JPS5856474B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘導加熱装置に関するもので、特に家庭用金属
製鋼などを加熱する誘導加熱調理器のインバータ装置に
関する。

従来、誘導加熱調理器のインバータ装置としては、第１
図に示す如き、フライバックインバータ回路が用いられ
ていた。

フライバックインバータ回路は、部品点数が少ない反面
、トランジスタの利用効率が悪く、スイッチング損失が
大きいなどの欠点があった。

本発明は、以上の欠点を除き、トランジスタの利用効率
がよく、スイッチング損失が少なく、従来よりも高周波
変換が可能な誘導加熱装置のインバータ装置を提供する
ものである。

以下、図面に従かい本発明の一実施例の詳細な説明を行
なう。

第１図は、従来の誘導加熱装置の一実施例であり、第２
図は、パワートランジスタの電圧・電流波形、第３図は
、本発明による誘導加熱装置の一実施例であり、第４図
はそのパワートランジスタの電圧・電流波形である。

第５図、第６図は本発明の他の実施例である。

第１図にむいて、低周波交流電源１より整流回路２に交
流電力を加え、直流電力に変換し、直流電源を構成する
。

整流回路２の出力側に接続されたインバータ回路３とそ
の制御回路４により構成されたインバータ装置により高
周波電力に変換するインバータ回路３は、入力コンデン
サ３０と並列関係に、共振用コイルを兼ねる加熱コイル
３１と共振用コンデンサ３２の直列共振回路を接続し、
共振用コンデンサ３２と並列関係に、トランジスタ３３
を接続する。

トランジスタ３３と逆並列関係に、ダイオード３４を接
続する。

制御回路４は、トランジスタ３３のベース電流を制御し
てインバ−タ回路３の発振を制御する。

第１図に示すインバータ回路３は、フライバックインバ
ータ回路であり、トランジスタ３３むよびダイオード３
４の転圧・電流波形は、第２図に示す波形となる。

第２図Ａは慮圧波形で、時間ｔ。

から１１１でトランジスタ３３、ダイオード３４は不導
通状態、時間ｔ１よりダイオード３４が導通し、次にト
ランジスタ３３が導通する。

この時、コレクタ電流ｉ０は直線的に増加し、時間ｔ２
でトランジスタ３３をオフ状態にすると、コレクタ電圧
Ｖ。

（ｄ、第２図Ａの如き正弦波状となる。

コレクタ電流ｉｃのピーク値■。

Ｐ・でトランジスタ３３をオフさせるのでスイッチング
損失が非常に大きい欠点がある。

第３図は、本発明による誘導加熱装置の一実施例であり
、インバータ回路３′は、いわゆるＥ級インバータ回路
で、制御回路４は、第１図に示すものとほとんど同じで
ある。

第３図に示すインバータ回路３′は、整流回路２の直流
出力側に入力コンデンサ３０′を接続し入力コンデンサ
３０′と並列関係に直流インダクタ３１′と共振用コン
デンサ３２′の直列共振回路を接続する。

共振用コンデンサ３２′と並列関係にトランジスタ３３
′、逆並列ダイオード３４′よりなるパワー半導体ブロ
ック釦よび、フィルターコンデンサ３５と誘導加熱コイ
ル３６よりなる直列共振回路を接続する。

制御四路４は、トランジスタ３３′のコレクタ電圧■。

などの共振電圧又は共振電流などを検知して、トランジ
スタ３３′の導通パルス幅を制御するものである。

第４図は、第３図に示すインバータ回路３′のトランジ
スタ３４′の、コレクタ・エミッタ電圧をＡ′トランジ
スタ３３′とダイオード３４′の電流をＢ′、ベースド
ライブ電流をＣに示す。

発振周期をＴ、トランジスタ３３′の不導通期間をＴ１
、トランジスタ３３′およびダイオード３４′の導通期
間をＴ２とするとＴ。

＝Ｔ１＋Ｔ２ となる。フィルターコンデンサ３５と加
熱コイル３６の共振周波数ｆ３は、インバータ回路３′
の変換周波数ｆ。

＝１／Ｔ。とほぼ等しいか、あるいは、低く設定する。

インダクタ３１′と共振用コンデンサ３２′の共振周期
のほぼ１／２がＴ１に等しい。

トランジスタ３３′が導通ずると、フィルターコンデン
サ３５と加熱コイル３６の共振電流が、トランジスタ３
３′に流れ、第４図Ｂ′の如き、正弦波状に近い波形と
なる。

トランジスタ３３′は、コレクタ電流ｉ。のピーク値■
。

Ｐに達して、下がった電流値■、ｃ２にて、オフ状態に
なるので、クーンオフスイッチング損失が少なくなる。

ベースドライブ電流ｏのパルス幅ｔｂを狭くすると、ト
ランジスタ３３′およびダイオード３４′の導通期間Ｔ
が短かくなり、かつ、フィルターコンデンサ３５と加熱
コイル３６の共振周波数よりずれるため、出力電流が減
少し、出力が減る。

よって従来のフライバックインバータ回路よりも、出力
制御範囲が広くなる特徴がある。

なむ、制御回路４は、直流入力端子４０ａ。

４０ｂ、コレクタ電圧検知端子４１．釦よび、ベースド
ライブ出力端子４２ａ 、４２ｂを有し、コレクタ電圧
Ｖ□が低くなると、トランジスタ３３′に、ベースドラ
イブ出力端子４２ａ 、４２ｂよりベースドライブ電流
を加える。

本発明による誘導加熱装置の特徴は、直流インダクタ３
１′の値を大きくとることにより、交流電源側への雑音
を減らすことができる、スイッチング損失が少なくて高
周波スイッチングが可能であり部品を小型化できる。

また、トランジスタの利用効率がフライバック回路より
優れており、大電力変換が可能、あるいは、パルス幅制
御による広範囲な出力制御ができるなどの特徴がある。

本発明の他のインバータ回路の実施例を第５図、第６図
に示す。

直流インダクタ３１′と共振用コンデンサ３２′を並列
関係に接続しても、はとんど同じ動作をする。

ただし、第３図に示す実施例に比べて、交流電源側への
雑音電圧が増加する欠点がある。

しかし、本発明の特徴である、トランジスタの利用効率
が優れ、高出力、高周波変換が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインバータ回路による誘導加熱装置の回
路図、第２図Ａ、Ｂは第１図のトランジスタの電圧むよ
び電流波形図、第３図は本発明の一実施例にかける誘導
加熱装置の回路図、第４図Ａ’ 、Ｂ’ 、Ｃは第３図
のトランジスタの電圧むよび電流波形図、第５図、第６
図は同地の実施例にち・けるインバータ装置の回路図で
ある。 １・・・・・・低周波交流電源、２・−・・・・整流回
路、３・・・・・・インバータ回路、４・・・・・・制
御回路、３０・・・・・・入力コンデンサ、３１・・・
・・・加熱コイル、３２・・・・・・共振用コンデンサ
、３３・・・・・・トランジスタ、３４・・・・・・ダ
イオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流電力を高周波電力に変換するインバータ回路と
   、その制御回路よりなり、前記インバータ回路は、直流
   インダクタと共振用コンデンサを直列又は並列関係に接
   続し、前記直流インダクタと直列関係にトランジスタと
   逆並列ダイオードよりなるパワー半導体ブロックを接続
   し、前記共振用コンデンサ又は、前記パワー半導体ブロ
   ックと並列関係に、フィルターコンデンサと加熱コイル
   よりなる直列共振回路を接続し、前記制御回路は、前記
   インバータ回路の共振電圧又は共振電流に同期して、前
   記パワー半導体ブロックの導通を制御することを特徴と
   する誘導加熱装置。 ２ 前記インバータ回路のフィルターコンデンサと加熱
   コイルの直列共振周波数は、前記インバータ回路の変換
   周波数とほぼ同じか、あるいは低く設定することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の誘導加熱装置。 ３ 前記制御回路は、前記パワー半導体ブロックの導通
   パルス幅を狭くして出力制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の誘導加熱装置。