JPH07111904B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 誘導加熱調理器用インバータ回路に移用する半導体スイ
ッチング素子のドライブ回路に関するものである。

従来の技術 近年、加熱装置として誘導加熱装置が使われているが、
今後とも高効率化、小型化、高信頼生を満足していかね
ばならない。

上記課題を有する従来の誘導加熱装置におけるインバー
タ用トランジスタの駆動手段には種々の方式が採用され
ている。たとえば第４図に示すように、交流電源１の電
圧を電源トランス21等にて低圧化し、２次側巻線よりダ
イオード28で整流後、コンデンサ22等にて平滑化し、抵
抗23を介して制御回路24からの信号に応じてトランジス
タ９を駆動する方式があった。このトランジスタ９は加
熱コイル６、コンデンサ７を有するインバータ回路のス
イッチングを行い加熱コイルに高周波電流を流すもので
ある。また、第５図に示すように、加熱用コイル６に流
れる電流と電磁結合にて、ピックアップコイル10に発生
した起電流をコンデンサ25で一旦平滑化し、それを直流
電源として、抵抗27を介して制御回路26信号に応じてト
ランジスタ９を駆動する方式があった。

発明が解決しようとする問題点 しかし従来のトランジスタの駆動手段の共通した問題
は、インバーター用トランジスタを駆動するベース電流
がいずれも2A程度必要であり、それを供給する直流電源
およびベース電流制限用抵抗、平滑用コンデンサに高容
量のものが必要となってくる。そのため、部品そのもの
が大型化してプリント基板も大きなものとなってコンパ
クトな設計が困難となるばかりでなくその部品によるエ
ネルギー損失も大きなものとなっていた。

また、加熱用コイル６に流れる電流以外の、強い外来の
電流によって発生する磁界で、ピックアップコイル10に
誘起電源が発生し、前記半導体スイッチング素子９が誤
動作し、安定なインバータ動作が確保できない問題も有
していた。この問題点の原因はたとえば、誘導加熱調理
器を複数バーナとして、隣接して加熱コイルを設置した
とき、１つの加熱用コイルに電流を流すと、他の加熱用
コイル近傍に設置したピックアップコイルにも電磁結合
により誘起電圧が発生することがあげられる。

本発明は上記問題点に鑑み、小型化，低損失が可能で、
かつ外来ノイズに対しても誤動作をしない誘導加熱装置
を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明の誘導加熱装置は第１
のスイッチング素子を有するインバータ回路と、加熱用
コイルと電磁結合され、第１のスイッチング素子に駆動
電流を供給するピックアップコイルと、ピックアップの
駆動電流の供給制御を行う第２スイッチング素子と、前
記第１のスイッチング素子の導通時間を制御する制御回
路を有し、前記ピックアップコイルと第１のスイッチン
グ素子の駆動端子間に第３のスイッチング素子を設け、
制御回路からの信号は前記第２のスイッチング素子と第
３のスイッチング素子の２つを同時に駆動させるように
構成している。

作用 上記構成によれば、制御回路からの信号が無い場合、第
３のスイッチング素子はオフ状態であるため、ピックア
ップコイルに外来の磁界変化による誘起電圧が発生して
も、インバータ用半導体スイッチング素子は動作せず、
誤動作をすることが防止できる。また制御回路からの信
号がある場合、ピックアップコイルとインバータ用半導
体スイッチング素子間には導通状態となるが、ピックア
ップコイルに誘起する電流は、それ自体のインバータ回
路内の加熱用コイルに流れる電流によって決定されるも
のが、外来からのものと比較し、問題とならない比率と
なるべく加熱用コイルとピックアップコイルとの位置関
係を近接させて設けておくものである。

実 施 例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとずいて説明す
る。第１図において、交流電源１より低周波交流を高周
波電力に変換するインバータ回路２に電圧を加える。

インバータ回路２を制御するための制御回路15、制御回
路15によりスイッチング動作するトランジスタ13、トラ
ンジスタ13により、トリガされるサイリスタ11、トラン
ジスタ13がスイッチングオン状態に、サイリスタ11のゲ
ート電流を制限する抵抗12、およびトランジスタ９のベ
ース電流を制限する抵抗14、さらに加熱用コイル６の近
傍に設けられたピックアップコイル10とからなる。

上記インバータ回路２は、整流ブリッヂ回路３を介し、
チョークコイル４、コンデンサ５を接続し、直流電源の
入力端子より加熱用コイル６と共振用コンデンサ７の
並列回路をトランジスタ９とダイオード８の並列回路と
直列接続する。

調理用の鍋16は加熱用コイル６の近傍に置き調理に供す
る。

上記構成におけるインバータ回路２の通常負荷時の各部
電流波形を第２図に示す。（Ａ）は加熱用コイル６に流
れる電流波形、（Ｂ）はトランジスタ13のコレクタ電流
波形、（Ｃ）はトランジスタ９のベース電流波形であ
る。

制御回路15によりトランジスタ13がスイッチングオンす
ると、抵抗12に流れた電流はサイリスタ11をターンオン
させ、抵抗14に流れる電流はトランジスタ９のベースに
流れ、トランジスタ９を駆動する。このとき加熱用コイ
ル６に電流が流れ始めると同時に、ピックアップコイル
10に誘起電圧が発生し、巻極性を第１図に示すようにサ
イリスタ11のアノード側へ電流が流れるようにしておけ
ば、ピックアップコイル10で発生した電流はそのままト
ランジスタ９を駆動するベース電流となり得て、トラン
ジスタ13に流す電流が小であっても、大電流駆動が可能
となる。

なおここで、サイリスタ11のかわりにトライアックを使
用しても上記記載内容は何ら変るものでない。

さらに第３図に示すように、トランジスタ９をオンさせ
るときは、制御回路15の端子ａ−ｃ間で、端子ａを、
端子ｃをとするのは第１図の動作と同じであるが、ト
ランジスタ９をターンオフさせるときには制御回路15の
端子ｂ−ｃ間で、端子ｂを、端子ｃを極性にし、ト
ランジスタ９のエミッタからベース方向に逆バイアス電
流を流し、トランジスタ９のターンオフを早める手段も
ある。

発明の効果 以上述べたように、インバータ回路内のトランジスタが
停止しているとき、ピックアップコイルに外来による誘
起電圧が発生しても、ピックアップコイルとトランジス
タのベースとの間が遮断されているため、誤動作を未然
に防止することができる。さらに小電流駆動トリガを保
持するだけで大電流駆動が可能となる低損失なドライブ
回路も提供できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における誘導加熱装置の回路
図、第２図は同通常状態でのインバータ回路各部電流波
形図、第３図は本発明の一実施例において、インバータ
回路内のトランジスタを逆バイアス駆動させる場合の回
路図、第４図および第５図は従来例を示す回路図であ
る。 ２……インバータ回路、６……加熱用コイル、９……第
１の半導体スイッチング素子、11……第３の半導体スイ
ッチング素子、13……第２の半導体スイッチング素子、
15……制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱用コイルと共振コンデンサの共振回路
   を発振させる第１のスイッチング素子を有するインバー
   タ回路と、加熱用コイルに流れる電流との電磁結合にて
   第１のスイッチング素子の駆動電流を供給するピックア
   ップコイルと、前記第１のスイッチング素子に前記ピッ
   クアップコイルからの駆動電流を供給制御する第２のス
   イッチング素子と、前記第１のスイッチング素子の導通
   時間を制御する制御回路を有し、前記ピックアップコイ
   ルと前記第１のスイッチング素子の駆動端子間に第３の
   スイッチング素子を設け、前記制御回路は前記第２のス
   イッチング素子の導通時に前記第３の半導体スイッチン
   グ素子を導通させることを特徴とする誘導加熱装置。