JP5115048B2 - 高周波電源装置の直流電流検出方法および装置 - Google Patents

Description

この発明は、直流電源から供給される直流電力を高周波電力変換回路により高周波電力に変換して高周波負荷に供給するようにした高周波電源装置における直流入力電流検出方法および装置、特にこのような高周波電源装置が複数組設けられ、これらの複数組の高周波電源装置に共通の１つの直流電源から電力を供給するものにおいて最適な直流入力電流検出方法および装置に関するものである。

図１０は、この種の高周波電源装置の従来例を示す回路構成図である。
この図１０において、ＨＦＰ１〜ＨＦＰｋは同一構成のｋ個の高周波電源装置であり、商用交流電源ＡＣＰから供給される交流電力を整流して直流電力に変換する電力変換装置を備えた直流電源ＤＣＰに共通に並列接続されている。各高周波電源装置の詳細な構成は、代表して高周波電源装置ＨＦＰ１についてだけ示す。高周波電源装置ＨＦＰ１〜ＨＦＰｋは、それぞれ平滑コンデンサ回路ＦＣと、高周波電力変換回路ＩＮＶとこの電力変換回路ＩＮＶを制御する制御回路１１および高周波電力変換回路ＩＮＶから高周波電力を供給される負荷Ｌとを備える。
平滑コンデンサ回路ＦＣは、ｎ（ｎ＝１、２、３、・・・）個のコンデンサＣ₁₁〜Ｃ_1nを並列接続して構成され、高周波電力変換回路ＩＮＶの直流入力に並列に接続される。
高周波電力変換回路ＩＮＶは、ＩＧＢＴＱ₁₁〜Ｑ₁₄とそれぞれに逆並列に接続されたダイオードＤ₁₁〜Ｄ₁₄とにより構成したスイッチング回路を単相フルブリッジ接続して構成される。
制御回路１１は、高周波電力変換回路ＩＮＶから出力される交流出力電圧を交流出力電流に対して進み位相状態を保ちつつ負荷Ｌに供給される電力が外部から設定された所望の電力になるように高周波電力変換回路ＩＮＶを制御する。高周波電力変換回路ＩＮＶの交流出力に接続された負荷Ｌは、コンデンサＣｒ₁とリアクトルＬｒ₁との共振回路で構成されるような高周波誘導加熱装置が最適である。
また、高周波電源装置ＨＦＰ１〜ＨＦＰｋには、それぞれ負荷Ｌへ供給する電流（Ｉｏ）を検出するために、交流変流器（ＡＣＣＴ）からなる交流電流検出器１２と、直流電源ＤＣＰから、高周波電源装置ＨＦＰ１へ供給される直流電流Ｉｄｃ（＝Ｉｉ−Ｉｃ）を検出するために、直流変流器（ＤＣＣＴ）からなる直流電流検出器１３が設けられる。そして、直流電源ＤＣＰの電圧を検出するために直流電圧検出器２０が設けられる。
このような高周波電源装置の構成は、特許文献１などにより既によく知られているものである。

これらｋ組の高周波電源装置ＨＦＰ１〜ＨＦＰｋは、共通の直流電源ＤＣＰに並列に接続され、共通の直流電圧検出器２０により直流電源ＤＣＰから加えられる直流電圧Ｖｄｃを検出し、各高周波電源装置に個別に設けられた直流電流検出器１３により直流電源ＤＣＰから供給される直流電流Ｉｄｃ個別に検出し、これらの検出した直流電圧Ｖｄｃおよび直流電流Ｉｄｃに基づいてそれぞれの制御回路１１により、個々に高周波電力変換回路ＩＮＶを制御することにより、各高周波電源装置ごとに負荷Ｌへの供給電力を所望の電力に調整することができる。
特開平１１−５４２４９号公報

前記のような従来の高周波電源装置の回路構成によると、複数組の高周波電源装置が個々に負荷への供給電力を調整するためには、それぞれに直流変流器（ＤＣＣＴ）からなる直流電流検出器１３を設けて、それぞれに供給される直流電流（Ｉｄｃ）を個別に検出する必要がある。しかしながら、この直流変流器（ＤＣＣＴ）を使用した直流電流検出器１３は、交流変流器(ＡＣＣＴ)を使用した交流電流検出器に比べるとかなり価格が高価である。このため、特に使用する高周波電源装置の組数が多くなった場合は、直流電流検出器の使用個数が多くなるため装置の価格が高くなり、この直流電流検出器がこの種の高周波電源装置の価格の低下を阻害する大きな要因となっていた。

この発明の課題は、上記問題点を解消して高周波電源装置の価格を低減することのできる直流電流検出方法および装置を提供することにある。

このような課題を解決するため、第１の発明は、直流電源と、この直流電源の出力に並列に接続された平滑コンデンサ回路と、前記直流電源から前記平滑コンデンサ回路を介して供給される直流電力を高周波交流電力に変換する高周波電力変換回路と、この高周波電力変換回路から高周波電力を供給される高周波負荷と、前記高周波電力変換回路から前記高周波負荷へ供給する高周波電力が所望の電力となるように前記高周波電力変換回路を制御する制御回路とにより構成された高周波電源装置において、
前記高周波電力変換回路の出力電圧の極性および出力電流と、前記平滑コンデンサ回路に流れる電流とに基づいて演算により前記直流電源から前記高周波電力変換回路へ供給される直流電流を求めることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明の高周波電源装置の直流電流の検出方法において、交流電圧検出器により前記高周波電力変換回路の出力電圧の極性を検出することを特徴とする。
第３の発明は、第１の発明の高周波電源装置の直流電流の検出方法おいて、前記高周波電力変換回路のスイッチング素子のスイッチング周期からこの高周波電力変換回路の出力電圧の極性を検出することを特徴とする。

第４の発明は、前記第１ないし第３の発明の何れかの発明の高周波電源装置の直流電流の検出方法において、前記平滑コンデンサ回路を複数個のコンデンサを並列接続して構成し、この平滑コンデンサ回路の中の１個のコンデンサに流れる電流を検出し、この検出した電流に基づいて演算により前記直流電源から前記高周波電力変換回路へ供給される直流電流を求めることを特徴とする。

第５の発明は、前記第１ないし第４の発明の何れかの発明の高周波電源装置の直流電流の検出方法において、
前記高周波電力変換回路の検出された出力電圧の極性が、正の期間は前記高周波電力変換回路の出力電流と同相の電流を、そして負の期間は前記出力電流の逆相の電流を演算より求め、この演算により求めた電流から前記平滑コンデンサ回路に流れる交流電流を減算して前記直流電源から前記高周波電力変換回路へ供給される直流電流を求めることを特徴とする。
第６の発明は、第１の発明ないし第５の発明の何れかの発明の高周波電源装置の直流電流の検出方法において、前記高周波電源装置を複数組設け、これらの複数組の高周波電源装置の直流電源を各組に共通にしたことを特徴とする。
第７の発明は、直流電源と、この直流電源の出力に並列に接続された平滑コンデンサ回路と、前記直流電源から前記平滑コンデンサ回路を介して供給される直流電力を高周波交流電力に変換する高周波電力変換回路と、この高周波電力変換回路から高周波電力を供給される高周波負荷と、前記高周波電力変換回路から前記高周波負荷へ供給する高周波電力が所望の電力となるように前記高周波電力変換回路を制御する制御回路とにより構成された高周波電源装置において、
前記高周波電力変換回路から出力される交流出力電流を検出する第１の交流電流検出器と、前記平滑コンデンサ回路に流れるコンデンサ電流を検出する第２の交流電流検出器と、前記高周波電力変換回路の出力電圧の極性を検出する極性検出手段と、この極性検出手段正極性を示しているときは前記第１の交流電流検出器により検出された交流出力電流と同相の電流を、そして負極性を示しているときは前記第１の交流電流検出器により検出された交流出力電流と逆相の電流を求める電流演算手段と、この電流演算手段により求められた電流から前記第２の交流電流検出器により検出されたコンデンサ電流を減算する減算手段とにより構成された直流電流検出手段を備えたことを特徴とする。
第８の発明は、第７の発明の高周波電源装置の直流電流検出装置において、前記高周波電源装置を複数組設け、これらの複数組の高周波電源装置の直流電源を各組に共通にしたことを特徴とする。

この発明は、高周波誘導加熱装置のような高周波負荷に給電するための高周波電源装置おいては、その出力周波数が数十キロヘルツ以上であり、高周波電力変換回路への入力電流の交流電流成分は、後述の如く、前記平滑コンデンサ回路から供給され、直流電流成分は直流電源から供給されるようになることに着目してなされたものである。すなわち、高周波電力変換回路の交流出力電圧が負の期間のみ高周波電力変換回路の出力電流を反転させる演算を行うことにより、高周波電力変換器の入力電流を求め、この演算により求めた入力電流から平滑コンデンサ回路に流れる電流を減算してこの高周波電源装置へ供給される直流電流を求めることができるのである。これにより、直流電源からの直流電流を検出するために比較的高価な直流電流検出器に代えて、前記平滑コンデンサ回路への電流を検出する比較的安価な交流電流検出器を用いて、等価的に直流電源から高周波電力変換回路へ供給される直流電流を検出できるようになるので、高周波電源装置の価格低減が計れる。

図１は、この発明の第１の実施例を示す高周波電源装置の回路構成図であり、この図において、図１０に示した従来例構成と同一機能を有するものには同一符号を付している。

すなわち、ｋ（ｋ＝１，２，３・・・・）組の高周波電源装置ＨＦＰ１〜ＨＦＰｋは、それぞれ、高周波電源装置ＨＦＰ１のブロック内に示すように、複数個のコンデンサＣ₁₁〜Ｃ_1nを並列接続してなる平滑コンデンサ回路ＦＣ、ＩＧＢＴＱ₁₁〜Ｑ₁₄などからなる高周波電力変換回路ＩＮＶ、制御回路１１、交流変流器（ＡＣＣＴ）からなる交流電流検出器（ＣＴ）１２の他に、後述の電流演算器１４と、高周波電力変換回路ＩＮＶの交流出力電圧Ｖｏを検出する電圧変成器（ＰＴ）からなる交流電圧検出器１５と、平滑コンデンサ回路ＦＣに流れる電流Ｉｃを検出する交流変流器（ＡＣＣＴ）を用いた交流電流検出器１６とを備えている。

図２はこの高周波電源装置ＨＦＰ１の直流電流検出方法の動作を説明する波形図である。

図２（ａ）に示すように、高周波電源装置ＨＦＰ１を構成する制御回路１１により、高周波電力変換回路ＩＮＶの交流出力電圧Ｖｏを出力電流Ｉｏに対して進み位相状態にしているときには、この高周波電力変換回路ＩＮＶへの入力電流Ｉｉは図２（ｂ）に示のような波形になり、このときの前記平滑コンデンサ回路ＦＣの電流Ｉｃは図２（ｄ）に示すような波形となる。

図２に示す波形図からも明らかなように、高周波電源装置ＨＦＰ１の出力周波数が数十キロヘルツ以上のときは、高周波電力変換回路ＩＮＶの入力電流Ｉｉには交流電流成分と直流成分とが含まれ、交流成分は平滑コンデンサ回路ＦＣから電流Ｉｃとして供給され、直流電流成分は直流電源ＤＣＰから電流Ｉｄｃとして供給される。

図３は図１に示した電流演算器１４の詳細回路構成図である。この図３において、１４ａは交流電流検出器１２で検出された高周波電力変換回路ＩＮＶの交流出力電流Ｉｏの極性を反転する反転増幅器、１４ｂは切替スイッチ、１４ｃは交流電圧検出器１５で検出された高周波電力変換回路ＩＮＶの出力電圧Ｖｏの極性を検知するためのコンパレータ、１４ｄは減算器である。

この電流演算器１４におけるコンパレータ１４ｃは、出力電圧Ｖｏの極性を検知して、正極性のときには切替スイッチ１４ｂの接点を前記Ｉｏ側のａに接続し、負極性のときには切替スイッチ１４ｂの接点を反転増幅器１４ａ側のｂに切替接続するための切替信号を発する。これにより、出力電流Ｉｏが、切替スイッチ１４ｂの出力ｃから、出力電圧Ｖｏが正極性のときは同相で、そして負極性のときは、反転増幅器１４ａにより反転して逆相で取り出されようになるので、この切換スイッチ１４ｂの出力ｃから図２（ｃ）に示すような波形の出力電流Ｉｏから求めた演算入力電流Ｉｉｓを得ることができる。
この演算入力電流Ｉｉｓの波形は、図２（ｂ）に示す入力電流Ｉｉの波形と同じとなる。すなわち、電流演算器１４は、出力電流Ｉｏについて、出力電圧Ｖｏが正極性の場合は同相の値を求め、出力電圧Ｖｏが負極性の場合は逆相の値を求める演算処理を行うことにより入力電流Ｉｉと等価な演算入力電流Ｉｉｓを求めることができる。
そして、減算器１４ｄによりこの演算により求めた演算入力電流Ｉｉｓから交流電流検出器１６により検出した平滑コンデンサ回路ＦＣのコンデンサ電流Ｉｃを減算することにより、図２（ｅ）に示すような実際の直流電流Ｉｄｃと等価な直流電流Ｉｄｃ^*が求められ、実際の直流電流Ｉｄｃの代わりに制御に用いることができる。

従って、図１に示した第１の実施例の高周波電源装置の回路構成では、直流電源ＤＣＰから供給される直流電流Ｉｄｃを検出する直流変流器（ＤＣＣＴ）等を用いた直流電流検出器１３（図１０参照）に代えて設けた電流演算器１４と交流電圧検出器１５および１６とにより、等価的に直流電流Ｉｄｃを検出することができる。
このようにして検出した各高周波電源装置に供給される実際の直流電流Ｉｄｃと等価な直流電流Ｉｄｃ^*を直流電圧検出器２０で検出した直流電圧Ｖｄｃとともに制御回路１１に加え、ここで各高周波電源装置に接続された負荷Ｌへの供給電力を演算により求め、この電力が所望の値になるように高周波電力変換回路ＩＮＶを制御することにより、負荷Ｌへの供給電力を調整することができる。

図４は、この発明の第２の実施例を示す高周波電源装置の回路構成図であり、この図において、図１に示した実施例の構成と同一機能を有するものには同一符号を付している。

図４に示した第２の実施例における高周波電源装置ＨＦＰ１には、図１に示した電流演算器１４に代えて、後述の電流演算器１７を設けている。そしてこの電流演算器１７には、図１における交流電圧検出器１５の検出電圧の代わりに、制御回路１１から高周波電力変換回路ＩＮＶのスイッチング回路へ与えられるゲート信号が加えられている。
他の高周波電源装置ＨＦＰ２〜ＨＦＰｋは、ブロックのみで示されているが、この高周波電源装置ＨＦＰ１と同様に構成されている。

図５はこの第２の実施例における高周波電源装置ＨＦＰ１の直流電流検出方法の動作を説明する波形図である。
図５（ａ）に示すように、高周波電源装置ＨＦＰ１を構成する制御回路１１により、高周波電力変換回路ＩＮＶの交流出力電圧Ｖｏを出力電流Ｉｏに対して進み位相状態にして運転しているときは、高周波電力変換回路ＩＮＶを構成するスイッチング回路のＩＧＢＴ（Ｑ₁₁）〜（Ｑ₁₄）へのゲート信号は、図２（ｂ）に示すように、ほぼ出力電圧Ｖｏの零クロス点付近で各ＩＧＢＴをオン、オフさせるタイミングで変化する矩形波形となる。

図６は図４に示した電流演算器１７の詳細回路構成図である。この図において、１７ａは交流電流検出器１２で検出された高周波電力変換回路ＩＮＶの出力電流Ｉｏの極性を反転する反転増幅器、１７ｂは切替スイッチ、１７ｃはＩＧＢＴＱ₁₁（Ｑ₁₄）およびＱ₁₂（Ｑ₁₃）へのゲート信号により動作するフリップフロップ回路、１７ｄは減算器である。

この電流演算器１７では、フリップフロップ回路１７ｃは、前記Ｑ₁₁（Ｑ₁₄）へのゲート信号がオンになると切替スイッチ１７ｂの接点をＩｏ側のａに接続するための切替信号を発し、Ｑ₁₂（Ｑ₁₃）へのゲート信号がオンになると切替スイッチ１７ｂの接点を反転増幅器１７ａ側のｂに接続するための切替信号を発するように動作し、図５（ｃ）に示すようにゲート信号Ｑ₁₁およびＱ₁₂に同期した切替信号ＣＳを発生する。この切替信号ＣＳの変化は、出力電圧Ｖｏの極性の変化と同期する。したがって、このフリップフロップ回路１７ｃは、第１の実施例におけるコンパレータ１４ｃと同様に、高周波電力変換回路ＩＮＶの出力電圧Ｖｏの極性を判別する機能を有する。
このフリップフロップ回路１７ｃからの切替信号ＣＳに従って切替動作をする切替スイッチ１７ｂの出力ｃからは、出力電圧Ｖｏも正の期間は、出力電流Ｉｏと同相の出力が、負の期間は、反転増幅器１７ａにより反転されることにより出力電流Ｉｏと逆相の相の出力が取り出され、図５（ｄ）に示すような波形の演算入力電流Ｉｉｓが得られる。この演算入力電流Ｉｉｓの波形は、入力電流Ｉｉの波形（図２（ｂ）参照）と同じ波形となる。そして、減算器１７ｄにより演算入力電流Ｉｉｓから交流電流検出器１６により検出した平滑コンデンサ回路ＦＣの電流Ｉｃを減算することにより、第１の実施例の場合と同様に直流電源から高周波電力変換回路ＩＮＶに供給される電流Ｉｄｃと等価な電流Ｉｄｃ^*（図２(ｅ)参照）を求めることができる。

従って、この第２の実施例の高周波電源装置では、直流電源からの直流電流を検出する直流電流検出器１３（図１０参照）に代えて、電流演算器１７と交流電流検出器１６とを設けることにより、等価的に高周波電力変換回路へ供給される直流電流を検出することができる。この第２の実施例によれば、図１に示した第１の実施例における交流電圧検出器１５も省略することができる。

図７は、この発明の第３の実施例を示す高周波電源装置の回路構成図であり、この図において、図１に示した第１の実施例と同一機能を有するものには同一符号を付している。

図７に示した第３の実施例における高周波電源装置ＨＦＰ１は、図１に示した電流演算器１４，交流電流検出器１６に代えて、後述の電流演算器１８と平滑コンデンサ回路ＦＣの中の１個のコンデンサＣ₁₁の電流Ｉｃ₁を検出する交流電流変成器（ＡＣＣＴ）等からなる交流電流検出器（ＣＴ）１９を備える。そして、この電流演算器１８には、図１における交流電圧検出器１５の検出電圧の代わりに、制御回路１１から高周波電力変換回路ＩＮＶのスイッチング回路へ与えられるゲート信号が加えられている。
また、高周波電源装置ＨＦＰ₁以外の高周波電源装置ＨＦＰ2〜ＨＦＰｋもこの高周波電源装置ＨＦＰ１と同一に構成されている。

図８にこの第３の実施例で使用する電流演算器１８の詳細回路構成図を示す。この図８において、１８ａは交流電流検出器１２で検出された高周波電力変換回路ＩＮＶの交流出力電流Ｉｏの極性を反転する反転増幅器、１８ｂは切替スイッチ、１８ｃはＩＧＢＴＱ₁₁（Ｑ₁₄）およびＱ₁₂（Ｑ₁₃）へのゲート信号により動作するフリップフロップ回路、１８ｄは平滑コンデンサ回路ＦＣのコンデンサＣ₁₁の電流Ｉｃ₁をｎ倍して前記平滑コンデンサ回路の全体の電流Ｉｃにほぼ等しくなるようにする増幅器、１８ｅは減算器である。

この電流演算器１８では、フリップフロップ回路１８ｃは、第２の実施例におけるフリップフロップ回路１７ｃと同様にＩＧＢＴＱ₁₁（Ｑ₁₄）へのゲート信号がオンになると切替スイッチ１８ｂの接点を前記Ｉｏ側に接続するための切替信号を発し、ＩＧＢＴＱ₁₂（Ｑ₁₃）へのゲート信号がオンになると切替スイッチ１８ｂの接点を反転増幅器１８ａ側に接続するための切替信号を発するように動作する。切替スイッチ１８ｂがこのフリップフロップ回路１８ｃから切替信号を受けて切替動作を行うことにより、その出力端から、図５（ｄ）に示すような波形の演算入力電流Ｉｉｓが取り出される。この演算電流Ｉｉｓは、前記の実施例の場合と同様に、図２（ｂ）に示す高周波電力変換回路ＩＮＶの入力電流Ｉｉの波形と波形となる。
１個のコンデンサＣ₁₁の電流Ｉｃ₁は、ｎ個のコンデンサＣ₁₁〜Ｃ_1nを並列接続されたコンデンサがみな同じ容量に選ばれている場合は、平滑コンデンサ回路ＦＣの全体の電流Ｉｃの１／ｎとなるので、増幅器１８ｄによりｎ倍に増幅することにより、等価的に平滑コンデンサ回路ＦＣの全体の電流Ｉｃを求めることができる。
減算器１８ｅに前記の演算入力電流Ｉｉｓと前記の増幅器１８ｄにより求められた等価的な平滑コンデンサ回路ＦＣの全体のコンデンサ電流Ｉｃとを加えて、ここでＩｉｓからＩｃを減算する演算を行うことにより、直流電源ＤＣＰから供給される電流Ｉｄｃと等価な電流Ｉｄｃ^*が得られる。

従って、図７に示した第３の実施例の高周波電源装置の回路構成では、直流電源ＤＣＰから供給される直流電流Ｉｄｃを検出する直流変成器（ＤＣＣＴ）を用いた直流電流検出器１３（図１０参照）に代えて、電流演算器１８と交流電流検出器１９とを設けることにより、等価的に前記の直流電流Ｉｄｃを検出することができる。
この第３の実施例においては、ｎ個のコンデンサを並列接続して構成された平滑コンデンサ回路の１個のコンデンサに流れる電流を検出して、平滑コンデンサ回路ＦＣ全体に流れる電流を求めるようにしているので、ここに使用する電流検出器１９は、図１および図４に示した第１および第２の実施例で使用した交流電流検出器１６よりも検出する電流が１／ｎに低下する。このため、この第３の実施例によれば、交流電流検出器１９として小形小容量のものが使用でき、その分、装置の価格を低減することができる。

なお、この第３の実施例では、図４に示す第２の実施例の交流電流検出器１６に代えて交流電流検出器１９を設けた場合を示したが、図１に示す第１の実施例の交流電流検出器１６に代えて交流電流検出器１９を設けるようにしてもよい。すなわち、第１の実施例の場合と同様に交流電圧検出器１５を設け、その検出電圧を、高周波電力変換装置ＩＮＶのスイッチング回路へのゲート信号に代えて電流演算器１８に加えて電流演算を行うことも可能である。

図９は、この発明の第４の実施例を示す高周波電源装置の回路構成図である。この図において、図４に示した実施例構成と同一機能を有するものには同一符号を付している。

図９に示した第４の実施例における高周波電源装置ＨＦＰ１は、コンデンサＣ₁₁〜Ｃ_1nからなる平滑コンデンサ回路と、ＩＧＢＴＱ₁₁，Ｑ₁₂などからなる単相ハーフブリッジ形式の高周波電力変換回路ＩＮＶと、制御回路１１ａと、コンデンサＣｒ₁₁、Ｃｒ₁₂とリアクトルＬｒ₁₁とからなる共振回路から構成される負荷Ｌの電流（Ｉｏ）を検出する交流電流検出器１２と、前記平滑コンデンサ回路の電流Ｉｃを検出する交流電流検出器１６と、電流演算器１７とで構成される。

他の高周波電源装置ＨＦＰ₂〜ＨＦＰ_kもこの高周波電源装置ＨＦＰ₁と同様に構成されている。

高周波電源装置ＨＦＰ１における制御回路１１ａは、周知の技術により、単相ハーフブリッジ形式の高周波電力変換回路の出力電圧を出力電流に対して進み位相状態に保ちつつ高周波電力変換回路を所望の出力状態に制御する動作を行い、また、このときの電流演算器１７は、先に説明した第２の実施例における図６に示す電流演算器１７と同じに動作し、交流電流検出器１２で検出した高周波電力変換器ＩＮＶの交流出力電流Ｉｏおよび交流電流検出器１６により検出した平滑コンデンサ回路ＦＣの電流Ｉｃに基づいて、直流電源ＤＣＰから高周波電源装置ＨＦＰ₁に供給される直流電流Ｉｄｃと等価な直流電流Ｉｄｃ^*を演算により求めることができる。

この発明の第１の実施例を示す高周波電源の回路構成図 図１の動作を説明する波形図 図１の部分詳細回路構成図 この発明の第２の実施例を示す高周波電源の回路構成図 図４の動作を説明する波形図 図４の部分詳細回路構成図 この発明の第３の実施例を示す高周波電源の回路構成図 図７の部分詳細回路構成図 この発明の第４の実施例を示す高周波電源の回路構成図 従来例を示す高周波電源の回路構成図

符号の説明

１１…制御回路、１２…交流電流検出器、１３…直流電流検出器、１４…電流演算器、１５…交流電圧検出器、１６…交流電流検出器、１７，１８…電流演算器、１９…交流電流検出器、Ｃ₁₁〜Ｃ_1n，Ｃｒ₁，Ｃｒ₁₁，Ｃｒ₁₂…コンデンサ、Ｌｒ₁，Ｌｒ₁₁…リアクトル、Ｑ₁₁〜Ｑ₁₄…ＩＧＢＴ。

Claims (8)

1. 直流電源と、この直流電源の出力に並列に接続された平滑コンデンサ回路と、前記直流電源から前記平滑コンデンサ回路を介して供給される直流電力を高周波交流電力に変換する高周波電力変換回路と、この高周波電力変換回路から高周波電力を供給される高周波負荷と、前記高周波電力変換回路から前記高周波負荷へ供給する高周波電力が所望の電力となるように前記高周波電力変換回路を制御する制御回路とにより構成された高周波電源装置において、
   前記高周波電力変換回路の出力電圧の極性および出力電流と、前記平滑コンデンサ回路に流れる電流とに基づいて演算により前記直流電源から前記高周波電力変換回路へ供給される直流電流を求めることを特徴とする高周波電源装置の直流電流検出方法。
2. 交流電圧検出器により前記高周波電力変換回路の出力電圧の極性を検出することを特徴とする請求項１に記載の高周波電源装置の直流電流検出方法
3. 前記高周波電力変換回路のスイッチング素子のスイッチング周期からこの高周波電力変換回路の出力電圧の極性を検出することを特徴とする請求項１に記載の高周波電源装置の直流電流検出方法。
4. 前記平滑コンデンサ回路を複数個のコンデンサを並列接続して構成し、この平滑コンデンサ回路の中の１個のコンデンサに流れる電流を検出し、この検出した電流に基づいて演算により前記直流電源から前記高周波電力変換回路へ供給される直流電流を求めることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の高周波電源装置の直流電流検出方法。
5. 前記高周波電力変換回路の検出された出力電圧の極性が、正の期間は前記高周波電力変換回路の出力電流と同相の電流を、そして負の期間は前記出力電流の逆相の電流を演算より求め、この演算により求めた電流から前記平滑コンデンサ回路に流れる交流電流を減算して前記直流電源から前記高周波電力変換回路へ供給される直流電流を求めることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の高周波電源装置の直流電流検出方法。
6. 前記高周波電源装置を複数組設け、これらの複数組の高周波電源装置の直流電源を各組に共通にしたことを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の高周波電源装置の直流電流検出方法。
7. 直流電源と、この直流電源の出力に並列に接続された平滑コンデンサ回路と、前記直流電源から前記平滑コンデンサ回路を介して供給される直流電力を高周波交流電力に変換する高周波電力変換回路と、この高周波電力変換回路から高周波電力を供給される高周波負荷と、前記高周波電力変換回路から前記高周波負荷へ供給する高周波電力が所望の電力となるように前記高周波電力変換回路を制御する制御回路とにより構成された高周波電源装置において、
   前記高周波電力変換回路から出力される交流出力電流を検出する第１の交流電流検出器と、前記平滑コンデンサ回路に流れるコンデンサ電流を検出する第２の交流電流検出器と、前記高周波電力変換回路の出力電圧の極性を検出する極性検出手段と、この極性検出手段正極性を示しているときは前記第１の交流電流検出器により検出された交流出力電流と同相の電流を、そして負極性を示しているときは前記第１の交流電流検出器により検出された交流出力電流と逆相の電流を求める電流演算手段と、この電流演算手段により求められた電流から前記第２の交流電流検出器により検出されたコンデンサ電流を減算する減算手段とにより構成された直流電流検出手段を備えたことを特徴とする高周波電源装置の直流電流検出装置。
8. 前記高周波電源装置を複数組設け、これらの複数組の高周波電源装置の直流電源を各組に共通にしたことを特徴とする請求項７に記載の高周波電源装置の直流電流検出装置。

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