JPH01318560A - High-frequency power source - Google Patents

High-frequency power source

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JPH01318560A
JPH01318560A JP63150996A JP15099688A JPH01318560A JP H01318560 A JPH01318560 A JP H01318560A JP 63150996 A JP63150996 A JP 63150996A JP 15099688 A JP15099688 A JP 15099688A JP H01318560 A JPH01318560 A JP H01318560A
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power supply
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新田 晃
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Abstract

PURPOSE:To prevent the overload of a switching element by lowering a supply voltage while the operating frequency of an inverter deviates from a target. CONSTITUTION:A high-frequency power source equipment is composed of an ordinary commercial AC power source 1, a DC power circuit 2 and an inverter circuit 3 to supply a series resonance circuit load 4 with power. Also, the equipment is furnished with an output frequency control circuit 11, a DC power control circuit 15, a driver circuit 16 for the inverter circuit 3 and an output current control circuit 21. The output frequency control circuit 11 is composed of a current phase sensor 111, a voltage phase sensor 112, etc., and the output current control circuit 21 is constituted by an analog switch 212, comparators 213, 217, output clamp diodes 219, 220, etc. Thus, when the operating frequency of an inverter reaches a desired value, the output thereof is regulated not by regulation of the duty of the inverter circuit 3 through PWM control but by regulation of an inverter input power source, and a frequency control system and an output control system are separated from each other to eliminate their mutual intervention.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、誘導加熱や超音波発振器等の共振周波数を有
する負荷の駆動電源として用いられる高周波電源に関す
るものであり、特に直流電源から高周波を得るインバー
タを構成するスイッチング素子に発生しやすい過渡的な
過負荷を防止する手段を設けたものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a high frequency power source used as a drive power source for a load having a resonant frequency such as an induction heating or an ultrasonic oscillator. A means is provided to prevent transient overload that is likely to occur in the switching elements constituting the inverter.

〔従来の技術] 負荷に誘導成分と容量成分とを含むと共振回路を構成す
ることになり、その接続状態から直列共振回路と並列共
振回路とに分れる。電気回路論の公式により、前者の直
列共振回路においては、供給される電源周波数fOが共
振周波数fLにおいて最も負荷インピーダンスが低く、
共振周波数f。
[Prior Art] When a load includes an inductive component and a capacitive component, it forms a resonant circuit, which is divided into a series resonant circuit and a parallel resonant circuit depending on the connection state. According to the formula of electric circuit theory, in the former series resonant circuit, the load impedance is lowest at the supplied power supply frequency fO and the resonance frequency fL,
Resonant frequency f.

から外れるに従って負荷インピーダンスが高くなるので
、共振周波数に設定した’1tg1f数が少々ずれても
代荷電流が増加することはない。逆に、並列共振回路に
おいては、共振周波数から外れると負荷インピーダンス
が次第に低くなるために負荷電流が増加し、過負荷状態
に陥いることがある。
Since the load impedance increases as it deviates from the range, the substitute load current will not increase even if the '1tg1f number set as the resonant frequency deviates slightly. Conversely, in a parallel resonant circuit, when the frequency deviates from the resonant frequency, the load impedance gradually decreases, resulting in an increase in load current, which may lead to an overload condition.

一方インパー1を構成するスイッチング素子に流れる電
流に注目すると、つぎのように直列共振回路を有する負
荷でも電源周波数(インバータの動作周波数)によって
大きなピーク電流がスイッチング素子に流れて各素子に
大きな電力損失が発生することがある。
On the other hand, if we focus on the current flowing through the switching elements that make up Inpar 1, we can see that even in a load with a series resonant circuit, a large peak current flows through the switching elements depending on the power supply frequency (inverter operating frequency), resulting in large power losses in each element. may occur.

第4図は、上記の現象を説明するために示した従来装置
の例の接続図である。同図において、1は交流電力源で
あり、商用の三相または単相電源が用いられる。2は直
流電源回路であり整流回路と平滑回路とを内蔵している
。3はインバータ回路でありブリッジ接続されたトラン
ジスタ3a。
FIG. 4 is a connection diagram of an example of a conventional device shown to explain the above phenomenon. In the figure, 1 is an AC power source, and a commercial three-phase or single-phase power source is used. 2 is a DC power supply circuit which includes a rectifier circuit and a smoothing circuit. 3 is an inverter circuit, and is a bridge-connected transistor 3a.

3b、3c、3dおよびこれらと逆並列に接続されたダ
イオード3e、3f、3g、3hからなる。
It consists of diodes 3b, 3c, 3d and diodes 3e, 3f, 3g, 3h connected in antiparallel to these.

インバータ回路3の出力端子には負荷4が接続されてお
り、図において負荷4は容量性成分4cおよび誘導性成
分4Lによって直列共振回路が構成されている。インバ
ータ回路3と負荷4との間には必要に応じて変圧器が設
けられることもある。
A load 4 is connected to the output terminal of the inverter circuit 3, and in the figure, the load 4 constitutes a series resonant circuit by a capacitive component 4c and an inductive component 4L. A transformer may be provided between the inverter circuit 3 and the load 4 as necessary.

5はインバータ回路3の制御回路であり、その動作周波
数は、基準周波数にて発振する発振′a6の出力f、の
位相にインバータ回路3の出力位相に位相検出器7にて
検出した信号foの位相を一致させるように動作する公
知のPLL制御系によって定められ、また出力電流は基
準電流設定器8の出力Irと出力電流検出器9の出力I
fとを比較し差信号へI=Ir−If  を得る比較器
10の出力によって出力パルス幅が制御されるPWM制
御系によって定まるよう構成されている。
Reference numeral 5 designates a control circuit for the inverter circuit 3, and its operating frequency is determined by combining the phase of the output f of the oscillation 'a6 which oscillates at the reference frequency with the output phase of the inverter circuit 3 and the signal fo detected by the phase detector 7. The output current is determined by a known PLL control system that operates to match the phases, and the output current is determined by the output Ir of the reference current setter 8 and the output Ir of the output current detector 9.
The output pulse width is determined by a PWM control system in which the output pulse width is controlled by the output of the comparator 10 which compares the output pulse width with the output signal f and obtains the difference signal I=Ir-If.

第4図の装置において、インバータ回路の動作周波数f
oと負荷4の共振周波数fLとの大小関係とインバータ
回路3を構成するトランジスタに流れる電流との関係を
第5図(a)ないしfclの波形図によって説明する。
In the device shown in FIG. 4, the operating frequency f of the inverter circuit
The relationship between the magnitude of o and the resonant frequency fL of the load 4 and the current flowing through the transistors constituting the inverter circuit 3 will be explained with reference to waveform diagrams in FIGS. 5(a) to fcl.

なお各波形図においてはインバータ回路3は最大出力時
のものを示しである。
In each waveform diagram, the inverter circuit 3 is shown at maximum output.

第5図(mlは、fo<fL 即ち負荷4が6緻性を示
すときのインバータ回路3の出力電圧波形eo、出力電
流波形io、トランジスタ3a、3bに流れる電流11
およびトランジスタ3c、3dに流れる電流12を時間
軸とともに示しである。同様に第5図(粉はfo=fL
のとき、また第5図(clはf。>fい即ち負荷4が誘
導性を示すときの各波形を示す。fQ<fLのときは、
同図(atに示すように電圧波形の後半においては負荷
4側から波形の前半において導通していたトランジスタ
に逆並列されたダイオードを通って直流電源側に電流が
回生されている。いまトランジスタ3a、3bが導通し
て時刻t1以降ダイオード3e、3fが導通していると
すると、この状態は時刻t2まで継続し、時刻t!にお
いてトランジスタ3a、3bに代ってトランジスタ3c
、3dが導通ずる。このためダイオード3e、3fには
逆電圧が印加されて直ちに遮断に向うが、このダイオー
ド3e、3fが完全に阻止状態を回復するまでのtdの
期間(逆回復時間)は直流電源回路2の出力は、逆回復
電流が流れているために逆方向に導通状態にあるダイオ
ード3e、トランジスタ3cおよびトランジスタ3d、
ダイオード3fを通して完全短絡となり、これらの素子
に異常に大きな電流が流れる。この現象は導通ずるトラ
ンジスタが反転する毎に発生し、トランジスタやダイオ
ードの損失を大きく増加させることになる。
FIG. 5 (ml is the output voltage waveform eo of the inverter circuit 3, the output current waveform io, and the current 11 flowing through the transistors 3a and 3b when fo<fL, that is, the load 4 exhibits 6 density).
The current 12 flowing through the transistors 3c and 3d is shown along with the time axis. Similarly, Fig. 5 (powder is fo=fL
, and FIG. 5 shows the waveforms when f is greater than f, that is, the load 4 is inductive. When fQ<fL,
As shown in the figure (at), in the second half of the voltage waveform, current is regenerated from the load 4 side to the DC power supply side through the diode that is inversely parallel to the transistor that was conducting in the first half of the waveform.Now, transistor 3a , 3b are conductive and diodes 3e and 3f are conductive after time t1, this state continues until time t2, and at time t!, transistor 3c replaces transistors 3a and 3b.
, 3d are conductive. Therefore, a reverse voltage is applied to the diodes 3e and 3f and they immediately turn off, but during the period td (reverse recovery time) until the diodes 3e and 3f completely recover from the blocking state, the output of the DC power supply circuit 2 are a diode 3e, a transistor 3c, and a transistor 3d that are conductive in the reverse direction because a reverse recovery current is flowing;
A complete short circuit occurs through the diode 3f, and an abnormally large current flows through these elements. This phenomenon occurs every time a conducting transistor is reversed, and greatly increases the loss of the transistor or diode.

上記の現象は第5図(blに示すように同様の理由によ
ってfo=fLのときにも発生する。
The above phenomenon also occurs when fo=fL for the same reason as shown in FIG. 5 (bl).

次にfo>fLとなって電流波形が電圧波形より遅れる
(正確には上記ダイオードの逆回復時間以上に遅れる)
と、電圧の極性反転時にはトランジスタ3a、3bまた
は3c、3dのみが導通しており、次の電圧波形の半波
の前半においては、先の半波において流れていた電流を
維持すべくダイオードを通して電流が直流電源2に回生
きれている。
Next, fo > fL, and the current waveform lags behind the voltage waveform (more precisely, it lags longer than the reverse recovery time of the diode mentioned above)
When the polarity of the voltage is reversed, only the transistors 3a, 3b or 3c, 3d are conducting, and in the first half of the next half-wave of the voltage waveform, the current flows through the diode to maintain the current that was flowing in the previous half-wave. is regenerated into DC power supply 2.

このとき導通しているダイオードは新しく導通しようと
するトランジスタと逆蛇列接続されているダイオードで
あるので、回生電流の終r時点においてダイオードの逆
回復に時間がかかつても直流電源2は姫路されることは
ない。例えば、先にトランジスタ3a、3bが導通して
いてトランジスタ3c、3dに代ったときには、誘導性
負荷の逆起電力による回生電流は負荷4→ダイオード3
h−直流電源2−ダイオード3gを通って流れる。
The diode that is conducting at this time is a diode that is connected in a reverse meandering manner to the transistor that is newly becoming conductive, so even if it takes some time for the diode to recover at the end of the regenerative current, the DC power supply 2 remains connected to Himeji. It never happens. For example, when the transistors 3a and 3b are conductive first and are replaced by the transistors 3c and 3d, the regenerative current due to the back electromotive force of the inductive load is transferred from the load 4 to the diode 3.
h - DC power supply 2 - flows through diode 3g;

この回生電流が終了するとダイオード3g、3hに並列
接続されているトランジスタ3c、3d(すでに導通信
号が供給されている)を通して直流電源2から負荷4に
向う逆方向の電流が流れ始める。このときトランジスタ
3a、3bはこれより以前に遮断しているのでダイオー
ド3g、3hの逆回復が遅れても何ら問題はない。この
場合はダイオード3g 、3hとトランジスタ3c、3
dの両方を通って初期電流が流れることになるのでダイ
オード3g、3hの逆回復電流は負荷電流の立上りを助
ける方向に作用することになる。
When this regenerative current ends, a current in the opposite direction begins to flow from the DC power supply 2 to the load 4 through the transistors 3c and 3d (to which a conductive signal is already supplied) connected in parallel to the diodes 3g and 3h. At this time, since the transistors 3a and 3b have been cut off before this, there is no problem even if the reverse recovery of the diodes 3g and 3h is delayed. In this case, diodes 3g, 3h and transistors 3c, 3
Since the initial current flows through both of the diodes 3g and 3h, the reverse recovery current of the diodes 3g and 3h acts in a direction that helps the load current rise.

一方、この場合、各トランジスタの遮断時には流れてい
る電流が先の(a) (blの場合と異なり、相当な値
であるのでこれを遮断するためのターンオフ時損失が発
生する。そしてこのターンオフ時損失は電流位相の遅れ
が大なるほど大きくなる。
On the other hand, in this case, the current flowing when each transistor is cut off is a considerable value (unlike the case of (a) (bl) above, so a loss occurs at turn-off to cut off the current. The loss increases as the current phase delay increases.

第6図は、インバータを構成する各トランジスタに発生
する電力損失とインバータの動作周波数foとの関係を
示した線図である。同図において(イ)はターンオン時
の発生損失の平均値、(ロ)はターンオフ時の発生損失
の平均値、(ハ)は飽和時発生損失の平均値、(ロ)は
上記(イ)ないしくハ)を総合した全損失である。上述
のようにターンオン時損失は動作周波数foが共振周波
数f、より少し大きくなるf。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the power loss generated in each transistor constituting the inverter and the operating frequency fo of the inverter. In the same figure, (a) is the average value of the loss generated at turn-on, (b) is the average value of the loss generated at turn-off, (c) is the average value of the loss generated at saturation, and (b) is the above (a). This is the total loss that combines all of the above. As mentioned above, the turn-on loss occurs when the operating frequency fo is slightly larger than the resonance frequency f.

=f!において急速に減少し、以後はほとんど無視し得
る程度となる。これは第5図(alおよび(blに示し
たようなターンオフ時のピーク電流の発生がこのfo≧
f2においてナクするためである。またターンオフ時損
失はfo≧f2においてはfoに略比例する単調増加曲
線であり、f、(fLにおいてはほとんど無視し得る値
となる。ざらに飽和損失はf。
=f! It decreases rapidly after that, and becomes almost negligible after that. This means that the generation of peak current at turn-off as shown in Figure 5 (al and (bl)
This is for naku at f2. In addition, the turn-off loss is a monotonically increasing curve that is approximately proportional to fo when fo≧f2, and becomes an almost negligible value at f, (fL. Roughly speaking, the saturation loss is f.

=hのときに最も導通期間が長くしかも定電流制御され
ているために波高値は一定に制限されていることがらf
o=fLの両側においてゆるやかに減少する曲線となる
。これら(イ)ないしくハ)を総合した全損失は図のに
)に示すように共振周波数fL  より少し高い周波数
のところで最小点を有し、その前後においてかなり急激
に増加する曲線となる。
= h, the conduction period is the longest, and the peak value is limited to a constant value due to constant current control.
It becomes a curve that gradually decreases on both sides of o=fL. As shown in (a) in the figure, the total loss that combines these (a) to c) forms a curve that has a minimum point at a frequency slightly higher than the resonant frequency fL, and increases quite rapidly before and after that point.

従来の装置は、上記の通り動作を行うので、直列共振負
荷においてはインバーターの動作周波数を負荷の共振周
波数より若干高く発生損失が最小となるようにPLL制
a糸の動作周波数を定めている。
Since the conventional device operates as described above, the operating frequency of the PLL yarn control is determined so that in a series resonant load, the operating frequency of the inverter is slightly higher than the resonant frequency of the load to minimize the generated loss.

一方、並列共振負荷においては、動作周波数f。On the other hand, in a parallel resonant load, the operating frequency f.

が共振周波数fLよりずれると負荷電流が急増するので
、fo=fLとなるように制御されている。
If fo deviates from the resonant frequency fL, the load current increases rapidly, so it is controlled so that fo=fL.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の装置は、上記のように動作するので、定常動作中
は発生損失が最小になるように設定された周波数を保っ
て運転される。
Since the conventional device operates as described above, it is operated at a frequency set so that the generated loss is minimized during steady operation.

しかるに、電源装置の起動時は、PLL制御系が目標の
周波数に達するまでに若干の時間がかかり、この過渡的
な期間においては前述のようなスイッチング素子に過電
流が流れたり、損失の増大をもたらすような周波数の頭
載を通過することになる。
However, when starting up the power supply, it takes some time for the PLL control system to reach the target frequency, and during this transient period, overcurrent flows through the switching elements as described above, and losses increase. It will pass through the overhead of such a frequency.

ざらに、−度定常運転状態に達した後であっても負荷の
急変、例えば誘導加熱に用いる場合において誘導コイル
と被加熱物との間の距離が急変したり、あるいは加熱の
進行によって磁気変態点を超えたときのように負荷の共
振周波数が急変すると、これを検出して基準発祭器の周
波数を変咀しても、この新しい共振周波数にPLL 1
lilJ御系が追従して安定するまでの間も起動時と同
様にスイッチング素子にとって危険な状態になる。また
ノイズの混入などによって制御系に何らかの乱れが生じ
たときも同様の状態になる。
In general, even after reaching a -degree steady state of operation, there may be sudden changes in the load, such as sudden changes in the distance between the induction coil and the heated object when used for induction heating, or magnetic transformation due to the progress of heating. When the resonant frequency of the load changes suddenly, as when the load exceeds the point, even if this is detected and the frequency of the reference oscillator is changed, the PLL 1 will change to this new resonant frequency.
Until the lilJ control system follows suit and stabilizes, the switching elements are in a dangerous state, just like at startup. A similar situation also occurs when some kind of disturbance occurs in the control system due to the introduction of noise or the like.

上記の問題点を解決する方法として、起動時にインバー
タのPWM制御系のデユーティを小さくして、出力電流
を小ざい値から次第に目標値まで増大させる。いわゆる
ソフトスタート方式を採用することが考えられている。
As a method to solve the above problem, the duty of the PWM control system of the inverter is made small at startup, and the output current is gradually increased from a small value to a target value. It is being considered to adopt a so-called soft start method.

しかし、このソフトスタート方式においてもfo<fL
の周波数頭域における前述の第5図にて説明したピーク
電流が発生する。T脂性がある。さらに起動後の外乱に
より目的の最適周波数からずれたときには、ソフトスタ
ート方式では全く解決できないことになる。それ故、こ
れらのすべてを解決するためには、スイッチング素子に
出力電力をはるかに超える大容量のものを使用する以外
に方法がなかった。さらにまた、仮に大容量のスイッチ
ング素子を用いたとしても、従来の装置は出力制御と周
波数制御とを共にインバータ制御回路によって行ってい
たために、両割aI系が相互に干渉を起しやすく、これ
を防止するためには、両制御系のいずれかを主とし、他
を従として従となる方の制御系の応答速度を遅くしたり
利得を低くして干渉を避ける工夫をしなければならず、
このために目的の機能が十分に得られなくなるという欠
点があった。
However, even in this soft start method, fo<fL
The peak current described above in FIG. 5 occurs in the frequency range of . T-fatty. Furthermore, if the frequency deviates from the desired optimum frequency due to disturbances after startup, the soft start method cannot solve the problem at all. Therefore, in order to solve all of these problems, there is no other way than to use a switching element with a large capacity that far exceeds the output power. Furthermore, even if large-capacity switching elements were used, in conventional devices, both output control and frequency control were performed by inverter control circuits, so the two split aI systems were likely to interfere with each other. In order to prevent this, it is necessary to make one of the two control systems the main one, and make the other one the slave control system, and take measures to avoid interference by slowing down the response speed or lowering the gain of the slave control system. ,
For this reason, there was a drawback that the desired function could not be sufficiently obtained.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、インバータは出力に関係なく一定のデユーテ
ィ で動作させておき起動時または何らかの原因によっ
てインバータの動作周波数が目標の周波数から外れてい
る間はインバータの電力源となる直流電源の出力電圧を
低い値に制限し、インバータの動作周波数が目標値に一
致している間は直流電源の上記制限を解除するとともに
インバータの出力が所定の値となるように直流電源の出
力、即ちインバータの入力電源を調整することKよって
上記従来装置の欠点を解決したものである。
In the present invention, the inverter is operated at a constant duty regardless of the output, and the output voltage of the DC power source that is the power source of the inverter is reduced during startup or while the operating frequency of the inverter deviates from the target frequency due to some reason. While the operating frequency of the inverter matches the target value, the above restriction on the DC power supply is canceled and the output of the DC power supply, that is, the input power of the inverter, is By adjusting K, the above-mentioned drawbacks of the conventional device are solved.

〔作用〕[Effect]

本発明は、インバータの動作周波数が目標から外れてい
る間は電源電圧を低くすることによってインバータを構
成するスイッチング素子の過負荷を防止するとともに、
動作周波数が目標値に達したときには、出力の調整をP
WM制御によってインバータのデユーティを調整するの
ではなく、インバータの入力電源を調整することによっ
て行うようにして、周波数の制御系と出力制御系とを分
離して相互の干渉をなくし、共に最適な応答送度と利得
とに設定可能としたものである。
The present invention prevents overloading of the switching elements constituting the inverter by lowering the power supply voltage while the operating frequency of the inverter deviates from the target, and
When the operating frequency reaches the target value, adjust the output by P
Rather than adjusting the inverter duty using WM control, this is done by adjusting the input power source of the inverter, separating the frequency control system and output control system to eliminate mutual interference and achieve optimal response for both. The feed rate and gain can be set.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の実施例を示す接続図である。 FIG. 1 is a connection diagram showing an embodiment of the present invention.

同図において1は交流電力源で通常商用交流電源が用い
られる。2は直流電源回路であり、外部からの指令信号
によって出力調整が可能なサイリスタ式または整流用ダ
イオードとトランジスタ等を用いた制御整流回路と出力
平滑回路とから構成される。3はスイッチング素子によ
って構成されたインバータ回路であり、同図の場合はブ
リッジ接続されたトランジスタ3a、3b、3c、3d
と各トランジスタに逆並列に接続されたダイオード3e
、3f、3g、3hから構成されている。4は負荷であ
り、容量性成分4Cと誘導性成分4Lとが直列に接続さ
れた直列共振回路を構成している。11は出力周波数制
御回路であり、インバータ3の動作周波数を決定する。
In the figure, reference numeral 1 denotes an AC power source, and a commercial AC power source is usually used. Reference numeral 2 denotes a DC power supply circuit, which is composed of a thyristor type or a control rectifier circuit using a rectifier diode, a transistor, etc. whose output can be adjusted by an external command signal, and an output smoothing circuit. 3 is an inverter circuit composed of switching elements, and in the case of the figure, bridge-connected transistors 3a, 3b, 3c, 3d
and a diode 3e connected in antiparallel to each transistor.
, 3f, 3g, and 3h. 4 is a load, which constitutes a series resonant circuit in which a capacitive component 4C and an inductive component 4L are connected in series. Reference numeral 11 denotes an output frequency control circuit, which determines the operating frequency of the inverter 3.

この出力周波数制御回路11は電流位相検出器111、
電圧位相検出器112、位相比較器113、位相差設定
器114、比較器115、誤差増幅器116、電圧制御
発振器117およびロック検出器118によって構成さ
れている。
This output frequency control circuit 11 includes a current phase detector 111,
It is composed of a voltage phase detector 112, a phase comparator 113, a phase difference setter 114, a comparator 115, an error amplifier 116, a voltage controlled oscillator 117, and a lock detector 118.

これらの位相検出器、位相比較器、電圧制御発振器等は
、PLL制御回路構成用の公知の四路素子を組合せるこ
とによって容易に製作でき、また既製PLL用集積回路
を応用すること罠よって簡素化することも可能である。
These phase detectors, phase comparators, voltage-controlled oscillators, etc. can be easily manufactured by combining known four-way elements for PLL control circuit configuration, and can be easily manufactured by applying ready-made PLL integrated circuits. It is also possible to convert

21は出力電流制御回路であり、出力電流設定器211
、出力周波数制御部11のロック検出器118の出力l
で閉じるアナログスイッチ212、比較器213 、2
17、誤差増幅器214゜218、出力電流検出回路1
4の出力を整流し直流電圧を得る整流回路215、初期
電圧設定回路216および誤差増幅# 214と218
との各出力信号のうちいずれか大なる方の信号を選択的
に出力するための出力クランプ用ダイオード219 、
220によって構成されている。また12は直流電源回
路2の出力電圧を検出し出力電流制御回路21の比較器
217に信号vfを出力する第1の電圧検出回路、13
はインバータ回路3の出力電圧を検出し出力周波数制御
回路11の電圧位相検出器112に供給する第2の電圧
検出回路、14は負荷電流を検出し、出力周波数制御回
路11の電流位相検出器111および出力電流制御回路
21の整流回路215に供給する出力電流検出回路であ
る。15は出力電流制御回路21の出力を受けて直流電
源回路2の出力を制御する直流電源制御回路であり、直
流電源回路2がサイリスタによって交流電源を割線整流
するものであるときにはサイリスタの点弧位相を定める
ための位相制御回路であり、トランジスタを用いるとき
にはベース駆動回路が主要部となる。16はインバータ
回路3の駆動回路であり、出力周波数制御回路11の出
力に応じた周期でインバータ回路3を構成するトランジ
スタ3a、3bまたは3c、3dを交互に導通させるた
めのインバータ駆動信号を出力する。
21 is an output current control circuit, and an output current setting device 211
, the output l of the lock detector 118 of the output frequency control section 11
Analog switch 212, comparator 213, 2
17, error amplifier 214°218, output current detection circuit 1
A rectifier circuit 215 that rectifies the output of #4 to obtain a DC voltage, an initial voltage setting circuit 216, and error amplifiers #214 and 218.
an output clamp diode 219 for selectively outputting the larger of the output signals;
220. Further, 12 is a first voltage detection circuit that detects the output voltage of the DC power supply circuit 2 and outputs a signal vf to the comparator 217 of the output current control circuit 21;
14 is a second voltage detection circuit that detects the output voltage of the inverter circuit 3 and supplies it to the voltage phase detector 112 of the output frequency control circuit 11; 14 is a current phase detector 111 of the output frequency control circuit 11 that detects the load current; and an output current detection circuit that supplies the rectifier circuit 215 of the output current control circuit 21. 15 is a DC power supply control circuit that receives the output of the output current control circuit 21 and controls the output of the DC power supply circuit 2; when the DC power supply circuit 2 uses a thyristor to perform secant rectification of the AC power supply, the firing phase of the thyristor; This is a phase control circuit for determining the phase difference, and when using a transistor, the base drive circuit becomes the main part. Reference numeral 16 denotes a drive circuit for the inverter circuit 3, which outputs an inverter drive signal for alternately conducting the transistors 3a, 3b or 3c, 3d constituting the inverter circuit 3 at a cycle according to the output of the output frequency control circuit 11. .

第1図の装置において図示を省略した起動回路から起動
指令信号が駆動回路16に供給されるまでは、インバー
タ回路3は動作を休止しており、第2の電圧検出回路1
3および出力電流検出回路14は何ら出力を発生しない
から出力周波数ms回路11は非制御の状態にあり、ロ
ック検出器118はロック信号lを発生しない。それ故
出力電流制御回路21のアナログスイッチ212は開い
たままであり、出力電流検出回路14の出力を整流した
整流回路215の出力Ifも零であるから誤差増幅器2
14も出力を発生しない。一方、直流電源回路2の出力
電圧VOCは第1の電圧検出回路12によって検出され
て信号■fとなり、出力電流制御回路21の比較器21
7において初期電圧設定器216の出力Vrと比較され
て差信号△V=Vr−V(となり、誤差増幅器218に
て適宜増幅されて信号a!となり直流電源制御回路15
に供給される。この結果、直流Wl源回路2は初期電圧
設定回路216の設定値Vrに対応した電FEvl)c
を出力することになる。ここで初期電圧設定回路216
の設定値vrは比較的低い電圧に設定しておく。
In the device shown in FIG. 1, the inverter circuit 3 is inactive until a startup command signal is supplied to the drive circuit 16 from the startup circuit (not shown), and the second voltage detection circuit 1
3 and output current detection circuit 14 do not generate any output, output frequency ms circuit 11 is in an uncontrolled state, and lock detector 118 does not generate lock signal l. Therefore, the analog switch 212 of the output current control circuit 21 remains open, and the output If of the rectifier circuit 215 that rectifies the output of the output current detection circuit 14 is also zero, so the error amplifier 2
14 also produces no output. On the other hand, the output voltage VOC of the DC power supply circuit 2 is detected by the first voltage detection circuit 12 and becomes a signal f.
7, it is compared with the output Vr of the initial voltage setter 216 and the difference signal ΔV=Vr-V (is obtained, which is appropriately amplified by the error amplifier 218 and becomes the signal a!).The DC power supply control circuit 15
supplied to As a result, the DC Wl source circuit 2 generates a voltage FEvl)c corresponding to the set value Vr of the initial voltage setting circuit 216.
will be output. Here, the initial voltage setting circuit 216
The set value vr is set to a relatively low voltage.

次に駆動回路16に起動指令信号が供給されると非制御
状態で自走発振している電圧制御発振器117の出力に
よって駆動回路16はインバータ回路3のトランジスタ
3aないし3dに駆動信号を供給し始める。この結果イ
ンバータ回路3は動作を始め出力電圧voを生じ負荷4
に電流1oを供給し始める。この始動時においては出力
周波数制御回路11は非制御の状態から始まるので、イ
ンバータ回路3の出力周波数は負荷4の共振周波数から
外れた周波数になっている可能性が高い。このためにロ
ック検出器118はロック信号lを発生せず、アナログ
スイッチ212は開いたままとなって、起#l萌と同様
に初期電圧設定器216の設定値Vrに対応した低い電
圧になるように直流電源回路2が制御される。この状態
で第2の電圧検出回路13および出力電流検出回路14
の各出力が出力周波数制御回路11の電圧位相検出器1
12および電流位相検出器111に供給され、雨検出器
の出力P1 、 hが位相比較器113にて位相差に対
応した電圧s1に変換される。この位相比較器113の
出力S1は位相差設定器114の出力Srと比較器11
5にて比較され、差信号へ5=Sr−Ssが誤差増幅器
16にて適宜増幅されて信号Ssとなる。電圧制御発振
! 117はこの信号S3に対応した周波数の信号を発
振し、駆動回路16はこの電圧制御発振器の出力信号の
周波数に対応した周波数の矩形波駆動信号をインバータ
回路3に供給する。この出力周波数制御回路11におい
て、電流位相検出器111の出力信号P!が電圧位相検
出器112の出力信号P!よりも進んでいるときに位相
比較器113の出力S1が負となり、逆の場合(電流位
相が遅れの場合)に正となるように位相比較器の出力極
性を定めておき、また電圧制御発振器117は入力信号
S3が正のときは発振周波数が高(なり、S3が負のと
きは発振周波数が低くなるように設定しておく。電流位
相が進んでいるとき、即ち前述の第5図(atのような
場合には、インバータの動作周波数fOが負荷の共振周
波数fLより低い(fo<fL)ので5r−3t>Oと
なって信号Ssは正となり、電圧制御発振器117の出
力周波数が差43号S3に相当する分だけ上昇する。こ
れによってインバータ回路3の出力周波数が上昇し、f
o=f(、となると信号S1は零となるが比較器115
の出力△5=Sr−St=Sr>0となるので83もい
まだ正であり、インバータ回路3の動作周波数はさらに
上昇をつづける。次にfo>fLとなると第5図(cl
にて示したように電流位相?、は次第に電圧位相P!よ
り遅れるようになるが、これらの差SRが位相差設定器
114の設定値Sr に達するまではSs>0であるの
で動作周波数は上昇を続けることになる。
Next, when a start command signal is supplied to the drive circuit 16, the drive circuit 16 starts supplying drive signals to the transistors 3a to 3d of the inverter circuit 3 by the output of the voltage controlled oscillator 117 which is free-running in an uncontrolled state. . As a result, the inverter circuit 3 starts operating and generates an output voltage vo, and the load 4
Start supplying current 1o to . At this time of startup, the output frequency control circuit 11 starts from a non-controlled state, so the output frequency of the inverter circuit 3 is likely to be a frequency that deviates from the resonant frequency of the load 4. For this reason, the lock detector 118 does not generate the lock signal l, and the analog switch 212 remains open, resulting in a low voltage corresponding to the set value Vr of the initial voltage setter 216, as in the case of starting #l. The DC power supply circuit 2 is controlled as follows. In this state, the second voltage detection circuit 13 and the output current detection circuit 14
Each output of the voltage phase detector 1 of the output frequency control circuit 11
12 and a current phase detector 111, and the output P1, h of the rain detector is converted by a phase comparator 113 into a voltage s1 corresponding to the phase difference. The output S1 of this phase comparator 113 is the output Sr of the phase difference setter 114 and the comparator 11.
5, and the difference signal 5=Sr-Ss is appropriately amplified by an error amplifier 16 to become a signal Ss. Voltage controlled oscillation! 117 oscillates a signal having a frequency corresponding to this signal S3, and the drive circuit 16 supplies the inverter circuit 3 with a rectangular wave drive signal having a frequency corresponding to the frequency of the output signal of this voltage controlled oscillator. In this output frequency control circuit 11, the output signal P! of the current phase detector 111! is the output signal P! of the voltage phase detector 112. The output polarity of the phase comparator 113 is determined so that the output S1 of the phase comparator 113 becomes negative when the current phase is ahead of the current phase, and positive when the current phase is in the opposite direction (when the current phase is delayed). 117 is set so that when the input signal S3 is positive, the oscillation frequency is high (and when S3 is negative, the oscillation frequency is low).When the current phase is leading, that is, as shown in FIG. In a case like at, the operating frequency fO of the inverter is lower than the resonant frequency fL of the load (fo<fL), so 5r-3t>O, the signal Ss becomes positive, and the output frequency of the voltage controlled oscillator 117 becomes different. The output frequency of the inverter circuit 3 increases by an amount corresponding to No. 43 S3.
When o=f(, the signal S1 becomes zero, but the comparator 115
Since the output Δ5=Sr-St=Sr>0, 83 is still positive, and the operating frequency of the inverter circuit 3 continues to rise. Next, when fo > fL, Fig. 5 (cl
Current phase as shown in ? , gradually becomes the voltage phase P! Although the delay becomes longer, the operating frequency continues to rise because Ss>0 until the difference SR reaches the set value Sr of the phase difference setter 114.

インバータ回路3の動作周波数foが上昇して位相差S
lが設定値Srに略等しくなると誤差増幅器116の出
力S3は略零となり電圧制御発振W 117はそのとき
の発振周波数で停止する。また仮にインバータ回路3の
動作周波数fOが過大となって位相差が大きくなり、S
>Sr  となると誤差項I喝器116の出力SSは負
となり、この負信号入力に応じて電圧制御発振器117
の出力周波数が低下し、S+=SrK向うよう@御され
る。
The operating frequency fo of the inverter circuit 3 increases and the phase difference S
When l becomes approximately equal to the set value Sr, the output S3 of the error amplifier 116 becomes approximately zero, and the voltage controlled oscillation W 117 stops at the oscillation frequency at that time. Furthermore, if the operating frequency fO of the inverter circuit 3 becomes excessive and the phase difference becomes large, S
>Sr, the output SS of the error term I booster 116 becomes negative, and in response to this negative signal input, the voltage controlled oscillator 117
The output frequency decreases and is controlled so that S+=SrK.

このようにしてインバータ回路3の出力周波数が負荷4
の共振周波数よりも若干高目になって負荷4の電流位相
が電圧位相に対して設定されたSrだけ遅れる状態に至
るまでの期間はSr+431であるので周波数ロック検
出回路118はロック信号lを出力しない。このために
出力電流制御回路21のアナログスイッチ212は開放
のままであるので直流電源回路2は、起動前と同様に初
期電圧設定器216にて設定された低い電圧に保たれる
。このため、インバータ回路3の出力周波数が負荷の共
振周波数に対して一定の関係にある損失が最少になる目
標の周波数より外れていてもインバータ回路に供給され
る直流電源2の出力電圧が低いのでスイッチング素子が
過負荷になることはない。
In this way, the output frequency of the inverter circuit 3 changes to the load 4.
Since the period until the current phase of the load 4 becomes slightly higher than the resonant frequency of and reaches a state where the current phase of the load 4 lags the voltage phase by the set Sr is Sr+431, the frequency lock detection circuit 118 outputs the lock signal l. do not. For this reason, the analog switch 212 of the output current control circuit 21 remains open, so the DC power supply circuit 2 is maintained at the low voltage set by the initial voltage setter 216 as before startup. Therefore, even if the output frequency of the inverter circuit 3 deviates from the target frequency that minimizes loss, which has a constant relationship with the resonant frequency of the load, the output voltage of the DC power supply 2 supplied to the inverter circuit is low. The switching elements will not be overloaded.

インバータ回路3の動作周波数foが目標値に達して位
相比較器113の出力Slが位相差設定器114の設定
値Srに略等しくなると、周波数ロック検出回路118
はロック信号!を出力する。このロック信号lによって
アナログスイッチ212は閉じ、出力電流設定a211
の設定値1rは比較器213  に伝達される。比較器
213においては、出力電流検出回路14の出力を整流
回路215にて整流したフィードバック信号Ifが出力
電流設定値Irと比較され、差信号al= Ir−I(
が誤差増幅器214を経て出力される。この出力信号a
1は初期電圧制御用の誤差増幅器218の出力a!より
も大きいので、直流電源制御回路15には電流誤差信号
atが供給されて、直流電源回路2は所定の出力電流が
得られる値の高い出力電圧をインバータ回路3に供給す
る。
When the operating frequency fo of the inverter circuit 3 reaches the target value and the output Sl of the phase comparator 113 becomes approximately equal to the set value Sr of the phase difference setter 114, the frequency lock detection circuit 118
is a lock signal! Output. This lock signal l closes the analog switch 212, and output current setting a211
The set value 1r is transmitted to the comparator 213. In the comparator 213, the feedback signal If obtained by rectifying the output of the output current detection circuit 14 in the rectifier circuit 215 is compared with the output current setting value Ir, and the difference signal al=Ir-I(
is outputted via the error amplifier 214. This output signal a
1 is the output a! of the error amplifier 218 for initial voltage control. Therefore, the current error signal at is supplied to the DC power supply control circuit 15, and the DC power supply circuit 2 supplies the inverter circuit 3 with a high output voltage that allows a predetermined output current to be obtained.

なお、このようにしてインバータ回路3の出力周波数が
目標値に達した後に、負荷4の共振周波数が急変するな
どして最適の周波数からずれると。
Note that, after the output frequency of the inverter circuit 3 reaches the target value in this manner, if the resonant frequency of the load 4 changes suddenly and deviates from the optimum frequency.

周波数ロック検出回路118はこれによってロック信号
lの出力を停止し、アナログスイッチ212が開放され
るので、起動前および直後と同様に直流電源回路2に対
する出力電流のフィードバック制御は中断し、初期電圧
設定器216にて設定された低い出力電圧に保つように
制御方式が切りかえられる。出力周波数制御回路11が
応答して電圧制御発振器117の出力周波数が負荷の共
振周波数に対応した最適の周波数に達すると再びロック
信号lが出力されて直流電源回路2は低電圧出力から出
力電流設定器211の設定値になるように制御方式が切
りかえられる。
The frequency lock detection circuit 118 thereby stops outputting the lock signal l, and the analog switch 212 is opened, so feedback control of the output current to the DC power supply circuit 2 is interrupted as before and immediately after startup, and the initial voltage setting is The control method is switched to maintain the low output voltage set by the device 216. When the output frequency control circuit 11 responds and the output frequency of the voltage controlled oscillator 117 reaches the optimum frequency corresponding to the resonant frequency of the load, the lock signal l is output again, and the DC power supply circuit 2 changes the output current setting from the low voltage output. The control method is switched to match the set value of the device 211.

第2図は、第1図の実施例におけるインバータ回路のト
ランジスタに発生する電力損失を第6図と同様に横軸に
動作周波数fOを取って示したものである。同図におい
て実線は本発明の装置の電力損失の変化を示し、破線は
第4図の従来装置における電力損失の変化を示している
。また同図においては電圧制御発振器117は非制御の
とき、即ち入力信号が零のときには自走発振周波数とし
て負荷4の共振周波数fLよりも若干低いflで発振し
ているものとして示しである。電圧制御発振n 117
が非制御のときに共振周波数fLよりも高い周波数f3
で発振しているときには図の右方に示した一点鎖線のよ
うになる。
FIG. 2 shows the power loss generated in the transistors of the inverter circuit in the embodiment of FIG. 1, with the operating frequency fO plotted on the horizontal axis, similar to FIG. 6. In the figure, the solid line shows the change in power loss in the device of the present invention, and the broken line shows the change in power loss in the conventional device of FIG. Further, in the figure, the voltage controlled oscillator 117 is shown as oscillating at a free-running oscillation frequency fl slightly lower than the resonant frequency fL of the load 4 when it is not controlled, that is, when the input signal is zero. Voltage controlled oscillation n 117
is uncontrolled, the frequency f3 is higher than the resonant frequency fL.
When it oscillates, it will look like the dashed-dotted line shown on the right side of the figure.

同図に示したように、インバータ回路を構成するトラン
ジスタの負担電力は、目標の最適周波数f2に達するま
では初期電圧設定器216にて設定された低い電圧に対
応した低電力であり、従来の装置におけるよりも極端に
小さな値にすることができる。
As shown in the figure, the power burden of the transistors constituting the inverter circuit is low, corresponding to the low voltage set by the initial voltage setter 216, until the target optimum frequency f2 is reached. The value can be made extremely smaller than that in the device.

第1図においては、負荷4として直列共振のものについ
て説明したが、負荷が並列共振のものであっても同様の
装置で本発明は実施できる。
In FIG. 1, a series resonant load 4 has been described, but the present invention can be implemented with a similar device even if the load 4 is a parallel resonant load.

並列共振形の負荷の場合には、先に説明したように共振
周波数の前後においてインバータ回路を構成するトラン
ジスタに流れる電流が急増する。
In the case of a parallel resonant type load, as described above, the current flowing through the transistors forming the inverter circuit rapidly increases before and after the resonant frequency.

そこでインバータ回路の動作周波数としては負荷の共振
周波数に等しい周波数にすればよい。それ故、第1図の
実施例において位相差設定器114の出力Srを零にす
ることによって並列共振負荷に適用できる。第3図はこ
の場合のインバータ回路3のトランジスタ3aないし3
dに流れる電流ITの変化をインバータの動作周波数f
o−キ斡#≠呑に対して示【7た線図である。
Therefore, the operating frequency of the inverter circuit may be set to a frequency equal to the resonant frequency of the load. Therefore, by setting the output Sr of the phase difference setting device 114 to zero in the embodiment shown in FIG. 1, the embodiment can be applied to a parallel resonant load. FIG. 3 shows transistors 3a to 3 of the inverter circuit 3 in this case.
The change in the current IT flowing through d is expressed as the operating frequency f of the inverter.
It is a diagram showing [7] for o-ki #≠don.

同図において実線は本発明の装置におけるトランジスタ
に流れる電流Ipの変化を示し、破線は従来装置におけ
る電流工Tの変化を示している。同図から判るように本
発明においては、初期電圧設定器216の設定値Vrを
低い値に定めておくことにより、トランジスタに流れる
電流を十分に低い安全な値に抑えることができる。
In the figure, the solid line shows the change in the current Ip flowing through the transistor in the device of the present invention, and the broken line shows the change in the current flow T in the conventional device. As can be seen from the figure, in the present invention, by setting the set value Vr of the initial voltage setter 216 to a low value, the current flowing through the transistor can be suppressed to a sufficiently low and safe value.

さらにまたインバータの出力として定電圧の出力を得る
必要があるときには、出力電流をフィードバックするか
わりに出力電圧をフィードバックし、基1mと比較して
差信号が減少する方向に直流電源回路2の出力電圧を制
御するように出力制御部21および直流電源制御回路1
5を構成すればよい。
Furthermore, when it is necessary to obtain a constant voltage output as the output of the inverter, the output voltage is fed back instead of the output current, and the output voltage of the DC power supply circuit 2 is adjusted so that the difference signal decreases compared to the base 1m. The output control unit 21 and the DC power supply control circuit 1
5 may be configured.

なお、本発明に使用するDC/AC変換回路としては第
1図に示したフルブリツノ形インバータを用いるものに
限らず、スイッチングによりDC/AC変換を行うもの
であればよく、ハーフブリッジ方式、プッシュプル方式
あるいは電流形の各種インバータなど種々のもの応用可
能である。
Note that the DC/AC conversion circuit used in the present invention is not limited to one using the full brittle type inverter shown in FIG. It is possible to apply various types of inverters such as various type or current type inverters.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の装置は、上記のように動作するので、インバー
タを構成するスイッチング素子が過負荷となることがな
く、スイッチング素子の容量をインバータ回路の出力g
Nによってのみ定めればよいことになる。それ故、装置
を小形、軽量安価にし得るのみならず、内部損失の少な
い高効率の装置を得ることができる。もちろん内部損失
が少ないことから、発生熱量も減少し、これらの素子を
冷却するための装置も小形にし得るものである。
Since the device of the present invention operates as described above, the switching elements constituting the inverter are not overloaded, and the capacity of the switching elements is reduced to the output g of the inverter circuit.
It is sufficient to determine only by N. Therefore, not only can the device be made smaller, lighter and cheaper, but also a highly efficient device with less internal loss can be obtained. Of course, since the internal loss is small, the amount of heat generated is also reduced, and the devices for cooling these elements can be made smaller.

さらに本発明においては、過負荷防止のための手段と、
出力調整の手段とを共に直流電源の出力を調整すること
によって行ない、負荷の共振周波数に対応した周波数を
得るための周波数制御はインバータ回路の動作周波数を
調整することによって行なうようにして、出力電流、電
圧の調整と周波数の調整とを別系統にし、かつ相互間は
単に出力調整系を周波数ロック信号の有無により制限さ
れた低出力と定常出力とに切替える信号の授受のみであ
るので、両制御系統が干渉を起すことがなく極めて安定
した動作が得られるものである。
Furthermore, in the present invention, means for overload prevention,
The output current is adjusted by adjusting the output of the DC power supply, and the frequency control to obtain a frequency corresponding to the resonant frequency of the load is performed by adjusting the operating frequency of the inverter circuit. , the voltage adjustment and frequency adjustment are separate systems, and the only thing they do is send and receive signals that switch the output adjustment system between low output and steady output, which are limited by the presence or absence of a frequency lock signal, so both controls This system provides extremely stable operation without causing interference in the system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例を示す接続図、第2図は第1図
の装置においてトランジスタに発生する電力損失の様子
を説明するための線図、第3図はするための線図、第4
図は従来の装置の例を示す接続図、第5図fa)ないし
くclは直列共振回路において、供給電源の周波数が負
荷の共振周波数を中心に大、小に変化したときにインバ
ータを構成するスイッチング素子に流れる電流の変化を
説明するための線図、第6図はスイッチング素子に生ず
る電力損失をインバータの動作周波数の変化に対して示
した線図である。 2・・・直流電源回路、3・・・インバータ回路、4・
・・共振負荷、11・・・出力周波数制御回路、12・
・・第1の電圧検出回路、13・・・第2の出力電圧検
出回路、14・・・出力電流検出回路、15・・・直流
電源制御回路、16・・・駆動回路、21・・・出力電
流制御回路、3a、3b、3c、3d=・トランジスタ
、3e、3f、3g、3h・・・ダイオード、111・
・・電流位相検出器、112・・・電圧位相検出器、1
13・・・位相比較器、114・・・位相差設定器、1
17・・・電圧制御発振器、118・・・周波数ロック
検出器、211・・・出力電流検出器、212・・・ア
ナログスイッチ、216・・・初期電圧設定器 代理人 弁理士  中  井   宏 第3図 f、      fLf。 周波 数 (Hz) 第6図 屑波数(Hz) 手続補正書(方式) %式% 2、発明の名称 高周波電源装置 3、補正する者 事件との関係  特 許 出 願 人 大阪市淀用区田用2丁目1番11号 (02B)  株式会社 ダイヘン 4、代理人 住 所  〒532  大阪市淀用区田用2丁目1番1
1号5、 補正命令の日付  昭和63年9月27日(
全送日)6、 補正の対象    図 面
1 is a connection diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the state of power loss occurring in the transistor in the device of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram for explaining Fourth
The figure shows a connection diagram showing an example of a conventional device. Figure 5 fa) or cl is a series resonant circuit that configures an inverter when the frequency of the power supply changes from large to small around the resonant frequency of the load. FIG. 6 is a diagram for explaining changes in the current flowing through the switching elements, and is a diagram showing power loss occurring in the switching elements with respect to changes in the operating frequency of the inverter. 2... DC power supply circuit, 3... Inverter circuit, 4...
... Resonant load, 11... Output frequency control circuit, 12.
...First voltage detection circuit, 13...Second output voltage detection circuit, 14...Output current detection circuit, 15...DC power supply control circuit, 16...Drive circuit, 21... Output current control circuit, 3a, 3b, 3c, 3d = Transistor, 3e, 3f, 3g, 3h... Diode, 111.
...Current phase detector, 112...Voltage phase detector, 1
13... Phase comparator, 114... Phase difference setting device, 1
17... Voltage controlled oscillator, 118... Frequency lock detector, 211... Output current detector, 212... Analog switch, 216... Initial voltage setting device agent Patent attorney Hiroshi Nakai No. 3 Figure f, fLf. Frequency (Hz) Figure 6 Scrap wave frequency (Hz) Procedural amendment (method) % formula % 2. Name of the invention High frequency power supply device 3. Relationship with the amended person case Patent applicant Yodoyo-ku, Osaka City 2-1-11 Tanyo (02B) Daihen Co., Ltd. 4, agent address 2-1-1 Tanyo, Yodoyo-ku, Osaka 532
No. 1 No. 5, Date of amendment order September 27, 1988 (
(All sending dates) 6. Drawings subject to correction

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、共振周波数を有する負荷に最適動作周波数の電力を
供給するようにした高周波電源装置において、出力電圧
が調整可能な直流電源と、前記直流電源の出力をスイッ
チングによつて無調整で交流に変換するDC/AC変換
回路と、前記DC/AC変換回路の出力周波数を監視し
負荷の共振周波数に対応した目標の周波数に保持すると
ともに目標の周波数に達したことを検出して周波数ロッ
ク信号を出力する前記DC/AC変換回路の出力周波数
制御回路と、前記出力周波数制御回路からの周波数ロッ
ク信号が入力されるまでは前記直流電源の出力電圧を低
電圧に制限し、周波数ロック信号によつて前記制限を解
除するとともに、前記DC/AC変換回路の出力をあら
かじめ定めた基準値に一致するように前記直流電源の出
力を調整する出力制御回路とを具備した高周波電源装置
。 2、前記出力周波数制御回路は、出力電圧位相検出回路
と、出力電流位相検出回路と、前記出力電圧位相検出回
路の出力と前記出力電流位相検出回路の出力とを入力と
し両出力信号の差を演算する位相差演算回路と、位相差
設定回路と、前記位相差設定回路の出力と前記位相差演
算回路の出力との差信号を得る比較器と、前記比較器の
出力に応じた周波数の信号を発生する電圧制御発振器と
、前記電圧制御発振器の出力に応じて前記DC/AC変
換回路を駆動する駆動回路と、前記位相差設定回路の出
力信号Srと前記位相差演算回路の出力S_1とを入力
とし(Sr−S_1)が基準値になつたことを検出し周
波数ロック信号lを出力するロック検出回路とからなる
回路によつて構成された請求項1に記載の高周波電源装
置。
[Claims] 1. A high-frequency power supply device that supplies power at an optimal operating frequency to a load having a resonant frequency, comprising: a DC power supply whose output voltage is adjustable; and an output of the DC power supply that is controlled by switching. A DC/AC conversion circuit converts to alternating current without adjustment, and the output frequency of the DC/AC conversion circuit is monitored and maintained at a target frequency corresponding to the resonant frequency of the load, and it is detected that the target frequency has been reached. The output frequency control circuit of the DC/AC conversion circuit outputs a frequency lock signal by using the output frequency control circuit, and the output voltage of the DC power supply is limited to a low voltage until the frequency lock signal from the output frequency control circuit is input. A high frequency power supply device comprising: an output control circuit that releases the restriction based on a lock signal and adjusts the output of the DC power supply so that the output of the DC/AC conversion circuit matches a predetermined reference value. 2. The output frequency control circuit receives an output voltage phase detection circuit, an output current phase detection circuit, an output of the output voltage phase detection circuit, and an output of the output current phase detection circuit, and calculates the difference between the two output signals. a phase difference calculation circuit for calculation, a phase difference setting circuit, a comparator for obtaining a difference signal between the output of the phase difference setting circuit and the output of the phase difference calculation circuit, and a signal having a frequency according to the output of the comparator. a voltage-controlled oscillator that generates a voltage-controlled oscillator; a drive circuit that drives the DC/AC conversion circuit according to the output of the voltage-controlled oscillator; and an output signal Sr of the phase difference setting circuit and an output S_1 of the phase difference calculation circuit. 2. The high frequency power supply device according to claim 1, comprising a lock detection circuit which detects that the input signal (Sr-S_1) has reached a reference value and outputs a frequency lock signal l.
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