JP2001251863A - 半導体式高周波電源装置 - Google Patents
半導体式高周波電源装置Info
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- JP2001251863A JP2001251863A JP2000061329A JP2000061329A JP2001251863A JP 2001251863 A JP2001251863 A JP 2001251863A JP 2000061329 A JP2000061329 A JP 2000061329A JP 2000061329 A JP2000061329 A JP 2000061329A JP 2001251863 A JP2001251863 A JP 2001251863A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多数台の高周波インバータと直流カット用コ
ンデンサやフェライトコア等を単にユニット構成するの
では、装置の大型化や冷却で問題がある。 【解決手段】 高周波インバータを２台を１組として複
数のユニットＵ1〜ＵN /2に一括収納するユニット構成と
し、コモンモード抑制用フェライトコア６1〜６Nと電流
分担用フェライトコア７2〜７Nは各ユニットの外部に配
置され、各インバータのＵ，Ｖ相導体を近接して平行に
引き出した接続導体を両サイドから挟み付けて貫通させ
る一体構成とし、直流カット用コンデンサ２1〜２Nを両
フェライトコアに近接させて接続導体で接続して一対の
出力導体１０U，１０Vに接続した構造とする。
ンデンサやフェライトコア等を単にユニット構成するの
では、装置の大型化や冷却で問題がある。 【解決手段】 高周波インバータを２台を１組として複
数のユニットＵ1〜ＵN /2に一括収納するユニット構成と
し、コモンモード抑制用フェライトコア６1〜６Nと電流
分担用フェライトコア７2〜７Nは各ユニットの外部に配
置され、各インバータのＵ，Ｖ相導体を近接して平行に
引き出した接続導体を両サイドから挟み付けて貫通させ
る一体構成とし、直流カット用コンデンサ２1〜２Nを両
フェライトコアに近接させて接続導体で接続して一対の
出力導体１０U，１０Vに接続した構造とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体式高周波電
源装置に係り、特に多数台の高周波インバータによって
出力容量を高めた高周波電源装置の組立構造に関する。
源装置に係り、特に多数台の高周波インバータによって
出力容量を高めた高周波電源装置の組立構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の電源装置は、例えば、高周波誘
導加熱装置の電源として使用され、装置容量および出力
電圧を高めるため、多数台のインバータにより高周波出
力を得、これら出力を加算して整合トランスやワークコ
イルを含む直列共振回路に供給することで加熱部材に誘
導加熱を得る。
導加熱装置の電源として使用され、装置容量および出力
電圧を高めるため、多数台のインバータにより高周波出
力を得、これら出力を加算して整合トランスやワークコ
イルを含む直列共振回路に供給することで加熱部材に誘
導加熱を得る。
【０００３】図３は、従来の半導体式高周波電源装置の
構成を示す。半導体素子を主回路スイッチング素子とす
るＮ台の高周波インバータＩＮＶ1〜ＩＮＶNの各出力
は、それぞれ直流カット用コンデンサ２1〜２Nを通して
高周波トランス３1〜３Nの一次入力とし、各トランス３
1〜３Nの二次出力を直列接続で合成して直列共振回路４
に供給する。直列共振回路４は、インピーダンス整合用
のトランスおよび直列共振コンデンサから構成される。
構成を示す。半導体素子を主回路スイッチング素子とす
るＮ台の高周波インバータＩＮＶ1〜ＩＮＶNの各出力
は、それぞれ直流カット用コンデンサ２1〜２Nを通して
高周波トランス３1〜３Nの一次入力とし、各トランス３
1〜３Nの二次出力を直列接続で合成して直列共振回路４
に供給する。直列共振回路４は、インピーダンス整合用
のトランスおよび直列共振コンデンサから構成される。
【０００４】各インバータ１1〜１Nは、同一のゲート信
号で同期制御され、例えば１８０゜通流の方形波電圧を
出力する。また、各インバータ１1〜１Nの直流電源は、
１台の共通の直流電源５としている。
号で同期制御され、例えば１８０゜通流の方形波電圧を
出力する。また、各インバータ１1〜１Nの直流電源は、
１台の共通の直流電源５としている。
【０００５】この装置では、直流カット用コンデンサを
通した各インバータの出力を高周波トランスの二次側で
直列接続することで高圧を得ると共に、各インバータ出
力の電流分担を等しくするようにしている。この構成で
は、高周波トランスの損失が大きく、装置の電力変換効
率を低下させるし、高周波トランスの設置スペースが大
きくなる。また、コストアップになる。
通した各インバータの出力を高周波トランスの二次側で
直列接続することで高圧を得ると共に、各インバータ出
力の電流分担を等しくするようにしている。この構成で
は、高周波トランスの損失が大きく、装置の電力変換効
率を低下させるし、高周波トランスの設置スペースが大
きくなる。また、コストアップになる。
【０００６】これら課題を解決するものとして、図４に
示す高周波電源装置を本願出願人は同時に提案してい
る。同図では高周波インバータ１1〜１Nの各出力にはそ
れぞれコモンモード抑制用フェライトコア６1〜６Nを介
挿することでＵ，Ｖ相電流を均等にし、さらに隣接する
インバータのＶ相とＵ相出力にはそれぞれ電流分担用フ
ェライトコア７2〜７Nを介挿することで隣接するインバ
ータの出力電流を均等にし、各インバータのＵ，Ｖ相出
力の一方に直流カット用コンデンサ２1〜２Nを通して並
列接続することで各インバータの出力電流を加算して負
荷に供給するようにしている。
示す高周波電源装置を本願出願人は同時に提案してい
る。同図では高周波インバータ１1〜１Nの各出力にはそ
れぞれコモンモード抑制用フェライトコア６1〜６Nを介
挿することでＵ，Ｖ相電流を均等にし、さらに隣接する
インバータのＶ相とＵ相出力にはそれぞれ電流分担用フ
ェライトコア７2〜７Nを介挿することで隣接するインバ
ータの出力電流を均等にし、各インバータのＵ，Ｖ相出
力の一方に直流カット用コンデンサ２1〜２Nを通して並
列接続することで各インバータの出力電流を加算して負
荷に供給するようにしている。
【０００７】この構成により、高周波トランスを必要と
することなく、各高周波インバータの出力電流を均等に
している。
することなく、各高周波インバータの出力電流を均等に
している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図３または図４に示す
従来の電源装置の組立構造として、１つの筐体内に全て
の回路要素を一括収納することが考えられるが、インバ
ータ単体でも比較的大きな組立て構造になり、多数のイ
ンバータとコンデンサ等を一括収納するのでは筐体が非
常に大きくなり、運搬や保守、組立ても大がかりにな
る。
従来の電源装置の組立構造として、１つの筐体内に全て
の回路要素を一括収納することが考えられるが、インバ
ータ単体でも比較的大きな組立て構造になり、多数のイ
ンバータとコンデンサ等を一括収納するのでは筐体が非
常に大きくなり、運搬や保守、組立ても大がかりにな
る。
【０００９】また、電源装置としては電流容量に応じて
インバータの接続台数が異なるし、個々のインバータ仕
様も異なるため、種々の筐体を設計する必要がある。
インバータの接続台数が異なるし、個々のインバータ仕
様も異なるため、種々の筐体を設計する必要がある。
【００１０】この不都合を解消するため、ユニット方式
が考えられる。図３の装置では、高周波インバータと直
流カット用コンデンサ及び高周波トランスの組をユニッ
トとした組み立て構造とする。また、図４の装置では、
高周波インバータと直流カット用コンデンサ及びフェラ
イトコアの組をユニットとした組み立て構造とする。こ
の場合、各回路要素の冷却にはユニット内を一括冷却す
ることで済む。
が考えられる。図３の装置では、高周波インバータと直
流カット用コンデンサ及び高周波トランスの組をユニッ
トとした組み立て構造とする。また、図４の装置では、
高周波インバータと直流カット用コンデンサ及びフェラ
イトコアの組をユニットとした組み立て構造とする。こ
の場合、各回路要素の冷却にはユニット内を一括冷却す
ることで済む。
【００１１】しかしながら、これら構造では、高周波イ
ンバータ自体が比較的大きいのに加えて、直流カット用
コンデンサと高周波トランスまたはフェライトコアも比
較的大きく、ユニット自体が大型になってしまう。
ンバータ自体が比較的大きいのに加えて、直流カット用
コンデンサと高周波トランスまたはフェライトコアも比
較的大きく、ユニット自体が大型になってしまう。
【００１２】そこで、ユニットには高周波インバータの
みを収納してその小型化を図り、他の回路要素は、ユニ
ット外部に配置して組み立てる構造が考えられる。
みを収納してその小型化を図り、他の回路要素は、ユニ
ット外部に配置して組み立てる構造が考えられる。
【００１３】しかしながら、高周波インバータ自体がそ
の冷却を必要とするのに加えて、高周波トランスやフェ
ライトコアは発熱部品であってそれらの冷却も必要とす
るもので、これらをユニット内外に分離配置するのでは
個別の冷却になり、必要とする冷却装置の台数が増す。
の冷却を必要とするのに加えて、高周波トランスやフェ
ライトコアは発熱部品であってそれらの冷却も必要とす
るもので、これらをユニット内外に分離配置するのでは
個別の冷却になり、必要とする冷却装置の台数が増す。
【００１４】本発明の目的は、上記の課題を解決した半
導体式高周波電源装置を提供することにある。
導体式高周波電源装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、多数台の高周波インバータを有して構成す
る電源装置として、２台のインバータを１つのユニット
として一括収納し、その他の回路要素はユニット外部で
一体構造で配置し、回路要素間の接続導体は近接して平
行に配置するようにしたもので、以下の構成を特徴とす
る。
決するため、多数台の高周波インバータを有して構成す
る電源装置として、２台のインバータを１つのユニット
として一括収納し、その他の回路要素はユニット外部で
一体構造で配置し、回路要素間の接続導体は近接して平
行に配置するようにしたもので、以下の構成を特徴とす
る。
【００１６】多数台の高周波インバータの出力をコモン
モード抑制用フェライトコアと電流分担用フェライトコ
ア及び直流カット用コンデンサを介して並列加算して負
荷に高周波電力を供給する半導体式高周波電源装置にお
いて、前記高周波インバータを２台を１組として複数の
ユニットに一括収納するユニット構成とし、前記コモン
モード抑制用フェライトコアと電流分担用フェライトコ
アは前記各ユニットの外部に配置され、各インバータの
Ｕ，Ｖ相導体を近接して平行に引き出した接続導体を両
サイドから挟み付けて貫通させる一体構成とし、前記直
流カット用コンデンサを前記両フェライトコアに近接さ
せて接続導体で接続して一対の出力導体に接続した構造
を特徴とする。
モード抑制用フェライトコアと電流分担用フェライトコ
ア及び直流カット用コンデンサを介して並列加算して負
荷に高周波電力を供給する半導体式高周波電源装置にお
いて、前記高周波インバータを２台を１組として複数の
ユニットに一括収納するユニット構成とし、前記コモン
モード抑制用フェライトコアと電流分担用フェライトコ
アは前記各ユニットの外部に配置され、各インバータの
Ｕ，Ｖ相導体を近接して平行に引き出した接続導体を両
サイドから挟み付けて貫通させる一体構成とし、前記直
流カット用コンデンサを前記両フェライトコアに近接さ
せて接続導体で接続して一対の出力導体に接続した構造
を特徴とする。
【００１７】また、前記各ユニットにはそれぞれ冷却装
置を設け、前記両フェライトコアには冷却風の抜け通路
を形成する絶縁板を設け、前記一対の出力導体は水冷構
造としたことを特徴とする。
置を設け、前記両フェライトコアには冷却風の抜け通路
を形成する絶縁板を設け、前記一対の出力導体は水冷構
造としたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
装置の部品配置であり、図４の装置に適用した場合であ
り、図４と同等の回路要素には同一符号を付して示す。
また、Ｎ台の高周波インバータが偶数になる場合であ
る。
装置の部品配置であり、図４の装置に適用した場合であ
り、図４と同等の回路要素には同一符号を付して示す。
また、Ｎ台の高周波インバータが偶数になる場合であ
る。
【００１９】ユニットＵ1〜ＵN/2は、それぞれ２台の高
周波インバータをその制御装置と共に収納した構成と
し、半導体素子などのユニット内部の回路要素の冷却に
はファンによる強制風冷やヒートシンクによる冷却構造
とする。また、各高周波インバータの共通の直流電源５
に接続できる電源入力導体を引き出した構造とする。
周波インバータをその制御装置と共に収納した構成と
し、半導体素子などのユニット内部の回路要素の冷却に
はファンによる強制風冷やヒートシンクによる冷却構造
とする。また、各高周波インバータの共通の直流電源５
に接続できる電源入力導体を引き出した構造とする。
【００２０】ユニット外部には、コモンモード抑制用フ
ェライトコア６1〜６Nと電流分担用フェライトコア７2
〜７N及び直流カット用コンデンサ２1〜２Nを導体を利
用した一体構造で配置し、共通の出力導体１０U，１０V
に導体接続する。
ェライトコア６1〜６Nと電流分担用フェライトコア７2
〜７N及び直流カット用コンデンサ２1〜２Nを導体を利
用した一体構造で配置し、共通の出力導体１０U，１０V
に導体接続する。
【００２１】コモンモード抑制用フェライトコア６1〜
６Nと電流分担用フェライトコア７2〜７N及び直流カッ
ト用コンデンサ２１〜２Ｎの組み立て構造を図２に要部
構造として示す。
６Nと電流分担用フェライトコア７2〜７N及び直流カッ
ト用コンデンサ２１〜２Ｎの組み立て構造を図２に要部
構造として示す。
【００２２】フェライトコア６1〜６Nとフェライトコア
７2〜７Nは、一括組み立てとし、両サイドから貫通導体
を挟み付けて固定し、絶縁板１１1〜１１Nによりフェラ
イトコア７2〜７N側の外部を覆い、冷却風の通り抜け易
い構造とする。
７2〜７Nは、一括組み立てとし、両サイドから貫通導体
を挟み付けて固定し、絶縁板１１1〜１１Nによりフェラ
イトコア７2〜７N側の外部を覆い、冷却風の通り抜け易
い構造とする。
【００２３】また、インバータユニットから共通の出力
導体１０U，１０Vまでの接続導体は、Ｕ，Ｖ相間を近接
して平行配置にし、かつ導体経路を等しくしながら最短
にすることで、導体のインダクタンスをインバータ間で
等しくして電流分担等を均等にする。
導体１０U，１０Vまでの接続導体は、Ｕ，Ｖ相間を近接
して平行配置にし、かつ導体経路を等しくしながら最短
にすることで、導体のインダクタンスをインバータ間で
等しくして電流分担等を均等にする。
【００２４】なお、出力導体１０U，１０Vは、収納ケー
ス１２内に設け、ケース１２内には水冷用の液体を注入
する冷却構造とする。
ス１２内に設け、ケース１２内には水冷用の液体を注入
する冷却構造とする。
【００２５】したがって、本実施形態によれば、一対の
高周波インバータをユニットとして一括収納すること
で、ユニット数を半減し、それに必要な冷却装置台数を
半減する。また、フェライトコアとコンデンサは、ユニ
ット外部で一体構造とすることで、それらの組み立て構
造をコンパクト化することができると共に冷却構造が簡
単になる。また、各ユニットＵ1〜ＵN/2から出力導体１
０U，１０Vまでの導体配置は、近接して平行配置し、各
インバータからの導体経路を等しくすることで、導体イ
ンダクタンスを減少させると共に、インバータ間の電流
バランスをよくすることができる。
高周波インバータをユニットとして一括収納すること
で、ユニット数を半減し、それに必要な冷却装置台数を
半減する。また、フェライトコアとコンデンサは、ユニ
ット外部で一体構造とすることで、それらの組み立て構
造をコンパクト化することができると共に冷却構造が簡
単になる。また、各ユニットＵ1〜ＵN/2から出力導体１
０U，１０Vまでの導体配置は、近接して平行配置し、各
インバータからの導体経路を等しくすることで、導体イ
ンダクタンスを減少させると共に、インバータ間の電流
バランスをよくすることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、２台の
インバータを１つのユニットとして一括収納し、その他
の回路要素はユニット外部で一体構造で配置し、回路要
素間の接続導体は近接して平行に配置するようにしたた
め、ユニット数を半減し、それに必要な冷却装置台数を
半減することができる。また、フェライトコアとコンデ
ンサの組み立て構造をコンパクト化することができると
共に冷却構造が簡単になる。また、各インバータからの
導体経路を等しくすることで、導体インダクタンスの減
少とインバータ間の電流バランスが可能となる。
インバータを１つのユニットとして一括収納し、その他
の回路要素はユニット外部で一体構造で配置し、回路要
素間の接続導体は近接して平行に配置するようにしたた
め、ユニット数を半減し、それに必要な冷却装置台数を
半減することができる。また、フェライトコアとコンデ
ンサの組み立て構造をコンパクト化することができると
共に冷却構造が簡単になる。また、各インバータからの
導体経路を等しくすることで、導体インダクタンスの減
少とインバータ間の電流バランスが可能となる。
【図１】本発明の実施形態を示す半導体式高周波電源装
置の部品配置図。
置の部品配置図。
【図２】本発明の実施形態を示す半導体式高周波電源装
置の要部組立構造図。
置の要部組立構造図。
【図３】従来の半導体式高周波電源装置の回路図。
【図４】改良された半導体式高周波電源装置の回路図。
１1〜１N…高周波インバータ ２1〜２N…直流カット用コンデンサ ３1〜３N…高周波トランス ４…直列共振回路 ５…直流電源 ６1〜６N…コモンモード抑制用フェライトコア ７2〜７N…電流分担用フェライトコア Ｕ1〜ＵN/2…ユニット １０U，１０V…出力導体 １１1〜１１N…絶縁板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年５月２３日（２０００．５．２
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
Claims (2)
- 【請求項１】 多数台の高周波インバータの出力をコモ
ンモード抑制用フェライトコアと電流分担用フェライト
コア及び直流カット用コンデンサを介して並列加算して
負荷に高周波電力を供給する半導体式高周波電源装置に
おいて、 前記高周波インバータを２台を１組として複数のユニッ
トに一括収納するユニット構成とし、 前記コモンモード抑制用フェライトコアと電流分担用フ
ェライトコアは前記各ユニットの外部に配置され、各イ
ンバータのＵ，Ｖ相導体を近接して平行に引き出した接
続導体を両サイドから挟み付けて貫通させる一体構成と
し、 前記直流カット用コンデンサを前記両フェライトコアに
近接させて接続導体で接続して一対の出力導体に接続し
た構造を特徴とする半導体式高周波電源装置。 - 【請求項２】 前記各ユニットにはそれぞれ冷却装置を
設け、前記両フェライトコアには冷却風の抜け通路を形
成する絶縁板を設け、前記一対の出力導体は水冷構造と
したことを特徴とする請求項１に記載の半導体式高周波
電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000061329A JP4164983B2 (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 半導体式高周波電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000061329A JP4164983B2 (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 半導体式高周波電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001251863A true JP2001251863A (ja) | 2001-09-14 |
| JP4164983B2 JP4164983B2 (ja) | 2008-10-15 |
Family
ID=18581477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000061329A Expired - Fee Related JP4164983B2 (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 半導体式高周波電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4164983B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010193582A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Fuji Denki Thermosystems Kk | 電力変換装置 |
| JP2017017003A (ja) * | 2015-07-03 | 2017-01-19 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 高周波誘電加熱装置 |
| JP2017017004A (ja) * | 2015-07-03 | 2017-01-19 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 半導体式高周波誘電加熱装置 |
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| JPH0487570A (ja) * | 1990-07-24 | 1992-03-19 | Fuji Electric Co Ltd | 高周波インバータ |
| JPH07222458A (ja) * | 1994-01-28 | 1995-08-18 | Sharp Corp | 系統連系型インバータ |
| JPH0884483A (ja) * | 1994-09-13 | 1996-03-26 | Fuji Electric Co Ltd | インバータユニット及びインバータ装置 |
| JPH11191953A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Toshiba Corp | 並列回路の配線構造 |
-
2000
- 2000-03-07 JP JP2000061329A patent/JP4164983B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4164983B2 (ja) | 2008-10-15 |
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