JPH06284736A - 誘導融着用電源装置 - Google Patents
誘導融着用電源装置Info
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- JPH06284736A JPH06284736A JP5073656A JP7365693A JPH06284736A JP H06284736 A JPH06284736 A JP H06284736A JP 5073656 A JP5073656 A JP 5073656A JP 7365693 A JP7365693 A JP 7365693A JP H06284736 A JPH06284736 A JP H06284736A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 フルブリッジインバータ１４の出力がトラン
ス１６を介して共振コンデンサ２０およびワークコイル
２２を含む共振回路１８に供給される。ワークコイル２
２が磁性合金ヒータ２４に高周波電流を誘導する。共振
回路１８を流れる電流がＣＴ２６で検出され、ＡＮＤゲ
ート４０からインバータ駆動回路１２に与えられるイン
バータ駆動信号と、位相比較器３４によって位相比較さ
れる。位相比較器３４からの位相差信号に応じた制御電
圧がローパスフィルタ３６から出力され、それによって
ＶＣＯ３８の周波数すなわちインバータ駆動信号の周波
数が制御される。 【効果】 簡単な回路で共振回路１８すなわちワークコ
イル２２の変化に追随してインバータ駆動信号の周波数
を制御することができる。
ス１６を介して共振コンデンサ２０およびワークコイル
２２を含む共振回路１８に供給される。ワークコイル２
２が磁性合金ヒータ２４に高周波電流を誘導する。共振
回路１８を流れる電流がＣＴ２６で検出され、ＡＮＤゲ
ート４０からインバータ駆動回路１２に与えられるイン
バータ駆動信号と、位相比較器３４によって位相比較さ
れる。位相比較器３４からの位相差信号に応じた制御電
圧がローパスフィルタ３６から出力され、それによって
ＶＣＯ３８の周波数すなわちインバータ駆動信号の周波
数が制御される。 【効果】 簡単な回路で共振回路１８すなわちワークコ
イル２２の変化に追随してインバータ駆動信号の周波数
を制御することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は誘導融着用電源装置に
関し、特にたとえばフルブリッジインバータのようなイ
ンバータからの高周波電流をワークコイルに与え、それ
によってたとえば磁性合金体からなるヒータを用いて融
着するような誘導融着用電源装置に関する。
関し、特にたとえばフルブリッジインバータのようなイ
ンバータからの高周波電流をワークコイルに与え、それ
によってたとえば磁性合金体からなるヒータを用いて融
着するような誘導融着用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、昭和６３年（１９８８）４月
２２日付で出願公開された特開昭６３−９２２７７号に
開示されている高周波電源装置が、この種の誘導融着装
置の電源装置として利用可能である。この従来技術にお
いては、フルブリッジインバータのスイッチング素子対
に位相を互いに制御しつつずらせた駆動信号を出力して
インバータの出力を制御したり、追従する共振周波数を
少しだけずらすことによって出力を制御することが可能
である。
２２日付で出願公開された特開昭６３−９２２７７号に
開示されている高周波電源装置が、この種の誘導融着装
置の電源装置として利用可能である。この従来技術にお
いては、フルブリッジインバータのスイッチング素子対
に位相を互いに制御しつつずらせた駆動信号を出力して
インバータの出力を制御したり、追従する共振周波数を
少しだけずらすことによって出力を制御することが可能
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前者の方法では、負荷
電流が完全にゼロにならないときにスイッチング素子が
オンされるのでスイッチングロスが大きくなる。また、
後者の方法では、共振周波数をずらせるので、無効電力
が増加し、スイッチング素子としてより大きな定格のも
のが必要になるなどの問題があった。
電流が完全にゼロにならないときにスイッチング素子が
オンされるのでスイッチングロスが大きくなる。また、
後者の方法では、共振周波数をずらせるので、無効電力
が増加し、スイッチング素子としてより大きな定格のも
のが必要になるなどの問題があった。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、よ
り簡単にインバータの出力を制御できる、誘導融着用電
源装置を提供することである。
り簡単にインバータの出力を制御できる、誘導融着用電
源装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、インバータ
駆動回路によって駆動されるインバータの出力をワーク
コイルに供給する誘導融着用電源装置であって、周波数
可変発振器、周波数可変発振器の出力に基づいてインバ
ータ駆動回路にインバータ駆動信号を供給するインバー
タ駆動信号供給手段、ワークコイルに流れる電流を検出
して比較信号を作成する比較信号作成手段、インバータ
駆動信号と比較信号との位相を比較する位相比較手段、
および位相比較手段の出力に応じて周波数可変発振器の
発振周波数を制御する周波数制御手段を備える、誘導融
着用電源装置である。
駆動回路によって駆動されるインバータの出力をワーク
コイルに供給する誘導融着用電源装置であって、周波数
可変発振器、周波数可変発振器の出力に基づいてインバ
ータ駆動回路にインバータ駆動信号を供給するインバー
タ駆動信号供給手段、ワークコイルに流れる電流を検出
して比較信号を作成する比較信号作成手段、インバータ
駆動信号と比較信号との位相を比較する位相比較手段、
および位相比較手段の出力に応じて周波数可変発振器の
発振周波数を制御する周波数制御手段を備える、誘導融
着用電源装置である。
【０００６】
【作用】周波数可変発振器は、たとえば電圧制御発振器
（Voltage Controlled Oscillator ）で構成され、位相
比較手段および周波数制御手段とともに、ＰＬＬ（Phas
e Locked Loop ）を構成する。この発振器からの出力信
号がインバータキャリア信号としてたとえばＡＮＤゲー
トに与えられ、このＡＮＤゲートには、たとえばマイク
ロコンピュータから所定のデューティのＰＷＭ制御信号
が与えられる。したがって、そのようなＡＮＤゲートを
含むインバータ駆動信号供給手段は、ＰＷＭ制御信号が
たとえばハイレベルのときにのみインバータキャリア信
号をインバータ駆動信号としてインバータ駆動回路に与
える。一方、ワークコイルを含む共振回路にたとえば変
流器（ＣＴ：Current Transformer ）が結合され、それ
によってワークコイルに流れる電流信号が、比較信号と
して検出される。この比較信号がＰＬＬにフィードバッ
クされ、位相比較手段において、たとえばＡＮＤゲート
から出力されるインバータ駆動信号とともに位相比較さ
れる。したがって、両者の位相差に応じた信号がこの位
相比較手段から出力され、その位相差に応じた周波数制
御信号がたとえばローパスフィルタのような周波数制御
手段から出力される。したがって、発振器の周波数すな
わちインバータ駆動信号の周波数はワークコイルを含む
共振回路の共振周波数に追随して変化することになる。
（Voltage Controlled Oscillator ）で構成され、位相
比較手段および周波数制御手段とともに、ＰＬＬ（Phas
e Locked Loop ）を構成する。この発振器からの出力信
号がインバータキャリア信号としてたとえばＡＮＤゲー
トに与えられ、このＡＮＤゲートには、たとえばマイク
ロコンピュータから所定のデューティのＰＷＭ制御信号
が与えられる。したがって、そのようなＡＮＤゲートを
含むインバータ駆動信号供給手段は、ＰＷＭ制御信号が
たとえばハイレベルのときにのみインバータキャリア信
号をインバータ駆動信号としてインバータ駆動回路に与
える。一方、ワークコイルを含む共振回路にたとえば変
流器（ＣＴ：Current Transformer ）が結合され、それ
によってワークコイルに流れる電流信号が、比較信号と
して検出される。この比較信号がＰＬＬにフィードバッ
クされ、位相比較手段において、たとえばＡＮＤゲート
から出力されるインバータ駆動信号とともに位相比較さ
れる。したがって、両者の位相差に応じた信号がこの位
相比較手段から出力され、その位相差に応じた周波数制
御信号がたとえばローパスフィルタのような周波数制御
手段から出力される。したがって、発振器の周波数すな
わちインバータ駆動信号の周波数はワークコイルを含む
共振回路の共振周波数に追随して変化することになる。
【０００７】
【発明の効果】この発明によれば、インバータ駆動電流
を制御しつつワークコイルを含む共振周波数の変化に追
随してインバータ駆動信号の周期を変化させるため、温
度変動や負荷変動（負荷の状態変化）などによるワーク
コイル等の回路定数の変動にも確実に対応でき、したが
ってより安定かつ確実な融着が実現できる。
を制御しつつワークコイルを含む共振周波数の変化に追
随してインバータ駆動信号の周期を変化させるため、温
度変動や負荷変動（負荷の状態変化）などによるワーク
コイル等の回路定数の変動にも確実に対応でき、したが
ってより安定かつ確実な融着が実現できる。
【０００８】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【０００９】
【実施例】図１を参照して、この誘導融着用電源装置１
０はインバータ駆動回路１２を含み、このインバータ駆
動回路１２からのスイッチング信号（オン／オフ信号）
によって、フルブリッジインバータ１４の各アームのス
イッチング素子（図示せず）がオンまたはオフされる。
しかしながら、このようなインバータ駆動回路１２およ
びフルブリッジインバータ１４の動作は、たとえば、先
に引用した特開昭６３−９２２７７号等においてよく知
られるところであり、ここでは詳細な説明は省略する。
０はインバータ駆動回路１２を含み、このインバータ駆
動回路１２からのスイッチング信号（オン／オフ信号）
によって、フルブリッジインバータ１４の各アームのス
イッチング素子（図示せず）がオンまたはオフされる。
しかしながら、このようなインバータ駆動回路１２およ
びフルブリッジインバータ１４の動作は、たとえば、先
に引用した特開昭６３−９２２７７号等においてよく知
られるところであり、ここでは詳細な説明は省略する。
【００１０】フルブリッジインバータ１４からの高周波
出力はトランス１６を介して共振回路１８に供給され
る。この共振回路１８は共振コンデンサ２０およびワー
クコイル２２を含む。ワークコイル２２は国際出願公開
番号ＷＯ９２／１５１８２号に開示されているものと同
じように、たとえば磁性合金体からなる融着用ヒータ２
４に高周波電流を誘導するためのものである。
出力はトランス１６を介して共振回路１８に供給され
る。この共振回路１８は共振コンデンサ２０およびワー
クコイル２２を含む。ワークコイル２２は国際出願公開
番号ＷＯ９２／１５１８２号に開示されているものと同
じように、たとえば磁性合金体からなる融着用ヒータ２
４に高周波電流を誘導するためのものである。
【００１１】共振回路１８の共振電流経路にはＣＴ２６
が結合され、このＣＴ２６で検出した電流信号は、電流
電圧変換回路２８によって電圧信号に変換された後マイ
クロコンピュータ３０に入力されるとともに、ＰＬＬ３
２にフィードバックされる。ＰＬＬ３２はよく知られて
いるように、位相比較器３４，ローパスフィルタ３６お
よびＶＣＯ３８を含み、このＶＣＯ３８の出力がインバ
ータキャリア信号としてＡＮＤゲート４０の一方入力に
与えられる。このＡＮＤゲート４０の他方入力にはマイ
クロコンピュータ３０からのＰＷＭ制御信号が与えられ
る。
が結合され、このＣＴ２６で検出した電流信号は、電流
電圧変換回路２８によって電圧信号に変換された後マイ
クロコンピュータ３０に入力されるとともに、ＰＬＬ３
２にフィードバックされる。ＰＬＬ３２はよく知られて
いるように、位相比較器３４，ローパスフィルタ３６お
よびＶＣＯ３８を含み、このＶＣＯ３８の出力がインバ
ータキャリア信号としてＡＮＤゲート４０の一方入力に
与えられる。このＡＮＤゲート４０の他方入力にはマイ
クロコンピュータ３０からのＰＷＭ制御信号が与えられ
る。
【００１２】すなわち、ＶＣＯ３８からは図２（Ａ）に
示すようなインバータキャリア信号が出力され、それが
図２（Ｂ）に示すようなＰＷＭ制御信号とともにＡＮＤ
ゲート４０に入力される。したがって、このＡＮＤゲー
ト４０からは、図２（Ｃ）に示すようなインバータ駆動
信号が出力され、インバータ駆動回路１２に与えられ
る。なお、このインバータ駆動信号は、ＣＴ２６によっ
て検出された電流信号（図２（Ｄ））とともにＰＬＬ３
２の位相比較器３４に与えられる。
示すようなインバータキャリア信号が出力され、それが
図２（Ｂ）に示すようなＰＷＭ制御信号とともにＡＮＤ
ゲート４０に入力される。したがって、このＡＮＤゲー
ト４０からは、図２（Ｃ）に示すようなインバータ駆動
信号が出力され、インバータ駆動回路１２に与えられ
る。なお、このインバータ駆動信号は、ＣＴ２６によっ
て検出された電流信号（図２（Ｄ））とともにＰＬＬ３
２の位相比較器３４に与えられる。
【００１３】したがって、位相比較器３４は、インバー
タ駆動信号と電流信号とを位相比較し、その位相差に応
じた信号を出力する。ローパスフィルタ３６からはその
位相差に応じたレベルの電圧信号が出力され、それがＶ
ＣＯ３８の制御電圧として与えられる。そのため、ＶＣ
Ｏ３８の出力すなわちインバータキャリア信号の周期な
いし周波数は、共振回路１８を流れる負荷電流に応じた
電流信号と等しくなるように制御される。そのため、イ
ンバータ駆動回路１２に与えられるインバータ駆動信号
の周波数は、共振回路１８の共振周波数の変化に追随す
ることになる。
タ駆動信号と電流信号とを位相比較し、その位相差に応
じた信号を出力する。ローパスフィルタ３６からはその
位相差に応じたレベルの電圧信号が出力され、それがＶ
ＣＯ３８の制御電圧として与えられる。そのため、ＶＣ
Ｏ３８の出力すなわちインバータキャリア信号の周期な
いし周波数は、共振回路１８を流れる負荷電流に応じた
電流信号と等しくなるように制御される。そのため、イ
ンバータ駆動回路１２に与えられるインバータ駆動信号
の周波数は、共振回路１８の共振周波数の変化に追随す
ることになる。
【００１４】次に、図３を参照して、マイクロコンピュ
ータ３０によってフルブリッジインバータ１４の出力を
制御する方法について説明する。図３の最初のステップ
Ｓ１では、ＰＷＭ信号のデューティの初期値としてＤ＝
ｄ0 を設定する。それとともに、ステップＳ３におい
て、そのようにして設定されたデューティｄ0 に応じた
オン／オフ期間を有するＰＷＭ信号をマイクロコンピュ
ータ３０が出力する。それによってインバータ駆動信号
がＡＮＤゲート４０からインバータ駆動回路１２に供給
され、フルブリッジインバータ１４が動作し、共振回路
１８を構成するワークコイル２２に高周波電流が供給さ
れるのは前述の通りである。
ータ３０によってフルブリッジインバータ１４の出力を
制御する方法について説明する。図３の最初のステップ
Ｓ１では、ＰＷＭ信号のデューティの初期値としてＤ＝
ｄ0 を設定する。それとともに、ステップＳ３におい
て、そのようにして設定されたデューティｄ0 に応じた
オン／オフ期間を有するＰＷＭ信号をマイクロコンピュ
ータ３０が出力する。それによってインバータ駆動信号
がＡＮＤゲート４０からインバータ駆動回路１２に供給
され、フルブリッジインバータ１４が動作し、共振回路
１８を構成するワークコイル２２に高周波電流が供給さ
れるのは前述の通りである。
【００１５】続くステップＳ５において、マイクロコン
ピュータ３０は、電流／電圧変換回路２８からの電圧値
に基づいて、ＣＴ２６によって検出した負荷電流ＩL を
検出する。そして、次のステップＳ７において検出した
負荷電流ＩL と所定の基準電流Ｉ0 とを比較し、ステッ
プＳ９において、両者の差「ＩL −Ｉ0 」が「０」かど
うか判断する。２つの電流値ＩL とＩ0 とが等しい場合
すなわちステップＳ９において“ＹＥＳ”と判断された
場合には、先のステップＳ３に戻って、動作を続行す
る。
ピュータ３０は、電流／電圧変換回路２８からの電圧値
に基づいて、ＣＴ２６によって検出した負荷電流ＩL を
検出する。そして、次のステップＳ７において検出した
負荷電流ＩL と所定の基準電流Ｉ0 とを比較し、ステッ
プＳ９において、両者の差「ＩL −Ｉ0 」が「０」かど
うか判断する。２つの電流値ＩL とＩ0 とが等しい場合
すなわちステップＳ９において“ＹＥＳ”と判断された
場合には、先のステップＳ３に戻って、動作を続行す
る。
【００１６】一方、２つの電流値ＩL とＩ0 との差が
「０」でないとき、すなわちステップＳ９において“Ｎ
Ｏ”と判断されたときには、マイクロコンピュータ３０
は、次のステップＳ１１において、その差が正であるか
負であるかを判断する。差が正であるときすなわちステ
ップＳ１１において“ＹＥＳ”と判断されたときには、
マイクロコンピュータ３０は、次のステップＳ１３にお
いて、ＰＷＭ信号のデューティをディクリメント（−
１）し、ステップＳ３に戻る。逆に差が負の場合すなわ
ちステップＳ１１において“ＮＯ”と判断された場合に
は、マイクロコンピュータ３０は、次のステップＳ１５
においてＰＷＭ制御信号のデューティをインクリメント
（＋１）してステップＳ３に戻る。
「０」でないとき、すなわちステップＳ９において“Ｎ
Ｏ”と判断されたときには、マイクロコンピュータ３０
は、次のステップＳ１１において、その差が正であるか
負であるかを判断する。差が正であるときすなわちステ
ップＳ１１において“ＹＥＳ”と判断されたときには、
マイクロコンピュータ３０は、次のステップＳ１３にお
いて、ＰＷＭ信号のデューティをディクリメント（−
１）し、ステップＳ３に戻る。逆に差が負の場合すなわ
ちステップＳ１１において“ＮＯ”と判断された場合に
は、マイクロコンピュータ３０は、次のステップＳ１５
においてＰＷＭ制御信号のデューティをインクリメント
（＋１）してステップＳ３に戻る。
【００１７】このようにして、負荷電流ＩL と所定の基
準電流Ｉ0 とを比較し、それによってＰＷＭ制御信号の
デューティを制御してフルブリッジインバータ１４の出
力を制御するため、フルブリッジインバータ１４の出力
制御が先に挙げた従来技術に比べて非常に簡単になる。
なお、上述の実施例では、インバータとしてフルブリッ
ジインバータ１４を用いた例を示したが、他の任意の形
式のインバータが用いられてもよいことはもちろんであ
る。
準電流Ｉ0 とを比較し、それによってＰＷＭ制御信号の
デューティを制御してフルブリッジインバータ１４の出
力を制御するため、フルブリッジインバータ１４の出力
制御が先に挙げた従来技術に比べて非常に簡単になる。
なお、上述の実施例では、インバータとしてフルブリッ
ジインバータ１４を用いた例を示したが、他の任意の形
式のインバータが用いられてもよいことはもちろんであ
る。
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１実施例における各部の信号を示す波形図で
ある。
ある。
【図３】図１実施例においてインバータの出力を制御す
る動作を示すフロー図である。
る動作を示すフロー図である。
１０ …誘導融着用電源装置 １２ …インバータ駆動回路 １４ …フルブリッジインバータ １８ …共振回路 ２２ …ワークコイル ２４ …磁性合金ヒータ ２６ …ＣＴ ３０ …マイクロコンピュータ ３２ …ＰＬＬ ３４ …位相比較器 ３６ …ローパスフィルタ ３８ …ＶＣＯ ４０ …ＡＮＤゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 幸三 兵庫県尼崎市浜一丁目１番１号 株式会社 クボタ技術開発研究所内 (72)発明者 神田 雅之 兵庫県尼崎市浜一丁目１番１号 株式会社 クボタ技術開発研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】インバータ駆動回路によって駆動されるイ
ンバータの出力をワークコイルに供給する誘導融着用電
源装置であって、 周波数可変発振器、 前記周波数可変発振器の出力に基づいて前記インバータ
駆動回路にインバータ駆動信号を供給するインバータ駆
動信号供給手段、 前記ワークコイルに流れる電流を検出して比較信号を作
成する比較信号作成手段、 前記インバータ駆動信号と前記比較信号との位相を比較
する位相比較手段、および前記位相比較手段の出力に応
じて前記周波数可変発振器の発振周波数を制御する周波
数制御手段を備える、誘導融着用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5073656A JP3052979B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 誘導融着用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5073656A JP3052979B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 誘導融着用電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06284736A true JPH06284736A (ja) | 1994-10-07 |
| JP3052979B2 JP3052979B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=13524547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5073656A Expired - Fee Related JP3052979B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 誘導融着用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3052979B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998053242A1 (en) * | 1997-05-16 | 1998-11-26 | Uponor Aldyl Company | Fusion joining apparatus |
| US5908575A (en) * | 1997-05-16 | 1999-06-01 | Gas Research Institute | Method of inductively fusion joining plastic pipes |
| JP2007185000A (ja) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Daihen Corp | 可変周波数増幅器 |
| JP2008109815A (ja) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Daihen Corp | 高周波電源装置 |
| WO2008062993A1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Smart Corporation Co., Ltd. | Induction heating bonding apparatus |
| JP2010535677A (ja) * | 2007-08-14 | 2010-11-25 | テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム | 流動食品パッケージを製造するために使用する自己設定式誘導シーリング装置 |
| JP6389945B1 (ja) * | 2017-11-01 | 2018-09-12 | 高周波熱錬株式会社 | インバータ用負荷異常検出回路 |
| CN113751833A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-12-07 | 宁波微鹅电子科技有限公司 | 一种焊接电路及其控制方法 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5073656A patent/JP3052979B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN113751833B (zh) * | 2021-10-18 | 2023-12-05 | 宁波微鹅电子科技有限公司 | 一种焊接电路及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3052979B2 (ja) | 2000-06-19 |
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