JPS5836471B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は誘導加熱装置に関するもので、特にトランジス
タ式誘導加熱調理器のベースドライブ回路に関する。

従来例の構成とその問題点 従来、誘導加熱調理器の高周波電源として、トランジス
タインバータ装置が使われ、そのベースドライブ電流は
、リツプル分の少ない、ほぼ一定の電流が加えられてい
た。

しかし、家庭用の電気機器としては力率が高いほどよく
、誘導加熱調理器のインバータ装置は、ほぼ全波直流電
圧で動作しており、商用電源で変調された波形となるの
が通常であった。

そのため、商用電源の零電圧近辺では、トランジスタが
オーバードライブされ、特にトランジスタのターンオフ
タイムが長くなり、スイッチング損失が増加するなどの
欠点があった。

コレクタ電流とベース電流の比を一定に保つとスイッチ
ング特性が改善されるので、インバータ回路の電圧と同
じようにベースドライブ電流を変調する方法も考えられ
るが、電源の零電圧近辺でトランジスタが不導通になっ
て、発振が停止したり、あるいは、ベース逆電流が少な
くなって、逆にターンオフタイムが長〈なるなどの欠点
があった。

発明の目的 本発明は、以上の欠点を除き、トランジスタのスイッチ
ング損失の少ないベースドライブ回路により、誘導加熱
装置を実現するものである。

発明の構成 本発明は上記目的を達成するために、低周波電源、上記
低周波電源に接続され、直流電力に変換する整流器より
なる直流電源、上記直流電力を高周波電力に変換し、誘
導加熱コイルと直列接続されたパワースイッチング半導
体を含むインバータ回路、上記インバータ回路のパワー
スイッチング半導体の導通を制御する発振制御回路とペ
ースド？イブ回路むよび低電圧電源とを設け、上記ベー
スドライブ回路より上記パワースイッチング半導体に供
給される駆動電流値は、上記インバータ回路の入力直流
電源波形にほぼ比例して変化し、かつ上記直流電源の零
電圧近辺では上記低電圧電源より上記ベースドライブ回
路に直流電力を加える構成としたものである。

実施例の説明 以下、図面に従かい本発明の一実施例の詳細な説明を行
なう。

第１図は、本発明による誘導加熱調理器の一実施例であ
り、第２図はその各部波形を示す。

第１図に卦いて、低周波交流電源１より、整流器２に交
流電力を加え、直流電力に変換する。

整流器２の直流出力測にインバータ回路３を接続し、直
流電力を高周波電力に変換する。

インバータ回路３は、発振制御回路４およびベースドラ
イブ回路５により発振制御される。

信号レベルで動作する発振制御回路４の直流電力は、低
電圧電源６より供給される。

渣た、低電圧電源６よりダイオード７を介してベースド
ライブ回路５にも供給される。

ベースドライブ回路５には、整流器２の出力電圧がダイ
オード５０を介して加えられる。

すなわち、ダイオード７とダイオード５０はオア動作を
し、どちらか一方の高い電圧がベースドライブ回路５に
供給されパワースイッチング半導体３２を駆動する。

インバータ回路３は、直流電源ラインの両端に小容量の
入力コンデンサ３０を接続し、入力コンデンサ３０と並
列関係に加熱コイル３１とパワースイッチング半導体３
２の直列接続体を接続する。

パワースイッチング半導体３２は、例えばトランジスタ
が使用され、並列関係に共振用コンデンサ３３釦よびダ
ンパーダイオード３４を接続する。

ベースドライブ回路５は発振制御回路４により制御され
るスイッチングトランジスタ５１とそのコレクタに接続
されたパルストランス５２、およびパルストランス５２
０２次測に直列接続されたベース抵抗５３と逆並列ダイ
オード５４の並列接続体よりなる。

抵抗５５はパワースイッチング半導体３２のベース・工
ツタ間に並列接続される。

ベースドライブ回路５は、スイッチングトランジスタ５
１が導通状態で、ベース順電流を加え、ターンオフ時に
パルストランスのはねかえり電圧により、パワースイッ
チング半導体３２に逆ベース電流を流しターンオフタイ
ムを早くし、スイッチング損失を減らせる。

第２図には整流器２の出力電圧ＶｉｎをＡ，Ｂには、ベ
ースドライブ回路５の直流電圧ｖＢを示す。

直流電源ＶＢの零電圧近辺は、低電圧直流電源６より電
圧Ｅが加えられ、決して零電圧とはならず、パワースイ
ッチング半導体３２は十分なベース順電流及びベース逆
電流が加えられ、零電圧近辺でも、ターンオフ特性は早
く、インバータ回路３の発振が停止するなどの問題もな
くなる。

第２図Ｃはパワースイッチング半導体３２のコレクタ電
圧Ｖｃを示す。

ここで第２図のＢ波形すなわち、ベースドライブ回路５
の直流電圧ＶＢとＣ波形で示されるパワースイッチング
半導体３２のコレクタ電圧Ｖｃの関係について詳述する
。

Ｂ波形は前述したように、整流器５の出力電圧Ｖｉと低
電圧直流電源６の出力電圧Ｅが重畳された波形になり、
パワースイッチング半導体３２０ベースドライブ電流波
形は図示していないが、とのＢ波形と相似波形となる。

一方、インバータ回路３に供給されている直流電源電圧
Ｖｉは第２図人波形であり、零相近辺の電圧は非常に小
さく、前述のベースドライブ電流が印加されると零相近
辺ではパワースイッチング半導体はオーバードライブと
なる。

そして、そのコレクタ電流（コレクタ電圧）の包絡線は
インハータ回路３への供給電圧が低いとベースドライブ
が大きくても、コレクタ電流は小さく、直流電源電圧波
形Ｖｉとコレクタ電圧Ｖｏの包絡線は相似波形となる。

低電圧直流電源６は、低周波交流電源１より低圧トラン
スフオーマ−６０と、ダイオード６１，フィルタコンデ
ンサ６２より、低電圧直流電源を構成する。

低電圧直流電源６の構成は：他の方法として例えば、整
流器２の出力電圧を抵抗で電圧降下させてもよい。

以上述べた如く本発明によればベースドライフ回路５の
電圧は、インバータ回路３とほぼ同じ電圧であり、パワ
ースイッチング半導体３２のコレクタ電流とベースドラ
イブ電流の比はほぼ一定に保たれ、オーバードライブが
少なく、電力の消費が少ない特徴がある。

１た、電源零電圧近辺では低電圧電源より、パワースイ
ッチング半導体を十分にオンオフさせるだけの電力が供
給され、インバータ回路の発振が止１り、加熱コイルに
より加熱される調理容器が音を出したり、あるいは、ト
ランジスタのスイッチングタイムが長くなるなどの欠点
を除くことができるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例にトける誘導加熱装置の回路
図、第２図Ａ，Ｂ，Ｃは同各部波形図を示す。 １・・・低周波交流電源、２・・・整流器、３・・・イ
ンバータ回路、４・・・発振制御回路、５・・・ベース
ドライブ回路、６・・・低電圧電源、３１・・・加熱コ
イル、３２・・・パワースイッチング半導体、３３・・
・共振用コンデンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 低周波電源、上記低周波電源に接続され、直流電力
   に変換する整流器よりなる直流電源、上記直流電力を高
   周波電力に変換し、誘導加熱コイルと直列接続されたパ
   ワースイッチング半導体を含むインバータ回路、上記イ
   ンバータ回路のパワースイッチング半導体の導通を制御
   する発振制御回路とベースドライブ回路および低電圧電
   源よりなり、上記ベースドライブ回路より上記パワース
   イッチング半導体に供給される駆動電流値は、上記イン
   バータ回路の入力直流電源波形にほぼ比例して変化し、
   かつ上記直流電源の零電圧近辺では上記低電圧電源より
   上記ベースドライブ回路に直流電力を加える誘導加熱装
   置。