JPS60127693A - 誘導加熱装置 - Google Patents

誘導加熱装置

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JPS60127693A
JPS60127693A JP23658283A JP23658283A JPS60127693A JP S60127693 A JPS60127693 A JP S60127693A JP 23658283 A JP23658283 A JP 23658283A JP 23658283 A JP23658283 A JP 23658283A JP S60127693 A JPS60127693 A JP S60127693A
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JP
Japan
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voltage
switching element
circuit
transistor
induction heating
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JP23658283A
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忠男 奥田
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/06Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ)産業上の利用分野 本発明は誘導加熱装置に関するもので、特にその制御回
路に関する。
口〕従来技術 従来、誘導加熱の応用である家庭用誘導加熱調理器には
、トランジスタインバータ装置が用いられていた。超音
波周波数で大電力変換を行うトランジスタインバータ回
路はLC共振回路を利用するが、その制御方法はLC共
振回路によりかなシ限定される欠点がbつだ。
即ち、従来では第1図のインバータ回路の加熱コイル(
1)、共振コンデンサ(2)で共振を行わしめるに際し
、トランジスタ(3ノコレクタ電圧の零点又はフライホ
ールダイオード(4)の電流を検知してトランジスタ(
3)にON信号を与えてトランジスタ駆動をしていたた
め、トランジスタのON時間を短かくして発振周波数を
上昇させるとトランジスタのコレクタ電圧の振幅が小ざ
くなシ、コレクタ電圧が零にならずトランジスタのON
タイミングを得ることが出来ないと云う不都合がめった
。このだめ、例えば特公昭58−’56473号にイン
バータ回路へ電力供給をする直流電源電圧と上記コレク
タ電圧とを比較してトランジスタへベース駆動電流を与
える方法が示されている。
然し乍ら、このように直流電源電圧とトランジスタのコ
レクタ電圧とを比較してトランジスタ駆動をする方法に
おいて、出力調節のためインバータの発振周波数を変化
させた場合、これに応じて各発振におけるコレクタ電圧
が変化してこのコレクタ電圧の経時的な立ち下がシ状態
が変化するのに対し、直流電源電圧は変化しない。従っ
て、トランジスタへベース電流を加えるタイミングがイ
ンバータの発振周波数によって異なるため発振周波数に
よってはトランジスタのスイッチングロスが大きくなり
、加熱効率が悪くなると云う欠点がろった。さらに、直
流電源電圧とコレクタ電圧はその検出部が異なるため、
加熱コイル等の影響によシミ圧検出の位相がずれると云
う問題もおった。
ハ)発明の目的 本発明はこのような点VC鑑みて為されたものでメジ、
インバータの発振周波数が変化してもトランジスタへの
ベース電流を加えるタイミングを一定に保ち、どのよう
な発振周波数状態においてもトランジスタのスイッチン
グロスを低くシ、動作効率を高くすることを目的とする
二)発明の構成 本発明はインバータ内のスイッチンダトランジスタのコ
レクタ電圧とこのコレクタ電圧の積分電圧とを比較して
、コレクタ電圧がその積分電圧よシ低くなってから、該
トランジスタを導通させる構成を採っている。
ホ)実 施 例 第2図は本発明誘導加熱装置の回路図であって(5)は
商用交流電源、(6)はこの商用交流電源を全波整流す
る整流回路、 +7Jはこの整流回路[6)の■入力端
子に結ばれたチョークコイルである。(8)はこのチョ
ークコイル(7)に連りた入力コンデンサ、(9)11
01は上記チョークコイル(7)と整流回路(6)のe
入力端子の間に直列に結ばれた加熱コ、イル及び共振コ
ンデンサ、αυはこの共振コンデンサ01に並列に設け
られたトランジスタ、[zはこのトランジスタαυに逆
並列に接続されたダイオードであって、これ等の入力コ
ンデンサ(8)〜ダイオード電流でインバータ回路03
が構成されている。0aは上記インバータ回路(13の
動作状態を制御する制御回路を示し、端子o51tte
でトランジスタαυのコレクタ電圧(コレクターエミッ
タ間電圧)を検出するとともにこのコレクタ電圧の積分
電圧(平均電圧)を生成し、上記コレクタ電圧とその積
分電圧を比較してコレクタ電圧がその積分電圧よシ低く
なってから一定時間遅延させて端子σ1(18間に電圧
を発生してトラン・ゾスタ(IIKベース電流を供給す
る。
このような誘導加熱装置において発振周波数が低から高
に変化した場合を第3図の動作波形図を用いて説明する
。制御回路Iからトランジスタαυへのベースドライブ
電流Ibを流す期間tbを長くして、発振周波数を低く
した状態VCあってはトランジスタαυのコレクタ電流
IC及びダイオードu2のダイオード電流が多くなり、
トランジスタqυのコレクタ電圧Vcの振幅も大きくな
る。これに応じて上記コレクタ電圧Vcの立ち下がりは
急峻になるとともに上記制御回路(14)内で生成され
るコレクタ電圧Vcの積分電圧Viaも高くなる。こう
した状態にあって、各発振期間においてコレクタ電圧V
cがその積分電圧V■cより低くなると制御回路■はこ
れを検出して例えば時間ta遅延させてコレクタ電圧V
cが零付近になったときにベース電流Ibを供給する。
。 また一方、ベース電流11)の供給期間を次第に短かく
して発振周波数を高くして行くとコレクタ電流Ic1ダ
イオード電流Idは少くなってコレクタ電圧Vcの振幅
も小さくなる。これにともなって、コレクタ電圧Vcの
立ち下がりも緩やかになる。然し乍ら、このときコレク
タ電圧VcK応じて制御回路a4内で生成されるその積
分電圧V1Cも下がっているためコレクタ電圧Vcの検
出レベルも低くなる。このため、コレクタ電圧Vcが積
分電圧VIcよシ低くなってから上記と同じta時間遅
延させて制御回路Iからベース電流Ib供給を開始する
ときコレクタ電圧Vcは略零又は最小電圧になっていて
トランジスタaυに流れる突入Yl流は最小限に抑えら
れる。
従って、発振周波数が変化した場合においてもトランジ
ス)αD・\のベース電流Ib供給開始のタイミングが
正確に採れる。
また、入力コンデンサ(8)の容儀が小さくコレクタ電
圧Vcが商用交流電源により変調される場合も、コレク
ター圧Vcの積分電圧VIcも第4図の如くこれに応じ
て変化する。このため、商用交流電源(51の零電圧付
近においても常にコレクタ電圧Vcの零電圧近辺でベー
ス電流Ibが加わる。
しかもコレクタ電圧Vcからその積分電圧VIcを生成
して基準電圧としているので、両軍圧Vc及びVlCを
比較するときの位相が一致すると云う利点がある。
第5図は上記制御回路Iの具体例を示すブロック図でろ
シ、第2図と同一端子には同一番号を付してめる。同図
において、a!1は例えば第6図に示すように上記トラ
ンジスタUυのコレクタ電圧Vcを分圧する分圧抵抗+
201t2]J及びこの分FE’R圧を平滑して積分電
圧Vlcを形成するコンデンサ(24から成る積分回路
I231と、上記コレクタ電圧Vcと上記積分電圧Vl
cを比較するコンパレータ?、4)と、で構成される電
圧比較回路であって、コレクタ電圧Vcが積分電圧Vl
cよシ高いとき1Hルベルに、逆のとき1L″レベルと
なる第3図eこ示した比較信号(a)を出力する。シj
は分圧抵抗11761 t271及びコンデンサかより
成るピーク電圧検出回路を示し、上記トランジスタ[1
1)のコレクタ電圧Vcの各振動時にその振動に応じた
電荷を上記コンデンサ+::S+に蓄積する。四は上記
電圧比較回路0!J及びピーク電圧検出回路に結ばれた
遅延回路であり、比較信号(a)の立ち下がりに同期し
て遅延動作を開始し、略一定時間1.遅延後信号を出力
する。尚、この遅延時間taは上記ピーク電圧検出回路
125)のコンデンサQ〜の各発振期間時における蓄積
電荷量が多いときは遅延時間taを短かくシ、蓄積電荷
量が少いときは遅延時間taを長くするよう微調整され
る。■は上記遅延回路(291からの出力を受けたとき
、外部からのパルス幅制御信号V D Vcよシ設定さ
れた期間長tbでパルス幅信号を出方するパルス幅制御
回路、clDは上記パルス幅信号を受ける駆動回路であ
って、パルス幅信号の存在する規間中上記トランジスタ
συにベース電流Ibを供給する。
即ち、この実施例ではコレクタ電圧Vcとその積分電圧
VxCを電圧比較回路([9で比較し、コレクタ電圧V
cが積分電圧より低くなってから、遅延回路囚で略一定
時間遅延させてからベース電流Ibを生成するだけでな
く、各発振のコレクタ電圧Vcのピークの大きさに応じ
て上記遅延回路c1jの遅延時間を微調整して、急激な
発振周波数変化に対しても安定発振を行えるようにして
いる。
尚、本実施例では遅延回路臼の遅延時間taの微調整は
例えばトランジスタ〔DのONパルス幅即ち、トランジ
スタaυへのベース電流供給期間に応じて行うことも考
えられる。
へ)発明の効果 以上述べた如く、本発明誘導加熱装置はインバータ内の
スイッチング素子の端子電圧とこの端子電圧の積分電圧
とを比較して、端子電圧がその積分電圧よシ低くなって
から、該スイッチング素子を導通させる構成を採ってる
ので、インバータの発振周波数が変化してもスイッチン
グ素子の導通タイミングを一定に保ち、どのような発振
周波数状態においてもスイッチング素子のスイッチング
ロスを低くシ、動作効率を高くすることが出来る○
【図面の簡単な説明】
第1図は誘導加熱装置に利用される一般的なインバータ
回路図、第2図は本発明誘導加熱装置の全体回路図、第
5図は本発明誘導加熱装置のインバータ動作を説明する
ためのタイムチャート図、第4図はトランジスタのコレ
クタ電圧及びその積分電圧が商用交流電源によって変調
された状態を示す図、第5図は制御回路のブロック図、
第6図は電圧比較回路の回路図でるる。 (6)・・・全波整流回路、C8)・・・入力コンデン
−11?−1t9j・・・加熱コイル、(Iト・・共振
コンデンサ、αυ・・・トランジスタ、uz・・・ダイ
オード、03・・・インバータ、■・・・制御回路、1
円・・・電圧比較回路、(ハ)・・・積分回路、+25
1・・・ピーク電圧検出回路、翰・・・遅延回路、(7
)・・・パルス幅制御回路。 第4図 第5図 1!5 5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)直流電源を高周波電力に変換するインバータ回路と
    、このインバータ回路の動作状態を制御する制御回路と
    から成る誘導加熱装置において、上記インバータ回路は
    スイッチング素子、このスイッチング素子に逆並列に接
    続されたダイオード、上記スイッチング素子に直列接続
    された加熱コイル、この加熱コイルと共振回路を形成す
    る共振コンデンサから構成され、上記制御回路は上記ス
    イッチング素子の端子電圧とこの端子間電圧の積分電圧
    とを比較して、このスイッチング素子端子電圧がその積
    分電圧より低くなってから上記スイッチング素子を導通
    させることを特徴とした誘導加熱装置。 2〕上記スイツチング素子端子電圧がその積分電圧よシ
    低くなってから上記スイッチング素子を導通させるまで
    に遅延させる仁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。 5)上記遅延時間はインバータの各発振におけるスイッ
    チング素子端子電圧に応じて変化させることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項又は第2項記載の誘導加熱装置
JP23658283A 1983-12-14 1983-12-14 誘導加熱装置 Granted JPS60127693A (ja)

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JP23658283A JPS60127693A (ja) 1983-12-14 1983-12-14 誘導加熱装置
DE19843445538 DE3445538A1 (de) 1983-12-14 1984-12-13 Induktionsheizgeraet

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