JP5223315B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents
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の後半で、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子のいずれかを導通状態で維持する期間を有するように制御するものである。これによって、スイッチング素子の駆動タイミングを調節することでターンオフ損失を低減しつつ、導通期間の組合せや割合、期間を変化させることによって加熱出力を所望の値に調整することができる。
図1は、本発明の実施の形態1における誘導加熱装置を示すものである。
図3は、本発明の実施の形態2における誘導加熱装置を示すものである。実施の形態1と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
図4、図5は、本発明の実施の形態3における誘導加熱装置の、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子に与えるゲート信号波形、第1のスイッチング素子と第1の逆導通素子の組および第2のスイッチング素子と第2の逆導通素子の組に流れる電流波形、加熱コイルに流れる電流波形を示すものである。なお、誘導加熱装置の構成は実施の形態1と同様である。
図6は、本発明の実施の形態4における誘導加熱装置の、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子に与えるゲート信号波形、第1のスイッチング素子と第1の逆導通素子の組および第2のスイッチング素子と第2の逆導通素子の組に流れる電流波形、加熱コイルに流れる電流波形を示すものである。なお、誘導加熱装置の構成は実施の形態1と同様である。
図7は、本発明の実施の形態5における誘導加熱装置の、第1のスイッチング素子と第1の逆導通素子の組および第2のスイッチング素子と第2の逆導通素子の組に流れる電流波形を示すものである。なお、誘導加熱装置の構成は実施の形態1と同様である。
図8は、本発明の実施の形態6における誘導加熱装置を示すものである。
図9は、本発明の実施の形態7における誘導加熱装置の、加熱出力大のときにおける第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子に与えるゲート信号波形、加熱出力小のときにおける第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子に与えるゲート信号波形を示すものである。なお、誘導加熱装置の構成は実施の形態1と同様である。
図10は、本発明の実施の形態8における誘導加熱装置の、加熱出力小のときにおける第1のスイッチング素子に印加する電圧波形と加熱コイルに流れる電流波形(実測波形)を示すものである。図10(a)は拡大波形を、(b)は全体波形をそれぞれ示す。なお、誘導加熱装置の構成は実施の形態1と同様でも動作可能であるが、図10に示した波形はフルブリッジ型インバータを適用して実測したものである。
図11は、本発明の実施の形態9における誘導加熱装置の、加熱出力が大のときにおける第1のスイッチング素子に印加する電圧波形と加熱コイルに流れる電流波形(実測波形)を示すものである。図11(a)は拡大波形を、(b)は全体波形をそれぞれ示す。なお、誘導加熱装置の構成は実施の形態1と同様でも動作可能であるが、図11に示した波形はフルブリッジ型インバータを適用して実測したものである。
図12は、本発明の実施の形態10における誘導加熱装置の、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子に与えるゲート信号波形を示すものである。なお、誘導加熱装置の構成は実施の形態1と同様である。
15 第1のスイッチング素子
16 第1の逆導通素子
17 第2のスイッチング素子
18 第2の逆導通素子
19 電流モニタ
20 被加熱物
21 加熱コイル
22 共振コンデンサ
23 インバータ
24 制御手段
25 スナバコンデンサ
26 電圧制御手段
Claims (9)
- 第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子の直列接続体と、前記第1のスイッチング素子に並列に接続された第1の逆導通素子と、前記第2のスイッチング素子に並列に接続された第2の逆導通素子と、前記第1のスイッチング素子または前記第2のスイッチング素子に並列に接続された加熱コイルと共振コンデンサを含む共振回路とを有し電圧を入力して前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子の導通により共振するインバータと、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子を排他的に導通制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、駆動周期の前半で、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子とを各スイッチング素子に流れる電流と略同位相のゲート信号によりそれぞれ導通制御する期間を有し、前記駆動周期の後半で、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子のいずれかを導通状態で維持する期間を有するように制御する誘導加熱装置。
- 第1のスイッチング素子または第2のスイッチング素子と並列にスナバコンデンサを備え、前記第1のスイッチング素子や前記第2のスイッチング素子が導通状態から非導通状態に遷移するときは、前記第1のスイッチング素子や前記第2のスイッチング素子に電流が流れており、かつ前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子の両方が非導通期間に前記スナバコンデンサを充電または放電可能な電流値であるようにする請求項1に記載の誘導加熱装置。
- 制御手段は、第1のスイッチング素子や第2のスイッチング素子の導通期間に、加熱コイルと共振コンデンサにより流れる共振電流の周期数を変更して加熱出力を制御する請求項1または2に記載の誘導加熱装置。
- 制御手段は、第1のスイッチング素子や第2のスイッチング素子の駆動周期が短くなるように、導通期間の偏りを均等に分布させるように制御する請求項1〜3のいずれか1項に記載の誘導加熱装置。
- 制御手段は、第1のスイッチング素子や第2のスイッチング素子に共振電流が流れている期間に、電流遮断タイミングを変更して加熱出力を制御する請求項1〜4のいずれか1項
に記載の誘導加熱装置。 - インバータに入力する電圧を出力する電圧制御手段を備え、前記電圧制御手段からの出力電圧を変更して加熱出力を制御する請求項1〜5のいずれか1項に記載の誘導加熱装置。
- 制御手段は、加熱出力が所望出力範囲内の最大値のとき、短い方の導通期間と共振周期の半分の奇数倍が略一致するように制御する請求項1〜6のいずれか1項に記載の誘導加熱装置。
- 制御手段は、第1のスイッチング素子や第2のスイッチング素子が持つ長さの異なる全ての導通期間において、各スイッチング素子に流れる電流の位相が略一致したときに所望出力範囲内の最大値の加熱出力が得られる導通期間となるように制御する請求項1〜7のいずれか1項に記載の誘導加熱装置。
- 制御手段は、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子の導通期間に偏りがある場合、一定期間毎に第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子に与えるゲート信号を入れ換える請求項1〜8のいずれか1項に記載の誘導加熱装置。
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