JPH0246685A - 誘導加熱装置 - Google Patents

誘導加熱装置

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Publication number
JPH0246685A
JPH0246685A JP63198229A JP19822988A JPH0246685A JP H0246685 A JPH0246685 A JP H0246685A JP 63198229 A JP63198229 A JP 63198229A JP 19822988 A JP19822988 A JP 19822988A JP H0246685 A JPH0246685 A JP H0246685A
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JP
Japan
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transformer
switching elements
power supply
load circuit
power source
Prior art date
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Pending
Application number
JP63198229A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Asada
和彦 麻田
Motoo Hirota
泉生 弘田
Hidekazu Yamashita
秀和 山下
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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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】 産業上の利用分野 本発明は、誘導加熱調理器や誘導加熱式アイロンに用い
られる誘導加熱装置に関するものである。
従来の技術 従来のこの種の誘導加熱装置を用いた誘導加熱式アイロ
ンの回路図を第6図に示す。第6図において1は直流電
源で、交流電源2と整流器3により構成している。4は
28KHz程度の駆動周波数の電圧リプルを吸収するた
めの平滑コンデンサで、その平滑コンデンサ4の両端に
は、トランジスタ6とダイオード7で構成されたスイッ
チング素子6とトランジスタ9とダイオード1oで構成
されたスイッチング素子8との直列回路が接続されてい
る。11は負荷回路で、加熱コイル12と共振コンデン
サ13で構成されておシ、スイッチング素子8と並列に
接続されている。14はトランジスタ6とトランジスタ
9を駆動する制御部、16は加熱コイル12によシ誘導
加熱される負荷としてのアイロンである。
以上の構成において動作を説明する。交流電源2の出力
が1 oov 、60Hzである場合について説明する
。平滑コンデンサ40両端電圧vcは第7図に示す波形
となる。また制御部14の出力電圧vb1およびVb2
はそれぞれ第8図(7)、(イ)に示すように交互に正
となり、かつ両方が負になるデッドタイム期間Tdを有
している。よって、この制御部14の出力電圧Vbtお
よびvb2によってオンオフするトランジスタ6とトラ
ンジスタ8は交互にオンオフする。従って、スイッチン
グ素子6のコレクタ・エミッタ間電圧VOXは第9図(
7)のようになる。スイッチング素子6の電流工は、負
荷回路11の共振により、第9図(1)に示すようにほ
ぼ正弦波の上半分の波形となる。スイッチング素子60
オン期間丁1を共振周期の半分にしておくと、ちょうど
Iが0になったころにスイッチング素子8がオンされ、
負荷回路11からトランジスタ9に電流が流れる。共振
周期の半分にあたるT2期間だけトランジスタ9をオン
に保ってから再びトランジスタ6をオンにすると、負荷
回路11に印加された電圧vLは第9図(fj)のよう
になり、負荷回路11には第9図に)に示すような交番
電流が流れ、これによって負荷のアイロン16を誘導加
熱する。なお第9図の(7)〜に)にある電圧、電流の
数値は、入力電力を12ooWとした時のすべて第7図
に示したVaのピーク付近すなわちVC=141vの部
分における時間スケールを拡大した波形である。
発明が解決しようとする課題 しかし、従来の構成では、トランジスタの電流が大きく
なるため、トランジスタの電力損失が大きいという課題
と、従来の技術におけるトランジスタ6とトランジスタ
9のエミッタが同電位でないことによりドライブ回路が
複雑であるという課題を有していた。
前者の課題についてもう少し説明を行う。従来の技術に
おいては、スイッチング素子6のコレクタ電流Iのピー
ク値Ipeakと、交流電源2の出力(rmg ) T
in  と、入力電力Pinの関係は、となり、P1n
==1200W 、 Vin= 100vの場合にはI
peak″=i53.3ムという大きな値となり、この
ためトランジスタ6とトランジスタ9が大型になり、発
熱も大となる課題があった。
本発明の第1の目的はこのような課題を解決するための
もので、単巻トランスという簡単かつ小型の部品を追加
することにより、トランジスタの電流を釣機に抑えて損
失を低減すると共に制御部の絶縁構造を不要とすること
である。
また、従来の構成では、加熱コイル電流が、装置の入力
電力Pin s入力電圧Winによって決められてしま
うために加熱コイルの銅線の断面積、ターン数、共振コ
ンデンサの容量が固定されてしまい加熱コイルと共振コ
ンデンサの印加電圧と供給電流設計に自由がなくなる課
題を有していた。
本発明の第2の目的はこのような課題を解決するための
もので、トランスを追加することにより、トランジスタ
の電流を釣機に抑えて損失を低減し、制御部の絶縁構造
を不要とし、加熱コイルと共振コンデンサの設計にも自
由度を持たせることである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の技術的手段は、直流
電源と前記直流電源の一端に中点を接続した単巻トラン
スと、前記単巻トランスの両端に接続した負荷回路と、
前記単巻トランスの両端と前記直流電源の他方の端子の
間にそれぞれ接続したスイッチング素子と、前記各スイ
ッチング素子を交互にオンオフする制御部とを備え、前
記負荷回路は加熱コイルと共振コンデンサの直列回路で
構成したものである。
また第2の技術的手段は、直流電源と、前記直流電源の
一端に一次巻線の中点を接続したトランスと、前記トラ
ンスの2次巻線に接続した負荷回路と、前記トランスの
一次巻線の両端と前記直流電源の他方の端子の間にそれ
ぞれ接続したスイッチング素子と、前記各スイッチング
素子を交互にオンオフする制御とを備え、前記負荷回路
は加熱コイルと共振コンデンサの直列回路で構成したも
のである。
作用 上記第1の技術的手段によれば、構造簡単で小型の単巻
トランスの中点に直流電源の一端を接続しているため、
各スイッチング素子を交互にオンオフすると、直流電源
から2つのスイッチング素子を交互に通って加熱電力が
供給されるため、スイッチング素子の電流が従来の釣機
となって小型とし、発熱を小とすることができる。また
エミッタの電位が同電位となるので制御部の絶縁構造も
不要となる。
また、第2の技術的手段によれば、トランスの一次コイ
ルの中点に直流電源の一端を接続しているため、各スイ
ッチング素子を交互にオンオフすると、直流電源から2
つのスイッチング素子を交互に通って加熱電力が供給さ
れるため、スイッチング素子の電流が従来の釣機となっ
て小型となり、発熱も小とすることができる。また2つ
のトランジスタのエミッタが共通であるため制御部の絶
縁構造も不要となる。さらに、トランスの一次コイルと
2次コイルの巻数比を調整することにより、加熱コイル
の銅線の断面積、ターン数と共振コンデンサの値に自由
度が生じ、例えば加熱コイルの両端に印加される電圧を
一定値以下になるようにしたり、加熱コイル電流及び共
振コンデンサのりプル電流を加減することが可能となシ
、それによって例えば加熱コイルと直列にスイッチを設
けて多数の加熱コイルを切シ換えたりする場合に、その
スイッチの定格(電圧、電流)を合わせることができる
実施例 以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明を
行う。第1図は、本発明の一実施例である誘導加熱式ア
イロンの回路図である。第1図において、21は直流電
源で、交流電源22と整流器23で成っている。24は
平滑コンデンサ、26は単巻トランス、26はスイッチ
ング素子で、トランジスタ27とダイオード28から成
シ、スイッチング素子29もトランジスタ3oとダイオ
ード31で成っている。32は負荷回路で、加熱コイル
33と共振コンデンサ34の直列回路で構成している。
36は制御部で36は負荷のアイロンである。
以上の構成において動作を説明する。直流電源21、平
滑コンデンサ240作用は従来の技術と同様である。第
2図は平滑コンデンサ24の電圧VCの波形である。第
3図は制御部36の出力電圧Vb1. Vb+  の波
形である。すなわち、スイッチング素子26とスイッチ
ング素子29は交互にオンする。
第4図はVa=141V時の各部の波形を示したもので
、(7)はスイッチング素子26の印加電圧VC+X、
(イ)はその電流Ic、(’7)は負荷回路32の印加
電圧vL、に)は負荷回路32の電流工り、(3)は単
巻トランス26の中点Cに流れ込む電流工の波形である
制御部36によってトランジスタ27がオンされると、
単巻トランス25のc−C間にVc141Vが印加され
るため、単巻トランス26の作用によりb−o間にもV
aが発生し、この結果り)に示すように’Vl、=−2
82Vとなる。負荷回路32にvLが印加されるため、
ILはに)に示すように流れ、共振周期の半分のT1時
間後に再び0にもどる。次にトランジスタ27をオフし
、トランジスタ3oをオンすると、今度はc −b間に
141V印加されるためa−C間に141vが発生し、
VL=+282VとなるOT2期間ニオイテはII。
はで1期間の逆符号の電流となる。
以上の動作を繰り返すことによって負荷回路32に電流
ILが流れ負荷のアイロン36を誘導加熱する。第4図
において示された電圧、電流の値は、従来の技術の場合
と同じ<Vin=1ooV、Pirl”1200Wの条
件におけるものである。2つのスイッチング素子から交
互に入力電流が供給されるため第4図に示されるように
IOのピークは26.7ムで従来の技術の半分である。
、一方VOIは従来の技術の2倍の282vとなるが、
一般にパワートランジスタは46ov以上の耐圧が一般
的であるため問題はなく、ロスによる発熱の低減効果が
得られる。
本発明の回路についてはスイッチング素子26の電流の
ピーク値1cpeakと交流電源22の出力(rug)
Tinと入力電力Pinの間には、という関係がほぼ成
立する。従ってPin = 1200W、Vifi=1
00Vである場合には、Icpeak=26.7ムとな
り従来の技術の半分となる。かつ加熱コイルと負荷の結
合が悪い場合にも、従来の技術と同様共振コンデンサの
耐圧を高くすることによシ対応できる。
またトランジスタ27とトランジスタ3oのエミッタは
同電位であるため、制御部36の内部にはパルストラン
スやホトカプラのような絶縁が不要となり構成が簡単と
なる。
加えて本回路では工のリップルが小さいため平滑コンデ
ンサを小とすることもできる。
本実施例では、単巻トランス26の巻線IL−+−0間
とc −b間にはいつもほぼ同じ大きさの電流が流れて
いるので巻線の利用効率が高く、小形のもので済むとい
う利点がある。
第6図は本発明の第2の実施例を示す誘導加熱式アイロ
ンの回路図である。第6図においては、トランス37を
2次巻線つきのものにした点と、その2次巻線に加熱コ
イル39と共振コンデンサ4oの直列回路で構成した負
荷回路38を接続した点が第1図と異なっているが他は
同じである。
本実施例の動作は、負荷回路38の印加電圧vL、電流
It、以外は前実施例と同一であり、vL。
1、はei−e間の巻数によって変化する。すなわちa
−b間とd −e間の巻数を同一にした場合には第1図
の場合と同じ値になるが、例えばa−e間をa−b間の
2倍の巻数にすると、V、は2倍、ICは捧倍となる。
従ってこの場合には前記請求項1の場合に比ベトランス
の大きさは多小大きくなるか、加熱コイルと共振コンデ
ンサの定数設計に自由度が生じる。
以上の2つの実施例では2つのスイッチング素子を負荷
回路の共振周期に同期してオンオフさせる場合を示した
が、共振周波数よりも高い周波数で駆動する場合や、低
い周波数で駆動する場合においても従来の技術のダイオ
ードに電流が流れるのと同様にダイオード28とダイオ
ード31に電流が流れ、負荷を加熱する。
発明の効果 以上の実施例からも明らかなように本発明の誘導加熱装
置は、単巻トランスあるいはトランスを設けることによ
シ、スイッチング素子に流れる電流を約半分に低減し、
スイッチング素子の小形化、低損失化を実現し、制御部
を簡単にすることができる。
また、トランスの2次側に負荷回路を接続することで、
加熱コイルと共振コンデンサの定数設計に自由度が生じ
、加熱コイルと共振コンデンサの電圧または電流が任意
の値とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例における誘導加熱式アイ
ロンの回路図、第2図、第3図、第4図はその動作波形
図、第6図は本発明の第2の実施例における誘導加熱式
アイロンの回路図、第6図は従来の技術における誘導加
熱式アイロンの回路図、第7図、第8図、第9図はその
動作波形図である。 21・・・・・・直流電源、26・・・・・・単巻トラ
ンス、32・・・・・・負荷回路、26・・・・・・ス
イッチング素子、29・・・・・・スイッチング素子、
33・・・・・・加熱コイル、34・・・・・・共振コ
ンデンサ、37・・・・・・トランス。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1名21
・道流電1凍 22−・・交流電源 23・−・整う1醜=1千1 24・−・平う骨コンテンプ あ、29・−スイッチング′素子 32・・−負荷回路 33・・−力[烈コイル 34− 宍撮コンテ゛ンブ 35・−制御卸 第 図 第 図 2/・・−L5気電温 2計−交情ン耽源 23−m−堅 ラヌt、摩5. 24−  平滑コンテンプ Z6. Z9−・−スイッチング素子 35−−一智■御きp 37− トランス 38−  負荷回誇 / −−IC”t* ’It 5X 2゛°−交流1+瀝 3−整、 5jt奏 4゛−°平滑コンテンプ n・・−yIL荷面路 面路゛・・大口熱コイル I3− 共存コンテンプ 14・−制4IpH節

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直流電源と、前記直流電源の一端に中点を接続し
    た単巻トランスと、前記単巻トランスの両端に接続した
    負荷回路と、前記単巻トランスの両端と前記直流電源の
    他方の端子の間にそれぞれ接続したスイッチング素子と
    、前記各スイッチング素子を交互にオン、オフ制御する
    制御部とを備え、前記負荷回路は加熱コイルと共振コン
    デンサの直列回路で構成した誘導加熱装置。
  2. (2)直流電源と、前記直流電源の一端に一次巻線の中
    点を接続したトランスと、前記トランスの2次巻線に接
    続した負荷回路と、前記トランスの一次巻線の両端と前
    記直流電源の他方の端子の間にそれぞれ接続したスイッ
    チング素子と、前記各スイッチング素子を交互にオンオ
    フする制御部とを備え、前記負荷回路は加熱コイルと共
    振コンデンサの直列回路で構成した誘導加熱装置。
JP63198229A 1988-08-09 1988-08-09 誘導加熱装置 Pending JPH0246685A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120261405A1 (en) * 2009-12-11 2012-10-18 Panasonic Corporation Induction heating apparatus and induction heating cooker provided with same
CN104947400A (zh) * 2014-12-12 2015-09-30 武汉绿鼎天舒科技发展有限公司 一种高可靠性电熨斗

Cited By (3)

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