JP6340551B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents
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子がオフ状態であっても副スイッチング素子が有する接合容量や静電容量などの寄生容量を介して加熱コイルと共振回路を構成するため、加熱コイルに流れる電流が零値になったときに加熱コイルや副スイッチング素子に印加される電圧値が加熱コイルに流れる電流が零値になる前の電圧状態から変化することにより発生する共振動作によって副スイッチング素子にリンギング電圧が発生する。
前記複数の主スイッチング素子のうち、電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間を制御することにより電源から加熱コイルに流れる電流値を変化し、また前記副スイッチング素子をオフ状態にして前記副スイッチング素子に電流が流れない期間を変化して前記加熱コイルの入力電力の可変制御を行い、
前記主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間を短くして、または前記副スイッチング素子に電流が流れない期間を長くして前記加熱コイルに流れる電流が零または略零の値を所定期間有する不連続状態で制御するときに、前記加熱コイルに流れる電流が所定期間零の状態となる期間で前記副スイッチング素子に発生する寄生振動電圧を前記電圧低減手段により前記副スイッチング素子の耐電圧以下に低減するものである。
前記複数の主スイッチング素子のうち、電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間を制御することにより電源から加熱コイルに流れる電流値を変化し、また前記副スイッチング素子をオフ状態にして前記副スイッチング素子に電流が流れない期間を変化して前記加熱コイルの入力電力の可変制御を行い、
前記主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間を短くして、または前記副スイッチング素子に電流が流れない期間を長くして前記加熱コイルに流れる電流が零または略零の値を所定期間有する不連続状態で制御するときに、前記加熱コイルに流れる電流が所定期間零の状態となる期間で前記副スイッチング素子に発生する寄生振動電圧を前記電圧低減手段により前記副スイッチング素子の耐電圧以下に低減するものである。
図1は、本発明の第1の実施の形態における誘導加熱装置の上面の平面図である。また、図2は、本発明の第1の実施の形態における誘導加熱装置の上面に載置された被加熱物を加熱するために用いる回路の回路図である。図1および図2は、本実施の形態において主要な構成要素を概略的に示している。
お、直流化手段42は、インダクタやコンデンサで構成されるLCフィルタなどを内包してもよい。
圧信号が高くなっている時にオン状態となり、第1のスイッチング素子43では期間Tm1に、第2のスイッチング素子44では期間Tm2にそれぞれオン状態となっている。
図4は、本発明の第2の実施の形態における誘導加熱装置の上面に載置された被加熱物を加熱するために用いる回路の回路図である。また、図5は、第1のスイッチング素子43、第2のスイッチング素子44、第3のスイッチング素子45をオンオフ制御するためにそれぞれのスイッチング素子に与える電圧信号のシーケンスおよび加熱コイル11に流れる電流、第3のスイッチング素子45に印加される電圧を示している。図5において、第1のスイッチング素子43に与える電圧信号をVm1、第2のスイッチング素子44に与える電圧信号をVm2、第3のスイッチング素子45に与える電圧信号をVs、加熱コイル11に流れる電流をIc、第3のスイッチング素子45のうち共振電流が流れる端子間に発生する電圧をVce2とする。
大きな振動電圧が印加され第3のスイッチング素子45の耐圧破壊が生じる。しかし、図4に示したように第3のスイッチング素子45と並列に電圧低減用コンデンサ72を接続することにより、第3のスイッチング素子45が有する寄生容量と電圧低減用コンデンサ72の容量の合成容量が大きくなるため、共振動作による電流が流れたときの電圧上昇Vp2を小さくすることができるため、第3のスイッチング素子45に印加される電圧を小さくして第3のスイッチング素子45の電圧破壊を抑制することができる。
図7は、本発明の第3の実施の形態における誘導加熱装置の上面に載置された被加熱物を加熱するために用いる回路の回路図である。また、図8は、第1のスイッチング素子43、第2のスイッチング素子44、第3のスイッチング素子45をオンオフ制御するためにそれぞれのスイッチング素子に与える電圧信号のシーケンスおよび加熱コイル11に流れる電流、第3のスイッチング素子45に印加される電圧を示している。図8において、第1のスイッチング素子43に与える電圧信号をVm1、第2のスイッチング素子44に与える電圧信号をVm2、第3のスイッチング素子45に与える電圧信号をVs、加熱コイル11に流れる電流をIc、第3のスイッチング素子45のうち共振電流が流れる端子間に発生する電圧をVce3とする。
11aa〜11ei 加熱コイル
12 操作手段
13 トッププレート
41 電源
42 直流化手段
43 第1のスイッチング素子
44 第2のスイッチング素子
45 第3のスイッチング素子
46 共振コンデンサ
47 電流検出手段
48 スナバコンデンサ
49 制御手段
50 被加熱物判別手段
61 インバータ回路
62 共振回路
71 ツェナーダイオード
72 コンデンサ
75 ダイオード
Claims (4)
- 被加熱物を載置するためのトッププレートと、
前記トッププレートの下方に配置された複数の加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルとそれぞれ共振回路を構成する複数の共振コンデンサと、
前記加熱コイルに高周波電流を供給する少なくとも2つの主スイッチング素子を直列に接続した構成を有するインバータ回路と、
前記インバータ回路と前記共振回路との間に直列に接続した副スイッチング素子と、
前記副スイッチング素子と直列または並列に接続して前記副スイッチング素子に印加する最大電圧値を低減する電圧低減手段と、
前記複数のスイッチング素子のオンオフ制御を行う制御手段と、
前記トッププレートの上方の前記被加熱物の状態を判別する被加熱物判別手段と、
を備え、
前記複数の主スイッチング素子のうち、電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間を制御することにより電源から加熱コイルに流れる電流値を変化し、また前記副スイッチング素子をオフ状態にして前記副スイッチング素子に電流が流れない期間を変化して前記加熱コイルの入力電力の可変制御を行い、
前記主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間を短くして、または前記副スイッチング素子に電流が流れない期間を長くして前記加熱コイルに流れる電流が零または略零の値を所定期間有する不連続状態で制御するときに、前記加熱コイルに流れる電流が所定期間零の状態となる期間で前記副スイッチング素子に発生する寄生振動電圧を前記電圧低減手段により前記副スイッチング素子の耐電圧以下に低減する誘導加熱装置。 - 前記電圧低減手段はツェナーダイオードにより構成し、前記副スイッチング素子と並列に前記ツェナーダイオードを接続する請求項1に記載の誘導加熱装置。
- 前記電圧低減手段は少なくともコンデンサにより構成し、前記副スイッチング素子と並列に前記コンデンサを接続する請求項1に記載の誘導加熱装置。
- 前記電圧低減手段は少なくともダイオードにより構成し、前記副スイッチング素子と直列に前記ダイオードを接続する請求項1に記載の誘導加熱装置。
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Family Applications (1)
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-
2014
- 2014-05-22 JP JP2014105866A patent/JP6340551B2/ja active Active
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