JP3070249B2 - High frequency inverter - Google Patents

High frequency inverter

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JP3070249B2
JP3070249B2 JP4125850A JP12585092A JP3070249B2 JP 3070249 B2 JP3070249 B2 JP 3070249B2 JP 4125850 A JP4125850 A JP 4125850A JP 12585092 A JP12585092 A JP 12585092A JP 3070249 B2 JP3070249 B2 JP 3070249B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般家庭で使用される誘
導加熱調理器などに用いられる高周波インバータに関す
るものである
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency inverter used for induction heating cookers and the like used in ordinary households .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、この種の高周波インバータに対し
ては、複数口化など並列使用等による負荷対応範囲の拡
大や、ノイズの低減などが求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for a high-frequency inverter of this type to expand the range of loads that can be handled by using a plurality of inverters in parallel or reduce noise.

【0003】以下、従来の高周波インバータについて図
11・図12に基づいて説明する。図において、1は共
振コンデンサ、2は前記共振コンデンサ1に直列に接続
された共振コイルである。3は逆導通スイッチング素子
で、バイポーラトランジスタに逆並列に接続されたダイ
オードで構成されている。4は制御回路で、逆導通スイ
ッチング素子3の導通・遮断を制御している。5は通常
直流電圧源と直流リアクトルなどで構成される直流電流
源で、前記共振コンデンサ1と共振コイル2および逆導
通スイッチング素子3の回路に電力を供給している。共
振コイル2は、通常加熱コイルを兼ねており、図示して
いない鍋などの負荷を誘導加熱する。
[0003] A conventional high-frequency inverter will be described below with reference to FIGS. In the figure, 1 is a resonance capacitor, and 2 is a resonance coil connected in series to the resonance capacitor 1. Reference numeral 3 denotes a reverse conducting switching element, which is constituted by a diode connected in antiparallel to a bipolar transistor. Reference numeral 4 denotes a control circuit which controls conduction and cutoff of the reverse conduction switching element 3. Reference numeral 5 denotes a DC current source usually composed of a DC voltage source and a DC reactor, and supplies power to the circuit of the resonance capacitor 1, the resonance coil 2, and the reverse conducting switching element 3. The resonance coil 2 normally also serves as a heating coil, and induction heats a load such as a pan (not shown).

【0004】以上のように構成された従来の高周波イン
バータは、逆導通スイッチング素子3を周期的に導通・
遮断することによって、共振コイル2に交流電流を流
し、共振コイル2より発生する高周波交流磁界によって
負荷を誘導加熱するものである。
In the conventional high-frequency inverter configured as described above, the reverse conducting switching element 3 is periodically turned on and off.
By shutting off, an alternating current flows through the resonance coil 2 and the load is induction-heated by a high-frequency AC magnetic field generated from the resonance coil 2.

【0005】図12は高周波インバータの逆導通スイッ
チング素子3の動作波形を示す波形図で、VSW・ISWは
それぞれ前記逆導通スイッチング素子3の電圧・電流を
示している。期間T1は、逆導通スイッチング素子3が
遮断されている期間を示し、これを変化させることによ
って高周波インバータの入力電力を制御できる。
FIG. 12 is a waveform diagram showing operation waveforms of the reverse conducting switching element 3 of the high-frequency inverter, where VSW and ISW represent the voltage and current of the reverse conducting switching element 3, respectively. The period T1 indicates a period in which the reverse conducting switching element 3 is cut off, and by changing this, the input power of the high-frequency inverter can be controlled.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、期間T1を変化させると発振周期T0が連動
して変化せざるを得ないという課題があった。つまり、
従来の構成では図12のVSWに示しているように、スイ
ッチング素子責務の小さい零電流スイッチングを行うた
めに、期間t0〜t1が共振コンデンサ1と共振コイル2
の共振周期で固定されているものである。従って、入力
電力を制御するため期間T1を変化させると、発振周期
T0が連動して変化するものである。
However, in the above-described conventional configuration, there is a problem that if the period T1 is changed, the oscillation period T0 must be changed in conjunction therewith. That is,
In the conventional configuration, as shown by VSW in FIG. 12, in order to perform zero current switching with a small duty of the switching element, the period t0 to t1 includes the resonance capacitor 1 and the resonance coil 2
Are fixed at the resonance cycle of. Therefore, when the period T1 is changed to control the input power, the oscillation period T0 changes in conjunction.

【0007】この入力電力と動作周波数とを独立して制
御できないということは、産業・民生応用上、次のよう
な問題となっている。 (1)複数口の誘導加熱調理器や大形の負荷を加熱する
ため誘導加熱装置を並列に使用する場合、隣合う共振コ
イルの誘導加熱周波数が異なると、その差の周波数が可
聴域に入って、干渉雑音として聞こえる。 (2)よく知られているように小さい負荷や非磁性負荷
は、高い周波数が、また大きい負荷や磁性負荷は低い周
波数が適するなど、加熱用途や負荷に応じて最適の加熱
周波数帯が存在しており、この最適周波数帯では目的の
入力電力を得ることができないものである。このため負
荷対応範囲を狭くするか、非効率的な加熱を行わざるを
得ないものである。 (3)動作周波数範囲が広いためノイズフィルタがカバ
ーしきれず、電源に漏れるノイズが大きくなる。またテ
レビの赤外線リモコンの変調周波数など、特定周波数で
周辺機器に妨害を及ぼす場合、その周波数を避けて使用
することが困難である。
[0007] The inability to independently control the input power and operating frequency has the following problems in industrial and consumer applications. (1) When using multiple induction heating cookers or induction heating devices in parallel to heat large loads, if the induction heating frequencies of adjacent resonance coils are different, the difference frequency falls within the audible range. Sounds as interference noise. (2) As is well known, a high frequency is suitable for a small load or a non-magnetic load, and a low frequency is suitable for a large load or a magnetic load. Therefore, the desired input power cannot be obtained in this optimum frequency band. For this reason, it is inevitable to narrow the load handling range or perform inefficient heating. (3) Since the operating frequency range is wide, the noise filter cannot cover the noise, and the noise leaking to the power supply increases. In addition, when a specific frequency such as a modulation frequency of an infrared remote control of a television is interfered with a peripheral device, it is difficult to avoid using the frequency.

【0008】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、簡単な構成で、電力と周波数を容易に独立制御する
ことができる高周波インバータを提供することを第一の
目的としている。また前記第一の目的を達成する第二・
第三・第四の手段を提供することを第二・第三・第四の
目的としている。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and it is a first object of the present invention to provide a high-frequency inverter capable of easily and independently controlling power and frequency with a simple configuration. The second to achieve the first object
The second, third and fourth objectives are to provide third and fourth means.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、直流電流源と、この直流電
流源に直列に接続した共振コイルおよび共振コンデンサ
と、前記共振コイルと共振コンデンサを駆動する第一の
逆導通スイッチング素子および前記直列接続された共振
コイルと共振コンデンサに直列に接続した第二の逆導通
スイッチング素子と、前記第一・第二の逆導通スイッチ
ング素子を駆動する制御回路を備え、前記第一・第二の
逆導通スイッチング素子を直流電流源の出力電流が順電
流となる方向に配置するとともに、前記第二の逆導通ス
イッチング素子をその順方向電流が零あるいは負のとき
にオフさせるよう制御してなる高周波インバータとする
ものである。
The first object of the present invention for achieving the first object is to provide a DC current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source, A first reverse conducting switching element for driving a coil and a resonant capacitor and the series connected resonance
A second reverse conducting switching element connected in series to the coil and the resonance capacitor, and a control circuit for driving the first and second reverse conducting switching elements; The output current of the current source is arranged so as to be a forward current, and the second reverse conduction switch is arranged .
When the switching element has zero or negative forward current
This is a high-frequency inverter controlled so as to be turned off .

【0010】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、直流電流源と、この直流電流源に直列に接続
した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振コイ
ルと共振コンデンサを駆動する第一の逆導通スイッチン
グ素子および第二の逆導通スイッチング素子と、前記第
一・第二の逆導通スイッチング素子を駆動する制御回路
を備え、前記第一の逆導通スイッチング素子は、直流電
流源の出力電流が順電流となる方向に配置し、第二の逆
導通スイッチング素子は、直流電流源の出力電流が逆電
流となる方向に配置した高周波インバータとするもので
ある。
A second means of the present invention for achieving the second object is to drive a DC current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source, and driving the resonance coil and the resonance capacitor. A first reverse conducting switching element and a second reverse conducting switching element, and a control circuit for driving the first and second reverse conducting switching elements, wherein the first reverse conducting switching element is a direct current source. Is arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a forward current, and the second reverse conducting switching element is a high-frequency inverter arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a reverse current.

【0011】また第三の目的を達成するための本発明の
第三の手段は、直流電流源と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振
コイルと共振コンデンサを駆動する逆阻止スイッチング
素子および前記直列接続された共振コイルと共振コンデ
ンサに直列に接続した逆導通スイッチング素子と、前記
逆阻止スイッチング素子と逆導通スイッチング素子を駆
動する制御回路を備え、前記直流電流源の出力電流が順
電流となる方向に前記逆阻止スイッチング素子と前記逆
導通スイッチング素子を配置するとともに、前記逆導通
スイッチング素子をその順方向電流が零あるいは負のと
きにオフさせるよう制御してなる高周波インバータとす
るものである。
A third means of the present invention for achieving the third object is a DC current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source, and the resonance coil and the resonance capacitor. A reverse blocking switching element to be driven, and a resonance capacitor and a resonance capacitor connected in series.
A reverse conduction switching element connected in series to a sensor, and a control circuit for driving the reverse conduction switching element and the reverse conduction switching element, wherein the reverse conduction switching element is arranged so that the output current of the DC current source becomes a forward current. with arranging the reverse conducting switching element, the reverse conducting
The switching element has a forward current of zero or negative.
This is a high-frequency inverter that is controlled to be turned off at the beginning.

【0012】更に第四の目的を達成するための本発明の
第四の手段は、直流電流源と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振
コイルと共振コンデンサを駆動する逆阻止スイッチング
素子および逆導通スイッチング素子と、前記逆阻止スイ
ッチング素子と逆導通スイッチング素子を駆動する制御
回路を備え、逆阻止スイッチング素子は直流電流源の出
力電流が順電流となる方向に配置し、逆導通スイッチン
グ素子は直流電流源の出力電流が逆電流となる方向に配
置した高周波インバータとするものである。
Further, a fourth means of the present invention for achieving the fourth object is to provide a DC current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source, and the resonance coil and the resonance capacitor. A reverse blocking switching element and a reverse conduction switching element to be driven; and a control circuit for driving the reverse blocking switching element and the reverse conduction switching element. The reverse blocking switching element is arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a forward current. The reverse conducting switching element is a high-frequency inverter arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a reverse current.

【0013】[0013]

【作用】本発明の第一の手段は、1周期中のスイッチン
グ素子の導通比を変化させることによって、動作周期を
一定にした状態で電力を変化させ、また、電力を一定に
保った状態で、動作周期を変化させるよう作用する。従
って、電力と動作周波数を独立に制御できる高周波イン
バータを提供することができる。
The first means of the present invention is to change the conduction ratio of the switching element during one cycle, thereby changing the power while keeping the operation cycle constant, and changing the power while keeping the power constant. , So as to change the operation cycle. Therefore, it is possible to provide a high-frequency inverter capable of controlling power and operating frequency independently.

【0014】また本発明の第二の手段は、第一の逆導通
スイッチング素子の順電流の立ち上がり時間が長くなる
ので、ゲートの駆動が容易になって、本発明の第一の手
段よりもさらに制御回路を小形・安価に構成することが
できる。従って安価な高周波インバータを提供すること
ができる。
In the second means of the present invention, since the rise time of the forward current of the first reverse conducting switching element becomes longer, the driving of the gate is facilitated, and the first means of the present invention is further improved. The control circuit can be made compact and inexpensive. Therefore, an inexpensive high-frequency inverter can be provided.

【0015】本発明の第三の手段は、スイッチング素子
が逆阻止形であるため、特に無負荷時にも安定に作用す
るものである。
The third means of the present invention operates stably even when there is no load, since the switching element is of the reverse blocking type.

【0016】また本発明の第四の手段は、逆導通スイッ
チング素子の順電流の立ち上がり時間が長くなるので、
ゲートの駆動が容易になって、本発明の第三の手段に比
して制御回路を小形・安価に構成することができる。
According to the fourth means of the present invention, since the rise time of the forward current of the reverse conducting switching element becomes longer,
The gate can be easily driven, and the control circuit can be made smaller and less expensive than the third means of the present invention.

【0017】[0017]

【実施例】以下本発明の第一の手段の実施例について図
1を参照しながら説明する。図において、6・7は直列
に接続されている共振コイル・共振コンデンサである。
共振コイル6はこの上に載置されている図示していない
鍋を誘導加熱する。8・9は前記共振コイル6と共振コ
ンデンサ7を駆動する第一の逆導通スイッチング素子お
よび第二の逆導通スイッチング素子で、本実施例ではバ
イポーラトランジスタと逆並列ダイオードで構成してい
る。10は前記第一・第二の逆導通スイッチング素子8
・9を駆動する制御回路である。11は直流電圧源と直
流リアクトルで構成した直流電流源である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the first means of the present invention will be described below with reference to FIG. In the figure, reference numerals 6 and 7 indicate a resonance coil and a resonance capacitor connected in series.
The resonance coil 6 inductively heats a pan (not shown) placed thereon. Reference numerals 8 and 9 denote a first reverse conduction switching element and a second reverse conduction switching element for driving the resonance coil 6 and the resonance capacitor 7, respectively. In this embodiment, the first and second reverse conduction switching elements are constituted by bipolar transistors and antiparallel diodes. 10 is the first and second reverse conducting switching element 8
Control circuit for driving 9 Reference numeral 11 denotes a DC current source composed of a DC voltage source and a DC reactor.

【0018】制御回路10の出力VD1・VD2は、第一の
逆導通スイッチング素子8と第二の逆導通スイッチング
素子9のゲートG1・G2に接続されている。こうして、
第一の逆導通スイッチング素子8と第二の逆導通スイッ
チング素子9は、制御回路10によって導通・遮断を制
御されている。このとき本実施例では、前記直流電流源
11の出力電流ISが順電流ISW1・ISW2となる方向に
第一の逆導通スイッチング素子8と第二の逆導通スイッ
チング素子9を配置している。本実施例では誘導加熱用
高周波インバータを取り上げているため、共振コイル6
は加熱コイルを兼ねている。
The outputs VD1 and VD2 of the control circuit 10 are connected to the gates G1 and G2 of the first reverse conducting switching element 8 and the second reverse conducting switching element 9, respectively. Thus,
The conduction and cutoff of the first reverse conduction switching element 8 and the second reverse conduction switching element 9 are controlled by the control circuit 10. At this time, in this embodiment, the first reverse conducting switching element 8 and the second reverse conducting switching element 9 are arranged in a direction in which the output current IS of the DC current source 11 becomes the forward currents ISW1 and ISW2. In this embodiment, since the high-frequency inverter for induction heating is used, the resonance coil 6
Also serves as a heating coil.

【0019】以下本実施例の動作について説明する。本
実施例は第一の逆導通スイッチング素子8と第二の逆導
通スイッチング素子9を、制御回路10によって周期的
に導通・遮断して、共振コイル6に高周波の交流電流を
流し、発生する高周波磁界によって鍋等の負荷を誘導加
熱するものである。以下、図2を用いてその動作を説明
する。VSW1・ISW1はそれぞれ第一の逆導通スイッチン
グ素子8の電圧・電流を、VSW2・ISW2はそれぞれ第二
の逆導通スイッチング素子9の電圧・電流を、ILは共
振コイル6の電流を示している。また期間T1・T2はそ
れぞれ第一の逆導通スイッチング素子8・第二の逆導通
スイッチング素子9が遮断されている期間を示してい
る。
The operation of this embodiment will be described below. In the present embodiment, the first reverse conduction switching element 8 and the second reverse conduction switching element 9 are periodically turned on and off by the control circuit 10, and a high-frequency alternating current is supplied to the resonance coil 6 to generate a high-frequency current. Induction heating of a load such as a pot is induced by a magnetic field. Hereinafter, the operation will be described with reference to FIG. VSW1 and ISW1 represent the voltage and current of the first reverse conduction switching element 8, respectively, VSW2 and ISW2 represent the voltage and current of the second reverse conduction switching element 9, and IL represents the current of the resonance coil 6. The periods T1 and T2 indicate periods in which the first reverse conducting switching element 8 and the second reverse conducting switching element 9 are shut off, respectively.

【0020】期間t0〜t1では、制御回路10によって
第一の逆導通スイッチング素子8および第二の逆導通ス
イッチング素子9は導通しており、共振コイル6・共振
コンデンサ7・第一の逆導通スイッチング素子8・第二
の逆導通スイッチング素子9のループで共振電流がISW
2のように流れている。共振電流がISW2が流れると、I
SW1(=IS−ISW2)は共振の弧を描いて上昇して、一
旦電源電流ISを通過した後、上昇・下降してISW2が零
になる時刻t1で再びISに達する。制御回路10は、時
刻t1の前、ISW2が負の期間中に、第二の逆導通スイッ
チング素子9を構成するバイポーラトランジスタを遮断
する。こうすると、時刻t1で第二の逆導通スイッチン
グ素子9は自然に遮断され、VSW2が立ち上がる。この
期間は共振コンデンサ7が遮断されているため、期間t
1〜t2の間の電圧は維持される。すなわち第二の逆導通
スイッチング素子9の電圧は、一定値に維持される。ま
た制御回路10が時刻t2で第二の逆導通スイッチング
素子9を導通すると、期間t0〜t1と同じ共振状態とな
って、ISW1は共振の弧を描いて上昇・下降し、零を通
過した後、負の共振の弧を描いて時刻t3で再び零に達
する。次いで時刻t3の前、すなわちISW1が負の期間中
に、第一の逆導通スイッチング素子8を構成するバイポ
ーラトランジスタを遮断する。このため、時刻t3で第
一の逆導通スイッチング素子8は自然に遮断され、VSW
1が立ち上がる。また期間t3〜t4では、共振コンデン
サ13が定電流ISで充電されるため、VSW1は増大す
る。時刻t4で制御回路10が第一の逆導通スイッチン
グ素子8を導通すると、高周波インバータの状態は時刻
t0の状態に戻って、発振が継続される。
During the period from t0 to t1, the control circuit 10 causes the first reverse conduction switching element 8 and the second reverse conduction switching element 9 to conduct, and the resonance coil 6, the resonance capacitor 7, and the first reverse conduction switching. In the loop of the element 8 and the second reverse conducting switching element 9, the resonance current becomes ISW
It flows like 2. When the resonance current flows through I SW2, I
SW1 (= IS−ISW2) rises in a resonance arc, once passes through the power supply current IS, rises and falls, and reaches IS again at time t1 when ISW2 becomes zero. The control circuit 10 shuts off the bipolar transistor constituting the second reverse conducting switching element 9 before the time t1 and during a period when the ISW2 is negative. Then, at time t1, the second reverse conducting switching element 9 is naturally turned off, and VSW2 rises. Since the resonance capacitor 7 is shut off during this period, the period t
The voltage between 1 and t2 is maintained. That is, the voltage of the second reverse conducting switching element 9 is maintained at a constant value. When the control circuit 10 conducts the second reverse conduction switching element 9 at time t2, the resonance state is the same as that of the period t0 to t1, and ISW1 rises and falls in an arc of resonance and passes through zero. , Draws a negative resonance arc and reaches zero again at time t3. Next, before time t3, that is, during the period when ISW1 is negative, the bipolar transistor forming the first reverse conducting switching element 8 is cut off. For this reason, at time t3, the first reverse conducting switching element 8 is naturally shut off, and VSW
1 stands up. In the period t3 to t4, the resonance capacitor 13 is charged with the constant current IS, so that VSW1 increases. When the control circuit 10 conducts the first reverse conducting switching element 8 at time t4, the state of the high-frequency inverter returns to the state at time t0, and oscillation continues.

【0021】以上のように本実施例の高周波インバータ
は、第二の逆導通スイッチング素子9の遮断時間T2を
変化させることによって、零電流スイッチングを維持し
た状態で、第一の逆導通スイッチング素子8の導通期間
t0〜t3を自由に変えることができるものである。
As described above, the high-frequency inverter of the present embodiment changes the cut-off time T2 of the second reverse conducting switching element 9 so that the first reverse conducting switching element 8 can be maintained while maintaining zero current switching. Can be changed freely.

【0022】ところで高周波インバータの電力Pは、I
Sと、VSの平均値すなわちVSW1の平均値との積であ
る。本実施例の高周波インバータは、下記(1)・
(2)の理由によって周波数と電力を独立に可変制御で
きることがわかる。 (1) 制御回路10は図3(a)に示すように、第一
の逆導通スイッチング素子8の遮断期間T1を増大させ
ると、同時にT0が一定に維持されるように第二の逆導
通スイッチング素子9の遮断期間T2を減少させてい
る。このため、VSW1が大きくなることに加えて、T1/
T0が大きくなるのでVSW1の平均値も大きくなって、電
力Pが増大する。すなわち、本実施例の高周波インバー
タは動作周波数を一定に維持した状態で電力を自由に可
変制御することができる。 (2) また動作周期T0を小さくすると、T1/T0が
増大するので電力Pが増大する。つまり、図3(b)の
ような特性が得られる。図3(b)で例えば動作点A1
・A2・A3では、異なる動作周期a1・a2・a3で同じ
電力P1を得ることができる。従って、電力を一定に維
持した状態で周波数を自由に制御することができる。
By the way, the power P of the high frequency inverter is I
This is the product of S and the average value of VS, that is, the average value of VSW1. The high-frequency inverter of the present embodiment has the following (1)
It can be seen that frequency and power can be independently variably controlled for the reason (2). (1) As shown in FIG. 3A, the control circuit 10 increases the cut-off period T1 of the first reverse conduction switching element 8 and simultaneously sets the second reverse conduction switching so that T0 is kept constant. The cut-off period T2 of the element 9 is reduced. Therefore, in addition to increasing VSW1, T1 /
Since T0 increases, the average value of VSW1 also increases, and power P increases. That is, the high-frequency inverter of the present embodiment can freely and variably control the power while maintaining the operating frequency constant. (2) When the operation cycle T0 is reduced, the power P increases because T1 / T0 increases. That is, characteristics as shown in FIG. 3B are obtained. In FIG. 3B, for example, the operating point A1
In A2 and A3, the same power P1 can be obtained in different operation periods a1, a2 and a3. Therefore, the frequency can be freely controlled while the power is kept constant.

【0023】なお、さらにスイッチング素子の零電流ス
イッチングが維持されているので、スイッチング素子責
務が小さく、発生するノイズも小さいものである。
Since the switching element maintains zero current switching, the duty of the switching element is small, and the noise generated is small.

【0024】次に本発明の第二の手段の実施例について
図4を参照しながら説明する。12・13・14・15
・16・17は、共振コイル・共振コンデンサ・第一の
逆導通スイッチング素子・第二の逆導通スイッチング素
子・制御回路・直流電流源で、前記実施例と同様のもの
である。直流電流源17に、第一の逆導通スイッチング
素子14を接続し、さらに直流電流源17に共振コンデ
ンサ13と第二の逆導通スイッチング素子15を直列に
接続し、共振コンデンサ13に共振コイル12を直列に
挿入している。制御回路16の出力VD1・VD2は、第一
の逆導通スイッチング素子14と第二の逆導通スイッチ
ング素子15のゲートG1・G2に接続されており、これ
らの導通・遮断を制御している。本実施例では、直流電
流源17の出力電流が順電流ISW1となる方向に第一の
逆導通スイッチング素子14を配置し、逆電流−ISW2
となる方向に第二の逆導通スイッチング素子15を配置
している。
Next, an embodiment of the second means of the present invention will be described with reference to FIG. 12, 13, 14, 15
Reference numerals 16 and 17 denote a resonance coil, a resonance capacitor, a first reverse conduction switching element, a second reverse conduction switching element, a control circuit, and a DC current source, which are the same as those in the above embodiment. The first reverse conducting switching element 14 is connected to the DC current source 17, the resonance capacitor 13 and the second reverse conducting switching element 15 are connected in series to the DC current source 17, and the resonance coil 12 is connected to the resonance capacitor 13. Inserted in series. Outputs VD1 and VD2 of the control circuit 16 are connected to the gates G1 and G2 of the first reverse conduction switching element 14 and the second reverse conduction switching element 15, respectively, and control the conduction and cutoff of these. In the present embodiment, the first reverse conducting switching element 14 is arranged in a direction in which the output current of the DC current source 17 becomes the forward current I SW1, and the reverse current −I SW2
The second reverse conducting switching element 15 is arranged in the direction as follows.

【0025】以下本実施例の動作について図5に基づい
て説明する。VSW1・ISW1は、それぞれ第一の逆導通ス
イッチング素子14の電圧・電流を、VSW2・ISW2はそ
れぞれ第二の逆導通スイッチング素子15の電圧・電流
を、ILは共振コイル12の電流を示している。また期
間T1・T2は、それぞれ第一の逆導通スイッチング素子
14、第二の逆導通スイッチング素子15が遮断されて
いる期間を示している。期間t0〜t1では、制御回路1
6によって第一の逆導通スイッチング素子14および第
二の逆導通スイッチング素子15が導通しており、共振
コイル12・共振コンデンサ13・第一の逆導通スイッ
チング素子14・第二の逆導通スイッチング素子15の
ループで共振電流がISW2のように流れる。ISW1(=I
S−ISW2)は次第に増加して、ISW2が零になる時刻t1
でISに達する。制御回路16は、時刻t1の前、ISW2
が負の期間中に、第二の逆導通スイッチング素子15を
構成するバイポーラトランジスタを遮断する。こうする
と、時刻t1で第二の逆導通スイッチング素子15は自
然に遮断され、VSW2が立ち上がる。この期間は共振コ
ンデンサ13が遮断されているため、期間t1〜t2の間
の電圧は維持される。すなわち第二の逆導通スイッチン
グ素子15の電圧は、一定値に維持される。また制御回
路16が時刻t2で第二の逆導通スイッチング素子15
を導通すると、期間t0〜t1と同じ共振状態となって、
ISW1は共振の弧を描いて上昇・下降し、零を通過した
後、負の共振の弧を描いて時刻t3で再び零に達する。
次いで時刻t3の前、すなわちISW1が負の期間中に、第
一の逆導通スイッチング素子14を構成するバイポーラ
トランジスタを遮断する。このため、時刻t3で第一の
逆導通スイッチング素子14は自然に遮断され、VSW1
が立ち上がる。また期間t3〜t4では、共振コンデンサ
13が定電流ISで充電されるため、VSW1は増大する。
時刻t4で制御回路16が第一の逆導通スイッチング素
子14を導通すると、高周波インバータの状態は時刻t
0の状態に戻って、発振が継続される。
The operation of the embodiment will be described below with reference to FIG. VSW1 and ISW1 indicate the voltage and current of the first reverse conducting switching element 14, respectively, VSW2 and ISW2 indicate the voltage and current of the second reverse conducting switching element 15, and IL indicates the current of the resonance coil 12. . The periods T1 and T2 indicate periods in which the first reverse conducting switching element 14 and the second reverse conducting switching element 15 are shut off. In the period t0 to t1, the control circuit 1
6, the first reverse conducting switching element 14 and the second reverse conducting switching element 15 are conducting, and the resonance coil 12, the resonance capacitor 13, the first reverse conducting switching element 14, and the second reverse conducting switching element 15 , A resonance current flows like ISW2. ISW1 (= I
S-ISW2) gradually increases, and the time t1 at which ISW2 becomes zero is obtained.
To reach IS. Before the time t1, the control circuit 16 outputs the signal ISW2
Turns off the bipolar transistor constituting the second reverse conducting switching element 15 during the negative period. Then, at time t1, the second reverse conducting switching element 15 is naturally shut off, and VSW2 rises. Since the resonance capacitor 13 is shut off during this period, the voltage between the periods t1 and t2 is maintained. That is, the voltage of the second reverse conducting switching element 15 is maintained at a constant value. Further, at time t2, the control circuit 16
Is turned on, the same resonance state as in the period t0 to t1 is obtained.
ISW1 rises and falls in a resonance arc, passes through zero, and then reaches zero again at time t3 with a negative resonance arc.
Next, before time t3, that is, during the period when ISW1 is negative, the bipolar transistor forming the first reverse conducting switching element 14 is cut off. For this reason, at time t3, the first reverse conducting switching element 14 is naturally shut off, and VSW1
Stand up. In the period t3 to t4, the resonance capacitor 13 is charged with the constant current IS, so that VSW1 increases.
When the control circuit 16 conducts the first reverse conducting switching element 14 at time t4, the state of the high-frequency inverter changes to time t4.
Returning to the state of 0, oscillation continues.

【0026】以上のように本実施例の高周波インバータ
は、前記実施例と同様に周波数と電力を独立に制御する
ことができ、また、スイッチング素子の零電流スイッチ
ングが維持されているのでスイッチング素子責務が小さ
く、発生するノイズも小さい。
As described above, the high-frequency inverter of this embodiment can independently control the frequency and the power similarly to the above-described embodiment, and maintains the zero-current switching of the switching element. And the noise generated is small.

【0027】前記本発明の第一の手段の実施例では、期
間t0〜t1においてISW1が急速にピークISWPに達して
いる。このため第一の逆導通スイッチング素子8を、急
速に十分な導通状態に移行させる必要があった。例えば
バイポーラトランジスタの場合は、大きな順方向ベース
電流を流さなければならない。従って制御回路10は大
形となり、高価になるという問題がある。この点、本実
施例の高周波インバータでは、図5のISW1の期間t0〜
t3より明らかなように、大電流のピークISWPに達する
までの時間が期間T2分だけ長くなるので、ゆっくり十
分な導通状態に移行させればよい。つまり本実施例は制
御回路16の構成を前記実施例の制御回路10よりも小
形で安価に構成することができる。
In the embodiment of the first means of the present invention, ISW1 rapidly reaches the peak ISWP during the period from t0 to t1. For this reason, the first reverse conduction switching element 8 needs to be quickly shifted to a sufficient conduction state. For example, in the case of a bipolar transistor, a large forward base current must flow. Therefore, there is a problem that the control circuit 10 becomes large and expensive. In this regard, in the high-frequency inverter of the present embodiment, the period t0 to ISW1 of FIG.
As is clear from t3, the time required to reach the peak ISWP of the large current becomes longer by the period T2, so that it is sufficient to slowly shift to the sufficient conduction state. That is, in the present embodiment, the configuration of the control circuit 16 can be made smaller and less expensive than the control circuit 10 of the above embodiment.

【0028】次に本発明の第三の手段の実施例について
図6を参照しながら説明する。18・19は共振コイル
・共振コンデンサで、前記各実施例と同様のものであ
る。20・21は前記共振コイル18と共振コンデンサ
19を駆動する逆阻止スイッチング素子・逆導通スイッ
チング素子である。22は逆阻止スイッチング素子20
・逆導通スイッチング素子21を制御する制御回路であ
る。
Next, an embodiment of the third means of the present invention will be described with reference to FIG. Reference numerals 18 and 19 denote a resonance coil and a resonance capacitor, which are the same as those in the above embodiments. Reference numerals 20 and 21 denote reverse blocking switching elements and reverse conduction switching elements that drive the resonance coil 18 and the resonance capacitor 19. 22 is a reverse blocking switching element 20
A control circuit for controlling the reverse conducting switching element 21;

【0029】直流電流源23に逆阻止スイッチング素子
20を接続し、さらに直流電流源23に共振コンデンサ
19と逆導通スイッチング素子21を直列に接続し、共
振コンデンサ19に共振コイル18を直列に挿入してい
る。制御回路22の出力VD1・VD2は、逆阻止スイッチ
ング素子20と逆導通スイッチング素子21のゲートG
1・G2に接続されており、これらの導通・遮断を制御し
ている。本実施例では直流電流源22の出力電流ISが
順電流ISW1・ISW2となる方向に逆阻止スイッチング素
子20と逆導通スイッチング素子21を配置している。
The reverse blocking switching element 20 is connected to the DC current source 23, the resonance capacitor 19 and the reverse conduction switching element 21 are connected to the DC current source 23 in series, and the resonance coil 18 is inserted into the resonance capacitor 19 in series. ing. The outputs VD1 and VD2 of the control circuit 22 correspond to the gates G of the reverse blocking switching element 20 and the reverse conduction switching element 21.
1 · G2 to control the conduction and cutoff of these. In this embodiment, the reverse blocking switching element 20 and the reverse conduction switching element 21 are arranged so that the output current IS of the DC current source 22 becomes the forward currents ISW1 and ISW2.

【0030】以下本実施例の動作について説明する。本
実施例は制御回路22によって、逆阻止スイッチング素
子20と逆導通スイッチング素子21を周期的に導通・
遮断して共振コイル18に交流電流を流し、発生する高
周波磁界によって共振コイル18上に置かれる負荷を誘
導加熱するものである。
The operation of this embodiment will be described below. In the present embodiment, the reverse blocking switching element 20 and the reverse conduction switching element 21 are periodically turned on / off by the control circuit 22.
An AC current is supplied to the resonance coil 18 in a cut-off state, and a load placed on the resonance coil 18 is induction-heated by the generated high-frequency magnetic field.

【0031】以下、図7を用いてその動作を説明する。
VSW1・ISW1は、それぞれ逆阻止スイッチング素子20
の電圧・電流を、VSW2・ISW2は、逆導通スイッチング
素子21の電圧・電流を、ILは共振コイル18の電流
を示している。また期間T1・T2は、それぞれ逆阻止ス
イッチング素子20・逆導通スイッチング素子21が遮
断されている期間を示している。
The operation will be described below with reference to FIG.
VSW1 and ISW1 are reverse blocking switching elements 20 respectively.
VSW2 · ISW2 indicates the voltage / current of the reverse conducting switching element 21 and IL indicates the current of the resonance coil 18. The periods T1 and T2 indicate periods in which the reverse blocking switching element 20 and the reverse conduction switching element 21 are cut off.

【0032】期間t0〜t1では、制御回路22によって
前記逆阻止スイッチング素子20および逆導通スイッチ
ング素子21が導通しており、共振コイル18・共振コ
ンデンサ19・逆阻止スイッチング素子20・逆導通ス
イッチング素子21のループで共振電流ISW2が流れ
る。ISW1(=IS−ISW2)は、共振の弧を描いて上昇
して一旦電源電流ISを通過した後、上昇・下降してIS
W2が零になる時刻t1で再びISに達する。制御回路22
は、時刻t1の前、ISW2が負の期間中に、逆導通スイッ
チング素子21を構成するバイポーラトランジスタを遮
断する。このため時刻t1で、逆導通スイッチング素子
21は自然に遮断され、VSW2が立ち上がる。この状態
は共振コンデンサ19が遮断されているので、期間t1
〜t2の間その電圧は維持される。すなわち逆導通スイ
ッチング素子21の電圧は一定値に維持される。また時
刻t2で逆導通スイッチング素子21を導通すると、期
間t0〜t1と同じ共振状態に戻って、期間t2〜t3に示
すようにISW1が下降し零に達する。ISW1が零に達する
と、つまり時刻t3で、逆阻止スイッチング素子20は
自然に遮断され、VSW1が発生する。期間t3〜t4で
は、共振コンデンサ19が定電流ISで充電されてお
り、VSW1は増大する。次いで時刻t3の後、すなわちV
SW1が負の期間中に、逆阻止スイッチング素子20を構
成するバイポーラトランジスタを導通する。こうして期
間t3〜t4の間、逆阻止スイッチング素子20の遮断が
維持される。また時刻t4で、制御回路22によって逆
阻止スイッチング素子20を導通する。逆阻止スイッチ
ング素子20が導通すると、高周波インバータの状態は
時刻t0の状態に戻り発振が継続する。
In the period from t0 to t1, the reverse blocking switching element 20 and the reverse conducting switching element 21 are conducting by the control circuit 22, and the resonance coil 18, the resonance capacitor 19, the reverse blocking switching element 20, and the reverse conducting switching element 21 are provided. The resonance current ISW2 flows in the loop. ISW1 (= IS-ISW2) rises in a resonance arc, temporarily passes through the power supply current IS, then rises and falls, and
At time t1 when W2 becomes zero, the current reaches IS again. Control circuit 22
Turns off the bipolar transistor forming the reverse conducting switching element 21 before the time t1 and during the period when ISW2 is negative. Therefore, at time t1, the reverse conducting switching element 21 is naturally shut off, and VSW2 rises. In this state, since the resonance capacitor 19 is shut off, the period t1
The voltage is maintained for t2. That is, the voltage of the reverse conducting switching element 21 is maintained at a constant value. When the reverse conducting switching element 21 is turned on at the time t2, the resonance state returns to the same state as the period t0 to t1, and the ISW1 falls to zero as shown in the period t2 to t3. When ISW1 reaches zero, that is, at time t3, the reverse blocking switching element 20 is naturally shut off, and VSW1 is generated. In the period t3 to t4, the resonance capacitor 19 is charged with the constant current IS, and VSW1 increases. Next, after time t3, that is, V
During the negative period of SW1, the bipolar transistor forming the reverse blocking switching element 20 is turned on. Thus, the blocking of the reverse blocking switching element 20 is maintained during the period t3 to t4. At time t4, the reverse blocking switching element 20 is turned on by the control circuit 22. When the reverse blocking switching element 20 conducts, the state of the high-frequency inverter returns to the state at time t0, and oscillation continues.

【0033】以上のように本実施例の高周波インバータ
は、前記本発明の第一の手段の実施例と同様、周波数と
電力を独立に制御することができ、スイッチング素子の
零電流スイッチングが維持されているので、スイッチン
グ素子責務が小さく、発生するノイズも小さい。
As described above, the high-frequency inverter of the present embodiment can independently control the frequency and the power similarly to the embodiment of the first means of the present invention, and the zero-current switching of the switching element is maintained. Therefore, the duty of the switching element is small and the generated noise is small.

【0034】なお、本発明の第一の手段の実施例では、
直流電流源11の電圧VSは、第一の逆導通スイッチン
グ素子8が接続されているため、負になることがない。
このことは、原理的に直流電流源11から供給される瞬
時電力Piが常に正であることを意味する。なんとなれ
ばIS≧0、VS≧0であることから、Pi=IS×VS≧
0となるからである。明らかにわかるように、このよう
に瞬時電力が回生されることのない高周波インバータで
は、電源から供給される電力が外に出ていかない無負荷
時には、供給された電力がインバータ内に蓄積され続
け、この結果システムが発散して不安定となるものであ
る。この点本実施例では、直流電流源23に接続されて
いるスイッチング素子20が逆阻止形であるので、VSW
1すなわちVSが負になる期間が存在する。従って、無負
荷時も安定に動作するものである。具体的には、無負荷
時にはVSW1の正と負の平均値が等しくなって平均値が
零になり、直流電流源23から供給される電力が零にな
るように動作させることができる。すなわち、本実施例
はさらに信頼性の高い高周波インバータを実現するもの
である。 次に本発明の第四の手段の実施例について図
8を参照しながら説明する。24・25・26・27・
27・28・29は、前記本発明の第三の手段の実施例
と同様の共振コイル・共振コンデンサ・逆阻止スイッチ
ング素子・逆導通スイッチング素子・制御回路・直流電
流源である。直流電流源29に逆阻止スイッチング素子
26を接続し、さらに共振コンデンサ25と逆導通スイ
ッチング素子27を直列に接続し、共振コンデンサ25
に共振コイル24を直列に挿入している。制御回路28
の出力VD1・VD2は、逆阻止スイッチング素子26と逆
導通スイッチング素子27のゲートG1・G2に接続され
ており、これらの導通・遮断を制御している。本実施例
では、直流電流源29の出力電流ISは、順電流ISW1と
なる方向に逆阻止スイッチング素子26を配置し、逆電
流−ISW2となる方向に逆導通スイッチング素子29を
配置している。
In the embodiment of the first means of the present invention,
The voltage VS of the DC current source 11 does not become negative because the first reverse conducting switching element 8 is connected.
This means that, in principle, the instantaneous power Pi supplied from the DC current source 11 is always positive. Since IS ≧ 0 and VS ≧ 0, Pi = IS × VS ≧
This is because it becomes 0. As can be clearly seen, in a high-frequency inverter in which instantaneous power is not regenerated in this way, when no power is supplied from the power supply and no load is supplied, the supplied power continues to be stored in the inverter, As a result, the system diverges and becomes unstable. In this respect, in this embodiment, since the switching element 20 connected to the DC current source 23 is of the reverse blocking type,
There is a period in which VS becomes negative. Therefore, it operates stably even when there is no load. Specifically, when there is no load, the operation can be performed such that the positive and negative average values of VSW1 become equal, the average value becomes zero, and the power supplied from the DC current source 23 becomes zero. That is, the present embodiment realizes a more reliable high-frequency inverter. Next, an embodiment of the fourth means of the present invention will be described with reference to FIG. 24 ・ 25 ・ 26 ・ 27 ・
Reference numerals 27, 28, and 29 denote a resonance coil, a resonance capacitor, a reverse blocking switching element, a reverse conduction switching element, a control circuit, and a DC current source similar to those of the third embodiment of the present invention. A reverse blocking switching element 26 is connected to a DC current source 29, and a resonance capacitor 25 and a reverse conduction switching element 27 are connected in series.
, A resonance coil 24 is inserted in series. Control circuit 28
The outputs VD1 and VD2 are connected to the gates G1 and G2 of the reverse blocking switching element 26 and the reverse conduction switching element 27, and control the conduction and cutoff thereof. In the present embodiment, the reverse blocking switching element 26 is arranged in the direction of the output current IS of the DC current source 29 in the direction of the forward current ISW1, and the reverse conduction switching element 29 is arranged in the direction of the reverse current -ISW2.

【0035】以下本実施例の動作について図9に基づい
て説明する。VSW1・ISW1は、それぞれ逆阻止スイッチ
ング素子26の電圧・電流を、VSW2・ISW2はそれぞれ
逆導通スイッチング素子27の電圧・電流を、ILは共
振コイル24の電流を示している。また期間T1・T2
は、それぞれ逆阻止スイッチング素子26・逆導通スイ
ッチング素子27が遮断されている期間を示している。
The operation of the present embodiment will be described below with reference to FIG. VSW1 and ISW1 represent the voltage and current of the reverse blocking switching element 26, VSW2 and ISW2 represent the voltage and current of the reverse conduction switching element 27, and IL represents the current of the resonance coil 24, respectively. In addition, period T1, T2
Indicates a period in which the reverse blocking switching element 26 and the reverse conduction switching element 27 are cut off.

【0036】制御回路28は、期間t0〜t1の間、逆阻
止スイッチング素子26および逆導通スイッチング素子
27を導通しており、共振コイル24・共振コンデンサ
25・逆阻止スイッチング素子26・逆導通スイッチン
グ素子27のループで共振電流ISW2が流れている。共
振電流ISW2が流れると、ISW1(=IS−ISW2)は次第
に増加してISW2が零になる時刻t1でISに達する。次
いで時刻t1の前、ISW2が負の期間中に、逆導通スイッ
チング素子27を構成するバイポーラトランジスタを遮
断する。こうして時刻t1では、逆導通スイッチング素
子27は自然に遮断されVSW2が立ち上がる。この期間
は、共振コンデンサ25が遮断されているため、期間t
1〜t2の間その電圧は維持される。すなわち逆導通スイ
ッチング素子27の電圧は一定値に維持される。時刻t
2で制御回路16が逆導通スイッチング素子27を導通
すると、期間t0〜t1と同じ共振状態となって、ISW1
は共振の弧を描いて上昇・下降し、時刻t3で再び零に
達する。ISW1が零に達すると、時刻t3で、逆阻止スイ
ッチング素子26は自然に遮断され、VSW1が発生す
る。次いで、期間t3〜t4では、共振コンデンサ25が
定電流ISで充電されるためVSW1は増大する。また制御
回路28は、時刻t3の後、VSW1が負の期間中に、逆阻
止スイッチング素子26を構成するバイポーラトランジ
スタを遮断する。バイポーラトランジスタが遮断される
と、期間t3〜t4の間逆阻止スイッチング素子26の遮
断が維持される。また時刻t4で、逆阻止スイッチング
素子26を導通すると、高周波インバータの状態は時刻
t0の状態に戻り発振が継続する。
The control circuit 28 conducts the reverse blocking switching element 26 and the reverse conducting switching element 27 during the period t0 to t1, and the resonance coil 24, the resonance capacitor 25, the reverse blocking switching element 26, and the reverse conducting switching element. A resonance current ISW2 flows in a loop of 27. When the resonance current ISW2 flows, ISW1 (= IS-ISW2) gradually increases and reaches IS at time t1 when ISW2 becomes zero. Next, before time t1, while ISW2 is negative, the bipolar transistor forming the reverse conducting switching element 27 is shut off. Thus, at time t1, the reverse conducting switching element 27 is naturally shut off, and VSW2 rises. In this period, since the resonance capacitor 25 is shut off, the period t
The voltage is maintained from 1 to t2. That is, the voltage of the reverse conduction switching element 27 is maintained at a constant value. Time t
When the control circuit 16 conducts the reverse conduction switching element 27 in 2, the resonance state is the same as the period t 0 to t 1, and
Rises and falls in a resonance arc and reaches zero again at time t3. When ISW1 reaches zero, at time t3, the reverse blocking switching element 26 is naturally turned off, and VSW1 is generated. Next, during the period t3 to t4, the resonance capacitor 25 is charged with the constant current IS, so that VSW1 increases. Further, after time t3, the control circuit 28 shuts off the bipolar transistor constituting the reverse blocking switching element 26 during the period when VSW1 is negative. When the bipolar transistor is cut off, the blocking of the reverse blocking switching element 26 is maintained during the period t3 to t4. When the reverse blocking switching element 26 is turned on at time t4, the state of the high-frequency inverter returns to the state at time t0, and oscillation continues.

【0037】以上の本実施例の高周波インバータは、本
発明の第三の手段の実施例と同様に、周波数と電力を独
立に制御することができ、スイッチング素子の零電流ス
イッチングが維持されているので、スイッチング素子責
務が小さく、発生するノイズも小さいものとなる。ま
た、無負荷時も安定に動作させることができる。さらに
加えて本実施例の高周波インバータでは、図9のISW1
の期間t0〜t3より明らかなように、大電流のピークI
SWPに達するまでの時間が長いので、逆阻止スイッチン
グ素子26をゆっくり十分な導通状態に移行させればよ
く、制御回路28を小形かつ安価に構成することができ
る。
The high-frequency inverter according to the present embodiment can independently control the frequency and the power, as in the third embodiment of the present invention, and the zero-current switching of the switching element is maintained. Therefore, the duty of the switching element is small, and the generated noise is small. In addition, stable operation can be performed even when there is no load. In addition, in the high-frequency inverter of this embodiment, the ISW1 of FIG.
As is clear from the period t0 to t3, the peak I of the large current
Since the time required to reach SWP is long, the reverse blocking switching element 26 only needs to be slowly shifted to a sufficiently conductive state, and the control circuit 28 can be made small and inexpensive.

【0038】なお、前記各実施例では、共振コイルは共
振コンデンサに直列に挿入したが、本発明の第一・第二
の手段の実施例においては、第一の逆導通スイッチング
素子に直列に挿入してもよく、また共振コンデンサと第
一の逆導通スイッチング素子に第一・第二の共振コイル
をそれぞれ挿入してもよい。また本発明の第三・第四の
手段の実施例においては、逆阻止スイッチング素子に直
列に接続してもよく、また共振コンデンサと逆阻止スイ
ッチング素子の両方に、第一・第二の共振コイルをそれ
ぞれ挿入してもよい。
In each of the above embodiments, the resonance coil is inserted in series with the resonance capacitor. However, in the first and second embodiments of the present invention, the resonance coil is inserted in series with the first reverse conducting switching element. Alternatively, the first and second resonance coils may be inserted into the resonance capacitor and the first reverse conducting switching element, respectively. Further, in the embodiments of the third and fourth means of the present invention, the first and second resonance coils may be connected in series to the reverse blocking switching element, and may be connected to both the resonance capacitor and the reverse blocking switching element. May be inserted respectively.

【0039】図10は本発明の第一の手段の第二の実施
例で、共振コンデンサ30と第一の逆導通スイッチング
素子31の両方に第一の共振コイル32a、第二の共振
コイル32bをそれぞれ挿入している。33は第二の逆
導通スイッチング素子、34は制御回路、35は直流電
流源である。
FIG. 10 shows a second embodiment of the first means of the present invention, in which a first resonance coil 32a and a second resonance coil 32b are provided in both a resonance capacitor 30 and a first reverse conducting switching element 31. Each is inserted. 33 is a second reverse conducting switching element, 34 is a control circuit, and 35 is a DC current source.

【0040】また前記各実施例において、スイッチング
素子はnpnバイポーラトランジスタとダイオードで構
成したが、npnバイポーラトランジスタのかわりにp
npバイポーラトランジスタ・MOSFET・IGBT
・SIT・SIサイリスタ・サイリスタなどを用いても
よく、逆阻止スイッチング素子を構成する直列ダイオー
ドを実施例のようにコレクタに挿入するかわりにエミッ
タに挿入してもよい。さらに逆阻止スイッチング素子
を、逆阻止サイリスタ、逆耐圧の高いIGBTなど、逆
阻止機能のあるスイッチング素子一つで構成してもよ
く、また逆導通スイッチング素子を、逆導通サイリスタ
・逆導通IGBT・MOSFETなど逆導通機能のある
スイッチング素子一つで構成してもよい。また前記各実
施例で用いている直流電流源は、交流電源を整流した直
流電圧源に直流リアクトルを接続して形成してもよい
し、半導体回路による定電流源を用いてもよい。また、
脈流やパルス状の直流電流源を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the switching element is constituted by an npn bipolar transistor and a diode.
np bipolar transistor, MOSFET, IGBT
A SIT / SI thyristor / thyristor may be used, and a series diode constituting a reverse blocking switching element may be inserted into the emitter instead of being inserted into the collector as in the embodiment. Further, the reverse blocking switching element may be constituted by one switching element having a reverse blocking function, such as a reverse blocking thyristor and an IGBT having a high reverse withstand voltage. The reverse conducting switching element may be a reverse conducting thyristor, a reverse conducting IGBT MOSFET. For example, a single switching element having a reverse conduction function may be used. The DC current source used in each of the above embodiments may be formed by connecting a DC reactor to a DC voltage source obtained by rectifying an AC power supply, or may be a constant current source formed by a semiconductor circuit. Also,
A pulsating or pulsed DC current source may be used.

【0041】さらに前記各実施例は誘導加熱用の高周波
インバータとして説明したが、本発明は、蛍光ランプ点
灯用や超音波発生用・マグネトロン駆動電源用やスイッ
チング電源用など種々の用途の高周波インバータに適用
することができる。
Further, in each of the above embodiments, the high-frequency inverter for induction heating has been described. However, the present invention is applicable to a high-frequency inverter for various uses such as for fluorescent lamp lighting, ultrasonic generation, magnetron drive power supply, and switching power supply. Can be applied.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の第一の手段は、直流電流源と、
この直流電流源に直列に接続した共振コイルおよび共振
コンデンサと、前記共振コイルと共振コンデンサを駆動
する第一の逆導通スイッチング素子および前記直列接続
された共振コイルと共振コンデンサに直列に接続した
二の逆導通スイッチング素子と、前記第一・第二の逆導
通スイッチング素子を駆動する制御回路を備え、前記第
一・第二の逆導通スイッチング素子を直流電流源の出力
電流が順電流となる方向に配置するとともに、前記第二
の逆導通スイッチング素子をその順方向電流が零あるい
は負のときにオフさせるよう制御してなる高周波インバ
ータとして、電力と動作周波数を独立に制御できるもの
としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a DC current source,
A resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source; a first reverse conducting switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor; and the series connection
A second reverse conduction switching element connected in series to the resonance coil and the resonance capacitor, and a control circuit for driving the first and second reverse conduction switching elements, wherein the first and second reverse conduction switching The element is arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a forward current, and the second
The reverse conducting switching element has zero forward current.
Is a high-frequency inverter that is controlled to be turned off when negative, so that power and operating frequency can be controlled independently.

【0043】本発明の第二の手段は、直流電流源と、こ
の直流電流源に直列に接続した共振コイルおよび共振コ
ンデンサと、前記共振コイルと共振コンデンサを駆動す
る第一の逆導通スイッチング素子および第二の逆導通ス
イッチング素子と、前記第一・第二の逆導通スイッチン
グ素子を駆動する制御回路を備え、前記第一の逆導通ス
イッチング素子は、直流電流源の出力電流が順電流とな
る方向に配置し、第二の逆導通スイッチング素子は、直
流電流源の出力電流が逆電流となる方向に配置した高周
波インバータとして、第一の逆導通スイッチング素子の
順電流の立ち上がり時間が長くなるので、ゲートの駆動
が容易になって、本発明の第一の手段よりもさらに制御
回路を小形・安価に構成することができる。従って安価
な高周波インバータを実現できるものである。
The second means of the present invention comprises a DC current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source, a first reverse conducting switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor, and A second reverse conduction switching element, and a control circuit for driving the first and second reverse conduction switching elements, wherein the first reverse conduction switching element has a direction in which the output current of the DC current source becomes a forward current. Since the second reverse conducting switching element is arranged as a high-frequency inverter arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a reverse current, the rising time of the forward current of the first reverse conducting switching element becomes longer, The driving of the gate is facilitated, and the control circuit can be made smaller and less expensive than the first means of the present invention. Therefore, an inexpensive high-frequency inverter can be realized.

【0044】本発明の第三の手段によれば、直流電流源
と、この直流電流源に直列に接続した共振コイルおよび
共振コンデンサと、前記共振コイルと共振コンデンサを
駆動する逆阻止スイッチング素子および前記直列接続さ
れた共振コイルと共振コンデンサに直列に接続した逆導
通スイッチング素子と、前記逆阻止スイッチング素子と
逆導通スイッチング素子を駆動する制御回路を備え、前
記直流電流源の出力電流が順電流となる方向に前記逆阻
止スイッチング素子と前記逆導通スイッチング素子を配
するとともに、前記逆導通スイッチング素子をその順
方向電流が零あるいは負のときにオフさせるよう制御し
てなる高周波インバータとして、特に無負荷時にも安定
に作用する装置とすることができるものである。
According to a third means of [0044] the present invention, a direct current source, and resonant coil and the resonant capacitor connected in series to the direct current source, the reverse blocking switching element and the driving the resonant capacitor and the resonant coil Connected in series
A reverse conduction switching element connected in series to the resonance coil and the resonance capacitor, and a control circuit for driving the reverse blocking switching element and the reverse conduction switching element, such that the output current of the DC current source becomes a forward current. The reverse blocking switching element and the reverse conduction switching element are arranged, and the reverse conduction switching element is arranged in that order.
Control to turn off when the directional current is zero or negative.
The high frequency inverter can be a device that operates stably even when there is no load.

【0045】また本発明の第四の手段は、直流電流源
と、この直流電流源に直列に接続した共振コイルおよび
共振コンデンサと、前記共振コイルと共振コンデンサを
駆動する逆阻止スイッチング素子および逆導通スイッチ
ング素子と、前記逆阻止スイッチング素子と逆導通スイ
ッチング素子を駆動する制御回路を備え、逆阻止スイッ
チング素子は直流電流源の出力電流が順電流となる方向
に配置し、逆導通スイッチング素子は直流電流源の出力
電流が逆電流となる方向に配置した高周波インバータと
して、逆導通スイッチング素子の順電流の立ち上がり時
間が長くなり、ゲートの駆動が容易になって、本発明の
第三の手段の効果に加え、制御回路を小形・安価に構成
することができるものである。
The fourth means of the present invention comprises a DC current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source, a reverse blocking switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor, and a reverse conduction. A switching element; and a control circuit for driving the reverse blocking switching element and the reverse conducting switching element. The reverse blocking switching element is arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a forward current. As a high-frequency inverter arranged in the direction in which the output current of the source becomes the reverse current, the rise time of the forward current of the reverse conducting switching element becomes longer, the driving of the gate becomes easier, and the effect of the third means of the present invention is obtained. In addition, the control circuit can be small and inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の手段の実施例における高周波イ
ンバータの回路図
FIG. 1 is a circuit diagram of a high-frequency inverter according to an embodiment of a first means of the present invention.

【図2】同高周波インバータの動作を説明する波形図FIG. 2 is a waveform diagram illustrating the operation of the high-frequency inverter.

【図3】同高周波インバータの動作を説明する動作特性
FIG. 3 is an operation characteristic diagram illustrating the operation of the high-frequency inverter.

【図4】本発明の第二の手段の実施例における高周波イ
ンバータの回路図
FIG. 4 is a circuit diagram of a high-frequency inverter according to an embodiment of the second means of the present invention.

【図5】同高周波インバータの動作を説明する波形図FIG. 5 is a waveform chart for explaining the operation of the high-frequency inverter.

【図6】本発明の第三の手段の実施例における高周波イ
ンバータの回路図
FIG. 6 is a circuit diagram of a high-frequency inverter according to a third embodiment of the present invention;

【図7】同高周波インバータの動作を説明する波形図FIG. 7 is a waveform chart for explaining the operation of the high-frequency inverter.

【図8】本発明の第四の手段の実施例における高周波イ
ンバータの回路図
FIG. 8 is a circuit diagram of a high-frequency inverter according to a fourth embodiment of the present invention;

【図9】同高周波インバータの動作を説明する波形図FIG. 9 is a waveform chart for explaining the operation of the high-frequency inverter.

【図10】本発明の第一の手段の第二の実施例における
高周波インバータの回路図
FIG. 10 is a circuit diagram of a high-frequency inverter according to a second embodiment of the first means of the present invention.

【図11】従来の高周波インバータの回路図FIG. 11 is a circuit diagram of a conventional high-frequency inverter.

【図12】同高周波インバータの動作を説明する波形図FIG. 12 is a waveform chart illustrating the operation of the high-frequency inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6・12・18・24・30 共振コイル 7・13・19・25 共振コンデンサ 8・14・31 第一の逆導通スイッチング素子 9・15・33 第二の逆導通スイッチング素子 10・16・22・28・34 制御回路 11・17・23・29・35 直流電流源 20・26 逆阻止スイッチング素子 21・27 逆導通スイッチング素子 32a 第一の共振コイル 32b 第二の共振コイル 6, 12, 18, 24, 30 Resonant coil 7, 13, 19, 25 Resonant capacitor 8, 14, 31 First reverse conducting switching element 9, 15, 33 Second reverse conducting switching element 10, 16, 22, 28/34 Control circuit 11/17/23/29/35 DC current source 20/26 Reverse blocking switching element 21/27 Reverse conduction switching element 32a First resonance coil 32b Second resonance coil

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−6770(JP,A) 特開 平1−311587(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 6/12 H02M 7/48 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-63-6770 (JP, A) JP-A-1-3111587 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H05B 6/12 H02M 7/48

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 直流電流源と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振
コイルと共振コンデンサを駆動する第一の逆導通スイッ
チング素子および前記直列接続された共振コイルと共振
コンデンサに直列に接続した第二の逆導通スイッチング
素子と、前記第一・第二の逆導通スイッチング素子を駆
動する制御回路を備え、前記第一・第二の逆導通スイッ
チング素子を直流電流源の出力電流が順電流となる方向
に配置するとともに、前記第二の逆導通スイッチング素
子をその順方向電流が零あるいは負のときにオフさせる
よう制御してなる高周波インバータ。
1. A DC current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source, a first reverse conducting switching element driving the resonance coil and the resonance capacitor, and the resonance coil connected in series And resonance
A second reverse conducting switching element connected in series to a capacitor , comprising a control circuit for driving the first and second reverse conducting switching elements, wherein the first and second reverse conducting switching elements are connected to a DC current source. An output current is arranged in a forward current direction, and the second reverse conducting switching element is arranged.
Switch off when its forward current is zero or negative
High-frequency inverter controlled as follows .
【請求項2】 直流電流源と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振
コイルと共振コンデンサを駆動する第一の逆導通スイッ
チング素子および第二の逆導通スイッチング素子と、前
記第一・第二の逆導通スイッチング素子を駆動する制御
回路を備え、前記第一の逆導通スイッチング素子は、直
流電流源の出力電流が順電流となる方向に配置し、第二
の逆導通スイッチング素子は、直流電流源の出力電流が
逆電流となる方向に配置した高周波インバータ。
2. A DC current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source, and a first reverse conduction switching element and a second reverse conduction switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor. And a control circuit for driving the first and second reverse conducting switching elements, wherein the first reverse conducting switching element is arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a forward current, and the second The reverse conducting switching element is a high-frequency inverter arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a reverse current.
【請求項3】 直流電流源と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振
コイルと共振コンデンサを駆動する逆阻止スイッチング
素子および前記直列接続された共振コイルと共振コンデ
ンサに直列に接続した逆導通スイッチング素子と、前記
逆阻止スイッチング素子と逆導通スイッチング素子を駆
動する制御回路を備え、前記直流電流源の出力電流が順
電流となる方向に前記逆阻止スイッチング素子と前記逆
導通スイッチング素子を配置するとともに、前記逆導通
スイッチング素子をその順方向電流が零あるいは負のと
きにオフさせるよう制御してなる高周波インバータ。
3. A DC current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source, a reverse blocking switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor, and a resonance capacitor connected to the series connected resonance coil.
A reverse conduction switching element connected in series to a sensor, and a control circuit for driving the reverse conduction switching element and the reverse conduction switching element, wherein the reverse conduction switching element is arranged so that the output current of the DC current source becomes a forward current. with arranging the reverse conducting switching element, the reverse conducting
The switching element has a forward current of zero or negative.
High frequency inverter controlled to turn off when
【請求項4】 直流電流源と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振
コイルと共振コンデンサを駆動する逆阻止スイッチング
素子および逆導通スイッチング素子と、前記逆阻止スイ
ッチング素子と逆導通スイッチング素子を駆動する制御
回路を備え、逆阻止スイッチング素子は直流電流源の出
力電流が順電流となる方向に配置し、逆導通スイッチン
グ素子は直流電流源の出力電流が逆電流となる方向に配
置した高周波インバータ。
4. A DC current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source, a reverse blocking switching element and a reverse conduction switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor, and the reverse blocking switching. A reverse blocking switching element is arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a forward current, and a reverse conduction switching element is arranged such that the output current of the DC current source is a reverse current. High-frequency inverter arranged in the direction of
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