JP7397762B2 - electromagnetic induction heating device - Google Patents

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Description

本発明は、加熱コイル電流を検出する電流検出回路を備えた電磁誘導加熱装置(IHクッキングヒータ)に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic induction heating device (IH cooking heater) equipped with a current detection circuit that detects heating coil current.

近年、火を使わずに鍋などの被加熱物を加熱するインバータ方式の電磁誘導加熱装置(IHクッキングヒータ)が広く用いられるようになってきている。IHクッキングヒータは、加熱コイルに高周波電流を流し、コイルに近接して配置された鉄やステンレスなどの材質で作られた鍋に渦電流を発生させ、鍋自体の電気抵抗により発熱させるものである。このように、IHクッキングヒータは、火を使わずに調理でき、安全性や調理環境の快適性が高いため、ガスレンジに代わって普及が急速に高まっている。 In recent years, inverter-type electromagnetic induction heating devices (IH cooking heaters) that heat objects such as pots without using fire have become widely used. An IH cooking heater uses a high-frequency current to flow through a heating coil to generate an eddy current in a pot made of a material such as iron or stainless steel, which is placed close to the coil, and generates heat due to the electrical resistance of the pot itself. In this way, IH cooking heaters are rapidly becoming popular in place of gas ranges because they allow cooking without using a fire, are highly safe and provide a comfortable cooking environment.

IHクッキングヒータでは、ガラス製のトッププレートの下側に加熱コイルが配置され、加熱コイルには高周波電流を供給するインバータが接続されている。加熱コイルには約40Arms、約20k~100kHzの高周波電流が流れる。従来、加熱コイルの電流検出にはカレントトランスやシャント抵抗を用いた方法が採用されていた。 In an IH cooking heater, a heating coil is arranged below a glass top plate, and an inverter that supplies high-frequency current is connected to the heating coil. A high frequency current of approximately 40 Arms and approximately 20 kHz to 100 kHz flows through the heating coil. Conventionally, methods using current transformers or shunt resistors have been used to detect current in heating coils.

しかしながら、カレントトランスには、コアに一次巻線及び二次巻線を備えた方式のものや、貫通型コアに二次巻線を設けた方式のものがあるが、どちらの方式も部品サイズが大きく、高コストになる問題がある。また、シャント抵抗は大電流が抵抗に流れるためシャント抵抗にジュール損失が発生し温度が上昇する問題がある。 However, some current transformers have a core with a primary winding and a secondary winding, and others have a through-type core with a secondary winding, but both methods have small component sizes. This is a big and expensive problem. Further, since a large current flows through the shunt resistor, Joule loss occurs in the shunt resistor, resulting in an increase in temperature.

そこで、特許文献1に示す電磁調理器では、共振コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出回路と、この電圧検出回路からの出力を微分する微分回路と、この微分回路からの出力を整流し加熱コイルに流れる電流のピーク値に追随する電流情報を出力する包絡線検出回路を備えることで、上記した問題を解決しつつ、加熱コイル電流を検出している。 Therefore, the electromagnetic cooker shown in Patent Document 1 includes a voltage detection circuit that detects the voltage across a resonant capacitor, a differentiation circuit that differentiates the output from this voltage detection circuit, and a heating coil that rectifies the output from this differentiation circuit. By providing an envelope detection circuit that outputs current information that follows the peak value of the current flowing through the heating coil, the heating coil current can be detected while solving the above-mentioned problems.

特許第4448802号公報Patent No. 4448802

しかしながら、インバータをPWM制御(Pulse Width Modulation制御)した場合、加熱コイルに流れる交流電流は正負でピーク値が異なる。特許文献1は、同文献の図6、図7等から読み取れることができるように、微分回路の出力電圧を半波整流する構成であると共に、ピーク値を検出する構成であるため、特許文献1では、インバータをPWM制御する場合には、加熱コイルに流れる実効電流を正確に検出できないという問題がある。 However, when the inverter is subjected to PWM control (Pulse Width Modulation control), the alternating current flowing through the heating coil has different peak values depending on whether it is positive or negative. As can be read from FIGS. 6 and 7 of the same document, Patent Document 1 has a configuration in which the output voltage of the differentiating circuit is half-wave rectified and a peak value is detected. However, when the inverter is subjected to PWM control, there is a problem that the effective current flowing through the heating coil cannot be accurately detected.

そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するもので、インバータがPWM制御される誘導加熱装置において、共振コンデンサに流れる電流を分流して抵抗に発生する電圧を検出し、その検出値を整流し平均化することで、加熱コイルに流れる実効電流を正確に検出することである。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned conventional problems.In an induction heating device in which an inverter is PWM-controlled, the current flowing through a resonant capacitor is shunted, the voltage generated in a resistor is detected, and the detected value is rectified. By averaging the values, the effective current flowing through the heating coil can be accurately detected.

本発明の電磁誘導加熱装置は、加熱コイルを用いて被加熱物を誘導加熱する電磁誘導加熱装置であって、直流電圧を供給する直流電源と、前記直流電圧を高周波の交流電圧に変換して前記加熱コイルに供給するインバータ回路と、該インバータ回路を制御する制御回路と、前記加熱コイルと共振コンデンサを直列接続した共振回路と、前記共振コンデンサに流れる電流を分流する共振コンデンサ電流分流回路と、該共振コンデンサ電流分流回路の出力を整流して増幅する整流増幅回路と、該整流増幅回路の出力を平均化する平均化回路と、を備え、前記インバータ回路は、複数のスイッチング素子を備え、前記制御回路は、各スイッチング素子の導通期間をPWM制御することで前記加熱コイルに供給する高周波の交流電圧を制御する電磁誘導加熱装置。 The electromagnetic induction heating device of the present invention is an electromagnetic induction heating device that uses a heating coil to inductively heat an object to be heated, and includes a DC power source that supplies a DC voltage, and a device that converts the DC voltage into a high-frequency AC voltage. an inverter circuit that supplies the heating coil, a control circuit that controls the inverter circuit, a resonant circuit that connects the heating coil and a resonant capacitor in series, and a resonant capacitor current shunting circuit that shunts the current flowing through the resonant capacitor; The inverter circuit includes a rectifying amplifier circuit that rectifies and amplifies the output of the resonant capacitor current shunting circuit, and an averaging circuit that averages the output of the rectifying amplifier circuit. The control circuit is an electromagnetic induction heating device that controls a high-frequency AC voltage supplied to the heating coil by PWM controlling the conduction period of each switching element .

本発明の電磁誘導加熱装置によれば、インバータがPWM制御される場合、共振コンデンサに流れる電流を分流して抵抗で発生する電圧を検出し、その検出値を整流して平均化することで、加熱コイルに流れる実効電流を正確に検出することができる。 According to the electromagnetic induction heating device of the present invention, when the inverter is under PWM control, the current flowing through the resonant capacitor is shunted, the voltage generated in the resistor is detected, and the detected value is rectified and averaged. The effective current flowing through the heating coil can be accurately detected.

実施例1の電磁誘導加熱装置のブロック図。1 is a block diagram of an electromagnetic induction heating device according to a first embodiment. 実施例1の電磁誘導加熱装置のインバータ回路構成図。FIG. 3 is an inverter circuit configuration diagram of the electromagnetic induction heating device of Example 1. 各被加熱物の抵抗値と鉄に対する抵抗値比率を示す図。The figure which shows the resistance value of each to-be-heated object, and a resistance value ratio with respect to iron. 実施例1の電磁誘導加熱装置のインバータ動作波形。Inverter operation waveforms of the electromagnetic induction heating device of Example 1. 実施例1の電磁誘導加熱装置の入力電力の周波数特性。Frequency characteristics of input power of the electromagnetic induction heating device of Example 1. 実施例1の電磁誘導加熱装置の入力電力のDuty特性。Duty characteristics of input power of the electromagnetic induction heating device of Example 1. 実施例1の電流検出回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a current detection circuit according to the first embodiment. 実施例1の電磁誘導加熱装置の電流検出回路の動作波形。3 is an operation waveform of the current detection circuit of the electromagnetic induction heating device of Example 1. 実施例1の電磁誘導加熱装置の電流検出回路と加熱コイル電流の関係を示したグラフ。3 is a graph showing the relationship between the current detection circuit and heating coil current of the electromagnetic induction heating device of Example 1. 実施例2の電流検出回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a current detection circuit according to a second embodiment. 実施例2の電磁誘導加熱装置の電流検出回路の動作波形。3 is an operational waveform of the current detection circuit of the electromagnetic induction heating device of Example 2. 実施例2の電磁誘導加熱装置の電流検出回路と加熱コイル電流の関係を示したグラフ。7 is a graph showing the relationship between the current detection circuit and heating coil current of the electromagnetic induction heating device of Example 2. 実施例3の電流検出回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a current detection circuit according to a third embodiment. 実施例3の電磁誘導加熱装置の電流検出回路の動作波形。FIG. 7 is an operation waveform of the current detection circuit of the electromagnetic induction heating device of Example 3. 実施例4の電流検出回路の回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of a current detection circuit according to a fourth embodiment. 実施例4の電磁誘導加熱装置の電流検出回路の動作波形。FIG. 4 is an operation waveform of the current detection circuit of the electromagnetic induction heating device of Example 4. 実施例4の電流検出回路の回路図の変形例。A modification of the circuit diagram of the current detection circuit of Example 4. 実施例4の電磁誘導加熱装置の電流検出回路の変形例の動作波形。FIG. 7 is an operation waveform of a modified example of the current detection circuit of the electromagnetic induction heating device of Example 4.

以下、図面を用いながら本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、図1~図9を用いて、本発明の実施例1の電磁誘導加熱装置を説明する。 First, an electromagnetic induction heating device according to a first embodiment of the present invention will be explained using FIGS. 1 to 9.

図1は、実施例1の電磁誘導加熱装置のブロック図である。ここに示す電磁誘導加熱装置は、トッププレート上に載置した鍋などの被加熱物を3つ同時に加熱できる加熱装置であり、商用電源1からの交流電圧を変換して直流電圧を出力する電源回路10と、入力電流検出器11と、入力電流検出回路12と、3つのインバータ100(100a、100b、100c)と、ドライブ回路21と、整流増幅回路50と、平均化回路51と、制御回路60と、入力電力設定部61と、を備えている。そして、各インバータの加熱コイル31により、被加熱物を誘導加熱することができる。なお、各インバータの構成は同等であるので、以下では、第一のインバータ100aを代表して説明する。 FIG. 1 is a block diagram of an electromagnetic induction heating device according to a first embodiment. The electromagnetic induction heating device shown here is a heating device that can simultaneously heat three objects to be heated, such as a pot placed on a top plate, and is a power source that converts AC voltage from a commercial power source 1 and outputs DC voltage. Circuit 10, input current detector 11, input current detection circuit 12, three inverters 100 (100a, 100b, 100c), drive circuit 21, rectifier amplifier circuit 50, averaging circuit 51, and control circuit 60 and an input power setting section 61. The heating coil 31 of each inverter can induction-heat the object to be heated. Note that since the configurations of each inverter are the same, the first inverter 100a will be described below as a representative.

インバータ100aは、インバータ回路20と、共振回路30と、共振コンデンサ電流分流回路40によって構成されている。インバータ回路20は、電源回路10の正電極p点と負電極n点との間に接続されており、電源回路10から供給される直流電圧を高周波の交流電圧に変換して共振回路30に印加する。共振回路30は、加熱コイル31と共振コンデンサCrの直列回路であり、加熱コイル31にはインバータ回路20から高周波電力が供給される。共振コンデンサ電流分流回路40は、共振コンデンサCrに流れる電流を分流する。 The inverter 100a includes an inverter circuit 20, a resonant circuit 30, and a resonant capacitor current shunting circuit 40. The inverter circuit 20 is connected between the positive electrode point P and the negative electrode point N of the power supply circuit 10 and converts the DC voltage supplied from the power supply circuit 10 into a high-frequency AC voltage and applies it to the resonance circuit 30. do. The resonant circuit 30 is a series circuit of a heating coil 31 and a resonant capacitor Cr, and high frequency power is supplied to the heating coil 31 from the inverter circuit 20. The resonant capacitor current shunting circuit 40 shunts the current flowing through the resonant capacitor Cr.

各インバータの共振コンデンサ電流分流回路40の出力値は、整流増幅回路50と平均化回路51を経て、制御回路60に送られる。入力電力設定部61は、使用者が入力電力(火力)を設定するインターフェースであり、設定された火力に応じた信号を制御回路60に送る。制御回路60では、整流増幅回路50からの演算結果と入力電力設定部61からの信号に応じた駆動信号を生成する。ドライブ回路21は制御回路60からの駆動信号に基づいて、各インバータのインバータ回路20を制御するドライブ信号波形を生成する。 The output value of the resonant capacitor current shunting circuit 40 of each inverter is sent to the control circuit 60 via the rectifier amplifier circuit 50 and the averaging circuit 51. The input power setting unit 61 is an interface through which the user sets input power (thermal power), and sends a signal corresponding to the set thermal power to the control circuit 60. The control circuit 60 generates a drive signal according to the calculation result from the rectifier amplifier circuit 50 and the signal from the input power setting section 61. The drive circuit 21 generates a drive signal waveform for controlling the inverter circuit 20 of each inverter based on the drive signal from the control circuit 60.

次に、インバータ100aの動作を説明する。一般に、IHクッキングヒータでは、共振型インバータを用いる。共振型インバータは、インバータ回路20の駆動周波数fs > 共振回路30の共振周波数frに設定し、共振負荷の特性を誘導性にすることで、共振回路30に流れる電流がインバータ回路20の出力電圧に対し遅れ位相になるように制御するインバータである。これにより、インバータ回路20での損失増加を抑制している。すなわち、図1では、共振回路30に流れる共振電流Iが、インバータ回路20と共振回路30の接続点である出力端子t点の電圧に対して遅れ位相になるように制御することでインバータ回路20の損失を抑制することができる。 Next, the operation of inverter 100a will be explained. Generally, an IH cooking heater uses a resonant inverter. In the resonant inverter, by setting the drive frequency fs of the inverter circuit 20 > the resonant frequency fr of the resonant circuit 30 and making the characteristics of the resonant load inductive, the current flowing through the resonant circuit 30 is adjusted to the output voltage of the inverter circuit 20. This is an inverter that is controlled to have a delayed phase. This suppresses an increase in loss in the inverter circuit 20. That is, in FIG. 1, the inverter circuit is controlled so that the resonant current IL flowing through the resonant circuit 30 is delayed in phase with respect to the voltage at the output terminal point t, which is the connection point between the inverter circuit 20 and the resonant circuit 30. 20 losses can be suppressed.

しかしながら、インバータ回路20の駆動周波数fsを固定した状態で、インバータ回路20の導通期間を変化させ電力制御(PWM制御)を行うと、インバータ回路20の導通期間に共振電流Iの極性が反転し、共振電流Iがインバータ回路20の出力電圧より進み位相になる進相モードへ移行する場合もある。進相モードはインバータ回路20の損失増加を招くので、共振型のインバータでは避けなければならないモードである。 However, when power control (PWM control) is performed by changing the conduction period of the inverter circuit 20 while the drive frequency fs of the inverter circuit 20 is fixed, the polarity of the resonant current I L is reversed during the conduction period of the inverter circuit 20. , the resonant current I L may shift to a phase advance mode in which the phase leads the output voltage of the inverter circuit 20. Since the phase advance mode causes an increase in loss in the inverter circuit 20, it is a mode that must be avoided in a resonant type inverter.

図2は実施例1の電磁誘導加熱装置のより具体的な回路構成である。これは電源回路10を全波整流パッシブフィルタ型とし、インバータ回路20にハーブブリッジ回路構成を採用した、電磁誘導加熱装置の回路図である。 FIG. 2 shows a more specific circuit configuration of the electromagnetic induction heating device of Example 1. This is a circuit diagram of an electromagnetic induction heating device in which the power supply circuit 10 is of a full-wave rectification passive filter type and the inverter circuit 20 has a herb bridge circuit configuration.

図2において、電源回路10は、商用電源1からの交流電圧を直流電圧に変換してインバータ100aに供給するものであり、交流電圧を整流するダイオードブリッジ13と、インダクタ14と、フィルタコンデンサCfで構成される。そして、フィルタコンデンサCfの正電極p点と負電極n点との間に、インバータ100aのインバータ回路20が接続される。 In FIG. 2, a power supply circuit 10 converts an AC voltage from a commercial power supply 1 into a DC voltage and supplies it to an inverter 100a, and includes a diode bridge 13 for rectifying the AC voltage, an inductor 14, and a filter capacitor Cf. configured. The inverter circuit 20 of the inverter 100a is connected between the positive electrode point p and the negative electrode point n of the filter capacitor Cf.

インバータ100aのインバータ回路20は、パワー半導体スイッチング素子であるIGBT(以下、スイッチング素子SW(SW、SW)と称する。)が直列に接続されて構成される。各スイッチング素子SWにはそれぞれダイオードD(D、D)が逆方向に並列接続されており、スイッチング素子SWのコレクタ端子にダイオードDのカソード端子、エミッタ端子にアノード端子が接続されている。以下では、スイッチング素子SWとダイオードDで構成される回路を上アームと称し、スイッチング素子SWとダイオードDで構成される回路を下アームと称する。また、スイッチング素子SW、SWにはそれぞれ並列にスナバコンデンサCs(Cs、Cs)が接続されている。スナバコンデンサCs、Csは、スイッチング素子SWまたはスイッチング素子SWのターンオフ時の遮断電流によって充電あるいは放電される。スナバコンデンサCs、Csの容量は、スイッチング素子SW、SWのコレクタとエミッタ間の出力容量より十分に大きいため、ターンオフ時に両スイッチング素子SWに印加される電圧の変化は低減され、ターンオフ損失は抑制される。 The inverter circuit 20 of the inverter 100a is configured by connecting IGBTs (hereinafter referred to as switching elements SW (SW 1 , SW 2 )) that are power semiconductor switching elements in series. A diode D (D 1 , D 2 ) is connected in parallel in opposite directions to each switching element SW, and the cathode terminal of the diode D is connected to the collector terminal of the switching element SW, and the anode terminal is connected to the emitter terminal. Hereinafter, the circuit composed of the switching element SW 1 and the diode D 1 will be referred to as an upper arm, and the circuit composed of the switching element SW 2 and the diode D 2 will be referred to as a lower arm. Furthermore, snubber capacitors Cs (Cs 1 , Cs 2 ) are connected in parallel to the switching elements SW 1 and SW 2 , respectively. The snubber capacitors Cs 1 and Cs 2 are charged or discharged by a cutoff current when the switching element SW 1 or the switching element SW 2 is turned off. Since the capacitance of the snubber capacitors Cs 1 and Cs 2 is sufficiently larger than the output capacitance between the collector and emitter of the switching elements SW 1 and SW 2 , the change in voltage applied to both switching elements SW at turn-off is reduced, and the change in the voltage applied to both switching elements SW at turn-off is reduced. Losses are reduced.

スイッチング素子SW、SWの接続点である出力端子t点と電源回路10の正電極p点および負電極n点には共振回路30が接続されている。この共振回路30は、加熱コイル31と共振コンデンサCr、Crで構成される。ここで、出力端子t点から加熱コイル31に向かって流れる方向を共振電流Iの正方向とする。共振コンデンサ電流分流回路40は、共振回路30に流れる共振電流Iを分流する。 A resonant circuit 30 is connected to an output terminal point t, which is a connection point between switching elements SW 1 and SW 2 , and a positive electrode point p and a negative electrode n point of the power supply circuit 10 . This resonant circuit 30 is composed of a heating coil 31 and resonant capacitors Cr 1 and Cr 2 . Here, the direction in which the resonant current IL flows from the output terminal point t toward the heating coil 31 is defined as the positive direction of the resonant current IL . The resonant capacitor current shunting circuit 40 shunts the resonant current IL flowing through the resonant circuit 30.

また、入力電流検出器11は、商用電源1から入力される電流を検出する。入力電流検出回路12は入力電流検出器11の出力信号レベルを制御回路60の入力レベルに適した信号に変換する。 Further, the input current detector 11 detects a current input from the commercial power supply 1. The input current detection circuit 12 converts the output signal level of the input current detector 11 into a signal suitable for the input level of the control circuit 60.

制御回路60は、入力電流検出回路12で検出した入力電流と、共振コンデンサ電流分流回路40と整流増幅回路50を介して平均化回路51で検出した共振電流Iの関係から、被加熱物の材質や状態を判断し、加熱動作の開始又は停止を行う。被加熱物の判別は、磁性体と非磁性体とに区別する。区別する方法としては、加熱前に低電力(300W程度)で通電を行う。そのときの共振電流Iまたはスイッチング素子SW、SWの電流値(後述するIc、Ic)を検出し、検出した電流値により、被加熱物の材質を判別する。電流値が小さい場合には鉄などの磁性体の被加熱物と判別し、電流値が大きい場合は、非磁性ステンレスやアルミニウム、銅といった非磁性体の被加熱物と判別する。図3に周波数20kHzにおける各被加熱物の抵抗値を示す。ここに示すように、非磁性ステンレスでは鉄の1/3、アルミニウム1/20、銅では約1/25の抵抗値となる。 The control circuit 60 determines the temperature of the object to be heated based on the relationship between the input current detected by the input current detection circuit 12 and the resonance current I L detected by the averaging circuit 51 via the resonance capacitor current shunting circuit 40 and the rectification amplifier circuit 50. Starts or stops the heating operation based on the material and condition. The objects to be heated are classified into magnetic materials and non-magnetic materials. The method for distinguishing is to energize with low power (about 300 W) before heating. At that time, the resonance current I L or the current value of the switching elements SW 1 and SW 2 (Ic 1 and Ic 2 described later) is detected, and the material of the object to be heated is determined based on the detected current value. If the current value is small, the object to be heated is determined to be a magnetic material such as iron, and if the current value is large, the object to be heated is determined to be a non-magnetic material such as non-magnetic stainless steel, aluminum, or copper. FIG. 3 shows the resistance value of each heated object at a frequency of 20 kHz. As shown here, the resistance value of non-magnetic stainless steel is 1/3 of iron, 1/20 of aluminum, and about 1/25 of copper.

また、制御回路60は、入力電力設定部61からの信号に応じてインバータ回路20のスイッチング素子SW、SWの導通期間を、ドライブ回路21を介して設定し入力電力をPWM制御する。材質の検知は、過電流や過電圧の発生を防ぐために低電力かつ短時間で実施する必要がある。 Further, the control circuit 60 sets the conduction period of the switching elements SW 1 and SW 2 of the inverter circuit 20 via the drive circuit 21 according to a signal from the input power setting section 61, and performs PWM control of the input power. Material detection must be performed at low power and in a short time to prevent overcurrent and overvoltage.

ここで、図2に示すように、インバータ回路20の上アームに流れる電流をIc、下アームに流れる電流をIc、共振電流をIとする。また、上アームのスイッチング素子SWのコレクタ・エミッタ間の電圧をVc、下アームのスイッチング素子SWのコレクタ・エミッタ間の電圧をVc、インバータの電源電圧をVpとする。 Here, as shown in FIG. 2, the current flowing through the upper arm of the inverter circuit 20 is Ic 1 , the current flowing through the lower arm is Ic 2 , and the resonance current is I L . Furthermore, the voltage between the collector and emitter of the switching element SW 1 in the upper arm is Vc 1 , the voltage between the collector and emitter of the switching element SW 2 in the lower arm is Vc 2 , and the power supply voltage of the inverter is Vp.

次に動作を説明する。図4に本実施例のインバータのモード1から4までの動作波形を示す。なお、何れのモードにおいても、スイッチング素子SW、SWはデッドタイム期間を設け、相補に駆動するものとする。 Next, the operation will be explained. FIG. 4 shows operating waveforms in modes 1 to 4 of the inverter of this embodiment. Note that in either mode, the switching elements SW 1 and SW 2 are driven complementary to each other with a dead time period provided.

図4に示すように、加熱コイル31には、正弦波状の共振電流Iが流れており、この共振周波数frは、式1に示すように、加熱コイル31のインダクタンス値L、共振コンデンサCrおよび共振コンデンサCrの合成値から決定される。 As shown in FIG. 4, a sinusoidal resonant current I L flows through the heating coil 31, and this resonant frequency fr is determined by the inductance value L of the heating coil 31 and the resonant capacitor Cr 1 as shown in Equation 1. and the combined value of the resonance capacitor Cr2 .

Figure 0007397762000001
Figure 0007397762000001

以下で、モード1~モード4における詳細な動作を説明する。 Detailed operations in modes 1 to 4 will be described below.

(モード1)
スイッチング素子SWの電流Icの電流が負から増加し0Aとなるタイミングからモード1が始まるものとする。モード1開始時にはスイッチング素子SWに電流は流れていないが、スイッチング素子SWはすでにオンしているため、モード1開始直後からスイッチング素子SWに電流Icが流れ始める。このときスイッチング素子SWの両端電圧(コレクタ端子、エミッタ端子間電圧Vc)は0Vであるため、スイッチング素子SWには損失が発生しないZVZCSターンオンとなる。
(Mode 1)
It is assumed that mode 1 starts at the timing when the current Ic 1 of the switching element SW 1 increases from negative to 0A. At the start of mode 1, no current is flowing through the switching element SW 1 , but since the switching element SW 1 is already turned on, the current Ic 1 starts flowing through the switching element SW 1 immediately after the start of mode 1. At this time, since the voltage across the switching element SW 1 (voltage Vc 1 between the collector terminal and emitter terminal) is 0V, ZVZCS turn-on occurs in which no loss occurs in the switching element SW 1 .

(モード2)
スイッチング素子SWを遮断しモード2になると、共振電流Iは、電源回路10、スナバコンデンサCs、加熱コイル31、共振コンデンサCrの経路と、加熱コイル31、共振コンデンサCr、スナバコンデンサCsの経路と、加熱コイル31、共振コンデンサCr、スナバコンデンサCsの経路に流れる。このとき、スナバコンデンサCsは充電され、スナバコンデンサCsは放電される。これにより、スイッチング素子SWの両端電圧は緩やかに上昇し、ZVSターンオフとなり、スイッチング損失を小さくできる。
(Mode 2)
When the switching element SW 1 is cut off and mode 2 is established, the resonant current IL flows through the power supply circuit 10, the snubber capacitor Cs 1 , the heating coil 31, the resonant capacitor Cr 1 , and the heating coil 31, the resonant capacitor Cr 2 , and the snubber capacitor. It flows through the path of Cs 1 , the heating coil 31, the resonance capacitor Cr 1 , and the snubber capacitor Cs 2 . At this time, snubber capacitor Cs 1 is charged and snubber capacitor Cs 2 is discharged. As a result, the voltage across the switching element SW1 gradually increases, ZVS turn-off occurs, and switching loss can be reduced.

スナバコンデンサCsの電圧Vcが電源電圧(p-n間電圧)以上になると、スナバコンデンサCsの電圧Vcは0Vとなり、ダイオードDがオンし、共振電流Iが流れ続ける。ダイオードDに電流が流れている期間にスイッチング素子SWにオン信号を入力する。 When the voltage Vc 1 of the snubber capacitor Cs 1 becomes equal to or higher than the power supply voltage (p-n voltage), the voltage Vc 2 of the snubber capacitor Cs 2 becomes 0V, the diode D 2 is turned on, and the resonant current I L continues to flow. An ON signal is input to the switching element SW2 during a period when current is flowing through the diode D2 .

(モード3)
スイッチング素子SWの電流Icの電流が負から増加し0Aとなるタイミングからモード3が始まるものとする。モード3開始時にはスイッチング素子SWに電流は流れていないが、スイッチング素子SWはすでにオンしているため、モード3開始直後からスイッチング素子SWに電流Icが流れ始める。このときスイッチング素子SWの両端電圧(コレクタ端子、エミッタ端子間電圧Vc)は0Vであるため、スイッチング素子SWには損失が発生しないZVZCSターンオンとなる。
(Mode 3)
It is assumed that mode 3 starts at the timing when the current Ic 2 of the switching element SW 2 increases from negative to 0A. Although no current is flowing through the switching element SW 2 at the start of mode 3, since the switching element SW 2 is already turned on, the current Ic 2 starts flowing through the switching element SW 2 immediately after the start of mode 3. At this time, since the voltage across the switching element SW 2 (voltage Vc 2 between the collector terminal and the emitter terminal) is 0V, ZVZCS turn-on occurs in which no loss occurs in the switching element SW 2 .

(モード4)
スイッチング素子SWを遮断しモード4になると、共振電流Iは、加熱コイル31、スナバコンデンサCs、電源回路10、共振コンデンサCrの経路と、加熱コイル31、スナバコンデンサCs、共振コンデンサCrの経路と、加熱コイル31、スナバコンデンサCs、共振コンデンサCrの経路に流れる。このとき、スナバコンデンサCsは充電され、スナバコンデンサCsは放電される。これにより、スイッチング素子SWの両端電圧は緩やかに上昇し、ZVSターンオフとなり、スイッチング損失を小さくできる。
(Mode 4)
When the switching element SW 2 is cut off and mode 4 is established, the resonant current IL flows through the heating coil 31, the snubber capacitor Cs 2 , the power supply circuit 10, the resonant capacitor Cr 2 , and the heating coil 31, the snubber capacitor Cs 2 , and the resonant capacitor. It flows through the path of Cr 1 and the path of the heating coil 31, snubber capacitor Cs 1 and resonance capacitor Cr 2 . At this time, snubber capacitor Cs 2 is charged and snubber capacitor Cs 1 is discharged. As a result, the voltage across the switching element SW2 gradually increases, ZVS turn-off occurs, and switching loss can be reduced.

スナバコンデンサCsの電圧Vcが電源電圧(p-n間電圧)以上になると、スナバコンデンサCsの電圧Vcは0Vとなり、ダイオードDがオンし、共振電流Iが流れ続ける。ダイオードDに電流が流れている期間にスイッチング素子SWにオン信号を入力する。 When the voltage Vc 2 of the snubber capacitor Cs 2 becomes equal to or higher than the power supply voltage (p-n voltage), the voltage Vc 1 of the snubber capacitor Cs 1 becomes 0V, the diode D 1 is turned on, and the resonant current I L continues to flow. An ON signal is input to the switching element SW1 during a period when current is flowing through the diode D1 .

以上のモード1から4までの動作を繰り返し、加熱コイル31に高周波電流を流すことで、加熱コイル31から磁束を発生させる。この磁束により加熱コイル31の上に配置された鍋に渦電流が流れ、鍋自体が誘導加熱によって発熱する。 By repeating the operations in modes 1 to 4 above and passing a high-frequency current through the heating coil 31, magnetic flux is generated from the heating coil 31. This magnetic flux causes an eddy current to flow through the pot placed on the heating coil 31, and the pot itself generates heat due to induction heating.

次に電力制御方法について説明する。図5に周波数と入力電力の関係を示す。IHクッキングヒータは共振現象を利用して加熱コイルに高周波の大電流を流す。このため入力電力の周波数特性は、共振特性を示す。図3に示すように鉄鍋の抵抗は大きいため共振Qが小さくなり、なだらかな共振特性を示す。一方、アルミや銅といった低抵抗の材質では共振Qが大きくなるため、急峻な共振特性を示す。共振Qが小さい鉄鍋などは、ゆるやかな共振特性を利用して、周波数による電力制御が可能である。 Next, a power control method will be explained. Figure 5 shows the relationship between frequency and input power. IH cooking heaters utilize resonance phenomena to send a large, high-frequency current through a heating coil. Therefore, the frequency characteristics of the input power exhibit resonance characteristics. As shown in FIG. 3, since the resistance of the iron pot is large, the resonance Q is small and exhibits a gentle resonance characteristic. On the other hand, low-resistance materials such as aluminum and copper have a large resonance Q and exhibit steep resonance characteristics. For iron pots with a small resonance Q, it is possible to control the power by frequency by utilizing the gentle resonance characteristics.

また、図6にスイッチング素子SWのDutyと入力電力の関係を示す。共振Qが小さい鉄鍋などではDutyによる電力制御も可能である。一方、アルミなどの急峻な共振特性の場合は、周波数制御やDuty制御では難しく、電源回路10の出力電圧を制御することで電力を制御することができる。 Further, FIG. 6 shows the relationship between the duty of the switching element SW1 and the input power. Power control based on duty is also possible for iron pots with small resonance Q. On the other hand, in the case of aluminum or the like having steep resonance characteristics, it is difficult to perform frequency control or duty control, and power can be controlled by controlling the output voltage of the power supply circuit 10.

次に、図2と図7を用いて、共振電流検出回路を構成する、共振コンデンサ電流分流回路40と、整流増幅回路50と、平均化回路51の詳細を説明する。 Next, details of the resonant capacitor current shunting circuit 40, the rectifying amplifier circuit 50, and the averaging circuit 51 that constitute the resonant current detection circuit will be described using FIGS. 2 and 7.

共振コンデンサ電流分流回路40は、図2に示すように、共振回路30の共振コンデンサCrと並列に接続した、コンデンサC40と抵抗R40の直列回路で構成される。 As shown in FIG. 2, the resonant capacitor current shunting circuit 40 is composed of a series circuit of a capacitor C 40 and a resistor R 40 connected in parallel with the resonant capacitor Cr 1 of the resonant circuit 30.

本実施例の整流増幅回路50は反転増幅回路52であり、図7に示すように、オペアンプA52の反転入力端子に、入力抵抗(抵抗R52a)の一端と帰還抵抗(抵抗R52b)の一端を接続し、抵抗R52aの他端を共振コンデンサ電流分流回路40のコンデンサC40と抵抗R40の接続点(VR_OUT)に接続し、抵抗R52bの他端をオペアンプA52の出力端子に接続し、オペアンプA52の非反転入力端子を接地した反転増幅回路の構成である。 The rectifying amplifier circuit 50 of this embodiment is an inverting amplifier circuit 52 , and as shown in FIG. The other end of the resistor R 52a is connected to the connection point (VR_OUT) between the capacitor C 40 and the resistor R 40 of the resonant capacitor current shunting circuit 40, and the other end of the resistor R 52b is connected to the output terminal of the operational amplifier A 52 . This is the configuration of an inverting amplifier circuit in which the non-inverting input terminal of the operational amplifier A52 is grounded.

また、平均化回路51は、図7に示すように、反転増幅回路52(整流増幅回路50)の出力に、コンデンサC51aと抵抗R51aの並列回路と、抵抗R51bとコンデンサC51bの直列回路を接続した構成である。そして、平均化回路51のコンデンサC51bの電圧が出力電圧Voutとなる。 Further, as shown in FIG. 7, the averaging circuit 51 includes a parallel circuit of a capacitor C 51a and a resistor R 51a , and a series circuit of a resistor R 51b and a capacitor C 51b at the output of the inverting amplifier circuit 52 (rectifying amplifier circuit 50) . This is a configuration in which circuits are connected. Then, the voltage of the capacitor C 51b of the averaging circuit 51 becomes the output voltage V out .

次に、図8を用いて、本実施例の電流検出回路を構成する、共振コンデンサ電流分流回路40と、整流増幅回路50(反転増幅回路52)と、平均化回路51の動作について説明する。ここに示す動作波形は、上から順に、(a)上下アームのゲート電圧、(b)共振コンデンサCrの電流ICr1、(c)共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUT、(d)整流増幅回路50の出力電圧Va及び平均化回路51の出力電圧Voutである。なお、動作条件は加熱負荷(鍋)がステンレス鍋、インバータの動作周波数が35kHz、上下アームの駆動信号は非対称PWMであり、上アームがDuty0.2、下アームがDuty0.8である。つまり上アームの通電時間が短く、下アームの通電時間が長い状態である。 Next, the operations of the resonant capacitor current shunting circuit 40, the rectifying amplifier circuit 50 (inverting amplifier circuit 52), and the averaging circuit 51, which constitute the current detection circuit of this embodiment, will be explained using FIG. 8. The operating waveforms shown here are, from top to bottom, (a) gate voltage of the upper and lower arms, (b) current I Cr1 of the resonant capacitor Cr 1 , (c) output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunt circuit 40, and (d) rectification. These are the output voltage Va of the amplifier circuit 50 and the output voltage V out of the averaging circuit 51. The operating conditions are that the heating load (pot) is a stainless steel pot, the operating frequency of the inverter is 35 kHz, and the drive signals for the upper and lower arms are asymmetric PWM, with the upper arm having a duty of 0.2 and the lower arm having a duty of 0.8. In other words, the upper arm is energized for a short time and the lower arm is energized for a long time.

インバータ100aを上記条件で動作すると、共振回路30の共振コンデンサCrのピーク電流は30A/-23Aとなる。共振コンデンサCrを1μF、共振コンデンサ電流分流回路40のコンデンサC40を470pF、抵抗R40を150Ωとすると、共振コンデンサCrとコンデンサC40の容量比(約1/2000)により、共振コンデンサCrの電流ICr1の約1/2000がコンデンサC40に流れ、抵抗R40に発生する共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUTのピークは2.25V/-1.7Vとなる。この出力電圧VR_OUTが整流増幅回路50に入力される。整流増幅回路50(反転増幅回路52)の増幅率Gは抵抗R52aと抵抗R52bから数式2より表される。 When the inverter 100a is operated under the above conditions, the peak current of the resonant capacitor Cr1 of the resonant circuit 30 is 30A/-23A. Assuming that the resonant capacitor Cr 1 is 1 μF, the capacitor C 40 of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is 470 pF, and the resistor R 40 is 150 Ω, the resonant capacitor Cr is Approximately 1/2000 of the current I Cr1 of 1 flows into the capacitor C 40 , and the peak of the output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunting circuit 40 generated in the resistor R 40 is 2.25V/-1.7V. This output voltage VR_OUT is input to the rectifier amplifier circuit 50. The amplification factor G of the rectifying amplifier circuit 50 (inverting amplifier circuit 52) is expressed by Equation 2 from the resistor R 52a and the resistor R 52b .

Figure 0007397762000002
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式2より整流増幅回路50(反転増幅回路52)の出力電圧Vaのピーク値は5.1Vとなる。整流増幅回路50(反転増幅回路52)の出力電圧Vaを平均化回路51より一定電圧に変換され平均化回路51の出力電圧Voutは約2Vとなる。加熱コイル31に流れる共振電流Iは共振コンデンサCrとCrの合計電流であるため、共振コンデンサCrとCrが同じコンデンサ容量であれば、共振電流Iは、共振コンデンサCrの電流ICr1の2倍の電流になる。つまり、共振電流Iに比例した値の電圧となる。 From Equation 2, the peak value of the output voltage Va of the rectifying amplifier circuit 50 (inverting amplifier circuit 52) is 5.1V. The output voltage Va of the rectifying amplifier circuit 50 (inverting amplifier circuit 52) is converted into a constant voltage by the averaging circuit 51, and the output voltage V out of the averaging circuit 51 becomes approximately 2V. Since the resonant current I L flowing through the heating coil 31 is the total current of the resonant capacitors Cr 1 and Cr 2 , if the resonant capacitors Cr 1 and Cr 2 have the same capacitance, the resonant current I L will be the sum of the current of the resonant capacitors Cr 1 and Cr 2 . The current I becomes twice as much as the current I Cr1 . In other words, the voltage has a value proportional to the resonant current IL .

図9に共振電流Iと平均化回路51の出力電圧Voutの関係を示す。ここに示すように、材質が異なる鍋においても、共振電流Iと出力電圧Voutが略同等の比例関係を示しており、鍋の材質によらず出力電圧Voutから共振電流Iを検出することができる。 FIG. 9 shows the relationship between the resonant current I L and the output voltage V out of the averaging circuit 51. As shown here, even in pans made of different materials, the resonant current I L and the output voltage V out show an approximately equal proportional relationship, and the resonant current I L can be detected from the output voltage V out regardless of the material of the pan. can do.

以上のように共振コンデンサCrに流れる電流を分流し、抵抗で発生する電圧を整流して平均化することで、インバータがPWM制御される誘導加熱装置において、カレントトランスやシャント抵抗を用いることなく、加熱コイルに流れる共振電流を検出することができる。これにより、共振電流検出回路の小型化、低コスト化に貢献することができる。 As described above, by dividing the current flowing through the resonant capacitor Cr1 and rectifying and averaging the voltage generated by the resistor, it is possible to use an induction heating device where the inverter is PWM controlled without using a current transformer or shunt resistor. , the resonant current flowing through the heating coil can be detected. This can contribute to miniaturization and cost reduction of the resonant current detection circuit.

次に、図10~図12を用いて、本発明の実施例2の電磁誘導加熱装置を説明する。なお、前述した実施例との共通点は重複説明を省略する。 Next, an electromagnetic induction heating device according to a second embodiment of the present invention will be described using FIGS. 10 to 12. Note that redundant explanation of common points with the embodiments described above will be omitted.

実施例1との違いは整流増幅回路50の構成が異なる点である。実施例1では、共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUTを、整流増幅回路50の一種である反転増幅回路52で半波整流してから、平均化回路51で平均化する構成であったが、実施例2では、出力電圧VR_OUTを、整流増幅回路50の一種である全波整流回路53で全波整流してから、平均化回路51で平均化する構成とした。 The difference from the first embodiment is that the configuration of the rectifier amplifier circuit 50 is different. In the first embodiment, the output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is half-wave rectified by the inverting amplifier circuit 52, which is a type of rectifier amplifier circuit 50, and then averaged by the averaging circuit 51. In the second embodiment, the output voltage VR_OUT is full-wave rectified by a full-wave rectifier circuit 53, which is a type of rectifier amplifier circuit 50, and then averaged by an averaging circuit 51.

図10を用いて、本実施例における整流増幅回路50である、全波整流回路53の回路構成について説明する。この全波整流回路53では、共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUTは、抵抗R53aを介してオペアンプA53aの反転入力端子に接続される。オペアンプA53aの反転入力端子にはダイオードD53aのカソード端子が接続され、オペアンプA53aの出力端子にダイオードD53aのアノード端子が接続される。また、オペアンプA53aの反転入力端子には、抵抗R53bを介してダイオードD53bのアノード端子が接続され、ダイオードD53bのカソード端子はオペアンプA53aの出力端子に接続される。ダイオードD53bのアノード端子は、抵抗R53cを介して、オペアンプA53bの反転入力端子に接続される。オペアンプA53bの反転入力端子は、抵抗R53eを介してオペアンプA53bの出力端子に接続され、出力電圧VR_OUTは、抵抗R53dを介して、オペアンプA53bの反転入力端子に接続される。オペアンプA53a、A53bの非反転入力端子を接地する。そして、オペアンプA53bの出力端子には実施例1で説明した平均化回路51が接続される。 The circuit configuration of the full-wave rectifier circuit 53, which is the rectifier amplifier circuit 50 in this embodiment, will be explained using FIG. 10. In this full-wave rectifier circuit 53, the output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier A 53a via a resistor R 53a . The cathode terminal of the diode D 53a is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier A 53a , and the anode terminal of the diode D 53a is connected to the output terminal of the operational amplifier A 53a . Furthermore, the anode terminal of a diode D 53b is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier A 53a via a resistor R 53b , and the cathode terminal of the diode D 53b is connected to the output terminal of the operational amplifier A 53a . The anode terminal of diode D 53b is connected to the inverting input terminal of operational amplifier A 53b via resistor R 53c . The inverting input terminal of operational amplifier A 53b is connected to the output terminal of operational amplifier A 53b through a resistor R 53e , and the output voltage VR_OUT is connected to the inverting input terminal of operational amplifier A 53b through a resistor R 53d . The non-inverting input terminals of operational amplifiers A 53a and A 53b are grounded. The averaging circuit 51 described in the first embodiment is connected to the output terminal of the operational amplifier A 53b .

次に、図11を用いて、本実施例の電流検出回路の動作について説明する。ここに動作波形は、上から順に、(a)共振コンデンサCrの電流ICr1、(b)共振コンデンサ分流回路40の出力電圧VR_OUT、(c)全波整流回路53の中間電圧Vb、(d)全波整流回路53の出力電圧Vc及び平均化回路51出力電圧Voutである。 Next, the operation of the current detection circuit of this embodiment will be explained using FIG. 11. Here, the operating waveforms are, from top to bottom, (a) current I Cr1 of resonant capacitor Cr 1 , (b) output voltage VR_OUT of resonant capacitor shunt circuit 40, (c) intermediate voltage Vb of full-wave rectifier circuit 53, (d ) The output voltage Vc of the full-wave rectifier circuit 53 and the output voltage V out of the averaging circuit 51.

インバータ100aを図8と同等の条件で動作すると、共振回路30の共振コンデンサCrのピーク電流は30A/-23Aとなる。共振コンデンサCrを1μF、共振コンデンサ電流分流回路40のコンデンサC40を1000pF、抵抗R40を82Ωとすると、共振コンデンサCrとコンデンサC40の容量比(約1/1000)により、共振コンデンサCrの電流ICr1の約1/1000がコンデンサC40に流れ、抵抗R40に発生する共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUTのピークは2.5V/-1.9Vとなる。 When the inverter 100a is operated under the same conditions as in FIG. 8, the peak current of the resonant capacitor Cr1 of the resonant circuit 30 is 30A/-23A. Assuming that the resonant capacitor Cr 1 is 1 μF, the capacitor C 40 of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is 1000 pF, and the resistor R 40 is 82 Ω, the resonant capacitor Cr is Approximately 1/1000 of the current I Cr1 of 1 flows into the capacitor C 40 , and the peak of the output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunting circuit 40 generated in the resistor R 40 is 2.5V/-1.9V.

出力電圧VR_OUTが負電圧になると、ダイオードD53aが導通し、ダイオードD53bがオフ状態となりダイオードD53aとD53bの順方向電圧が相殺されるため、全波整流回路53の中間電圧Vbはゼロボルトになる。一方、出力電圧VR_OUTが正電圧になると、ダイオードD53bが導通するが、ダイオードD53aがオフ状態となるため、ダイオードD53aとD53bの順方向電圧が相殺され、実施例1に記載した反転増幅回路52と同様の動作となり、抵抗R53aと抵抗R53bの関係により、抵抗R53a及びR53bを10kΩとすると、全波整流回路53の中間電圧Vb電圧は、出力電圧VR_OUTを正負反転した-2.5Vとなる。 When the output voltage VR_OUT becomes a negative voltage, the diode D53a becomes conductive and the diode D53b turns off, and the forward voltages of the diodes D53a and D53b cancel each other out, so that the intermediate voltage Vb of the full-wave rectifier circuit 53 becomes zero volts. become. On the other hand, when the output voltage VR_OUT becomes a positive voltage, the diode D 53b becomes conductive, but the diode D 53a turns off, so the forward voltages of the diodes D 53a and D 53b cancel each other out, resulting in the inversion described in Example 1. The operation is similar to that of the amplifier circuit 52, and due to the relationship between the resistors R 53a and R 53b , if the resistors R 53a and R 53b are set to 10 kΩ, the intermediate voltage Vb voltage of the full-wave rectifier circuit 53 is the output voltage VR_OUT with the positive and negative reversed. It becomes -2.5V.

オペアンプA53bは、中間電圧Vbと出力電圧VR_OUTを反転増幅して加算する回路である。また、オペアンプA53bの反転入力端子と非反転入力端子はイマジナリーショートであり、非反転入力端子が接地されているため、非反転入力端子はゼロボルトになる。抵抗R53cを10kΩとし、抵抗R53dとR53eを20kΩとすると、出力電圧VR_OUTが正のピーク電圧時の2.5Vにおいては、抵抗R53dにはIa=-125μA(5V/20kΩ)の電流が流れ、中間電圧Vbは-2.5Vのため抵抗R53cにはIb=250μAの電流が流れる。オペアンプの入力端子は高インピーダンスのため電流は流れ込まず、抵抗R53eにはIaとIbの合計電流であるIcが流れる。したがって、Ic=125μAが流れるため、全波整流回路53の出力電圧Vc=2.5V(125μA×20kΩ)となる。一方、出力電圧VR_OUTが負のピーク電圧時の-1.9Vにおいては、抵抗R53dにはIa=95μA(1.9V/20kΩ)の電流が流れ、Vbは0Vのため抵抗R53cには電流が流れない。したがって、Ic=95μAが流れるため、全波整流回路53の出力電圧Vc=1.9V(95μA×20kΩ)となる。これにより、全波整流回路53の出力電圧Vcは、共振コンデンサCrの電流ICr1を全波整流した形となる。この全波整流回路53の出力電圧Vcを平均化回路51で平均化することで共振電流Iに比例した電圧を検出することができる。このように全波整流回路53を構成することで共振電流Iの正電流および負電流の電流情報を検出することができるため、高精度に電流を検出することが可能になる。 The operational amplifier A 53b is a circuit that inverts and amplifies the intermediate voltage Vb and the output voltage VR_OUT and adds them together. Further, the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier A 53b are imaginary short-circuited, and since the non-inverting input terminal is grounded, the non-inverting input terminal becomes zero volts. Assuming that the resistor R 53c is 10 kΩ and the resistors R 53d and R 53e are 20 kΩ, when the output voltage VR_OUT is 2.5 V at the positive peak voltage, the resistor R 53d has a current of Ia = -125 μA (5 V/20 kΩ). flows, and since the intermediate voltage Vb is -2.5V, a current of Ib=250 μA flows through the resistor R 53c . Since the input terminal of the operational amplifier has a high impedance, no current flows into it, and Ic, which is the total current of Ia and Ib, flows through the resistor R53e . Therefore, since Ic=125 μA flows, the output voltage Vc of the full-wave rectifier circuit 53 becomes Vc=2.5 V (125 μA×20 kΩ). On the other hand, when the output voltage VR_OUT is at a negative peak voltage of -1.9V, a current of Ia=95μA (1.9V/20kΩ) flows through the resistor R53d , and since Vb is 0V, a current flows through the resistor R53c . does not flow. Therefore, since Ic=95 μA flows, the output voltage Vc of the full-wave rectifier circuit 53 becomes Vc=1.9V (95 μA×20 kΩ). As a result, the output voltage Vc of the full-wave rectifier circuit 53 has a form obtained by full-wave rectifying the current I Cr1 of the resonant capacitor Cr1 . By averaging the output voltage Vc of the full-wave rectifier circuit 53 with the averaging circuit 51, a voltage proportional to the resonant current IL can be detected. By configuring the full-wave rectifier circuit 53 in this manner, current information on the positive current and negative current of the resonant current IL can be detected, so that current can be detected with high accuracy.

図12に共振電流Iと平均化回路51の出力電圧Voutの関係を示す。ここに示すように、材質が異なる鍋においても、共振電流Iと出力電圧Voutが略同等の比例関係を示しており、鍋の材質によらず出力電圧Voutから共振電流Iを検出することができる。 FIG. 12 shows the relationship between the resonant current I L and the output voltage V out of the averaging circuit 51. As shown here, even in pans made of different materials, the resonant current I L and the output voltage V out show an approximately equal proportional relationship, and the resonant current I L can be detected from the output voltage V out regardless of the material of the pan. can do.

以上のように共振コンデンサCrに流れる電流を分流し、抵抗で発生する電圧を整流して平均化することで、インバータがPWM制御される誘導加熱装置において、カレントトランスやシャント抵抗を用いることなく、加熱コイル電流を検出することができる。これにより、共振電流検出回路の小型化、低コスト化に貢献できる。 As described above, by dividing the current flowing through the resonant capacitor Cr1 and rectifying and averaging the voltage generated by the resistor, it is possible to use an induction heating device where the inverter is PWM controlled without using a current transformer or shunt resistor. , the heating coil current can be detected. This can contribute to miniaturization and cost reduction of the resonant current detection circuit.

次に、図13及び図14を用いて、本発明の実施例3の電磁誘導加熱装置を説明する。なお、前述した実施例との共通点は重複説明を省略する。本実施例の共振電流検出回路は、実施例2と同様に、共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUTを全波整流してから平均化する構成であるが、オペアンプを単電源で駆動できる点で、実施例2と異なる。これにより、本実施例では、負電源回路を設けることなく安価な構成で加熱コイルに流れる共振電流を検出することができる。 Next, an electromagnetic induction heating device according to a third embodiment of the present invention will be described using FIGS. 13 and 14. Note that redundant explanation of common points with the embodiments described above will be omitted. Similar to the second embodiment, the resonant current detection circuit of this embodiment has a configuration in which the output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is full-wave rectified and then averaged, but the difference is that the operational amplifier can be driven by a single power supply. This is different from the second embodiment. As a result, in this embodiment, the resonance current flowing through the heating coil can be detected with an inexpensive configuration without providing a negative power supply circuit.

図13を用いて、本実施例の整流増幅回路50の回路構成ついて説明する。ここに示すように、本実施例の整流増幅回路50は、実施例1の反転増幅回路52と、加算回路54を組み合わせたものである。 The circuit configuration of the rectifier amplifier circuit 50 of this embodiment will be explained using FIG. 13. As shown here, the rectifying amplifier circuit 50 of this embodiment is a combination of the inverting amplifier circuit 52 of the first embodiment and the adding circuit 54.

<反転増幅回路52>
反転増幅回路52は、実施例1と同等の構成である。すなわち、共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUTは、抵抗R52aを介してオペアンプA52の反転入力端子に接続され、また、オペアンプA52の反転入力端子は、抵抗R52bを介してオペアンプA52の出力端子に接続される。
<Inverting amplifier circuit 52>
The inverting amplifier circuit 52 has the same configuration as the first embodiment. That is, the output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier A 52 through the resistor R 52a , and the inverting input terminal of the operational amplifier A 52 is connected to the operational amplifier A through the resistor R 52b . 52 output terminals.

<加算回路54>
加算回路54には、共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUTと、反転増幅回路52の出力電圧Vdが入力される。具体的には、オペアンプA54の非反転入力端子には、反転増幅回路52の出力端子INV_AMPが抵抗R54dを介して接続され、また、共振コンデンサ電流分流回路40の出力端子VR_OUTが抵抗R54cを介して接続される。オペアンプA54の反転入力端子は、抵抗R54bを介して出力端子に接続され、また、抵抗R54aを介してグランドに接続される。オペアンプA54の出力端子には平均化回路51が接続され、オペアンプA54の出力が、本実施例の整流増幅回路50の出力電圧Veとなる。
<Addition circuit 54>
The output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunting circuit 40 and the output voltage Vd of the inverting amplifier circuit 52 are input to the adder circuit 54 . Specifically, the output terminal INV_AMP of the inverting amplifier circuit 52 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier A 54 via a resistor R 54d , and the output terminal VR_OUT of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is connected to the resistor R 54c . connected via. The inverting input terminal of operational amplifier A 54 is connected to the output terminal via resistor R 54b and to ground via resistor R 54a . An averaging circuit 51 is connected to the output terminal of the operational amplifier A 54 , and the output of the operational amplifier A 54 becomes the output voltage Ve of the rectifier amplifier circuit 50 of this embodiment.

次に、図14を用いて、本実施例の電流検出回路の動作について説明する。図14に示す動作波形は、上から順に、(a)共振コンデンサCrの電流ICr1、(b)共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUT、(c)反転増幅回路52の出力電圧Vd、(d)加算回路54の出力電圧Ve及び平均化回路51の出力電圧Voutである。 Next, the operation of the current detection circuit of this embodiment will be explained using FIG. 14. The operating waveforms shown in FIG. 14 are, from top to bottom, (a) current I Cr1 of resonant capacitor Cr 1 , (b) output voltage VR_OUT of resonant capacitor current shunt circuit 40, (c) output voltage Vd of inverting amplifier circuit 52, (d) The output voltage Ve of the adding circuit 54 and the output voltage V out of the averaging circuit 51.

インバータ100aを図8と同等の条件で動作すると、共振回路30の共振コンデンサCrのピーク電流は30A/-23Aとなる。共振コンデンサCrを1μF、共振コンデンサ電流分流回路40のコンデンサC40を1000pF、抵抗R40を82Ωとすると、共振コンデンサCrとコンデンサC40の容量比(約1/1000)により、共振コンデンサCrの電流ICr1の約1/1000がコンデンサC40に流れ、抵抗R40に発生する共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUTのピークは2.5V/-1.9Vとなる。この場合、抵抗R52aを10kΩ、抵抗R52bを20kΩとすると、反転増幅回路52の出力電圧Vd(-20k/10k)となり、3.8Vとなる。 When the inverter 100a is operated under the same conditions as in FIG. 8, the peak current of the resonant capacitor Cr1 of the resonant circuit 30 is 30A/-23A. Assuming that the resonant capacitor Cr 1 is 1 μF, the capacitor C 40 of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is 1000 pF, and the resistor R 40 is 82 Ω, the resonant capacitor Cr is Approximately 1/1000 of the current I Cr1 of 1 flows into the capacitor C 40 , and the peak of the output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunting circuit 40 generated in the resistor R 40 is 2.5V/-1.9V. In this case, if the resistor R 52a is 10 kΩ and the resistor R 52b is 20 kΩ, the output voltage of the inverting amplifier circuit 52 is Vd (-20k/10k), which is 3.8V.

抵抗R54c及び抵抗R54dを10kΩとすると、オペアンプA54の非反転入力端子には出力端子VR_OUTとINV_AMP間電圧を抵抗R54cとR54dで分圧した値になる。したがって、出力電圧VR_OUTの正のピーク電圧2.5Vにおいては1.25V、負のピーク電圧-1.9Vにおいては0.95Vになる。加算回路54は非反転増幅回路構成であるため、増幅率は式3と表される。 When the resistor R 54c and the resistor R 54d are set to 10 kΩ, the non-inverting input terminal of the operational amplifier A 54 has a value obtained by dividing the voltage between the output terminals VR_OUT and INV_AMP by the resistors R 54c and R 54d . Therefore, the positive peak voltage of the output voltage VR_OUT of 2.5V is 1.25V, and the negative peak voltage of -1.9V is 0.95V. Since the adder circuit 54 has a non-inverting amplifier circuit configuration, the amplification factor is expressed as Equation 3.

Figure 0007397762000003
Figure 0007397762000003

オペアンプA54の非反転入力端子電圧に上記電圧が印加されると、増幅率は4倍となり、出力電圧VR_OUTの正のピーク電圧においては5V、負のピーク電圧においては3.8Vになる。これにより、共振コンデンサ電流を全波整流した形となる。加算回路54の出力電圧Veを平均化回路51で平均化することで加熱コイル31に流れる共振電流Iに比例した電圧を検出することができる。このように共振コンデンサ電流分流回路40の出力は、非反転増幅回路と反転増幅回路を介して加算されることで、全波整流した形となり、加熱コイル電流の正電流および負電流の電流情報を検出することができるため、高精度に電流を検出することが可能になる。また、負電源を用いることなく構成できるため低コスト化に有利な構成である。 When the above voltage is applied to the non-inverting input terminal voltage of the operational amplifier A 54 , the amplification factor becomes 4 times, and becomes 5V at the positive peak voltage of the output voltage VR_OUT and 3.8V at the negative peak voltage. This results in full-wave rectification of the resonant capacitor current. By averaging the output voltage Ve of the adding circuit 54 with the averaging circuit 51, a voltage proportional to the resonance current IL flowing through the heating coil 31 can be detected. In this way, the output of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is added via the non-inverting amplifier circuit and the inverting amplifier circuit, resulting in a full-wave rectified form, and the current information of the positive current and negative current of the heating coil current is obtained. Since the current can be detected, it becomes possible to detect the current with high accuracy. Furthermore, since it can be configured without using a negative power source, it is an advantageous configuration for reducing costs.

次に、図15及び図16を用いて、本発明の実施例4の電磁誘導加熱装置を説明する。なお、前述した実施例との共通点は重複説明を省略する。 Next, an electromagnetic induction heating device according to a fourth embodiment of the present invention will be described using FIGS. 15 and 16. Note that redundant explanation of common points with the embodiments described above will be omitted.

実施例1から実施例3では、オペアンプを内蔵した整流増幅回路50を利用したが、本実施例はオペアンプを用いることなく加熱コイル31に流れる共振電流Iを検出することができる構成である。これにより回路素子数を削減でき、さらに安価な構成で加熱コイル電流を検出することができる。 In Examples 1 to 3, the rectifier amplifier circuit 50 with a built-in operational amplifier was used, but this example has a configuration in which the resonant current IL flowing through the heating coil 31 can be detected without using an operational amplifier. Thereby, the number of circuit elements can be reduced, and the heating coil current can be detected with a cheaper configuration.

本実施例の共振電流検出回路の回路構成について説明する。本実施例では、図15に示すように、共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUTを、整流回路に相当するダイオードD15を介して、平均化回路51に接続する。 The circuit configuration of the resonant current detection circuit of this embodiment will be explained. In this embodiment, as shown in FIG. 15, the output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is connected to the averaging circuit 51 via a diode D15 corresponding to a rectifier circuit.

次に、図16を用いて、本実施例の電流検出回路の動作について説明する。ここに示す動作波形は、上から順に、(a)共振コンデンサCrの電流ICr1、(b)共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUT、()ダイオードD15出力電圧Vh及び平均化回路51出力電圧Voutである。 Next, the operation of the current detection circuit of this example will be explained using FIG. 16. The operating waveforms shown here are (a) current I Cr1 of the resonant capacitor Cr 1 , (b) output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunt circuit 40, () output voltage Vh of the diode D 15 and the averaging circuit 51. The output voltage is Vout .

インバータ100aを図8と同等の条件で動作すると、共振回路30の共振コンデンサCrのピーク電流は30A/-23Aとなる。共振コンデンサCrを1μF、共振コンデンサ電流分流回路40のコンデンサC40を1000pF、抵抗R40を150Ωとすると、共振コンデンサCrとコンデンサC40の容量比(約1/1000)により、共振コンデンサCr電流の約1/1000がコンデンサC40とダイオードD15を介して抵抗R51bに流れ、抵抗R40に発生する共振コンデンサ電流分流回路40のピーク出力電圧は3.0V/-3.6Vとなる。抵抗R40に発生する負電圧はダイオードD15により制限され、出力電圧Vhは正電圧のみ出力し、抵抗R51bとコンデンサC51bにより一定電圧に変換され、加熱コイル31に流れる共振電流Iの実効値に比例した出力電圧Voutを検出することができる。これにより、オペアンプを用いることなく、より安価な構成で加熱コイル31に流れる共振電流Iを検出することができる。 When the inverter 100a is operated under the same conditions as in FIG. 8, the peak current of the resonant capacitor Cr1 of the resonant circuit 30 is 30A/-23A. Assuming that the resonant capacitor Cr 1 is 1 μF, the capacitor C 40 of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is 1000 pF, and the resistor R 40 is 150 Ω, the resonant capacitor Cr is Approximately 1/1000 of the current flows to the resistor R 51b via the capacitor C 40 and the diode D 15 , and the peak output voltage of the resonant capacitor current shunting circuit 40 generated in the resistor R 40 is 3.0V/-3.6V. Become. The negative voltage generated in the resistor R 40 is limited by the diode D 15 , and the output voltage Vh outputs only a positive voltage, which is converted to a constant voltage by the resistor R 51b and the capacitor C 51b , and the resonance current IL flowing through the heating coil 31. An output voltage V out proportional to the effective value can be detected. Thereby, the resonant current IL flowing through the heating coil 31 can be detected with a cheaper configuration without using an operational amplifier.

<変形例>
次に、図17及び図18を用いて、実施例4の変形例に係る電磁誘導加熱装置を説明する。本変形例では、図17に示すように、共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUTに整流回路であるダイオードD17を並列に接続し、かつ、ダイオードD17と並列に平均化回路51を接続した構成である。
<Modified example>
Next, an electromagnetic induction heating device according to a modification of the fourth embodiment will be described using FIGS. 17 and 18. In this modification, as shown in FIG. 17, a diode D17 , which is a rectifier circuit, is connected in parallel to the output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunting circuit 40, and an averaging circuit 51 is connected in parallel with the diode D17. This is the configuration.

図18を用いて、本実施例の電流検出回路の動作について説明する。ここに示す動作波形は、上から順に、(a)共振コンデンサCrの電流ICr1、(b)共振コンデンサ電流分流回路40の出力電圧VR_OUT、平均化回路51の出力電圧Voutである。 The operation of the current detection circuit of this example will be explained using FIG. 18. The operating waveforms shown here are (a) the current I Cr1 of the resonant capacitor Cr 1 , (b) the output voltage VR_OUT of the resonant capacitor current shunting circuit 40, and the output voltage V out of the averaging circuit 51, in order from the top.

インバータ100aを図8と同等の条件で動作すると、共振回路30の共振コンデンサCrのピーク電流は30A/-23Aとなる。共振コンデンサCrを1μF、共振コンデンサ電流分流回路40のコンデンサC40を1000pF、抵抗R40を150Ωとすると、共振コンデンサCrとコンデンサC40の容量比(約1/1000)により、共振コンデンサCrの電流ICr1の約1/1000がコンデンサC40に流れ、抵抗R40に電圧が発生する。しかし、負電流においては、抵抗R40は負電圧を発生するが、ダイオードD17によりダイオードD17の順方向電圧によりクランプされる。したがて、共振コンデンサ電流分流回路40のピーク出力電圧は2.93V/-0.3Vとなる。このように、本変形例の回路構成では、抵抗R52bとコンデンサC52bにより一定電圧に変換され、加熱コイル31に流れる共振電流Iの実効値に比例した出力電圧Voutを検出することができる。これにより、オペアンプを用いることなく、より安価な構成で加熱コイル31に流れる共振電流Iを検出することができる。 When the inverter 100a is operated under the same conditions as in FIG. 8, the peak current of the resonant capacitor Cr1 of the resonant circuit 30 is 30A/-23A. Assuming that the resonant capacitor Cr 1 is 1 μF, the capacitor C 40 of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is 1000 pF, and the resistor R 40 is 150 Ω, the resonant capacitor Cr is Approximately 1/1000 of the current I Cr1 of 1 flows through the capacitor C 40 and a voltage is generated across the resistor R 40 . However, at negative currents, resistor R 40 generates a negative voltage but is clamped by diode D 17 by the forward voltage of diode D 17 . Therefore, the peak output voltage of the resonant capacitor current shunting circuit 40 is 2.93V/-0.3V. In this way, in the circuit configuration of this modification, it is possible to detect the output voltage V out which is converted into a constant voltage by the resistor R 52b and the capacitor C 52b and is proportional to the effective value of the resonant current I L flowing through the heating coil 31. can. Thereby, the resonant current IL flowing through the heating coil 31 can be detected with a cheaper configuration without using an operational amplifier.

1 商用電源
5 加熱コイル
10 電源回路
11 入力電流検出器
12 入力電流検出回路
13 ダイオードブリッジ
14 インダクタ
20 インバータ回路
21 ドライブ回路
30 共振回路
40 共振コンデンサ電流分流回路
50 整流増幅回路
51 平均化回路
60 制御回路
61 入力電力設定部
100a、100b、100c インバータ
A オペアンプ
Cf フィルタコンデンサ
Cr 共振コンデンサ
Cs スナバコンデンサ
C コンデンサ
D ダイオード
R 抵抗
SW スイッチング素子
1 Commercial power supply 5 Heating coil 10 Power supply circuit 11 Input current detector 12 Input current detection circuit 13 Diode bridge 14 Inductor 20 Inverter circuit 21 Drive circuit 30 Resonance circuit 40 Resonant capacitor current shunting circuit 50 Rectification amplifier circuit 51 Averaging circuit 60 Control circuit 61 Input power setting section 100a, 100b, 100c Inverter A Operational amplifier Cf Filter capacitor Cr Resonance capacitor Cs Snubber capacitor C Capacitor D Diode R Resistor SW Switching element

Claims (5)

加熱コイルを用いて被加熱物を誘導加熱する電磁誘導加熱装置であって、
直流電圧を供給する直流電源と、
前記直流電圧を高周波の交流電圧に変換して前記加熱コイルに供給するインバータ回路と、
該インバータ回路を制御する制御回路と、
前記加熱コイルと共振コンデンサを直列接続した共振回路と、
前記共振コンデンサに流れる電流を分流する共振コンデンサ電流分流回路と、
該共振コンデンサ電流分流回路の出力を整流して増幅する整流増幅回路と、
該整流増幅回路の出力を平均化する平均化回路と、
を備え
前記インバータ回路は、複数のスイッチング素子を備え、
前記制御回路は、各スイッチング素子の導通期間をPWM制御することで前記加熱コイルに供給する交流電圧を制御することを特徴とする電磁誘導加熱装置。
An electromagnetic induction heating device that inductively heats a heated object using a heating coil,
a DC power supply that supplies DC voltage;
an inverter circuit that converts the DC voltage into a high-frequency AC voltage and supplies it to the heating coil;
a control circuit that controls the inverter circuit;
a resonant circuit in which the heating coil and a resonant capacitor are connected in series;
a resonant capacitor current shunting circuit that shunts the current flowing to the resonant capacitor;
a rectifier amplifier circuit that rectifies and amplifies the output of the resonant capacitor current shunt circuit;
an averaging circuit that averages the output of the rectifier amplifier circuit;
Equipped with
The inverter circuit includes a plurality of switching elements,
The electromagnetic induction heating device is characterized in that the control circuit controls the alternating current voltage supplied to the heating coil by performing PWM control on the conduction period of each switching element .
請求項1に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記共振コンデンサ電流分流回路は、コンデンサと抵抗の直列回路で構成され、
前記抵抗に発生する電圧を前記共振コンデンサ電流分流回路の出力とすることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
The electromagnetic induction heating device according to claim 1,
The resonant capacitor current shunting circuit is composed of a series circuit of a capacitor and a resistor,
An electromagnetic induction heating device characterized in that a voltage generated in the resistor is used as an output of the resonant capacitor current shunting circuit.
請求項1または請求項2に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記平均化回路は、
第一コンデンサと第一抵抗の並列回路と、
前記第一抵抗の両端に接続した、第二抵抗と第二コンデンサの直列回路と、で構成され、
前記第二コンデンサの両端電圧を前記平均化回路の出力とすることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
The electromagnetic induction heating device according to claim 1 or 2,
The averaging circuit is
a parallel circuit of a first capacitor and a first resistor;
a series circuit of a second resistor and a second capacitor connected to both ends of the first resistor,
An electromagnetic induction heating device characterized in that the voltage across the second capacitor is the output of the averaging circuit.
請求項1乃至3の何れか一項に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記整流増幅回路は、
前記共振コンデンサ電流分流回路の出力端子に第一入力抵抗を介して第一オペアンプの反転入力端子を接続し、
前記第一オペアンプの反転入力端子と出力端子間に、第一ダイオード、および、第一帰還抵抗と第二ダイオードの直列回路を接続し、
前記第一オペアンプの出力端子と第二オペアンプの反転入力端子間に、前記第二ダイオードと第二入力抵抗の直列回路を接続し、
前記共振コンデンサ電流分流回路の出力端子に第三入力抵抗を介して前記第二オペアンプの反転入力端子を接続し、
前記第二オペアンプの反転入力端子と出力端子間に第二帰還抵抗を接続し、
前記第一オペアンプ及び前記第二オペアンプの非反転入力端子を接地した、
全波整流回路であることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
The electromagnetic induction heating device according to any one of claims 1 to 3,
The rectifier amplifier circuit is
connecting an inverting input terminal of a first operational amplifier to an output terminal of the resonant capacitor current shunting circuit via a first input resistor;
A first diode and a series circuit of a first feedback resistor and a second diode are connected between the inverting input terminal and the output terminal of the first operational amplifier,
connecting a series circuit of the second diode and a second input resistor between the output terminal of the first operational amplifier and the inverting input terminal of the second operational amplifier;
connecting the inverting input terminal of the second operational amplifier to the output terminal of the resonant capacitor current shunting circuit via a third input resistor;
connecting a second feedback resistor between the inverting input terminal and the output terminal of the second operational amplifier;
non-inverting input terminals of the first operational amplifier and the second operational amplifier are grounded;
An electromagnetic induction heating device characterized by a full-wave rectifier circuit.
加熱コイルを用いて被加熱物を誘導加熱する電磁誘導加熱装置であって、
直流電圧を供給する直流電源と、
前記直流電圧を高周波の交流電圧に変換して前記加熱コイルに供給するインバータ回路と、
該インバータ回路を制御する制御回路と、
前記加熱コイルと共振コンデンサを直列接続した共振回路と、
前記共振コンデンサに流れる電流を分流する共振コンデンサ電流分流回路と、
該共振コンデンサ電流分流回路の出力を整流する整流回路と、
前記整流回路の出力を平均化する平均化回路と、
を備え
前記インバータ回路は、複数のスイッチング素子を備え、
前記制御回路は、各スイッチング素子の導通期間をPWM制御することで前記加熱コイルに供給する交流電圧を制御することを特徴とする電磁誘導加熱装置。
An electromagnetic induction heating device that inductively heats a heated object using a heating coil,
a DC power supply that supplies DC voltage;
an inverter circuit that converts the DC voltage into a high-frequency AC voltage and supplies it to the heating coil;
a control circuit that controls the inverter circuit;
a resonant circuit in which the heating coil and a resonant capacitor are connected in series;
a resonant capacitor current shunting circuit that shunts the current flowing to the resonant capacitor;
a rectifier circuit that rectifies the output of the resonant capacitor current shunt circuit;
an averaging circuit that averages the output of the rectifier circuit;
Equipped with
The inverter circuit includes a plurality of switching elements,
The electromagnetic induction heating device is characterized in that the control circuit controls the alternating current voltage supplied to the heating coil by performing PWM control on the conduction period of each switching element .
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