JPH0760735B2

JPH0760735B2 - 高周波誘導加熱装置

Info

Publication number: JPH0760735B2
Application number: JP1322890A
Authority: JP
Inventors: 泰文赤木; 佐野　　健三; 邦彦三田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPH03216989A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、高周波誘導加熱装置に関し、特に歯科用鋳造
機等に利用される。

（従来の技術）高周波誘導加熱装置の電源として、近年の半導体電力変
換装置の高周波化技術の向上に伴い、SITやパワーMOSFE
Tといった高速スイッチング素子を用いた高周波インバ
ータ回路が用いられるようになってきている。

一方、このような高周波インバータ回路の一つである電
圧形インバータ回路の直流電源として、従来からダイオ
ード整流回路が用いられている。すなわち、ダイオード
整流回路の出力側（直流側）に、チョークコイルと大容
量の直流コンデンサとを接続してダイオード整流回路の
出力を平滑し、安定した直流電源として電圧形インバー
タ回路に供給するようになっている。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来の高周波誘導加熱装置では、電源であ
る電圧形インバータ回路の入力側に、チョークコイルと
大容量の直流コンデンサとからなる平滑回路が接続され
ているため、電圧形インバータ回路への入力電流はパル
ス状となり、電源力率の悪化のみならず、高調波障害を
引き起こす可能性もあるといった問題があった。また、
チョークコイルと大容量の直流コンデンサとからなる平
滑回路があるために、軽量化、小型化の妨げとなってい
た。

本発明は係る実情に鑑みてなされたもので、その目的
は、電圧形インバータ回路への直流電源として単相ダイ
オード整流回路の出力を直接供給することにより、チョ
ークコイルや大容量の直流コンデンサ等を省略し、かつ
電源電流波形を力率１の正弦波にすることが可能な高周
波誘導加熱装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため、本発明の高周波誘導加熱装置
は、商用電源を全波整流する整流回路と、この整流回路
の出力側に接続され、ドライブ回路によってON/OFF制御
されるフルブリッジ型のスイッチング素子と、このスイ
ッチング素子の出力側に接続された整合トランスと、こ
の整合トランスの２次側に接続された加熱コイルを駆動
する駆動回路と、この駆動回路の駆動時の周波数を検出
する周波数検出回路と、予め設定された前記駆動回路が
初期状態において有する周波数である基準周波数と、前
記周波数検出回路によって検出された変動周波数とを所
定の周期で交互に切り換えて出力すると共に、この出力
された基準周波数又は変動周波数に位相ロックした駆動
信号を前記ドライブ回路に送出する位相制御回路とを備
えた構成とする。

また、上記構成において、位相制御回路は、周波数検出
回路からの変動周波数が導かれる移相器と、この移相器
によって位相制御された信号が導かれるPLL回路とを備
え、前記位相器には、任意に位相制御が可能な力率調整
部が設けられた構成とする。

さらに、上記各構成において、整流回路からの全波整流
出力の零点を検出する零点検出回路と、この零点検出回
路によって検出された全波整流出力の零点検出に基づ
き、全波整流出力の零点近傍において装置自体の始動信
号及び停止信号を送出する始動／停止回路とを備えた構
成とする。

（作用）商用電源を整流回路によって全波整流し、この整流回路
の全波整流出力をフルブリッジ型に接続されたスイッチ
ング素子の入力側に供給する。各スイッチング素子は、
それぞれに対応して設けられた各ドライブ回路によって
スイッチング制御され、このスイッチング制御によって
その出力側に送出された交番電流が整合トランスの一次
側に供給される。したがって、整合トランスの二次側に
は、例えば8:1の比率で変換された交番電流が流れるこ
とから、この交番電流が導かれた例えばLC直列共振回路
からなる駆動回路が駆動すなわち共振し、加熱コイルに
高周波電力を供給して、交番磁界を発生させる。一方、
周波数検出回路では、このときの駆動回路に流れる電流
又は印加される電圧から電流周波数又は電圧周波数を検
出し、この検出した電流周波数又は電圧周波数（以下、
変動周波数という。）を位相制御回路に導く。位相制御
回路には、基準周波数発振器からの基準周波数の信号が
導かれており、この基準周波数と前記変動周波数とを所
定の周期で適宜切り換えて出力する。そして、この出力
された基準周波数又は変動周波数に位相ロックした駆動
信号を前記各ドライブ回路に供給することにより、各ド
ライブ回路を駆動してスイッチング素子のON/OFFをタイ
ミング良く制御する。

また、上記構成において、位相制御回路は、周波数検出
回路からの変動周波数が導かれる移相器と、この移相器
によって位相制御された信号が導かれるPLL回路とを備
え、前記位相器には、任意に位相制御が可能な力率調整
部を設ける。すなわち、スイッチング素子からなるイン
バータ回路の力率を制御することによって加熱コイルへ
の電力制御を行う。

さらに、上記各構成において、電源零点検出回路によっ
て整流回路からの全波整流出力の零点を検出し、この全
波整流出力の零点検出に基づき、全波整流出力の零点近
傍において装置自体の始動信号及び停止信号を始動／停
止回路から送出する。すなわち、装置自体に設けられて
いる始動スイッチ及び停止スイッチを任意のタイミング
でON操作しても、実際に装置自体が始動又は停止するの
は、全波整流出力の零点近傍となることから、スイッチ
ング素子の破壊が防止される。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

〔実施例１〕第１図は、請求項１に対応する本発明の高周波誘導加熱
装置の電気的構成を示す回路図である。ただし、本実施
例では、1KW,500KHzの電圧形高周波インバータ回路を用
いた直列共振回路方式の高周波誘導加熱装置を示してい
る。

同図において、AC100Vの交流電源（商用電源）１の各出
力は、４個のダイオード2a〜2dからなる単相ダイオード
フルブリッジ整流回路（以下、単に整流回路という。）
２の各入力端に接続されており、この整流回路２の各出
力端は、並列に接続された小容量（例えば0.47μＦ）の
コンデンサC₀を介して、ブリッジ接続された４個のパワ
ーMOSFET3a〜3d（スイッチング素子）の各入力端に接続
されている。

パワーMOSFET3a〜3dは、パワーMOSFET3a,3bのドレイン
端子同士及びパワーMOSFET3c,3dのソース端子同士がそ
れぞれ接続されると共に、パワーMOSFET3aのソース端子
とパワーMOSFET3cのドレイン端子及びパワーMOSFET3bの
ソース端子とパワーMOSFET3dのドレイン端子とが接続さ
れている。また、各パワーMOSFET3a〜3dのドレイン端子
とソース端子との間に帰還ダイオードDa〜Ddが接続され
ると共に、コンデンサとダイオードの直列回路（スナバ
回路）4a〜4dが接続されている。そして、これらパワー
MOSFET3a〜3d及び帰還ダイオードDa〜Ddによって電圧形
高周波インバータ回路を構成している。また、スナバ回
路4aの中点が抵抗R1を介してパワーMOSFET3cのソース端
子に接続され、スナバ回路4bの中点が抵抗R2を介してパ
ワーMOSFET3dのソース端子に接続され、スナバ回路4cの
中点が抵抗R3を介してパワーMOSFET3aのドレイン端子に
接続され、スナバ回路4dの中点が抵抗R4を介してパワー
MOSFET3bのドレイン端子に接続されており、これらスナ
バ回路4a,4cと抵抗R1,R3及びスナバ回路4b,4dと抵抗R2,
R4とで、それぞれスパイク電圧抑制回路5a,5bを構成し
ている。

そして、ブリッジ接続されたパワーMOSFET3a〜3dの各出
力端は、整合トランス６の一次側巻線6aの両端にそれぞ
れ接続されており、整合トランス６の二次側巻線6bに
は、コンデンサＣと加熱コイルＬとの直列共振回路が接
続されている。

また、コンデンサＣの端子電圧を検出する電圧検出部７
の出力は、位相制御回路10の構成要素である切換回路13
の切換制御入力に接続されると共に、位相器11に導かれ
ており、移相器11の出力は、コンパレータ21及び切換回
路13の一方の入力を介して、PLL回路12の構成要素であ
る位相検出器121に導かれている。また、切換回路13の
他方の入力には、基準周波数発振器14の出力が導かれて
いる。切換回路13は、電圧検出部７の出力に基づいてそ
の切換え制御を行うもので、電圧検出部７の出力（コン
デンサ電圧）の最大値が例えば50V以下のときには、基
準周波数発振器14の出力をPLL回路12に送出し、50V以上
のときには、位相器11の出力をPLL回路12に送出するよ
うにその切り換えが行われるようになっている。また、
基準周波数発振器14の発振周波数は、整合トランス６の
二次側巻線に接続されたLC共振回路の共振周波数（本実
施例では、500KHz）に設定されている。

そして、PLL回路12の構成要素であるVCO（電圧制御発振
器）123の出力は、フリップフロップ15のトリガ入力と
単安定マルチバイブレータ16のトリガ入力とに導かれて
おり、フリップフロップ15のＱ出力及び出力は２つの
AND回路17,18のそれぞれの一方の入力に、単安定マルチ
バイブレータ16の出力は２つのAND回路17,18の他方の入
力にそれぞれ導かれている。また、フリップフロップ15
のＱ出力は、位相検出器121に接続されて帰還ループを
構成している。また、単安定マルチバイブレータ16に
は、転流遅れ角を制御するための転流遅れ角制御用ボリ
ュームVRβが接続されている。そして、AND回路17の出
力及びAND回路18の出力は、ゲート信号として、それぞ
れに対応して設けられた前記各パワーMOSFET3a〜3dを駆
動するドライブ回路28a〜28dに導かれている。なお、図
示は省略しているが、各ドライブ回路28a〜28dの駆動電
源は、安定的に行うために、インバータ回路の駆動電源
とは別電源としている。また、第２図にパワーMOSFET3a
〜3dを500KHzで駆動するためのドライブ回路28a〜28dの
回路構成の一例を示す。パワーMOSFET3a〜3dを高周波で
駆動するために、1:1のパルストランスを用いて主回路
との絶縁を行っている。

すなわち、本実施例の高周波誘導加熱装置は、直流電源
として単相ダイオードフルブリッジ整流回路２からの全
波整流電圧を使用すると共に、その出力側（直流側）に
小容量のコンデンサC₀のみを接続し、従来装置で用いら
れていたチョークコイルや電界コンデンサ等の平滑回路
を省略した構成とすることにより、高周波誘導加熱装置
として安定した動作が得られ、かつ電源電流波形を力率
１の正弦波にできるものである。なお、全波整流電圧の
100Hz（若しくは120Hz）の変動は、金属の加熱特性には
ほとんど影響を与えない。

次に、上記構成の高周波誘導加熱装置の動作を、第３図
のタイミングチャートを参照して説明する。ただし、第
３図は位相制御回路10の各部の信号波形を示している。

高周波誘導加熱装置の始動スイッチ（図示省略）をONす
ることにより、商用電源１からのAC100Vの電圧は、整流
回路２において全波整流された後、パワーMOSFET3a〜3d
からなるスイッチング素子の入力端に供給される。パワ
ーMOSFET3a〜3dは、後述する位相制御回路10からのゲー
ト信号によって各ドライブ回路28a〜28dを適宜ドライブ
することにより、パワーMOSFET3a,3dとパワーMOSFET3b,
3cとが交互に導通することから、整合トランス６の一次
側巻線に交番電流が流れる。この結果、整合トランス６
の二次側巻線を介してLC共振回路に高周波電流が供給さ
れ、加熱コイルＬに交番磁界が発生する。

一方、始動スイッチをONした時点では、電圧検出回路７
の出力（コンデンサ電圧：v_C）は50V以下であるから、
切換回路13は、基準周波数発振器14の出力をPLL回路12
に送出するようにその接続が切り換わっている。ここ
で、基準周波数発振器14から発振される周波数はLC共振
回路が有する固有の周波数（共振周波数：本実施例では
500KHz）であることから、パワーMOSFET3a〜3dは、始動
スイッチON時点から、ある一定の時間（すなわち、電圧
検出回路７の出力が50Vを越えるまでの時間：数msec）
まではこの基準周波数発振器14からの発振周波数の状態
でON/OFF動作が制御される。すなわち、共振状態で加熱
コイルＬに高周波電流が流れることから、効率のよい高
周波誘導加熱が行われる。

この後、電圧検出回路７の出力v_Cが50Vを越えると、切
換回路13はその接続を基準周波数発振器14側から移相器
11側に切り換える。これにより、PLL回路12には、位相
器11の出力が入力されることになる。

位相器11では、電圧検出回路７の出力すなわちコンデン
サ電圧v_Cを入力として、出力電圧i₀に対してγ_０だけ位
相の後れた信号〔第３図（ｃ）〕を作成し、この信号を
コンパレータ21を介してPLL回路12の位相検出器121に入
力する。PLL回路12のVCO123は、第３図（ｄ）に示すよ
うに、インバータ回路の駆動周波数の２倍の周波数（10
0Hz）を出力するように設定されており、この信号が遅
延時間γ_０だけ遅延されて、フリップフロップ15と単安
定マルチバイブレータ16のトリガ入力に供給される。フ
リップフロップ15では、導かれたVOC123の出力を２分周
した信号をＱ出力〔第３図（ｆ）〕と出力〔第３図
（ｇ）〕とから出力し、Ｑ出力をAND回路17に出力をA
ND回路18にそれぞれ送出する。また、単安定マルチバイ
ブレータ16では、ボリュームVRβを調整することによ
り、VCO123の出力信号の立ち上がりから転流遅れ角度β
だけ後れて立ち上がる信号〔第３図（ｅ）〕を作成し、
この信号を各AND回路17,18に送出する。各AND回路17,18
では、これらの信号の論理積をとることにより、AND回
路17からは第３図（ｈ）に示すゲート信号G₁を、またAN
D回路18からは第３図（ｉ）に示すゲート信号G₂を、そ
れぞれに対応したドライブ回路28a,28d及び28b,28cに送
出する。各ドライブ回路28a〜28dは、それぞれに対応し
て導かれたゲート信号G₁，G₂に基づいて各パワーMOSFET
3a〜3dをスイッチングする。すなわち、パワーMOSFET3a
〜3dは、LC共振回路の変動周波数に位相ロックされた状
態でON/OFF動作が制御される。

そして、電圧検出回路７の出力v_Cが、再び50Vの設定電
圧以下になると、切換回路13の接続が基準周波数発振器
14側に切り換わり、上記と同様のゲート信号によって各
パワーMOSFET3a〜3dのスイッチングが行われることにな
る。

すなわち、パワーMOSFET3a〜3dのスイッチング制御は、
10msec毎に、基準周波数発振器14によるオープンループ
制御と、位相器11及びPLL回路12によるフィードバック
制御とを繰り返すこととなる。この10msec毎の変化は、
共振周波数500KHzからみると定常状態の連続とみなせ
る。

〔実施例２〕第４図は、請求項２及び３に対応する本発明の高周波誘
導加熱装置の電気的構成を示す回路図である。ただし、
本実施例では、上記実施例１と同様に1KW,500KHzの電圧
形高周波インバータ回路を用いた直列共振回路方式の高
周波誘導加熱装置を示している。なお、以下の説明にお
いて、上記実施例１とその回路構成が同一である部分に
は、同符号を付してここでは説明を省略する。

すなわち、本実施例は、上記実施例１に示した回路構成
において、位相器11に、力率角を調整するための力率角
調整用ボリュームVRγが接続されており、また商用電源
１の出力側に、該電圧を検出する電圧検出回路25が接続
されている。そして、この電圧検出回路25の出力は、検
出された電圧波形から電圧の零点を検出する電源零点検
出回路26に導かれており、電源零点検出回路26の出力
は、導かれた信号から装置自体の始動及び停止を指示す
る始動信号及び停止信号を作成する始動／停止回路27に
導かれている。そして、この始動／停止回路27からの始
動信号及び停止信号は、新たに設けられた２つのAND回
路19,20の一方の入力にそれぞれ導かれており、各AND回
路19,20の出力は、それぞれに対応して設けられた前記
各パワーMOSFET3a〜3dを駆動するドライブ回路28a〜28d
に導かれている。また、AND回路19の他方の入力には前
記AND回路17の出力が接続されており、AND回路20の他方
の入力には前記AND回路18の出力が接続された構成とな
っている。

すなわち、本実施例の高周波誘導加熱装置は、位相器11
の力率を任意に制御できる構成とすることにより、フル
ブリッジ型のスイッチング素子を安定的にパワー制御し
て、負荷側の加熱を制御することができると共に、装置
自体の始動及び停止を、電源電圧の零点近傍で行うよう
に構成することにより、パワーMOSFET3a〜3dの破壊等が
防止されるものである。

次に、上記構成の高周波誘導加熱装置の動作を、第５図
乃至第８図を参照して説明する。

ただし、第５図は位相制御回路10の各部の信号波形図、
第６図（ａ），（ｂ）はインバータ出力電圧v₀と出力電
流i₀との関係を示す図、第７図（ａ），（ｂ）は電源電
圧v_Sと電源電流i_Sとの関係を示す図、第８図は始動／停
止のタイミングチャートである。

高周波誘導加熱装置の始動スイッチ（図示省略）をONす
ることにより、商用電源１からのAC100Vの電圧は、整流
回路２において全波整流された後、パワーMOSFET3a〜3d
からなるスイッチング素子の入力端に供給される。パワ
ーMOSFET3a〜3dは、後述する位相制御回路10からのゲー
ト信号によって各ドライブ回路28a〜28dを適宜ドライブ
することにより、パワーMOSFET3a,3dとパワーMOSFET3b,
3cとが交互に導通し、整合トランス６の一次側巻線に交
番電流が流れる。この結果、整合トランス６の二次側巻
線を介してLC共振回路に高周波電流が供給され、加熱コ
イルＬに交番磁界が発生する。

一方、始動スイッチをONした時点では、電圧検出回路７
の出力v_Cは50V以下であるから、切換回路13は基準周波
数発振器14の出力をPLL回路12に送出するようにその接
続が切り換わっている。ここで、基準周波数発振器14か
ら発振される周波数はLC共振回路が有する固有の周波数
であることから、パワーMOSFET3a〜3dは、始動スイッチ
ON時点から、ある一定の時間（すなわち、電圧検出回路
７の出力が50Vを越えるまでの時間：数msec）まではこ
の基準周波数発振器14からの発振周波数の状態でON/OFF
動作が制御される。すなわち、共振状態で加熱コイルＬ
に高周波電流が流れることから、効率のよい高周波誘導
加熱が行われる。

ここで、位相器11の力率角調整用ボリュームVRγの調整
により、力率角がγに調整されているとすると、位相器
11では、電圧検出回路７の出力すなわちコンデンサ電圧
v_Cを入力として、出力電流i₀に対してγ−γ_０だけ位相
の後れた信号〔第５図（ｃ）〕を作成し、この信号をコ
ンパレータ21及び切換回路13を介してPLL回路12の位相
検出器121に入力する。PLL回路12のVCO123は、第５図
（ｄ）に示すように、インバータ回路の駆動周波数の２
倍の周波数（100Hz）を出力するように設定されてお
り、この信号がγ−γ_０だけ遅延されてフリップフロッ
プ15と単安定マルチバイブレータ16のトリガ入力に供給
される。フリップフロップ15では、導かれたVCO123の出
力を２分周した信号をＱ出力〔第５図（ｆ）〕と出力
〔第５図（ｇ）〕とから出力し、Ｑ出力をAND回路17
に、出力をAND回路18にそれぞれ送出する。また、単
安定マルチバイブレータ16では、転流遅れ角制御用ボリ
ュームVRβを調整することにより、VCO123の出力信号の
立ち上がりから転流遅れ角度βだけ後れて立ち上がる信
号〔第５図（ｅ）〕を作成し、この信号を各AND回路17,
18に送出する。各AND回路17,18では、これらの信号の論
理積をとることにより、AND回路17からは第５図（ｈ）
に示すゲート信号G₁₁を、またAND回路18からは第５図
（ｉ）に示すゲート信号G₂₂を、それに対応して設けら
れた各AND回路19,20を介して、対応する各ドライブ回路
28a,28d及び28b,28cに送出する。各ドライブ回路28a〜2
8dは、それぞれに対応して導かれたゲート信号G₁₁，G₂₂
に基づいて各パワーMOSFET3a〜3dをスイッチングする。
すなわち、パワーMOSFET3a〜3dは、LC共振回路の変動周
波数に位相ロックされた状態でON/OFF動作が制御され
る。

第７図（ａ）は、力率95％でのインバータ出力電圧v₀₉₅
と出力電流i₀₉₅との波形関係を示し、同図（ｂ）は、力
率67％でのインバータ出力電圧v₀₆₇と出力電流i₀₆₇との
波形関係を示している。同図より、位相器11及びPLL回
路12による位相制御が良好に行われており、動作が安定
していることがわかる。なお、同図（ｂ）において、ス
イッチング時に出力電圧v₀₆₇及び出力電流i₀₆₇に振動が
生じている。このため、本装置では、スパイク電圧抑制
回路5a,5bによって出力電圧v₀₆₇及び出力電流I₀₆₇の振
動を抑制し、スイッチング素子の破壊を防止している。

また、第８図（ａ）は、インバータ運転中の力率95％で
の電源電圧v_S95と電源電流i_S95との波形関係を示し、同
図（ｂ）は、インバータ運転中の力率67％での電源電圧
v_S67と電源電流i_S67との波形関係を示している。同図よ
り、単相ダイオードフルブリッジ整流回路２の出力側
（直流側）に小容量（0.47μＦ）のコンデンサC₀のみを
接続することにより、電源電流は力率１の正弦波となっ
ている。

一方、本装置の始動スイッチ及び停止スイッチを操作し
たときの始動制御及び停止制御は、電圧検出回路25、電
源零点検出回路26、始動／停止回路27及びAND回路19,20
によって行われる。

すなわち、第８図に示すように、電源零点検出回路26で
は、電圧検出回路25によって検出された電源電圧v_Sか
ら、電源零点を検出し、零点検出信号として10msec毎の
パルス信号を送出している〔第８図（ｃ）〕。そして、
任意の時刻t1において始動スイッチをON操作（すなわ
ち、始動を指令）すると、始動／停止回路27は、時刻t1
から次の零点検出信号が入力される時刻t2において、始
動信号〔第８図（ｅ）においてＨレベルで示す。〕を送
出する。この始動信号は、AND回路19,20の一方の入力に
与えられることから、AND回路19,20からは、このＨレベ
ルで示す始動信号が与えられている期間中、位相制御回
路10の各AND回路17,18からのゲート信号を、対応する各
ドライブ回路28a〜28dに送出することになる。そして、
時刻t3において停止スイッチをON操作（すなわち、停止
を指令）すると、始動／停止回路27は、時刻t3から次の
零点検出信号が入力される時刻t4において、停止信号
（Ｌレベルで示す。）を送出する。この停止信号は、AN
D回路19,20の一方の入力に与えられることから、AND回
路19,20から各ドライブ回路28a〜28dへのゲート信号の
送出が停止されることになる。このように、電圧検出回
路25、電源零点検出回路26、始動／停止回路27及びAND
回路19,20を付加することにより、装置自体の始動、停
止を、始動スイッチ及び停止スイッチの実際のON操作時
と関係なく、電源零点近傍で行うことができるので、ス
イッチング素子に大きな電流が急激に流れるといったこ
とが無いことから、本装置の始動時及び停止時のスイッ
チング素子の破壊が防止され、安全な始動及び停止が行
われるものである。

なお、上記各実施例では、LC共振周波数を検出する手段
として、コンデンサＣの両端の電圧波形を検出するよう
にしているが、LC共振回路に流れる電流を検出し、その
検出波形から周波数を求めるように構成することが可能
である。

（発明の効果）本発明の高周波誘導加熱装置は、整流回路からの全波整
流出力をインバータ回路の駆動電源として用いる構成と
したので、従来装置で用いられていたチョークコイルや
電解コンデンサ等の平滑回路を省略することができるこ
とから、装置全体の小型化、軽量化が可能になると共
に、電源電流波形を力率１の正弦波にできるといった効
果を奏する。また、負荷側の加熱制御方法としてインバ
ータ回路の力率を制御する構成としたので、広範な電力
制御を行うことができる。さらに、装置自体の始動、停
止を、電源電圧の零点付近で行う構成としたので、始動
時及び停止時のスイッチング素子の破壊が防止されると
いった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】第１図は請求項１に対応する本発明の高周波誘導加熱装
置の電気的構成を示す回路図、第２図はパワーMOSFETを
駆動するドライブ回路の一例を示す回路図、第３図は位
相制御回路の各部の信号波形図、第４図は請求項２及び
請求項３に対応する本発明の高周波誘導加熱装置の電気
的構成を示す回路図、第５図は位相制御回路の各部の信
号波形図、第６図（ａ），（ｂ）はインバータ出力電圧
v₀と出力電流i₀との関係を示す図、第７図（ａ），
（ｂ）は電源電圧v_Sと電源電流i_Sとの関係を示す図、第
８図は始動／停止のタイミングチャートである。１…交流電源（商用電源）２…単相ダイオードフルブリッジ整流回路 3a〜3d…パワーMOSFET ６…整合トランス７…電圧検出回路 10…位相制御回路 11…位相器 12…PLL回路 121…位相検出器 122…ローパスフィルタ 123…VCO（電圧制御発振器） 13…切換回路 14…基準周波数発振器 15…フリップフロップ 16…単安定マルチバイブレータ 17〜20…AND回路 25…電圧検出回路 26…電源零点検出回路 27…始動／停止回路 VRβ…転流遅れ角制御用ボリューム VRγ…力率角調整用ボリューム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−287590（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】商用電源を全波整流する整流回路と、この整流回路の出力側に接続され、ドライブ回路によっ
てON/OFF制御されるフルブリッジ型のスイッチング素子
と、このスイッチング素子の出力側に接続された整合トラン
スと、この整合トランスの２次側に接続された加熱コイルを駆
動する駆動回路と、この駆動回路の駆動時の周波数を検出する周波数検出回
路と、予め設定された前記駆動回路が初期状態において有する
周波数である基準周波数と、前記周波数検出回路によっ
て検出された変動周波数とを所定の周期で交互に切り換
えて出力すると共に、この出力された基準周波数又は変
動周波数に位相ロックした駆動信号を前記ドライブ回路
に送出する位相制御回路とを備えたことを特徴とする高
周波誘導加熱装置。
【請求項２】前記位相制御回路は、前記周波数検出回路
からの変動周波数が導かれる移相器と、この移相器によ
って位相制御された信号が導かれるPLL回路とを備え、
前記位相器には、任意に位相制御が可能な力率調整部が
設けられたことを特徴とする請求項１記載の高周波誘導
加熱装置。
【請求項３】前記整流回路からの全波整流出力の零点を
検出する電源零点検出回路と、この電源零点検出回路によって検出された全波整流出力
の零点検出に基づき、全波整流出力の零点近傍において
装置自体の始動信号及び停止信号を送出する始動／停止
回路とを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２
に記載の高周波誘導加熱装置。