JP4832177B2 - インバータ制御回路及び高周波誘電加熱装置 - Google Patents
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Description
(2)マイコン側からは常に一定の制御幅信号を与えておいて、インバータ側でIGBTの温度をサーミスタが検知して検出値をインバータ制御回路に送り、IGBTの温度を下げるようにインバータ制御が行なわれる。
(3)抵抗分割回路の一方にサーミスタを挿入しておいて、サーミスタが過熱温度を検知したときの分圧比を基に漸減制御する。
(4)漸減制御において、ある時点までいったら目標値を大きく下げる制御をし、これを繰り返していく制御をする。この繰り返し制御の1サイクルは短くて1〜2秒程度である。このような制御は前述のように、チップサーミスタをIGBTの端子裏側に設けたことにより、熱時定数を小さくすることにより可能となる。
(2)マイコン側からは常に一定の制御幅信号を与えておいて、インバータ側でIGBTの温度をサーミスタが検知して検出値をインバータ制御回路に送り、IGBTの温度を下げるようにインバータ制御が行なわれる。
(3)抵抗分割回路の一方にサーミスタを挿入しておいて、サーミスタが過熱温度を検知したときの分圧比を基に漸減制御する。
(4)漸減制御において、ある時点までいったら目標値を大きく下げる制御をし、これを繰り返していく制御をする。この繰り返し制御の1サイクルは短くて1〜2秒程度である。このような制御は前述のように、チップサーミスタをIGBTの端子裏側に設けたことにより、熱時定数を小さくすることにより可能となる。
まず、マグネトロン12が作動開始する起動時においては、IGBT16aの温度が低い故にサーミスタT1の温度も低いため、その抵抗は比較的高く(サーミスタT1は温度の上昇に対して抵抗が減少するNTCより構成)、従って電位Vpcは高い。そのため、電位Vpcと電位Vc3の比較を行なうコンパレータC3の出力は“0(Low)”となり、コンパレータC2の出力からNOTゲート回路を介して得られるC2の反転出力は“1(Hi)”となる(図3(f)及び(g)のS1)。このとき、スイッチS3,S4はオフの状態である。
マグネトロンの運転状態が定常状態になると、スイッチS3,S4,S6がオン状態になる。すると、電流源PからスイッチS6を介して電界コンデンサCO1への電荷蓄積が開始し、かつSS点の電位が上昇し始め(図3(a)のS2)、SS点の電位が3Vを越えると、負端子側の基準電位3Vとの比較により、コンパレータC4の出力、NANDゲート回路の第1の入力端子aへの入力は“1”となる(図3(h)のS3)。一方、第2の入力端子bへの入力は“1”のままである。従って、NANDゲート回路の出力が“0”となり(図3(i)のS3)、切り替えスイッチS1の可動接点K1は、第2の固定端子b側に設定される。このとき、抵抗R6によるPD1はオフとなる(図3(c)のS3)。つまり、SS点の電位が3Vになるまでは、マグネトロンが定常状態になってもPD1が働いており、モーディングの発生を抑制する働きをしている。
上述した安定運転の下、時間経過と共にIGBT16aは加熱され、その温度上昇と共にサーミスタT1の温度も上昇し、抵抗値は減少していく。そして、冷却性能が悪かったり、何らかの原因で異物がファンにはさまりファンが急に回らなくなったときなどは、その抵抗値はさらに減少し、点PCの電位Vpcが下降し始める。そして、電位Vpcが、コンパレータC2の他の入力電位であるVc2(例えば3.8V)よりも低くなると(Vpc<Vc2)、コンパレータC2の出力が“1”となる。
さらにサーミスタT1の温度が上昇すると、その抵抗値は減少し、点PCの電位Vpcも低下し、コンパレータC3の他の入力電位であるVc3(例えば2.9V)よりも低くなると(Vpc<Vc3)、コンパレータC3の出力が“1”となる(図3(g)のS6)。そして、定常状態下、既にオンとなっているスイッチS3を介してS2がオン状態となり、さらに抵抗R7によるPD2がオンとなり(図3(d)のS6)、コンパレータC1の正端子A、負端子Bへの入力電圧は、3Vから更に低下することとなり、さらにパワーダウン制御(PD2)が働く(図3(b)のS6)。
パワーダウン制御PD2により、再びサーミスタT1の温度が下降するとその抵抗値は増加し、点PCの電位Vpcも上昇し、コンパレータC3の他の入力電位であるVc3よりも高くなると(Vpc>Vc3)、コンパレータC3の出力が“0”となる(図3(g)のS7)。これに連動してスイッチS2がオフ状態となり、抵抗R7によるPD2がオフとなるので(図3(d)のS7)、コンパレータC1の正端子A、負端子Bへの入力電圧は、再び3Vに戻る(図3(b)のS7)。
さらにサーミスタT1の温度が下降すると、その抵抗値は増加し、点PCの電位Vpcも上昇し始める。そして、電位Vpcが、コンパレータC2の他の入力電位であるVc2(例えば3.8V)よりも高くなると(Vpc>Vc2)、コンパレータC2の出力が“0”となる(図3(f)のS8のようにC2の反転出力は“1”となる)。すると、スイッチS4、ORゲート回路を介して、パワーダウン制御でオン状態であったスイッチS5がオフ状態となり、抵抗R11の分圧作用が働かなくなる。そして、電界コンデンサCO1への電荷蓄積と共に、点SSの電位が上昇を開始する(図3(a)のS8)。点SSの電位が3Vまで達していないため、切り替えスイッチS1の可動接点K1は固定接点a側にあり、スイッチS2もオフ状態のため、まだPD1制御が働いている(図3(c)のS8)。
点SSの電位が上昇し続け、3Vを越えると(図3(a)のS9)、コンパレータC4の出力は“1”となり(後述する上昇信号)、NANDゲート回路の出力は“0”となって、可動接点K1が、第2の固定端子b側に切り替えられる(図3(i)のS9)。そして、コンパレータC1の正端子A、負端子Bへの入力電圧はSS電位が上昇する傾きに依存しながら上昇を開始する(図3(b)のS9)。
8 IGBT
9 サーミスタ
10 インバータ主回路
11 商用電源
12 マグネトロン
13 整流回路
16 インバータ
18 昇圧トランス
20 倍電圧全波整流回路
30 平滑回路
36 共振回路
100 マグネトロン駆動制御回路
161 インバータ制御回路
Claims (12)
- 直流を所定周波数の交流に変換するとともに、所定の制御対象の出力を変動させるための共振回路を有するインバータを制御するインバータ制御回路であって、
前記インバータのスイッチング素子の温度を検出する温度検出部の出力値に応じて、前記インバータの出力を変動させる出力変動手段と、
前記出力変動手段による前記インバータの出力減少制御の後、所定時間前記インバータの出力増加を抑える出力増加抑制手段と、
を備えるインバータ制御回路において、
前記出力増加抑制手段が、前記制御対象の起動から定常状態に移行する際の定常移行制御も行なうインバータ制御回路。 - 請求項1記載のインバータ制御回路であって、
前記出力増加抑制手段が、前記出力変動手段による前記インバータの出力増加を抑えるために、所定時間電荷を蓄積する容量素子を含むインバータ制御回路。 - 請求項2記載のインバータ制御回路であって、
前記出力増加抑制手段は、前記インバータの出力減少制御時において、前記容量素子の時定数に依存せず、速やかに出力減少制御を発動させるインバータ制御回路。 - 請求項2又は3記載のインバータ制御回路であって、
前記出力変動手段は、前記出力増加抑制手段により所定時間前記インバータの出力増加を抑えた後、前記容量素子の電位に対応して前記インバータの出力を増加させるインバータ制御回路。 - 請求項1ないし4のいずれか1項記載のインバータ制御回路であって、
前記インバータ制御回路は、前記共振回路の共振電圧を制御するインバータ制御回路。 - マイクロ波を発生する前記制御対象としてのマグネトロンと、
前記インバータと、
請求項1ないし5のいずれか1項記載のインバータ制御回路と、
を備える高周波誘電加熱装置。 - 直流を所定周波数の交流に変換するとともに、所定の制御対象の出力を変動させるための共振回路を有するインバータを、当該インバータのスイッチング素子の温度を検出する温度検出部の出力値に応じて制御するインバータ制御回路であって、
前記温度検出部の出力値に応じて第1の状態信号を出力する温度状態出力部と、
前記共振回路に発生する共振電圧を変動させる電圧変動部と、
前記第1の状態信号が前記共振電圧を上昇させるものである場合、前記第1の状態信号の入力から所定時間経過後に、前記電圧変動部に前記共振電圧を上昇させる上昇信号を出力する出力増加遅延部と、
を備えるインバータ制御回路において、
前記出力増加遅延部が、前記制御対象の起動から定常状態に移行する際、前記電圧変動部と接続され、前記共振電圧を制御するインバータ制御回路。 - 請求項7記載のインバータ制御回路であって、
前記出力増加遅延部が、前記電圧変動部に前記上昇信号を出力するため、所定時間電荷を蓄積する容量素子を含むインバータ制御回路。 - 請求項8記載のインバータ制御回路であって、
前記出力増加遅延部は、前記インバータの出力減少制御時において、前記容量素子の時定数に依存せず、速やかに出力減少制御を発動させるインバータ制御回路。 - 請求項8又は9記載のインバータ制御回路であって、
前記出力増加遅延部は、所定時間前記インバータの出力増加を抑えた後、前記容量素子の電位に対応して前記インバータの出力を増加させるインバータ制御回路。 - 請求項7ないし10のいずれか1項記載のインバータ制御回路であって、
前記温度状態出力部は、前記温度検出部の出力値に応じて第2の状態信号を前記電圧変動部に出力し、前記第1の状態信号と前記第2の状態信号は、互いに前記温度検出部の異なる温度状態を反映したものであるインバータ制御回路。 - マイクロ波を発生する前記制御対象としてのマグネトロンと、
前記インバータと、
請求項7ないし11のいずれか1項記載のインバータ制御回路と、
を備える高周波誘電加熱装置。
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