JPS6392277A - 高周波電源出力制御装置 - Google Patents
高周波電源出力制御装置Info
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- JPS6392277A JPS6392277A JP61237644A JP23764486A JPS6392277A JP S6392277 A JPS6392277 A JP S6392277A JP 61237644 A JP61237644 A JP 61237644A JP 23764486 A JP23764486 A JP 23764486A JP S6392277 A JPS6392277 A JP S6392277A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000819 phase cycle Methods 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
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- 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。
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）発明の分野
この発明は、例えば、プラズマ発生装置、誘導加熱装置
、共振回路を負荷にした場合等の電源回路に使用される
高周波型ｇｉ装置であって、その出力をＯから設定され
た最大まで制御できる出力制御装置に関する。
、共振回路を負荷にした場合等の電源回路に使用される
高周波型ｇｉ装置であって、その出力をＯから設定され
た最大まで制御できる出力制御装置に関する。
（ロ）発明の背景
高周波電源を得る回路装置としては、従来、半導体をフ
ルブリッジに接続し、各アームをそれぞれプッシュプル
動作させると共に、各アームを交互にＯＦＦ、ＯＮドラ
イブして直流電力を高周波電力に変換する半導体インバ
ータ装置がある。
ルブリッジに接続し、各アームをそれぞれプッシュプル
動作させると共に、各アームを交互にＯＦＦ、ＯＮドラ
イブして直流電力を高周波電力に変換する半導体インバ
ータ装置がある。
この半導体インバータ装置において、その出力電力を制
御する従来方法の一つとして、サイリスタを用いて、該
インバータ装置に供給する電源の電圧あるいは電流を変
化させる方法がある。
御する従来方法の一つとして、サイリスタを用いて、該
インバータ装置に供給する電源の電圧あるいは電流を変
化させる方法がある。
この方法の場合、構成が複雑となり、′ｍｍ万力率低く
なる問題点があり、また、負荷変動に対する応答速度が
遅いため、負荷短絡時には過電流によって、ざらに負荷
開放時には過電圧によって、それぞれ素子を破壊する賢
いがある問題点を有する。
なる問題点があり、また、負荷変動に対する応答速度が
遅いため、負荷短絡時には過電流によって、ざらに負荷
開放時には過電圧によって、それぞれ素子を破壊する賢
いがある問題点を有する。
また、出力制御の他の方法としては、負荷が共振回路の
場合、前述インバータ装置の出力周波数を可変制御する
方法である。
場合、前述インバータ装置の出力周波数を可変制御する
方法である。
この方法は、インバータ装置の出力周波数が負荷の共振
回路の共振周波数に等しい時、最大出力（直列共振）と
し、前述のインバータ装置の出力周波数が共振周波数よ
り高く、または低く可変制ｔＩＩすることによって、出
力を小さく制御する方法である。
回路の共振周波数に等しい時、最大出力（直列共振）と
し、前述のインバータ装置の出力周波数が共振周波数よ
り高く、または低く可変制ｔＩＩすることによって、出
力を小さく制御する方法である。
しかし、上述の低い方に可変制御すると、インバータ装
置を形成するフライホイールダイオードのリカバリ期間
に電源短絡状態になる不都合が生じるので、一般には高
い方に可変制御している。
置を形成するフライホイールダイオードのリカバリ期間
に電源短絡状態になる不都合が生じるので、一般には高
い方に可変制御している。
このため、必然的に負荷の共振回路の共振周波数は、イ
ンバータ装置の最高動作周波数よりも低くしなければな
らず、負荷の共振回路がインバータ装置によって制限さ
れる問題点を有する。
ンバータ装置の最高動作周波数よりも低くしなければな
らず、負荷の共振回路がインバータ装置によって制限さ
れる問題点を有する。
また、負荷の共振回路の出力電力可変特性が該共振回路
の共振鋭度目安Ｑの影響を強く受け、該Ｑが小さい時は
周波数を高くしても出力電力があまり小さくならず、反
対にＱが大きい時は僅かの周波数変化によって出力電力
が大きく変化し、出力制御が難しい問題点を有する。
の共振鋭度目安Ｑの影響を強く受け、該Ｑが小さい時は
周波数を高くしても出力電力があまり小さくならず、反
対にＱが大きい時は僅かの周波数変化によって出力電力
が大きく変化し、出力制御が難しい問題点を有する。
（ハ）発明の目的
この発明は、フルブリッジ型インバータの２つのアーム
の位相差を変化する特異な構成により、構成が簡単であ
り、１ＩＩＪ御も容易であって、５００ＫＨ７程度の高
い高周波電源を得ることができる高周波電源出力制御装
置の提供を目的とする。
の位相差を変化する特異な構成により、構成が簡単であ
り、１ＩＩＪ御も容易であって、５００ＫＨ７程度の高
い高周波電源を得ることができる高周波電源出力制御装
置の提供を目的とする。
（ニ）発明の要約
この発明は、半導体インバータの２つのアームのそれぞ
れに対応して設けた位相周期手段で、各アームを構成す
る２個の半導体の動作周波数を所定値に設定し、これら
２つの位相周期手段の位相差を位相差制御手段で可変制
御して、出力電力を制御する高周波電源出力制ｔ２１Ｉ
装置であることを特徴とする。
れに対応して設けた位相周期手段で、各アームを構成す
る２個の半導体の動作周波数を所定値に設定し、これら
２つの位相周期手段の位相差を位相差制御手段で可変制
御して、出力電力を制御する高周波電源出力制ｔ２１Ｉ
装置であることを特徴とする。
（ホ）発明の効果
この発明によれば、従来のサイリスタを用いた出力制御
に比して、構成が簡単であり、電源力率が高くなり、ま
た、負荷変動に対する応谷速度が速く、負荷変動に基づ
く負荷短絡または開放に起因した素子の破壊が防止でき
る。
に比して、構成が簡単であり、電源力率が高くなり、ま
た、負荷変動に対する応谷速度が速く、負荷変動に基づ
く負荷短絡または開放に起因した素子の破壊が防止でき
る。
さらに、負荷共振回路との共振現象による出力ａｉｌ制
御に比して、負荷共振回路の共振周波数とは無関係に出
力制御できるため、制御が容易で確実であり、しかも、
負荷の共振回路は半導体インバータの最高動作の周波数
に制限されないので、５００ＫＨ２程度の高い高周波の
電源が容易に得られる。
御に比して、負荷共振回路の共振周波数とは無関係に出
力制御できるため、制御が容易で確実であり、しかも、
負荷の共振回路は半導体インバータの最高動作の周波数
に制限されないので、５００ＫＨ２程度の高い高周波の
電源が容易に得られる。
（へ）発明の実施例
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は高周波電源の出力制御装置を示し、第１図、第２
図において、４個のトランジスタＱｌ。
図において、４個のトランジスタＱｌ。
Ｑ２ 、Ｑ３ 、Ｑ４はフルブリッジに接続され、それ
ぞれにはフライホイールダイオードＤＩ 、 Ｄ２ 。
ぞれにはフライホイールダイオードＤＩ 、 Ｄ２ 。
Ｄ３ 、Ｄ４が並列に接続されている。
直流電源Ｅは各アームＡＩ 、Ａ２を構成するトランジ
スタＱ１ 、Ｑ２およびＱ３．Ｑ４の両端に接続され、
さらに各アームＡＩ 、Ａ２の中間点の問を出カドラン
スＴの１次側Ｔ１が接続され、この出カドランスＴの２
次側Ｔ２にコンデンサＣ１とコイルＬ１とによる共振回
路ＬＣが負荷として接続されている。
スタＱ１ 、Ｑ２およびＱ３．Ｑ４の両端に接続され、
さらに各アームＡＩ 、Ａ２の中間点の問を出カドラン
スＴの１次側Ｔ１が接続され、この出カドランスＴの２
次側Ｔ２にコンデンサＣ１とコイルＬ１とによる共振回
路ＬＣが負荷として接続されている。
各アームＡ１．Ａ２を構成する２個のトランジスタＱ１
・Ｑ２ 、Ｑ３ ・Ｑ４はドライブ回路Ｂにより、プ
ッシュプル動作されると共に、デユーティサイクル５０
％で、交互にＯＦＦ、ＯＮドライブされる。
・Ｑ２ 、Ｑ３ ・Ｑ４はドライブ回路Ｂにより、プ
ッシュプル動作されると共に、デユーティサイクル５０
％で、交互にＯＦＦ、ＯＮドライブされる。
すなわち、第２図に示すように、トランジスタＱ１と０
４、あるいはＱ２と０３を位相差φで交互にドライブす
ると、共振回路ＬＣには図のような負荷電流が流れる。
４、あるいはＱ２と０３を位相差φで交互にドライブす
ると、共振回路ＬＣには図のような負荷電流が流れる。
つまり下記の表のように前述の回路に電流が流れる。
従って、トランジスタＱ１ ・Ｑ３が同相のとき、出力
Ｏで、トランジスタＱ１ ・Ｑ４が同相のとき、出力最
大となって、２つのアームＡ１ ・Ａ２間の位相差φを
可変することで、出力電力をＯから設定された最大値ま
で可変制御することができる。
Ｏで、トランジスタＱ１ ・Ｑ４が同相のとき、出力最
大となって、２つのアームＡ１ ・Ａ２間の位相差φを
可変することで、出力電力をＯから設定された最大値ま
で可変制御することができる。
第３図は、この発明による高周波電源出力制御装置を誘
導加熱装置に適用した例を示し、第１図と同一符号の構
成部分は第１図で説明した構成と同一につき、その説明
を省略する。
導加熱装置に適用した例を示し、第１図と同一符号の構
成部分は第１図で説明した構成と同一につき、その説明
を省略する。
主回路部分の負荷の共振回路ＬＣには、誘導加熱装置を
構成するワークコイルＬ２が直列に接続されている。
構成するワークコイルＬ２が直列に接続されている。
また、主回路部分のコンデンサＣ２は、出カドランスＴ
の直流編磁防止するためのコンデンサであり、電流変成
器ＣＴは負荷側の電流を検出し、その検出電流を負荷短
絡検出回路１０．電流検出回路１１、電流制限回路１２
に入力する。
の直流編磁防止するためのコンデンサであり、電流変成
器ＣＴは負荷側の電流を検出し、その検出電流を負荷短
絡検出回路１０．電流検出回路１１、電流制限回路１２
に入力する。
第１位相比較器１３、第１ｆａ分回路１４、第１電圧制
御発振器１５、第１分周回路１６．９０度位相遅延回路
１７は９０度ロックのメイン位相同期ループである。
御発振器１５、第１分周回路１６．９０度位相遅延回路
１７は９０度ロックのメイン位相同期ループである。
上述の第１位相比較器１３の一方の入力端子には、電流
検出回路１１で出力電流を方形波に変換し、９０度位相
を進めた信号を入力する。
検出回路１１で出力電流を方形波に変換し、９０度位相
を進めた信号を入力する。
また、他方の入力端子には、ローパスフィルタである第
１積分回路１４を介して、第１電圧制御発振器１５から
出力される信号を第１分周回路１６で１／２分周し、デ
ユーティサイクルを正確に５０％にした後、９０度位相
遅延回路１７で９０度位相を遅らせた信号を入力する。
１積分回路１４を介して、第１電圧制御発振器１５から
出力される信号を第１分周回路１６で１／２分周し、デ
ユーティサイクルを正確に５０％にした後、９０度位相
遅延回路１７で９０度位相を遅らせた信号を入力する。
ぞして、上述のメイン位相同期ループで、高周波電源側
の出力周波数を出力最大の時負荷共振回路ＬＣの共振周
波数に一致させる。
の出力周波数を出力最大の時負荷共振回路ＬＣの共振周
波数に一致させる。
第２位相比較器１８、第２積分回路１９、第２電圧制御
発振器２０、第２分周回路２１はＯｒｇ、ロックの位相
同期ループであり、位相差φを持った信号を生成する。
発振器２０、第２分周回路２１はＯｒｇ、ロックの位相
同期ループであり、位相差φを持った信号を生成する。
第２位相比較器１８の一方の入力端子には、９０度位相
遅延回路１７から、メイン位相同期ループの出力の９Ｏ
ｒ！１位相を遅らせた信号を入力し、もう一方の入力端
子には、ローパスフィルタである第２積分回路１９を介
して、第２電圧制御発振器２０から出力される信号を第
２分周回路２１で１／２分周し、デユーティサイクルを
正確に５０％にした信号を入力する。
遅延回路１７から、メイン位相同期ループの出力の９Ｏ
ｒ！１位相を遅らせた信号を入力し、もう一方の入力端
子には、ローパスフィルタである第２積分回路１９を介
して、第２電圧制御発振器２０から出力される信号を第
２分周回路２１で１／２分周し、デユーティサイクルを
正確に５０％にした信号を入力する。
上述の第２積分回路１９の入力には、第２位相比較器１
８の出力と一緒に、可変抵抗器で構成される出力設定回
路２２の直流電流と電流制限回路１２とを接続する。
８の出力と一緒に、可変抵抗器で構成される出力設定回
路２２の直流電流と電流制限回路１２とを接続する。
なお、電流制限回路１２は出力電流がある一定の値を越
えた時、出力の位相差φを小さくする。
えた時、出力の位相差φを小さくする。
前述の２つの位相同期ループの出力は、ゲットタイム付
加回路２３．２４と、出力遮断・復帰回路２５．２６を
経て、それぞれのアームＡＩ 、 Ａ２に対応するドラ
イブ回路８１ 、Ｂ２に入力される。
加回路２３．２４と、出力遮断・復帰回路２５．２６を
経て、それぞれのアームＡＩ 、 Ａ２に対応するドラ
イブ回路８１ 、Ｂ２に入力される。
上述のゲットタイム付加回路２３．２４は、出力トラン
ジスタ０１〜Ｑ４の同時ＯＮを防ぐために、相互の出力
を若干遅延させ、また、出力遮断・復帰回路２５．２６
は、前述の電流制限回路１２の応谷が間に合わない場合
に、負荷短絡などの過電流を短絡検圧回路１０で検出し
て出力を遮断し、過電流が回避されると、出力が復帰さ
れる。
ジスタ０１〜Ｑ４の同時ＯＮを防ぐために、相互の出力
を若干遅延させ、また、出力遮断・復帰回路２５．２６
は、前述の電流制限回路１２の応谷が間に合わない場合
に、負荷短絡などの過電流を短絡検圧回路１０で検出し
て出力を遮断し、過電流が回避されると、出力が復帰さ
れる。
このように構成した誘導加熱装置にお１ノる高周波電源
出力制御装置は、出力設定回路２２の直流電流を制御す
ることで、位相差φが０度から１８０度に可変すること
ができるので、この位相差φによって、その出力がＯか
ら設定された最大値まで可変ｌＩｉ＋制御することがで
き、ワークコイルＬ２の出力を良好に制御することがで
きる。
出力制御装置は、出力設定回路２２の直流電流を制御す
ることで、位相差φが０度から１８０度に可変すること
ができるので、この位相差φによって、その出力がＯか
ら設定された最大値まで可変ｌＩｉ＋制御することがで
き、ワークコイルＬ２の出力を良好に制御することがで
きる。
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の半導体インバータは、実施例のトランジスタ
０１〜Ｑ４、およびこれらを駆動するドライブ回路８１
Ｂｌ 、Ｂ２に対応し、以下同様に、 ２つの位相周期手段は、メイン位相同期ループを構成す
る第１位相比較器１３、第１積分回路１４、第１電圧制
御発振器１５、第１分周回路１６．９０度位相遅延回路
１７と、位相同期ループを構成する第２位相比較器１８
、第２８！ｉ分回路１９、第２電圧制御発娠器２０．第
２分周回路２１に対応し、 位相差ｆｔ、ＩＩ御平手段、出力設定回路２２に対応す
るも、この発明は上述の実施例の構成のみに限定される
ものではない。
０１〜Ｑ４、およびこれらを駆動するドライブ回路８１
Ｂｌ 、Ｂ２に対応し、以下同様に、 ２つの位相周期手段は、メイン位相同期ループを構成す
る第１位相比較器１３、第１積分回路１４、第１電圧制
御発振器１５、第１分周回路１６．９０度位相遅延回路
１７と、位相同期ループを構成する第２位相比較器１８
、第２８！ｉ分回路１９、第２電圧制御発娠器２０．第
２分周回路２１に対応し、 位相差ｆｔ、ＩＩ御平手段、出力設定回路２２に対応す
るも、この発明は上述の実施例の構成のみに限定される
ものではない。
図面はこの発明の一実施例を示し、
第１図は高周波電源出力制御装置の基本椙成図、第２図
はその要部のタイムチャート、 第３図は共振負荷に適用した場合の高周波電源出力制御
装置の回路ブロック図である。 ０１〜Ｑ４・・・トランジスタ ＡＩ 、Ａ２・・・アーム φ・・・位相差Ｂ、Ｂ１
、Ｂ２・・・ドライブ回路 １３．１８・・・位相比較器 １４．１９・・・積分回路 １５．２０・・・電圧制御発振器 １６．２１・・・分周回路 １７・・・９０度位相遅延回路 ２２・・・出力設定回路 Ｑｌ−Ｑ４・・・トランジスタ ＡＩ、Ａ２・・・アーム 第１図
はその要部のタイムチャート、 第３図は共振負荷に適用した場合の高周波電源出力制御
装置の回路ブロック図である。 ０１〜Ｑ４・・・トランジスタ ＡＩ 、Ａ２・・・アーム φ・・・位相差Ｂ、Ｂ１
、Ｂ２・・・ドライブ回路 １３．１８・・・位相比較器 １４．１９・・・積分回路 １５．２０・・・電圧制御発振器 １６．２１・・・分周回路 １７・・・９０度位相遅延回路 ２２・・・出力設定回路 Ｑｌ−Ｑ４・・・トランジスタ ＡＩ、Ａ２・・・アーム 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体をフルブリッジに接続し、各アームをそれぞ
れプッシュプル動作させると共に、各アームを交互にＯ
ＦＦ、ＯＮドライブし て直流電力を高周波電力に変換する半導体 インバータと、 ２つのアームのそれぞれに対応し、各アー ムを構成する２個の半導体の動作周波数を 所定値に設定する２つの位相周期手段と、 これら２つの位相同期手段の位相差を変え ることにより出力電力を制御する位相差制 御手段とを備えた 高周波電源出力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61237644A JPH088773B2 (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | 高周波電源出力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61237644A JPH088773B2 (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | 高周波電源出力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6392277A true JPS6392277A (ja) | 1988-04-22 |
| JPH088773B2 JPH088773B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17018377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61237644A Expired - Lifetime JPH088773B2 (ja) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | 高周波電源出力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088773B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100760844B1 (ko) * | 2006-01-05 | 2007-09-21 | 주식회사 케이이씨 | 직류 교류 컨버터 |
| WO2010053108A1 (ja) * | 2008-11-05 | 2010-05-14 | 株式会社 日立メディコ | 位相シフト型インバータ回路、それを用いたｘ線高電圧装置、ｘ線ｃｔ装置、および、ｘ線撮影装置 |
| JP2013115017A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Kobe Univ | 誘導加熱用高周波インバータとその制御方法 |
| JP2016189666A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 株式会社東芝 | 沿面放電素子駆動用電源回路 |
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| JPS59222082A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-13 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 電流型インバ−タの自励起動方法 |
| JPS6152158A (ja) * | 1984-08-21 | 1986-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | 電源装置 |
-
1986
- 1986-10-06 JP JP61237644A patent/JPH088773B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US8588371B2 (en) | 2008-11-05 | 2013-11-19 | Hitachi Medical Corporation | Phase shift inverter, X-ray high-voltage device using same, X-ray CT device, and X-ray imaging device |
| JP5588875B2 (ja) * | 2008-11-05 | 2014-09-10 | 株式会社日立メディコ | 位相シフト型インバータ回路、それを用いたｘ線高電圧装置、ｘ線ｃｔ装置、および、ｘ線撮影装置 |
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| JP2016189666A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 株式会社東芝 | 沿面放電素子駆動用電源回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH088773B2 (ja) | 1996-01-29 |
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