JPH02119085A - 誘導加熱装置および基準値設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はインバータ回路内のスイッチング素子の破損防
止機能を備えた誘導加熱装置に関するものである。

従来の技術 従来の誘導加熱装置の構成を第３図により説明する。図
において、インバータ回路１は低周波交流電源３を整流
する整流器４．チョークコイ／ｖ５゜モ滑コンデンサ６
、加熱コイ／ｌ／７と共振コンデンサ８からなる共振回
路、ダンパーダイオード９およびスイッチング素子であ
るパワートランジスタ１０から構成されている。上記パ
ワートランジスタ１０のオン・オフによりインバータ回
路１の発振周波数を変化させ、加熱コイル了からの加熱
出力を可変させていた。一方、パワートランジスタ１ｏ
のオン・オフにより入力電流およびそのコレフタ・エミ
ッタ間電圧も変化するだめパワートランジスタ１０への
耐１［流・耐電圧を越えない保護回路が設けられている
。

その保護回路はインバータ回路１を制御する制御回路２
内にその機能を持たせている。すなわち、制御回路２は
インバ〜り回路１内への入力端子を検知する入力端子検
知回路１４．パワートランジスタ１ｏのコレクタ・エミ
ッタ間のピーク電圧を検知する■ｃＥ検知回路１７を備
え、パワートランジスタ１０の耐電流を設定する入力？
ｌｉｌ膜流回路１５とその耐電圧を設定する”ＣＥ電圧
設定回路２１との設定値と上記各検知回路１４．１７と
の検知値を各々比較する第１および第２の比較回路１９
゜２０を設けている。そして−上記どちらかの検知値が
設定ｆ旧を越えると比較回路１９あるい？′ｊ：、２ｏ
は出力し選別回路２２を萌して発指回路２３の発振局１
！ｌ数を固定し、それ以上入力電流あるい１は”ＣＥ？
Ｅ圧が」−昇するのを防止してパワートランジスタ１０
の破壊を防止していた。なお、２４はパワートランジス
タ１ｏの駆動回路である。

発明が解決しようとする課題 しかし従来の構成では、耐電圧あるいは耐電流を越えな
いようにする保護回路が正常に動作するか否かを検査す
るだめに、壕ず、半固定ボリュウム１６を最大に七）１
−シて入力電流検知が動作しないようにしてから半固定
ボリュウム２５を最小側から徐々に増加させていき、入
力電力が一定値で安定することを確認して■ｃＥ電圧検
知による耐電圧保護動作が行われたことを確認ｊ〜、つ
いで、半１ｎ定ボリュウム１６を徐々に移動さすて基準
電圧を低トさせ入力電力が変動する時点で耐？Ｅ流側も
保護動作が行われると確認するものであ−）た。よって
、耐電流側の基準値は耐電圧の動作するときに対応する
値より低下したものとなってしまい、（耐７ｔｆ圧の動
作するときの値では入力電力は変化せず、それよりわず
かに低１ζ゛しだ時点で人ツノ電力は変化する）耐電１
ノテ、電流の保護を図νつつ入力電力を増大させること
ができないという課題を有していた。

本発明は上記課題に鑑み、スイッチング素子の保護を図
りつつ入力電力を増大可能とするとともに調整検査を容
易にすることを目的とする。

課題を解決するだめの手段 上記目的を達成するために本発明は、半導体スイッチン
グ素子をオン・オフさせ低周波型ノアを高周波電力に変
換するインバータ回路と、その制御回路からなり、前記
１ｉ（１仰回路は人ツノ電力の調整時に出力をオンする
入力調整信号回路、前記インバタ回路への入力電流を検
知する第１のセ）知回路、その出力と第１の基準設定回
路出力を各々入力とする第１の比較演算回路、前記半導
体スイッチング素子への印加電圧を検知する第２の検知
回路、その出力と第２の基準設定回路出力を各々入力と
する第２の比軸演算回路、前記第１および第２各比較演
算回路出力に応じて前記半導体スイッチング素子のオン
時間を決定する発振回路を有し、前記人力調整信号回路
・出力がオンさｔているとき、前記第１の基準設定回路
出力を可変させ所定の入ノア’ｔ１５流偵に調整後、人
力調整信号回路出力をオフにしだとき、前記第２の基準
設定回路出力はそのときの第２の検知回路出力を変数と
する所定の演算式で決定された値に自動調整されている
構成である３゜ 作　　用 上記構成によハば、人カフＥ力調整を実施するときに信
号を発する入力調整信号回路を設け、その信号が出力さ
れているときには第１の比較演算回路出力のみで入力電
力調整が行われる様にし第１の基準電圧を入力′直方が
低位となる水準より上外させていき、所定の入力端ツノ
値（入力電流値）に調整を行った後前記入力′ｉＦ力調
整信号をオフさせる。

このときに第２の検知出力値を変数とする所定の演算式
に基づいて算出された値に第２の基準電圧値を設定し、
入力″１民力調整信号がオフになった時の値を保持させ
る。

よって、入力電力調整作業が１つの調整のみ、を行うこ
とにより完了しその作梁性も向上でき、また、入力電流
値に対応させた電圧値も決定できるため、精度がよく、
入力′五力値を低下させてしまうことも防止できる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図において１はインバータ回路、２は制御回路
、３は商用低周波交流電源である。

低周波交流’＋［源３は整流器４にて全波整流し、チョ
ークコイル５と平滑コンデンサ６が接続される。

７は加熱コイルで近傍に配管された鍋に渦電流を発生さ
せる。８は共振用コンデンサ、９はダンノ々ダイオード
、１０は半導体スイッチング素子の一種であるパワー１
−ランジスタであり、）（ツートランジスタ１ｏをオン
・オフさせ高周波電流を加ジさコイル了と共振用コンテ
゛ンサ８に発生させる。

一方、制御回路２は、カレント・トランス１１で入力電
流値を検知し入力電流検知回路１４に入力される。１６
は入力電流設定回路であり半固定ボリウム１６を操作す
ることにより入力′１「流設定回路１５の出力電圧を任
Ｐ５、に設定できるものである。１７はパワー１−ラン
ジスタ１ｏのコレクタ・エミッタ間のピーク電圧を検知
するｖｃＥ検知回路、１８は人カフＥ力調整時にのみ信
号を出力する入力調整信号回路である。演算回路１３内
には、入力電流検知回路１４と入力電流設定回路１５の
各出力を比較し演算処理をする第１の比較演算回路１９
、■ｃｊｌ！：検知回路１７の出力と”ＣＥＥ圧設定回
路２１の出力を比較し演算処理をする第２の比較演算回
路２０．前記各比較演算回路１９　、２０の出力を比較
し入力電流が小なる値となる方を選別する選別回路２２
で構成されている。なお、第１および第２の比較演算回
路１９．２０はパワートランジスタ１０の耐電流、耐電
圧を越えないように信号を出力する。

発振回路２３は選別回路２２からの信号にもとづきパワ
ートランジスタ１０のオン時間幅を決定スルト同１時に
、平７骨コンデンサ６とパワー１−ランジスタ１ｏのコ
レクタ・エミッタ間電圧波形にもとづきパワートランジ
スタ１０のオンさせるタイミングを決定する。ドライブ
回路２４は発振回路２３の出力信号に従いパワートラン
ジスタ１０を駆動するものである。

次に入力′１Ｅ力調整を行うときの手順について説明す
を−ｉず、初めにボタン（図示せず）操作を行い人力調
整信号回路１８より出力信号が演算回路１３に入力され
ると、選別回路２２は第１の比較演算回路１９の出力信
号のみを選択するとともに、”ＣＥ″五圧膜圧設定回路
２１ｃＥ険知険路回路１了力１１αを変数とする関故に
うｔっで変化Ｊる。半固定ボリウム１６は入力′１Ｅ流
が低位となる側に設定しておき、入力端子検知回路１４
０１１１カ″、１ｆＥＸ−ａと、入力ｒａ流段設定回路
５の出力’、ｔＨ４Ｅｂの関係は当初ａ　＜、　ｂとな
−〕でいる。

ａ　＜　ｂなるときは′！１Ｓ１の比ＩＩＱ演算回、洛
１９は入力端子を増大さすべくパワー　Ｉ−フンジスタ
１０のオン時間幅を長くなる様な信号を発振回路２３へ
出力し、ａ−１〕となった時点でオン時間幅は固定され
る。さらに、半固定ボリウム１６を操作し電圧すを上昇
させていくと、上述の様な作用が働き人力１Ｅ流も増大
していく。そして所定の入力端子π（＜に達すると′Ｉ
ｆＸ、圧すの−ｈ昇を停止させる。

またｖｃＥ検知回路１７の出力電圧Ｃは入力電流ｆｊＩ
の増大に伴い１対１の値をとり、入力′ｉＥ流値の安定
したときの特性を第２図に示す。

次にボタン操作により入力調整回路１８よりの出力信号
をオフされた時点で演算回路１３はＶ　ＣＥ７ｂ：圧設
定回路２１の出力電圧ｄを”ＣＥ険知知回路１７出力Ｉ
Ｅ圧Ｃを変数とする関数式 ｄ＝ｆ（ｃ）　　　　　　：ｆは関数式に従−）で出力
電圧ｄの値を決定する。そして′＠２の比較演算回路２
０の出力は選別回路２２に伝達され、選別回路２２は第
１および第２各比較演す＞：回路１９　、２０の各出力
のうち、より入力′１（す流１１［１が小なる方の信号
を選別し、発振回路２３に出力するのである。

次に第２図によりさらに説明を加えていく。

横軸は入力電流１ｒｆの増大と共に右方へ目盛されたＩ
ＥＥ″１、樅軸は■ｃＥ電圧ピーク値の増大と共に上方
へ目盛された電圧Ｃを示し、曲線４９口は鍋材質の異な
る２種類の各鍋特性を示ｊ〜でいる。

たとえば曲線イをホーロ鍋とすると、同じ入力電流値で
あってもステンレス１日−８鍋等は■ｃＥ電圧が曲線イ
に乗らず曲線口に示す特性となる。

ホーロ鍋で入力電力調整を行うと、所定の入力電流値に
達し安定したときの’Ｋｆｆ、ａをａ−ｂ−ａｌとする
とそのときの電圧ＣはＣ”　ＣＩ　　となる。このとき
の関数ｆをｄ−ｆｌ（Ｃ）−〇の場合について考えると
ｄ＝ｃ＝ｘｃ１　となる。そして入力電力調整を終了さ
せ、ステンレス１Ｂ−８鍋を加熱コイル７近傍に配置さ
せると曲線口に示す如く選別回路２２は第２比較演算回
路２０の信月を優先させ入力電流値は低トし、電圧ａは
ａ−８２で安定する。

さらにバソーｌ−ランジスタ１０の■ＣＥ耐圧に余裕の
ある場合等で、関数ｆを１２（Ｃ）−ｃ　＋α（σ：定
数）としたときを考えてみる。所定の入力電流に調整さ
れたときの？ＩＺ圧ａがａ−１）−ａｌ　のときの７ｆ
ｉ圧ＣはＣ＝Ｃ，でめると、電圧ｄはｄ　＝　ｆ２（ｃ
）＝ｃ、、　＋ａ　　と設定される。そしてステンレス
１８−８鍋を持ってきたときの人カフＥ流値は関数がｆ
ｌ　のときよりも大きく設定でき、そのときの電圧ａは
ａ−ａ　３＞　ａ　２となる。

なお演算回路１３、第１の演算比較回路１９、第２の演
算比軸回路２０、”ＣＥ准圧設定回路２１、選別回路２
２等にマイクロコンビ、−夕を使用することは容易に考
えられる。

発明の効果 Ｕ上の実施例から明らかなように本発明によれば、次の
様な効果が得られる。

（１）　　入力電流調整による人力電力調整を行うだけ
で半導体スイッチング素子の耐″ｒｕｔ圧基準値も自動
的にて設定さｔ、検査調整方法を簡略化することができ
る。

（２）　　入力電流の基準値にｚ１応さぜた耐電用紙＄
ｆｉαが設定されるだめ、その基準値の設定精度を従来
に比べ高めることができ、その分人力、Ｅ力の増大も図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例金示す誘導加熱装置回路図、
第２図は各部電圧相互間の特性図、第３図は従来の誘導
加熱装置の回路図である。 １・・・・・・インバータ回路、２・・・・・・制御回
路、１４・・・・・・第１の検知回路（入力端子検知回
路）、１５・・・第１の基準設定回路（入力′直流設定
回路）、１７　・・・第２の検知回路（■ｃＥ検知回路
）、１８・・・・・入力端子検知回路、１９・・・・第
１の比較演算回路、２０・・・・・第２の比較演算回路
、２１・・・・・第２の基準設定回路（”ＣＥ電圧設定
回路）、２３・発振回路。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第２
図 入力電流（ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体スイッチング素子をオン、オフさせ低周波電力を
   高周波電力に変換するインバータ回路と、その制御回路
   からなり、前記制御回路は入力電力の調整時に出力をオ
   ンする入力調整信号回路、前記インバータ回路への入力
   電流を検知する第１の検知回路、その出力と第１の基準
   設定回路出力を各々入力とする第１の比較演算回路、前
   記半導体スイッチング素子への印加電圧を検知する第２
   の検知回路、その出力と第２の基準設定回路出力を各々
   入力とする第２の比較演算回路、前記第１および第２各
   比較演算回路出力に応じて前記半導体スイッチング素子
   のオン時間を決定する発振回路を有し、前記入力調整信
   号回路出力がオンされているとき、前記第１の基準設定
   回路出力を可変させ所定の入力電流値に調整後、入力調
   整信号回路出力をオフにしたとき、前記第２の基準設定
   回路出力はそのときの第２の検知回路出力を変数とする
   所定の演算式で決定された値に自動調整されていること
   を特徴とする誘導加熱装置。