215, and when signal A> signal B is not satisfied, that is, when the voltage of signal A is less than the voltage of signal B, the process proceeds to step S220.

ステップS215において、ゼロクロス検知手段22は、読み込みタイミングで信号Aと信号Bの比較を行なった時の「信号A>信号B」の回数が、所定回数より少ないか否かを判定する。ここで、「信号A>信号B」の回数が所定回数である4回より少ない時は、ステップS216に移行して「信号A>信号B」の回数を+1カウントし、ステップS217に移行して「信号A<信号B」の回数を0にクリアして、ステップS218に移行する。またステップS215で、「信号A>信号B」の回数が所定回数である4回以上の時は、そのままステップS218に移行する。なお該所定回数は、信号源1’から供給される交流電圧の1周期の読み込み回数の1/2から1を差し引いた数値より少ない数値が望ましく、ここでは所定回数を「4」に設定している。   In step S215, the zero cross detection means 22 determines whether the number of times “signal A> signal B” when comparing the signal A and the signal B at the read timing is less than a predetermined number. Here, when the number of “signal A> signal B” is less than four which is a predetermined number, the process proceeds to step S216, the number of “signal A> signal B” is counted by +1, and the process proceeds to step S217. The number of “signal A <signal B” is cleared to 0, and the process proceeds to step S218. In step S215, when the number of "signal A> signal B" is four or more which is a predetermined number, the process directly proceeds to step S218. The predetermined number of times is desirably a numerical value smaller than a value obtained by subtracting 1 from 1⁄2 of the number of readings of one cycle of the AC voltage supplied from the signal source 1 ′. Here, the predetermined number of times is set to “4” There is.

ステップS218では、ゼロクロス検知手段22が「信号A>信号B」の回数が所定回数である4回か否かを判定する。ここで、「信号A>信号B」の回数が所定回数である4回である時は、ステップS219に移行して「信号A>信号B」の回数を+1カウントして、ステップS225に移行する。またステップS219で、「信号A>信号B」の回数が所定回数である4回ではない時は、そのままステップS225に移行する。   In step S218, the zero cross detection means 22 determines whether the number of times of “signal A> signal B” is four times which is a predetermined number of times. Here, when the number of times of “signal A> signal B” is four which is a predetermined number, the process proceeds to step S219, the number of “signal A> signal B” is counted by +1, and the process proceeds to step S225. . If it is determined in step S219 that the number of times of "signal A> signal B" is not 4 as the predetermined number, the process proceeds to step S225 as it is.

ステップS220に移行した場合も、ステップS215からのフローと同様の動作をする。具体的には、ステップS220では、ゼロクロス検知手段22は読み込みタイミングで信号Aと信号Bの比較を行なった時の「信号A<信号B」の回数が、所定回数より少ないか否かを判定する。ここで、「信号A<信号B」の回数が所定回数である4回より少ない時は、ステップS221に移行して「信号A<信号B」の回数を+1カウントし、ステップS222に移行して「信号A>信号B」の回数を0にクリアしてステップS223に移行する。またステップS220で、「信号A<信号B」の回数が所定回数である4回以上の時は、そのままステップS223に移行する。   When the process proceeds to step S220, the same operation as the flow from step S215 is performed. Specifically, in step S220, the zero cross detection means 22 determines whether the number of times of “signal A <signal B” when comparing signal A and signal B at the read timing is less than a predetermined number of times. . Here, when the number of times of “signal A <signal B” is less than four which is a predetermined number, the process proceeds to step S221, the number of “signal A <signal B” is counted by +1, and the process proceeds to step S222. The number of “signal A> signal B” is cleared to 0, and the process proceeds to step S223. In step S220, when the number of times of “signal A <signal B” is four or more which is a predetermined number of times, the process directly proceeds to step S223.

ステップS223では、ゼロクロス検知手段22が「信号A<信号B」の回数が所定回数である4回か否かを判定する。ここで、「信号A<信号B」の回数が所定回数である4回である時は、ステップS224に移行して「信号A<信号B」の回数を+1カウントしてステップS225に移行する。またステップS223で、「信号A<信号B」の回数が所定回数である4回ではない時は、そのままステップS225に移行する。   In step S223, the zero cross detection means 22 determines whether the number of times of “signal A <signal B” is four times which is a predetermined number of times. Here, when the number of times of “signal A <signal B” is four which is a predetermined number, the process proceeds to step S224, the number of “signal A <signal B” is counted by +1, and the process proceeds to step S225. If it is determined in step S223 that the number of times of “signal A <signal B” is not 4 as the predetermined number, the process proceeds to step S225.

ステップS225では、マイコン11は「信号A>信号B」の回数が5回か否か、または「信号A<信号B」の回数が5回か否かを判定する。ここで「信号A<信号B」の回数が5回である時、または「信号A>信号B」の回数が5回である時は、ステップS226に移行する。またステップS225で、「信号A<信号B」の回数が5回ではない時、または「信号A>信号B」の回数が5回ではない時は、そのままステップS230に移行して待機し、次回の読み込みタイミング時にステップS211に移行する。なお、ここでは該回数を「5」に設定しているが、ステップS215で所定回数を変更している場合は、該所定回数+1の回数であればよい。   In step S225, the microcomputer 11 determines whether the number of "signal A> signal B" is five or not, or whether the number of "signal A <signal B" is five or not. Here, when the number of times of “signal A <signal B” is five times, or when the number of times of “signal A> signal B” is five times, the process proceeds to step S226. When the number of "signal A <signal B" is not 5 times in step S225 or when the number of "signal A> signal B" is not 5 times, the process proceeds to step S230 and stands by, and the next time The process proceeds to step S211 at the read timing of the. Here, although the number of times is set to “5”, when the predetermined number of times is changed in step S215, the number of times may be the predetermined number of times +1.

ステップS226では、ゼロクロス検知手段22がゼロクロス点、すなわち、状態1と状態2との変化点を検知する。具体的には、図4のフローチャートのステップS111からステップS119までを実施して、状態1と状態2との変化点を検知する。そして状態1と状態2との変化点を検知して、カウンタiの数値が所定数値以内である時は、ステップS227に移行する。   In step S226, the zero cross detection means 22 detects a zero cross point, that is, a change point between state 1 and state 2. Specifically, step S111 to step S119 of the flowchart of FIG. 4 are performed to detect a change point between state 1 and state 2. Then, the change point between the state 1 and the state 2 is detected, and when the value of the counter i is within the predetermined value, the process proceeds to step S227.

ステップS227では、電源周波数取得手段23が電源周波数を算出するために、カウンタiの数値を周期データとしてメモリに記録させる。ここでは、現在のカウンタiの数値から先回に周期データとして使用したカウンタiの数値を差し引いた値を、メモリに記録させるように構成している。なお先回のカウンタiの数値を差し引く代わりに、周期データとしてメモリに記録した後に毎回カウンタiの数値を0にクリアしてもよい。電源周波数取得手段23が周期データをメモリに記録させたら、ステップS228に移行する。   In step S227, in order to calculate the power supply frequency, the power supply frequency acquiring unit 23 records the numerical value of the counter i as cycle data in the memory. Here, a value obtained by subtracting the numerical value of the counter i used as the cycle data last time from the current numerical value of the counter i is configured to be recorded in the memory. Instead of subtracting the value of the previous counter i, the value of the counter i may be cleared to 0 each time after recording in the memory as periodic data. When the power supply frequency acquiring unit 23 causes the memory to store the cycle data, the process proceeds to step S228.

ステップS228では、マイコン11が「信号A>信号B」の回数を0回にクリアし、次のステップS229では、マイコン11が「信号A<信号B」の回数を0回にクリアしてステップS229に移行して待機し、次回の読み込みタイミング時にステップS211に戻って上述のフローを繰り返す。このように構成することで、ハードウェアで担う機能の一部をソフトウェアで実現し、分圧回路4とマイコン11という少数のハードウェアの比較的簡単な構成で、全波整流などの整流を行なわずに信号源1’のゼロクロス点を取得することができる。また、所定数値や所定回数を閾値として利用することで、メモリに記録させた周期データを用いて、電源周波数取得手段23が信号源1’の周波数を算出でき、信号源1’の電圧の大きさやノイズに関わらず、安定して信号源1’の周波数を取得することができる。   In step S228, the microcomputer 11 clears the number of "signal A> signal B" to zero, and in the next step S229, the microcomputer 11 clears the number of "signal A <signal B" to zero, and step S229 , And waits for the next reading timing, and returns to step S211 to repeat the above-described flow. By configuring in this way, part of the functions carried by the hardware is realized by software, and rectification such as full-wave rectification is performed with a relatively simple configuration of a small number of hardware such as voltage dividing circuit 4 and microcomputer 11. It is possible to acquire the zero crossing point of the signal source 1 ′ without. Also, by using a predetermined numerical value or a predetermined number of times as a threshold, the power supply frequency acquiring means 23 can calculate the frequency of the signal source 1 ′ using the cycle data recorded in the memory, and the magnitude of the voltage of the signal source 1 ′ Regardless of the sheath noise, the frequency of the signal source 1 ′ can be acquired stably.

次に、電源電圧取得手段24による信号源1’の電圧の取得方法を説明する。ここでは、電源周波数取得手段23が上述した電源周波数の算出を並行して実施しているものとする。   Next, a method of acquiring the voltage of the signal source 1 ′ by the power supply voltage acquiring means 24 will be described. Here, it is assumed that the calculation of the power supply frequency described above is performed in parallel with the power supply frequency acquisition unit 23.

信号源1’の電圧を取得するまでの作用を、図6の波形図や図7のフローチャートに基づいて説明する。なお図6の(a)は、第1のA/D変換器21Aにより取得されるディジタル信号の値(「信号A」)の時間変化を示し、図6の(b)は、第2のA/D変換器21Bにより取得されるディジタル信号の値(「信号B」)の時間変化を示し、図6の(c)は、信号Aから信号Bを差し引いた値の絶対値(「|A−B|」)、の時間変化を示し、図6の(d)は、絶対値|A−B|の積算値の時間変化を示し、図6の(e)は、マイコン11の電源電圧取得手段24が認識している電源電圧の値を示している。   The operation until the voltage of the signal source 1 'is acquired will be described based on the waveform diagram of FIG. 6 and the flowchart of FIG. FIG. 6 (a) shows the time change of the value (“signal A”) of the digital signal acquired by the first A / D converter 21A, and FIG. 6 (b) shows the second A FIG. 6C shows the absolute value (“| A− of the value obtained by subtracting the signal B from the signal A, and the time change of the value of the digital signal (“ signal B ”) acquired by the D / D converter 21B. 6 (d) shows the time change of the integrated value of the absolute value | A-B |, and FIG. 6 (e) shows the power supply voltage acquisition means of the microcomputer 11. 24 shows the value of the power supply voltage recognized.

図7のステップS311では、前述のようにマイコン11のゼロクロス検知手段22がタイマに基づく読み込みタイミング時に、カウンタiの数値を+1カウントした後、ステップS312に移行して、第1のA/D変換器21Aにより信号Aを取得し、さらにステップS113に移行して、第2のA/D変換器21Bにより信号Bを取得する。   In step S311 in FIG. 7, as described above, the zero cross detection means 22 of the microcomputer 11 counts +1 the value of the counter i at the reading timing based on the timer, then proceeds to step S312 and performs the first A / D conversion. The signal A is acquired by the unit 21A, and the process proceeds to step S113, and the signal B is acquired by the second A / D converter 21B.

ステップS314では、マイコン11の電源電圧取得手段24が、ステップS312で取得した信号AとステップS313で取得した信号Bを用いて、信号A−信号Bの絶対値|A−B|を計算し、ステップS315に移行する。   In step S314, the power supply voltage acquisition means 24 of the microcomputer 11 calculates the absolute value | A-B | of the signal A-signal B using the signal A acquired in step S312 and the signal B acquired in step S313, It transfers to step S315.

ステップS315では、信号源1’の周期の始まりとなるゼロクロス点、すなわちカウンタiが0の時点から、現在の時点までの絶対値|A−B|を積算して、その値をメモリに記録する。続くステップS316で電源電圧取得手段24は、カウンタiの数値が、図4のフローチャートのステップS117で電源周波数取得手段23がメモリに記録した周期データの数値と同一であるか否かを判定する。ここで、カウンタiの数値が周期データの数値と同一ではない時は、電源電圧を算出することなくそのままステップS320に移行して待機し、次回の読み込みタイミング時にステップS311に移行する。一方、カウンタiの数値が周期データの数値と同一である時には、電源電圧取得手段24は、ステップS315で取得した絶対値|A−B|の積算値が、カウンタiが0の時から周期データの数値になる時までの、すなわち信号源1’の半周期分の値であると判定してステップS317に移行する。   In step S315, the absolute value | A−B | from the time of the zero crossing point at which the period of the signal source 1 ′ starts, ie, when the counter i is 0, to the present time is integrated and the value is recorded in the memory . In the following step S316, the power supply voltage acquiring means 24 determines whether the numerical value of the counter i is the same as the numerical value of the cycle data recorded in the memory by the power supply frequency acquiring means 23 in step S117 of the flowchart of FIG. Here, when the numerical value of the counter i is not the same as the numerical value of the cycle data, the process directly proceeds to step S320 without calculating the power supply voltage and stands by, and proceeds to step S311 at the next reading timing. On the other hand, when the numerical value of the counter i is the same as the numerical value of the cycle data, the power supply voltage acquiring means 24 starts the cycle data from the time when the integrated value of the absolute value | A-B | acquired in step S315 is 0. It is determined that the value of the signal source 1 ′ is half the period until it becomes the numerical value of and the process proceeds to step S317.

ステップS317では、電源電圧取得手段24は、該積算値を信号源1’の周波数毎の回路定数に依存した固有値で割った値を取得し、この値を電源としての信号源1’の電圧としてメモリに記録する。そして、次のステップS318では、カウンタiの数値を0にクリアしてステップS319に移行し、ステップS319では電源電圧取得手段24が積算値を0にクリアしてステップS320に移行して待機し、次回の読み込みタイミング時にステップS311に戻って上述のフローを繰り返す。   In step S317, the power supply voltage acquiring unit 24 acquires a value obtained by dividing the integrated value by an eigen value dependent on a circuit constant for each frequency of the signal source 1 ′, and this value is used as a voltage of the signal source 1 ′ as a power supply. Record in memory. Then, in the next step S318, the numerical value of the counter i is cleared to 0, and the process proceeds to step S319. In step S319, the power supply voltage acquiring unit 24 clears the integrated value to 0, and the process proceeds to step S320 and waits. At the next read timing, the process returns to step S311 to repeat the above-described flow.

この一連の動作において、図6の(a)に示すように、第1のA/D変換器21Aは、信号源1’の第1半周期において、中性線Nに発生する電圧に対応して変化する信号Aをマイコン11に出力する一方で、信号源1’の第1半周期に続く第2半周期では、0で一定の信号Aをマイコン11に出力する。それに対して、図6の(b)に示すように、第2のA/D変換器21Bは、信号源1’の第1半周期において、0で一定の信号Bをマイコン11に出力する一方で、信号源1’の第2半周期では、電源線Lに発生する電圧に対応して変化する信号Bをマイコン11に出力する。そのため、図6の(c)に示すように、信号A−信号Bの絶対値|A−B|は、信号源1’の瞬時値の絶対値にほぼ対応したものとなる。したがって、図6の(d)に示すように、ゼロクロス検知手段22で検知される一のゼロクロス点を起点として、マイコン11の読み込みタイミング毎に信号A−信号Bの絶対値|A−B|を積算し、ゼロクロス検知手段21が次のゼロクロス点を検出するタイミングで、絶対値|A−B|の直前の積算値を固有値で除算することにより、マイコン11の電源電圧取得手段24は、信号源1’の電源電圧の値を半周期毎に認識することが可能になる。   In this series of operations, as shown in FIG. 6A, the first A / D converter 21A corresponds to the voltage generated on the neutral line N in the first half cycle of the signal source 1 ′. In the second half cycle following the first half cycle of the signal source 1 ′, the constant signal A is output to the microcomputer 11. On the other hand, as shown in FIG. 6B, the second A / D converter 21B outputs a constant signal B at 0 to the microcomputer 11 in the first half cycle of the signal source 1 ′. Thus, in the second half cycle of the signal source 1 ′, the signal B that changes in response to the voltage generated on the power supply line L is output to the microcomputer 11. Therefore, as shown in (c) of FIG. 6, the absolute value | A−B | of the signal A−signal B substantially corresponds to the absolute value of the instantaneous value of the signal source 1 ′. Therefore, as shown in (d) of FIG. 6, the absolute value | A−B | of signal A−signal B is set at each read timing of the microcomputer 11 starting from one zero cross point detected by the zero cross detection means 22. The power supply voltage acquiring unit 24 of the microcomputer 11 divides the integrated value immediately before the absolute value | A−B | by the characteristic value at the timing when the integration is performed and the zero cross detection unit 21 detects the next zero cross point. It becomes possible to recognize the value of the power supply voltage of 1 'every half cycle.

こうして本実施形態では、メモリに記録させた周期データを用いて、電源電圧取得手段24が信号源1’の電圧値を算出でき、信号源1’の電圧の大きさやノイズに関わらず、安定して信号源1’の電圧値を取得することができる。   Thus, in the present embodiment, the power supply voltage acquiring means 24 can calculate the voltage value of the signal source 1 ′ using the period data recorded in the memory, and is stable regardless of the voltage magnitude or noise of the signal source 1 ′. Thus, the voltage value of the signal source 1 ′ can be obtained.

以上のように、本実施形態の電磁誘導加熱装置では、交流電源1として信号源1’からの電力を受けて被加熱物を電磁誘導加熱する加熱手段としての共振コイル5と、共振コイル5への通電を制御する制御手段としてのマイコン11と、信号源1’の一端側としての中性線N側の電圧を分圧する第1の分圧回路4Aと、信号源1’の他端側としての電圧線L側の電圧を分圧する第2の分圧回路4Bと、第1の分圧回路4Aからの出力信号をマイコン11に取り込むための第1のA/D変換器21Aと、第2の分圧回路4Bからの出力信号をマイコン11に取り込むための第2のA/D変換器21Bと、を備えている、そして特にマイコン11は、共振コイル5への通電を制御するために、第1のA/D変換器21Aから取得したディジタル信号と、第2のA/D変換器21Bから取得したディジタル信号とにより、信号源1’のゼロクロス点を検知するゼロクロス検知手段22を備えている。   As described above, in the electromagnetic induction heating device of the present embodiment, the resonance coil 5 as the heating unit that receives the electric power from the signal source 1 ′ as the AC power supply 1 and heats the object to be heated by electromagnetic induction As a control means for controlling the power supply of the current source, a first voltage dividing circuit 4A for dividing the voltage on the neutral wire N side as one end side of the signal source 1 ′, and the other end side of the signal source 1 ′ A second voltage dividing circuit 4B for dividing the voltage on the side of the voltage line L, a first A / D converter 21A for taking the output signal from the first voltage dividing circuit 4A into the microcomputer 11, and And a second A / D converter 21B for taking in an output signal from the voltage dividing circuit 4B to the microcomputer 11. In particular, the microcomputer 11 controls the energization of the resonance coil 5 by Digital signal obtained from the first A / D converter 21A When, by the digital signal obtained from the second A / D converter 21B, and a zero-cross detection means 22 for detecting a zero cross point of the signal source 1 '.

この場合、信号源1’のゼロクロス点を検知するためのゼロクロス検知手段22を、共振コイル5への通電を制御するマイコン11にソフトウェア構成として組み込むことで、ゼロクロス検知のハードウェアで担う構成の一部をソフトウェアで実現する。また、信号源1’の中性線N側の電圧と電圧線L側の電圧をそれぞれ分圧して、そこからA/D変換器21により得られたディジタル信号をマイコン11に取り込ませる。これにより、少数の比較的簡単なハードウェア構成で、全波整流などの整流を行なわずに、信号源1’のゼロクロス点を取得することができる。   In this case, the zero cross detection means 22 for detecting the zero cross point of the signal source 1 ′ is incorporated as a software configuration into the microcomputer 11 for controlling the energization of the resonance coil 5 to perform the zero cross detection hardware. The department is realized by software. Further, the voltage on the neutral line N side of the signal source 1 ′ and the voltage on the voltage line L side are divided respectively, and the digital signal obtained by the A / D converter 21 is taken in from the microcomputer 11. This makes it possible to obtain the zero crossing point of the signal source 1 'without rectification such as full wave rectification with a few relatively simple hardware configurations.

また本実施形態では、ゼロクロス検知手段22が検知したゼロクロス点のタイミングにより、一のゼロクロス点から次のゼロクロス点までの時間を計測して、信号源1’の周波数を取得する電源周波数取得手段23が、セロクロス検知手段22と共にマイコン11に組み込まれている。   Further, in the present embodiment, the power supply frequency acquisition unit 23 acquires the frequency of the signal source 1 ′ by measuring the time from one zero cross point to the next zero cross point according to the timing of the zero cross point detected by the zero cross detection unit 22. Are incorporated in the microcomputer 11 together with the cellocross detection means 22.

この場合、ゼロクロス検知手段22で検知されたゼロクロス点を元に、そのタイミングをゼロクロス検知手段22と同じくマイコン11にソフトウェア構成として組み込まれた電源周波数取得手段23で計測することで、少数の比較的簡単なハードウェア構成で、全波整流などの整流を行なわずに信号源1’の周波数を取得することができる。   In this case, based on the zero-crossing point detected by the zero-crossing detecting means 22, the timing is measured by the power supply frequency acquiring means 23 incorporated as a software configuration into the microcomputer 11 as with the zero-crossing detecting means 22. With a simple hardware configuration, it is possible to obtain the frequency of the signal source 1 ′ without performing rectification such as full-wave rectification.

図1、図8〜図10は、本発明の電磁誘導加熱装置の第2実施形態を示している。ここでの電磁誘導加熱装置は、図1で示したシングルエンド方式の発振回路9を有し、発振回路9のスイッチ手段となるスイッチング素子8がIGBTを用いて構成され、IGBTの両端間すなわちコレクターエミッタ間には、トリガ検知信号を発生させるトリガ検知回路(図示せず)が接続される。トリガ検知回路は、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEのレベルに応じたON(オン)またはOFF(オフ)のトリガ検知信号をマイコン11に送出するもので、本実施形態のマイコン11は、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEが0V付近になったことを、トリガ検知回路からの検知信号で受けるトリガOFFの検知から、IGBTのゲートがONになるまでのディレイ時間であるトリガ遅延時間を可変することにより、短絡電流を減少させる構成となっている。 1 and 8 to 10 show a second embodiment of the electromagnetic induction heating device of the present invention. The electromagnetic induction heating device here has the oscillation circuit 9 of the single end system shown in FIG. 1, and the switching element 8 to be the switch means of the oscillation circuit 9 is configured using an IGBT. A trigger detection circuit (not shown) that generates a trigger detection signal is connected between the emitters. The trigger detection circuit sends an ON (on) or OFF (off) trigger detection signal according to the level of the collector-emitter voltage V CE of the IGBT to the microcomputer 11. The microcomputer 11 of this embodiment is an IGBT collector - variable that emitter voltage V CE becomes near 0V, the detection of the trigger OFF receiving the detection signal from the trigger detection circuit, the trigger delay time is a delay time until the gate of the IGBT is turned oN Thus, the short circuit current is reduced.

図8は、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧である「VCE」と、トリガ検知回路からの検知信号である「トリガ」と、IGBTのゲート電圧である「IGBTゲート」のそれぞれの理想的な電圧波形のグラフを示している。従来、複写機用などのシングルエンド方式を用いた誘導加熱コントローラでは、ドライブ回路10からのパルス駆動信号によりIGBTのゲートをONする時に、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEが0Vにまで低下せずに残存していると、IGBTに短絡電流が発生してエネルギーのロスや、最悪では素子の破壊につながる可能性があった。そのため図8に示すように、マイコン11は、トリガOFFのエッジから所定のディレイ時間を経過して、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEが0V付近となったらIGBTのゲートをONにするように、ドライブ回路11によりIGBTを駆動させて、発振回路9がゼロクロス発振となるようにしていた。 FIG. 8 shows ideal voltages of “V CE ” which is a voltage between the collector and the emitter of the IGBT, “trigger” which is a detection signal from the trigger detection circuit, and “IGBT gate” which is a gate voltage of the IGBT. The graph of the waveform is shown. Conventionally, in an induction heating controller using a single-ended method for copying machines, when the gate of the IGBT is turned on by a pulse drive signal from the drive circuit 10, the collector-emitter voltage V CE of the IGBT is reduced to 0V. Otherwise, short-circuit current may occur in the IGBT, which may lead to energy loss and, in the worst case, destruction of the device. Therefore, as shown in FIG. 8, the microcomputer 11 turns on the IGBT gate when the collector-emitter voltage V CE of the IGBT becomes close to 0 V after a predetermined delay time has elapsed from the trigger OFF edge. The IGBT is driven by the drive circuit 11 so that the oscillation circuit 9 becomes zero cross oscillation.

しかしながら実際には、トリガOFFになってからIGBTのゲートをONにするまでのディレイタイミングは、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEの周波数や大きさによって変動する。マイコン11は、ドライブ回路10からIGBTに出力しているゲートON時間により、ディレイ時間を調整する制御を行なっているが、交流電源1の交流電圧が、マイコン11のメモリに記録されている調整用の入力電圧のセンターから増減している時や、該交流電圧のゼロクロス点付近では、トリガ検知回路によるトリガタイミングがずれてしまい、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEが0V付近でIGBTのゲートがONにならず、短絡電流が大きくなっていた。 However, in practice, the delay timing from the trigger OFF to the gate ON of the IGBT fluctuates depending on the frequency and the magnitude of the collector-emitter voltage V CE of the IGBT. Although the microcomputer 11 performs control to adjust the delay time according to the gate ON time output from the drive circuit 10 to the IGBT, the adjustment for which the AC voltage of the AC power supply 1 is recorded in the memory of the microcomputer 11 and when it is increased or decreased from the center of the input voltage, in the vicinity of zero cross point of the AC voltage, may shift if trigger timing by the trigger detecting circuit, a collector of IGBT - emitter voltage V CE of IGBT near 0V gate It did not turn ON, and the short circuit current was large.

これを図9に基づき説明すると、マイコン11は図8の時と同様に、トリガ検知回路によるトリガOFFの検知から、所定のディレイ時間を経過することでドライブ回路10によりIGBTを駆動させる。しかしながら、トリガ検知回路によるトリガOFFのタイミングがずれていると、そのトリガOFFのエッジからディレイ時間を経過しても、IGBTのゲートをONにするタイミングでIGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEが0Vまで落ち切っておらず、やはり短絡電流が発生していた。 This will be described based on FIG. 9. As in the case of FIG. 8, the microcomputer 11 causes the drive circuit 10 to drive the IGBT when a predetermined delay time elapses from the detection of the trigger OFF by the trigger detection circuit. However, if the trigger OFF timing by the trigger detection circuit is deviated, the collector-emitter voltage V CE of the IGBT is 0 V at the timing when the gate of the IGBT is turned ON even if the delay time has elapsed from the trigger OFF edge. The short circuit current still occurred.

そこで本実施形態では、図10に示すように、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEを、抵抗とコンデンサとによる分圧・平均化回路28で分圧・平均化し、この分圧・平均化した電圧をマイコン11に取り込むことで、予めマイコン11のメモリに記録しているテーブル値もしくは計算式に基づいて、マイコン11がトリガOFFの検知からIGBTのゲートがONになるまでのディレイ時間を最適になるように変更する構成を備えている。具体的には、本実施形態では、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEを分圧・平均化してマイコン11に取り込めるように、分圧・平均化回路28として抵抗とコンデンサとの直列回路を、スイッチング素子8の両端間となるIGBTのコレクタとエミッタとの間に接続し、この抵抗とコンデンサの接続点を、マイコン11の入力ポートに接続するように構成している。なお、その他の構成は第1実施形態と共通のものを使用できる。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 10, IGBT collector - emitter voltage V CE, and the partial pressure-averaging by a resistor and a capacitor at a partial pressure-averaging circuit 28, and the partial pressure-averaging By taking the voltage into the microcomputer 11, the delay time from the detection of the trigger OFF to the ON of the IGBT gate is optimized based on the table value or the calculation formula recorded in advance in the memory of the microcomputer 11. Is configured to be changed to Specifically, in this embodiment, the collector of IGBT - to emitter voltage V CE partial pressure-averaged to capture the microcomputer 11, a series circuit of a resistor and a capacitor as a divided voltage-averaging circuit 28, The switching element 8 is connected between the collector and the emitter of the IGBT, and the connection point between the resistor and the capacitor is connected to the input port of the microcomputer 11. The other configuration can be the same as that of the first embodiment.

上記構成の電磁誘導加熱装置について、その作用を図10に基づき説明すると、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEを、分圧・平均化回路28により分圧・平均化した出力信号がマイコン11に取り込まれると、マイコン11は、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEに関する情報である該出力信号から、最適なディレイ時間を算出する。ここで用いられるVCEの情報は、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEが下がったのを、トリガ検知回路が検知してトリガOFFになってから、IGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEが0V付近になるまでの最適なディレイ時間を算出するための情報であれば特に限定されない。マイコン11は最適なディレイ時間の算出後、該ディレイ時間を設定し、トリガOFFエッジからこのディレイ時間を経過したタイミングで、IGBTのゲートをONにする。これにより短絡電流の発生を抑えて、IGBTを最適なタイミングで駆動させることができる。 The operation of the electromagnetic induction heating apparatus having the above configuration will be described based on FIG. 10. The microcomputer 11 outputs an output signal obtained by dividing and averaging the collector-emitter voltage V CE of the IGBT by the voltage dividing and averaging circuit 28. Once captured, the microcomputer 11, a collector of IGBT - from the output signal which is information relating to emitter voltage V CE, and calculates the optimal delay time. Information of V CE, as used herein, the collector of IGBT - from emitter voltage V CE falls, since Triggered OFF trigger detection circuit detects the collector of IGBT - emitter voltage V CE is 0V The information is not particularly limited as long as it is information for calculating an optimal delay time until it becomes near. After calculating the optimal delay time, the microcomputer 11 sets the delay time, and turns on the gate of the IGBT at a timing when this delay time has elapsed from the trigger OFF edge. As a result, the occurrence of a short circuit current can be suppressed, and the IGBT can be driven at an optimal timing.

以上のように、本実施形態の電磁誘導加熱装置では、マイコン11がスイッチング素子8へのスイッチングにより、加熱手段である共振コイル5を通電制御する電磁誘導加熱中に、スイッチング素子8となるIGBTのコレクタ−エミッタ間電圧VCEを、抵抗とコンデンサにより構成される分圧・平均化回路28によって分圧・平均化して、その電圧をマイコン11に取り込ませ、分圧・平均化回路28からマイコン11に送出された出力信号の電圧レベルにより、トリガOFF検知であるトリガ入力から、IGBTのゲートがONになるゲート出力までのディレイ時間を最適にするように変更するソフトウェア構成を、マイコン11に組み込んでいる。 As described above, in the electromagnetic induction heating device according to the present embodiment, the IGBT 11 serving as the switching element 8 during electromagnetic induction heating in which the microcomputer 11 performs energization control of the resonant coil 5 serving as heating means by switching to the switching element 8. collector - emitter voltage V CE, and the partial pressure-averaged by configured partial pressure-averaging circuit 28 by a resistor and a capacitor, the microcomputer 11 and the voltage was taken into the microcomputer 11, the partial pressure-averaging circuit 28 The microcomputer 11 incorporates a software configuration that changes to optimize the delay time from the trigger input, which is trigger OFF detection, to the gate output when the gate of the IGBT is turned on, based on the voltage level of the output signal sent to There is.

そのため、トリガ検知回路によるトリガタイミングがずれた場合であっても、分圧・平均化回路28からの出力信号を利用して、マイコン11がディレイ時間を最適に可変してゼロクロス発振を行なうことができ、短絡電流の発生を低減させることができる。   Therefore, even when the trigger timing by the trigger detection circuit deviates, the microcomputer 11 can perform the zero cross oscillation by optimally varying the delay time by using the output signal from the voltage dividing / averaging circuit 28. It is possible to reduce the occurrence of short circuit current.

本発明の電磁誘導加熱装置の第3実施形態について、前述の図1を参照してその構成を説明する。ここでの電磁誘導加熱装置も、スイッチング素子8がIGBTを用いて構成され、またマイコン11は、共振コイル5を通電制御する際に、入力電流検知回路3で得られた入力電流の検知データと、入力電圧検知回路12で得られた入力電圧の検知データとにより、発振回路9への実際の入力電力を算出し、この実際の入力電力が設定された電力となるようにドライブ回路10へ制御信号を送出して、IGBTをスイッチング動作させる。その際に、IGBTをONした時には、IGBTのOFF中の時と比較して、入力電圧検知回路12で検知される入力電圧が降下し、さらに発振回路9への入力電流量により入力電圧の降下量も異なるため、本実施形態ではその入力電流量に応じて入力電圧の降下量を補正するような電圧降下量補正手段を、マイコン11にソフトウェア構成として備えている。その他の構成は、第1実施形態や第2実施形態の電磁誘導加熱装置と共通する。   The configuration of a third embodiment of the electromagnetic induction heating device according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 described above. Also in the electromagnetic induction heating device here, the switching element 8 is configured using an IGBT, and when the microcomputer 11 performs energization control of the resonant coil 5, detection data of the input current obtained by the input current detection circuit 3 and Based on the detection data of the input voltage obtained by the input voltage detection circuit 12, the actual input power to the oscillation circuit 9 is calculated, and the drive circuit 10 is controlled so that the actual input power becomes the set power. A signal is sent to cause the IGBT to perform switching operation. At that time, when the IGBT is turned on, the input voltage detected by the input voltage detection circuit 12 drops compared to when the IGBT is turned off, and the input voltage is further dropped by the amount of input current to the oscillation circuit 9 Since the amount is also different, in the present embodiment, the microcomputer 11 is provided with a software drop amount correction means that corrects the drop amount of the input voltage according to the input current amount. The other configuration is the same as the electromagnetic induction heating device of the first embodiment or the second embodiment.

シングルエンド方式の共振形高周波インバータを用いた誘導加熱コントローラ、すなわち単一のスイッチング素子8を使用した電磁誘導加熱装置では、IGBTのゲートをONすると、入力電圧に電圧降下が発生する。そのため従来は、マイコン11が「定格電力時の入力電圧」−「電磁誘導加熱OFF中の入力電圧」を算出することで、電圧オフセット量を決定し、電磁誘導加熱のOFF中は、入力電圧検知回路12の検知信号に基づく入力電圧の計算結果に、決定した電圧オフセット量で電圧降下分をオフセットすることにより、電圧補正分のずれを補正していた。しかしながら、実際の電圧降下量は一律ではなく、IGBTのゲートのON時間により変動するため、電磁誘導加熱のON中でも電圧降下分による入力電圧計算結果のずれが生じてしまっていた。   In an induction heating controller using a single-ended resonant high frequency inverter, that is, an electromagnetic induction heating apparatus using a single switching element 8, when the gate of the IGBT is turned on, a voltage drop occurs in the input voltage. Therefore, conventionally, the microcomputer 11 determines the voltage offset amount by calculating “input voltage at rated power” − “input voltage during electromagnetic induction heating OFF”, and while the electromagnetic induction heating is OFF, detects the input voltage By offsetting the voltage drop by the determined voltage offset amount on the calculation result of the input voltage based on the detection signal of the circuit 12, the deviation of the voltage correction is corrected. However, the actual amount of voltage drop is not uniform, and fluctuates depending on the ON time of the gate of the IGBT. Therefore, even when the electromagnetic induction heating is ON, deviation of the input voltage calculation result occurs due to the voltage drop.

この問題を解決するには、例えばIGBTのゲートのON時間に応じて電圧降下量を補正することにより、電圧降下分による入力電圧計算結果のずれを低減し、入力電力計算精度を向上させることが考えられる。しかしながら、IGBTのゲートのON時間が同一でも、入力電圧のレベルにより電圧降下量に差が出てしまい、上述の補正の精度が十分ではなかった。   In order to solve this problem, for example, by correcting the voltage drop amount according to the ON time of the gate of the IGBT, the deviation of the input voltage calculation result due to the voltage drop can be reduced and the input power calculation accuracy can be improved. Conceivable. However, even if the on time of the gate of the IGBT is the same, the amount of voltage drop differs depending on the level of the input voltage, and the above-mentioned correction accuracy is not sufficient.

そこで本実施形態では、電圧降下量が入力電流の量に比例して増加することに着目して、入力電流に応じた電圧降下量の特性を予め測定し、データテーブルもしくは計算式を算出してマイコン11のメモリ(ROM)に記録しておく。そして、マイコン11がIGBTをスイッチング動作させる際に、IGBTのON中は電圧降下量補正手段により、メモリに記憶したテーブル若しくは計算式に基づき、入力電流の量に応じて入力電圧の降下量を補正することで、電圧降下分による入力電圧計算結果のずれを低減して、入力電圧の計算精度を向上させている。   Therefore, in the present embodiment, focusing on the fact that the voltage drop amount increases in proportion to the amount of input current, the characteristics of the voltage drop amount according to the input current are measured in advance, and a data table or a calculation formula is calculated. It is recorded in the memory (ROM) of the microcomputer 11. Then, when the microcomputer 11 performs the switching operation of the IGBT, the voltage drop correction means corrects the drop of the input voltage according to the amount of the input current based on the table or calculation formula stored in the memory while the IGBT is ON. By doing this, the deviation of the input voltage calculation result due to the voltage drop is reduced, and the calculation accuracy of the input voltage is improved.

図11は、本実施形態の電磁誘導加熱装置において、IGBTひいては電磁誘導加熱をONした時の入力電流と入力電圧を測定した波形図を示している、同図において、電磁誘導加熱がOFFからONに切替わるA点以降は、IGBTを含む発振回路9に大きな入力電流が流れており、電磁誘導加熱がONからOFFに切替わるB点以降は、発振回路9への入力電流の量がA点の略半分程度に変動する。それに対して、入力電圧の電圧降下量は入力電流の量に比例して増加しており、A点以降の入力電流が大きい時には入力電圧の電圧降下量も大きくなっており、B点以降の入力電流が小さい時には、入力電圧の電圧降下量もA点以降の略半分程度に小さくなっている。   FIG. 11 shows a waveform diagram in which the input current and the input voltage are measured when the IGBT and hence the electromagnetic induction heating is turned on in the electromagnetic induction heating device of the present embodiment. In the figure, the electromagnetic induction heating is turned off from on A large input current flows through the oscillation circuit 9 including the IGBT after switching to the point A, and after the point B when the electromagnetic induction heating switches from ON to OFF, the amount of input current to the oscillating circuit 9 is the point A It fluctuates to about half of the On the other hand, the amount of voltage drop of the input voltage increases in proportion to the amount of input current, and when the input current after point A is large, the amount of voltage drop of the input voltage is also large. When the current is small, the voltage drop amount of the input voltage is also reduced to about half after point A.

本実施形態では、図11に示すような「入力電流−電圧降下量」特性を予め測定し、データテーブルもしくは計算式を算出してマイコン11のROM(図示せず)に記録している。また、何れも抵抗とコンデンサにより構成される、入力電圧用と入力電流用の分圧・平均化回路(図示せず)を備えており、これらの入力電圧用と入力電流用の分圧・平均化回路により分圧・平均化した出力信号をマイコン11に取り込み、電磁誘導加熱のON中は、マイコン11に組み込まれた電圧降下量補正手段が、ROMに記録したデータテーブルもしくは計算式に基づき、入力電流用の分圧・平均化回路からの出力信号により算出される入力電流量に応じた電圧降下のオフセット量を決定し、入力電圧用の分圧・平均化回路からの出力信号により算出される入力電圧に対し、決定した電圧降下のオフセット量分を補正する構成となっている。そのため、入力電圧計算結果と入力電流計算結果の積により算出される入力電力計算結果の精度を向上させることができる。なお、入力電流用の分圧・平均化回路の出力信号の代わりに、入力電流検知回路3で得られた検知信号を用いて、発振回路9への入力電流を算出してもよく、また入力電圧用の分圧・平均化回路の出力信号の代わりに、入力電圧検知回路12で得られた検知信号を用いて、発振回路9の入力電圧を算出してもよい。   In this embodiment, the “input current-voltage drop amount” characteristic as shown in FIG. 11 is measured in advance, a data table or a calculation formula is calculated, and is recorded in the ROM (not shown) of the microcomputer 11. In addition, voltage dividing and averaging circuits (not shown) for input voltage and input current, both of which are composed of a resistor and a capacitor, are provided, and voltage division and average for these input voltage and input current are provided. Based on the data table or calculation formula recorded in the ROM, the voltage drop correction means incorporated in the microcomputer 11 takes in the output signal which has been divided and averaged by the conversion circuit into the microcomputer 11 and the electromagnetic induction heating is ON. The offset amount of the voltage drop is determined according to the amount of input current calculated from the output signal from the voltage division and averaging circuit for input current, and calculated from the output signal from the voltage division and averaging circuit for input voltage The offset amount of the determined voltage drop is corrected with respect to the input voltage. Therefore, the accuracy of the input power calculation result calculated by the product of the input voltage calculation result and the input current calculation result can be improved. The input current to the oscillation circuit 9 may be calculated using the detection signal obtained by the input current detection circuit 3 instead of the output signal of the voltage division and averaging circuit for input current. The input voltage of the oscillation circuit 9 may be calculated using a detection signal obtained by the input voltage detection circuit 12 instead of the output signal of the voltage dividing / averaging circuit for voltage.

以上のように、本実施形態の電磁誘導加熱装置では、マイコン11がスイッチング素子8へのスイッチングにより、加熱手段である共振コイル5を通電制御する電磁誘導加熱中に、何れも抵抗とコンデンサとにより構成される入力電圧用および入力電流用の分圧・平均化回路により、それぞれ分圧・平均化した出力信号をマイコン11に取り込み、マイコン11のメモリとなる例えばROMに記録しているデータテーブルもしくは計算式に基づき、入力電流用の分圧・平均化回路からの出力信号で得られた入力電流の量により、その入力電流の量に見合う入力電圧の電圧降下オフセット量を決定している。そのため、電圧降下による入力電圧の計算結果のずれ量をマイコン11の内部で補正することができ、入力電力の計算精度を向上させることができる。   As described above, in the electromagnetic induction heating apparatus according to the present embodiment, the microcomputer 11 performs switching control to the switching element 8 to control the energization of the resonance coil 5 serving as heating means during electromagnetic induction heating, both by the resistor and the capacitor. A data table or the like stored in ROM, for example, which becomes the memory of the microcomputer 11, by taking the divided output signals respectively divided and averaged by the voltage division and averaging circuits for input voltage and input current configured Based on the formula, the amount of input current obtained by the output signal from the voltage division and averaging circuit for the input current determines the voltage drop offset amount of the input voltage that matches the amount of the input current. Therefore, the deviation amount of the calculation result of the input voltage due to the voltage drop can be corrected inside the microcomputer 11, and the calculation accuracy of the input power can be improved.

本発明の電磁誘導加熱装置の第4実施形態について、前述の図1及び図2を参照して説明する。ここでの電磁誘導加熱装置は、従来の入力電圧と入力電流の100ms毎のフィードバックに代わり、ゼロクロス点を基準に交流電源1の電源周期毎に入力電圧と入力電流の値を平均値化して、マイコン11にフィードバックを行なう構成を備えている。それ以外の構成は、第1実施形態の電磁誘導加熱装置と共通する。   A fourth embodiment of the electromagnetic induction heating device of the present invention will be described with reference to the aforementioned FIG. 1 and FIG. The electromagnetic induction heating device here averages the values of the input voltage and the input current for each power supply cycle of the AC power supply 1 based on the zero cross point, instead of the feedback every 100 ms of the conventional input voltage and input current, The microcomputer 11 is configured to perform feedback. The other configuration is common to the electromagnetic induction heating device of the first embodiment.

誘導加熱制御装置となるマイコン11は、スイッチング素子8をスイッチング動作させることにより、共振コンデンサ7と、加熱コイルである共振コイル5に高周波の電流を供給する。その際に従来は、入力電流検知回路3で得られた入力電流の検知データと、入力電圧検知回路12で得られた入力電圧の検知データとを、100ms毎にマイコン11にフィードバックして、実際の入力電力となる指定電力を公差内にするようにマイコン11が調整していた。しかしながら、この構成では交流電源1の周波数の変動が考慮されておらず、上述の方法に加えて、ランダムのタイミングで取得した50ms間の入力電流および入力電圧の検出データの平均値を用いて、マイコン11内で計算を行なう必要があった。   The microcomputer 11 serving as the induction heating control device performs a switching operation of the switching element 8 to thereby supply a high frequency current to the resonant capacitor 7 and the resonant coil 5 which is a heating coil. At that time, conventionally, the detection data of the input current obtained by the input current detection circuit 3 and the detection data of the input voltage obtained by the input voltage detection circuit 12 are fed back to the microcomputer 11 every 100 ms. The microcomputer 11 is adjusting so that the designated power which is the input power of is within the tolerance. However, in this configuration, the fluctuation of the frequency of the AC power supply 1 is not taken into consideration, and in addition to the method described above, the average value of detection data of input current and input voltage for 50 ms acquired at random timing is used. It was necessary to calculate in the microcomputer 11.

そこで本実施形態では、マイコン11へのフィードバックを、ゼロクロス検知手段22で検知したゼロクロス点を基準として、入力電流検知回路3からの検知信号で得られる入力電流の値と、入力電圧検知回路12からの検知信号で得られる入力電圧の値を、交流電源1の電源周期毎に平均値化して、マイコン11にフィードバックを行なうフィードバック手段(図示せず)を、例えばマイコン11のソフトウェア構成として組み込んでいる。したがって、本実施形態の誘導加熱制御装置は図1及び図2に示すように、電流検知回路3や入力電圧検知回路12に加えて、整流平滑回路2の前段に、交流電源1から供給される交流電圧の値がゼロとなるゼロクロス点を検知するゼロクロス検知装置15を備える。なお、分圧回路4の構成は第1実施形態と同様であってよい。また図示しないが、入力電流検知回路3からの検知信号を入力電流のディジタル信号に変換するA/D変換器と、入力電圧検知回路12からの検知信号を入力電圧のディジタル信号に変換するA/D変換器とを備え、フィードバック手段はこれらのディジタル信号の値を、ゼロクロス検知手段22で検知した一のゼロクロス点から次のゼロクロス点までの間に複数回取り込んで、各ディジタル信号の値の平均値をマイコン11にフィードバックしてもよい。   Therefore, in the present embodiment, the value of the input current obtained by the detection signal from the input current detection circuit 3 and the input voltage detection circuit 12 with the feedback to the microcomputer 11 on the basis of the zero cross point detected by the zero cross detection means 22 The feedback means (not shown) for performing feedback to the microcomputer 11 is incorporated as a software configuration of the microcomputer 11, for example, by averaging the value of the input voltage obtained by the detection signal of FIG. . Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, the induction heating control device of the present embodiment is supplied from the AC power supply 1 at the front stage of the rectifying and smoothing circuit 2 in addition to the current detection circuit 3 and the input voltage detection circuit 12. A zero cross detection device 15 is provided that detects a zero cross point at which the value of the AC voltage is zero. The configuration of the voltage dividing circuit 4 may be the same as that of the first embodiment. Although not shown, the A / D converter converts the detection signal from the input current detection circuit 3 into a digital signal of the input current, and A / D converts the detection signal from the input voltage detection circuit 12 into a digital signal of the input voltage. D-converter, and the feedback means takes values of these digital signals several times between one zero-crossing point detected by the zero-crossing detecting means 22 and the next zero-crossing point, and averages the values of the respective digital signals. The value may be fed back to the microcomputer 11.

次に上記構成について、その作用を説明すると、先ずゼロクロス検知手段22が、第1実施形態で説明したように交流電源1のゼロクロス点を検知すると、フィードバック手段は、マイコン11の読み取りタイミング毎に、入力電流検知回路3で得られた入力電流の検知データと、入力電圧検知回路12で得られた入力電圧の検知データを取り込み、それらの値をマイコン11のメモリに記録する。その後、ゼロクロス検知手段22が再びゼロクロス点を検知した時、マイコン11は、それまで記録している入力電流および入力電圧の値を、ゼロクロス点を基準にした交流電源1の周期毎に平均値化し、この平均値を用いてマイコン11へのフィードバックを行なって、発振回路9への実際の入力電力となる指定電力を公差内に調整する。このように構成することにより、交流電源1の周波数の変動に関わらず、安定してマイコン11へのフィードバックを行なうことができ、入力電流と入力電圧との積算値となる入力電力の精度を向上させることができる。   Next, the operation of the above configuration will be described. First, when the zero cross detection means 22 detects the zero cross point of the AC power supply 1 as described in the first embodiment, the feedback means detects the read timing of the microcomputer 11 every time The detection data of the input current obtained by the input current detection circuit 3 and the detection data of the input voltage obtained by the input voltage detection circuit 12 are taken in, and their values are recorded in the memory of the microcomputer 11. Thereafter, when the zero cross detection means 22 detects the zero cross point again, the microcomputer 11 averages the values of the input current and the input voltage recorded so far for every cycle of the AC power supply 1 based on the zero cross point. The average value is used to perform feedback to the microcomputer 11 to adjust the designated power, which is the actual input power to the oscillation circuit 9, within the tolerance. With such a configuration, feedback to the microcomputer 11 can be stably performed regardless of fluctuations in the frequency of the AC power supply 1, and the accuracy of input power that is an integrated value of input current and input voltage is improved. It can be done.

以上のように、本実施形態の電磁誘導加熱装置では、共振コイル5と共振コンデンサ7とからなる共振回路6と、該共振回路6へ高周波電流を供給するスイッチング素子8と、スイッチング素子8を駆動させるドライブ回路10と、入力電流を検知する入力電流検知回路3と、入力電圧を検知する入力電圧検知回路12と、ゼロクロス点を検知するゼロクロス検知装置15と、A/D変換された入力電流および入力電圧のディジタル値を、ゼロクロス点を基準にした交流電源1の周期毎に平均値化し、ゼロクロス基準で交流電源1の周期間のA/D変換されたディジタル値の平均値を用いて、マイコン11へのフィードバックを行なうフィードバック手段と、を備えている。そのため、交流電源1の周波数の変動に関わらず、安定してマイコン11へのフィードバックを行なうことができ、電力の精度を向上させることができる。   As described above, in the electromagnetic induction heating apparatus according to the present embodiment, the resonant circuit 6 including the resonant coil 5 and the resonant capacitor 7, the switching element 8 for supplying high frequency current to the resonant circuit 6, and the switching element 8 are driven. Drive circuit 10, an input current detection circuit 3 for detecting an input current, an input voltage detection circuit 12 for detecting an input voltage, a zero cross detection device 15 for detecting a zero cross point, an A / D converted input current and The microcomputer converts the digital value of the input voltage to the cycle of the AC power supply 1 based on the zero-crossing point, and uses the average value of the A / D-converted digital values during the cycle of the AC power supply 1 on the zero-crossing basis. And 11) feedback means for performing feedback. Therefore, regardless of the fluctuation of the frequency of the AC power supply 1, the feedback to the microcomputer 11 can be stably performed, and the accuracy of the power can be improved.

図12〜図14は、本発明の電磁誘導加熱装置の第5実施形態を示している。ここでの電磁誘導加熱装置は、逆流防止用ダイオードの短絡故障を検知する故障検知回路において、ハードウェアで担う機能の一部をソフトウェアで実現し、2つのアナログ入力ポートで取得したA/D変換値を比較することにより、逆流防止用ダイオードの故障を検知する構成となっている。   12 to 14 show a fifth embodiment of the electromagnetic induction heating device of the present invention. The electromagnetic induction heating device here is a failure detection circuit that detects a short-circuit failure of a reverse current prevention diode, and software realizes a part of the function of hardware and A / D conversion acquired by two analog input ports. By comparing the values, it is configured to detect a failure of the backflow prevention diode.

従来は、逆流防止用ダイオードの短絡故障を検知するために故障検知回路を構成する必要があり、該故障検知回路では、コンパレータなどの多数の素子を追加する必要があったため、コストアップが問題であった。そこで本実施形態では、故障検知回路においてハードウェアで担う機能の一部をソフトウェアで実現し、比較的簡単な構成かつ安全性の高い逆流防止用ダイオードの短絡故障検知回路を構成している。   In the past, it was necessary to configure a fault detection circuit to detect a short circuit fault in the backflow prevention diode, and in the fault detection circuit, it was necessary to add a large number of elements such as a comparator, resulting in an increase in cost. there were. Therefore, in the present embodiment, a part of the function of the hardware in the failure detection circuit is realized by software, and a short circuit failure detection circuit for a backflow prevention diode with a relatively simple configuration and high safety is configured.

図12は、本実施形態の要部構成を示す回路ブロック図である。1”は信号源であり、交流電圧を全波整流した電圧を出力している(図13,図14)。31は、故障検知対象となる逆流防止用のダイオードであり、ダイオード31のアノードは信号源1”と接続され、ダイオード31のカソードから電圧が出力している。32は、ダイオード31が故障したか否かを検知する故障検知回路であり、ダイオード31のアノードとカソードに、故障検知回路32の一対の入力端子が接続されている。   FIG. 12 is a circuit block diagram showing the main configuration of the present embodiment. 1 '' is a signal source and outputs a voltage obtained by full-wave rectification of AC voltage (FIG. 13, FIG. 14) 31 is a diode for backflow prevention to be subjected to failure detection; The voltage is output from the cathode of the diode 31 in connection with the signal source 1 ′ ′. A failure detection circuit 32 detects whether or not the diode 31 has a failure. A pair of input terminals of the failure detection circuit 32 are connected to the anode and the cathode of the diode 31.

次に故障検知回路32の構成を説明すると、33Aはダイオード31のカソード側の電圧を分圧する第1の分圧回路、33Bはダイオード31のアノード側の電圧を分圧する第2の分圧回路である。これらは、ダイオード31の前後の電圧を分圧する分圧回路33を構成する。第1の分圧回路33Aの入力側端子はダイオード31のカソードに接続され、第1の分圧回路33Aの出力側端子はマイコン11の第1のアナログ入力ポート37Aに接続されている。また、第1の分圧回路33Aの入力側端子とダイオード31のカソードの間に電解コンデンサ35の正極側が接続され、電解コンデンサ35の負極側は接地端子に接続されている。   Next, the configuration of the failure detection circuit 32 will be described. 33A is a first voltage dividing circuit that divides the voltage on the cathode side of the diode 31 and 33B is a second voltage dividing circuit that divides the voltage on the anode side of the diode 31 is there. These constitute a voltage dividing circuit 33 that divides the voltage before and after the diode 31. The input side terminal of the first voltage dividing circuit 33A is connected to the cathode of the diode 31, and the output side terminal of the first voltage dividing circuit 33A is connected to the first analog input port 37A of the microcomputer 11. The positive electrode side of the electrolytic capacitor 35 is connected between the input terminal of the first voltage dividing circuit 33A and the cathode of the diode 31, and the negative electrode side of the electrolytic capacitor 35 is connected to the ground terminal.

なお、第1の分圧回路33Aは、ダイオード31のカソード側の電圧を分圧する構成であれば特に限定されず、第1実施形態における第1の分圧回路4Aのような構成でもよい。この場合、ダイオード31、電解コンデンサ35および第1の分圧回路33Aがピークホールド回路として作用し、その時はダイオード31が整流回路に、電解コンデンサ35がピーク値を保持するホールドコンデンサに、接地端子に接続される第1の分圧回路33Aの抵抗が、電解コンデンサ35の電圧を放電する放電回路に、それぞれ相当する。   The first voltage divider circuit 33A is not particularly limited as long as it is configured to divide the voltage on the cathode side of the diode 31, and may be configured as the first voltage divider circuit 4A in the first embodiment. In this case, the diode 31, the electrolytic capacitor 35 and the first voltage dividing circuit 33A function as a peak hold circuit, and at that time, the diode 31 functions as a rectifier circuit and the electrolytic capacitor 35 holds a peak value to a ground capacitor. The resistances of the first voltage dividing circuit 33A to be connected correspond to discharge circuits for discharging the voltage of the electrolytic capacitor 35, respectively.

第2の分圧回路33Bの入力側端子はダイオード31のアノードに接続され、第2の分圧回路33Bの出力側端子はピークホールド回路36の入力側端子に接続され、ピークホールド回路36の出力側端子はマイコン11の第2のアナログ入力ポート37Bに接続されている。第2の分圧回路33Bは、ダイオード31のアノード側の電圧を分圧する構成であれば特に限定されず、第1実施形態における第2の分圧回路4Bのような構成でもよい。   The input terminal of the second voltage divider circuit 33B is connected to the anode of the diode 31, and the output terminal of the second voltage divider circuit 33B is connected to the input terminal of the peak hold circuit 36. The output of the peak hold circuit 36 The side terminal is connected to the second analog input port 37 B of the microcomputer 11. The second voltage dividing circuit 33B is not particularly limited as long as it is configured to divide the voltage on the anode side of the diode 31. The second voltage dividing circuit 33B may be configured as the second voltage dividing circuit 4B in the first embodiment.

本実施形態では、故障検知回路32が正常で、ダイオード31、ピークホールド回路36のいずれも故障していない時に、第1のアナログ入力ポート37Aに取り込まれる第1の分圧回路33Aからの出力信号の電圧と、第2のアナログ入力ポート37Bに取り込まれるピークホールド回路36からの出力信号の電圧とが、ほぼ等しくなるように構成されている。またマイコン11は、図示しないA/D変換器を備えており、第1のアナログ入力ポート37Aおよび第2のアナログ入力ポート37Bからの電圧は、A/D変換器によりディジタル信号に変換されて、その値がマイコン11のメモリ(図示せず)に記録される。マイコン11は、これらの記録されたA/D変換値から、それぞれ第1の閾値、第2の閾値を生成して、逆流防止用のダイオード31の短絡故障検知や、その短絡故障検知に必要なピークホールド回路36の故障検知を行なうソフトウェア構成として、故障検知手段39を備えている。なお、その他の構成は、第1の実施形態と共通する。   In this embodiment, the output signal from the first voltage dividing circuit 33A taken into the first analog input port 37A when the failure detection circuit 32 is normal and neither the diode 31 nor the peak hold circuit 36 fails. And the voltage of the output signal from the peak hold circuit 36 taken into the second analog input port 37B are substantially equal. Further, the microcomputer 11 includes an A / D converter (not shown), and voltages from the first analog input port 37A and the second analog input port 37B are converted into digital signals by the A / D converter, The value is recorded in the memory (not shown) of the microcomputer 11. The microcomputer 11 generates a first threshold value and a second threshold value respectively from these recorded A / D conversion values, and is necessary for detecting a short circuit failure of the diode 31 for backflow prevention and detecting the short circuit failure. As a software configuration for detecting a failure of the peak hold circuit 36, failure detection means 39 is provided. The other configuration is common to the first embodiment.

次に、上記構成の故障検知回路32を備えた電磁誘導加熱装置について、図13と図14の波形図を参照して詳しく説明する。   Next, an electromagnetic induction heating apparatus provided with the failure detection circuit 32 of the above configuration will be described in detail with reference to the waveform diagrams of FIG. 13 and FIG.

図13は、ダイオード31の短絡故障時における検知方法を説明するための波形図である。ここでは、ダイオード31の短絡故障が発生する前後において、信号源1”の電圧、第1のアナログ入力ポート37Aの電圧をA/D変換した第1のディジタル値、第2のアナログ入力ポート37Bの電圧をA/D変換した第2のディジタル値、第2のディジタル値から計算された第2の閾値の時間変化を示している。第2の閾値は、第2のアナログ入力ポート37Bの電圧値に依存し、この電圧値から得られる第2のディジタル値よりも、ΔVだけ低くなるように生成されている。   FIG. 13 is a waveform diagram for explaining a detection method at the time of a short circuit failure of the diode 31. As shown in FIG. Here, before and after the occurrence of a short circuit failure of the diode 31, the voltage of the signal source 1 ′ ′, the first digital value obtained by A / D converting the voltage of the first analog input port 37A, the second digital input port 37B The figure shows a second digital value obtained by A / D converting the voltage and a time change of a second threshold value calculated from the second digital value The second threshold value is a voltage value of the second analog input port 37B. And is generated to be ΔV lower than a second digital value obtained from this voltage value.

先ずダイオード31、ピークホールド回路36のいずれも故障していない時は、上述したように、第1のアナログ入力ポート37Aの電圧と第2のアナログ入力ポート37Bの電圧はほぼ等しい。そのためマイコン11は、第1のアナログ入力ポート37Aの電圧をA/D変換した第1のディジタル値を、第2の閾値と比較するが、この場合は第2の閾値よりも第1のディジタル値が高いので、ダイオード31やピークホールド回路36は何れも故障していないと判定する。   First, when neither the diode 31 nor the peak hold circuit 36 fails, as described above, the voltage of the first analog input port 37A and the voltage of the second analog input port 37B are substantially equal. Therefore, the microcomputer 11 compares the first digital value obtained by A / D converting the voltage of the first analog input port 37A with the second threshold. In this case, the first digital value is higher than the second threshold. Therefore, it is determined that neither the diode 31 nor the peak hold circuit 36 has failed.

一方、ダイオード31が短絡故障となると、第2のアナログ入力ポート37Bの電圧に対して第1のアナログ入力ポート37Aの電圧が低下してしまう。そのため、第1のアナログ入力ポート37Aの電圧に対応する第1のディジタル値が第2の閾値以下になると、マイコン11はこれを検知して、ダイオード31が短絡故障になったと判定する。こうしてマイコン11が、第2のアナログ入力ポート37Bの電圧をA/D変換した第2のディジタル値から生成される第2の閾値と、第1のアナログ入力ポート37Aの電圧をA/D変換した第1のディジタル値とを比較することにより、どのような定格のダイオード31であっても、ダイオード31が短絡故障になったことを確実に検知することができる。   On the other hand, when the diode 31 causes a short circuit failure, the voltage of the first analog input port 37A drops with respect to the voltage of the second analog input port 37B. Therefore, when the first digital value corresponding to the voltage of the first analog input port 37A falls below the second threshold, the microcomputer 11 detects this and determines that the diode 31 has a short circuit failure. Thus, the microcomputer 11 A / D converts the second threshold value generated from the second digital value obtained by A / D converting the voltage of the second analog input port 37B and the voltage of the first analog input port 37A. By comparing the first digital value, it is possible to reliably detect that the diode 31 has a short circuit failure, regardless of the rating of the diode 31.

図14は、ピークホールド回路36の故障時における検知方法を説明するための波形図である。ここでは、ダイオード31の短絡故障が発生する前後において、信号源1”の電圧、第1のアナログ入力ポート37Aの電圧をA/D変換した第1のディジタル値、第2のアナログ入力ポート37Bの電圧をA/D変換した第2のディジタル値、第1のディジタル値から計算された第1の閾値の時間変化を示している。第1の閾値は、第1のアナログ入力ポート37Aの電圧値に依存し、この電圧値から得られる第1のディジタル値よりも、Δvだけ低くなるように生成されている。   FIG. 14 is a waveform diagram for explaining a detection method at the time of failure of the peak hold circuit 36. As shown in FIG. Here, before and after the occurrence of a short circuit failure of the diode 31, the voltage of the signal source 1 ′ ′, the first digital value obtained by A / D converting the voltage of the first analog input port 37A, the second digital input port 37B The second digital value obtained by A / D converting the voltage and the time change of the first threshold calculated from the first digital value indicate the voltage value of the first analog input port 37A. And is generated to be lower by Δv than the first digital value obtained from this voltage value.

先ずダイオード31、ピークホールド回路36のいずれも故障していない時は、上述したように、第1のアナログ入力ポート37Aの電圧と第2のアナログ入力ポート37Bの電圧はほぼ等しい。そのためマイコン11は、第2のアナログ入力ポート37Bの電圧をA/D変換した第2のディジタル値を、第1の閾値と比較するが、この場合は第1の閾値よりも第2のディジタル値が高いので、ダイオード31やピークホールド回路36は故障しておらず正常であると判定する。   First, when neither the diode 31 nor the peak hold circuit 36 fails, as described above, the voltage of the first analog input port 37A and the voltage of the second analog input port 37B are substantially equal. Therefore, the microcomputer 11 compares the second digital value obtained by A / D converting the voltage of the second analog input port 37B with the first threshold. In this case, the second digital value is higher than the first threshold. Therefore, it is determined that the diode 31 and the peak hold circuit 36 have not failed and are normal.

一方、ピークホールド回路36が故障して、その機能を失った時は、図13に示すように、第1のアナログ入力ポート37の電圧に対して第2のアナログ入力ポート37Bの電圧が低下してしまう。そのため、第2のアナログ入力ポート37Bの電圧に対応する第2のディジタル値が第1の閾値以下になると、マイコン11はこれを検知して、ピークホールド回路36が故障して、その機能を失ったと判定する。こうしてマイコン11が、第1のアナログ入力ポート37の電圧をA/D変換した第1のディジタル値から生成される第1の閾値と、第2のアナログ入力ポート37Bの電圧をA/D変換した第2のディジタル値とを比較することにより、故障検知回路32の一部であるピークホールド回路36の故障を検知することができ、該故障検知回路32の正常性を確実に監視することができる。   On the other hand, when the peak hold circuit 36 breaks down and loses its function, the voltage of the second analog input port 37B decreases with respect to the voltage of the first analog input port 37, as shown in FIG. It will Therefore, when the second digital value corresponding to the voltage of the second analog input port 37B becomes lower than the first threshold, the microcomputer 11 detects this and the peak hold circuit 36 breaks down and loses its function. It is determined that Thus, the microcomputer 11 A / D converts the first threshold value generated from the first digital value obtained by A / D converting the voltage of the first analog input port 37 and the voltage of the second analog input port 37B. By comparing the second digital value, it is possible to detect a failure of the peak hold circuit 36 which is a part of the failure detection circuit 32, and to reliably monitor the normality of the failure detection circuit 32. .

以上のように、本実施形態では、信号源1’’からの電力を受けて被加熱物を電磁誘導加熱する加熱手段としての共振コイル5と、共振コイル5への通電を制御する制御手段としてのマイコン11とを備えた電磁誘導加熱装置において、ダイオード31のカソード側の電圧を分圧する第1の分圧回路33Aと、ダイオード31のアノード側の電圧を分圧する第2の分圧回路33Bと、第2の分圧回路33Bで分圧した電圧のピークをホールドするピークホールド回路36と、を備え、第1の分圧回路33Aで分圧した電圧を第1のアナログ入力ポート37Aに取り込む一方で、ピークホールド回路36でピークをホールドした電圧を第2のアナログ入力ポート37Bに取り込んで、逆流防止用のダイオード31の短絡故障、および該短絡故障の検知に必要となるピークホールド回路36の故障を検知するソフトウェア構成を、マイコン11に故障検知手段39として組み込んでいる。   As described above, in the present embodiment, the resonance coil 5 as heating means for heating the object to be heated by receiving electric power from the signal source 1 ′ ′ and control means for controlling energization of the resonance coil 5 In the electromagnetic induction heating apparatus including the microcomputer 11, the first voltage dividing circuit 33A for dividing the voltage on the cathode side of the diode 31 and the second voltage dividing circuit 33B for dividing the voltage on the anode side of the diode 31 And a peak hold circuit 36 for holding the peak of the voltage divided by the second voltage divider circuit 33B, and the voltage divided by the first voltage divider circuit 33A is taken into the first analog input port 37A. , The voltage holding the peak in the peak hold circuit 36 is taken into the second analog input port 37B, and a short circuit failure of the diode 31 for backflow prevention and the short circuit failure A software configuration for detecting the failure of the peak hold circuit 36 required for the detection, incorporates as a failure detecting means 39 to the microcomputer 11.

この場合、ダイオード31やピークホールド回路36の故障を検知するための故障検知手段39を、共振コイル5への通電を制御するマイコン11にソフトウェア構成として組み込むことで、故障検知のハードウェアで担う構成の一部をソフトウェアで実現する。また、ダイオード31のカソード側とアノード側の電圧をそれぞれ分圧して、これをマイコン11の第1のアナログ入力ポート37Aと第2のアナログ入力ポート37Bに取り込ませる。これにより、コンパレータを用いることなく、少数のハードウェアの比較的簡単な構成で逆流防止用のダイオード31の短絡故障の検知を行なうことができる。またここでは、短絡故障の検知に必要となるピークホールド回路36の故障も検知できるので、該短絡故障の検知機能の健全性を常に監視することにより、短絡故障検知機能をより安全に運用でき、安全性の高い短絡故障検知機能を提供することができる。   In this case, the failure detection means 39 for detecting the failure of the diode 31 and the peak hold circuit 36 is incorporated in the microcomputer 11 for controlling the energization of the resonance coil 5 as a software configuration, and the hardware is responsible for the failure detection. To realize part of the software. Further, the voltages on the cathode side and the anode side of the diode 31 are respectively divided and taken into the first analog input port 37A and the second analog input port 37B of the microcomputer 11. This makes it possible to detect a short circuit failure of the backflow preventing diode 31 with a relatively simple configuration of a small number of hardware without using a comparator. In addition, since the failure of the peak hold circuit 36 necessary for detecting a short circuit failure can also be detected here, the short circuit failure detection function can be operated more safely by always monitoring the soundness of the short circuit failure detection function, A highly safe short circuit fault detection function can be provided.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更可能である。例えば、第1の実施形態〜第5の実施形態の各部を組み合わせて電磁誘導加熱装置を構成してもよい。また、第1の実施形態〜第5の実施形態の各部の構成や形状は、図示したものに限定されず、適宜変更が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the components of the first to fifth embodiments may be combined to constitute an electromagnetic induction heating apparatus. In addition, the configuration and shape of each part of the first to fifth embodiments are not limited to those illustrated, and can be appropriately modified.

1’ 信号源(交流電源)
4A 第1の分圧回路
4B 第2の分圧回路
5 共振コイル
11 マイコン(制御手段)
21A 第1のA/D変換器
21B 第2のA/D変換器
22 ゼロクロス検知手段
23 電源周波数取得手段
L 電圧線
N 中性線

1 'Signal source (AC power supply)
4A first voltage dividing circuit 4B second voltage dividing circuit 5 resonant coil 11 microcomputer (control means)
21A 1st A / D converter 21B 2nd A / D converter 22 zero cross detection means 23 power supply frequency acquisition means L voltage line N neutral line

Claims (2)

交流電源からの電力を受けて被加熱物を電磁誘導加熱する加熱手段と、
前記加熱手段への通電を制御する制御手段と、
前記交流電源の一端側の電圧を分圧する第1の分圧回路と、
前記交流電源の他端側の電圧を分圧する第2の分圧回路と、
前記第1の分圧回路からの出力信号を前記制御手段に取り込むための第1のA/D変換器と、
前記第2の分圧回路からの出力信号を前記制御手段に取り込むための第2のA/D変換器と、を備え、
前記制御手段は、前記加熱手段への通電を制御するために、前記第1のA/D変換器から取得したディジタル信号と、前記第2のA/D変換器から取得したディジタル信号とにより、前記交流電源のゼロクロス点を検知するゼロクロス検知手段を備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置。
Heating means for receiving a power from an AC power supply and electromagnetically heating an object to be heated;
Control means for controlling energization of the heating means;
A first voltage dividing circuit that divides a voltage at one end of the AC power supply;
A second voltage dividing circuit that divides a voltage of the other end side of the AC power supply;
A first A / D converter for taking an output signal from the first voltage dividing circuit into the control means;
A second A / D converter for taking an output signal from the second voltage dividing circuit into the control means;
The control means is configured to use a digital signal acquired from the first A / D converter and a digital signal acquired from the second A / D converter to control energization of the heating means. An electromagnetic induction heating apparatus comprising a zero cross detection means for detecting a zero cross point of the AC power supply.
前記制御手段は、前記ゼロクロス点のタイミングを計測して、前記交流電源の周波数を取得する電源周波数取得手段を備えることを特徴とする請求項1記載の電磁誘導加熱装置。   The electromagnetic induction heating apparatus according to claim 1, wherein the control means comprises power supply frequency acquisition means for measuring the timing of the zero crossing point to acquire the frequency of the AC power supply.
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