JPS62168382A - Radio frequency heater - Google Patents
Radio frequency heaterInfo
- Publication number
- JPS62168382A JPS62168382A JP923186A JP923186A JPS62168382A JP S62168382 A JPS62168382 A JP S62168382A JP 923186 A JP923186 A JP 923186A JP 923186 A JP923186 A JP 923186A JP S62168382 A JPS62168382 A JP S62168382A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- voltage
- transistor
- driven
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 21
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 8
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 18
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 241000272517 Anseriformes Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、誘導加熱器の電源や、誘電加熱用マグネトロ
ン駆動用電源として大電力の周波数変換器を用いる高周
波加熱装置に関するものである0特にこの種回路に多用
される共振型の回路を開閉するだめのスイッチ素子の改
良に関するものである0
従来の技術
電子レンジ用マグネトロン駆動電源を例に従来技術を説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a high-frequency heating device that uses a high-power frequency converter as a power source for an induction heater or a power source for driving a magnetron for dielectric heating. This invention relates to an improvement in a switching element for opening and closing a resonant type circuit that is often used in circuits.0 Prior Art The prior art will be explained using a magnetron drive power source for a microwave oven as an example.
このような方式の高周波加熱装置は、その′亀源トラン
スの小型化、軽量化、あるいは低コスト化の為に様々な
構成のものが提案されている0第6図は、従来の高周波
加熱装置の回路図である。図に於て、商用電源1の電力
はダイオ−ドブ’17 ノジ2により整流され、単方向
電源が形成されている。3はインダクタ、4はコンデン
サであってインバータの高周波スイッチング動作に対す
るフィルタの役割を果すものである。Various configurations have been proposed for this type of high-frequency heating device in order to make the transformer smaller, lighter, or lower in cost. Figure 6 shows a conventional high-frequency heating device. FIG. In the figure, power from a commercial power source 1 is rectified by a diode dove 2 to form a unidirectional power source. 3 is an inductor, and 4 is a capacitor, which serves as a filter for the high frequency switching operation of the inverter.
インバータは共振コンデンサ5.昇圧トランス6、トラ
ンジスタ7、逆方向ダイオード8.及び駆動回路9によ
り構成されている。トランジスタ7は駆動回路9より供
給されるベース電流によって所定の周期とデユーティ−
(即ち、オンオフ時間比)でスイッチング動作する。こ
の結果、第6図aのような電流Io/d、即ち、トラン
ジスタ7のコレクタ電流工0とダイオード8の電流Id
が流れる一方、トランジスタ7のオフ時にはコンデ ′
フサ5と一次巻線10との共振により第6図すのような
電圧Vceがトランジスタ7のC−E間に発生する。こ
のだめ−次巻線1oには高周波電力が発生する。従って
、二次巻線11、及び三次巻線12には各々高周波高圧
電力及び高周波低圧電力が生じる。この高周波高圧電力
はコンデンサ13、及びダイオード14により整流され
マグネトロン15のアノードカンード間に供給され、一
方、高周波低圧電力はカソードヒータに供給される。従
ってマグネトロン16は発振し誘電加熱が可能となるも
のである。なお、マグネトロン16はマグネトロン本体
15aと、フィルタを構成するコンデンサ16.17,
18.チョークコイル19゜2oとにより成るものであ
る。また21は駆動回路9の電源トランスである。この
ような構成に於て、昇圧トランス6のコア断面積は一次
巻線1゜の両端に供給される電力の周波数が高い程小さ
くなるので、例えばインバータを20kr(z−100
kHz程度の周波数で動作させると商用電源周波数のま
まで昇圧する場合に比べて昇圧トランスの重量、サイズ
を数分の−から士数分の−にでき、電源部の低コスト化
が可能であるという特長を有するものである。The inverter is a resonant capacitor5. Step-up transformer 6, transistor 7, reverse diode 8. and a drive circuit 9. The transistor 7 has a predetermined period and duty depending on the base current supplied from the drive circuit 9.
(ie, on/off time ratio). As a result, the current Io/d as shown in FIG.
flows, while when the transistor 7 is off, the capacitor ′
Due to the resonance between the closure 5 and the primary winding 10, a voltage Vce as shown in FIG. 6 is generated between C and E of the transistor 7. High frequency power is generated in this secondary winding 1o. Therefore, high frequency high voltage power and high frequency low voltage power are generated in the secondary winding 11 and the tertiary winding 12, respectively. This high frequency high voltage power is rectified by a capacitor 13 and a diode 14 and is supplied between the anode canards of the magnetron 15, while the high frequency low voltage power is supplied to the cathode heater. Therefore, the magnetron 16 oscillates and dielectric heating becomes possible. The magnetron 16 includes a magnetron main body 15a, capacitors 16 and 17 constituting a filter,
18. It consists of a choke coil 19°2o. Further, 21 is a power transformer of the drive circuit 9. In such a configuration, the core cross-sectional area of the step-up transformer 6 becomes smaller as the frequency of the power supplied to both ends of the primary winding 1° becomes higher.
When operated at a frequency of about kHz, the weight and size of the step-up transformer can be reduced from a few minutes to a few minutes compared to when boosting the voltage at the commercial power frequency, making it possible to reduce the cost of the power supply section. It has the following features.
トランジスタ7のベースに供給されるベース電流Ibは
第6図Cのように正電流Ib+と負電流Ib−とより成
る。正電流Ib+はトランジスタ7のコレクタ電流Ic
の最大値Icmに対してその電流増幅率(hfe例えば
30)分の−より大きいことが必要である。また、負電
流Ib−はトランジスタ7のスイッチングスピードを速
めスイッチング損失の増大を防止するために、トランジ
スタのベースエミッタ間を逆バイアスすることによって
流れる電流である。正電流1b+は第6図a。The base current Ib supplied to the base of the transistor 7 consists of a positive current Ib+ and a negative current Ib- as shown in FIG. 6C. Positive current Ib+ is collector current Ic of transistor 7
It is necessary that the current amplification factor (hfe, for example, 30) is greater than the maximum value Icm. Further, the negative current Ib- is a current that flows by reverse biasing between the base and emitter of the transistor in order to increase the switching speed of the transistor 7 and prevent an increase in switching loss. Positive current 1b+ is shown in Figure 6a.
Cより明らかなようにトランジスタ7の導通期間の間の
コレクタ電流Icの最大値Icm(例えば6゜A)によ
って決まる値I t)m+ (例えば2A)とすること
が必要であった。また、負電流Ibm−もコレクタ電流
Icの最大値Icmに応じて決まり(例えば15A)、
Icmが大きいほど大電力が必要であった。As is clear from C, it was necessary to set the value I t)m+ (eg, 2 A) determined by the maximum value Icm (eg, 6° A) of the collector current Ic during the conduction period of the transistor 7. Further, the negative current Ibm- is also determined according to the maximum value Icm of the collector current Ic (for example, 15 A),
The larger Icm, the more power was required.
さらに、コレクタ電流Icはいわゆる少数キャリア蓄積
効果によりベース電流Ib+が遮断されてから一定時間
toffだけ流れつづけるものであり、このtoffは
トランジスタ7の特性バラツキや温度などによって変化
するものであった。そして、このtoffの変化によっ
て、インバータの出力が変化するという結果を生じるも
のであった。Furthermore, the collector current Ic continues to flow for a certain period of time toff after the base current Ib+ is cut off due to the so-called minority carrier accumulation effect, and this toff changes depending on variations in characteristics of the transistor 7, temperature, and the like. This change in toff results in a change in the output of the inverter.
このような条件下でトランジスタ7を駆動するため駆動
回路9は例えば第6図すのような構成となるものである
。すなわち電源トランス21より得られる直流電源22
、23 、発振回路24.トランジスタ25 、26
、27 、抵抗器25−36゜およびダイオード37
より構成されている。In order to drive the transistor 7 under such conditions, the drive circuit 9 has a configuration as shown in FIG. 6, for example. That is, a DC power source 22 obtained from a power transformer 21
, 23 , oscillation circuit 24 . Transistors 25, 26
, 27, resistor 25-36° and diode 37
It is composed of
発振回路24は所定の周期の導通期間でトランジスタ2
5.26を交互にオンオフし、第6図Cのようなベース
電流をトランジスタ7に供給する。The oscillation circuit 24 turns on the transistor 2 during a conduction period of a predetermined period.
5.26 is turned on and off alternately, and a base current as shown in FIG. 6C is supplied to the transistor 7.
しかしながらこのトランジスタ25.26はかなりの大
電流を扱い得るものであることが必要であり、かつ直流
電源22.23もこの大電流を供給することが必要であ
った。したがって、駆動回路9および電源トランス21
は大型で高価なものとならざるを得なかった。However, the transistors 25 and 26 were required to be able to handle a considerably large current, and the DC power supplies 22 and 23 were also required to supply this large current. Therefore, the drive circuit 9 and the power transformer 21
had to be large and expensive.
特に高周波大電流でトランジスタ7を動作させる場合は
駆動回路9および電源トランス21は極めて大型で高価
なものとなり、例えば20W−50W程度の電力が必要
となるものであった。In particular, when the transistor 7 is operated with high frequency and large current, the drive circuit 9 and the power transformer 21 are extremely large and expensive, and require power of about 20W to 50W, for example.
発明が解決しようとする問題点
このような従来の高周波加熱装置は前述したように次の
ような欠点があった。Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, such conventional high frequency heating devices have the following drawbacks.
従来の高周波加熱装置は昇圧トランス6をトランジスタ
7等より成るインバータにて付勢し、その電源装置の小
型、軽量、低コスト化を図るものであった。In the conventional high-frequency heating device, a step-up transformer 6 is energized by an inverter including a transistor 7, etc., in order to make the power supply device smaller, lighter, and lower in cost.
しかしながら、トランジスタ7には第6図aおよびCの
ようにコレクタ電流Icのピーク値Icmに相当するベ
ース電流rbm+を供給することが必要であり、このI
bm+を供給するだめの電力はかなり大きなものとなっ
ていた。例えばI cm=60Aとしトランジスタ7の
hfeを30とするとよりm+=2Aとなり、駆動回路
9の消費電力は極めて大きなものとなり、駆動回路9お
よび電源トランス21の大型化高価格化を避けることが
困難であった。However, it is necessary to supply the base current rbm+ corresponding to the peak value Icm of the collector current Ic to the transistor 7 as shown in FIGS. 6a and 6C, and this I
The power required to supply bm+ was quite large. For example, if I cm = 60 A and hfe of the transistor 7 is 30, then m+ = 2 A, and the power consumption of the drive circuit 9 becomes extremely large, making it difficult to avoid increasing the size and price of the drive circuit 9 and the power transformer 21. Met.
さらに、温度変化などによるトランジスタ7のストレー
ジタイム(第6図におけるtoffの主因)の変化や、
マグネトロン15の温度変化や経時変化により生じるコ
レクタ電流Icmの変化に対応するためにはこれに十分
なベース電流を供給することが必要であり、一層駆動回
路9.電源トランス21などの大型化高価格化を生じる
ばかりでなく、高周波加熱装置の出力変動を大きくして
不安定なものとし、かつ無駄なトランジスタ7等の損失
を生じさせ、信頼性、安全性を低下させてしまうという
欠点があった。Furthermore, changes in the storage time of the transistor 7 (the main cause of toff in FIG. 6) due to temperature changes, etc.
In order to cope with changes in the collector current Icm caused by temperature changes and changes over time in the magnetron 15, it is necessary to supply a sufficient base current, and the drive circuit 9. This not only increases the size and price of the power transformer 21, etc., but also increases the output fluctuation of the high-frequency heating device, making it unstable, and causes unnecessary losses in the transistor 7, etc., which impairs reliability and safety. It had the disadvantage of causing a decline in
問題点を解決するための手段
本発明はこのような従来の高周波加熱装置の欠点を解決
するためになされたものであり、以下に述べる手段によ
シ構成された高周波加熱装置である。Means for Solving the Problems The present invention has been made to solve the drawbacks of the conventional high frequency heating apparatus, and is a high frequency heating apparatus constructed by the means described below.
即ち、商用電源などより得られる単方向電源と、前記単
方向電源により電力を受は半導体スイッチ素子を有する
インバータと、共振コンデンサと共振回路を形成し前記
インバータの出力を負荷に伝える電力伝達用インダクタ
ンスと前記半導体スイッチ素子を5駆動する駆動回路と
を備え、前記半導体スイッチ素子は、電流駆動型半導体
スイッチと電圧、駆動型半導体スイッチで構成し、前記
電圧駆動型半導体スイッチを前記駆動回路で駆動し、前
記小動手段は共振回路と同期してパルス発生電圧を発生
する発振回路から構成される。That is, a unidirectional power source obtained from a commercial power source, an inverter that receives power from the unidirectional power source and has a semiconductor switching element, and a power transmission inductance that forms a resonant circuit with a resonant capacitor and transmits the output of the inverter to a load. and a drive circuit for driving the semiconductor switch element, the semiconductor switch element comprising a current drive type semiconductor switch and a voltage drive type semiconductor switch, and the voltage drive type semiconductor switch is driven by the drive circuit. , the small movement means is constituted by an oscillation circuit that generates a pulse generation voltage in synchronization with a resonant circuit.
作 用
本発明は上記構成により以下に述べる作用を有するもの
である。Effects The present invention has the following effects due to the above configuration.
即ち、本発明の高周波加熱装置は、電力伝達用インダク
タンスを設け、共振型インバータで上記インダクタンス
を駆動するよう構成するとともに、共振型インバータの
半導体スイッチ素子を電圧駆動型半導体スイッチと電流
駆動型半導体スイッチで構成し、電圧駆動型半導体スイ
ッチを上記共振回路と同期して動作する構成としたので
大電力を扱うトランジスタのスイッチング動作を安定化
し、かつ、駆動回路や電源トランスの消費電力の低減と
その構成の簡素化を実現して大型化高価格化せざるを得
なかった駆動回路や電源トランスをコンパクトで低価格
なものとすることができる0また、特性変化によって生
じる半導体スイッチ素子電流の変動を防止し、電力伝達
用インダクタンスの出力を安定化しかつ半導体スイッチ
素子等の無駄な電力消費を抑制し信頼性を向上させると
いう作用を有するものである。That is, the high-frequency heating device of the present invention is configured to include a power transmission inductance, drive the inductance with a resonant inverter, and replace the semiconductor switching elements of the resonant inverter with a voltage-driven semiconductor switch and a current-driven semiconductor switch. Since the voltage-driven semiconductor switch is configured to operate in synchronization with the resonant circuit, the switching operation of transistors that handle large amounts of power is stabilized, and the power consumption of the drive circuit and power transformer is reduced. This makes it possible to make the drive circuit and power transformer, which had previously been made larger and more expensive, more compact and less expensive.In addition, it prevents fluctuations in the semiconductor switch element current caused by changes in characteristics. However, it has the effect of stabilizing the output of the power transmission inductance, suppressing wasteful power consumption of semiconductor switching elements, etc., and improving reliability.
実施例
以下本発明の高周波加熱装置の一実施例について図面と
ともに説明する。EXAMPLE Hereinafter, an example of the high frequency heating device of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の回路
図であり、第5図と同符号のものは相当する構成要素で
あり説明を省略する。FIG. 1 is a circuit diagram of a high-frequency heating device showing an embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in FIG. 5 are corresponding components, and the explanation thereof will be omitted.
第1図に於て、昇圧トランス6は発生した高周波出力を
マグネトロンに電力伝達し、まだコンデンサ5と共振す
るインダクタンスとして機能する電力伝達用インダクタ
ンスであるQ昇圧トランス6の二次巻線11にはマグネ
トロン16が接続されるとともに、そのフィルタコンデ
ンサ16.17が図のように並列接続されている〇一方
、昇圧トランス6は通常のトランスよりも一次二次巻線
間結合係数が小さく(例えば、O,S程度)構成されて
おり、かなり大きい漏洩インダクタンスを有している。In FIG. 1, the step-up transformer 6 transmits the generated high-frequency output to the magnetron. The magnetron 16 is connected, and its filter capacitors 16 and 17 are connected in parallel as shown in the figure.On the other hand, the step-up transformer 6 has a smaller coupling coefficient between the primary and secondary windings than a normal transformer (for example, 0, S), and has a fairly large leakage inductance.
この漏洩インダクタンスとフィルタコンデンサ16.1
7とが一種のローパスフィルタの作用をするため、従来
用いられていた高圧ダイオードを用いなくてもマグネト
ロンのアノードビーク電流を小さく抑えつつ、所定の電
波出力を得ることができ、高圧ダイオードを省略しても
マグネトロンを安定に動作させることができる。すなわ
ち、漏洩インダクタンスとフィルタコンデンサ16.1
7とにより、アノード電流のピーク値を抑制することが
できる。このような回路構成にした場合、スイッチング
トランジスタにはどうしても大電流負荷条件となるので
、単純なバイポーラトランジスタではどうしてもスイッ
チング損失が増加してしまう。そこで図のように第一お
よび第二のトランジスタ40.41を直列接続し、第一
のトランジスタ40のベースには直温電源42を、第二
のトランジスタ41のゲートには発振回路43をそれぞ
れ接続するようにしたものである0この構成によりスイ
ッチ素子44の耐圧を第一のトランジスタ4oで分担し
、スイッチ動作を第二のトランジスタ41で分担するよ
うにすることができ、スィッチ素子44全体としてのス
イッチ損失を低く抑え、高圧ダイオードを省略した回路
構成でありながら安定で効率のよいマグネトロン駆動用
インバータを実現することができる。また、第一のトラ
ンジスタ4oはスイッチ速度が遅いものでよいので、高
hfe トランジスタを用いることができ、第二のトラ
ンジスタ41は低耐圧の電界効果トランジスタを用いる
ことができるので、駆動回路9の消費電力は従来に比べ
て著しく小さくすることができる。したがって電源トラ
ンス21もコンパクトで低価格のものでよく、駆動回路
9全体をコンパクトで低価格のものとすることが可能で
ある。This leakage inductance and filter capacitor 16.1
7 acts as a kind of low-pass filter, it is possible to suppress the magnetron's anode peak current and obtain the desired radio wave output without using the conventionally used high-voltage diode, and the high-voltage diode can be omitted. The magnetron can operate stably even when i.e. leakage inductance and filter capacitor 16.1
7, the peak value of the anode current can be suppressed. In such a circuit configuration, the switching transistor is inevitably subjected to a large current load condition, so that switching loss inevitably increases with a simple bipolar transistor. Therefore, as shown in the figure, the first and second transistors 40 and 41 are connected in series, and the base of the first transistor 40 is connected to the direct temperature power supply 42, and the gate of the second transistor 41 is connected to the oscillation circuit 43. With this configuration, the withstand voltage of the switch element 44 can be shared by the first transistor 4o, and the switching operation can be shared by the second transistor 41, and the switch element 44 as a whole can be It is possible to realize a stable and efficient magnetron drive inverter that suppresses loss and has a circuit configuration that eliminates high-voltage diodes. Furthermore, since the first transistor 4o may have a slow switching speed, a high-hfe transistor can be used, and the second transistor 41 can be a low-voltage field effect transistor, which reduces the consumption of the drive circuit 9. Power can be significantly reduced compared to conventional methods. Therefore, the power transformer 21 may also be compact and inexpensive, and the entire drive circuit 9 can be made compact and inexpensive.
また、発掘回路43は図のようにコンデンサ4の電圧お
よび第一のトランジスタ40のコレクタ電圧を検知し共
振コンデンサ6と昇圧トランスeとの共振に同期して動
作する構成である。Further, as shown in the figure, the excavation circuit 43 detects the voltage of the capacitor 4 and the collector voltage of the first transistor 40, and operates in synchronization with the resonance of the resonant capacitor 6 and the step-up transformer e.
第2図は駆動回路9のさらに詳しい実施回路例であり第
1図と同符号のものは相当する構成要素であり説明を省
略する。FIG. 2 shows a more detailed circuit example of the drive circuit 9, and the same reference numerals as in FIG. 1 represent corresponding components, and the explanation thereof will be omitted.
第2図において、発振回路43は、抵抗器45−48、
比較器60、遅延手段60、微分器61よりなるゼロク
ロス検知部と、抵抗器52−54、コンデンサ66、比
較器66、微分器75より成る最長周期クイマーと、抵
抗器57−60、ダイオード61、コンデンサ62、比
較器63、可変基準電圧源64より成るオン時間タイマ
ーと、このオン時間タイマーの出力をS入力とし、最長
周期タイマーとゼロクロス検知部との和出力をR入力と
するR −8/N\
FF65により構成されている。66はアントゲ−)
、67.68はインバータゲート、69はダイオードで
ある。また、第1のトランジスタ40を付勢する直流電
源42にはコンデンサ70.抵抗器71、ダイオード7
2が図のように接続されており、第1のトランジスタ4
0がベース接地動作を良好にかつ効率良く行えるように
なっている。従って、従来のtoHによる特性変動を防
止することができる。In FIG. 2, the oscillation circuit 43 includes resistors 45-48,
a zero-crossing detection section consisting of a comparator 60, a delay means 60, and a differentiator 61; a longest period coumer consisting of resistors 52-54, a capacitor 66, a comparator 66, and a differentiator 75; resistors 57-60, a diode 61, An on-time timer consisting of a capacitor 62, a comparator 63, and a variable reference voltage source 64, and an R-8/ in which the output of this on-time timer is the S input, and the sum output of the longest period timer and the zero-cross detection section is the R input. Consists of N\FF65. 66 is an anime game)
, 67 and 68 are inverter gates, and 69 is a diode. Also, a capacitor 70 is connected to the DC power supply 42 that energizes the first transistor 40. Resistor 71, diode 7
2 are connected as shown in the figure, and the first transistor 4
0 can perform base grounding operation well and efficiently. Therefore, characteristic fluctuations due to conventional toH can be prevented.
第3図は第2図の駆動回路の動作を説明する波形図であ
り、同図aおよびbはスイッチ素子44に流れる電流I
a/dおよび第1のトランジスタ4゜のコレクタと第2
の電界効果トランジスタ41のドレインとの間の電圧V
cdである。また、同図Cないしqは発振回路43の各
部動作波形である。FIG. 3 is a waveform diagram illustrating the operation of the drive circuit shown in FIG.
a/d and the collector of the first transistor 4° and the second
The voltage V between the drain of the field effect transistor 41 and
It is a CD. Further, C to q in the same figure show operation waveforms of each part of the oscillation circuit 43.
ゼロクロス検知部出力Aは同図Cのようにコンデンサ4
の電圧VsとVcdとのクロスポイントから一定時間t
dだけ遅延してゼロクロス近傍でゼロクロスパルスAを
発生する0もし何らかの原因でこのクロスポイントが検
知されない場合は同図Cおよびdに破線で示すようにコ
ンデンサ55の電圧Bが所定値Cになった時点で強制ゼ
ロクロス/くルスが最長周期タイマーより発生される0
R−8/FF86のR入力に・シルスAが入力されると
Q出力は同図eのようにHとなり第2の電界効果トラン
ジスタ41、したがってスイッチ素子44がオンとなり
、Icが流れる。同時にオン時間タイマーのコンデンサ
62が同図fのように充電され、可変基準電圧源64よ
シきめられる電圧Eに達するとオン時間タイマーはR−
3/FF66のS入力に同図qのパルスFを入力する。Zero cross detection section output A is connected to capacitor 4 as shown in figure C.
A certain time t from the cross point of the voltages Vs and Vcd
A zero cross pulse A is generated near the zero cross with a delay of d. If this cross point is not detected for some reason, the voltage B of the capacitor 55 reaches the predetermined value C as shown by the broken line in C and d of the same figure. A forced zero cross/curse is generated by the longest period timer at the point 0
When sills A is input to the R input of the R-8/FF 86, the Q output becomes H as shown in e in the same figure, and the second field effect transistor 41 and therefore the switch element 44 are turned on, and Ic flows. At the same time, the capacitor 62 of the on-time timer is charged as shown in FIG.
3/Input the pulse F shown in q in the figure to the S input of the FF66.
したがって出力QHLとなり、第2の電界効果トランジ
スタ41、したがってスイッチ素子44がオフとなり最
初の状態に戻り、これをくりかえす0このような回路動
作において、第2の電界効果トランジスタ41はCMO
S−ICfxどで直接駆動できるので極めて簡単で低パ
ワーの回路となりコンパクトで低価格なものとすること
ができる。さらに第1のトランジスタ4oは低スイッチ
速度のも。Therefore, the output becomes QHL, and the second field effect transistor 41 and therefore the switch element 44 are turned off, returning to the initial state, and repeating this process.
Since it can be directly driven by S-ICfx, it becomes an extremely simple and low-power circuit, making it compact and inexpensive. Furthermore, the first transistor 4o has a low switching speed.
のでよいから極めて高いhfeのトランジスタを用いる
ことができ、直流電源42もコンパクトで低価格なもの
とすることができる。Therefore, a transistor with extremely high hfe can be used, and the DC power supply 42 can also be made compact and inexpensive.
特にこの実施例ではダイオード8は第1のトランジスタ
4oと並列に入れている。第2のトランジスタを電力用
MO8型電界効果トランジスタで構成すると、ドレーン
とソース間に寄生のダイオード8aが形成される。この
ダイオードはスピードが早く逆回復時間が数10On8
程度なので積極的にこのダイオードを利用しているので
ある。Particularly in this embodiment, the diode 8 is placed in parallel with the first transistor 4o. When the second transistor is constructed from a power MO8 type field effect transistor, a parasitic diode 8a is formed between the drain and source. This diode is fast and has a reverse recovery time of several 10 On8.
Therefore, this diode is actively used.
第4図は電磁調理器による実施例である0加熱用ワーク
コイルとして機能する巻線1oにはパイフフイラ巻きの
巻線73を巻きこれと直列にダイオードを接続している
。この巻線73とダイオード8によって、共振電圧極性
の変化やスイッチング時に発生するトランジスタに対す
る逆方向電圧を最少限に抑止している。調理負荷として
73は鍋を示している0ここで巻線1oは発生した磁力
線を鍋に鎖交させて発熱させる電力伝達用インダクタン
スとして機能する。FIG. 4 shows an embodiment using an electromagnetic cooker, in which a pie-filler winding 73 is wound around the winding 1o functioning as a zero-heating work coil and a diode is connected in series with the winding 1o. This winding 73 and diode 8 minimize the change in resonance voltage polarity and the reverse voltage to the transistor that occurs during switching. As a cooking load, 73 indicates a pot. Here, the winding 1o functions as an inductance for transmitting power to generate heat by interlinking the generated magnetic lines with the pot.
第1と第2のトランジスタを実施例のように、直列接続
する方法以外に、電界効果トランジスタを初段とするダ
ーリントン接続する方法でも本発明は実現できる。In addition to the method in which the first and second transistors are connected in series as in the embodiment, the present invention can also be realized by a Darlington connection method in which a field effect transistor is used as the first stage.
発明の効果
以上に述べたように本発明によれば、大電力高周波加熱
装置の電源として、小型、コンパクト化の他にインバー
タの制御電力を従来例の数分の1に少なくできるという
効果が出せる。さらに以下の特徴がある。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, in addition to being smaller and more compact as a power source for a high-power high-frequency heating device, it is also possible to reduce the control power of the inverter to a fraction of that of the conventional example. . Furthermore, it has the following characteristics.
(:)単独のスイッチ素子についていえば、小型化のだ
めの高周波化と大電力を得るための高耐圧化はトレード
オフの関係にあった。バイポーラ型は耐圧の高いものは
作りやすいが高速の素子が作りにくい0toffについ
ていえば特にダーリントン接続すると1000V耐圧で
2olSEC位になる。(:) When it comes to individual switching elements, there is a trade-off between increasing the frequency to achieve miniaturization and increasing the breakdown voltage to obtain large amounts of power. It is easy to make a bipolar type with a high withstand voltage, but when it comes to 0toff, which is difficult to make a high-speed element, especially when connected with Darlington, the withstand voltage is about 2olSEC at 1000V.
一方電界効果トランジスタはスピードが速いが耐圧が低
い。同じ電流密度で比較するとバイポーラ型にくらべて
耐圧は約1ケタ低くなる。本発明の複合構成をとること
によりはじめて高周波加熱器のように1KWレベルの大
きい電力を、高周波化による小型化をはかった装置とし
て提供することが可能になった。On the other hand, field effect transistors have high speed but low breakdown voltage. When compared at the same current density, the withstand voltage is approximately one order of magnitude lower than that of the bipolar type. By adopting the composite structure of the present invention, it has become possible for the first time to provide a large power of 1 kW level like a high frequency heater as a device that is miniaturized by increasing the frequency.
(11)従来のように1つの素子を用いて実現するもの
にくらべて本発明は2つの素子を用いる点で不利である
。しかし高周波加熱装置ということで半導体の歩留りも
含めて考えると大きい電力でかつコンパクトにするには
、必らずしも不利な点だけではない。従来のものは例え
ばバイポーラ型で実現する場合に耐圧1 ooov 、
ピーク電流60Aの仕様の素子は耐圧特性かスイッチン
グスピードかどちらかの特性が規格にあわず、動作周波
数を25kHz位と小さくしても、素子の歩留りをあげ
ることが困難であった。−志木発明によれば電流駆動型
スイッチは耐圧仕様だけよくすればよく低速型でよい。(11) The present invention is disadvantageous in that it uses two elements compared to the conventional implementation using one element. However, since it is a high-frequency heating device, considering the yield of semiconductors, it is not necessarily disadvantageous to make it compact and use a large amount of power. For example, when the conventional type is realized as a bipolar type, the breakdown voltage is 1 ooov,
Elements with specifications for a peak current of 60 A did not meet the specifications in either the breakdown voltage characteristics or the switching speed, and it was difficult to increase the yield of the elements even if the operating frequency was lowered to about 25 kHz. -According to Shiki's invention, the current-driven switch only needs to have a high withstand voltage specification and can be a low-speed type.
また電圧駆動型スイッチは耐圧はS。Also, voltage-driven switches have a withstand voltage of S.
7位もあれば充分で得意のスピード(toff″=。7th place would be enough and my good speed (toff''=.
0.1μ5EC)の性能は25kHz位ではチェックの
必要もないくらい速い。The performance of 0.1μ5EC) is so fast that there is no need to check it at around 25kHz.
したがって動作周波数を50kHz位にしてよりコンパ
クト化できることにくわえて、個々のスイッチは、単に
耐圧か、スピードか得意な一方の性能を確保すればよい
ので結果として、素子作成の過程で特性測定工程が省略
できることや、歩留りが高くなるので、安価に素子がつ
くれる。さらに従来の如く一方の特性が悪いということ
で、捨てられるといった資源の無駄づかいを防ぐことも
同時に可能にするといった効果も出せる。Therefore, in addition to being more compact by setting the operating frequency to around 50 kHz, each switch only needs to have the performance it is good at, whether it is voltage resistance or speed. Since it can be omitted and the yield is high, devices can be manufactured at low cost. Furthermore, it also has the effect of preventing wasteful use of resources, such as being thrown away because one of the characteristics is bad, as in the past.
第1図は本発明の一実施例を示す高周波加熱装置の回路
図、第2図は同装置の駆動回路の詳細な回路図、第3図
は同装置の各部動作電流波形図、第4図は本発明の別の
実施例の回路図、第6図は従来の高周波加熱装置の回路
図、第6図は同装置の各部動作電流波形図である。
1・・・・・・商用電源、2,3.4・・・・・・単方
向電源、(2・・・・ダイオードブリッジ、3・・・・
・・インダクタ、4・・・・コンデンサ)、6・・・・
・共振コンデンサ、6・・・・・・電力伝達用インダク
タンス、8・・・・・・逆方向ダイオード、9・・・・
・・駆動回路、1o・・・・・−次巻線、11・・・・
・・二次巻線、16・・・・・・マグネトロン、4゜・
・・・・・第一のトランジスタ(電流駆動型スイッチ)
、41・・・・・・第二のトランジスタ(電圧駆動型ス
イッチ)、42・・・・・・直流電源、43・・・・・
・発振回路、44・・・・・・半導体スイッチ素子。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第
3 図
嬉4図
グ、ヲ
第5図
’Z/
(I))Fig. 1 is a circuit diagram of a high-frequency heating device showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a detailed circuit diagram of the drive circuit of the same device, Fig. 3 is a diagram of operating current waveforms of each part of the device, and Fig. 4 6 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional high frequency heating device, and FIG. 6 is a diagram of operating current waveforms of various parts of the same device. 1... Commercial power supply, 2, 3.4... Unidirectional power supply, (2... Diode bridge, 3...
・・Inductor, 4・・Capacitor), 6・・・・
・Resonance capacitor, 6... Power transfer inductance, 8... Reverse diode, 9...
...Drive circuit, 1o...-Next winding, 11...
... Secondary winding, 16... Magnetron, 4°.
...First transistor (current-driven switch)
, 41... Second transistor (voltage driven switch), 42... DC power supply, 43...
-Oscillation circuit, 44...Semiconductor switch element. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person
3 Figure 4 Figure 4, wo Figure 5 'Z/ (I))
Claims (4)
流を制御し高周波電力を発生する半導体電流駆動型スイ
ッチと、この電流駆動型スイッチの開閉を制御する半導
体電圧駆動型スイッチと、この電圧駆動型スイッチに制
御電圧を供給する駆動手段と、前記高周波電力を変換し
共振回路を構成する変換手段と、前記駆動手段に設けら
れ前記共振回路と同期して発振する発振回路と、前記変
換手段の出力が供給される加熱手段とを有する高周波加
熱装置。(1) A unidirectional power source obtained from a commercial power source, a semiconductor current-driven switch that controls large current and generates high-frequency power, a semiconductor voltage-driven switch that controls the opening and closing of this current-driven switch, and a semiconductor voltage-driven switch that controls the opening and closing of this current-driven switch. A driving means for supplying a control voltage to the driven switch, a converting means for converting the high frequency power to form a resonant circuit, an oscillation circuit provided in the driving means and oscillating in synchronization with the resonant circuit, and the converting means. a high-frequency heating device having a heating means to which an output of is supplied.
スタで、半導体電圧駆動型スイッチを電界効果トランジ
スタで構成しかつ、単方向電源に対して少なくとも前記
電流、駆動型スイッチと並列になるようにダイオードを
設けた構成の特許請求の範囲第1項記載の高周波加熱装
置。(2) The semiconductor current-driven switch is configured with a bipolar transistor, the semiconductor voltage-driven switch is configured with a field-effect transistor, and a diode is provided at least in parallel with the current-driven switch with respect to the unidirectional power supply. A high-frequency heating device according to claim 1.
クタ電圧と単方向電源の電圧とを検出して発振回路を共
振回路に同期させるよう構成した特許請求の範囲第1項
記載の高周波加熱装置。(3) The high-frequency heating device according to claim 1, wherein the oscillation circuit is synchronized with the resonant circuit by detecting the collector voltage of a transistor serving as a current-driven switch and the voltage of a unidirectional power source.
型半導体スイッチとを1チップ又は複数のチップで構成
し、単一のパッケージに収納した特許請求の範囲第1項
記載の高周波加熱装置。(4) The high-frequency heating device according to claim 1, wherein at least a current-driven semiconductor switch and a voltage-driven semiconductor switch are constructed of one or more chips and housed in a single package.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61009231A JPH0677473B2 (en) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | High frequency heating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61009231A JPH0677473B2 (en) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | High frequency heating device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62168382A true JPS62168382A (en) | 1987-07-24 |
JPH0677473B2 JPH0677473B2 (en) | 1994-09-28 |
Family
ID=11714631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61009231A Expired - Lifetime JPH0677473B2 (en) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | High frequency heating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0677473B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5836473A (en) * | 1982-06-23 | 1983-03-03 | Seikosha Co Ltd | Thermal transfer type color recorder |
JPS6014585A (en) * | 1983-07-05 | 1985-01-25 | Sharp Corp | Character broadcasting receiver having program reservation function |
-
1986
- 1986-01-20 JP JP61009231A patent/JPH0677473B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5836473A (en) * | 1982-06-23 | 1983-03-03 | Seikosha Co Ltd | Thermal transfer type color recorder |
JPS6014585A (en) * | 1983-07-05 | 1985-01-25 | Sharp Corp | Character broadcasting receiver having program reservation function |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0677473B2 (en) | 1994-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2591886B2 (en) | Electronic ballast circuit for compact fluorescent lamps. | |
US6587358B1 (en) | Switching power supply circuit | |
US6108219A (en) | DC power converter circuit | |
JP2004536543A (en) | Isolated drive circuit used in switch mode power converter | |
JPS61284088A (en) | Solid state oscillator for power | |
US5973946A (en) | Power-factor improvement converter | |
JP3821454B2 (en) | Fluorescent lamp lighting device | |
US6531689B2 (en) | Fixing device using an inverter circuit for induction heating | |
AU2006232207B2 (en) | Solid state switching circuit | |
JP4683364B2 (en) | Composite resonant switching power supply | |
JP2003259643A (en) | Current resonance type soft switching power circuit | |
JPS62168382A (en) | Radio frequency heater | |
JPH11318074A (en) | Dc-to-dc power converter | |
JP2001178127A (en) | Switching power supply circuit | |
JP4123508B2 (en) | Switching power supply | |
JP2737391B2 (en) | Ringing choke converter | |
JPS62193086A (en) | Radio frequency heater | |
JPS62168383A (en) | Radio frequency heater | |
JP3322005B2 (en) | Discharge lamp lighting device | |
JPS62110294A (en) | Radio frequency heater | |
JP2624283B2 (en) | High frequency heating equipment | |
JPS62193087A (en) | Radio frequency heater | |
JP2024120784A (en) | High frequency inverter for induction cooking heater | |
TW200524261A (en) | Circuit arrangement for generating an AC voltage from a DC voltage | |
JPH0574919B2 (en) |