JP7437266B2 - 電磁誘導加熱装置 - Google Patents
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Description
まず、図3を用いて、非磁性体加熱時の制御を説明する。
次に、図4を用いて、磁性体加熱時の制御を説明する。
本実施例では、前述の実施例と同様に被加熱物が銅鍋やアルミ鍋等の非磁性体の場合は、第一の上下アーム51と第二の上下アーム52の上アーム同士(スイッチング素子5a、5c)が同時にオンしている期間と、下アーム同士(スイッチング素子5b、5d)が同時にオンしている期間を設ける。これにより、第一の加熱コイル11と第一の共振コンデンサ21a、21bと第五の共振コンデンサ31からなる第一の共振負荷回路と、第二の加熱コイル12と第二の共振コンデンサ22a、22bと第五の共振コンデンサ32からなる第二の共振負荷回路の直列共振回路を負荷回路とするインバータ回路が構成される。
<磁性体加熱時の制御>
本実施例では、前述の実施例と同様に被加熱物が鉄鍋等の磁性体の場合は、第一の上下アーム51の上アーム5aと第二の上下アーム52の下アーム5dを同時にオンオフし、第一の上下アーム51の下アーム5bと第二の上下アーム52の上アーム5cを同時にオンオフする。これにより、第一の加熱コイル11と第二の加熱コイル12と第五の共振コンデンサ31、32の直列共振回路を負荷回路とするインバータ回路が構成される。
<非磁性体加熱時の制御>
本実施例では、被加熱物が銅鍋やアルミ鍋等の非磁性体の場合は、上下アーム51~54の上アーム同士(スイッチング素子5a、5c、5e、5g)が同時にオンしている期間と、下アーム同士(スイッチング素子5b、5d、5f、5h)が同時にオンしている期間を設ける。これにより、第一の加熱コイル11と第一の共振コンデンサ21a、21bからなる第一の共振負荷回路と、第二の加熱コイル12と第二の共振コンデンサ22a、22bからなる第二の共振負荷回路の直列共振回路を負荷回路とするハーフブリッジ回路方式インバータと、第三の加熱コイル13と第三の共振コンデンサ23a、23bからなる第三の共振負荷回路と、第四の加熱コイル14と第四の共振コンデンサ24a、24bからなる第四の共振負荷回路の直列共振回路を負荷回路とするハーフブリッジ回路方式インバータとして機能する。なお、加熱コイル11~14に流れる電流の向きは、図7に示す一点鎖線の矢印方向を正方向とすると、何れも正方向となる。
<磁性体加熱時の制御>
本実施例では、被加熱物が鉄鍋等の磁性体の場合は、上下アーム51、52の上アーム同士(スイッチング素子5a、5c)が同時にオンしている期間と上下アーム53、54の下アーム同士(スイッチング素子5f、5h)が同時にオンしている期間を設けるか、上下アーム51、54の上アーム同士(スイッチング素子5a、5g)が同時にオンしている期間と上下アーム52、53の下アーム同士(スイッチング素子5f、5d)が同時にオンしている期間を設ける。これにより、加熱コイル11~14と第五の共振コンデンサ35、36の直列共振回路を負荷回路とするフルフリッジ回路方式インバータとして機能する。
本実施例においても、被加熱物が銅鍋やアルミ鍋等の非磁性体の場合は、上下アーム51~54の上アーム同士(スイッチング素子5a、5c、5e、5g)が同時にオンしている期間と下アーム同士(スイッチング素子5b、5d、5f、5h)が同時にオンしている期間を設ける。ここで、共振コンデンサ21aと23a、21bと23bは並列に接続される構成となり、第一の加熱コイル11と第三の加熱コイル13は共振コンデンサ21a、21b、23a、23bを共用した共振負荷回路となる。同様に、共振コンデンサ22aと24a、22bと24bは並列に接続される構成となり、第二の加熱コイル12と第四の加熱コイル14は共振コンデンサ22a、22b、24a、24bを共用した共振負荷回路となる。なお、加熱コイル11から14に流れる電流の向きは、図8に示す一点鎖線の矢印方向を正方向とすると、何れも正方向となる。
本実施例においても、被加熱物が鉄鍋等の磁性体の場合は、上下アーム51、52の上アーム同士(スイッチング素子5a、5c)が同時にオンしている期間と上下アーム53、54の下アーム同士(スイッチング素子5f、5h)が同時にオンしている期間を設けるか、上下アーム51、54の上アーム同士(スイッチング素子5a、5g)が同時にオンしている期間と上下アーム52、53の下アーム同士(スイッチング素子5f、5d)が同時にオンしている期間を設ける。これにより、加熱コイル11~14と第五の共振コンデンサ31~34の直列共振回路を負荷回路とするフルフリッジ回路方式インバータとして機能する。
2 インバータ
5a~5h、105 スイッチング素子、
6a~6h、101a~101d、106a、106b ダイオード、
7a~7h、103a、103b コンデンサ、
11 第一の加熱コイル、
12 第二の加熱コイル、
13 第三の加熱コイル、
14 第四の加熱コイル、
21a、21b 第一の共振コンデンサ、
22a、22b 第二の共振コンデンサ、
23a、23b 第三の共振コンデンサ、
24a、24b 第四の共振コンデンサ、
30、31~34 第五の共振コンデンサ、
51 第一の上下アーム、
52 第二の上下アーム、
53 第三の上下アーム、
54 第四の上下アーム、
100 商用交流電源、
102a、102b インダクタ
Claims (7)
- 1つの被加熱物を誘導加熱する2つの加熱コイル(11、12)と、
直流電源(1)が出力する直流電圧を交流電圧に変換して前記2つの加熱コイルに供給するインバータ回路と、
を備えた電磁誘導加熱装置であって、
前記インバータ回路は、
前記直流電源の正電極(P)と負電極(N)の間に、
2個のスイッチング素子(5a、5b)の直列体である第一の上下アーム(51)と、
2個のスイッチング素子(5c、5d)の直列体である第二の上下アーム(52)を直列接続したものであり、
前記第一の上下アーム(51)の出力端子(O A )と前記上下アーム同士の接続点(O B )の間には、第一の加熱コイル(11)と非磁性体加熱用の共振コンデンサ(21b)の直列体が接続されており、
前記第二の上下アーム(52)の出力端子(O C )と前記直流電源の負電極(N)の間には、第二の加熱コイル(12)と非磁性体加熱用の共振コンデンサ(22b)の直列体が接続されており、
前記第一の上下アームの出力端子(O A )と前記第二の上下アームの出力端子(O C )の間には、前記第一の加熱コイル(11)と磁性体加熱用の共振コンデンサ(30)と前記第二の加熱コイル(12)の直列体が接続されていることを特徴とする電磁誘導加熱装置。 - 1つの被加熱物を誘導加熱する4つの加熱コイル(11、12、13、14)と、
直流電源(1)が出力する直流電圧を交流電圧に変換して前記4つの加熱コイルに供給するインバータ回路と、
を備えた電磁誘導加熱装置であって、
前記インバータ回路は、
前記直流電源の正電極(P)と負電極(N)の間に、
2個のスイッチング素子(5a、5b)の直列体である第一の上下アーム(51)と、
2個のスイッチング素子(5c、5d)の直列体である第二の上下アーム(52)の直列体と、
2個のスイッチング素子(5e、5f)の直列体である第三の上下アーム(53)と、
2個のスイッチング素子(5g、5h)の直列体である第四の上下アーム(54)の直列体と、を接続し、
前記第一、第二の上下アーム(51、52)のスイッチング素子を駆動することで、ハーフブリッジ方式インバータとして動作する第一のインバータ回路と、
前記第三、第四の上下アーム(53、54)のスイッチング素子を駆動することで、ハーフブリッジ方式インバータとして動作する第二のインバータ回路と、
前記第一から第四の上下アーム(51~54)のスイッチング素子を駆動することで、フルブリッジ方式インバータとして動作する第三のインバータ回路と、
で構成されており、
前記第一の上下アーム(51)の出力端子(O A )と前記第二の上下アーム(52)の出力端子(O C )の間には、第一の加熱コイル(11)と第一の共振コンデンサ(21b)と第二の共振コンデンサ(22a)と第二の加熱コイル(12)の直列体が接続され、
前記第三の上下アーム(53)の出力端子(O E )と前記第四の上下アーム(54)の出力端子(O G )の間には、第三の加熱コイル(13)と第三の共振コンデンサ(23b)と第四の共振コンデンサ(24a)と第四の加熱コイル(14)の直列体が接続され、
前記第一の上下アーム(51)の出力端子(O A )と前記第三の上下アーム(53)の出力端子(O E )の間には、前記第一の加熱コイル(11)と第五の共振コンデンサ(35)と前記第三の加熱コイル(13)の直列体が接続され、
前記第二の上下アーム(52)の出力端子(O C )と前記第四の上下アーム(54)の出力端子(O G )の間には、前記第二の加熱コイル(12)と第五の共振コンデンサ(36)と前記第四の加熱コイル(14)の直列体が接続され、
前記正電極(P)と前記第一の上下アームの出力端子(O A )の間には、第一の共振コンデンサ(21a)と前記第一の加熱コイル(11)の直列体が接続され、
前記第二の上下アームの出力端子(O C )と前記負電極(N)の間には、前記第二の加熱コイル(12)と第二の共振コンデンサ(22b)の直列体が接続され、
前記第一の共振コンデンサ(21b)と前記第二の共振コンデンサ(22a)の接続点と前記第一の上下アーム(51)と前記第二の上下アーム(52)の接続点(O B )が接続され、
前記正電極(P)と前記第三の上下アームの出力端子(O E )の間には、第三の共振コンデンサ(23a)と前記第三の加熱コイル(13)の直列体が接続され、
前記第四の上下アームの出力端子(O G )と前記負電極(N)の間には、前記第四の加熱コイル(14)と第四の共振コンデンサ(24b)の直列体が接続され、
前記第三の共振コンデンサ(23b)と前記第四の共振コンデンサ(24a)の接続点と前記第三の上下アーム(53)と前記第四の上下アーム(54)の接続点(O F )が接続され、
前記スイッチング素子(5a~5h)には並列にスナバ用コンデンサ兼電圧バランス用コンデンサ(6a~6h)が接続され、
前記被加熱物が非磁性体の場合、前記第一から第四の上下アーム(51~54)の上アームであるスイッチング素子(5a、5c、5e、5f)が同時にオンしている期間と、下アームであるスイッチング素子(5b、5d、5f、5h)が同時にオンしている期間を設け、
前記被加熱物が磁性体の場合、前記第一、第二の上下アーム(51、52)の上アームであるスイッチング素子(5a、5c)が同時にオンしている期間と前記第三、第四の上下アーム(53、54)の下アームであるスイッチング素子(5f、5h)が同時にオンしている期間を設けるか、前記第一、第四の上下アーム(51、54)の上アームであるスイッチング素子(5a、5g)が同時にオンしている期間と前記第二、第三の上下アーム(52、53)の下アームであるスイッチング素子(5f、5d)が同時にオンしている期間を設けることを特徴とする電磁誘導加熱装置。 - 1つの被加熱物を誘導加熱する4つの加熱コイル(11、12、13、14)と、
直流電源(1)が出力する直流電圧を交流電圧に変換して前記4つの加熱コイルに供給するインバータ回路と、
を備えた電磁誘導加熱装置であって、
前記インバータ回路は、
前記直流電源の正電極(P)と負電極(N)の間に、
2個のスイッチング素子(5a、5b)の直列体である第一の上下アーム(51)と、
2個のスイッチング素子(5c、5d)の直列体である第二の上下アーム(52)の直列体と、
2個のスイッチング素子(5e、5f)の直列体である第三の上下アーム(53)と、
2個のスイッチング素子(5g、5h)の直列体である第四の上下アーム(54)の直列体と、を接続し、
前記第一、第二の上下アーム(51、52)のスイッチング素子を駆動することで、ハーフブリッジ方式インバータとして動作する第一のインバータ回路と、
前記第三、第四の上下アーム(53、54)のスイッチング素子を駆動することで、ハーフブリッジ方式インバータとして動作する第二のインバータ回路と、
前記第一から第四の上下アーム(51~54)のスイッチング素子を駆動することで、フルブリッジ方式インバータとして動作する第三のインバータ回路と、
で構成されており、
前記第一の上下アーム(51)の出力端子(O A )と前記第二の上下アーム(52)の出力端子(O C )の間には、第五の共振コンデンサ(31)と第一の加熱コイル(11)と第一の共振コンデンサ(21b)と第二の共振コンデンサ(22a)と第二の加熱コイル(12)と第五の共振コンデンサ(32)の直列体が接続され、
前記第三の上下アーム(53)の出力端子(O E )と前記第四の上下アーム(54)の出力端子(O G )の間には、第五の共振コンデンサ(33)と第三の加熱コイル(13)と第三の共振コンデンサ(23b)と第四の共振コンデンサ(24a)と第四の加熱コイル(14)と第五の共振コンデンサ(34)の直列体が接続され、
前記第一の上下アーム(51)の出力端子(O A )と前記第三の上下アーム(53)の出力端子(O E )の間には、第五の共振コンデンサ(31)と前記第一の加熱コイル(11)と前記第三の加熱コイル(13)と前記第五の共振コンデンサ(33)との直列体が接続され、
前記第二の上下アーム(52)の出力端子(O C )と前記第四の上下アーム(54)の出力端子(O G )の間には、前記第五の共振コンデンサ(32)と前記第二の加熱コイル(12)と前記第四の加熱コイル(14)と前記第五の共振コンデンサ(34)の直列体が接続され、
前記正電極(P)と前記第一の上下アームの出力端子(O A )の間には、第一の共振コンデンサ(21a)と前記第一の加熱コイル(11)と前記第五の共振コンデンサ(31)の直列体が接続され、
前記第二の上下アームの出力端子(O C )と前記負電極(N)の間には、前記第五の共振コンデンサ(32)と前記第二の加熱コイル(12)と第二の共振コンデンサ(22b)の直列体が接続され、
前記第一の共振コンデンサ(21b)と前記第二の共振コンデンサ(22a)の接続点と前記第一の上下アーム(51)と前記第二の上下アーム(52)の接続点(O B )が接続され、
前記正電極(P)と前記第三の上下アームの出力端子(O E )の間には、第三の共振コンデンサ(23a)と前記第三の加熱コイル(13)と前記第五の共振コンデンサ(33)の直列体が接続され、
前記第四の上下アームの出力端子(O G )と前記負電極(N)の間には、前記第五の共振コンデンサ(34)と前記第四の加熱コイル(14)と第四の共振コンデンサ(24b)の直列体が接続され、
前記第三の共振コンデンサ(23b)と前記第四の共振コンデンサ(24a)の接続点と前記第三の上下アーム(53)と前記第四の上下アーム(54)の接続点(O F )が接続され、
前記スイッチング素子(5a~5h)には並列にスナバ用コンデンサ兼電圧バランス用コンデンサ(6a~6h)が接続され、
前記被加熱物が非磁性体の場合、前記第一から第四の上下アーム(51~54)の上アームであるスイッチング素子(5a、5c、5e、5f)が同時にオンしている期間と、下アームであるスイッチング素子(5b、5d、5f、5h)が同時にオンしている期間を設け、
前記被加熱物が磁性体の場合、前記第一、第二の上下アーム(51、52)の上アームであるスイッチング素子(5a、5c)が同時にオンしている期間と前記第三、第四の上下アーム(53、54)の下アームであるスイッチング素子(5f、5h)が同時にオンしている期間を設けるか、前記第一、第四の上下アーム(51、54)の上アームであるスイッチング素子(5a、5g)が同時にオンしている期間と前記第二、第三の上下アーム(52、53)の下アームであるスイッチング素子(5f、5d)が同時にオンしている期間を設けることを特徴とする電磁誘導加熱装置。 - 1つの被加熱物を誘導加熱する2つの加熱コイル(11、12)と、
直流電源(1)が出力する直流電圧を交流電圧に変換して前記2つの加熱コイルに供給するインバータ回路と、
を備えた電磁誘導加熱装置であって、
前記インバータ回路は、
前記直流電源の正電極(P)と負電極(N)の間に、
2個のスイッチング素子(5a、5b)の直列体である第一の上下アーム(51)と、
2個のスイッチング素子(5c、5d)の直列体である第二の上下アーム(52)を直列接続し、
前記第一、第二の上下アーム(51、52)のスイッチング素子を駆動することで、ハーフブリッジ方式インバータとして動作する第一のインバータ回路と、
前記第一、第二の上下アーム(51、52)のスイッチング素子を駆動することで、ハーフブリッジ方式インバータとして動作する第三のインバータ回路と、
で構成されており、
前記第一のインバータ回路の前記第一の上下アームの出力端子(O A )と前記第二の上下アームの出力端子(O C )の間には、第一の加熱コイル(11)と第一の共振コンデンサ(21b)と第二の共振コンデンサ(22a)と第二の加熱コイル(12)の直列体が接続され、
前記第三のインバータ回路の前記第一の上下アームの出力端子(O A )と前記第二の上下アームの出力端子(O C )の間には、前記第一、第二の加熱コイル(11、12)と第五の共振コンデンサ(30)の直列体が接続され、
前記正電極(P)と前記第一の上下アームの出力端子(O A )の間には、第一の共振コンデンサ(21a)と前記第一の加熱コイル(11)の直列体が接続され、
前記第二の上下アームの出力端子(O C )と前記負電極(N)の間には、前記第二の加熱コイル(12)と第二の共振コンデンサ(22b)の直列体が接続され、
前記第一の共振コンデンサ(21b)と前記第二の共振コンデンサ(22a)の接続点と前記上下アーム同士の接続点(O B )が接続され、
前記スイッチング素子(5a~5d)には並列にスナバ用コンデンサ兼電圧バランス用コンデンサ(6a~6d)が接続され、
前記被加熱物が非磁性体の場合、前記第一のインバータ回路は、前記第一、第二の上下アーム(51、52)の上アームであるスイッチング素子(5a、5c)が同時にオンしている期間と、下アームであるスイッチング素子(5b、5d)が同時にオンしている期間を設け、
前記被加熱物が磁性体の場合、前記第三のインバータ回路は、前記第一の上下アーム(51、)の上アームであるスイッチング素子(5a)と前記第二の上下アーム(52)の下アームである前記スイッチング素子(5d)が同時にオンオフし、前記第一の上下アーム(51)の下アームであるスイッチング素子(5b)と前記第二の上下アーム(52)の上アームである前記スイッチング素子(5c)が同時にオンオフすることを特徴とする電磁誘導加熱装置。 - 1つの被加熱物を誘導加熱する2つの加熱コイル(11、12)と、
直流電源(1)が出力する直流電圧を交流電圧に変換して前記2つの加熱コイルに供給するインバータ回路と、
を備えた電磁誘導加熱装置であって、
前記インバータ回路は、
前記直流電源の正電極(P)と負電極(N)の間に、
2個のスイッチング素子(5a、5b)の直列体である第一の上下アーム(51)と、
2個のスイッチング素子(5c、5d)の直列体である第二の上下アーム(52)を直列接続し、
前記第一、第二の上下アーム(51、52)のスイッチング素子を駆動することで、ハーフブリッジ方式インバータとして動作する第一のインバータ回路と、
前記第一、第二の上下アーム(51、52)のスイッチング素子を駆動することで、ハーフブリッジ方式インバータとして動作する第三のインバータ回路と、
で構成されており、
前記第一のインバータ回路の前記第一の上下アームの出力端子(O A )と前記第二の上下アームの出力端子(O C )の間には、第五の共振コンデンサ(31)と第一の加熱コイル(11)と第一の共振コンデンサ(21b)と第二の共振コンデンサ(22a)と第二の加熱コイル(12)と第五の共振コンデンサ(32)の直列体が接続され、
前記第三のインバータ回路の前記第一の上下アームの出力端子(O A )と前記第二の上下アームの出力端子(O C )の間には、前記第一、第二の加熱コイル(11、12)と前記第五の共振コンデンサ(31、32)の直列体が接続され、
前記正電極(P)と前記第一の上下アームの出力端子(O A )の間には、第一の共振コンデンサ(21a)と前記第一の加熱コイル(11)と前記第五の共振コンデンサ(31)の直列体が接続され、
前記第二の上下アームの出力端子(O C )と前記負電極(N)の間には、前記第五の共振コンデンサ(32)と前記第二の加熱コイル(12)と第二の共振コンデンサ(22b)の直列体が接続され、
前記第一の共振コンデンサ(21b)と前記第二の共振コンデンサ(22a)の接続点と前記上下アーム同士の接続点(O B )が接続され、
前記スイッチング素子(5a~5d)には並列にスナバ用コンデンサ兼電圧バランス用コンデンサ(6a~6d)が接続され、
前記被加熱物が非磁性体の場合、前記第一のインバータ回路は、前記第一、第二の上下アーム(51、52)の上アームであるスイッチング素子(5a、5c)が同時にオンしている期間と、下アームであるスイッチング素子(5b、5d)が同時にオンしている期間を設け、
前記被加熱物が磁性体の場合、前記第三のインバータ回路は、前記第一の上下アーム(51、)の上アームであるスイッチング素子(5a)と前記第二の上下アーム(52)の下アームである前記スイッチング素子(5d)が同時にオンオフし、前記第一の上下アーム(51)の下アームであるスイッチング素子(5b)と前記第二の上下アーム(52)の上アームである前記スイッチング素子(5c)が同時にオンオフすることを特徴とする電磁誘導加熱装置。 - 請求項2に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記第一から第四の共振コンデンサは、前記第五の共振コンデンサよりも容量が小さいことを特徴とする電磁誘導加熱装置。 - 請求項3から請求項5の何れか一項に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記第一、第二の共振コンデンサは、前記第五の共振コンデンサよりも容量が小さいことを特徴とする電磁誘導加熱装置。
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