JPS6224917B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は周波数変換装置の出力制御法に関する
ものである。

従来、周波数変換装置を応用した家庭用の誘導
加熱調理器などでは出力制御法として、周波数制
御もしくはデユーテイサイクル制御が中心であつ
た。しかしながら前者は出力制御範囲が狭く後者
はランプフリツカーがあり、家庭用としては優れ
た方法ではなかつた。本発明は以上の欠点を考慮
して、ランプフリツカーがほとんどなく、しかも
出力制御範囲の大きい出力制御法を提供するもの
である。

以下図面に従がい本発明の一実施例について詳
細な説明を行なう。

第１図において、入力交流電源１より電源スイ
ツチ２を介して周波数変換回路３に交流電圧を印
加し、周波数変換回路３は制御回路４により発振
制御される。周波数変換回路３は入力コンデンサ
３１、直列接続された共振用コンデンサ３２ａ，
３２ｂ、および直列関係に接続された双方向導通
可能なパワー半導体ブロツク３３，３４を、入力
交流電源１と並列関係に接続し、共振用コンデン
サ３２ａ，３２ｂの接続点と、双方向導通可能な
パワー半導体ブロツク３３，３４の接続点間に共
振用インダクタを兼ねる誘導加熱コイル３５を接
続する。

双方向導通可能なパワー半導体ブロツク３３，
３４はそれぞれサイリスタ３３ａ，３３ｂおよび
サイリスタ３４ａ，３４ｂを逆並列関係に接続し
たものであり、制御回路４の出力端子４１より、
点弧パルスをゲート−カソード間に入れる。サイ
リスタ３３ａ，３３ｂには同時にゲートパルスを
注入し、同じくサイリスタ３４ａ，３４ｂも同時
にゲートパルスが注入されるが、パワー半導体ブ
ロツク３３，３４は交互に導通する。第２図Ｂは
その時加熱コイル３５に流れるパルス電流であ
り、正の半波ではサイリスタ３３ａ，３４ａが交
互に導通し、負の半波ではサイリスタ３３ｂ，３
４ｂが交互に導通する。

第３図は本発明によるサイリスタの導通制御に
よる出力制御法を示すものであり、入力交流電源
１が50Hzの場合を示し、横軸が時間、縦軸は出力
高周波電流の包絡線を示す。入力交流電源１の半
波10ｍsecが発振の単位となり、入力交流の１サ
イクル又は１サイクル半が同期となり、Ａは20ｍ
sec発振して、10ｍsec休止するのでデユーテイは
2/3、Ｂはデユーテイ1/2、Ｃはデユーテイ1/3で
発振し、誘導加熱コイル３５より高周波出力が供
給される。もし入力交流電源が60Hzの場合は、半
波8.3ｍsecで発振の基準単位となる。この時入力
周波数が50Hzではフリツカー周波数は約33Hz、60
Hzではフリツカー周波数は40Hzとなり、人の目に
はほとんど感じられなくなる。もしフリツカー周
波数が30Hz以下となると、人の目に感じられる。
そして、上記デユーテイ1/3、1/2、2/3を基本と
して出力制御を広範囲で行うことについて説明す
る。例えば第４図に示すように10秒単位でデユー
テイを1/3から1/2に変えれば、5/12の出力とな
り、また、1/2から2/3に変えれば、7/12の出力と
なり、これらデユーテイの組み合わせにより広範
囲な出力制御が可能となる。また、10秒単位でデ
ユーテイを切替えるため、このデユーテイ制御に
おけるフリツカー周波数は一定である。なお、こ
の切替え時間は数秒間あれば十分で、10数ｍsec
のようにフリツカー周波数に影響を及ぼさない程
度であればよい。

以上が本発明による出力制御の基本思想であ
り、商用周波数ではAC50Hz、60Hzがあるが、誘
導加熱の如き熱出力ではその２倍の100Hz、120Hz
となり、その1/3と1/2を基本周期として加熱の出
力制御を行なえば、フリツカーのほとんど出ない
出力制御を行なうことができる。またデユーテイ
1/3と1/2、および2/3を組み合わすことにより、
広範囲な出力制御が可能となる。

第６図はデユーテイ1/3と2/3のを作る制御回路
の一実施例であり、第６図はその各部波形であ
る。この回路は零ボルトパルス発生回路４２よ
り、倍周波発振器４３に第６図の同期パルスZP
を加え、入力交流電源周波数の４倍のクロツクパ
ルスCPを発生させる。このクロツクパルスCPは
３進カウンタ４４に加えられ、出力信号ｂ，ｃを
得る。このカウンタは市販されている10進カウン
タを利用することにより可能である。前記３進カ
ウンタ４４は出力端子４４０，４４１，４４２を
有し、その出力ａ，ｂ，ｃが３進のデイジタル信
号であり、ｂ，ｃは第６図に示す波形となる。出
力信号ｂと、信号ｂと信号ｃの論理和をとるオア
ゲート４５を、デユーテイ選択信号ｉにより選択
できるデユーテイ切替回路４６に加える。デユー
テイ切替回路４６はアンドオアゲートを構成する
アンドゲート４６０，４６１とオアゲート４６２
と、切替用インバータ４６３よりなり、信号ｉに
よりデユーテイ1/3又はデユーテイ2/3をとり出せ
る。すなわち信号ｉがＨレベルの時、アンドゲー
ト４６０が開いて、アンドゲート４６１は閉じ、
信号ｂが周波数変換回路の発振を制御するＤフリ
ツプフロツプ４７のＤ入力端子に加えられ、零電
圧パルスZPに同期して、出力ＱがＨレベルにな
る。もし信号ｉがＬレベルでは信号ｂとｃのオア
信号、すなわちデユーテイ2/3の信号をＤフリツ
プフロツプ４７の入力Ｄ端子に加え、零電圧に同
期した2/3デユーテイ信号を得る。Ｄフリツプフ
ロツプ４７の出力Ｑは零電圧パルスZPに同期し
て2/3デユーテイを得ることができる。

デユーテイ1/2の場合はバイナリカウンタによ
り零電圧パルスZPを分周するだけでよく、制御
は簡単である。

以上述べた如く本発明は熱出力の基本周波数、
すなわちフリツカ周波数を33Hz以上にし、商用周
波の半サイクルを３ケ単位にして、デユーテイを
変えるもので、1/3、1/2、2/3、１、および０の
５段階の制御ができる。しかも数秒単位でデユー
テイを変えることにより、出力制御を広範囲とす
ることができ、かつフリツカー周波数を人の目に
気にならない程度にすることができる。またデユ
ーテイ切替信号を３サイクル単位にしても問題は
ない。以上述べた実施例は誘導加熱装置特に誘導
加熱調理器に関するものであるが、他の熱出力制
御機器においても問題はない。本発明の制御回路
として実施例に限らず、マイクロプロセツサの如
きソフトウエアによるプログラム可能な電子機器
を用いればさらに容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す誘導加熱装置
の回路図で、第２図はその入力電圧波形と出力電
流波形図、第３図は本発明による出力制御の状態
を示す出力波形の包絡線図、第４図はさらに長い
周期を加えた出力制御法を示す図、第５図は本発
明による出力制御回路図、第６図はその各部波形
図である。 １……入力交流電源、２……電源スイツチ、３
……周波数変換回路、４……制御回路、３２ａ，
３２ｂ……共振用コンデンサ、３３，３４……半
導体ブロツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低周波交流電源を高周波電力に変換する周波
   数変換回路と制御回路よりなり、前記周波数変換
   回路は、最終的に熱出力を発生させるための負荷
   を有し、前記制御回路は、前記低周波交流電源に
   同期して、前記低周波交流の１サイクル、または
   １サイクル半の周期でかつ半サイクル単位で発振
   停止をデユーテイ制御する周波数変換装置。 ２ 前記制御回路は、零電圧パルス発生回路と３
   進カウンタおよびデユーテイ切替回路を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の周波
   数変換装置。 ３ デユーテイ制御は数秒単位でデユーテイを変
   化させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の周波数変換装置。