JPH11297461A - Induction heat cooking device - Google Patents
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- JPH11297461A JPH11297461A JP10234598A JP10234598A JPH11297461A JP H11297461 A JPH11297461 A JP H11297461A JP 10234598 A JP10234598 A JP 10234598A JP 10234598 A JP10234598 A JP 10234598A JP H11297461 A JPH11297461 A JP H11297461A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング半導
体をオン、オフして、加熱コイルに共振により高周波電
流を供給する周波数変換装置を有する誘導加熱調理器に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction heating cooker having a frequency converter for turning on and off a switching semiconductor and supplying a high frequency current to a heating coil by resonance.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、加熱コイルに高周波電流を供給す
るインバータ等の周波数変換装置のスイッチング素子の
温度を、スイッチング素子が冷却のために固定される冷
却フィンに、温度センサーを固定し、この温度センサー
の検知温度により、周波数変換装置の出力制御をおこな
う誘導加熱調理器が開発されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a temperature sensor is fixed to a cooling fin in which a switching element is fixed for cooling, and the temperature of the switching element of a frequency converter such as an inverter for supplying a high-frequency current to a heating coil is fixed. An induction heating cooker that controls the output of a frequency conversion device based on the temperature detected by a sensor has been developed.
【0003】以下に従来の誘導加熱調理器について説明
する。図8は2石式インバータを有する従来の誘導加熱
調理器のブロック回路図である。商用電源1に全波整流
器(以下整流器と呼ぶ)2が接続され、整流器2の正極
出力端にチョークコイル3が接続され、チョークコイル
3の他端と整流器2の負極出力端間に、平滑コンデンサ
4が接続される。平滑コンデンサ4の両端にはトランジ
スタ5と順方向のダイオード7とトランジスタ8の直列
回路が接続される。高電位側のトランジスタ5にはダイ
オード6が逆並列に、低電位側のトランジスタ8にはダ
イオード9が逆並列に接続されている。ダイオード7の
カソードとトランジスタ8のコレクタとの接続点と整流
器2の負極間には加熱コイル10とコンデンサ11の直
列回路が接続され、コンデンサ11に並列にダイオード
12が接続される。[0003] A conventional induction heating cooker will be described below. FIG. 8 is a block circuit diagram of a conventional induction heating cooker having a two-stone inverter. A full-wave rectifier (hereinafter referred to as a rectifier) 2 is connected to a commercial power supply 1, a choke coil 3 is connected to a positive output terminal of the rectifier 2, and a smoothing capacitor is connected between the other end of the choke coil 3 and a negative output terminal of the rectifier 2. 4 are connected. A series circuit of a transistor 5, a forward diode 7 and a transistor 8 is connected to both ends of the smoothing capacitor 4. A diode 6 is connected in antiparallel to the transistor 5 on the high potential side, and a diode 9 is connected in antiparallel to the transistor 8 on the low potential side. A series circuit of a heating coil 10 and a capacitor 11 is connected between a connection point between the cathode of the diode 7 and the collector of the transistor 8 and a negative electrode of the rectifier 2, and a diode 12 is connected in parallel with the capacitor 11.
【0004】波線13で囲まれた部品は、図9に示すア
ルミ製の冷却フィン13に固定される部品を示す。すな
わち、トランジスタ5,ダイオード6,ダイオード7,
整流器2は、冷却フィン14に固定され冷却ファンによ
り冷却される。波線14で囲まれた部品は、図9に示す
冷却フィン13に固定される部品を示す。すなわち、ト
ランジスタ8,ダイオード9,ダイオード12は、冷却
フィン14に固定され図9に示すように冷却ファン19
による冷却風で冷却される。The parts surrounded by the dashed lines 13 are parts fixed to the aluminum cooling fins 13 shown in FIG. That is, transistor 5, diode 6, diode 7,
The rectifier 2 is fixed to the cooling fins 14 and is cooled by a cooling fan. Components surrounded by wavy lines 14 are components fixed to the cooling fins 13 shown in FIG. That is, the transistor 8, the diode 9, and the diode 12 are fixed to the cooling fin 14, and as shown in FIG.
Cooled by cooling air.
【0005】図8のトランジスタ8は素子パッケージの
外部金属ベースがコレクタ端子と同電位となっており、
冷却フィン14にこの金属ベースが接するようにネジ締
め固定されている。同様に、トランジスタ5は素子パッ
ケージの外部金属ベースがコレクタ端子と同電位となっ
ており、冷却フィン13にこの金属ベースが接するよう
にネジ締め固定されている。冷却フィン13,14は裏
面に銅箔で配線を印刷した印刷配線板14に裏面側から
ネジ締め固定され、トランジスタ5,8等の冷却フィン
13,14に固定された半導体素子の端子は、印刷配線
板18側に曲げられて印刷配線板18に設けられた穴を
貫通し、裏面側で印刷配線板18の銅箔パターンととも
に半田槽に浸すことにより半田付け接続される。In the transistor 8 shown in FIG. 8, the external metal base of the element package has the same potential as the collector terminal.
The metal base is screwed and fixed so as to contact the cooling fin 14. Similarly, the transistor 5 has an external metal base of the element package at the same potential as the collector terminal, and is fixed with screws so that the metal base is in contact with the cooling fins 13. The cooling fins 13 and 14 are screwed and fixed from the back side to the printed wiring board 14 having wiring printed on the back side with copper foil, and the terminals of the semiconductor elements fixed to the cooling fins 13 and 14 such as the transistors 5 and 8 are printed. It is bent toward the wiring board 18, penetrates a hole provided in the printed wiring board 18, and is immersed in a solder bath together with the copper foil pattern of the printed wiring board 18 on the back side to be connected by soldering.
【0006】冷却フィン13には、サーモスタット16
が接着剤で固定され、トランジスタ5,トランジスタ8
のオンオフを制御する制御回路15に接続されている。
冷却フィン14の近傍で、サーミスタ17が印刷配線板
18の表面側からリード線を曲げて印刷配線板の穴を貫
通して裏面側で印刷配線板18に、上記の冷却フィン1
3,14に固定される半導体素子と同様に接続固定され
る。The cooling fin 13 includes a thermostat 16
Are fixed with an adhesive, and transistors 5 and 8
Is connected to a control circuit 15 for controlling the on / off of the power supply.
In the vicinity of the cooling fin 14, the thermistor 17 bends a lead wire from the front surface side of the printed wiring board 18, penetrates the hole of the printed wiring board, and connects the cooling fin 1 to the printed wiring board 18 on the back side.
It is connected and fixed in the same manner as the semiconductor elements fixed to 3 and 14.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記の誘導加熱調理器
において、冷却フィン13がトランジスタ5のコレクタ
電位と同電位であり、また、冷却フィン14はトランジ
スタ8のコレクタ電位と同電位であり、一方サーモスタ
ット16と、サーミスタ17は制御回路15に接続さ
れ、制御回路15がコモン電位をトランジスタ8のエミ
ッタとしているので、サーモスタット16と冷却フィン
15間、またサーミスタ17と冷却フィン14には、高
圧が印加される。In the induction heating cooker described above, the cooling fins 13 have the same potential as the collector potential of the transistor 5, and the cooling fins 14 have the same potential as the collector potential of the transistor 8. Since the thermostat 16 and the thermistor 17 are connected to the control circuit 15, and the control circuit 15 uses the common potential as the emitter of the transistor 8, a high voltage is applied between the thermostat 16 and the cooling fins 15, and between the thermistor 17 and the cooling fins 14. Is done.
【0008】従って、上記の誘導加熱調理器の構成にお
いては、サーモスタット16と冷却フィン13間にはそ
の高圧に耐えうる絶縁部材を設けることが必要とされ
る。また、サーモスタット16を冷却フィン13に固定
するのに接着固定するか、あるいは固定金具を使用して
ビス締め固定する等の作業が必要とされる。また、サー
ミスタ17と冷却フィン間にはその電圧に対応した絶縁
距離を設ける必要があり、サーミスタ17は冷却フィン
13の熱を印刷配線板18の絶縁部材を介して前記の絶
縁距離だけ離間した位置で検知するとともに、サーミス
タ素子部とリード部が印刷配線板の上部に露出し、冷却
ファン19の冷却風で冷却されるので、冷却フィン13
の温度の検知感度が悪く、例えば、電源スイッチを切断
して加熱動作が停止すると同時に、冷却ファン19が停
止したとき、冷却フィン14や他の発熱部品の影響で、
検知温度が即座に降下せずオーバーシュートし、誤検知
する恐れがあった。Therefore, in the above-described configuration of the induction heating cooker, it is necessary to provide an insulating member that can withstand the high pressure between the thermostat 16 and the cooling fins 13. In addition, an operation such as bonding and fixing the thermostat 16 to the cooling fin 13 or fixing with a screw using a fixing metal is required. In addition, it is necessary to provide an insulation distance corresponding to the voltage between the thermistor 17 and the cooling fins, and the thermistor 17 transfers the heat of the cooling fins 13 by the insulating distance of the printed wiring board 18 by the insulation distance. At the same time, the thermistor element portion and the lead portion are exposed above the printed wiring board and are cooled by the cooling air of the cooling fan 19, so that the cooling fin 13
The temperature detection sensitivity is poor. For example, when the power supply switch is turned off and the heating operation is stopped, and at the same time the cooling fan 19 is stopped, the cooling fins 14 and other heat generating components cause
There was a risk that the detected temperature would not drop immediately and would overshoot, resulting in erroneous detection.
【0009】本発明は、インバータを構成する半導体ス
イッチング素子の温度を感度良く検知し、冷却ファンの
故障や冷却システムの異常に応じて応答性良く保護動作
の行える安価な誘導加熱調理器を提供することを目的と
する。The present invention provides an inexpensive induction heating cooker that can detect the temperature of a semiconductor switching element constituting an inverter with high sensitivity and perform a protective operation with good responsiveness in response to a failure of a cooling fan or an abnormality of a cooling system. The purpose is to:
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、スイッチング素子の低電位側端子を共通電
位とする制御回路に信号を出力する感温素子とスイッチ
ング素子の半導体部間の熱結合が、スイッチング素子の
低電位側端子をその主熱伝導経路として行われるよう
に、感温素子を印刷配線板上に配設するとともに、感温
素子の端子部は基板を貫通することなく導体箔側から、
印刷配線板の導体箔にはんだ接続するように構成したも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a method of connecting a temperature sensing element for outputting a signal to a control circuit having a low potential side terminal of a switching element as a common potential and a semiconductor section of the switching element. The temperature sensing element is arranged on the printed wiring board so that the thermal coupling is performed using the low potential side terminal of the switching element as its main heat conduction path, and the terminal part of the temperature sensing element does not penetrate the substrate. From the conductor foil side,
It is configured to be connected by soldering to the conductor foil of the printed wiring board.
【0011】これにより、スイッチング素子の半導体部
の電力損失で発生した熱が、導電金属材料であるため熱
伝導性の良い低電位側端子を伝導するので、スイッチン
グ素子の半導体部と、スイッチング素子の低電位側端子
と印刷配線板とのはんだ接続部間の熱抵抗が小さくな
る。As a result, the heat generated by the power loss of the semiconductor portion of the switching element is conducted to the low potential side terminal having good thermal conductivity because of the conductive metal material, so that the semiconductor portion of the switching element and the switching element The thermal resistance between the solder connection between the low potential side terminal and the printed wiring board is reduced.
【0012】また、感温素子はスイッチング素子の低電
位側端子を共通電位とする制御部に信号を出力する構成
であり、感温素子とスイッチング素子の低電位側端子間
には、通常約40V以下の低電圧が印加するだけであ
り、両者間の距離を小さくしても絶縁破壊を起こしたり
接続線間の浮遊容量による結合で高周波雑音が制御部に
伝達する恐れがなく、スイッチング素子の低電位側端子
と印刷配線板の導体箔との接続部と、感温素子の間の熱
抵抗を最小化できる。Further, the temperature sensing element is configured to output a signal to a control unit having the low potential side terminal of the switching element as a common potential, and a voltage of about 40 V is normally applied between the temperature sensing element and the low potential side terminal of the switching element. Only the following low voltage is applied.Even if the distance between them is reduced, there is no risk of dielectric breakdown or high frequency noise being transmitted to the control unit by coupling due to stray capacitance between the connection lines. The thermal resistance between the connection between the potential side terminal and the conductor foil of the printed wiring board and the temperature sensing element can be minimized.
【0013】また、感温素子の端子部は印刷配線板を貫
通することなく導体箔側から、印刷配線板の導体箔には
んだ付け接続する構成なので、感温素子の端子部が最短
化され、冷却風等によるリード部での放熱が抑制され、
前記はんだ接続部と感温素子の感温部間の熱抵抗を最小
化できる。Further, since the terminal portion of the temperature sensing element is connected to the conductor foil of the printed wiring board by soldering from the conductor foil side without penetrating the printed wiring board, the terminal portion of the temperature sensing element can be minimized. Heat radiation at the lead part due to cooling air etc. is suppressed,
Thermal resistance between the solder connection part and the temperature sensing part of the temperature sensing element can be minimized.
【0014】以上のように、スイッチング素子の半導体
部と感温素子の感温部間の熱抵抗を、その熱伝導経路に
おいて最小化し、感温素子の温度がスイッチング素子の
半導体部の温度変化に素早く追随するようにして、冷却
システムの異常や素子の異常を検知し精度良く出力制御
できる誘導加熱調理器が得られる。As described above, the thermal resistance between the semiconductor part of the switching element and the temperature-sensitive part of the temperature-sensitive element is minimized in the heat conduction path, and the temperature of the temperature-sensitive element changes with the temperature change of the semiconductor part of the switching element. By following quickly, an induction heating cooker capable of detecting an abnormality in the cooling system or an abnormality in the element and accurately controlling the output can be obtained.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】請求項1記載の発明は、加熱コイ
ルと、絶縁部材の表面に導体箔が接着された印刷配線板
に端子が貫通されてはんだ付けされたスイッチング素子
と、前記スイッチング素子の半導体部と熱結合する感温
素子と、前記感温素子の検知結果に応じて、制御内容を
変更するとともに、前記スイッチング素子の低電位側端
子を共通電位として前記スイッチング素子のオンオフを
制御する制御部を有し、前記加熱コイルに高周波電流を
発生する周波数変換装置を備え、前記感温素子と前記ス
イッチング素子間の熱結合が、前記スイッチング素子の
主電流の流れる低電位側端子をその熱伝導経路として行
われるように、前記感温素子を前記印刷配線板上に配設
するとともに、前記感温素子の端子部は基板を貫通する
ことなく導体箔側から、印刷配線板の導体箔にはんだ付
け接続する構成の誘導加熱調理器としたものであり、ス
イッチング素子の半導体部の電力損失で発生した熱が、
導電金属材料であり熱伝導性の良い主電流の流れる低電
位側端子を伝導するので、スイッチング素子の半導体部
と、スイッチング素子の低電位側端子と印刷配線板との
はんだ接続部間の熱抵抗は小さくなる。また、感温素子
はスイッチング素子の低電位側端子を共通電位とする制
御部に信号を出力する構成であるので、感温素子とスイ
ッチング素子の低電位側端子間には、通常約40V以下
の低電圧しか印加せず、スイッチング素子の低電位側端
子に接続された印刷配線板の導体箔と、感温素子の間の
距離を小さくすることにより、高周波ノイズで誤動作を
したり、絶縁破壊を起こす恐れがなく、スイッチング素
子の低電位側端子と感温素子間の熱抵抗を小さくでき
る。また、感温素子の端子部は印刷配線板を貫通するこ
となく導体箔側から、印刷配線板の導体箔にはんだ付け
接合する構成とするので、感温素子の端子部が最短化さ
れ、冷却風等による端子部での放熱が抑制され、前記は
んだ接続部と感温素子の感温部間の熱抵抗を小さくでき
る。以上のことからスイッチング素子の半導体部と感温
素子の感温部間の熱抵抗を、その熱伝導経路において最
小化して、スイッチング素子の急激な温度変化を感度良
く検知して、冷却システムの異常や素子の異常を精度良
く検知できるという作用を有するものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 is a heating coil, a switching element having terminals penetrated and soldered to a printed wiring board having a conductor foil adhered to the surface of an insulating member, and the switching element. A temperature-sensing element thermally coupled to the semiconductor part, and changing the control content in accordance with a detection result of the temperature-sensing element, and controlling on / off of the switching element with the low potential side terminal of the switching element as a common potential. A frequency converter for generating a high-frequency current in the heating coil, wherein a thermal coupling between the temperature-sensitive element and the switching element causes a low-potential side terminal of the switching element, through which a main current flows, to generate heat. The temperature-sensitive element is disposed on the printed wiring board so that the temperature-sensitive element is provided as a conduction path, and the terminal of the temperature-sensitive element does not penetrate through the substrate, and is connected to the conductive foil side. Et al., Is obtained by an induction heating cooker configured to connect soldered to the conductor foil of the printed circuit board, heat generated in the power loss of the semiconductor portion of the switching element,
Since it is a conductive metal material and conducts through the low potential side terminal through which the main current with good thermal conductivity flows, the thermal resistance between the semiconductor part of the switching element and the solder connection between the low potential side terminal of the switching element and the printed wiring board Becomes smaller. In addition, since the temperature sensing element is configured to output a signal to a control unit having the low potential side terminal of the switching element as a common potential, a voltage of about 40 V or less is normally applied between the temperature sensing element and the low potential side terminal of the switching element. By applying a low voltage only and reducing the distance between the conductive foil of the printed wiring board connected to the low potential side terminal of the switching element and the temperature sensitive element, malfunction due to high frequency noise or insulation breakdown may occur. There is no danger that the thermal resistance between the low potential side terminal of the switching element and the temperature sensitive element can be reduced. In addition, since the terminal of the temperature-sensitive element is configured to be soldered to the conductor foil of the printed wiring board from the conductor foil side without penetrating the printed wiring board, the terminal of the temperature-sensitive element is minimized and cooling is achieved. Heat radiation at the terminal portion due to wind or the like is suppressed, and the thermal resistance between the solder connection portion and the temperature-sensitive portion of the temperature-sensitive element can be reduced. From the above, the thermal resistance between the semiconductor part of the switching element and the temperature sensing part of the temperature sensing element is minimized in the heat conduction path, and the rapid temperature change of the switching element is detected with high sensitivity, and the abnormality of the cooling system is detected. It has an effect of being able to detect abnormality of the element and the element with high accuracy.
【0016】請求項2記載の発明は、請求項1記載の構
成とするとともに、感温素子は、スイッチング素子の低
電位側端子と導体箔のはんだ接続部から延設した導体箔
に絶縁性の接着剤を介し、対向配置した誘導加熱調理器
とすることにより、スイッチング素子の低電位側端子を
伝導する熱が前記延設された導体箔と接着剤を介して感
温素子に伝導するので、スイッチング素子の低電位側端
子と感温素子の感温部間の熱抵抗をさらに小さくするこ
とができ、感温素子によりスイッチング素子の半導体部
の急激な温度上昇をさらに応答性良く検知できるという
作用がある。According to a second aspect of the present invention, the temperature sensing element has an insulating property to the conductor foil extending from the low potential side terminal of the switching element and the solder connection part of the conductor foil. Through the adhesive, by making the induction heating cooker disposed to face, heat conducted through the low potential side terminal of the switching element is conducted to the temperature-sensitive element via the extended conductive foil and the adhesive, The thermal resistance between the low potential side terminal of the switching element and the temperature sensing part of the temperature sensing element can be further reduced, and the rapid temperature rise of the semiconductor part of the switching element can be detected by the temperature sensing element with better responsiveness. There is.
【0017】請求項3記載の発明は、請求項1あるいは
請求項2記載の構成とするとともに、前記感温素子を、
前記感温素子と前記スイッチング素子の半導体部間の熱
結合が、前記スイッチング素子の主電流の流れる低電位
側端子をその主熱伝導経路として行われるように配設し
たことにより、通常導電金属材料の単線で構成されるス
イッチング素子の端子部に、高周波大電流であるスイッ
チング素子の主電流が通電されることにより、端子部自
身あるいは端子部の接続された印刷配線板の導体箔が表
皮効果や大電流値であることなどにより発熱するため、
端子部に当たる冷却風や印刷配線板からの放熱により失
われる熱量を補正し感温素子に伝達する熱量を多くする
ので、スイッチング素子の半導体部の急激な温度上昇
に、感温素子が感度良く対応して、出力を抑制すること
ができるという作用を有するものである。According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the temperature-sensitive element is
The thermal coupling between the temperature-sensitive element and the semiconductor portion of the switching element is arranged such that the low potential side terminal of the switching element through which the main current flows is used as its main heat conduction path, so that the conductive metal material is usually used. By passing the main current of the switching element, which is a high-frequency large current, to the terminal part of the switching element composed of a single wire, the terminal part itself or the conductor foil of the printed wiring board to which the terminal part is connected has a skin effect or Because it generates heat due to its large current value,
Corrects the amount of heat that is lost due to the cooling air hitting the terminals and the heat dissipated from the printed wiring board, and increases the amount of heat transferred to the temperature-sensitive element. As a result, the output can be suppressed.
【0018】請求項4記載の発明は、加熱コイルと、半
導体部を樹脂で成型してなるケース部が冷却フィンに固
定されるとともに印刷配線板の導体箔で形成された接続
線に端子がはんだ接続される高電位側の第2のスイッチ
ング素子および低電位側の第1のスイッチング素子と、
第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子を交
互に導通して加熱コイルに高周波電流を発生する周波数
変換装置を備え、第1のスイッチング素子と第2のスイ
ッチング素子を同一冷却フィンに固定するとともに、第
1のスイッチング素子の主電流の流れる端子間に接続さ
れる導体箔間のスペースと、第2のスイッチング素子の
主電流の流れる両端子に接続される導体箔間のスペース
を前記冷却フィンで同時に覆うようにした構成の誘導加
熱調理器としたものであり、第1のスイッチング素子を
第2のスイッチング素子と熱結合させ、第1のスイッチ
ング素子と第2のスイッチング素子の半導体部の異常発
熱を単一の感温素子で同時に検知することができるとと
もに、冷却フィンが高電位側の第1のスイッチング素子
用と低電位側の第2のスイッチング素子用の2個に分割
されず、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング
素子に接続される主電流の流れる導体箔間のスペースを
隙間なく覆い、冷却フィン間の隙間から漏洩する輻射雑
音を無くするので、第1及び第2のスイッチング素子が
交互にオンオフする際に前記導体箔間のスペースから発
生する輻射雑音の低減できるという作用を有するもので
ある。According to a fourth aspect of the present invention, the heating coil and the case portion formed by molding the semiconductor portion with resin are fixed to the cooling fins, and the terminals are soldered to the connection lines formed by the conductor foil of the printed wiring board. A second switching element on the high potential side and a first switching element on the low potential side to be connected;
A frequency converter for generating a high-frequency current in the heating coil by alternately conducting the first switching element and the second switching element, and fixing the first switching element and the second switching element to the same cooling fin; The space between the conductor foils connected between the terminals of the first switching element through which the main current flows and the space between the conductor foils connected to both terminals of the second switching element through which the main current flows is formed by the cooling fin. An induction heating cooker configured to cover simultaneously, wherein the first switching element is thermally coupled to the second switching element, and abnormal heat generation of the semiconductor portions of the first switching element and the second switching element. Can be simultaneously detected by a single temperature-sensitive element, and the cooling fins are connected to the first switching element on the high potential side and the cooling fin for the first switching element on the low potential side. Radiation that is not divided into two for the switching element and covers the space between the conductor foils through which the main current flows, which is connected to the first switching element and the second switching element, without any gap, and leaks from the gap between the cooling fins Since the noise is eliminated, radiation noise generated from the space between the conductive foils when the first and second switching elements are turned on and off alternately can be reduced.
【0019】請求項5記載の発明は、請求項1、請求項
2あるいは請求項3記載の構成とすると共に、半導体部
を樹脂で成型してなるケース部が冷却フィンに固定され
るとともに印刷配線板の導体箔で形成された接続線にそ
の端子がはんだ接続される高電位側の第2のスイッチン
グ素子および低電位側の第1のスイッチング素子と、第
1のスイッチング素子の半導体部と熱結合する感温素子
と、前記感温素子の検知結果に応じて制御内容を変更す
るとともに第1のスイッチング素子の低電位側端子を共
通電位として、第1のスイッチング素子および第2のス
イッチング素子のオンオフを制御する制御部を有し、第
1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子を交互
に導通して加熱コイルに高周波電流を発生する周波数変
換装置を備え、第1のスイッチング素子と第2のスイッ
チング素子を同一冷却フィンに固定して、前記冷却フィ
ンが第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子
に接続される主電流の流れる導体箔間のスペース同時に
覆うようにするとともに、前記感温素子と第1のスイッ
チング素子の半導体部間の熱結合が、第1のスイッチン
グ素子の低電位側端子をその主熱伝導経路として行われ
るように、前記感温素子を前記印刷配線板上に配設する
構成の誘導加熱調理器とすることにより、第1のスイッ
チング素子の半導体部の電力損失で発生した熱が、導電
金属材料であり熱伝導性の良く、また長さも短い端子部
を主熱伝導経路として伝達して印刷配線板の導体箔上の
はんだ接続部まで到達するので、第1のスイッチング素
子の半導体部と、前記はんだ接続部間の熱抵抗が小さく
なる。According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first, second, or third aspect, a case in which the semiconductor portion is molded from resin is fixed to the cooling fins and printed wiring is provided. A second switching element on the high-potential side and a first switching element on the low-potential side, the terminals of which are connected by soldering to connection lines formed of a conductive foil of the plate, and thermal coupling with the semiconductor portion of the first switching element And the control content is changed in accordance with the detection result of the temperature sensing element, and the low potential side terminal of the first switching element is set to a common potential to turn on / off the first switching element and the second switching element. And a frequency converter for generating a high-frequency current in the heating coil by alternately conducting the first switching element and the second switching element, And the second switching element are fixed to the same cooling fin, so that the cooling fin simultaneously covers the space between the conductor foils, through which the main current flows, connected to the first switching element and the second switching element. And the thermal sensing element is connected to the semiconductor portion of the first switching element by using the low-potential side terminal of the first switching element as its main heat conduction path. With the induction heating cooker configured to be disposed on the printed wiring board, heat generated by power loss of the semiconductor portion of the first switching element is a conductive metal material, has good thermal conductivity, and has a long length. Since the short terminal portion is transmitted as a main heat conduction path and reaches the solder connection portion on the conductor foil of the printed wiring board, the semiconductor portion of the first switching element and the solder connection portion Heat resistance becomes small.
【0020】また、感温素子は第1のスイッチング素子
の低電位側端子を共通電位とする制御部に信号を出力す
る構成であり、感温素子と第1のスイッチング素子の低
電位側端子間には、通常約40V以下の低電圧しか印加
せず、絶縁破壊の恐れがないので、両者間の距離を小さ
くして、第1のスイッチング素子の低電位側端子のはん
だ接続部と感温素子間の熱抵抗を小さくできる。The temperature sensing element is configured to output a signal to a control unit having the low potential side terminal of the first switching element as a common potential, and to output a signal between the temperature sensing element and the low potential side terminal of the first switching element. Since only a low voltage of about 40 V or less is normally applied and there is no danger of dielectric breakdown, the distance between the two is reduced so that the solder connection portion of the low potential side terminal of the first switching element and the temperature sensitive element The thermal resistance between them can be reduced.
【0021】また、感温素子の端子部は印刷配線板を貫
通することなく導体箔側から、印刷配線板の導体箔には
んだ付け接続する構成とするので、感温素子の端子部が
最短化され、冷却風等による端子部での放熱が抑制さ
れ、第1のスイッチング素子の低電位側端子のはんだ接
続部と感温素子の感温部間の熱抵抗を小さくできる。Further, since the terminal portion of the temperature sensing element is connected to the conductor foil of the printed wiring board by soldering from the conductor foil side without penetrating the printed wiring board, the terminal portion of the temperature sensing element can be minimized. Thus, heat radiation at the terminal portion due to cooling air or the like is suppressed, and the thermal resistance between the solder connection portion of the low potential side terminal of the first switching element and the temperature sensing portion of the temperature sensing element can be reduced.
【0022】以上のことから第1のスイッチング素子の
半導体部と感温素子の感温部間の熱抵抗を、その熱伝導
経路において最小化して、第1のスイッチング素子の半
導体部の温度を追随性良く検知して、冷却システムの異
常や周波数変換装置の異常によるその急激な温度変化に
応じた精度良い出力制御が可能となる。From the above, the thermal resistance between the semiconductor section of the first switching element and the temperature sensing section of the temperature sensing element is minimized in the heat conduction path to follow the temperature of the semiconductor section of the first switching element. Thus, the output can be accurately detected, and the output can be accurately controlled in accordance with the rapid temperature change caused by the abnormality of the cooling system or the abnormality of the frequency converter.
【0023】さらに、第1のスイッチング素子と第2の
スイッチング素子を同一冷却フィンに固定して、第1の
スイッチング素子を第2のスイッチング素子と熱結合さ
せるので、第2のスイッチング素子の半導体部の異常発
熱も同時に検知することができる。Further, the first switching element and the second switching element are fixed to the same cooling fin, and the first switching element is thermally coupled to the second switching element. Therefore, the semiconductor portion of the second switching element Can also be detected at the same time.
【0024】さらに、冷却フィンが高電位側スイッチン
グ素子用と低電位側スイッチング素子用の2個に分割さ
れないので、第1のスイッチング素子と第2のスイッチ
ング素子に接続される主電流の流れる導体箔を隙間なく
覆い、冷却フィン間の隙間から漏洩する輻射雑音を無く
するので、第1及び第2のスイッチング素子のオンオフ
時に発生する輻射雑音の低減効果を増すことができると
いう作用を有するものである。Further, since the cooling fin is not divided into two parts, one for the high-potential side switching element and one for the low-potential side switching element, the conductor foil through which the main current flows is connected to the first switching element and the second switching element. And the radiation noise leaking from the clearance between the cooling fins is eliminated, so that the effect of reducing the radiation noise generated when the first and second switching elements are turned on and off can be increased. .
【0025】請求項6記載の発明は、請求項4あるいは
前記請求項5記載の構成とするとともに、冷却フィンに
送風する冷却ファンを備え、第1のスイッチング素子と
第2のスイッチング素子の損失の小なる方を、その半導
体部と冷却フィンとを電気的に絶縁する絶縁型パッケー
ジとすると共に、損失の大なる方をその半導体部の特定
電極と冷却フィンとを電気的に非絶縁とした非絶縁型パ
ッケージとなし、前記非絶縁型パッケージのスイッチン
グ素子を前記絶縁型パッケージのスイッチング素子より
も冷却ファン側に固定する構成の誘導加熱調理器とする
ことにより、損失の大なるスイッチング素子の半導体部
−ケース間の熱抵抗を小とし、冷却フィンへの放熱を大
として、損失の大なるスイッチング素子の半導体部の冷
却効果を高め、かつ冷却風の風下に配置することにより
絶縁型のスイッチング素子のケース温度への熱影響を低
減できる。一方、半導体部−冷却フィン間の熱抵抗が大
となる絶縁型パッケージのスイッチング素子を損失の小
なる側として、その半導体部−ケース間の温度差を低減
するとともに、冷却ファン側(風上)に配置して、半導
体部損失が大で非絶縁型のスイッチング素子からの冷却
フィンへ伝達する熱の影響を小として、ケース温度の上
昇を抑制して、半導体部の温度上昇を低減することによ
り、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子
の各半導体部の温度上昇をバランス良く抑制し冷却する
ことができるという作用を有するものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the configuration according to the fourth or fifth aspect, further comprising a cooling fan for blowing air to the cooling fins, and reducing a loss of the first switching element and the second switching element. The smaller one is an insulation type package that electrically insulates the semiconductor portion from the cooling fins, and the larger one is a non-insulating package that electrically insulates the specific electrode of the semiconductor portion from the cooling fins. A semiconductor part of a switching element having a large loss by adopting an induction heating cooker having a configuration in which the switching element of the non-insulating type package is fixed to the cooling fan side more than the switching element of the insulating type package. -To reduce the thermal resistance between the cases and increase the heat dissipation to the cooling fins to enhance the cooling effect of the semiconductor part of the switching element with large loss, By placing the leeward of the cooling air can reduce the heat influence on the case temperature of the insulating type switching element. On the other hand, the switching element of the insulation type package having a large thermal resistance between the semiconductor portion and the cooling fin is used as a side having a small loss to reduce the temperature difference between the semiconductor portion and the case, and to the cooling fan side (upwind). By reducing the effect of heat transmitted from the non-insulating type switching element to the cooling fins with a large semiconductor part loss and suppressing the rise of the case temperature and reducing the temperature rise of the semiconductor part In addition, the semiconductor device of the first switching element and the second switching element has an effect of suppressing the temperature rise in a well-balanced manner and cooling.
【0026】[0026]
【実施例】(実施例1)以下本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0027】図1に示すように商用電源20に、全波整
流を行う整流器21が接続され、チョークコイル22が
その正極側に接続されている。平滑コンデンサ27がチ
ョークコイル22の負荷側端子と整流器21の負極端子
間に接続される。平滑コンデンサ27の両端にはトラン
ジスタ25aとダイオード25bがワンパッケージ化さ
れた逆導通トランジスタ25と加熱コイル26の直列回
路が接続され、加熱コイル26に並列に共振用のコンデ
ンサ24が接続される。トランス29は商用電源20に
一次コイルが接続され、電源回路30は、トランス29
の二次コイルから約30Vに降圧された交流電圧が供給
される。制御回路28は電源回路30から制御用の直流
電源を入力する。サーミスタ31は逆導通トランジスタ
25の温度検知素子で、制御回路28に接続される。As shown in FIG. 1, a rectifier 21 for performing full-wave rectification is connected to a commercial power supply 20, and a choke coil 22 is connected to its positive electrode. A smoothing capacitor 27 is connected between the load terminal of the choke coil 22 and the negative terminal of the rectifier 21. A series circuit of a reverse conducting transistor 25 in which a transistor 25a and a diode 25b are packaged in one package and a heating coil 26 are connected to both ends of the smoothing capacitor 27, and a resonance capacitor 24 is connected in parallel with the heating coil 26. The transformer 29 has a primary coil connected to the commercial power supply 20, and the power supply circuit 30
From the secondary coil is supplied with an AC voltage reduced to about 30V. The control circuit 28 inputs a control DC power supply from the power supply circuit 30. The thermistor 31 is a temperature detecting element of the reverse conducting transistor 25 and is connected to the control circuit 28.
【0028】図2は、図1の逆導通トランジスタ25
と、その冷却用フィン32と、サーミスタ31を印刷配
線板33に実装した状態を示す部分斜視図である。冷却
フィン32はネジ34,35,36により印刷配線板3
5に締め付け固定される。逆導通トランジスタ25は図
3の断面図に示すように、ネジ40により冷却フィン3
2に締め付け固定され、冷却フィン32との接触面は導
電金属板38bが露出し、この導電金属板38bは半導
体チップ25cのコレクタおよびダイオード25bカソ
ードに接続され、外部コレクタ端子38と同電位になっ
ている。FIG. 2 shows the reverse conducting transistor 25 of FIG.
FIG. 4 is a partial perspective view showing a state where the cooling fins 32 and the thermistor 31 are mounted on a printed wiring board 33. The cooling fin 32 is fixed to the printed wiring board 3 by screws 34, 35, 36.
5 and fixed. As shown in the cross-sectional view of FIG.
2, the conductive metal plate 38b is exposed at the contact surface with the cooling fins 32. The conductive metal plate 38b is connected to the collector of the semiconductor chip 25c and the cathode of the diode 25b, and has the same potential as the external collector terminal 38. ing.
【0029】逆導通トランジスタ25の主電流の流れる
低電位側端子であるエミッタ端子37と、主電流の流れ
る高電位側端子であるコレクタ端子38と、駆動信号が
印加される低電位側端子であるゲート端子39は折り曲
げられて、印刷配線板33に設けられた穴を貫通し、印
刷配線板33の片面に約35μmの厚みの銅箔で形成さ
れたパターン37b,38b,39bに、接続部37
a,38a,39aにおいてそれぞれはんだ接続され
る。The emitter terminal 37 which is a low potential side terminal through which the main current of the reverse conducting transistor 25 flows, the collector terminal 38 which is a high potential side terminal through which the main current flows, and a low potential side terminal to which a drive signal is applied. The gate terminal 39 is bent, penetrates a hole provided in the printed wiring board 33, and is connected to a pattern 37 b, 38 b, 39 b formed of a copper foil having a thickness of about 35 μm on one surface of the printed wiring board 33,
a, 38a, and 39a are respectively connected by soldering.
【0030】サーミスタ31は略直方体形状のもので、
図4の断面図に示すように、両端部にはんだ付け接続部
31c,31dが設けられ、エミッタ端子37の接続部
37aとゲート端子39aの間に載置され、制御回路2
8に接続するための銅箔パターン31a,31bに絶縁
皮膜41を部分的に取り除き形成されたはんだ接続部に
おいて、はんだ31e、31fを付着させて接続され
る。また、サーミスタ31と印刷配線板32の間に、エ
ミッタ端子37の接続部37a近傍の銅箔パターン37
bから延設して設けられた銅箔パターン37cが設けら
れ、電気絶縁性を有する接着剤42が充填されて、サー
ミスタ31と銅箔パターン37cが対向するように固着
される。The thermistor 31 has a substantially rectangular parallelepiped shape.
As shown in the sectional view of FIG. 4, soldered connection portions 31c and 31d are provided at both ends, and are mounted between the connection portion 37a of the emitter terminal 37 and the gate terminal 39a.
At the solder connection portions formed by partially removing the insulating film 41 from the copper foil patterns 31a and 31b for connection to the soldering portions 8, the soldering portions 31e and 31f are attached and connected. Further, a copper foil pattern 37 near the connection portion 37a of the emitter terminal 37 is provided between the thermistor 31 and the printed wiring board 32.
A copper foil pattern 37c extending from b is provided, filled with an electrically insulating adhesive 42, and fixed so that the thermistor 31 and the copper foil pattern 37c face each other.
【0031】以上のように構成された加熱調理器につい
てその動作を説明する。整流器21は商用電源20を入
力して全波整流する。チョークコイル22,平滑コンデ
ンサ27,共振コンデンサ24,加熱コイル26,逆導
通トランジスタ25は、周波数変換装置の一種である1
石インバータを構成し、低周波の直流を入力して加熱コ
イル26に高周波電流を発生する。制御回路28は共通
電位をトランジスタ(IGBT)25aのエミッタ端子
に接続し、トランジスタ25aのゲート端子とエミッタ
端子間に約20Vのパルスを出力して、トランジスタ2
5aをオンオフすることにより、加熱コイル26と共振
コンデンサ24の共振により、加熱コイル26に高周波
電流を発生する。制御回路28はカレントトランス28
aで入力電流を、抵抗28bを介してトランジスタ25
aのコレクタ−エミッタ間の電圧を、サーミスタ31で
逆導通トランジスタ25の半導体部の温度を監視して、
トランジスタ25aのオンオフを制御して出力の制御を
行ったり、表示内容の変更、あるいは、冷却ファンの回
転数の変更等による冷却風の強さの変更などを行う。The operation of the heating cooker configured as described above will be described. The rectifier 21 receives the commercial power supply 20 and performs full-wave rectification. The choke coil 22, the smoothing capacitor 27, the resonance capacitor 24, the heating coil 26, and the reverse conducting transistor 25 are one type of a frequency conversion device.
A stone inverter is configured to input a low frequency direct current to generate a high frequency current in the heating coil 26. The control circuit 28 connects the common potential to the emitter terminal of the transistor (IGBT) 25a, outputs a pulse of about 20 V between the gate terminal and the emitter terminal of the transistor 25a,
By turning on and off 5 a, a high-frequency current is generated in the heating coil 26 by resonance between the heating coil 26 and the resonance capacitor 24. The control circuit 28 includes a current transformer 28
a, the input current is supplied to the transistor 25 via the resistor 28b.
The voltage between the collector and the emitter of a is monitored by monitoring the temperature of the semiconductor portion of the reverse conducting transistor 25 with the thermistor 31.
The output is controlled by controlling the on / off of the transistor 25a, the display content is changed, or the intensity of the cooling air is changed by changing the rotation speed of the cooling fan and the like.
【0032】逆導通トランジスタ25はピーク値で数十
アンペアの大電流を通電・遮断するとともに周波数が約
20〜50kHzであるのでターンオン損失、ターンオ
フ損失あるいはダイオード25bの順方向電圧・電流に
よる電力損失が逆導通トランジスタ25の半導体部25
cに発生する。この損失により発した熱は、コレクタの
接続された金属ベース38bを介して、冷却ファンによ
り空冷される冷却フィン32に伝導し放熱される。The reverse conducting transistor 25 conducts and cuts off a large current of several tens of amperes at a peak value and has a frequency of about 20 to 50 kHz, so that a turn-on loss, a turn-off loss, or a power loss due to a forward voltage / current of the diode 25b is reduced. Semiconductor portion 25 of reverse conducting transistor 25
Occurs in c. The heat generated by this loss is conducted to the cooling fins 32, which are air-cooled by the cooling fan, through the metal base 38b to which the collector is connected, and radiated.
【0033】一方半導体部25cの熱は、また、ボンデ
ィングワイヤおよび樹脂を介して、エミッタ端子37に
伝導し、印刷配線板33に印刷された銅箔パターン37
bとのはんだ接続部37aを経由し、舌状に延長された
銅箔パターン37c(銅箔パターン37bと同電位)に
伝導する。銅箔パターン37cは図4のようにサーミス
タ31と交叉し、サーミスタ31と対向する配置となっ
ており、また接着剤42が、パターン37cの上にコー
ティングされた絶縁皮膜41とサーミスタ31間に充填
されているので、これらの部材を介しても、サーミスタ
31の感温部に前記の熱が安定して伝導する。On the other hand, the heat of the semiconductor portion 25c is conducted to the emitter terminal 37 via the bonding wire and the resin, and the copper foil pattern 37 printed on the printed wiring board 33 is formed.
Through the solder connection portion 37a with b, the conduction is made to the copper foil pattern 37c (the same potential as the copper foil pattern 37b) extended in a tongue shape. The copper foil pattern 37c intersects the thermistor 31 as shown in FIG. 4 and faces the thermistor 31, and the adhesive 42 is filled between the insulating film 41 coated on the pattern 37c and the thermistor 31. Therefore, even through these members, the heat is stably conducted to the temperature sensing portion of the thermistor 31.
【0034】また、サーミスタ31は、共通電位を逆導
通トランジスタ25のエミッタを共通電位(コモン電
位)としている制御回路28に接続されるので、サーミ
スタ31の端子部31c,31dおよびそれらに接続さ
れる銅箔パターン31a,31bと、エミッタ端子のは
んだ接続部37aおよび逆導通トランジスタ25のエミ
ッタに接続される銅箔パターン37b,37c間に印加
される電圧は通常約40V以下とすることができ、両者
間の絶縁破壊や高周波雑音のクロストーク等の恐れが少
ないので、印刷配線板上においてそれらの間隔は最小
0.5mm前後の小さな間隔としている。これにより、
逆導通トランジスタ25b半導体部25cからエミッタ
端子37を熱伝導経路として伝わってきた熱は、エミッ
タ端子37のはんだ接続部37aおよび印刷配線板33
の樹脂材料を経由して、サーミスタ31の端子部31
c,31dに至る経路あるいは、銅箔パターン37b,
37cからパターン31a,31bを経由してサーミス
タ31の端子部31c,31dに至る経路でサーミスタ
31に伝導され易くなる。Further, since the thermistor 31 is connected to the control circuit 28 having the common potential as the common potential (common potential) at the emitter of the reverse conducting transistor 25, the thermistor 31 is connected to the terminals 31c and 31d of the thermistor 31 and to them. The voltage applied between the copper foil patterns 31a and 31b and the copper foil patterns 37b and 37c connected to the solder connection portion 37a of the emitter terminal and the emitter of the reverse conducting transistor 25 can be usually about 40 V or less. Since there is little danger of insulation breakdown between them and crosstalk of high-frequency noise, the distance between them on the printed wiring board is set to a small distance of at least about 0.5 mm. This allows
The heat transmitted from the reverse conducting transistor 25b and the semiconductor portion 25c to the emitter terminal 37 as a heat conduction path is transferred to the solder connection portion 37a of the emitter terminal 37 and the printed wiring board 33.
Terminal part 31 of the thermistor 31 via the resin material of
c, 31d, or a copper foil pattern 37b,
The conduction from the thermistor 31 to the thermistor 31 is facilitated in a path extending from the terminal 37c to the terminals 31c and 31d of the thermistor 31 via the patterns 31a and 31b.
【0035】また、サーミスタ31をエミッタ端子のは
んだ接続部37aとゲート端子のはんだ接続部39aの
間に設けているので、ゲート端子39からも逆導通トラ
ンジスタ25の半導体部の熱が伝達されるので、サーミ
スタ31の受熱量を増加させることができる。Further, since the thermistor 31 is provided between the solder connection portion 37a of the emitter terminal and the solder connection portion 39a of the gate terminal, the heat of the semiconductor portion of the reverse conducting transistor 25 is also transmitted from the gate terminal 39. The amount of heat received by the thermistor 31 can be increased.
【0036】また、トランジスタの端子は銅合金製で、
通常断面が一辺が約1mmの板状になっており、トラン
ジスタ自身の組立性あるいはトランジスタをまげて印刷
配線板にはんだ付けする際の作業性を考えると、その断
面形状を大きくすることは困難である。一方、エミッタ
端子37に高周波の大電流が流れるので、表皮効果も加
わり、端子部が発熱する。同様に、エミッタ端子37に
接続される銅箔パターン37b,38bも発熱する。こ
れらの発熱量は、逆導通トランジスタの半導体部の損失
と比例している。このように、エミッタ端子37自身が
発熱するので、半導体部から伝導してくる熱のうち、端
子部や銅箔パターン部37から放熱される熱量を補うの
で、結果としてサーミスタ31が受け取る熱量が増加す
る。The terminal of the transistor is made of a copper alloy.
Normally, the cross section is in the form of a plate with a side of about 1 mm. Considering the assemblability of the transistor itself or the workability of rolling the transistor and soldering it to a printed wiring board, it is difficult to enlarge the cross section. is there. On the other hand, since a large high-frequency current flows through the emitter terminal 37, a skin effect is added, and the terminal generates heat. Similarly, the copper foil patterns 37b and 38b connected to the emitter terminal 37 also generate heat. These heat values are proportional to the loss of the semiconductor portion of the reverse conducting transistor. As described above, since the emitter terminal 37 itself generates heat, of the heat conducted from the semiconductor portion, the amount of heat radiated from the terminal portion and the copper foil pattern portion 37 is supplemented, and as a result, the amount of heat received by the thermistor 31 increases. I do.
【0037】以上のように本実施例によれば、逆導通ト
ランジスタ25の半導体部25cの電力損失で発生した
熱が、銅製であり熱伝導性の良いエミッタ端子37を伝
導するので、半導体部25cと、はんだ接続部37a間
の熱抵抗は小さくなる。また、サーミスタ31はエミッ
タ端子37を共通電位とする制御部28に信号を出力す
る構成であるので、サーミスタ31とエミッタ端子37
間には、通常約40V以下の電圧しか印加せず、はんだ
接続部37aあるいはエミッタ端子37aに接続された
印刷配線板の銅箔パターン37bと、サーミスタ31自
身あるいはサーミスタ31に接続される銅箔パターン3
1a、31b間の距離を小さくしても、銅箔パターン間
の浮遊容量で結合し高周波ノイズで誤動作をしたり、絶
縁破壊を起こす恐れがなく、前記の部分の距離を小さく
することによりエミッタ端子37とサーミスタ31間の
熱抵抗を小さくできる。また、サーミスタ31の端子部
31c,31dは基板を貫通することなく銅箔側から、
銅箔パターン31a、31bにはんだ付け接続する構成
であるので、サーミスタ31の端子部が最短化され、冷
却風等によるリード部での放熱が抑制され、はんだ接続
部37aとサーミスタ31の感温部間の熱抵抗を小さく
できる。従って、半導体部25cとサーミスタ31の感
温部間の熱抵抗を、その熱伝導経路において最小化し
て、半導体部25cの急激な温度上昇を感度良く検知し
て、冷却システムの異常や素子の異常を精度良く検知で
きる。As described above, according to the present embodiment, the heat generated by the power loss of the semiconductor portion 25c of the reverse conducting transistor 25 is conducted through the emitter terminal 37 made of copper and having good heat conductivity. Then, the thermal resistance between the solder connection portions 37a decreases. Further, since the thermistor 31 is configured to output a signal to the control unit 28 having the emitter terminal 37 as a common potential, the thermistor 31 and the emitter terminal 37
A voltage of about 40 V or less is normally applied between the copper foil pattern 37b of the printed wiring board connected to the solder connection portion 37a or the emitter terminal 37a and the copper foil pattern connected to the thermistor 31 itself or the thermistor 31 3
Even if the distance between 1a and 31b is reduced, there is no danger of malfunction due to high frequency noise due to the coupling by the stray capacitance between the copper foil patterns or dielectric breakdown. The thermal resistance between 37 and the thermistor 31 can be reduced. Also, the terminal portions 31c and 31d of the thermistor 31 are not penetrated through the substrate, but from the copper foil side.
Since the connection is made by soldering to the copper foil patterns 31a and 31b, the terminal portion of the thermistor 31 is minimized, heat radiation at the lead portion due to cooling air or the like is suppressed, and the solder connection portion 37a and the temperature sensing portion of the thermistor 31 are formed. The thermal resistance between them can be reduced. Therefore, the thermal resistance between the semiconductor part 25c and the temperature sensing part of the thermistor 31 is minimized in the heat conduction path, and the rapid temperature rise of the semiconductor part 25c is detected with high sensitivity, and the abnormality of the cooling system or the abnormality of the element is detected. Can be detected with high accuracy.
【0038】また、サーミスタ31はエミッタ端子37
aがはんだ接続された銅箔パターン37bと同電位の銅
箔パターン37cに絶縁皮膜と絶縁性の接着剤を介し、
対向配置され固定されたことにより、銅箔パターン37
cから熱が絶縁皮膜41と接着剤42を介してサーミス
タ31に安定して伝導するので、はんだ接続部37aと
サーミスタ31間の熱抵抗をさらに小さくすることがで
き、サーミスタ31は半導体部25cの急激な温度上昇
をさらに応答性良く検知できる。The thermistor 31 has an emitter terminal 37.
a is connected to the copper foil pattern 37c having the same potential as the copper foil pattern 37b to which the solder is connected by an insulating film and an insulating adhesive,
By being opposed and fixed, the copper foil pattern 37
c, the heat is stably conducted to the thermistor 31 via the insulating film 41 and the adhesive 42, so that the thermal resistance between the solder connection portion 37a and the thermistor 31 can be further reduced, and the thermistor 31 is connected to the semiconductor portion 25c. A rapid temperature rise can be detected with better responsiveness.
【0039】また、サーミスタ31と半導体部25c間
の熱結合が、エミッタ端子37をその熱伝導経路として
行われるように、サーミスタ31と銅箔パターン31
a,31bをはんだ接続部37aおよび銅箔パターン3
7b,37cに近接させたことにより、単線で構成され
たエミッタ端子部37に、高周波大電流の主電流が通電
されると、端子部自身あるいは端子部に接続された印刷
配線板の導体箔が表皮効果や大電流値であることなどに
より発熱するため、これらの熱が端子部37や印刷配線
板からの放熱を補正し、動作時のサーミスタ37の受け
取る熱量が増加するので、冷却システムが故障した状態
で、スイッチング素子を動作させた場合などにおいて、
スイッチング素子の半導体部の急激な温度上昇に、サー
ミスタ37が感度良く対応して、出力を抑制することが
できるものである。The thermistor 31 and the copper foil pattern 31 are so connected that the thermal connection between the thermistor 31 and the semiconductor portion 25c is performed using the emitter terminal 37 as a heat conduction path.
a and 31b are connected to the solder connection portion 37a and the copper foil pattern 3
7b and 37c, when a high-frequency, large-current main current is applied to the emitter terminal portion 37 composed of a single wire, the terminal portion itself or the conductive foil of the printed wiring board connected to the terminal portion is removed. Since heat is generated due to the skin effect and the large current value, the heat corrects the heat radiation from the terminal portion 37 and the printed wiring board, and the amount of heat received by the thermistor 37 during operation increases. When the switching element is operated in the state where
The thermistor 37 can respond to a rapid rise in the temperature of the semiconductor portion of the switching element with high sensitivity and suppress the output.
【0040】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて図5により説明する。(Embodiment 2) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【0041】図5は2石インバータを示す回路図で、商
用電源51に、全波整流を行う整流器52が接続され、
チョークコイル53がその正極側に接続されている。平
滑コンデンサ58がチョークコイル53の負荷側端子と
整流器52の負極端子間に接続される。平滑コンデンサ
58の両端にはトランジスタ59aとダイオード59b
がワンパッケージ化された逆導通トランジスタ59と加
熱コイル57の直列回路が接続され、トランジスタ59
aに逆並列にダイオード59bが接続される。加熱コイ
ル57に並列に、コンデンサ54と、コンデンサ55と
トランジスタ26の直列回路が接続され、トランジスタ
59に逆並列にダイオード60が接続される。FIG. 5 is a circuit diagram showing a two-stage inverter. A rectifier 52 for performing full-wave rectification is connected to a commercial power supply 51.
A choke coil 53 is connected to the positive electrode side. A smoothing capacitor 58 is connected between the load terminal of the choke coil 53 and the negative terminal of the rectifier 52. A transistor 59a and a diode 59b are provided at both ends of the smoothing capacitor 58.
Are connected in series with a series circuit of a reverse conducting transistor 59 and a heating coil 57 in a single package.
A diode 59b is connected in antiparallel to a. A capacitor 54, a series circuit of the capacitor 55 and the transistor 26 are connected in parallel with the heating coil 57, and a diode 60 is connected in antiparallel to the transistor 59.
【0042】制御回路61は逆導通トランジスタ59の
エミッタを共通電位とし、そのエミッタ−ゲート間にパ
ルスを出力すると共に、駆動回路63にトランジスタ5
6の駆動パルスを出力する。駆動回路63はフォトカプ
ラを含み、制御回路61の駆動信号に応じて、トランジ
スタ56のエミッタ−ゲート間にパルスを出力する。サ
ーミスタ62は逆導通トランジスタ59の温度検知素子
で、制御回路63に接続される。The control circuit 61 sets the emitter of the reverse conducting transistor 59 to a common potential, outputs a pulse between the emitter and the gate, and supplies the driving circuit 63 with the transistor 5.
6 is output. The drive circuit 63 includes a photocoupler, and outputs a pulse between the emitter and the gate of the transistor 56 according to a drive signal of the control circuit 61. The thermistor 62 is a temperature detecting element of the reverse conducting transistor 59 and is connected to the control circuit 63.
【0043】図6に示すように整流器52,トランジス
タ56,ダイオード60,逆導通トランジスタ59は実
施例1と同様に冷却フィン65にネジ締め固定し、それ
ぞれの端子を直角に折り曲げ、プリント配線板64の穴
に挿入し、銅箔側からはんだ付け接続した場合の概略配
置を示す平面図である。冷却フィン32は断面形状が図
7のようになっており、押し出し成型されている。図6
の上部方向に冷却ファンが配置され、上方から下方に向
かって冷却風が送風される。As shown in FIG. 6, the rectifier 52, the transistor 56, the diode 60, and the reverse conducting transistor 59 are fixed to the cooling fin 65 with screws in the same manner as in the first embodiment. FIG. 4 is a plan view showing a schematic arrangement in a case where the semiconductor device is inserted into a hole of FIG. The cooling fin 32 has a sectional shape as shown in FIG. 7 and is extruded. FIG.
A cooling fan is disposed in the upper direction of the cooling fan, and cooling air is blown from above to below.
【0044】図6で一点鎖線と斜線で示す部分は印刷配
線板64の裏面の銅箔パターンで、トランジスタ56の
コレクタ端子とエミッタ端子と、逆導通トランジスタ5
9の各端子と、サーミスタ31の端子がはんだ付けされ
ている箇所の周辺部分を示している。銅箔パターン67
b−銅箔パターン66c間,銅箔パターン67b−銅箔
パターン68b間,銅箔パターン70a−銅箔パターン
67b間はそれぞれ100V前後の高圧が印加されるの
で約4mmの距離が設けられている。棒状のサーミスタ
62は両端面が銅箔パターン62a,62bにはんだ接
続され、エミッタ端子66のはんだ接続部68aの近傍
で、銅箔パターン66bと約0.3mmの間隔を設け
て、銅箔パターン62a,62bが囲むように配置され
ている。トランジスタ59のゲートに接続される銅箔パ
ターン68bも銅箔パターン62bに約0.3mmの間
隔で隣接する部分をサーミスタ62a近傍で設けてい
る。In FIG. 6, a portion indicated by a dashed line and a hatched portion is a copper foil pattern on the back surface of the printed wiring board 64, and the collector terminal and the emitter terminal of the transistor 56 and the reverse conducting transistor 5
9 shows the respective terminals and the peripheral portion of the place where the terminals of the thermistor 31 are soldered. Copper foil pattern 67
Since a high voltage of about 100 V is applied between the copper foil pattern 66c, the copper foil pattern 67b and the copper foil pattern 68b, and between the copper foil pattern 70a and the copper foil pattern 67b, a distance of about 4 mm is provided. Both ends of the bar-shaped thermistor 62 are connected by soldering to the copper foil patterns 62a and 62b. Near the solder connecting portion 68a of the emitter terminal 66, a distance of about 0.3 mm from the copper foil pattern 66b is provided. , 62b are arranged so as to surround them. The copper foil pattern 68b connected to the gate of the transistor 59 also has a portion adjacent to the copper foil pattern 62b at an interval of about 0.3 mm near the thermistor 62a.
【0045】以上のように構成された加熱調理器につい
てその動作を説明する。トランジスタ59bの導通時
は、加熱コイル57を介して、平滑コンデンサ58から
一定の傾きで電流が流れ、トランジスタ59aがオフす
る(時点t1)と加熱コイル57に蓄積されたエネルギ
ーにより、加熱コイル57はコンデンサ54と共振し、
共振電圧がトランジスタ59bのコレクタエミッタ間に
印加する。The operation of the heating cooker configured as described above will be described. When the transistor 59b is conducting, a current flows at a constant gradient from the smoothing capacitor 58 via the heating coil 57, and when the transistor 59a is turned off (time t1), the heating coil 57 is turned on by the energy accumulated in the heating coil 57. Resonates with the capacitor 54,
A resonance voltage is applied between the collector and the emitter of the transistor 59b.
【0046】トランジスタ59bのコレクタ電位が共振
により上昇しダイオード60のカソード電位に到達する
(時点t2)と、ダイオード60に電流が流れ、コンデ
ンサ55の容量をコンデンサ54の容量の約10から2
0倍以上の十分大きな容量としておけば、加熱コイル5
7に略一定の傾きで増加する電流が流れ電圧はクランプ
される。この間ダイオード60には略一定の傾きで減少
する電流が流れる。ダイオード60に電流が流れている
時に、トランジスタ56を駆動して待機させてておけ
ば、ダイオード60の電流がゼロとなってからも、略一
定の傾きで増加する電流がトランジスタ56を介して加
熱コイル57に流れ共振電圧のクランプ状態は継続され
る。When the collector potential of the transistor 59b rises due to resonance and reaches the cathode potential of the diode 60 (time t2), a current flows through the diode 60, and the capacity of the capacitor 55 is reduced from about 10 to 2 times the capacity of the capacitor 54.
If it is set to a sufficiently large capacity of 0 times or more, the heating coil 5
7, a current that increases with a substantially constant gradient flows, and the voltage is clamped. During this time, a current that decreases with a substantially constant gradient flows through the diode 60. If the transistor 56 is driven and kept in a standby state when a current is flowing through the diode 60, even if the current of the diode 60 becomes zero, a current that increases with a substantially constant slope is heated via the transistor 56. The current flows through the coil 57 and the clamped state of the resonance voltage is continued.
【0047】その後トランジスタ56を介して加熱コイ
ル57に電流が流れているときに、トランジスタ56が
オフする(時点t3)と、加熱コイル57に蓄積された
エネルギーにより加熱コイル57とコンデンサ54が共
振してトランジスタ59のコレクタ電位が短時間で低下
する。After that, when a current flows through the heating coil 57 via the transistor 56 and the transistor 56 is turned off (time t3), the energy stored in the heating coil 57 causes the heating coil 57 and the capacitor 54 to resonate. As a result, the collector potential of the transistor 59 decreases in a short time.
【0048】トランジスタ59のコレクタ電位が低下し
て、トランジスタ59のエミッタ電位に到達する(時点
t4)と、ダイオード59bに電流が流れエミッタ電位
でクランプされる。この時、ダイオード59bには一定
の傾きで減少する電流が流れ、ダイオード59に電流が
流れている間にトランジスタ59aを駆動して待機させ
ておけばダイオード59bに流れる電流がゼロとなって
以降は、トランジスタ59bが導通状態となり、加熱コ
イル57とトランジスタ59bに一定の傾きで増加する
電流が流れトランジスタ59bのコレクタはゼロ電圧を
維持する。When the collector potential of the transistor 59 decreases and reaches the emitter potential of the transistor 59 (time t4), a current flows through the diode 59b and is clamped at the emitter potential. At this time, a current that decreases at a constant gradient flows through the diode 59b. If the transistor 59a is driven to stand by while the current is flowing through the diode 59, the current flowing through the diode 59b becomes zero. Then, the transistor 59b becomes conductive, and a current that increases with a constant gradient flows through the heating coil 57 and the transistor 59b, and the collector of the transistor 59b maintains zero voltage.
【0049】この後は上記の時点t1でトランジスタ5
9bがオフして上記の動作を繰り返す。この繰り返し周
期を一定にし、かつ時点t1と時点t3のトランジスタ
のオフタイミングを変更することにより、すなわち、制
御回路31によるトランジスタ29とトランジスタ56
の駆動の繰り返し周期を一定にして、両者の駆動時間の
比率を変更することにより加熱コイル57の電流を制御
して出力を変更することができる。Thereafter, at the time point t1, the transistor 5
9b turns off and the above operation is repeated. By making the repetition period constant and changing the off timing of the transistors at the time points t1 and t3, that is, by controlling the transistors 29 and 56 by the control circuit 31,
It is possible to control the current of the heating coil 57 and change the output by changing the ratio of the driving times of both while keeping the driving repetition cycle constant.
【0050】トランジスタ56は上記のように、加熱コ
イル57とコンデンサ60の共振電圧をクランプするも
ので、トランジスタ56のオフ時の電流はトランジスタ
59aの値より小さくなり、同様の定格のスイッチング
素子を使用した場合には、損失も同様にトランジスタ5
9aよりもトランジスタ56のほうが小さくなる。本実
施例の構成の一例として、入力が200V,2kWの出
力を得る実験では、トランジスタ56の損失は約20
W,逆導通トランジスタ59はトランジスタ59aが約
40W,ダイオード59bが約5Wで合計45Wとなる
データが得られた。As described above, the transistor 56 clamps the resonance voltage between the heating coil 57 and the capacitor 60. The current when the transistor 56 is turned off is smaller than the value of the transistor 59a. In this case, the loss is similarly reduced by the transistor 5
The transistor 56 is smaller than 9a. As an example of the configuration of the present embodiment, in an experiment in which an input of 200 V and an output of 2 kW is obtained, the loss of the transistor 56 is about 20%.
As for the reverse conduction transistor 59, the transistor 59a has a data of about 40 W and the diode 59b has a data of about 5 W with a total of 45 W.
【0051】トランジスタ56とダイオード60を上記
のように電流を抑制して低損失化し、両者をそれぞれ絶
縁型パッケージとして整流器52と冷却フィン65の風
上側に分離固定するとともに、トランジスタ59aとダ
イオード59bを同一パッケージ内に一体成型して小型
化し、そのパッケージを金属ベースが露出している非絶
縁型として、半導体部とケース間の熱抵抗を小さくする
ことにより、逆導通トランジスタ59内部で増大する損
失による半導体部の温度上昇を抑制することで、インバ
ータの半導体素子を同一冷却フィン65に載置して、バ
ランス良く冷却することができる。As described above, the current of the transistor 56 and the diode 60 is suppressed to reduce the loss, and both are separated and fixed on the windward side of the rectifier 52 and the cooling fin 65 as insulating packages, respectively, and the transistor 59a and the diode 59b are connected. By reducing the thermal resistance between the semiconductor portion and the case by reducing the thermal resistance between the semiconductor portion and the case by reducing the thermal resistance between the semiconductor portion and the case by integrally molding the package in the same package to reduce the size, the loss is increased. By suppressing the temperature rise of the semiconductor portion, the semiconductor element of the inverter can be mounted on the same cooling fin 65 and cooled in a well-balanced manner.
【0052】また、サーミスタ62が、逆導通トランジ
スタ59のエミッタ端子66のはんだ接続部66aの近
傍で、銅箔側から、端部を銅箔にはんだ付けにより接続
されているので、感度良く逆導通トランジスタ59の半
導体部の温度を検知することができると共に、トランジ
スタ56,整流器52,ダイオード60が逆導通トラン
ジスタ59と冷却フィンを介して熱結合するので、これ
らの異常発熱をサーミスタ62により検知できる。Further, since the thermistor 62 is soldered from the copper foil side to the end of the thermistor 62 by soldering in the vicinity of the solder connection portion 66a of the emitter terminal 66 of the reverse conduction transistor 59, the reverse conduction is performed with high sensitivity. The temperature of the semiconductor portion of the transistor 59 can be detected, and the transistor 56, the rectifier 52, and the diode 60 are thermally coupled to the reverse conducting transistor 59 via the cooling fins.
【0053】また、上記のトランジスタ56と逆導通ト
ランジスタ59のオンオフによる電流波形の不連続の生
じる時点t1,時点t2,時点t3,時点t4におい
て、図6のAとBで示すギャップから、トランジスタ5
6と逆導通トランジスタ59のオフ時の、そしてダイオ
ード60と逆導通トランジスタ59のダイオードの導通
時の電流波形に対応した周波数の輻射ノイズが発生する
が、一体となった冷却フィン65がこの部分を覆ってい
るので、外部に漏洩するのを抑制することができる。At time t1, time t2, time t3, and time t4 at which a discontinuity in the current waveform occurs due to turning on and off of the transistor 56 and the reverse conducting transistor 59, the transistor 5 is removed from the gap shown by A and B in FIG.
Radiation noise occurs at a frequency corresponding to the current waveform when the diode 6 and the reverse conducting transistor 59 are turned off and when the diode 60 and the diode of the reverse conducting transistor 59 are conducting. Because it covers, leakage to the outside can be suppressed.
【0054】また、サーミスタ31をはんだ槽に浸すこ
とで、印刷配線板33上に形成した銅箔パターン31
a,31bにはんだで接続・固定できるので、サーミス
タ31の固定と配線作業が簡素化されるとともに、サー
ミスタ31やそれに接続される接続線が、逆導通トラン
ジスタ25やそれと同電位の冷却フィン32あるいは、
加熱コイルなどの高電位部品、強磁界発生部品に近接し
ないように、印刷配線板33上に固定することができ、
サーミスタ31の検知回路を介して制御回路28に高周
波雑音が伝達するのを抑制したり、配線作業のばらつき
で、高周波雑音の制御回路28へ影響度が変化するのを
避けることができる。Further, the copper foil pattern 31 formed on the printed wiring board 33 is formed by immersing the thermistor 31 in a solder bath.
a, 31b can be connected and fixed by soldering, so that the fixing and wiring work of the thermistor 31 are simplified, and the thermistor 31 and the connection line connected thereto are connected to the reverse conducting transistor 25 or the cooling fin 32 having the same potential as the reverse conducting transistor 25 or the cooling fin 32. ,
It can be fixed on the printed wiring board 33 so as not to be close to high-potential components such as a heating coil and strong magnetic field generating components.
The transmission of high-frequency noise to the control circuit 28 via the detection circuit of the thermistor 31 can be suppressed, and the influence of the high-frequency noise on the control circuit 28 due to variation in wiring work can be prevented.
【0055】以上のように、逆導通トランジスタ59の
半導体部の電力損失で発生した熱が、銅製で熱伝導性の
良く、また、長さも短いエミッタ端子66を主熱伝導経
路として伝達されるので、逆導通トランジスタ59の半
導体部と、はんだ接続部66a間の熱抵抗が小さくな
る。As described above, the heat generated due to the power loss of the semiconductor portion of the reverse conducting transistor 59 is transmitted through the copper-made, high-heat-conductivity, short-length emitter terminal 66 as the main heat conduction path. The thermal resistance between the semiconductor portion of the reverse conducting transistor 59 and the solder connection portion 66a is reduced.
【0056】また、サーミスタ62は逆導通トランジス
タ59のエミッタを共通電位とする制御回路61に接続
される構成であり、サーミスタ62とエミッタ端子66
間には、通常約40V以下の低電圧しか印加せず、絶縁
破壊の恐れがないので、エミッタ端子66のはんだ接続
部66aあるいは銅箔パターン66bと、サーミスタ6
2あるいは銅箔パターン62a,62b間の距離を小さ
くしてはんだ端子66aとサーミスタ62間の熱抵抗を
小さくできる。The thermistor 62 is configured to be connected to a control circuit 61 that uses the emitter of the reverse conducting transistor 59 as a common potential.
Since only a low voltage of about 40 V or less is normally applied between them and there is no fear of dielectric breakdown, the solder connection 66a or the copper foil pattern 66b of the emitter terminal 66 and the thermistor 6
2 or the distance between the copper foil patterns 62a and 62b can be reduced to reduce the thermal resistance between the solder terminal 66a and the thermistor 62.
【0057】また、サーミスタ62の端子部は印刷配線
板64を貫通することなく銅箔側から、銅箔パターン6
2a,62bにはんだ付け接続する構成であるので、サ
ーミスタ62の端子部が最短化され、冷却風等による端
子部での放熱が抑制され、はんだ接続部66aとサーミ
スタ62の感温部間の熱抵抗をさらに小さくできる。The terminal portion of the thermistor 62 does not penetrate through the printed wiring board 64, and the copper foil pattern 6
2a and 62b, the terminal portion of the thermistor 62 is minimized, heat radiation at the terminal portion due to cooling air or the like is suppressed, and the heat between the solder connection portion 66a and the temperature sensing portion of the thermistor 62 is reduced. Resistance can be further reduced.
【0058】従って、逆導通トランジスタ59の半導体
部とサーミスタ62の感温部間の熱抵抗を、その熱伝導
経路において最小化して、逆導通トランジスタ59の半
導体部の温度を追随性良く検知して、冷却システムの異
常や素子の異常による急激な温度変化に応じた精度良い
出力制御が可能となる。Therefore, the thermal resistance between the semiconductor portion of the reverse conducting transistor 59 and the temperature sensing portion of the thermistor 62 is minimized in the heat conduction path, and the temperature of the semiconductor portion of the reverse conducting transistor 59 is detected with good tracking. In addition, accurate output control can be performed in response to a sudden temperature change due to a cooling system abnormality or an element abnormality.
【0059】さらに逆導通トランジスタ59とトランジ
スタ56を同一冷却フィン65に固定して、逆導通トラ
ンジスタ59をトランジスタ56と熱結合させるので、
トランジスタ56の半導体部の異常発熱も同時に検知す
ることができる。Further, since the reverse conducting transistor 59 and the transistor 56 are fixed to the same cooling fin 65 and the reverse conducting transistor 59 is thermally coupled to the transistor 56,
Abnormal heat generation of the semiconductor portion of the transistor 56 can be detected at the same time.
【0060】さらに、冷却フィン65が高電位側のトラ
ンジスタ56用と低電位側の逆導通トランジスタ59用
の2個に分割されないので、トランジスタ56と第2の
スイッチング素子に接続される主電流の流れる導体箔を
隙間なく覆い、冷却フィン間の隙間から漏洩する輻射雑
音を無くするので、逆導通トランジスタ59とトランジ
スタ56のオンオフ時に発生する輻射雑音の低減効果を
増すことができるという作用を有するものである。Further, since the cooling fin 65 is not divided into two, one for the transistor 56 on the high potential side and the other for the reverse conducting transistor 59 on the low potential side, the main current connected to the transistor 56 and the second switching element flows. Since the conductor foil is covered without any gap and radiation noise leaking from the gap between the cooling fins is eliminated, the effect of reducing the radiation noise generated when the reverse conducting transistor 59 and the transistor 56 are turned on and off can be increased. is there.
【0061】さらに、損失の小なるトランジスタ56
を、その半導体部と冷却フィン65とを電気的に絶縁す
る絶縁型パッケージとすると共に、損失の大なる逆導通
トランジスタ59を半導体部の特定電極と冷却フィンと
を電気的に非絶縁とした非絶縁型パッケージとなし、非
絶縁のトランジスタ56を絶縁型の逆導通トランジスタ
59よりも冷却ファン側に固定することにより、損失の
大なる逆導通トランジスタ59の半導体部−ケース間の
熱抵抗を小とし、冷却フィン65への放熱を大として、
その半導体部の冷却効果を高め、かつ冷却風の風下に配
置することにより絶縁型のトランジスタ65のケース温
度への熱影響を低減できる。一方、半導体部−ケース間
の熱抵抗が大となる絶縁型のトランジスタ56の損失を
小として、その半導体部−ケース間の温度差を低減する
とともに、冷却ファン側(風上)に配置して、冷却フィ
ンへの放熱量が大となるトランジスタの発熱からの熱影
響を小として、トランジスタ56のケース温度の上昇を
最小限として、その半導体部の温度上昇を抑制するの
で、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子
の各半導体部の温度上昇をバランス良く抑制し冷却する
ことができるという作用を有する。Further, the transistor 56 having a small loss
Is an insulated package that electrically insulates the semiconductor portion from the cooling fins 65, and the non-conductive package 59 in which a large loss of the reverse conducting transistor 59 is electrically insulated from the specific electrode of the semiconductor portion and the cooling fins. Since the non-insulated transistor 56 is fixed to the cooling fan side of the insulated reverse conduction transistor 59 in the form of an insulation type package, the thermal resistance between the semiconductor portion and the case of the reverse conduction transistor 59 which causes a large loss can be reduced. , Heat radiation to the cooling fins 65 is large,
By increasing the cooling effect of the semiconductor part and arranging it downstream of the cooling air, the thermal effect on the case temperature of the insulating transistor 65 can be reduced. On the other hand, by reducing the loss of the insulating transistor 56 in which the thermal resistance between the semiconductor portion and the case becomes large, the temperature difference between the semiconductor portion and the case is reduced, and the transistor is arranged on the cooling fan side (upwind). Since the heat effect from the heat generated by the transistor, in which the amount of heat dissipated to the cooling fin is large, is reduced, the rise in the case temperature of the transistor 56 is minimized, and the rise in the temperature of the semiconductor portion is suppressed. In addition, the semiconductor device of the second switching element has an effect that the temperature rise of each semiconductor portion can be suppressed in a well-balanced manner and can be cooled.
【0062】[0062]
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、スイッチング素子の半導体部と感温素子の感温部
間の熱抵抗を、その熱伝導経路において最小化して、ス
イッチング素子の急激な温度上昇を感度良く検知し、冷
却システムの異常や素子の異常に応じた精度の良い出力
制御の可能な、安価な誘導加熱調理器を提供できるとい
う効果が得られる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the thermal resistance between the semiconductor part of the switching element and the temperature sensing part of the temperature sensing element is minimized in the heat conduction path, and the switching element Thus, it is possible to provide an inexpensive induction heating cooker capable of detecting a rapid rise in temperature with high sensitivity and capable of performing accurate output control in response to an abnormality in a cooling system or an element.
【0063】また、請求項2記載の発明によれば、簡単
な構成でスイッチング素子の低電位側端子と感温素子間
の熱抵抗をさらに小さくすることができ、スイッチング
素子の急激な温度上昇を応答性良く検知できる安価な誘
導加熱調理器を提供できるという効果が得られる。According to the second aspect of the present invention, the thermal resistance between the low-potential terminal of the switching element and the temperature-sensitive element can be further reduced with a simple configuration, and the rapid temperature rise of the switching element can be prevented. The effect is obtained that an inexpensive induction heating cooker that can be detected with good responsiveness can be provided.
【0064】また、請求項3記載の発明によれば、スイ
ッチング素子の主電流の流れる低電位側端子部での発熱
が冷却風や印刷配線板からの放熱により失われる熱量を
補正し、感温素子に伝達する熱量を増加させるので、感
温素子がスイッチング素子の半導体部の急激な温度上昇
をさらに感度良く検知して、出力を精度良く制御可能な
誘導加熱調理器を提供できるという効果が得られる。According to the third aspect of the present invention, the heat generated at the low potential side terminal portion of the switching element through which the main current flows is corrected by the amount of heat lost by the cooling air or the heat radiated from the printed wiring board. Since the amount of heat transmitted to the element is increased, the temperature-sensitive element can detect an abrupt temperature rise of the semiconductor portion of the switching element with higher sensitivity, and can provide an induction heating cooker capable of controlling the output with high accuracy. Can be
【0065】また、請求項4記載の発明によれば、周波
数変換装置を構成する電位の異なる複数のスイッチング
素子が交互にオン、オフするのに伴って発生する輻射雑
音の少ない小型の誘導加熱調理器を提供できるいう効果
が得られる。According to the fourth aspect of the present invention, a small-sized induction heating cooking with less radiation noise generated when a plurality of switching elements constituting the frequency conversion device having different potentials are alternately turned on and off. The effect that a container can be provided is obtained.
【0066】また、請求項5記載の発明によれば、周波
数変換装置を構成する電位の異なる複数のスイッチング
素子の半導体部の異常発熱を単一の感温素子でかつ簡単
な構成により検知でき、信頼性の高い、また前記のスイ
ッチング素子が交互にオン、オフ時に発生する輻射雑音
の少ない誘導加熱調理器を提供できるという効果が得ら
れる。According to the fifth aspect of the present invention, abnormal heat generation of the semiconductor portions of a plurality of switching elements having different potentials constituting the frequency converter can be detected with a single temperature-sensitive element and with a simple configuration. The effect is obtained that it is possible to provide an induction heating cooker that is highly reliable and has less radiation noise generated when the switching elements are alternately turned on and off.
【0067】また、請求項6記載の発明によれば、周波
数変換装置を構成する電位の異なる複数のスイッチング
素子を単一の冷却フィンでバランス良く冷却し、安価で
小型でかつ輻射雑音の小さな誘導加熱調理器を提供でき
るという効果が得られる。According to the invention of claim 6, a plurality of switching elements having different potentials constituting the frequency conversion device are cooled in a well-balanced manner by a single cooling fin, and are inexpensive, small, and small inducing radiation noise. The effect that a cooking device can be provided is obtained.
【図1】本発明の第1の実施例の誘導加熱調理器の回路
ブロック図FIG. 1 is a circuit block diagram of an induction heating cooker according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同誘導加熱調理器のスイッチング素子近傍の透
視斜視図FIG. 2 is a perspective view of the vicinity of a switching element of the induction heating cooker.
【図3】同誘導加熱調理器のスイチング素子近傍の断面
図FIG. 3 is a sectional view showing the vicinity of a switching element of the induction heating cooker.
【図4】同誘導加熱調理器の別のスイチング素子近傍の
断面図FIG. 4 is a sectional view showing the vicinity of another switching element of the induction heating cooker;
【図5】本発明の第2の実施例の誘導加熱調理器の回路
ブロック図FIG. 5 is a circuit block diagram of an induction heating cooker according to a second embodiment of the present invention.
【図6】同誘導加熱調理器のスイッチング素子近傍の平
面図FIG. 6 is a plan view near the switching element of the induction heating cooker.
【図7】同誘導加熱調理器の冷却フィンの断面図FIG. 7 is a sectional view of a cooling fin of the induction heating cooker.
【図8】従来の誘導加熱調理器の回路ブロック図FIG. 8 is a circuit block diagram of a conventional induction heating cooker.
【図9】従来の誘導加熱調理器のスイッチング素子近傍
の斜視図FIG. 9 is a perspective view showing the vicinity of a switching element of a conventional induction heating cooker.
25 逆導通トランジスタ(スイッチング素子) 25c 半導体部 26 加熱コイル 28 制御回路(制御部) 31 サーミスタ(感温素子) 31a,31b 銅箔パターン(導体箔) 31c,31d サーミスタ(感温素子)の端子部 32 冷却フィン 33 印刷配線板 37 エミッタ端子(主電流の流れる低電位側端子) 37b,37c 銅箔パターン(導体箔) 39 ゲート端子(低電位側端子) 42 接着剤 56 トランジスタ(第2のスイッチング素子) 57 加熱コイル 59 逆導通トランジスタ(第1のスイッチング素子) 61 制御回路(制御部) 62 サーミスタ(感温素子) 62a,62b,66b,67b,68b 銅箔パター
ン(導体箔) 64 印刷配線板 65 冷却フィン 66 エミッタ端子(主電流の流れる低電位側端子) 68 ゲート端子(低電位側端子)Reference Signs List 25 reverse conducting transistor (switching element) 25c semiconductor section 26 heating coil 28 control circuit (control section) 31 thermistor (thermosensitive element) 31a, 31b copper foil pattern (conductor foil) 31c, 31d terminal section of thermistor (thermosensitive element) 32 Cooling fin 33 Printed wiring board 37 Emitter terminal (low potential side terminal through which main current flows) 37b, 37c Copper foil pattern (conductor foil) 39 Gate terminal (low potential side terminal) 42 Adhesive agent 56 Transistor (second switching element) 57) heating coil 59 reverse conducting transistor (first switching element) 61 control circuit (control unit) 62 thermistor (temperature sensing element) 62a, 62b, 66b, 67b, 68b copper foil pattern (conductor foil) 64 printed wiring board 65 Cooling fin 66 Emitter terminal (low potential side terminal where main current flows) 6 Gate terminal (low potential side terminal)
Claims (6)
てなるケース部が冷却フィンに固定されるとともに印刷
配線板の導体箔で形成された接続線に端子がはんだ接続
されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子の半
導体部と熱結合する感温素子と、前記感温素子の検知結
果に応じて、制御内容を変更するとともに、前記スイッ
チング素子の低電位側端子を共通電位として前記スイッ
チング素子のオンオフを制御する制御部を有して前記加
熱コイルに高周波電流を発生する周波数変換装置を備
え、前記感温素子と前記スイッチング素子の半導体部の
熱結合が、前記スイッチング素子の低電位側端子をその
主熱伝導経路として行われるように、前記感温素子を前
記印刷配線板上に配設するとともに、前記感温素子の端
子部は前記印刷配線板を貫通することなく導体箔側か
ら、印刷配線板の導体箔にはんだ接続する構成とする誘
導加熱調理器。1. A heating coil, and a switching element having a case part formed by molding a semiconductor part made of resin fixed to cooling fins and having terminals soldered to connection lines formed of conductive foil of a printed wiring board. A temperature-sensitive element that is thermally coupled to a semiconductor portion of the switching element, and the control content is changed in accordance with a detection result of the temperature-sensitive element. A frequency converter having a control unit for controlling on / off and generating a high-frequency current in the heating coil is provided, and thermal coupling between the temperature-sensitive element and the semiconductor unit of the switching element is performed by connecting a low-potential side terminal of the switching element to the low-potential side terminal of the switching element. The temperature sensing element is disposed on the printed wiring board so as to be used as a main heat conduction path, and the terminal portion of the temperature sensing element is connected to the printed wiring board. The induction heating cooker is configured to be connected to the conductor foil of the printed wiring board by soldering from the conductor foil side without penetrating through.
側端子と導体箔のはんだ接続部から延設した導体箔に絶
縁性の接着剤を介し、対向配置された請求項1記載の誘
導加熱調理器。2. The induction heating according to claim 1, wherein the temperature-sensitive element is disposed opposite to the conductor foil extending from the low-potential side terminal of the switching element and the solder connection portion of the conductor foil via an insulating adhesive. Cooking device.
子の半導体部間の熱結合が、前記スイッチング素子の主
電流の流れる低電位側端子をその主熱伝導経路として行
われるように配設した請求項1または2記載の誘導加熱
調理器。3. The temperature sensing element is disposed such that thermal coupling between the temperature sensing element and the semiconductor portion of the switching element is performed using a low potential side terminal of the switching element through which a main current flows as a main heat conduction path. The induction heating cooker according to claim 1 or 2, wherein
てなるケース部が冷却フィンに固定されるとともに印刷
配線板の導体箔で形成された接続線に端子がはんだ接続
される高電位側の第2のスイッチング素子および低電位
側の第1のスイッチング素子と、第1のスイッチング素
子と第2のスイッチング素子を交互に導通して加熱コイ
ルに高周波電流を発生する周波数変換装置とを備え、第
1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子を同一
冷却フィンに固定するとともに、第1のスイッチング素
子の主電流の流れる両端子に接続される導体箔間のスペ
ースと、第2のスイッチング素子の主電流の流れる端子
間に接続される導体箔間のスペースを前記冷却フィンで
同時に覆うようにした誘導加熱調理器。4. A high-potential side on which a heating coil and a case portion formed by molding a semiconductor portion with a resin are fixed to cooling fins and terminals are connected by soldering to connection lines formed of conductive foil of the printed wiring board. A second switching element and a first switching element on the low potential side, and a frequency conversion device that alternately conducts the first switching element and the second switching element to generate a high-frequency current in the heating coil, The first switching element and the second switching element are fixed to the same cooling fin, and a space between conductor foils connected to both terminals of the first switching element through which a main current flows, and a main switching element of the second switching element. An induction heating cooker in which a space between conductor foils connected between terminals through which current flows is simultaneously covered with the cooling fins.
が冷却フィンに固定されるとともに印刷配線板の導体箔
で形成された接続線に端子がはんだ接続される高電位側
の第2のスイッチング素子および低電位側の第1のスイ
ッチング素子と、第1のスイッチング素子の半導体部と
熱結合する感温素子と、前記感温素子の検知結果に応じ
て制御内容を変更するとともに第1のスイッチング素子
の低電位側端子を共通電位として、第1のスイッチング
素子および第2のスイッチング素子のオンオフを制御す
る制御部を有し、第1のスイッチング素子と第2のスイ
ッチング素子を交互に導通して加熱コイルに高周波電流
を発生する周波数変換装置を備え、第1のスイッチング
素子と第2のスイッチング素子を同一冷却フィンに固定
して、前記冷却フィンが第1のスイッチング素子と第2
のスイッチング素子に接続される主電流の流れる印刷配
線板の導体箔間のスペースを同時に覆うようにするとと
もに、前記感温素子と第1のスイッチング素子の半導体
部間の熱結合が、第1のスイッチング素子の低電位側端
子をその主熱伝導経路として行われるように、前記感温
素子を前記印刷配線板上に配設する構成の請求項1〜4
のいずれか1項に記載の誘導加熱調理器。5. A second high-potential side in which a case portion formed by molding a semiconductor portion with a resin is fixed to cooling fins and terminals are soldered to connection lines formed of conductive foil of the printed wiring board. A switching element, a first switching element on a low potential side, a temperature-sensitive element thermally coupled to a semiconductor portion of the first switching element, and control contents changed according to a detection result of the temperature-sensitive element, and A control unit that controls on / off of the first switching element and the second switching element by setting a low potential side terminal of the switching element as a common potential, and alternately conducts the first switching element and the second switching element; And a frequency converter for generating a high-frequency current in the heating coil. The first switching element and the second switching element are fixed to the same cooling fin. The first switching element and the second
To simultaneously cover the space between the conductor foils of the printed wiring board through which the main current flows, which is connected to the switching element, and the thermal coupling between the temperature-sensitive element and the semiconductor portion of the first switching element is the first. 5. The structure according to claim 1, wherein said temperature sensing element is arranged on said printed wiring board so that a low potential side terminal of a switching element is used as a main heat conduction path.
The induction heating cooker according to any one of the above.
え、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子
の損失の小なる方を、その半導体部と冷却フィンとを電
気的に絶縁する絶縁型パッケージとすると共に、損失の
大なる方をその半導体部の特定電極と冷却フィンとを電
気的に非絶縁とした非絶縁型パッケージとなし、前記非
絶縁型パッケージのスイッチング素子を前記絶縁型パッ
ケージのスイッチング素子よりも冷却ファン側に固定す
る構成とした請求項4または5記載の誘導加熱調理器。6. An insulated package including a cooling fan that blows air to the cooling fins, and electrically insulates the semiconductor portion and the cooling fins from the smaller loss of the first switching element and the second switching element. In addition, the non-insulating type package in which the specific electrode of the semiconductor portion and the cooling fin are electrically non-insulated is used for the larger loss, and the switching element of the non-insulating type package is switched to the switching of the insulating type package. The induction heating cooker according to claim 4 or 5, wherein the induction heating cooker is fixed to the cooling fan side of the element.
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