JPH0244683A - 高周波加熱装置用インバータ電源装置 - 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 本発明は電子レンジにおけるマグネトロンの駆動用や、
電ＩａＦＡ理器におけるワークコイルの駆動用などに使
用されるインバータ電源装置に関するものである。

従来の技術 従来では、この種のインバータ電源装置としては第９図
に示すような電圧共振型のものが使用されている。これ
は、ダイオード１とコンデンサ２で商用電源３の出力電
圧を整流平滑し、チョーク４コイルとトランジスタ５を
介してトランス６の一次巻線７に直流電圧を印加すると
ともに、−次巻線７に共振用コンデンサ８を並列接続し
、前記トランジスタ５をタイミング制御回路９の出力信
ＱＳ１でスイッチングして、トランス６の二次巻線１０
に出力電圧を青ている。ここでは二次巻線７０の出力電
圧はコンデンサ１１とダイオード１２．１３とで構成さ
れる倍電圧回路を介してマグネトロン１４に印加されて
いる。そして、マグネトロン１４のアノード電流を抵抗
１５で検出し、この端子電圧によってフォトカブラ１６
の発光ダイオード１γの［を制御し、フォトカブラ１６
のフォトトランジスタ１８でコンデンサ１９の端子電圧
を制御し、コンデンサ１９の端子電圧に応じてタイミン
グｆｆＩＩＪ御回路９から発生ずる前記出力信号Ｓ１の
周期を制御して、マグネトロン１４の発生電力の安定化
が行われている。

第１０図は上記の電圧共振型インバータ電源装置におい
て、トランジスタ５とこのトランジスタ５に逆並列接続
されたダイオード２０で構成されるスイッチング部２１
の端子電圧■とここを流れる電流１１ならびに前記出力
信号Ｓ１の関係を示す。

発明が解決しようとする課題 このような構成では、電圧変化の怠変がなく、トランジ
スタ５やダイオード２０に対する電圧ストレスや電力ス
トレスも小さい利点があって多用されているが、第１０
図に示したように出力信号Ｓ１が反転してトランジスタ
２０を閉成させる際に、Ａで示すようにダイオード２０
に一瞬だけ負側に電流が流れ、これがダイオード２０に
対する電流ストレスとなるとともにノイズの発生源にな
っている。

本発明はスイッチング素子に加わるストレスが小さく、
しかもノイズの少ないインバータ電源装置を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明のインバータ電源装置は、トランスの一次側にお
いて共振用コンデンサと共振用インダクタンスの直列回
路に介装されたスイッチング素子をタイミング制御回路
の出力信号に基づいてオンオフして前記トランスの二次
側に出力電圧を発生させるとともに、スイッチング素子
を閉成させる前記タイミング制御回路の信号期間を、前
記共振用コンデンサと共振用インダクタンスなどで決ま
る共振期間よりも長く設定したことを特徴とする。

作用 この構成によると、スイッチング素子を共振電流が流れ
終ってから、このスイッチング素子がオフ状態に移行し
、スイッチング素子のオン状態からオフ状態への切換え
時点でノイズが発生しない。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図〜第８図に基づいて説明
する。なお、従来例を示す第９図と同じ作用をなすもの
には同一の符丹を付けて説明する。

第１図は本光明のインバータ電源装置を示す。

商用電源３の電圧は、商用電源３の力率を過度に下げぬ
よう多くの脈流成分を含む程度にダイオード１とコンデ
ンサ２で整流平滑される。整流平滑俊の直流電圧は電流
制限用のインダクタ２２を介して、共振用コンデンサ８
と共振用インダクタとしての一次巻線７との直列回路に
印加される。ここではコンデンサ８と一次巻線７との直
列回路にトランジスタ５のコレクターエミッタ間が並列
接続されている。なお、トランス６の二次側は第９図と
同じである。フォトカプラ１６の出力信号で端子電圧が
制御されるコンデンサ１９が制御端子ａに接続されたタ
イミング制御回路９は第２図に示すように構成されてい
る。タイミング制御回路９は、発振器２３と微分回路２
４と反転回路２５およびパルス発生器２６とで構成され
ている。発振器２３は、制御端子ａへの印加電圧Ｖａｎ
に応じて出力端子すに発生する信号周波数ｆが、 ｆ＝　＜１／　０．３６　ＣＩ　’Ｒ１）　”Ｖｉ　ｎ
（ｆｌシ、Ｃ１はコンデンサ２７の静電容吊傾、Ｒ１は
抵抗２８の抵抗値である。）によって決まる。出力端子
すの信号は、立ち七かり検出用の微分回路２４と、反転
回路２５とを介して、パルス発生器２６＠トリガーする
。パルス発生器２６は、トリガーされるたびに、 Ｔ＝０２−Ｒ４１！　ｎ　（（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｒ３）〔
但し、Ｃ２はコンデンサ２９の静電容量値、Ｒ２゜Ｒ３
，Ｒ４はそれぞれ抵抗３０．３１　、３２の抵抗値であ
る。）によって決まる一定パルス幅Ｔの信号を出力する
。このパルス発生器２６の出力信ｑがトランジスタ５を
制御する信号Ｓ２となっている。

第３図はトランジスタ５のコレクターエミッタ間の電圧
Ｖとここを流れる電流１１ならびに信号Ｓ２の関係を示
す。この第３図かられかるように、［８２を“Ｈ″レベ
ル反転させると、トランジスタ５がオンして共振周波数
などで決まる電流が流れ、電流が零に戻った債にトラン
ジスタ５がオフするように信号Ｓ２の１−１”レベルの
期間〔以下、閉成期間と称す〕は、電流ｉが流れ始めて
零に戻るに要する時間〔以下、共振期間と称す）をＴＯ
Ｎとしたときに（ＴＯＮ＋τ）というように時間でだけ
長くなるように、前記パルス発生器２６の各定数が設定
されている。

ここで共振期間ＴＯＮの時間はマグネトロン１４のアノ
ード電流の大小によって異なるため、閉成期間（ＴＯＮ
＋で）は次のように設定されている。

第４図はアノード電流が小さい場合の前記発振器２３の
出力信号Ｏ８、微分回路２４の出力信号Ｐ１パルス発生
器２６の出力信号Ｓ２を示す。アノード電流が小さいと
、ダイオード１２に直列接続された抵抗１５の端子電圧
が低下してダイオード１７の輝度が低下する。これによ
ってコンデンサ１９の端子電圧Ｖｌｎが１袢してタイミ
ング制御回路９から発生する出力信号Ｓ２の周波数が１
袢し、ここでは周期がＴＨと短くなって、トランジスタ
５の電流が増加し、これによってトランス６の一次ＯＩ
Ｐ；ｊ７を流れる電流が増加して前記アノード電流が増
加する方向に制御される。第５図はアノード電流が大き
い場合の出力信号Ｏ３，Ｐ、８２を示し、コンデンサ１
９の端子電圧Ｖ＋１１が低下して出力信号Ｓ２の周波数
が低下し、周期がＴＬとなってＴＨよりも長くなってア
ノード電流が減少する方向に制御される。第６図と第７
図はそれぞれアノード電流が小さい場合と大きい場合に
トランジスタ５に印加されている電圧Ｖとこれを流れる
電流波形１を示す。

このように共振期間ＴＯＮは、トランジスタ５への印加
電圧ＶによってＴｏ　Ｎ　１からＴｏ　Ｎ　２と変化し
、ここではタイミング制御回路９の出力信号Ｓ２による
トランジスタ５の閉成期間（ＴＯＮ＋τ）は、 （ＴＯＮ２　　＋τ） に設定されている。具体的な例としては、コンデンサ２
の両端に得られる直？ｉ′！電圧がピークで１５０ボル
ト、最低電圧１５ボルトの電圧脈流であって、インダク
タ２２が１０５μＩ」、コンデンサ８が０．４６５μ「
トランス６の一次側から見たインピーダンスが、インダ
クタンス９３μｍ」、抵抗３Ωという共振条件において
、ＴＯＮ２＝２７μｓとなり、τ−１μｓとして（ＴＯ
Ｎ２＋で）−２８μｓに設定する。

第８図は別の実施例を示す。第１図に示す実施例では、
トランジスタ５をコンデンサ８と一次巻ａ７の直列回路
に並列接続した電流共振型を説明したが、これは第８図
に示すように一次＠線７とトランジスタ５との直列回路
に共振用コンデンサ８を並列接続して、コンデンサ８と
一次巻線７の直列回路にトランジスタ５を介装しても同
様に電流共振型を構成することができ、タイミング制御
回路９の出力信号８２も同様にトランジスタ５の閉成期
間（ＴＯＮ＋τ）が（Ｔｏ　Ｎ　２＋て）に設定されて
いる。

上記の各実施例では、スイッチング素子としてのトラン
ジスタ５にはコレクタ−１ミツタ間にダイオード２０を
逆並列接続したが、このダイオード２０は異常時の保護
のためだけに設けられており、正常時にはこのダイオー
ド２０には電流が流れない。

上記の各実施例では、負荷をマグネトロン１４として説
明したが、電１１調理器ではワークコイルが負荷となる
。

発明の効果 以上のように本発明によると、電流共振型であるためス
イッチング素子に作用する電圧の変化ならびにこれを流
れる電流の変化）よ比較的なめらかになり、しかもスイ
ッチング素子の閉成期間が共振用コンデンサと共振用イ
ンダクタンスなどで決まる共振期間よりも長くなるよう
にタイミング制御回路の信号期間を設定したため、前記
スイッチング素子がオンからオフに切り換わるタイミン
グに６３いてはこのスイッチング素子に電流が流れてお
らず、従来のような逆起電力がスイッチング素子に発生
けず、電流ストレスを大幅に低減することがでさ、従来
のようなノイズも発生しないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインバータ電源装置の電気回路図、第
２図は同装置におけるタイミング制御回路の構成図、第
３図は同装置にＪ３けるスイッチング素子の開閉動作を
示す波形図、第４図と第５図は同８置における制御タイ
ミングの説明図、第６図と第７図は定アノード電流動作
を説明するためのスイッチング素子に印加される電圧と
電流波形図、第８図は他の実施例の電気回路図、第９図
は従来のインバータ電源装置の電気回路図、第１０図は
同装置の要部波形図である。 ５・・・トランジスタ〔スイッチング素子〕、６・・・
トランス、７・・・−次＠線（共振用インダクタンス）
、８・・・コンデンサ〔共振用コンデンサ〕、９・・・
タイミング制御回路、１０・・・二次巻線、Ｔｏ　Ｎ　
。 ＴＯＮＩ　、ＴＯＮ２−共振期間、（ＴＯＮ　Ｚ＋τ）
・・・閉成期間。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 ３図 第４− 一一一■−一 第６図 ＼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、トランスの一次側において共振用コンデンサと共振
   用インダクタンスの直列回路に介装されたスイッチング
   素子をタイミング制御回路の出力信号に基づいてオン−
   オフして前記トランスの二次側に出力電圧を発生させる
   とともに、スイッチング素子を閉成させる前記タイミン
   グ制御回路の信号期間を、前記共振用コンデンサと共振
   用インダクタンスなどで決まる共振期間よりも長く設定
   したインバータ電源装置。