JPH04255472A - インバータ装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、電子レンジに
おいてはマグネトロン負荷を、また誘導加熱調理器にお
いては加熱コイルをインバータ駆動するインバータ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、特開平１−２５８３８９号公報等
に示される、マグネトロン負荷をインバータ駆動する電
子レンジが商品化されている。

【０００３】図３はこのような電子レンジの回路を示す
。ダイオードブリッジからなる整流回路１にて商用交流
電源２が整流され、この整流出力はチョークコイル３及
び平滑コンデンサ４からなる平滑回路５にて平滑処理さ
れる。ただ、この平滑回路５の出力は殆ど非平滑状態で
あって脈流電圧である。この脈流電圧は、電圧制御素子
であるＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　　Ｇａｔｅ　　
Ｂｉｐｏｌａｒ　　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなるス
イッチング素子６と、スナバダイオ−ド７と、共振コン
デンサ８と、昇圧トランス９とにより構成された電圧共
振型インバータ１０に印加される。このインバータ１０
は、上記スイッチング素子６のオン、オフスイッチング
駆動に基づいて、上記脈流電圧を商用交流電源周波数よ
り高い周波数の交流に変換し、これを昇圧トランス９で
昇圧し、高周波高電圧を出力する。この高周波高電圧は
、高圧コンデンサ１１及び高圧ダイオード１２、１３か
らなる半波倍電圧整流回路１４にて半波倍電圧整流され
、この半波倍電圧整流出力はマグネトロン負荷１５に印
加され、このマグネトロン負荷１５から食品を加熱する
ためのマイクロ波が発振される。

【０００４】図４はこのような電子レンジ回路の各部の
波形を示し、この波形図を参照しながら上記インバータ
１０の動作を次に具体的に説明する。上記スイッチング
素子６のゲート・エミッタ間に印加される電圧ＶＧＥが
１５ボルトとなると、スイッチング素子６がオンし、昇
圧トランス９の一次巻線９ａに電流ＩＰが流れ始め、昇
圧トランス９の二次巻線９ｂに昇圧電圧が発生する。一
方、上記電圧ＶＧＥが０ボルトとなると、スイッチング
素子６がオフし、昇圧トランス９のインダクタンスと共
振コンデンサ８の容量により一次巻線９ａにおける電流
、電圧が正弦波振動し、スイッチング素子６のコレクタ
・エミッタ間の電圧ＶＣＥが共振電圧となる。この電圧
ＶＣＥは、０ボルト以下になると、スナバダイオ−ド７
がオンすることによりスナバダイオ−ド７の順方向電圧
にクリップされる。これでインバータ動作の１周期が終
了するが、このスナバダイオ−ド７のオン期間に上記ス
イッチング素子６のゲート・エミッタ間に印加される電
圧ＶＧＥが再び１５ボルトとなると、スムーズに次の周
期が実行される。

【０００５】次に、図３及び図４に基づいて、上記イン
バータ１０のスイッチング素子６のスイッチング駆動を
制御する制御回路１６の詳細を説明する。この制御回路
１６への直流電圧ＶＣ（１５ボルト）の印加に基づいて
、第１比較器１７は当初プラス側入力の方がマイナス側
入力に比べて大きいため出力がハイとなり、トランジス
タ１８がオンする。その後、コンデンサ１９が抵抗２０
を介して次第に充電され、約０．５秒後には、第１比較
器１７はマイナス側入力の方がプラス側入力に比べて大
となって出力がローとなり、トランジスタ１８がオフす
る。このトランジスタ１８は、以降、オフ状態を持続し
、このオフ状態の下に以下の制御が繰り返される。

【０００６】まず、第２比較器２１はプラス側入力＋Ｃ
２の方がマイナス側入力−Ｃ２に比べて大となり出力が
ハイとなる。すると、トランジスタ２２、２３のベース
がハイとなり、トランジスタ２２、２３は各々オン、オ
フとなり、上記スイッチング素子６のゲート・エミッタ
間に印加される電圧ＶＧＥが１５ボルトとなり、スイッ
チング素子６が上述のようにオンする。そしてこのオン
状態時、上記昇圧トランス９の三次巻線９ｃにおける電
圧ＶＮとしては、共振電圧が発生せず、第３比較器２４
はプラス側入力＋Ｃ３が抵抗２５でプルアップされ出力
がハイとなる。

【０００７】その後、この第３比較器２５のハイ出力に
基づき、ダイオード２６がオフし、第２比較器２１のマ
イナス側のコンデンサ２７が抵抗２８を介して充電され
、第２比較器２１のマイナス側入力−Ｃ２の方がプラス
側入力＋Ｃ２に比べて大となると、第２比較器２１は出
力がローとなる。すると、トランジスタ２２、２３は各
々オフ、オンとなり、上記スイッチング素子６のゲート
・エミッタ間に印加される電圧ＶＧＥが０ボルトとなり
、スイッチング素子６が上述のようにオフする。そして
、この時、三次巻線９ｃにおける電圧ＶＮとしては、上
記電圧ＶＣＥの共振電圧に基づいて同様に共振電圧が発
生し、第３比較器２４はマイナス側入力−Ｃ３の方がプ
ラス側入力＋Ｃ３に比べて大となり出力がローとなる。 すると、ダイオード２６がオンし、コンデンサ２７はこ
のダイオード２６及び抵抗２９を介して放電される。

【０００８】上記電圧ＶＣＥが共振終了してゼロクロス
するに従って、第３比較器２４の出力は再びハイとなり
、一方、第２比較器２１においてもコンデンサ２７が放
電されプラス側入力＋Ｃ２の方がマイナス側入力−Ｃ２
より大となっていて再びハイとなっており、するとスイ
ッチング素子６が上述の如く再びオンする。以後同様に
してスイッチング素子６のオン、オフが繰り返される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】さて、上記平滑回路５
の出力が殆ど非平滑状態の脈流電圧であることは既に説
明した通りであるが、これを具体的数値で示すに、上記
商用交流電源２の交流電圧を１００ボルト、上記平滑コ
ンデンサ４の容量を９μＦとした場合、上記脈流電圧の
山部は約１４０ボルト、谷部は僅か数ボルトとなる。

【００１０】而して、この谷部においては、上記スイッ
チング素子６のオフ時に昇圧トランス９の三次巻線９ｃ
の電圧ＶＮとして共振電圧が発生しても、この共振電圧
はあまりにも小さいため、上記第３比較器２４はプラス
側入力＋Ｃ３がマイナス側入力−Ｃ３に比べて大のまま
であり出力がローとならず、コンデンサ２７は放電され
ない。従って、上記第２比較器２１にあっては、マイナ
ス側入力−Ｃ２がプラス側入力＋Ｃ２に比べて大のまま
であり出力がハイとならず、上記スイッチング素子６が
オンしなくなり、この時点でインバータ動作が停止して
しまう。

【００１１】そこで、本発明は、平滑回路の出力する脈
流電圧の谷部においてもインバータ動作を実行させよう
とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、商用交流電源
を整流する整流回路と、平滑コンデンサ等からなり、上
記整流回路からの整流電圧を平滑して脈流電圧を出力す
る平滑回路と、この平滑回路からの脈流電圧を商用交流
電源周波数より高い周波数の交流に変換するスイッチン
グ素子と、このスイッチング素子により変換された交流
に基づいて駆動される負荷とを備えたインバータ装置に
おいて、上記脈流電圧の谷部にて生じる上記スイッチン
グ素子のスイッチング動作停止時に、このスイッチング
素子のスイッチング動作を再開させるスイッチング再開
手段を設けたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】脈流電圧の谷部でインバータ動作が停止するも
、インバータ動作はスイッチング再開手段の働きにより
直ちに再開される。

【００１４】

【実施例】図１は、マグネトロン負荷をインバータ駆動
する本発明実施例の電子レンジの回路を示す。同図にお
いては、従来例と同一の部分には同一符号を記し、相違
する部分のみ説明する。図２はこの電子レンジ回路の各
部の波形を示し、上記回路の説明の上で参照する。尚、
この図２と図４においては、図２の電圧ＶＣＥの脈流の
山付近の時間軸を伸ばしたものが図４となっている。

【００１５】脈流電圧の谷部において、第３比較器２４
の出力がローとならなくなると、コンデンサ２７は放電
されず、第２比較器２１は出力ローのままであり、スイ
ッチング素子６がオンせず、インバータ動作が停止して
しまう。

【００１６】しかるに、この場合、平滑コンデンサ４の
電圧値が上昇してスイッチング素子６の電圧ＶＣＥも同
電圧値となり、この電圧ＶＣＥが制御回路１６へ印加さ
れる直流電圧ＶＣ（１５ボルト）を越えると、スイッチ
ング素子６のコレクタ側に接続されているスイッチング
再開回路３０が作動する。即ち、この再開回路３０にお
いて、ダイオード３１がオフし、コンデンサ３２が抵抗
３３を通して充電され、このコンデンサ３２の電位が或
る値に達した時点でトランジスタ３４がオンする。

【００１７】而して、これにより、上記コンデンサ２７
が放電され、第２比較器２１はプラス側入力＋Ｃ２がマ
イナス側入力−Ｃ２に比べて大となって出力ハイとなり
、上記スイッチング素子６がオンし始め、インバータ動
作は上述のように停止するも、直ちに再開する。尚、こ
の時、電圧ＶＮは共振電圧となっておらず、第３比較器
２４はプラス側入力の方がマイナス側入力より大となっ
ていて出力ハイとなっている。

【００１８】上記スイッチング素子６がオンすると、上
記電圧ＶＣＥが低下し、上記再開回路３０内のコンデン
サ３２はダイオード３１及び抵抗３５を介して放電され
、これに従いトランジスタ３４はオフする。電圧ＶＣＥ
は通常のインバータ動作時のスナバダイオ−ド７のオン
期間時には、−７ボルト程度（スナバダイオ−ド７の順
方向電圧）まで低下する。

【００１９】尚、脈流の谷以外におけるスイッチング素
子６のオフ期間では、上記コンデンサ３２の電位がトラ
ンジスタ３４をオンさせるまでには上昇しないように、
上記コンデンサ３２及び抵抗３３の値は選択されている
。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、平滑回路の出力する脈
流電圧の谷部においてインバータ動作が停止するも、イ
ンバータ動作の再開を直ちに実行できる、実用的なイン
バータ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の回路図である。

【図２】図１の各部の波形図である。

【図３】従来例の回路図である。

【図４】図３の各部の波形図である。

【符号の説明】

１　　　　整流回路 ４　　　　平滑コンデンサ ５　　　　平滑回路 ６　　　　スイッチング素子 １５　　マグネトロン負荷 ３０　　スイッチング再開回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　商用交流電源を整流する整流回路と、
   平滑コンデンサ等からなり、上記整流回路からの整流電
   圧を平滑して脈流電圧を出力する平滑回路と、この平滑
   回路からの脈流電圧を商用交流電源周波数より高い周波
   数の交流に変換するスイッチング素子と、このスイッチ
   ング素子により変換された交流に基づいて駆動される負
   荷とを備えたインバータ装置において、上記脈流電圧の
   谷部にて生じる上記スイッチング素子のスイッチング動
   作停止時に、このスイッチング素子のスイッチング動作
   を再開させるスイッチング再開手段を設けたことを特徴
   とするインバータ装置。