JPH02135685A - 高周波電源装置の制御方法 - Google Patents

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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は誘導加熱などに用いられている高周波電源装置
の制御方法に関するものである。

Ｂ１発明の概要 本発明は直流電源部よりの直流を並列共振回路に出力し
、この共振回路の共振周波数を負荷に供給ケる高周波電
源装置において、直流電源部をダイオードブリッジ構成
とし、且つ並列共振回路と並列に接続されたスイッチ素
子を制御することによって出力電圧を制御し、出力電圧
制御回路の簡略化を図ったものである。

Ｃ従来の技術 誘導加熱用の高周波電源装置としては、電子管を用いた
発振器やサイリスクを用いたインバータなとが使用され
ている。

第４図は１個のスイッチング素子で周波数を制御するよ
うにした従来の高周波電源装置を示したもので、周波数
で数１０　Ｋ　Ｈｚ、容量で数１０ＫＷに適用されるも
のである。

この電源装置は、可変電流電源ｌで交流から直流に変換
された電流は直流リアクトル２、直流電圧プロ・ノキン
グ用コンデンサ３を通ってコンデンサ４、リアクトル５
よりなる並列共振回路に供給される。６はこの並列共振
回路と並列に接続される負荷抵抗である。負荷に供給さ
れる周波数は、共振回路の共振周波数で決定され、その
ときにおけるスイッチング素子７のオン期間は制御回路
８によって共振周波数の周期の１／２に制御され、また
出力電圧制御は、電圧制御回路９によって検出された共
振回路の電圧を参照しながら可変直流電源１の出力電圧
を一定にすべく制御することによって行われる。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 第４図で示すように、従来のものは出力電圧を制御する
ために、直流電源として高価なサイリスタをブリッジ構
成にした可変直流電源Ｉとしなければならず、また、こ
の可変直流電源Ｉを制御するための電圧制御回路９が必
要となって装置が複雑、大形化する欠点を有している。

したがって本発明の目的とするところは、簡単なこの種
装置を提供せんとするものである。

Ｅ３課題を解決するための手段 本発明は、直流電源部よりの直流出力を並列共振回路に
供給し、この並列共振回路と並列にスイッチング素子を
接続するものにおいて、直流電源部をダイオードブリッ
ジで構成する。そして負荷への電圧制御は、スイッチン
グ素子のみで行うようにしたものである。

Ｆ１作用 第１の発明は、スイッチング素子の動作周波数を、並列
共振回路の共振周波数毎か、あるいはその整数倍毎とし
、且つスイッチング素子のオン期間を共振周波数周期の
１／２以下とし、この周波数とオン期間の制御によって
出力電圧を制御する。

第２の発明は、スイッチング素子のオン期間を一定とし
、周波数を共振周波数からずらすことによって出力電圧
制御を行う。

Ｇ、実施例 第１図は本発明の一実施例を示す構成図で、第４図と同
一部分に同一符号を付してその説明を省略する。１０は
直流電源部で、この電源部１０はダイオードをブリッジ
接続して構成されている。

１１は制御回路でスイッチング素子７を制御することに
よって、負荷への出力電圧制御をもする。

出力電圧の調整はスイッチング素子７で行うが、その制
御方法としては次の３通りが考えられる。

第１の方法 第２図（Ａ）はスイッチング素子７のゲート信号と出力
信号との関係を示したもので、素子７を制御するための
制御回路１１の発振器周波数が、共振回路の共振周波数
と同一の場合に適用されるもので、このときの出力電圧
はスイッチング素子７のオン期間により異なる。すなわ
ちスイッチング素子７の最大は、共振周波数周期の！／
２であるが、出力電圧は、素子７のオン期間において直
流電源部１〇−直流リアクドル２−スイッチング素子７
のルートで電流が流れるとき、直流リアクトル２に２蓄
積されたエネルギーによって決まる。

したがってスイッチング素子７のオン期間を、共振周波
数周期の１／２を最大とし、それよりも短いオン期間方
向に制御することによって直流リアクトル２に蓄えるエ
ネルギーを調整することができ、これによって出力電圧
を制御することができる。

第２の方法 スイッチング素子７のオン期間を共振回路の共振周波数
周期の１／２に固定し、オンさせるためのパルス出力を
共振周波数の整数倍毎とする。

第２図（Ｂ）はその様子を示したもので、時刻ｔ１で素
子７をオンし、共振周波数の１／２の期間Ｔ継続した後
時刻ｔ！にてオフする。出力電源は、時刻ｔＬにおいて
素子７がオンし、直流リアクトル２にエネルギーが蓄積
されるため、その波高値は高くなるが、時刻１．以後は
エネルギーの供給が素子７のオフによって停止すること
により共振回路のインピーダンスによって徐々に減衰し
、出力電圧は低下する。時刻ｔ３において再度素子７を
オンすると、出力電圧の波高値ら再度高くなる。すなわ
ち、共振回路の電圧を監視しながら共振周波数の数Ｈｚ
毎（図では２Ｈｚ毎）に間欠的にスイッチング素子７を
オンすることにより出力電圧を制御することができる。

第３の方法 制御回路１１よりの発振周期数を共振周波数からずらす
ことにより出力電圧制御を行う。第３図は電圧制御のた
めの説明図で、同図（Ｂ）は共振回路部の等価回路であ
り、また同図（Ａ）は電流周波数特性を示したものであ
る。共振周波数ｆ、を中心とし、その前後に周波数が変
化すると、共振回路に流れ込む電流Ｉは、ｆ、を最低と
して変化する。すなわちｆ。点を境いとしてインピーダ
ンスが変化するので、スイッチング素子７を制御する制
御回路１１の発振出力を共振周波数からずらすことによ
ってスイッチング素子７のオン期間一定で出力電圧を調
整することができる。

Ｈ１発明の効果 以上本発明によれば、スイッチング素子１個で電圧制御
をも行うようにしたものであるから、従来のように直流
電源部としてサイリスタを用いた可変直流電源に比較し
て装置が簡単となるものである。また、電圧制御方法と
して第１の方法を用いた場合には、負荷により電源周波
数が変化しない利点を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図（Ａ）
（Ｂ）は夫々説明のための波形図、第３図は説明図で、
（Ａ）は共振回路の電流−周波数特性図、（Ｂ）は共振
回路の等価回路、第４図は従来の高周波電源の回路図で
ある。 ２・・・直流リアクトノ呟３・・・直流電圧ブロッキン
グ用コンデンサ、４．５・・・共振回路用のコンデンサ
とりアクドル、６・・・負荷抵抗、７・・・スイッチン
グ素子、ＩＯ・・・直流電源部、１１・・・制御回路。 本発明の高周浪ｌｆ？ 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源部よりの出力が直流リアクトル、直流電
   圧ブロッキング用コンデンサを通して供給されるリアク
   トルとコンデンサよりなる並列共振回路と、直流リアク
   トルの出力側と直流電源部の負極間に接続されたスイッ
   チング素子と、この素子を制御するための制御回路とを
   有する高周波電源装置において、前記直流電源部をダイ
   オードブリッジ構成とし、前記スイッチング素子の動作
   周波数を前記共振回路の共振周波数毎かもしくはその整
   数倍とし、かつスイッチング素子のオン期間を共振周波
   数周期の１／２以下として出力電圧を制御するようにし
   たことを特徴とする高周波電源装置の制御方法。
2. （２）直流電源部よりの出力が、直流リアクトル、直流
   電圧ブロッキング用コンデンサを通して供給されるリア
   クトルとコンデンサよりなる並列共振回路と、直流リア
   クトルの出力側と直流電源部の負極間に接続されたスイ
   ッチング素子と、この素子を制御するための制御回路と
   を有する高周波電源装置において、前記直流電源部をダ
   イオードブリッジ構成し、前記スイッチング素子のオン
   期間を一定とし、スイッチング素子の動作周波数を共振
   周波数からずらして出力電圧制御を行うことを特徴とす
   る高周波電源装置の制御方法。