JPH04337281A - 誘導加熱用インバータ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般家庭で使用される誘
導加熱調理器などに用いられる誘導加熱用インバータに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の誘導加熱用インバータに
は小形化、低コスト化、高効率化などが求められている
。

【０００３】以下、従来の誘導加熱用インバータについ
て図９に基づいて説明する。図９（ａ）において、１は
加熱コイル、２は加熱コイル１に直列に接続された共振
コンデンサである。３は逆導通スイッチング素子で、バ
イポーラトランジスタ４に逆並列に接続されたダイオー
ド５で構成されている。６は制御回路で、逆導通スイッ
チング素子３の導通・遮断を制御する。７は直流電流源
で、インバータに電力を供給する。８は加熱コイル１に
近接して配置した鍋などの負荷である。

【０００４】以上のように構成された従来の誘導加熱用
インバータは、前記逆導通スイッチング素子３を周期的
に導通・遮断することによって前記加熱コイル１に交流
電流を流し、加熱コイル１より発生する交流磁界によっ
て鍋８を誘導加熱するものである。

【０００５】図９（ｂ）は図９（ａ）の誘導加熱用イン
バータの逆導通スイッチング素子３の動作波形を示す波
形図である。図９（ｂ）においてＶＣＥ、ＩＣはそれぞ
れ前記逆導通スイッチング素子３の電圧、電流を示す。 期間ＴＯＮ、ＴＯＦＦはそれぞれ逆導通スイッチング素
子３が導通している期間、遮断している期間を示す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では前記ＴＯＮにおける逆導通スイッチング素
子３のＯＮ損失と、ＴＯＦＦからＴＯＮに移る時刻ｔＯ
（以下ターンオン時という）における逆導通スイッチン
グ素子３のターンオン損失に起因する損失が大きいので
、効率が低いという課題を有していた。また逆導通スイ
ッチング素子３が損失によって高温になり信頼性が低下
することを防ぐため、高価で大形の冷却機構が必要にな
るという課題を有していた。さらに、ターンオン時の電
圧ＶＣＥが大きいため一般にＡＳＯと呼ばれる安全動作
領域の大きい高価な逆導通スイッチング素子が必要であ
るという課題を有していた。またターンオン速度が遅い
とターンオン損失が非常に大きくなるため、ターンオン
速度の速い高価な逆導通スイッチング素子が必要である
という課題を有していた。

【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するもので
、小形、低コストで高効率な誘導加熱用インバータを提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の第１の手段は、第１の共振コンデンサと、第
２の共振コンデンサと、加熱コイルと、逆導通スイッチ
ング素子と、前記逆導通スイッチング素子の導通・遮断
を制御する制御回路を備え、直流電流源に前記第１の共
振コンデンサと、前記第２の共振コンデンサと前記逆導
通スイッチング素子の並列回路と前記加熱コイルの直列
回路を、並列に接続したものである。

【０００９】上記目的を達成するために本発明の第２の
手段は、第１の共振コンデンサと、第２の共振コンデン
サと、加熱コイルと、逆導通スイッチング素子と、前記
逆導通スイッチング素子の導通・遮断を制御する制御回
路を備え、直流電流源に前記第１の共振コンデンサと、
前記逆導通スイッチング素子と前記加熱コイルと前記第
２の共振コンデンサの直列回路を、並列に接続したもの
である。

【００１０】上記目的を達成するために本発明の第３の
手段は、第１の共振コンデンサと、第２の共振コンデン
サと、加熱コイルと、逆導通スイッチング素子と、前記
逆導通スイッチング素子の導通・遮断を制御する制御回
路を備え、直流電流源に前記第１の共振コンデンサと、
前記加熱コイルと前記第２の共振コンデンサの並列回路
と前記逆導通スイッチング素子の直列回路を、並列に接
続したものである。

【００１１】上記目的を達成するために本発明の第４の
手段は、第１の共振コンデンサと、第２の共振コンデン
サと、加熱コイルと、逆導通スイッチング素子と、前記
逆導通スイッチング素子の導通・遮断を制御する制御回
路を備え、直流電流源に前記逆導通スイッチング素子と
、前記加熱コイルと前記第１の共振コンデンサの並列回
路と前記第２の共振コンデンサの直列回路を、並列に接
続したものである。

【００１２】上記目的を達成するために本発明の第５の
手段は、第１の共振コンデンサと、第２の共振コンデン
サと、加熱コイルと、逆阻止スイッチング素子と、前記
逆阻止スイッチング素子の導通・遮断を制御する制御回
路を備え、直流電流源に前記第１の共振コンデンサと、
前記第２の共振コンデンサと前記逆阻止スイッチング素
子の並列回路と前記加熱コイルの直列回路を、並列に接
続したものである。

【００１３】上記目的を達成するために本発明の第６の
手段は、第１の共振コンデンサと、第２の共振コンデン
サと、加熱コイルと、逆阻止スイッチング素子と、前記
逆阻止スイッチング素子の導通・遮断を制御する制御回
路を備え、直流電流源に前記第１の共振コンデンサと、
前記逆阻止スイッチング素子と前記加熱コイルと前記第
２の共振コンデンサの直列回路を、並列に接続したもの
である上記目的を達成するために本発明の第７の手段は
、第１の共振コンデンサと、第２の共振コンデンサと、
加熱コイルと、逆阻止スイッチング素子と、前記逆阻止
スイッチング素子の導通・遮断を制御する制御回路を備
え、直流電流源に前記第１の共振コンデンサと、前記加
熱コイルと前記第２の共振コンデンサの並列回路と前記
逆阻止スイッチング素子の直列回路を、並列に接続した
ものである。

【００１４】上記目的を達成するために本発明の第８の
手段は、第１の共振コンデンサと、第２の共振コンデン
サと、加熱コイルと、逆阻止スイッチング素子と、前記
逆阻止スイッチング素子の導通・遮断を制御する制御回
路を備え、直流電流源に前記逆阻止スイッチング素子と
、前記加熱コイルと前記第１の共振コンデンサの並列回
路と前記第２の共振コンデンサの直列回路を、並列に接
続したものである。

【００１５】

【作用】上記第１〜第８いずれの手段でも、ターンオン
時の電圧が零になるいわゆる零電圧ターンオンでスイッ
チング素子が動作するので、スイッチング素子の損失が
小さくなり、高効率な誘導加熱を行うことができる。ま
たスイッチング素子の発熱が小さいので小さくて安価な
冷却機構ですみ、小形・低コストで構成することができ
る。さらに零電圧ターンオンで動作することから安全動
作領域の小さな安価なスイッチング素子を使用すること
ができ、またターンオン速度の遅い安価なスイッチング
素子を使用することができる。従って、小形、低コスト
で高効率な誘導加熱用インバータを提供することができ
る。

【００１６】また、上記第４〜８の手段では、インバー
タの制御回路を安価に構成することができ、さらに低コ
ストな誘導加熱用インバータを提供することができる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の第１の手段の実施例について図
面を参照しながら説明する。図１（ａ）において、９は
第１の共振コンデンサ、１０は第２の共振コンデンサ、
１１は加熱コイルである。１２は逆導通スイッチング素
子で、図ではバイポーラトランジスタ１３とこれに逆並
列に接続したダイオード１４で構成している。１５は逆
導通スイッチング素子１２の導通・遮断を制御する制御
回路である。１６はインバータに電力を供給する直流電
流源であり、直流電流源１６に前記第１の共振コンデン
サ９と、共振コンデンサ１０と逆導通スイッチング素子
１２の並列回路と加熱コイル１１の直列回路を、並列に
接続している。１７は加熱コイル１１に近接して配置し
た鍋などの負荷である。

【００１８】以上のように構成された本発明の第１の手
段の誘導加熱用インバータは、逆導通スイッチング素子
１２を周期的に導通・遮断することによって加熱コイル
１１に交流電流を流し、加熱コイル１１より発生する交
流磁界によって鍋１７を誘導加熱するものである。

【００１９】以下、図１（ｂ）を用いてその動作を説明
する。図１（ｂ）は図１（ａ）の誘導加熱用インバータ
の逆導通スイッチング素子１２の動作波形を示す波形図
である。図１（ｂ）においてＶＣＥ、ＩＣはそれぞれ前
記逆導通スイッチング素子１２の電圧、電流を示す。ま
た、期間ＴＯＮ、ＴＯＦＦはそれぞれ逆導通スイッチン
グ素子１２が導通している期間、遮断している期間を示
す。

【００２０】まず期間ＴＯＦＦにおける動作を説明する
。 第１の共振コンデンサ９のキャパシタンスを第２の共振
コンデンサ１０のキャパシタンスに比して大きなものを
選定し、期間ＴＯＦＦにおける第１の共振コンデンサ９
の電圧の変化が小さいものとする。期間ＴＯＦＦでは加
熱コイル１１と第２の共振コンデンサ１０の直列共振回
路に準定状電圧が印可された形になり、共振によってＶ
ＣＥは図１（ｂ）のようにピークに到達した後、時刻ｔ
Ｏで再び零に達する。ここでダイオード１４が自然に導
通して状態はＴＯＮに移行する。

【００２１】次に期間ＴＯＮにおける動作を説明する。 ＩＣが負の期間中にバイポーラトランジスタ１３を導通
しておくと、ＩＣが正に移るとき連続して移行してＴＯ
Ｎ期間中、逆導通スイッチング素子１２の導通が維持さ
れる。第２の共振コンデンサ１０の電圧は零の状態で維
持され、直流電流源１６に第１の共振コンデンサ９と加
熱コイル１１が並列に接続された形になる。時刻ｔＯに
おいて第１の共振コンデンサ９に蓄えられていた電圧に
より加熱コイル１１の電流、すなわちＩＣが増大する。 第１の共振コンデンサ９と加熱コイル１１の共振によっ
て、ＩＣは増大してピークに達した後、低下してくる。 時刻ｔ１でバイポーラトランジスタ１３をターンオフす
ると最初の状態に戻って、発振が持続する。

【００２２】以上の動作よりわかるように、本実施例の
誘導加熱用インバータは、従来の誘導加熱用インバータ
に比して共振要素として共振コンデンサを一つ追加して
従来は非共振であったＴＯＦＦ期間中も共振を行うこと
により、逆導通スイッチング素子１２の電圧が零に達し
た点でターンオンするので、ターンオン損失が極めて小
さいという優れた効果が得られる。さらに、ターンオン
時の電圧・電流軌跡が非常に小さくなるので、安全動作
領域の小さい安価なスイッチング素子を使用することが
できる。またバイポーラトランジスタ１３のターンオン
速度が多少遅くとも図１（ｂ）におけるＶＣＥが負の期
間中にターンオンしておけばまったく動作に影響せずタ
ーンオン損失も増大しないので、ターンオン速度の遅い
安価なスイッチング素子を用いることができる。

【００２３】次に本発明の第２の手段の実施例について
図２を参照しながら説明する。図２（ａ）において、１
８は第１の共振コンデンサ、１９は第２の共振コンデン
サ、２０は加熱コイルである。２１は逆導通スイッチン
グ素子で、図ではバイポーラトランジスタ２２とこれに
逆並列に接続したダイオード２３で構成している。２４
は逆導通スイッチング素子２１の導通・遮断を制御する
制御回路である。２５はインバータに電力を供給する直
流電流源であり、直流電流源２５に第１の共振コンデン
サ１８と、逆導通スイッチング素子２１と、加熱コイル
２０と第２の共振コンデンサ１９の直列回路を、並列に
接続している。２６は加熱コイル２０に近接して配置し
た鍋などの負荷である。

【００２４】以上のように構成された本発明の第２の手
段の誘導加熱用インバータは、逆導通スイッチング素子
１９を周期的に導通・遮断することによって加熱コイル
２０に交流電流を流し、加熱コイル２０より発生する交
流磁界によって鍋２６を誘導加熱するものである。

【００２５】以下、図２（ｂ）を用いてその動作を説明
する。図２（ｂ）は図２（ａ）の誘導加熱用インバータ
の逆導通スイッチング素子２１の動作波形を示す波形図
である。図２（ｂ）においてＶＣＥ、ＩＣはそれぞれ前
記逆導通スイッチング素子２１の電圧、電流を示す。ま
た、期間ＴＯＮ、ＴＯＦＦはそれぞれ逆導通スイッチン
グ素子２１が導通している期間、遮断している期間を示
す。

【００２６】まず期間ＴＯＦＦにおける動作を説明する
。 第２の共振コンデンサ１９のキャパシタンスを第１の共
振コンデンサ１８のキャパシタンスに比して大きなもの
を選定し、期間ＴＯＦＦにおける第２の共振コンデンサ
１９の電圧の変化が小さいものとする。期間ＴＯＦＦで
は加熱コイル２０と第１の共振コンデンサ１８の直列共
振回路に準定状電圧が印可された形になり、共振によっ
てＶＣＥは図１（ｂ）のようにピークに到達した後、時
刻ｔＯで再び零に達する。ここでダイオード１４が自然
に導通して状態はＴＯＮに移行する。

【００２７】次に期間ＴＯＮにおける動作を説明する。 ＩＣが負の期間中にバイポーラトランジスタ２２を導通
しておくと、ＩＣが正に移るとき連続して移行してＴＯ
Ｎ期間中、逆導通スイッチング素子２１の導通が維持さ
れる。第１の共振コンデンサ１８の電圧は零の状態で維
持される。時刻ｔＯにおいて第２の共振コンデンサ１９
に蓄えられていた電圧により加熱コイル２０の電流が増
大するので、この電流と直流電流源２５の電流の和であ
るＩＣも増大する。加熱コイル２０と第２の共振コンデ
ンサ１９の共振によって、ＩＣは増大してピークに達し
た後、低下してくる。時刻ｔ１でバイポーラトランジス
タ２２をターンオンすると最初の状態に戻って、発振が
持続する。

【００２８】図１（ｂ）と同様に、本実施例の誘導加熱
用インバータは、逆導通スイッチング素子２１の電圧が
零に達した点でターンオンするので、小形、低コスト、
高効率の誘導加熱用インバータが得られる。

【００２９】次に本発明の第３の手段の実施例について
図３を参照しながら説明する。図３（ａ）において、２
７は第１の共振コンデンサ、２８は第２の共振コンデン
サ、２９は加熱コイルである。３０は逆導通スイッチン
グ素子で、図ではバイポーラトランジスタ３１とこれに
逆並列に接続したダイオード３２で構成している。３３
は逆導通スイッチング素子３０の導通・遮断を制御する
制御回路である。３４はインバータに電力を供給する直
流電流源であり、直流電流源３４に第１の共振コンデン
サ２７と、加熱コイル２９と第２の共振コンデンサ２８
の並列回路と逆導通スイッチング素子３０の直列回路を
、並列に接続している。３５は加熱コイル２９に近接し
て配置した鍋などの負荷である。

【００３０】以上のように構成された本発明の第３の手
段の誘導加熱用インバータは、逆導通スイッチング素子
３０を周期的に導通・遮断することによって加熱コイル
２９に交流電流を流し、加熱コイル２９より発生する交
流磁界によって鍋３５を誘導加熱するものである。

【００３１】以下、図３（ｂ）を用いてその動作を説明
する。図３（ｂ）は図３（ａ）の誘導加熱用インバータ
の逆導通スイッチング素子３０の動作波形を示す波形図
である。図３（ｂ）においてＶＣＥ、ＩＣはそれぞれ前
記逆導通スイッチング素子３０の電圧、電流を示す。ま
た、期間ＴＯＮ、ＴＯＦＦはそれぞれ逆導通スイッチン
グ素子３０が導通している期間、遮断している期間を示
す。

【００３２】まず期間ＴＯＦＦにおける動作を説明する
。 第１の共振コンデンサ２７のキャパシタンスを第２の共
振コンデンサ２８のキャパシタンスに比して大きなもの
を選定し、期間ＴＯＦＦにおける第１の共振コンデンサ
２７の電圧の変化が小さいものとする。期間ＴＯＦＦで
は加熱コイル２９と第２の共振コンデンサ２８の共振に
よって、ＶＣＥは図１（ｂ）のようにピークに到達した
後、時刻ｔＯで再び零に達する。ここでダイオード３２
が自然に導通して状態はＴＯＮに移行する。

【００３３】次に期間ＴＯＮにおける動作を説明する。 ＩＣが負の期間中にバイポーラトランジスタ３１を導通
しておくと、ＩＣが正に移るとき連続して移行し、ＴＯ
Ｎ期間中、逆導通スイッチング素子３０の導通が維持さ
れる。時刻ｔＯにおいて第１の共振コンデンサ２７に蓄
えられていた電圧の放電により加熱コイル２９の電流が
増大するので、この電流と直流電流源３４の電流の和で
あるＩＣも増大する。加熱コイル２９と第１の共振コン
デンサ２９の共振によって、ＩＣは増大してピークに達
した後、低下してくる。時刻ｔ１でバイポーラトランジ
スタ３１をターンオンすると最初の状態に戻って、発振
が持続する。

【００３４】図１（ｂ）と同様に、本実施例の誘導加熱
用インバータは、逆導通スイッチング素子２１の電圧が
零に達した点でターンオンするので、小形、低コスト、
高効率の誘導加熱用インバータが得られる。

【００３５】次に本発明の第４の手段の実施例について
図４を参照しながら説明する。図４（ａ）において、３
６は第１の共振コンデンサ、３７は第２の共振コンデン
サ、３８は加熱コイルである。３９は逆導通スイッチン
グ素子で、図ではバイポーラトランジスタ４０とこれに
逆並列に接続したダイオード４１で構成している。４２
は逆導通スイッチング素子３９の導通・遮断を制御する
制御回路である。４３はインバータに電力を供給する直
流電流源であり、直流電流源４３に逆導通スイッチング
素子３９と、加熱コイル３８と第１の共振コンデンサ３
６の並列回路と第２の共振コンデンサ３７の直列回路を
、並列に接続している。４４は加熱コイル３８に近接し
て配置した鍋などの負荷である。

【００３６】以上のように構成された本発明の第４の手
段の誘導加熱用インバータは、逆導通スイッチング素子
４１を周期的に導通・遮断することによって加熱コイル
３８に交流電流を流し、加熱コイル３８より発生する交
流磁界によって鍋４４を誘導加熱するものである。

【００３７】以下、図４（ｂ）を用いてその動作を説明
する。図４（ｂ）は図４（ａ）の誘導加熱用インバータ
の逆導通スイッチング素子３９の動作波形を示す波形図
である。図４（ｂ）においてＶＣＥ、ＩＣはそれぞれ前
記逆導通スイッチング素子３９の電圧、電流を示す。ま
た、期間ＴＯＮ、ＴＯＦＦはそれぞれ逆導通スイッチン
グ素子３９が導通している期間、遮断している期間を示
す。

【００３８】まず期間ＴＯＦＦにおける動作を説明する
。 第２の共振コンデンサ３７のキャパシタンスを第１の共
振コンデンサ３６のキャパシタンスに比して大きなもの
を選定し、期間ＴＯＦＦにおける第２の共振コンデンサ
３７の電圧の変化が小さいものとする。期間ＴＯＦＦで
は加熱コイル３８と第１の共振コンデンサ３６の共振に
よって、ＶＣＥは図４（ｂ）のようにピークに到達した
後、時刻ｔＯで再び零に達する。ここでダイオード４１
が自然に導通して状態はＴＯＮに移行する。

【００３９】次に期間ＴＯＮにおける動作を説明する。 ＩＣが負の期間中にバイポーラトランジスタ４０を導通
しておくと、ＩＣが正に移るとき連続して移行し、ＴＯ
Ｎ期間中、逆導通スイッチング素子３９の導通が維持さ
れる。時刻ｔＯにおいて第２の共振コンデンサ３７に蓄
えられていた電圧の放電により加熱コイル３８の電流が
増大するので、この電流と直流電流源４３の電流の和で
あるＩＣも増大する。加熱コイル３８と第２の共振コン
デンサ３７の共振によって、ＩＣは増大してピークに達
した後、低下してくる。時刻ｔ１でバイポーラトランジ
スタ４０をターンオンすると最初の状態に戻って、発振
が持続する。

【００４０】図１（ｂ）と同様に、本実施例の誘導加熱
用インバータは、逆導通スイッチング素子３９の電圧が
零に達した点でターンオンするので、小形、低コスト、
高効率の誘導加熱用インバータが得られる。

【００４１】次に本発明の第５の手段の実施例について
図５を参照しながら説明する。図５（ａ）において、４
５は第１の共振コンデンサ、４６は第２の共振コンデン
サ、４７は加熱コイルである。４８は逆阻止スイッチン
グ素子で、図ではバイポーラトランジスタ４９とこれと
直列に接続したダイオード５０で構成している。５１は
逆阻止スイッチング素子４８の導通・遮断を制御する制
御回路である。５２はインバータに電力を供給する直流
電流源であり、直流電流源５２に、前記第１の共振コン
デンサ４５と、第２の共振コンデンサ４６と逆阻止スイ
ッチング素子４８の並列回路と加熱コイル４７の直列回
路を、並列に接続している。５３は加熱コイル４７に近
接して配置した鍋などの負荷である。

【００４２】以上のように構成された本発明の第４の手
段の誘導加熱用インバータは、逆阻止スイッチング素子
４８を周期的に導通・遮断することによって加熱コイル
４７に交流電流を流し、加熱コイル４７より発生する交
流磁界によって鍋５３を誘導加熱するものであるが、以
下、図５（ｂ）を用いてその動作を説明する。図５（ｂ
）は図５（ａ）の誘導加熱用インバータの逆阻止スイッ
チング素子４８の動作波形を示す波形図である。図５（
ｂ）においてＶＣＥ、ＩＣはそれぞれ前記逆阻止スイッ
チング素子４８の電圧、電流を示す。また、期間ＴＯＮ
、ＴＯＦＦはそれぞれ逆阻止スイッチング素子４８が導
通している期間、遮断している期間を示す。

【００４３】まず期間ＴＯＦＦにおける動作を説明する
。 第１の共振コンデンサ４５のキャパシタンスを第２の共
振コンデンサ４６のキャパシタンスに比して大きなもの
を選定し、期間ＴＯＦＦにおける第１の共振コンデンサ
４５の電圧の変化が小さいものとする。期間ＴＯＦＦで
は加熱コイル４７と第２の共振コンデンサ４６の直列共
振回路に準定状電圧が印可された形になり、共振によっ
てＶＣＥは図５（ｂ）のようにピークに到達した後、再
び零に達する。ここで、ダイオード４９が遮断してＶＣ
Ｅは負のピークに達した後、時刻ｔＯで零に達する。Ｖ
ＣＥが負の期間中に制御回路５１でバイポーラトランジ
スタ４９を導通しておくと、時刻ｔＯで逆阻止スイッチ
ング素子４８は自然に導通して、状態はＴＯＮに移行す
る。

【００４４】次に期間ＴＯＮにおける動作を説明する。 第２の共振コンデンサ４６の電圧は零の状態で維持され
、直流電流源５２に第１の共振コンデンサ４５と加熱コ
イル４７が並列に接続された形になる。時刻ｔＯにおい
て第１の共振コンデンサ４５に蓄えられていた電圧によ
り加熱コイル４７の電流、すなわちＩＣが増大する。第
１の共振コンデンサ４５と加熱コイル４７の共振によっ
て、ＩＣは増大してピークに達した後、低下してくる。 時刻ｔ１でバイポーラトランジスタ４９をターンオフす
ると最初の状態に戻って、発振が持続する。

【００４５】図１（ｂ）と同様に、本実施例の誘導加熱
用インバータは、逆導通スイッチング素子４８の電圧が
零に達した点でターンオンするので、小形、低コスト、
高効率の誘導加熱用インバータが得られる。図１（ｂ）
の誘導加熱用インバータの発振を制御するには、ＩＣが
負の期間中にバイポーラトランジスタ１３を導通してお
く必要があるが、このタイミングを検知するためにＩＣ
の極性を検出することが必要である。第５の実施例の場
合はＶＣＥが負の期間中にバイポーラトランジスタ４９
を導通しておけばよいので、ＶＣＥの極性を検出すれば
よい。一般に電圧を検出するには抵抗分圧など安価な手
段で実現できるが、電流を検出するにはカレントトラン
スなど高価な部品が必要になる。従って、本実施例では
制御回路を安価に構成することができるという効果があ
る。

【００４６】次に本発明の第６の手段の実施例について
図６を参照しながら説明する。図６（ａ）において、５
４は第１の共振コンデンサ、５５は第２の共振コンデン
サ、５６は加熱コイルである。５７は逆阻止スイッチン
グ素子で、図ではバイポーラトランジスタ５８とこれに
逆並列に接続したダイオード５９で構成している。６０
は逆阻止スイッチング素子５７の導通・遮断を制御する
制御回路である。６１はインバータに電力を供給する直
流電流源であり、直流電流源６１に第１の共振コンデン
サ５４と、逆阻止スイッチング素子５７と、加熱コイル
５６と第２の共振コンデンサ５５の直列回路を、並列に
接続している。６２は加熱コイル５６に近接して配置し
た鍋などの負荷である。

【００４７】以上のように構成された本発明の第６の手
段の誘導加熱用インバータは、逆阻止スイッチング素子
５７を周期的に導通・遮断することによって加熱コイル
５６に交流電流を流し、加熱コイル５６より発生する交
流磁界によって鍋６２を誘導加熱するものである。

【００４８】以下、図６（ｂ）を用いてその動作を説明
する。図６（ｂ）は図６（ａ）の誘導加熱用インバータ
の逆阻止スイッチング素子５７の動作波形を示す波形図
である。図６（ｂ）においてＶＣＥ、ＩＣはそれぞれ前
記逆阻止スイッチング素子５７の電圧、電流を示す。ま
た、期間ＴＯＮ、ＴＯＦＦはそれぞれ逆阻止スイッチン
グ素子５７が導通している期間、遮断している期間を示
す。

【００４９】まず期間ＴＯＦＦにおける動作を説明する
。 第２の共振コンデンサ５５のキャパシタンスを第１の共
振コンデンサ５４のキャパシタンスに比して大きなもの
を選定し、期間ＴＯＦＦにおける第２の共振コンデンサ
５５の電圧の変化が小さいものとする。期間ＴＯＦＦで
は加熱コイル５６と第１の共振コンデンサ５４の直列共
振回路に準定状電圧が印加された形になり、共振によっ
てＶＣＥは図６（ｂ）のようにピークに到達した後、再
び零に達する。ここでダイオード５９が遮断してＶＣＥ
は負のピークに達した後、時刻ｔＯで零に達する。ＶＣ
Ｅが負の期間中に制御回路６０でバイポーラトランジス
タ５８を導通しておくと、時刻ｔＯで逆阻止スイッチン
グ素子５７は自然に導通して、状態はＴＯＮに移行する
。

【００５０】次に期間ＴＯＮにおける動作を説明する。 第１の共振コンデンサ５４の電圧は零の状態で維持され
る。時刻ｔＯにおいて第２の共振コンデンサ５５に蓄え
られていた電圧により加熱コイル５６の電流が増大する
ので、この電流と直流電流源６１の電流の和であるＩＣ
も増大する。加熱コイル５６と第２の共振コンデンサ５
５の共振によって、ＩＣは増大してピークに達した後、
低下してくる。時刻ｔ１でバイポーラトランジスタ５８
をターンオフすると最初の状態に戻って、発振が持続す
る。

【００５１】図５（ｂ）と同様に、本実施例の誘導加熱
用インバータは、逆阻止スイッチング素子５７の電圧が
零に達した点でターンオンし、また電圧検出で発振制御
を行うことができるので、小形、低コスト、高効率の誘
導加熱用インバータが得られる。

【００５２】次に本発明の第７の手段の実施例について
図７を参照しながら説明する。図７（ａ）において、６
３は第１の共振コンデンサ、６４は第２の共振コンデン
サ、６５は加熱コイルである。６６は逆阻止スイッチン
グ素子で、図ではバイポーラトランジスタ６７とこれに
直列に接続したダイオード６８で構成している。６９は
逆阻止スイッチング素子６６の導通・遮断を制御する制
御回路である。７０はインバータに電力を供給する直流
電流源であり、直流電流源７０に第１の共振コンデンサ
６３と、加熱コイル６５と第２の共振コンデンサ６４の
並列回路と逆阻止スイッチング素子６６の直列回路を、
並列に接続している。７１は加熱コイル６５に近接して
配置した鍋などの負荷である。

【００５３】以上のように構成された本発明の第７の手
段の誘導加熱用インバータは、逆阻止スイッチング素子
６６を周期的に導通・遮断することによって加熱コイル
６５に交流電流を流し、加熱コイル６５より発生する交
流磁界によって鍋７１を誘導加熱するものである。

【００５４】以下、図７（ｂ）を用いてその動作を説明
する。図７（ｂ）は図７（ａ）の誘導加熱用インバータ
の逆阻止スイッチング素子６６の動作波形を示す波形図
である。図７（ｂ）においてＶＣＥ、ＩＣはそれぞれ前
記逆阻止スイッチング素子６６の電圧、電流を示す。ま
た、期間ＴＯＮ、ＴＯＦＦはそれぞれ逆阻止スイッチン
グ素子６６が導通している期間、遮断している期間を示
す。

【００５５】まず期間ＴＯＦＦにおける動作を説明する
。 第１の共振コンデンサ６３のキャパシタンスを第２の共
振コンデンサ６４のキャパシタンスに比して大きなもの
を選定し、期間ＴＯＦＦにおける第１の共振コンデンサ
６３の電圧の変化が小さいものとする。期間ＴＯＦＦで
は加熱コイル６５と第２の共振コンデンサ６４の共振に
よって、ＶＣＥは図７（ｂ）のようにピークに到達した
後、再び零に達する。ここでダイオード６８が遮断して
ＶＣＥは負のピークに達した後、時刻ｔＯで零に達する
。ＶＣＥが負の期間中に制御回路６９でバイポーラトラ
ンジスタ６７を導通しておくと、逆阻止スイッチング素
子６６は時刻ｔＯで自然に導通して、状態はＴＯＮに移
行する。

【００５６】次に期間ＴＯＮにおける動作を説明する。 時刻ｔＯにおいて第１の共振コンデンサ６３に蓄えられ
ていた電圧の放電により加熱コイル６５の電流が増大す
るので、この電流と直流電流源７０の電流の和であるＩ
Ｃも増大する。加熱コイル６５と第１の共振コンデンサ
６３の共振によって、ＩＣは増大してピークに達した後
、低下してくる。時刻ｔ１でバイポーラトランジスタ６
７をターンオフすると最初の状態に戻って、発振が持続
する。

【００５７】図５（ｂ）と同様に、本実施例の誘導加熱
用インバータは、逆阻止スイッチング素子６６の電圧が
零に達した点でターンオンし、また電圧検出で発振制御
を行うことができるので、小形、低コスト、高効率の誘
導加熱用インバータが得られる。

【００５８】次に本発明の第８の手段の実施例について
図８を参照しながら説明する。図８（ａ）において、７
２は第１の共振コンデンサ、７３は第２の共振コンデン
サ、７４は加熱コイルである。７５は逆阻止スイッチン
グ素子で、図ではバイポーラトランジスタ７６とこれに
逆並列に接続したダイオード７７で構成している。７８
は逆阻止スイッチング素子７５の導通・遮断を制御する
制御回路である。７９はインバータに電力を供給する直
流電流源であり、直流電流源７９に逆阻止スイッチング
素子７５と、加熱コイル７４と第１の共振コンデンサ７
２の並列回路と第２の共振コンデンサ７３の直列回路を
、並列に接続している。８０は加熱コイル７４に近接し
て配置した鍋などの負荷である。

【００５９】以上のように構成された本発明の第８の手
段の誘導加熱用インバータは、逆阻止スイッチング素子
７５を周期的に導通・遮断することによって加熱コイル
７４に交流電流を流し、加熱コイル７４より発生する交
流磁界によって鍋８０を誘導加熱するものである。

【００６０】以下、図８（ｂ）を用いてその動作を説明
する。図８（ｂ）は図８（ａ）の誘導加熱用インバータ
の逆阻止スイッチング素子７５の動作波形を示す波形図
である。図８（ｂ）においてＶＣＥ、ＩＣはそれぞれ前
記逆阻止スイッチング素子７５の電圧、電流を示す。ま
た、期間ＴＯＮ、ＴＯＦＦはそれぞれ逆阻止スイッチン
グ素子７５が導通している期間、遮断している期間を示
す。

【００６１】まず期間ＴＯＦＦにおける動作を説明する
。 第２の共振コンデンサ７３のキャパシタンスを第１の共
振コンデンサ７２のキャパシタンスに比して大きなもの
を選定し、期間ＴＯＦＦにおける第２の共振コンデンサ
７３の電圧の変化が小さいものとする。期間ＴＯＦＦで
は加熱コイル７４と第１の共振コンデンサ７２の共振に
よって、ＶＣＥは図８（ｂ）のようにピークに到達した
後、再び零に達する。ここでダイオード７７が遮断して
ＶＣＥは負のピークに達した後、時刻ｔＯで零に達する
。ＶＣＥが負の期間中に制御回路７８でバイポーラトラ
ンジスタ７６を導通しておくと、逆阻止スイッチング素
子７５は時刻ｔＯで自然に導通して、状態はＴＯＮに移
行する。

【００６２】次に期間ＴＯＮにおける動作を説明する。 時刻ｔＯにおいて第１の共振コンデンサ７３に蓄えられ
ていた電圧の放電により加熱コイル７４の電流が増大す
るので、この電流と直流電流源７９の電流の和であるＩ
Ｃも増大する。加熱コイル７４と第２の共振コンデンサ
７３の共振によって、ＩＣは増大してピークに達した後
、低下してくる。時刻ｔ１でバイポーラトランジスタ７
６をターンオフすると最初の状態に戻って、発振が持続
する。

【００６３】図５（ｂ）と同様に、本実施例の誘導加熱
用インバータは、逆阻止スイッチング素子７５の電圧が
零に達した点でターンオンし、また電圧検出で発振制御
を行うことができるので、小形、低コスト、高効率の誘
導加熱用インバータが得られる。

【００６４】なお、第１〜第８の実施例において、スイ
ッチング素子をバイポーラトランジスタとダイオードで
構成したが、バイポーラトランジスタのかわりにＭＯＳ
ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＳＩＴ、ＳＩサイリスタ、自己ター
ンオフサイリスタなどを用いてもよく、逆阻止スイッチ
ング素子として、逆阻止サイリスタ、逆耐圧の高いＩＧ
ＢＴなど、逆阻止機能のあるスイッチング素子一つで構
成してもよく、逆導通スイッチング素子として逆導通サ
イリスタ、逆導通ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴなど逆導通機
能のあるスイッチング素子一つで構成してもよい。また
、第１〜第８の実施例において、直流電源は交流電源を
整流して形成してもよいし、各種電池を用いてもよい。 また、脈流やパルス状に直流電圧を印加してもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明は、第１の共振コン
デンサと、第２の共振コンデンサと、加熱コイルと、逆
導通スイッチング素子と、前記逆導通スイッチング素子
の導通・遮断を制御する制御回路を備え、直流電流源に
前記第１の共振コンデンサと、前記第２の共振コンデン
サと前記逆導通スイッチング素子の並列回路と前記加熱
コイルの直列回路を、並列に接続することにより、小形
、低コスト、高効率で誘導加熱が行えるという優れた効
果が得られる。

【００６６】また本発明は、第１の共振コンデンサと、
第２の共振コンデンサと、加熱コイルと、逆導通スイッ
チング素子と、前記逆導通スイッチング素子の導通・遮
断を制御する制御回路を備え、直流電流源に前記第１の
共振コンデンサと、前記逆導通スイッチング素子と前記
加熱コイルと前記第２の共振コンデンサの直列回路を、
並列に接続することにより、小形、低コスト、高効率で
誘導加熱が行えるという優れた効果が得られる。

【００６７】また本発明は、第１の共振コンデンサと、
第２の共振コンデンサと、加熱コイルと、逆導通スイッ
チング素子と、前記逆導通スイッチング素子の導通・遮
断を制御する制御回路を備え、直流電流源に前記第１の
共振コンデンサと、前記加熱コイルと前記第２の共振コ
ンデンサの並列回路と前記逆導通スイッチング素子の直
列回路を、並列に接続することにより、小形、低コスト
、高効率で誘導加熱が行えるという優れた効果が得られ
る。

【００６８】また本発明は、第１の共振コンデンサと、
第２の共振コンデンサと、加熱コイルと、逆導通スイッ
チング素子と、前記逆導通スイッチング素子の導通・遮
断を制御する制御回路を備え、直流電流源に前記逆導通
スイッチング素子と、前記加熱コイルと前記第１の共振
コンデンサの並列回路と前記第２の共振コンデンサの直
列回路を、並列に接続することにより、小形、低コスト
、高効率で誘導加熱が行えるという優れた効果が得られ
る。

【００６９】また本発明は、第１の共振コンデンサと、
第２の共振コンデンサと、加熱コイルと、逆阻止スイッ
チング素子と、前記逆阻止スイッチング素子の導通・遮
断を制御する制御回路を備え、直流電流源に前記第１の
共振コンデンサと、前記第２の共振コンデンサと前記逆
阻止スイッチング素子の並列回路と前記加熱コイルの直
列回路を、並列に接続することにより、小形、低コスト
、高効率で誘導加熱が行えるという優れた効果が得られ
る。

【００７０】また本発明は、第１の共振コンデンサと、
第２の共振コンデンサと、加熱コイルと、逆阻止スイッ
チング素子と、前記逆阻止スイッチング素子の導通・遮
断を制御する制御回路を備え、直流電流源に前記第１の
共振コンデンサと、前記逆阻止スイッチング素子と前記
加熱コイルと前記第２の共振コンデンサの直列回路を、
並列に接続することにより、小形、低コスト、高効率で
誘導加熱が行えるという優れた効果が得られる。また本
発明は、第１の共振コンデンサと、第２の共振コンデン
サと、加熱コイルと、逆阻止スイッチング素子と、前記
逆阻止スイッチング素子の導通・遮断を制御する制御回
路を備え、直流電流源に前記第１の共振コンデンサと、
前記加熱コイルと前記第２の共振コンデンサの並列回路
と前記逆阻止スイッチング素子の直列回路を、並列に接
続することにより、小形、低コスト、高効率で誘導加熱
が行えるという優れた効果が得られる。

【００７１】また本発明は、第１の共振コンデンサと、
第２の共振コンデンサと、加熱コイルと、逆阻止スイッ
チング素子と、前記逆阻止スイッチング素子の導通・遮
断を制御する制御回路を備え、直流電流源に前記逆阻止
スイッチング素子と、前記加熱コイルと前記第１の共振
コンデンサの並列回路と前記第２の共振コンデンサの直
列回路を、並列に接続することにより、小形、低コスト
、高効率で誘導加熱が行えるという優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例における誘導加
熱用インバータの構成図（ｂ）は（ａ）の動作を説明す
る波形図

【図２】（ａ）は本発明の第２の実施例における誘導加
熱用インバータの構成図（ｂ）は（ａ）の動作を説明す
る波形図

【図３】（ａ）は本発明の第３の実施例における誘導加
熱用インバータの構成図（ｂ）は（ａ）の動作を説明す
る波形図

【図４】（ａ）は本発明の第４の実施例における誘導加
熱用インバータの構成図（ｂ）は（ａ）の動作を説明す
る波形図

【図５】（ａ）は本発明の第５の実施例における誘導加
熱用インバータの構成図（ｂ）は（ａ）の動作を説明す
る波形図

【図６】（ａ）は本発明の第６の実施例における誘導加
熱用インバータの構成図（ｂ）は（ａ）の動作を説明す
る波形図

【図７】（ａ）は本発明の第７の実施例における誘導加
熱用インバータの構成図（ｂ）は（ａ）の動作を説明す
る波形図

【図８】（ａ）は本発明の第８の実施例における誘導加
熱用インバータの構成図（ｂ）は（ａ）の動作を説明す
る波形図

【図９】（ａ）は従来の誘導加熱用インバータの構成図
（ｂ）は（ａ）の動作を説明する波形図

【符号の説明】

９　　　　第１の共振コンデンサ １０　　第２の共振コンデンサ １１　　加熱コイル １２　　逆導通スイッチング素子 １５　　制御回路 １６　　直流電流源 １８　　第１の共振コンデンサ １９　　第２の共振コンデンサ ２０　　加熱コイル ２１　　逆導通スイッチング素子 ２４　　制御回路 ２５　　直流電流源 ２７　　第１の共振コンデンサ ２８　　第２の共振コンデンサ ２９　　加熱コイル ３０　　逆導通スイッチング素子 ３３　　制御回路 ３４　　直流電流源 ３６　　第１の共振コンデンサ ３７　　第２の共振コンデンサ ３８　　加熱コイル ３９　　逆導通スイッチング素子 ４２　　制御回路 ４３　　直流電流源 ４５　　第１の共振コンデンサ ４６　　第２の共振コンデンサ ４７　　加熱コイル ４８　　逆阻止スイッチング素子 ５１　　制御回路 ５２　　直流電流源 ５４　　第１の共振コンデンサ ５５　　第２の共振コンデンサ ５６　　加熱コイル ５７　　逆阻止スイッチング素子 ６０　　制御回路 ６１　　直流電流源 ６３　　第１の共振コンデンサ ６４　　第２の共振コンデンサ ６５　　加熱コイル ６６　　逆阻止スイッチング素子 ６９　　制御回路 ７０　　直流電流源 ７２　　第１の共振コンデンサ ７３　　第２の共振コンデンサ ７４　　加熱コイル ７５　　逆阻止スイッチング素子 ７８　　制御回路 ７９　　直流電流源

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の共振コンデンサと、第２の共振コン
   デンサと、加熱コイルと、逆導通スイッチング素子と、
   前記逆導通スイッチング素子の導通・遮断を制御する制
   御回路を備え、直流電流源に前記第１の共振コンデンサ
   と、前記第２の共振コンデンサと前記逆導通スイッチン
   グ素子の並列回路と前記加熱コイルの直列回路を、並列
   に接続した誘導加熱用インバータ。
2. 【請求項２】第１の共振コンデンサと、第２の共振コン
   デンサと、加熱コイルと、逆導通スイッチング素子と、
   前記逆導通スイッチング素子の導通・遮断を制御する制
   御回路を備え、直流電流源に前記第１の共振コンデンサ
   と、前記逆導通スイッチング素子と前記加熱コイルと前
   記第２の共振コンデンサの直列回路を、並列に接続した
   誘導加熱用インバータ。
3. 【請求項３】第１の共振コンデンサと、第２の共振コン
   デンサと、加熱コイルと、逆導通スイッチング素子と、
   前記逆導通スイッチング素子の導通・遮断を制御する制
   御回路を備え、直流電流源に前記第１の共振コンデンサ
   と、前記加熱コイルと前記第２の共振コンデンサの並列
   回路と前記逆導通スイッチング素子の直列回路を、並列
   に接続した誘導加熱用インバータ。
4. 【請求項４】第１の共振コンデンサと、第２の共振コン
   デンサと、加熱コイルと、逆導通スイッチング素子と、
   前記逆導通スイッチング素子の導通・遮断を制御する制
   御回路を備え、直流電流源に前記逆導通スイッチング素
   子と、前記加熱コイルと前記第１の共振コンデンサの並
   列回路と前記第２の共振コンデンサの直列回路を、並列
   に接続した誘導加熱用インバータ。
5. 【請求項５】第１の共振コンデンサと、第２の共振コン
   デンサと、加熱コイルと、逆阻止スイッチング素子と、
   前記逆阻止スイッチング素子の導通・遮断を制御する制
   御回路を備え、直流電流源に前記第１の共振コンデンサ
   と、前記第２の共振コンデンサと前記逆阻止スイッチン
   グ素子の並列回路と前記加熱コイルの直列回路を、並列
   に接続した誘導加熱用インバータ。
6. 【請求項６】第１の共振コンデンサと、第２の共振コン
   デンサと、加熱コイルと、逆阻止スイッチング素子と、
   前記逆阻止スイッチング素子の導通・遮断を制御する制
   御回路を備え、直流電流源に前記第１の共振コンデンサ
   と、前記逆阻止スイッチング素子と前記加熱コイルと前
   記第２の共振コンデンサの直列回路を、並列に接続した
   誘導加熱用インバータ。
7. 【請求項７】第１の共振コンデンサと、第２の共振コン
   デンサと、加熱コイルと、逆阻止スイッチング素子と、
   前記逆阻止スイッチング素子の導通・遮断を制御する制
   御回路を備え、直流電流源に前記第１の共振コンデンサ
   と、前記加熱コイルと前記第２の共振コンデンサの並列
   回路と前記逆阻止スイッチング素子の直列回路を、並列
   に接続した誘導加熱用インバータ。
8. 【請求項８】第１の共振コンデンサと、第２の共振コン
   デンサと、加熱コイルと、逆阻止スイッチング素子と、
   前記逆阻止スイッチング素子の導通・遮断を制御する制
   御回路を備え、直流電流源に前記逆阻止スイッチング素
   子と、前記加熱コイルと前記第１の共振コンデンサの並
   列回路と前記第２の共振コンデンサの直列回路を、並列
   に接続した誘導加熱用インバータ。