JPH04355670A - インバータ電源装置 - Google Patents

インバータ電源装置

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JPH04355670A
JPH04355670A JP3129884A JP12988491A JPH04355670A JP H04355670 A JPH04355670 A JP H04355670A JP 3129884 A JP3129884 A JP 3129884A JP 12988491 A JP12988491 A JP 12988491A JP H04355670 A JPH04355670 A JP H04355670A
Authority
JP
Japan
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voltage
input
output
waveform
difference
Prior art date
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Pending
Application number
JP3129884A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuya Nakagawa
達也 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba AVE Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Priority to US07/889,103 priority patent/US5222015A/en
Priority to DE69222976T priority patent/DE69222976T2/de
Priority to EP92109054A priority patent/EP0516122B1/en
Priority to KR1019920009451A priority patent/KR920022632A/ko
Priority to TW081104332A priority patent/TW238435B/zh
Publication of JPH04355670A publication Critical patent/JPH04355670A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[発明の目的]
【0002】
【産業上の利用分野】この発明は、電子レンジ用のマグ
ネトロン等を駆動するインバータ電源装置に関する。
【0003】
【従来の技術】マグネトロンや蛍光灯等を駆動するイン
バータ電源では、その負荷の電圧−電流特性の非線形性
やコンデンサインプット式の整流・平滑回路により、商
用交流電源からの交流入力電流波形は、交流入力電圧波
形と同様の正弦波にならない。このため、交流入力の力
率が低下することになる。これに対処して、従来、図3
に示すような入力整流回路分にアクティブフィルタ32
を用いたインバータ電源装置が考えられている。この従
来装置には、前置インバータとしての第1のインバータ
30と第2のインバータ40とが備えられている。そし
て、商用交流電源31からの交流電圧が第1のインバー
タ30における整流ブリッジ33で整流されたのち、第
1のスイッチング素子34で周期的にスイッチングされ
て高周波に変換される。このとき制御部35のPWM制
御によりスイッチング電流のエンベロープが交流入力電
圧の波形と相似になるように制御されるとともに、第2
のインバータ40に対する入力電圧の平均値が一定に制
御される。第2のインバータ40は、電力誤差積分器3
6、電圧・オン時間変換器37、同期制御回路38等の
制御系により、マグネトロン39への入力電力を、その
駆動条件に合うように一定に制御するようになっている
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のインバータ電源
装置は、第1のインバータと第2のインバータとを直列
接続した構成となっていたため、その効率は掛算となっ
て低下し、また構成が複雑化してコスト高となる。さら
に、2つのインバータのスイッチング周波数は独立に変
化するため、その差音による音を可聴周波数範囲外とす
るためには、両者の間で動作周波数を大きくずらす必要
があり、動作周波数の大きい方のインバータのスイッチ
ングロスが大きくなるという問題があった。
【0005】そこで、この発明は、単一のインバータで
出力制御と交流入力の力率改善という2つの条件を満す
ことができて構成簡単で高効率のインバータ電源装置を
提供することを目的とする。
【0006】[発明の構成]
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために、商用交流電源からの交流電圧を整流した
直流電圧をスイッチング素子で周期的にスイッチングし
て高周波に変換し、この高周波を直流に変換して所要の
直流出力を得るインバータ電源装置であって、前記直流
出力の出力値に関連した出力制御用電圧を前記商用交流
電源からの交流入力電圧で振幅変調して目的入力波形と
する変調手段と、該変調手段で得た目的入力波形と前記
商用交流電源からの入力電流波形との差をとる差出力手
段と、該差出力手段の差出力に応じて前記スイッチング
素子のオン時間を制御する制御手段とを有することを要
旨とする。
【0008】
【作用】まず、直流出力の出力値に関連した出力制御用
電圧が商用交流電源からの交流入力電圧で振幅変調され
て目的入力波形とされる。次いで、この目的入力波形と
商用交流電源からの入力電流波形との差がとられ、この
差出力に応じたオン時間でスイッチング素子が周期的に
オン・オフ駆動される。これにより直流出力が所要値に
制御されるとともに、商用交流電源からの入力電流波形
が交流入力電圧の波形と相似となるように制御されて交
流入力の力率が高められる。
【0009】
【実施例】以下、この発明の実施例を図1及び図2に基
づいて説明する。この実施例は、一石式準Eクラスマグ
ネトロン駆動インバータ電源装置に適用されている。
【0010】まず、インバータ電源装置の構成を説明す
ると、図1において、1は商用交流電源であり、この商
用交流電源1からの交流電圧が整流ブリッジ2で整流さ
れたのち、チョークコイル3及び平滑コンデンサ4で平
滑されて直流電圧Vdcが得られるようになっている。 5はIGBT(Insulated Gate Bip
olar Transistor)からなるスイッチン
グ素子であり、スイッチング素子5のコレクタ・エミッ
タ間に並列にフリーホイーリングダイオード6及び共振
コンデンサ7が接続されて共振型スイッチング回路が構
成されている。
【0011】8は高周波の高圧トランスであり、1次巻
線9、2次巻線11及びフィラメント巻線12が備えら
れている。直流電圧が高圧トランス8の1次巻線9を介
してスイッチング素子5のコレクタに供給されている。 後述する同期制御回路からの駆動信号によりスイッチン
グ素子5がオン・オフされ、直流電圧が周期的にスイッ
チングされて高周波に変換される。このとき、共振型ス
イッチング回路を構成するスイッチング素子5のコレク
タ・エミッタ間に正弦波状の共振電圧Vceが現われ、
この正弦波状の高周波が高圧トランス8の1次巻線9に
供給されるようになっている。また、2次巻線11には
、倍電圧コンデンサ13と高電圧整流ダイオード14,
15で構成された倍電圧整流回路が接続されている。こ
の倍電圧整流回路で高圧トランス8の2次巻線11に発
生する高周波高電圧が倍電圧整流されて直流高電圧が得
られ、この直流高電圧がマグネトロン16のアノード・
カソード間にアノード電圧として印加されるようになっ
ている。フィラメント巻線12からのフィラメント電圧
は、マグネトロン16のフィラメントに供給されている
。なお、マグネトロン16はアノード側がアースされて
いる。
【0012】また、マグネトロン16に供給する入力電
力(当該インバータ電源装置の直流出力)を一定値に制
御するとともに商用交流電源1からの交流入力電流Ia
cの波形を交流入力電圧波形(正弦波)と相似にするた
めの制御系が次のように構成されている。
【0013】まず、マグネトロン16への入力電力を一
定値に制御する制御系は、正常動作時におけるマグネト
ロン16のアノード電圧はほぼ一定になるという特性が
利用され、アノード電流の平均値を一定に制御すること
により、入力電力を一定値に制御することが行われてい
る。即ち、倍電圧整流回路とマグネトロン16のアノー
ドとの間にアノード電流の平均値を検出するカレントト
ランス17が接続されている。カレントトランス17の
検出出力は整流ブリッジ18で直流電圧に変換され、入
力電力誤差積分器19の反転入力端子(−)に与えられ
ている。入力電力誤差積分器19の非反転入力端子(+
)は接地され、反転入力端子(−)には、マグネトロン
16への入力電力を一定値に設定するための電力設定値
−Vrが設定されている。そして、入力電力誤差積分器
19から出力される電力誤差電圧(直流出力の出力値に
関連した出力制御用電圧)Vpは、整流ブリッジ18で
直流電圧に変換されたアノード電流検出値と電力設定値
−Vrとの和が負の場合には、両者の誤差がゼロになる
まで単調に増加し、アノード電流検出値と電力設定値−
Vrとの和が正の場合には、両者の誤差がゼロになるま
で単調に減少するようになっている。
【0014】入力電力誤差積分器19からの電力誤差電
圧Vpは変調手段としての掛算器20に入力されている
。また、掛算器20には、商用交流電源1からの交流入
力電圧Vacが抵抗で所要値に分圧されて入力されてい
る。掛算器20で電力誤差電圧Vpが交流入力電圧Va
cで振幅変調されて目的入力電流波形Vmが得られるよ
うになっている。掛算器20からの目的入力電流波形V
mは差出力手段としての増幅器21に入力されている。 また、増幅器21には、カレントトランス22及び整流
ブリッジ23を介して検出された商用交流電源1からの
交流入力電流検出値(負の値)が入力されている。 増幅器21で目的入力電流波形Vmと交流入力電流検出
値の絶対値の差がとられて差電圧Vtが得られるように
なっている。
【0015】増幅器21からの差電圧Vtは制御手段と
しての電圧・オン時間変換器24に入力されている。電
圧・オン時間変換器24からは、増幅器21からの差電
圧Vtに対応してスイッチング素子5のオン時間を制御
する駆動信号が出力される。25は同期検出回路であり
、共振電圧Vceの値が直流電圧Vdcよりも小となる
タイミング等でスイッチング素子5をオン駆動すること
によりスイッチングロスを小さく抑えるために設けられ
ている。
【0016】次に、上述のように構成されたインバータ
電源装置の動作を図2を用いて説明する。
【0017】カレントトランス17と整流ブリッジ18
によりマグネトロン16のアノード電流の平均値が検出
される。入力電力誤差積分器19からこのアノード電流
検出値と電力設定値−Vrとの誤差に対応した電力誤差
電圧Vpが出力される。掛算器20で電力誤差電圧Vp
が商用交流電源1からの交流入力電圧Vacで振幅変調
されて目的入力電流波形Vmが得られ。。増幅器21で
は、目的入力電流波形Vmとカレントトランス22等で
検出された実際の交流入力電流検出波形Iacとが比較
され、両者の絶対値の差がとられて差電圧Vtが得られ
る。そして電圧・オン時間変換器24で、この差電圧V
tに対応したオン時間が得られ、同期制御回路25でオ
ン駆動のタイミングがとられてスイッチング素子5がオ
ン・オフ駆動される。これにより、電力誤差電圧Vpが
ゼロになるように制御されてマグネトロン16への入力
電力が一定値に制御され、マグネトロンが最適条件で動
作する。また、これとともに、商用交流電源1からの交
流入力電流Iacの波形が交流入力電圧Vacの波形(
正弦波)と相似になるように制御されて交流入力の力率
が高められる。図2は、増幅器21の増幅度が十分に大
であれば、交流入力電流Iacは、そのゼロレベル付近
の波形が十分に補償されて、交流入力電圧Vacの波形
と相似になることが示されている。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、直流出力の出力値に関連した出力制御用電圧を商用交
流電源からの交流入力電圧で振幅変調して目的入力波形
とする変調手段と、この変調手段で得た目的入力波形と
商用交流電源からの入力電流波形との差をとる差出力手
段と、この差出力手段の差出力に応じてスイッチング素
子のオン時間を制御する制御手段とを具備させたため、
単一のインバータ構成で直流出力を所要値に制御するこ
とができるとともに商用交流電源からの入力電流波形を
交流入力電圧の波形(正弦波)と相似にすることができ
て交流入力の力率を高めることができる。したがって構
成簡単で高効率のインバータ電源装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るインバータ電源装置の実施例を
示す回路図である。
【図2】上記実施例の作用を説明するための各信号波形
の波形図である。
【図3】従来のインバータ電源装置を示す回路図である
【符号の説明】
1  商用交流電源 5  スイッチング素子 20  掛算器(変調手段) 21  増幅器(差出力手段)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  商用交流電源からの交流電圧を整流し
    た直流電圧をスイッチング素子で周期的にスイッチング
    して高周波に変換し、この高周波を直流に変換して所要
    の直流出力を得るインバータ電源装置であって、前記直
    流出力の出力値に関連した出力制御用電圧を前記商用交
    流電源からの交流入力電圧で振幅変調して目的入力波形
    とする変調手段と、該変調手段で得た目的入力波形と前
    記商用交流電源からの入力電流波形との差をとる差出力
    手段と、該差出力手段の差出力に応じて前記スイッチン
    グ素子のオン時間を制御する制御手段とを有することを
    特徴とするインバータ電源装置。
JP3129884A 1991-05-31 1991-05-31 インバータ電源装置 Pending JPH04355670A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3129884A JPH04355670A (ja) 1991-05-31 1991-05-31 インバータ電源装置
US07/889,103 US5222015A (en) 1991-05-31 1992-05-27 Inverter power supply with input power detection means
DE69222976T DE69222976T2 (de) 1991-05-31 1992-05-29 Wechselrichter-Leistungsversorgung
EP92109054A EP0516122B1 (en) 1991-05-31 1992-05-29 Inverter power supply
KR1019920009451A KR920022632A (ko) 1991-05-31 1992-05-30 인버터 전원장치
TW081104332A TW238435B (ja) 1991-05-31 1992-06-02

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JP3129884A JPH04355670A (ja) 1991-05-31 1991-05-31 インバータ電源装置

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ID=15020722

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KR (1) KR920022632A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006066194A (ja) * 2004-08-26 2006-03-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd マグネトロン駆動用電源
JP2011204543A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Panasonic Corp マグネトロン駆動用電源

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006066194A (ja) * 2004-08-26 2006-03-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd マグネトロン駆動用電源
JP2011204543A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Panasonic Corp マグネトロン駆動用電源

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KR920022632A (ko) 1992-12-19

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