JPH0760735B2 - High frequency induction heating device - Google Patents

High frequency induction heating device

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JPH0760735B2
JPH0760735B2 JP1322890A JP1322890A JPH0760735B2 JP H0760735 B2 JPH0760735 B2 JP H0760735B2 JP 1322890 A JP1322890 A JP 1322890A JP 1322890 A JP1322890 A JP 1322890A JP H0760735 B2 JPH0760735 B2 JP H0760735B2
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frequency
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phase
signal
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JP1322890A
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泰文 赤木
佐野  健三
邦彦 三田
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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  • General Induction Heating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、高周波誘導加熱装置に関し、特に歯科用鋳造
機等に利用される。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-frequency induction heating device, and particularly to a dental casting machine or the like.

(従来の技術) 高周波誘導加熱装置の電源として、近年の半導体電力変
換装置の高周波化技術の向上に伴い、SITやパワーMOSFE
Tといった高速スイッチング素子を用いた高周波インバ
ータ回路が用いられるようになってきている。
(Prior Art) As a power source for a high frequency induction heating device, with the recent improvement in the high frequency technology of a semiconductor power conversion device, SIT and power MOSFE
High frequency inverter circuits using high-speed switching elements such as T have come into use.

一方、このような高周波インバータ回路の一つである電
圧形インバータ回路の直流電源として、従来からダイオ
ード整流回路が用いられている。すなわち、ダイオード
整流回路の出力側(直流側)に、チョークコイルと大容
量の直流コンデンサとを接続してダイオード整流回路の
出力を平滑し、安定した直流電源として電圧形インバー
タ回路に供給するようになっている。
On the other hand, a diode rectifier circuit has been conventionally used as a DC power source of a voltage type inverter circuit which is one of such high frequency inverter circuits. That is, connect the choke coil and a large-capacity DC capacitor to the output side (DC side) of the diode rectifier circuit to smooth the output of the diode rectifier circuit and supply it to the voltage source inverter circuit as a stable DC power supply. Has become.

(発明が解決しようとする課題) このように、従来の高周波誘導加熱装置では、電源であ
る電圧形インバータ回路の入力側に、チョークコイルと
大容量の直流コンデンサとからなる平滑回路が接続され
ているため、電圧形インバータ回路への入力電流はパル
ス状となり、電源力率の悪化のみならず、高調波障害を
引き起こす可能性もあるといった問題があった。また、
チョークコイルと大容量の直流コンデンサとからなる平
滑回路があるために、軽量化、小型化の妨げとなってい
た。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional high-frequency induction heating device, the smoothing circuit including the choke coil and the large-capacity DC capacitor is connected to the input side of the voltage source inverter circuit which is the power supply. Therefore, there is a problem that the input current to the voltage-type inverter circuit becomes pulsed, and not only the power supply power factor deteriorates but also harmonic interference may occur. Also,
Since there is a smoothing circuit composed of a choke coil and a large-capacity DC capacitor, it has been an obstacle to weight reduction and size reduction.

本発明は係る実情に鑑みてなされたもので、その目的
は、電圧形インバータ回路への直流電源として単相ダイ
オード整流回路の出力を直接供給することにより、チョ
ークコイルや大容量の直流コンデンサ等を省略し、かつ
電源電流波形を力率1の正弦波にすることが可能な高周
波誘導加熱装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to directly supply the output of a single-phase diode rectifier circuit as a DC power source to a voltage source inverter circuit, thereby providing a choke coil, a large-capacity DC capacitor, or the like. It is an object of the present invention to provide a high-frequency induction heating device that can be omitted and can make the power supply current waveform a sine wave with a power factor of 1.

(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するため、本発明の高周波誘導加熱装置
は、商用電源を全波整流する整流回路と、この整流回路
の出力側に接続され、ドライブ回路によってON/OFF制御
されるフルブリッジ型のスイッチング素子と、このスイ
ッチング素子の出力側に接続された整合トランスと、こ
の整合トランスの2次側に接続された加熱コイルを駆動
する駆動回路と、この駆動回路の駆動時の周波数を検出
する周波数検出回路と、予め設定された前記駆動回路が
初期状態において有する周波数である基準周波数と、前
記周波数検出回路によって検出された変動周波数とを所
定の周期で交互に切り換えて出力すると共に、この出力
された基準周波数又は変動周波数に位相ロックした駆動
信号を前記ドライブ回路に送出する位相制御回路とを備
えた構成とする。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, a high-frequency induction heating device of the present invention is connected to a rectifier circuit for full-wave rectifying a commercial power source and an output side of the rectifier circuit, and is turned on by a drive circuit. ON / OFF controlled full-bridge type switching element, matching transformer connected to the output side of this switching element, driving circuit driving the heating coil connected to the secondary side of this matching transformer, and this driving circuit , A frequency detection circuit for detecting the frequency during driving, a preset reference frequency that is a frequency that the drive circuit has in an initial state, and a fluctuating frequency detected by the frequency detection circuit, alternately in a predetermined cycle. Phase control for switching and outputting, and for sending a drive signal phase-locked to the output reference frequency or fluctuation frequency to the drive circuit And a circuit.

また、上記構成において、位相制御回路は、周波数検出
回路からの変動周波数が導かれる移相器と、この移相器
によって位相制御された信号が導かれるPLL回路とを備
え、前記位相器には、任意に位相制御が可能な力率調整
部が設けられた構成とする。
Further, in the above configuration, the phase control circuit includes a phase shifter to which the fluctuating frequency from the frequency detection circuit is introduced, and a PLL circuit to which a signal whose phase is controlled by this phase shifter is introduced, and the phase shifter includes A power factor adjusting unit capable of arbitrarily controlling the phase is provided.

さらに、上記各構成において、整流回路からの全波整流
出力の零点を検出する零点検出回路と、この零点検出回
路によって検出された全波整流出力の零点検出に基づ
き、全波整流出力の零点近傍において装置自体の始動信
号及び停止信号を送出する始動/停止回路とを備えた構
成とする。
Further, in each of the above-mentioned configurations, a zero detection circuit for detecting the zero point of the full-wave rectified output from the rectification circuit, and the zero point detection of the full-wave rectified output detected by the zero-point detection circuit, in the vicinity of the zero point of the full-wave rectified output. And a start / stop circuit that sends out a start signal and a stop signal of the apparatus itself.

(作用) 商用電源を整流回路によって全波整流し、この整流回路
の全波整流出力をフルブリッジ型に接続されたスイッチ
ング素子の入力側に供給する。各スイッチング素子は、
それぞれに対応して設けられた各ドライブ回路によって
スイッチング制御され、このスイッチング制御によって
その出力側に送出された交番電流が整合トランスの一次
側に供給される。したがって、整合トランスの二次側に
は、例えば8:1の比率で変換された交番電流が流れるこ
とから、この交番電流が導かれた例えばLC直列共振回路
からなる駆動回路が駆動すなわち共振し、加熱コイルに
高周波電力を供給して、交番磁界を発生させる。一方、
周波数検出回路では、このときの駆動回路に流れる電流
又は印加される電圧から電流周波数又は電圧周波数を検
出し、この検出した電流周波数又は電圧周波数(以下、
変動周波数という。)を位相制御回路に導く。位相制御
回路には、基準周波数発振器からの基準周波数の信号が
導かれており、この基準周波数と前記変動周波数とを所
定の周期で適宜切り換えて出力する。そして、この出力
された基準周波数又は変動周波数に位相ロックした駆動
信号を前記各ドライブ回路に供給することにより、各ド
ライブ回路を駆動してスイッチング素子のON/OFFをタイ
ミング良く制御する。
(Function) The commercial power supply is full-wave rectified by the rectifier circuit, and the full-wave rectified output of this rectifier circuit is supplied to the input side of the switching element connected in the full-bridge type. Each switching element is
Switching control is performed by each drive circuit provided corresponding to each, and the alternating current sent to the output side by this switching control is supplied to the primary side of the matching transformer. Therefore, on the secondary side of the matching transformer, for example, an alternating current converted at a ratio of 8: 1 flows, so that a driving circuit, for example, an LC series resonant circuit to which this alternating current is guided, is driven, that is, resonated, High frequency power is supplied to the heating coil to generate an alternating magnetic field. on the other hand,
The frequency detection circuit detects the current frequency or the voltage frequency from the current or the voltage applied to the drive circuit at this time, and detects the detected current frequency or voltage frequency (hereinafter,
It is called fluctuating frequency. ) To the phase control circuit. A signal of a reference frequency from a reference frequency oscillator is guided to the phase control circuit, and the reference frequency and the fluctuation frequency are appropriately switched in a predetermined cycle and output. Then, by supplying the drive signal phase-locked to the output reference frequency or fluctuation frequency to each drive circuit, each drive circuit is driven and ON / OFF of the switching element is controlled with good timing.

また、上記構成において、位相制御回路は、周波数検出
回路からの変動周波数が導かれる移相器と、この移相器
によって位相制御された信号が導かれるPLL回路とを備
え、前記位相器には、任意に位相制御が可能な力率調整
部を設ける。すなわち、スイッチング素子からなるイン
バータ回路の力率を制御することによって加熱コイルへ
の電力制御を行う。
Further, in the above configuration, the phase control circuit includes a phase shifter to which the fluctuating frequency from the frequency detection circuit is introduced, and a PLL circuit to which a signal whose phase is controlled by this phase shifter is introduced, and the phase shifter includes A power factor adjusting unit that can arbitrarily control the phase is provided. That is, power control to the heating coil is performed by controlling the power factor of the inverter circuit including the switching element.

さらに、上記各構成において、電源零点検出回路によっ
て整流回路からの全波整流出力の零点を検出し、この全
波整流出力の零点検出に基づき、全波整流出力の零点近
傍において装置自体の始動信号及び停止信号を始動/停
止回路から送出する。すなわち、装置自体に設けられて
いる始動スイッチ及び停止スイッチを任意のタイミング
でON操作しても、実際に装置自体が始動又は停止するの
は、全波整流出力の零点近傍となることから、スイッチ
ング素子の破壊が防止される。
Furthermore, in each of the above configurations, the zero point of the full-wave rectified output from the rectifier circuit is detected by the power source zero-point detection circuit, and based on this zero point detection of the full-wave rectified output, the starting signal of the device itself near the zero point of the full-wave rectified output. And a stop signal from the start / stop circuit. That is, even if the start switch and stop switch provided in the device itself are turned on at any timing, the device itself actually starts or stops because it is near the zero point of the full-wave rectified output. The destruction of the element is prevented.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described with reference to drawings.

〔実施例1〕 第1図は、請求項1に対応する本発明の高周波誘導加熱
装置の電気的構成を示す回路図である。ただし、本実施
例では、1KW,500KHzの電圧形高周波インバータ回路を用
いた直列共振回路方式の高周波誘導加熱装置を示してい
る。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a high-frequency induction heating device of the present invention corresponding to claim 1. However, in the present embodiment, a series resonance circuit type high frequency induction heating apparatus using a voltage source high frequency inverter circuit of 1 KW and 500 KHz is shown.

同図において、AC100Vの交流電源(商用電源)1の各出
力は、4個のダイオード2a〜2dからなる単相ダイオード
フルブリッジ整流回路(以下、単に整流回路という。)
2の各入力端に接続されており、この整流回路2の各出
力端は、並列に接続された小容量(例えば0.47μF)の
コンデンサC0を介して、ブリッジ接続された4個のパワ
ーMOSFET3a〜3d(スイッチング素子)の各入力端に接続
されている。
In the figure, each output of an AC 100V AC power supply (commercial power supply) 1 is a single-phase diode full-bridge rectifier circuit (hereinafter, simply referred to as a rectifier circuit) including four diodes 2a to 2d.
2 is connected to each input terminal of the rectifier circuit 2. Each output terminal of the rectifier circuit 2 is connected to four power MOSFETs 3a bridge-connected via a small-capacity (for example, 0.47 μF) capacitor C 0 connected in parallel. It is connected to each input terminal of ~ 3d (switching element).

パワーMOSFET3a〜3dは、パワーMOSFET3a,3bのドレイン
端子同士及びパワーMOSFET3c,3dのソース端子同士がそ
れぞれ接続されると共に、パワーMOSFET3aのソース端子
とパワーMOSFET3cのドレイン端子及びパワーMOSFET3bの
ソース端子とパワーMOSFET3dのドレイン端子とが接続さ
れている。また、各パワーMOSFET3a〜3dのドレイン端子
とソース端子との間に帰還ダイオードDa〜Ddが接続され
ると共に、コンデンサとダイオードの直列回路(スナバ
回路)4a〜4dが接続されている。そして、これらパワー
MOSFET3a〜3d及び帰還ダイオードDa〜Ddによって電圧形
高周波インバータ回路を構成している。また、スナバ回
路4aの中点が抵抗R1を介してパワーMOSFET3cのソース端
子に接続され、スナバ回路4bの中点が抵抗R2を介してパ
ワーMOSFET3dのソース端子に接続され、スナバ回路4cの
中点が抵抗R3を介してパワーMOSFET3aのドレイン端子に
接続され、スナバ回路4dの中点が抵抗R4を介してパワー
MOSFET3bのドレイン端子に接続されており、これらスナ
バ回路4a,4cと抵抗R1,R3及びスナバ回路4b,4dと抵抗R2,
R4とで、それぞれスパイク電圧抑制回路5a,5bを構成し
ている。
In the power MOSFETs 3a to 3d, the drain terminals of the power MOSFETs 3a and 3b are connected to each other and the source terminals of the power MOSFETs 3c and 3d are connected to each other. Is connected to the drain terminal of. Further, feedback diodes Da to Dd are connected between the drain terminal and the source terminal of each of the power MOSFETs 3a to 3d, and series circuits (snubber circuits) 4a to 4d of capacitors and diodes are connected. And these powers
The MOSFETs 3a to 3d and the feedback diodes Da to Dd form a voltage type high frequency inverter circuit. The middle point of the snubber circuit 4a is connected to the source terminal of the power MOSFET 3c via the resistor R1, the middle point of the snubber circuit 4b is connected to the source terminal of the power MOSFET 3d via the resistor R2, and the middle point of the snubber circuit 4c is connected. Is connected to the drain terminal of the power MOSFET 3a via the resistor R3, and the middle point of the snubber circuit 4d is the power source via the resistor R4.
It is connected to the drain terminal of the MOSFET 3b, and these snubber circuits 4a, 4c and resistors R1, R3 and the snubber circuits 4b, 4d and resistor R2,
R4 and spike voltage suppression circuits 5a and 5b are respectively configured.

そして、ブリッジ接続されたパワーMOSFET3a〜3dの各出
力端は、整合トランス6の一次側巻線6aの両端にそれぞ
れ接続されており、整合トランス6の二次側巻線6bに
は、コンデンサCと加熱コイルLとの直列共振回路が接
続されている。
The output ends of the bridge-connected power MOSFETs 3a to 3d are connected to both ends of the primary winding 6a of the matching transformer 6, and the secondary winding 6b of the matching transformer 6 has a capacitor C and A series resonance circuit with the heating coil L is connected.

また、コンデンサCの端子電圧を検出する電圧検出部7
の出力は、位相制御回路10の構成要素である切換回路13
の切換制御入力に接続されると共に、位相器11に導かれ
ており、移相器11の出力は、コンパレータ21及び切換回
路13の一方の入力を介して、PLL回路12の構成要素であ
る位相検出器121に導かれている。また、切換回路13の
他方の入力には、基準周波数発振器14の出力が導かれて
いる。切換回路13は、電圧検出部7の出力に基づいてそ
の切換え制御を行うもので、電圧検出部7の出力(コン
デンサ電圧)の最大値が例えば50V以下のときには、基
準周波数発振器14の出力をPLL回路12に送出し、50V以上
のときには、位相器11の出力をPLL回路12に送出するよ
うにその切り換えが行われるようになっている。また、
基準周波数発振器14の発振周波数は、整合トランス6の
二次側巻線に接続されたLC共振回路の共振周波数(本実
施例では、500KHz)に設定されている。
In addition, the voltage detection unit 7 that detects the terminal voltage of the capacitor C
Of the switching circuit 13 which is a component of the phase control circuit 10.
Of the phase shifter 11 is connected to the switching control input of the phase shifter 11 and the output of the phase shifter 11 passes through one input of the comparator 21 and the switching circuit 13 and is a phase component of the PLL circuit 12. It is led to the detector 121. The output of the reference frequency oscillator 14 is led to the other input of the switching circuit 13. The switching circuit 13 performs switching control based on the output of the voltage detection unit 7. When the maximum value of the output (capacitor voltage) of the voltage detection unit 7 is 50 V or less, for example, the output of the reference frequency oscillator 14 is set to the PLL. When the voltage is sent to the circuit 12 and 50 V or more, the switching is performed so that the output of the phase shifter 11 is sent to the PLL circuit 12. Also,
The oscillation frequency of the reference frequency oscillator 14 is set to the resonance frequency (500 KHz in this embodiment) of the LC resonance circuit connected to the secondary winding of the matching transformer 6.

そして、PLL回路12の構成要素であるVCO(電圧制御発振
器)123の出力は、フリップフロップ15のトリガ入力と
単安定マルチバイブレータ16のトリガ入力とに導かれて
おり、フリップフロップ15のQ出力及び出力は2つの
AND回路17,18のそれぞれの一方の入力に、単安定マルチ
バイブレータ16の出力は2つのAND回路17,18の他方の入
力にそれぞれ導かれている。また、フリップフロップ15
のQ出力は、位相検出器121に接続されて帰還ループを
構成している。また、単安定マルチバイブレータ16に
は、転流遅れ角を制御するための転流遅れ角制御用ボリ
ュームVRβが接続されている。そして、AND回路17の出
力及びAND回路18の出力は、ゲート信号として、それぞ
れに対応して設けられた前記各パワーMOSFET3a〜3dを駆
動するドライブ回路28a〜28dに導かれている。なお、図
示は省略しているが、各ドライブ回路28a〜28dの駆動電
源は、安定的に行うために、インバータ回路の駆動電源
とは別電源としている。また、第2図にパワーMOSFET3a
〜3dを500KHzで駆動するためのドライブ回路28a〜28dの
回路構成の一例を示す。パワーMOSFET3a〜3dを高周波で
駆動するために、1:1のパルストランスを用いて主回路
との絶縁を行っている。
The output of the VCO (voltage controlled oscillator) 123, which is a constituent element of the PLL circuit 12, is led to the trigger input of the flip-flop 15 and the trigger input of the monostable multivibrator 16, and the Q output of the flip-flop 15 and Two outputs
The output of the monostable multivibrator 16 is led to one input of each of the AND circuits 17 and 18, and the other input of the two AND circuits 17 and 18, respectively. Also, flip-flop 15
Q output of is connected to the phase detector 121 to form a feedback loop. Further, the monostable multivibrator 16 is connected to a commutation delay angle control volume VRβ for controlling the commutation delay angle. Then, the output of the AND circuit 17 and the output of the AND circuit 18 are guided as gate signals to the drive circuits 28a to 28d that drive the power MOSFETs 3a to 3d provided corresponding to the gate signals. Although not shown, the drive power supply for each of the drive circuits 28a to 28d is different from the drive power supply for the inverter circuit in order to perform stable operation. The power MOSFET 3a is shown in FIG.
An example of the circuit configuration of the drive circuits 28a to 28d for driving .about.3d at 500 KHz is shown. In order to drive the power MOSFETs 3a to 3d at a high frequency, a 1: 1 pulse transformer is used to insulate them from the main circuit.

すなわち、本実施例の高周波誘導加熱装置は、直流電源
として単相ダイオードフルブリッジ整流回路2からの全
波整流電圧を使用すると共に、その出力側(直流側)に
小容量のコンデンサC0のみを接続し、従来装置で用いら
れていたチョークコイルや電界コンデンサ等の平滑回路
を省略した構成とすることにより、高周波誘導加熱装置
として安定した動作が得られ、かつ電源電流波形を力率
1の正弦波にできるものである。なお、全波整流電圧の
100Hz(若しくは120Hz)の変動は、金属の加熱特性には
ほとんど影響を与えない。
That is, the high-frequency induction heating apparatus of this embodiment uses the full-wave rectified voltage from the single-phase diode full-bridge rectifier circuit 2 as the DC power source, and only the small-capacity capacitor C 0 on its output side (DC side). By connecting it and omitting the smoothing circuit such as choke coil and electric field capacitor used in the conventional device, stable operation can be obtained as a high frequency induction heating device, and the power supply current waveform is a sine wave with a power factor of 1. It can be made into waves. The full-wave rectified voltage
Fluctuations of 100Hz (or 120Hz) have little effect on the heating properties of metals.

次に、上記構成の高周波誘導加熱装置の動作を、第3図
のタイミングチャートを参照して説明する。ただし、第
3図は位相制御回路10の各部の信号波形を示している。
Next, the operation of the high-frequency induction heating device having the above configuration will be described with reference to the timing chart of FIG. However, FIG. 3 shows the signal waveform of each part of the phase control circuit 10.

高周波誘導加熱装置の始動スイッチ(図示省略)をONす
ることにより、商用電源1からのAC100Vの電圧は、整流
回路2において全波整流された後、パワーMOSFET3a〜3d
からなるスイッチング素子の入力端に供給される。パワ
ーMOSFET3a〜3dは、後述する位相制御回路10からのゲー
ト信号によって各ドライブ回路28a〜28dを適宜ドライブ
することにより、パワーMOSFET3a,3dとパワーMOSFET3b,
3cとが交互に導通することから、整合トランス6の一次
側巻線に交番電流が流れる。この結果、整合トランス6
の二次側巻線を介してLC共振回路に高周波電流が供給さ
れ、加熱コイルLに交番磁界が発生する。
By turning on the start switch (not shown) of the high frequency induction heating device, the AC100V voltage from the commercial power source 1 is full-wave rectified in the rectifier circuit 2 and then the power MOSFETs 3a to 3d.
Is supplied to the input terminal of the switching element. The power MOSFETs 3a to 3d appropriately drive the drive circuits 28a to 28d by a gate signal from the phase control circuit 10 to be described later, so that the power MOSFETs 3a and 3d and the power MOSFETs 3b and 3d, respectively.
An alternating current flows through the primary winding of the matching transformer 6 because 3c and 3c are alternately conducted. As a result, the matching transformer 6
A high-frequency current is supplied to the LC resonance circuit via the secondary winding of the, and an alternating magnetic field is generated in the heating coil L.

一方、始動スイッチをONした時点では、電圧検出回路7
の出力(コンデンサ電圧:vC)は50V以下であるから、
切換回路13は、基準周波数発振器14の出力をPLL回路12
に送出するようにその接続が切り換わっている。ここ
で、基準周波数発振器14から発振される周波数はLC共振
回路が有する固有の周波数(共振周波数:本実施例では
500KHz)であることから、パワーMOSFET3a〜3dは、始動
スイッチON時点から、ある一定の時間(すなわち、電圧
検出回路7の出力が50Vを越えるまでの時間:数msec)
まではこの基準周波数発振器14からの発振周波数の状態
でON/OFF動作が制御される。すなわち、共振状態で加熱
コイルLに高周波電流が流れることから、効率のよい高
周波誘導加熱が行われる。
On the other hand, when the start switch is turned on, the voltage detection circuit 7
Output (capacitor voltage: v C ) is less than 50V,
The switching circuit 13 outputs the output of the reference frequency oscillator 14 to the PLL circuit 12
The connection has been switched to send to. Here, the frequency oscillated from the reference frequency oscillator 14 is a natural frequency of the LC resonance circuit (resonance frequency: in the present embodiment.
Since the power MOSFETs 3a to 3d have a constant time (that is, the time until the output of the voltage detection circuit 7 exceeds 50V: several msec) from the time when the start switch is turned on.
Up to, the ON / OFF operation is controlled in the state of the oscillation frequency from the reference frequency oscillator 14. That is, since a high frequency current flows through the heating coil L in the resonance state, efficient high frequency induction heating is performed.

この後、電圧検出回路7の出力vCが50Vを越えると、切
換回路13はその接続を基準周波数発振器14側から移相器
11側に切り換える。これにより、PLL回路12には、位相
器11の出力が入力されることになる。
After this, when the output v C of the voltage detection circuit 7 exceeds 50 V, the switching circuit 13 changes its connection from the reference frequency oscillator 14 side to the phase shifter.
Switch to 11 side. As a result, the output of the phase shifter 11 is input to the PLL circuit 12.

位相器11では、電圧検出回路7の出力すなわちコンデン
サ電圧vCを入力として、出力電圧i0に対してγだけ位
相の後れた信号〔第3図(c)〕を作成し、この信号を
コンパレータ21を介してPLL回路12の位相検出器121に入
力する。PLL回路12のVCO123は、第3図(d)に示すよ
うに、インバータ回路の駆動周波数の2倍の周波数(10
0Hz)を出力するように設定されており、この信号が遅
延時間γだけ遅延されて、フリップフロップ15と単安
定マルチバイブレータ16のトリガ入力に供給される。フ
リップフロップ15では、導かれたVOC123の出力を2分周
した信号をQ出力〔第3図(f)〕と出力〔第3図
(g)〕とから出力し、Q出力をAND回路17に出力をA
ND回路18にそれぞれ送出する。また、単安定マルチバイ
ブレータ16では、ボリュームVRβを調整することによ
り、VCO123の出力信号の立ち上がりから転流遅れ角度β
だけ後れて立ち上がる信号〔第3図(e)〕を作成し、
この信号を各AND回路17,18に送出する。各AND回路17,18
では、これらの信号の論理積をとることにより、AND回
路17からは第3図(h)に示すゲート信号G1を、またAN
D回路18からは第3図(i)に示すゲート信号G2を、そ
れぞれに対応したドライブ回路28a,28d及び28b,28cに送
出する。各ドライブ回路28a〜28dは、それぞれに対応し
て導かれたゲート信号G1,G2に基づいて各パワーMOSFET
3a〜3dをスイッチングする。すなわち、パワーMOSFET3a
〜3dは、LC共振回路の変動周波数に位相ロックされた状
態でON/OFF動作が制御される。
The phase shifter 11 receives the output of the voltage detection circuit 7, that is, the capacitor voltage v C as an input, and creates a signal [Fig. 3 (c)] that is delayed in phase by γ 0 with respect to the output voltage i 0 . Is input to the phase detector 121 of the PLL circuit 12 via the comparator 21. As shown in FIG. 3 (d), the VCO 123 of the PLL circuit 12 has a frequency (10
0 Hz) is output, and this signal is delayed by the delay time γ 0 and supplied to the flip-flop 15 and the trigger input of the monostable multivibrator 16. The flip-flop 15 outputs a signal obtained by dividing the guided VOC123 output by two from the Q output [FIG. 3 (f)] and the output [FIG. 3 (g)], and outputs the Q output to the AND circuit 17. Output is A
It is sent to each ND circuit 18. In addition, in the monostable multivibrator 16, by adjusting the volume VRβ, the commutation delay angle β from the rise of the output signal of the VCO123.
Create a signal [Fig. 3 (e)] that rises after that,
This signal is sent to each AND circuit 17, 18. Each AND circuit 17,18
Then, by taking the logical product of these signals, the gate signal G 1 shown in FIG.
From D circuit 18 sends a gate signal G 2 shown in FIG. 3 (i), the drive circuit 28a corresponding to the respective, 28d and 28b, to 28c. Each drive circuit 28a~28d, each power MOSFET on the basis of the gate signals G 1, G 2, which was derived corresponding to each
Switching 3a to 3d. That is, the power MOSFET 3a
For 3d, ON / OFF operation is controlled in a state where the phase is locked to the fluctuation frequency of the LC resonance circuit.

そして、電圧検出回路7の出力vCが、再び50Vの設定電
圧以下になると、切換回路13の接続が基準周波数発振器
14側に切り換わり、上記と同様のゲート信号によって各
パワーMOSFET3a〜3dのスイッチングが行われることにな
る。
When the output v C of the voltage detection circuit 7 becomes equal to or lower than the set voltage of 50 V again, the switching circuit 13 is connected to the reference frequency oscillator.
Switching to the 14 side, switching of the power MOSFETs 3a to 3d is performed by the same gate signal as above.

すなわち、パワーMOSFET3a〜3dのスイッチング制御は、
10msec毎に、基準周波数発振器14によるオープンループ
制御と、位相器11及びPLL回路12によるフィードバック
制御とを繰り返すこととなる。この10msec毎の変化は、
共振周波数500KHzからみると定常状態の連続とみなせ
る。
That is, the switching control of the power MOSFETs 3a to 3d is
The open loop control by the reference frequency oscillator 14 and the feedback control by the phase shifter 11 and the PLL circuit 12 are repeated every 10 msec. This change every 10 msec
From a resonance frequency of 500 KHz, it can be regarded as a continuous steady state.

〔実施例2〕 第4図は、請求項2及び3に対応する本発明の高周波誘
導加熱装置の電気的構成を示す回路図である。ただし、
本実施例では、上記実施例1と同様に1KW,500KHzの電圧
形高周波インバータ回路を用いた直列共振回路方式の高
周波誘導加熱装置を示している。なお、以下の説明にお
いて、上記実施例1とその回路構成が同一である部分に
は、同符号を付してここでは説明を省略する。
[Embodiment 2] FIG. 4 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a high frequency induction heating apparatus of the present invention corresponding to Claims 2 and 3. However,
In the present embodiment, a high frequency induction heating apparatus of a series resonance circuit type using a 1 KW, 500 KHz voltage type high frequency inverter circuit is shown as in the first embodiment. In the following description, the parts having the same circuit configurations as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here.

すなわち、本実施例は、上記実施例1に示した回路構成
において、位相器11に、力率角を調整するための力率角
調整用ボリュームVRγが接続されており、また商用電源
1の出力側に、該電圧を検出する電圧検出回路25が接続
されている。そして、この電圧検出回路25の出力は、検
出された電圧波形から電圧の零点を検出する電源零点検
出回路26に導かれており、電源零点検出回路26の出力
は、導かれた信号から装置自体の始動及び停止を指示す
る始動信号及び停止信号を作成する始動/停止回路27に
導かれている。そして、この始動/停止回路27からの始
動信号及び停止信号は、新たに設けられた2つのAND回
路19,20の一方の入力にそれぞれ導かれており、各AND回
路19,20の出力は、それぞれに対応して設けられた前記
各パワーMOSFET3a〜3dを駆動するドライブ回路28a〜28d
に導かれている。また、AND回路19の他方の入力には前
記AND回路17の出力が接続されており、AND回路20の他方
の入力には前記AND回路18の出力が接続された構成とな
っている。
That is, in the present embodiment, in the circuit configuration shown in the first embodiment, the phase shifter 11 is connected to the power factor angle adjusting volume VRγ for adjusting the power factor angle, and the output of the commercial power source 1 is increased. A voltage detection circuit 25 for detecting the voltage is connected to the side. The output of the voltage detection circuit 25 is led to a power source zero point detection circuit 26 that detects the zero point of the voltage from the detected voltage waveform, and the output of the power source zero point detection circuit 26 is the device itself from the guided signal. Are led to a start / stop circuit 27 which produces start and stop signals for instructing start and stop. Then, the start signal and the stop signal from the start / stop circuit 27 are respectively guided to one inputs of two newly provided AND circuits 19 and 20, and the outputs of the AND circuits 19 and 20 are Drive circuits 28a to 28d for driving the power MOSFETs 3a to 3d provided corresponding to the respective power MOSFETs
Have been led to. The output of the AND circuit 17 is connected to the other input of the AND circuit 19, and the output of the AND circuit 18 is connected to the other input of the AND circuit 20.

すなわち、本実施例の高周波誘導加熱装置は、位相器11
の力率を任意に制御できる構成とすることにより、フル
ブリッジ型のスイッチング素子を安定的にパワー制御し
て、負荷側の加熱を制御することができると共に、装置
自体の始動及び停止を、電源電圧の零点近傍で行うよう
に構成することにより、パワーMOSFET3a〜3dの破壊等が
防止されるものである。
That is, the high frequency induction heating apparatus according to the present embodiment includes the phase shifter 11
By controlling the power factor of the power supply, the full bridge type switching element can be stably power-controlled to control the heating on the load side, and the start and stop of the device itself can be controlled by the power supply. The power MOSFETs 3a to 3d are prevented from being broken or the like by being configured to operate near the zero point of the voltage.

次に、上記構成の高周波誘導加熱装置の動作を、第5図
乃至第8図を参照して説明する。
Next, the operation of the high-frequency induction heating device having the above configuration will be described with reference to FIGS.

ただし、第5図は位相制御回路10の各部の信号波形図、
第6図(a),(b)はインバータ出力電圧v0と出力電
流i0との関係を示す図、第7図(a),(b)は電源電
圧vSと電源電流iSとの関係を示す図、第8図は始動/停
止のタイミングチャートである。
However, FIG. 5 is a signal waveform diagram of each part of the phase control circuit 10,
6 (a) and 6 (b) are diagrams showing the relationship between the inverter output voltage v 0 and the output current i 0, and FIGS. 7 (a) and 7 (b) are diagrams showing the relationship between the power supply voltage v S and the power supply current i S. FIG. 8 is a timing chart of start / stop showing the relationship.

高周波誘導加熱装置の始動スイッチ(図示省略)をONす
ることにより、商用電源1からのAC100Vの電圧は、整流
回路2において全波整流された後、パワーMOSFET3a〜3d
からなるスイッチング素子の入力端に供給される。パワ
ーMOSFET3a〜3dは、後述する位相制御回路10からのゲー
ト信号によって各ドライブ回路28a〜28dを適宜ドライブ
することにより、パワーMOSFET3a,3dとパワーMOSFET3b,
3cとが交互に導通し、整合トランス6の一次側巻線に交
番電流が流れる。この結果、整合トランス6の二次側巻
線を介してLC共振回路に高周波電流が供給され、加熱コ
イルLに交番磁界が発生する。
By turning on the start switch (not shown) of the high frequency induction heating device, the AC100V voltage from the commercial power source 1 is full-wave rectified in the rectifier circuit 2 and then the power MOSFETs 3a to 3d.
Is supplied to the input terminal of the switching element. The power MOSFETs 3a to 3d appropriately drive the drive circuits 28a to 28d by a gate signal from the phase control circuit 10 to be described later, so that the power MOSFETs 3a and 3d and the power MOSFETs 3b and 3d, respectively.
3c and 3c are alternately conducted, and an alternating current flows through the primary winding of the matching transformer 6. As a result, a high frequency current is supplied to the LC resonance circuit via the secondary winding of the matching transformer 6, and an alternating magnetic field is generated in the heating coil L.

一方、始動スイッチをONした時点では、電圧検出回路7
の出力vCは50V以下であるから、切換回路13は基準周波
数発振器14の出力をPLL回路12に送出するようにその接
続が切り換わっている。ここで、基準周波数発振器14か
ら発振される周波数はLC共振回路が有する固有の周波数
であることから、パワーMOSFET3a〜3dは、始動スイッチ
ON時点から、ある一定の時間(すなわち、電圧検出回路
7の出力が50Vを越えるまでの時間:数msec)まではこ
の基準周波数発振器14からの発振周波数の状態でON/OFF
動作が制御される。すなわち、共振状態で加熱コイルL
に高周波電流が流れることから、効率のよい高周波誘導
加熱が行われる。
On the other hand, when the start switch is turned on, the voltage detection circuit 7
Since its output v C is 50 V or less, the connection of the switching circuit 13 is switched so as to send the output of the reference frequency oscillator 14 to the PLL circuit 12. Here, since the frequency oscillated from the reference frequency oscillator 14 is the unique frequency of the LC resonance circuit, the power MOSFETs 3a to 3d are
From the time of ON to a certain time (that is, the time until the output of the voltage detection circuit 7 exceeds 50V: several msec), it is turned ON / OFF in the state of the oscillation frequency from the reference frequency oscillator 14.
The operation is controlled. That is, in the resonance state, the heating coil L
Since a high frequency current flows through the high frequency, efficient high frequency induction heating is performed.

この後、電圧検出回路7の出力vCが50Vを越えると、切
換回路13はその接続を基準周波数発振器14側から移相器
11側に切り換える。これにより、PLL回路12には、位相
器11の出力が入力されることになる。
After this, when the output v C of the voltage detection circuit 7 exceeds 50 V, the switching circuit 13 changes its connection from the reference frequency oscillator 14 side to the phase shifter.
Switch to 11 side. As a result, the output of the phase shifter 11 is input to the PLL circuit 12.

ここで、位相器11の力率角調整用ボリュームVRγの調整
により、力率角がγに調整されているとすると、位相器
11では、電圧検出回路7の出力すなわちコンデンサ電圧
vCを入力として、出力電流i0に対してγ−γだけ位相
の後れた信号〔第5図(c)〕を作成し、この信号をコ
ンパレータ21及び切換回路13を介してPLL回路12の位相
検出器121に入力する。PLL回路12のVCO123は、第5図
(d)に示すように、インバータ回路の駆動周波数の2
倍の周波数(100Hz)を出力するように設定されてお
り、この信号がγ−γだけ遅延されてフリップフロッ
プ15と単安定マルチバイブレータ16のトリガ入力に供給
される。フリップフロップ15では、導かれたVCO123の出
力を2分周した信号をQ出力〔第5図(f)〕と出力
〔第5図(g)〕とから出力し、Q出力をAND回路17
に、出力をAND回路18にそれぞれ送出する。また、単
安定マルチバイブレータ16では、転流遅れ角制御用ボリ
ュームVRβを調整することにより、VCO123の出力信号の
立ち上がりから転流遅れ角度βだけ後れて立ち上がる信
号〔第5図(e)〕を作成し、この信号を各AND回路17,
18に送出する。各AND回路17,18では、これらの信号の論
理積をとることにより、AND回路17からは第5図(h)
に示すゲート信号G11を、またAND回路18からは第5図
(i)に示すゲート信号G22を、それに対応して設けら
れた各AND回路19,20を介して、対応する各ドライブ回路
28a,28d及び28b,28cに送出する。各ドライブ回路28a〜2
8dは、それぞれに対応して導かれたゲート信号G11,G22
に基づいて各パワーMOSFET3a〜3dをスイッチングする。
すなわち、パワーMOSFET3a〜3dは、LC共振回路の変動周
波数に位相ロックされた状態でON/OFF動作が制御され
る。
If the power factor angle is adjusted to γ by adjusting the power factor angle adjusting volume VRγ of the phaser 11, the phaser
In 11, the output of the voltage detection circuit 7, that is, the capacitor voltage
v C as input to create abreast signal only gamma-gamma 0 for the output current i 0 phase [Figure 5 (c)], PLL circuit this signal via a comparator 21 and switching circuit 13 Input to 12 phase detectors 121. As shown in FIG. 5 (d), the VCO 123 of the PLL circuit 12 has a drive frequency of 2 of the inverter circuit.
It is set to output a double frequency (100 Hz), and this signal is delayed by γ-γ 0 and supplied to the trigger inputs of the flip-flop 15 and the monostable multivibrator 16. The flip-flop 15 outputs a signal obtained by dividing the guided output of the VCO 123 by 2 from the Q output [Fig. 5 (f)] and the output [Fig. 5 (g)], and outputs the Q output from the AND circuit 17
Then, the output is sent to the AND circuit 18, respectively. Further, in the monostable multivibrator 16, by adjusting the commutation delay angle control volume VRβ, a signal [Fig. 5 (e)] which rises after the commutation delay angle β from the rising of the output signal of the VCO 123 is generated. Create this signal,
Send to 18. In each AND circuit 17, 18, the logical product of these signals is taken, so that the AND circuit 17 shows in FIG.
, And the gate signal G 22 shown in FIG. 5 (i) from the AND circuit 18 via the AND circuits 19 and 20 provided corresponding to the gate signal G 11 shown in FIG.
28a, 28d and 28b, 28c. Each drive circuit 28a-2
8d is the gate signals G 11 and G 22 that are guided correspondingly.
The power MOSFETs 3a to 3d are switched based on the above.
That is, the power MOSFETs 3a to 3d are ON / OFF-controlled while being phase-locked to the fluctuation frequency of the LC resonance circuit.

そして、電圧検出回路7の出力vCが、再び50Vの設定電
圧以下になると、切換回路13の接続が基準周波数発振器
14側に切り換わり、上記と同様のゲート信号によって各
パワーMOSFET3a〜3dのスイッチングが行われることにな
る。
When the output v C of the voltage detection circuit 7 becomes equal to or lower than the set voltage of 50 V again, the switching circuit 13 is connected to the reference frequency oscillator.
Switching to the 14 side, switching of the power MOSFETs 3a to 3d is performed by the same gate signal as above.

すなわち、パワーMOSFET3a〜3dのスイッチング制御は、
10msec毎に、基準周波数発振器14によるオープンループ
制御と、位相器11及びPLL回路12によるフィードバック
制御とを繰り返すこととなる。この10msec毎の変化は、
共振周波数500KHzからみると定常状態の連続とみなせ
る。
That is, the switching control of the power MOSFETs 3a to 3d is
The open loop control by the reference frequency oscillator 14 and the feedback control by the phase shifter 11 and the PLL circuit 12 are repeated every 10 msec. This change every 10 msec
From a resonance frequency of 500 KHz, it can be regarded as a continuous steady state.

第7図(a)は、力率95%でのインバータ出力電圧v095
と出力電流i095との波形関係を示し、同図(b)は、力
率67%でのインバータ出力電圧v067と出力電流i067との
波形関係を示している。同図より、位相器11及びPLL回
路12による位相制御が良好に行われており、動作が安定
していることがわかる。なお、同図(b)において、ス
イッチング時に出力電圧v067及び出力電流i067に振動が
生じている。このため、本装置では、スパイク電圧抑制
回路5a,5bによって出力電圧v067及び出力電流I067の振
動を抑制し、スイッチング素子の破壊を防止している。
FIG. 7 (a) shows the inverter output voltage v 095 at a power factor of 95%.
Shows the waveform relationship between the output current i 095 and the output current i 095, and FIG. 7B shows the waveform relationship between the inverter output voltage v 067 and the output current i 067 at a power factor of 67%. From the figure, it can be seen that the phase control by the phase shifter 11 and the PLL circuit 12 is performed well, and the operation is stable. In addition, in FIG. 7B, the output voltage v 067 and the output current i 067 vibrate during switching. Therefore, in the present device, the spike voltage suppressing circuits 5a and 5b suppress the oscillation of the output voltage v 067 and the output current I 067 and prevent the switching elements from being destroyed.

また、第8図(a)は、インバータ運転中の力率95%で
の電源電圧vS95と電源電流iS95との波形関係を示し、同
図(b)は、インバータ運転中の力率67%での電源電圧
vS67と電源電流iS67との波形関係を示している。同図よ
り、単相ダイオードフルブリッジ整流回路2の出力側
(直流側)に小容量(0.47μF)のコンデンサC0のみを
接続することにより、電源電流は力率1の正弦波となっ
ている。
Further, FIG. 8 (a) shows the waveform relationship between the power supply voltage v S95 and the power supply current i S95 at the power factor of 95% during the inverter operation, and FIG. 8 (b) shows the power factor of 67 during the inverter operation. Power supply voltage in%
v Shows the waveform relationship between S67 and power supply current i S67 . From the figure, by connecting only the small-capacity (0.47 μF) capacitor C 0 to the output side (DC side) of the single-phase diode full-bridge rectifier circuit 2, the power supply current becomes a sine wave with a power factor of 1. .

一方、本装置の始動スイッチ及び停止スイッチを操作し
たときの始動制御及び停止制御は、電圧検出回路25、電
源零点検出回路26、始動/停止回路27及びAND回路19,20
によって行われる。
On the other hand, the start control and the stop control when the start switch and the stop switch of this device are operated are performed by the voltage detection circuit 25, the power source zero detection circuit 26, the start / stop circuit 27, and the AND circuits 19, 20.
Done by

すなわち、第8図に示すように、電源零点検出回路26で
は、電圧検出回路25によって検出された電源電圧vS
ら、電源零点を検出し、零点検出信号として10msec毎の
パルス信号を送出している〔第8図(c)〕。そして、
任意の時刻t1において始動スイッチをON操作(すなわ
ち、始動を指令)すると、始動/停止回路27は、時刻t1
から次の零点検出信号が入力される時刻t2において、始
動信号〔第8図(e)においてHレベルで示す。〕を送
出する。この始動信号は、AND回路19,20の一方の入力に
与えられることから、AND回路19,20からは、このHレベ
ルで示す始動信号が与えられている期間中、位相制御回
路10の各AND回路17,18からのゲート信号を、対応する各
ドライブ回路28a〜28dに送出することになる。そして、
時刻t3において停止スイッチをON操作(すなわち、停止
を指令)すると、始動/停止回路27は、時刻t3から次の
零点検出信号が入力される時刻t4において、停止信号
(Lレベルで示す。)を送出する。この停止信号は、AN
D回路19,20の一方の入力に与えられることから、AND回
路19,20から各ドライブ回路28a〜28dへのゲート信号の
送出が停止されることになる。このように、電圧検出回
路25、電源零点検出回路26、始動/停止回路27及びAND
回路19,20を付加することにより、装置自体の始動、停
止を、始動スイッチ及び停止スイッチの実際のON操作時
と関係なく、電源零点近傍で行うことができるので、ス
イッチング素子に大きな電流が急激に流れるといったこ
とが無いことから、本装置の始動時及び停止時のスイッ
チング素子の破壊が防止され、安全な始動及び停止が行
われるものである。
That is, as shown in FIG. 8, the power source zero point detection circuit 26 detects the power source zero point from the power source voltage v S detected by the voltage detection circuit 25, and outputs a pulse signal every 10 msec as a zero point detection signal. (Fig. 8 (c)). And
When the start switch is turned ON (that is, a start command is issued) at an arbitrary time t1, the start / stop circuit 27 causes the time t1 to change.
At the time t2 when the next zero-point detection signal is input from, the starting signal [indicated at H level in FIG. 8 (e)]. ]] Is transmitted. Since this start signal is given to one input of the AND circuits 19 and 20, each AND of the phase control circuit 10 is in the period when the start signal shown by the H level is given from the AND circuits 19 and 20. The gate signals from the circuits 17 and 18 are sent to the corresponding drive circuits 28a to 28d. And
When the stop switch is turned on at time t3 (that is, a stop command is issued), the start / stop circuit 27 outputs a stop signal (shown at L level) at time t4 when the next zero point detection signal is input from time t3. Send out. This stop signal is AN
Since the signal is given to one input of the D circuits 19 and 20, the sending of the gate signal from the AND circuits 19 and 20 to the drive circuits 28a to 28d is stopped. In this way, the voltage detection circuit 25, the power source zero detection circuit 26, the start / stop circuit 27 and the AND
By adding the circuits 19 and 20, it is possible to start and stop the device itself near the zero point of the power supply regardless of the actual ON operation of the start switch and stop switch, so that a large current suddenly flows in the switching element. Since the current does not flow into the device, the switching element is prevented from being destroyed when the device is started and stopped, and safe starting and stopping is performed.

なお、上記各実施例では、LC共振周波数を検出する手段
として、コンデンサCの両端の電圧波形を検出するよう
にしているが、LC共振回路に流れる電流を検出し、その
検出波形から周波数を求めるように構成することが可能
である。
In each of the above-described embodiments, the voltage waveform across the capacitor C is detected as a means for detecting the LC resonance frequency. However, the current flowing through the LC resonance circuit is detected and the frequency is obtained from the detected waveform. Can be configured as follows.

(発明の効果) 本発明の高周波誘導加熱装置は、整流回路からの全波整
流出力をインバータ回路の駆動電源として用いる構成と
したので、従来装置で用いられていたチョークコイルや
電解コンデンサ等の平滑回路を省略することができるこ
とから、装置全体の小型化、軽量化が可能になると共
に、電源電流波形を力率1の正弦波にできるといった効
果を奏する。また、負荷側の加熱制御方法としてインバ
ータ回路の力率を制御する構成としたので、広範な電力
制御を行うことができる。さらに、装置自体の始動、停
止を、電源電圧の零点付近で行う構成としたので、始動
時及び停止時のスイッチング素子の破壊が防止されると
いった効果を奏する。
(Effects of the Invention) Since the high-frequency induction heating device of the present invention is configured to use the full-wave rectified output from the rectifier circuit as the drive power source for the inverter circuit, it is possible to smooth the choke coil, electrolytic capacitor, etc. used in the conventional device. Since the circuit can be omitted, the size and weight of the entire device can be reduced, and the power supply current waveform can be a sine wave with a power factor of 1. In addition, since the load side heating control method is configured to control the power factor of the inverter circuit, a wide range of power control can be performed. Furthermore, since the device itself is started and stopped near the zero point of the power supply voltage, the switching element is prevented from being broken during starting and stopping.

【図面の簡単な説明】 第1図は請求項1に対応する本発明の高周波誘導加熱装
置の電気的構成を示す回路図、第2図はパワーMOSFETを
駆動するドライブ回路の一例を示す回路図、第3図は位
相制御回路の各部の信号波形図、第4図は請求項2及び
請求項3に対応する本発明の高周波誘導加熱装置の電気
的構成を示す回路図、第5図は位相制御回路の各部の信
号波形図、第6図(a),(b)はインバータ出力電圧
v0と出力電流i0との関係を示す図、第7図(a),
(b)は電源電圧vSと電源電流iSとの関係を示す図、第
8図は始動/停止のタイミングチャートである。 1…交流電源(商用電源) 2…単相ダイオードフルブリッジ整流回路 3a〜3d…パワーMOSFET 6…整合トランス 7…電圧検出回路 10…位相制御回路 11…位相器 12…PLL回路 121…位相検出器 122…ローパスフィルタ 123…VCO(電圧制御発振器) 13…切換回路 14…基準周波数発振器 15…フリップフロップ 16…単安定マルチバイブレータ 17〜20…AND回路 25…電圧検出回路 26…電源零点検出回路 27…始動/停止回路 VRβ…転流遅れ角制御用ボリューム VRγ…力率角調整用ボリューム
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a high frequency induction heating device of the present invention corresponding to claim 1, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a drive circuit for driving a power MOSFET. , FIG. 3 is a signal waveform diagram of each part of the phase control circuit, FIG. 4 is a circuit diagram showing an electric configuration of the high frequency induction heating apparatus of the present invention corresponding to claims 2 and 3, and FIG. Signal waveform diagram of each part of the control circuit, FIG. 6 (a), (b) is the inverter output voltage
Diagram showing the relationship between v 0 and output current i 0 , FIG. 7 (a),
FIG. 8B is a diagram showing the relationship between the power supply voltage v S and the power supply current i S, and FIG. 8 is a timing chart of start / stop. 1 ... AC power supply (commercial power supply) 2 ... Single-phase diode full-bridge rectifier circuit 3a to 3d ... Power MOSFET 6 ... Matching transformer 7 ... Voltage detection circuit 10 ... Phase control circuit 11 ... Phaser 12 ... PLL circuit 121 ... Phase detector 122 ... Low-pass filter 123 ... VCO (voltage controlled oscillator) 13 ... Switching circuit 14 ... Reference frequency oscillator 15 ... Flip-flop 16 ... Monostable multivibrator 17-20 ... AND circuit 25 ... Voltage detection circuit 26 ... Power source zero detection circuit 27 ... Start / stop circuit VRβ… Volume for commutation delay angle control VRγ… Volume for power factor angle adjustment

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−287590(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-62-287590 (JP, A)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】商用電源を全波整流する整流回路と、 この整流回路の出力側に接続され、ドライブ回路によっ
てON/OFF制御されるフルブリッジ型のスイッチング素子
と、 このスイッチング素子の出力側に接続された整合トラン
スと、 この整合トランスの2次側に接続された加熱コイルを駆
動する駆動回路と、 この駆動回路の駆動時の周波数を検出する周波数検出回
路と、 予め設定された前記駆動回路が初期状態において有する
周波数である基準周波数と、前記周波数検出回路によっ
て検出された変動周波数とを所定の周期で交互に切り換
えて出力すると共に、この出力された基準周波数又は変
動周波数に位相ロックした駆動信号を前記ドライブ回路
に送出する位相制御回路とを備えたことを特徴とする高
周波誘導加熱装置。
1. A rectifier circuit for full-wave rectifying a commercial power source, a full-bridge type switching element connected to the output side of the rectifier circuit and ON / OFF controlled by a drive circuit, and an output side of the switching element. A matching transformer connected thereto, a drive circuit for driving the heating coil connected to the secondary side of the matching transformer, a frequency detection circuit for detecting a frequency when the drive circuit is driven, and the preset drive circuit The reference frequency, which is the frequency in the initial state, and the fluctuation frequency detected by the frequency detection circuit are alternately switched in a predetermined cycle and output, and the phase locked drive to the output reference frequency or fluctuation frequency is performed. A high frequency induction heating device, comprising: a phase control circuit for sending a signal to the drive circuit.
【請求項2】前記位相制御回路は、前記周波数検出回路
からの変動周波数が導かれる移相器と、この移相器によ
って位相制御された信号が導かれるPLL回路とを備え、
前記位相器には、任意に位相制御が可能な力率調整部が
設けられたことを特徴とする請求項1記載の高周波誘導
加熱装置。
2. The phase control circuit includes a phase shifter to which a fluctuating frequency from the frequency detection circuit is introduced, and a PLL circuit to which a signal whose phase is controlled by the phase shifter is introduced.
The high frequency induction heating apparatus according to claim 1, wherein the phase shifter is provided with a power factor adjusting unit capable of arbitrarily controlling a phase.
【請求項3】前記整流回路からの全波整流出力の零点を
検出する電源零点検出回路と、 この電源零点検出回路によって検出された全波整流出力
の零点検出に基づき、全波整流出力の零点近傍において
装置自体の始動信号及び停止信号を送出する始動/停止
回路とを備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2
に記載の高周波誘導加熱装置。
3. A power source zero point detection circuit for detecting a zero point of the full wave rectified output from the rectifier circuit, and a zero point of the full wave rectified output based on the zero point detection of the full wave rectified output detected by the power source zero point detection circuit. 3. A start / stop circuit for transmitting a start signal and a stop signal of the device itself in the vicinity thereof.
The high frequency induction heating device according to.
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