JPS6138394Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、周波数変換装置に関するもので、特
に、誘導加熱調理器等に応用した場合の出力制御
する装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、誘導加熱調理器に用いられた超音波の周
波数変換装置の出力制御は、周波数を変える方法
あるいは発振時と発振停止時の時間比を変える方
法が通常であつた。しかしながら、周波数変換装
置の周波数を変える場合には、パワー半導体の使
用限界あるいは騒音等により広い周波数可変範囲
をとることができないため、出力制御範囲が小さ
くなる欠点があつた。また、時間比制御の場合は
ランプフリツカーや応答時間に問題がある等の欠
点があつた。

従来、この欠点を解消する手段として周波数変
換装置の出力と周波数に相関関係のある点に着目
し、周波数を検知して周波数による連続出力制御
から時間比制御に切替る方法が提案されている。

しかしながら、出力と周波数の相関関係は特定
の負荷においては一定の変化特性を示すが、本発
明の実施される誘導加熱調理器では負荷材質によ
り一定の周波数の場合でも出力は一定とならな
い。このことは従来技術による方法では周波数制
御から時間比制御への切替時の出力レベルが一定
値にはならずランプフリツカーが負荷条件によつ
ては発生する危険性を有している。

考案の目的 本考案は上記従来の欠点に対し、負荷材質等の
変動が起つても一定の出力レベルにおいて周波数
制御から時間比制御の切替えを行ない、出力可変
範囲の非常に大きい周波数変換装置を提供しよう
とするものである。

考案の構成 上記目的を達成するために、本考案の周波数変
換装置は、低周波交流を高周波電力に変換する周
波数変換回路と、その制御回路よりなり、前記制
御回路は前記周波数変換回路の出力を設定する出
力設定回路と、この出力設定回路の出力を入力し
て前記周波数変換回路の発振周波数を連続的に制
御する導通間隔制御回路と、前記出力設定回路の
設定レベルが所定値以下になつた時に作動する発
振停止時間比制御回路より構成され、前記出力設
定回路の設定レベルが所定値以下の時に前記周波
数変換回路を周波数制御し、前記出力設定回路の
設定レベルが所定値以下の時にデユーテイ制御し
て出力制御を行うものである。

実施例の説明 以下、図面にしたがい本考案の実施例について
詳細な説明を行なう。

第１図は本考案による周波数変換装置を誘導加
熱調理器に応用した場合の一実施例であり、低周
波交流電源１より電源スイツチ２を介して周波数
変換装置３に交流電圧を加える。周波数変換装置
３は低周波交流を直接高周波電力に変換するもの
で、周波数変換回路３Ａとその制御回路３Ｂより
なる。周波数変換回路３Ａは交流入力端子V₁−
V₂の両端に入力コンデンサ３１を接続し、入力
コンデンサ３１の一方の端子V₁より限流インダ
クタ３２と直列関係に逆並例接続されたサイリス
タ３３ａ，３３ｂおよび逆並列接続されたサイリ
スタ３４ａ，３４ｂを直列接続し、入力端子の一
方の端子V₂に接続する。限流インダクタ３２は
一次巻線と二次巻線を有し、相互インダクタンス
を持ち、一次巻線は入力コンデンサ３１の端子
V₁と逆並列接続された制御可能なスイツチング
半導体であるサイリスタ３３ａ，３３ｂの間、ま
た二次巻線は入力端子V₂と逆並列接続されたサ
イリスタ３４ａ，３４ｂの間に接続する。逆並列
接続されたサイリスタブロツクの接続点Ｎより共
振用コンデンサ３５と、金属製の鍋などを誘導加
熱する加熱コイル４よりなる直列共振回路を、入
力端子V₂に接続する。制御回路３Ｂは電源トラ
ンス３６とゲートトリガ制御回路３７および出力
電流を検出する電流トランス３８よりなり、サイ
リスタ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂの導通を
制御し、誘導加熱コイル４に高周波電流を流すも
のである。電流トランス３８は加熱コイル４の電
流をフイードバツク制御するものである。

第１図に示す周波数変換装置の出力は、サイリ
スタ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂの導電間隔
あるいはゲートトリガ周波数を変えることにより
行なえ、第２図に、負荷が固定された場合の誘導
加熱出力Ｐおよび出力電流Ｉとゲートトリガ周波
数との関係を示す。図から明らかなように、出力
可変範囲はあまり大きくとれないことがわかる。
これは通常、加熱コイル４と共振用コンデンサ３
５とで決まる直列共振周波数以上では、周波数変
換回路３Ａが発振不可能なため、発振周波数の上
限があり、また、可聴周波数では騒音の点で、発
振周波数の下限が決まるためである。よつて、発
振周波数の可変範囲が限定され、出力可変範囲が
限定される。

第３図は本考案による出力波形の一例を示し、
発振の断続を行なうことにより出力を変えるもの
であるが、特に、出力を絞る時に発振の断続、す
なわちデユーテイサイクル制御を行なうものであ
る。

第４図は本考案による制御回路３Ｂの一実施例
を示す。第４図において、出力あるいは出力設定
回路６０によつて例えばある電圧レベルを設定
し、電流トランス３８よりの信号を電圧に変換す
る出力電流検知回路６１の出力電圧との比較を、
比較増幅器６２により行なう。比較増幅器６２の
出力はリミツター６３により上限と下限が設定さ
れ、導通間隔制御回路６４に信号を加え、サイリ
スタの導通間隔を制御する。導通間隔制御回路６
４の出力は発振時間比制御回路６５に加えられ、
サイリスタの導通順序および導通の停止、つまり
周波数変換回路の発振開始・停止の制御を行な
い、発振周波数などを変えて出力電流を一定に制
御する。出力設定回路６０の設定電圧があるレベ
ル以下になると、リミツター６３により、発振周
波数は例えば、下限の19KHzとなり、これより
も、出力は下がらなくなつてしまう。しかしなが
ら、ランプジエネレータ６６の出力電圧と出力設
定回路６０との電圧を比較する比較増幅器６７に
より、ランプジエネレータ６６の出力電圧が高く
なる時間が現われ、比較増幅器６７の出力が一時
にローレベルに落ち、続いて接続されたＤフリツ
プフロツプ６８のＤ端子をローレベルにする。低
周波交流電源１の零点を検知して、零点パルスを
発生する零点パルス発生回路６９の出力が、Ｄフ
リツプフロツプ６９の出力Ｑ端子はローレベルと
なり、発振時間比制御回路６５のゲートトリガ信
号を停止させ、一時的に発振を止める。発振停止
時間は出力設定回路６０の設定電圧レベルと、ラ
ンプジエネレータ６６の電圧により決まり、出力
設定レベル電圧が下がるほど、発振停止時間は長
くなり、平均出力は減少する。

第５図は本考案の他の実施例であり、交流半波
における発振時間を制御するもので、位相制御と
同じ考えである。すなわち、ある位相角から発振
を開始させ、180゜近辺で発振を止めるもので、
この場合も、ランプフリツカーの問題はなく、出
力可変範囲を大きくすることができる。

第６図は本考案の他の実施例で電子レンジなど
のマグネトロンを駆動するものであり周波数変換
回路３の出力端子０−０′間に、高周波トランス
４′を接続し、整流器５により直流高電圧をマグ
ネトロン６に印加するものである。電子レンジな
どでは、低出力200W以下の制御が必要となり、
本考案により低出力の調理が可能となる。

考案の効果 以上述べた如く本考案は周波数制御と時間比制
御を組み合すことにより、広い出力可変範囲をと
ることが可能となり、時間比制御では問題となつ
たランプフリツカーの問題も出力電流を減らして
デユーテイサイクル制御を行なうので生じない。
また、位相制御をとり入れるとさらに広範な制御
が可能となる。よつて、従来のぐつぐつ煮も、効
率を下げることなく行なえる特長がある。なお周
波数変換回路は第１図の実施例に限らず、他の周
波数変換回路にも応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による周波数変換装置の一実施
例を示す回路図、第２図は周波数変換装置の出力
周波数を変えた場合の出力電流、加熱出力の変化
を示す図、第３図は本考案による周波数変換装置
の出力波形を示す図、第４図は本考案による周波
数変換装置の制御回路の具体構成を示すブロツク
図、第５図は本考案による周波数変換装置の出力
制御法の他の実施例を示す図、第６図は本考案を
電子レンジなどのマグネトロン駆動源に応用した
実施例を示す図である。 ３Ａ……周波数変換回路、３Ｂ……制御回路、
４……加熱コイル、３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３
４ｂ……スイツチング半導体、３５……共振用コ
ンデンサ、６０……出力設定回路、６４……導通
間隔制御回路、６５……発振時間比制御回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 低周波交流を高周波電力に変換する周波数変
   換回路と、その制御回路よりなり、前記制御回
   路は前記周波数変換回路の出力を設定する出力
   設定回路と、この出力設定回路の出力を入力し
   て前記周波数変換回路の発振周波数を連続的に
   制御して前記周波数変換回路の出力を設定レベ
   ルに保つ導通間隔制御回路と、前記出力設定回
   路の設定レベルが所定値以下になつた時に前記
   出力設定回路の出力に応じて前記周波数変換回
   路の発振と停止の時間比を制御する発振停止時
   間比制御回路より構成され、前記導通間隔制御
   回路は前記出力設定回路の設定レベルが所定値
   以上の時に前記周波数変換回路を周波数制御
   し、前記発振停止時間比制御回路は前記出力設
   定回路の設定レベルが所定値以下の時にデユー
   テイ制御して出力制御を行う周波数変換装置。 (2) 発振停止時間比制御回路は低周波交流電圧の
   零点に同期して動作するように構成した実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の周波数変換装
   置。 (3) 発振停止時間比制御回路は周波数変換回路の
   出力電流の低レベルあるいは導通間隔制御回路
   の導通間隔の長い設定レベルにおいて動作する
   構成とした実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の周波数変換装置。