JP3231935B2 - インバータ電源装置 - Google Patents
インバータ電源装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子レンジや電
磁調理器等に用いるインバータ電源装置に関し、特にス
イッチング素子の保護に関するものである。
磁調理器等に用いるインバータ電源装置に関し、特にス
イッチング素子の保護に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インバータ電源は、直流電圧を高周波で
オン・オフして入力あるいは負荷出力制御を行う方式の
電源であり、高周波部品を使用するため電源自体が軽量
であり、しかもオン時間を制御することにより入出力制
御が可能であるため、様々な電気機器用の電源として使
用されている。調理機器の分野においても、インバータ
電源が電子レンジや電磁調理器などの電源として用いら
れている。図１３は、電子レンジに用いられている従来
のインバータ電源の回路構成を示している。同図におい
て、交流電源１からの交流が全波整流器２で整流され、
さらにチョークコイル３、平滑コンデンサ４で平滑され
ることにより直流電圧が得られるようになっている。８
はスイッチング素子であり、スイッチング素子８には直
列に共振コンデンサ５が接続され、そのコレクタ・エミ
ッタ間には逆並列にファーストリカバリダイオード７が
接続されている。共振コンデンサ５は、ファーストリカ
バリダイオード７と同様に、スイッチング素子８に並列
に接続される例もある。共振コンデンサ５にはインダク
タンス素子である高周波トランス６の一次コイルが並列
に接続され、二次側にマグネトロン１７駆動のための倍
電圧コンデンサ１４と高圧整流ダイオード１５，１６で
構成された倍電圧整流回路が接続されている。９は入力
電流を検知するためのカレントトランス、１０はカレン
トトランス９の出力を入力電流検知信号に変換する入力
電流検知部、１２は入力電流検知信号と入力設定部１１
の出力信号とを比較してスイッチング素子８のオン時間
規定信号を送出する入力制御部、１３はオン時間信号に
対応するオンパルスをスイッチング素子８のゲートに送
出するスイッチング素子駆動部である。２４はスイッチ
ング素子８がオンできる最大時間を規定する最大オン時
間規定部である。また、図１４は、上記と同様のインバ
ータ電源を電磁調理器に用いた場合の回路構成である。
この回路構成ではインダクタンス素子は加熱コイル１８
である。加熱コイル１８でこの上に載せられた鍋１９が
誘導加熱される。
オン・オフして入力あるいは負荷出力制御を行う方式の
電源であり、高周波部品を使用するため電源自体が軽量
であり、しかもオン時間を制御することにより入出力制
御が可能であるため、様々な電気機器用の電源として使
用されている。調理機器の分野においても、インバータ
電源が電子レンジや電磁調理器などの電源として用いら
れている。図１３は、電子レンジに用いられている従来
のインバータ電源の回路構成を示している。同図におい
て、交流電源１からの交流が全波整流器２で整流され、
さらにチョークコイル３、平滑コンデンサ４で平滑され
ることにより直流電圧が得られるようになっている。８
はスイッチング素子であり、スイッチング素子８には直
列に共振コンデンサ５が接続され、そのコレクタ・エミ
ッタ間には逆並列にファーストリカバリダイオード７が
接続されている。共振コンデンサ５は、ファーストリカ
バリダイオード７と同様に、スイッチング素子８に並列
に接続される例もある。共振コンデンサ５にはインダク
タンス素子である高周波トランス６の一次コイルが並列
に接続され、二次側にマグネトロン１７駆動のための倍
電圧コンデンサ１４と高圧整流ダイオード１５，１６で
構成された倍電圧整流回路が接続されている。９は入力
電流を検知するためのカレントトランス、１０はカレン
トトランス９の出力を入力電流検知信号に変換する入力
電流検知部、１２は入力電流検知信号と入力設定部１１
の出力信号とを比較してスイッチング素子８のオン時間
規定信号を送出する入力制御部、１３はオン時間信号に
対応するオンパルスをスイッチング素子８のゲートに送
出するスイッチング素子駆動部である。２４はスイッチ
ング素子８がオンできる最大時間を規定する最大オン時
間規定部である。また、図１４は、上記と同様のインバ
ータ電源を電磁調理器に用いた場合の回路構成である。
この回路構成ではインダクタンス素子は加熱コイル１８
である。加熱コイル１８でこの上に載せられた鍋１９が
誘導加熱される。
【０００３】次に、上述のように構成された従来の電子
レンジ用インバータ電源の回路動作を説明する。スイッ
チング素子８のゲートに図１５（ａ）に示すような駆動
パルスＶg が与えられて直流電圧をオン・オフすると、
高周波トランス６の一次コイルに同図（ｃ）のような高
周波電流Ｉが流れる。この時高周波トランス６の二次側
に発生する高周波高電圧が倍電圧整流回路で倍電圧整流
されて直流高電圧が得られる。この直流高電圧がマグネ
トロン１７に印加されてマグネトロン１７が発振する。
このような動作においてスイッチング素子８がオフの
時、スイッチング素子８には同図（ｂ）に示すような電
圧Ｖceが発生する。スイッチング素子８のオン時間は入
力を一定にするため次のように制御される。即ち、入力
電流検知部１０において、カレントトランス９で検知さ
れた入力電流を所定期間積分・平均化して入力電流検知
信号に変換する。そして、入力制御部１２において、入
力電流検知信号が入力設定部１１からの入力設定信号に
近づくようにオン時間規定信号が送出される。スイッチ
ング素子駆動部１３ではこれを受けて、対応するゲート
駆動パルスをスイッチング素子８に送出する。但し、オ
ン時間はあらかじめ規定された最大オン時間内で可変す
る。このように入力電流検知信号が入力設定信号に等し
くなるようにオン時間を制御するという動作を繰り返し
ながら、入力を一定に保つ。図１４の電磁調理器用イン
バータ電源においても、回路動作は電子レンジ用インバ
ータ電源と同じで、高周波電流により鍋１９に渦電流を
発生させて加熱する。なお、電子レンジ用インバータ電
源では、入力電流の代りにマグネトロン陽極電流、即ち
インバータ電源の出力電流を一定にする方式もあるが、
オン時間の制御方法は同じである。
レンジ用インバータ電源の回路動作を説明する。スイッ
チング素子８のゲートに図１５（ａ）に示すような駆動
パルスＶg が与えられて直流電圧をオン・オフすると、
高周波トランス６の一次コイルに同図（ｃ）のような高
周波電流Ｉが流れる。この時高周波トランス６の二次側
に発生する高周波高電圧が倍電圧整流回路で倍電圧整流
されて直流高電圧が得られる。この直流高電圧がマグネ
トロン１７に印加されてマグネトロン１７が発振する。
このような動作においてスイッチング素子８がオフの
時、スイッチング素子８には同図（ｂ）に示すような電
圧Ｖceが発生する。スイッチング素子８のオン時間は入
力を一定にするため次のように制御される。即ち、入力
電流検知部１０において、カレントトランス９で検知さ
れた入力電流を所定期間積分・平均化して入力電流検知
信号に変換する。そして、入力制御部１２において、入
力電流検知信号が入力設定部１１からの入力設定信号に
近づくようにオン時間規定信号が送出される。スイッチ
ング素子駆動部１３ではこれを受けて、対応するゲート
駆動パルスをスイッチング素子８に送出する。但し、オ
ン時間はあらかじめ規定された最大オン時間内で可変す
る。このように入力電流検知信号が入力設定信号に等し
くなるようにオン時間を制御するという動作を繰り返し
ながら、入力を一定に保つ。図１４の電磁調理器用イン
バータ電源においても、回路動作は電子レンジ用インバ
ータ電源と同じで、高周波電流により鍋１９に渦電流を
発生させて加熱する。なお、電子レンジ用インバータ電
源では、入力電流の代りにマグネトロン陽極電流、即ち
インバータ電源の出力電流を一定にする方式もあるが、
オン時間の制御方法は同じである。
【０００４】このような入力電流一定制御方式では定常
運転時の動作オン時間は入力電源（交流電源）電圧によ
り異なる。図１７は、入力電源電圧Ｖinが９０Ｖ，１０
０Ｖ，１１０Ｖと異なる時のオン時間とスイッチング素
子電圧Ｖceの関係を示したものである。図で分るよう
に、入力を一定に制御している時は入力電源電圧によら
ずＶceはほぼ同じであるが、動作オン時間は異なる。即
ち、入力電源電圧Ｖinが低ければ動作オン時間は大きく
なり、高ければ動作オン時間は小さくなる。従来のイン
バータ電源では、このような電源ばらつきを考慮してス
イッチング素子８がオンできる最大時間Ｔon maxを図に
示すように規定し、過度にオン時間が大きくならないよ
うにしている。
運転時の動作オン時間は入力電源（交流電源）電圧によ
り異なる。図１７は、入力電源電圧Ｖinが９０Ｖ，１０
０Ｖ，１１０Ｖと異なる時のオン時間とスイッチング素
子電圧Ｖceの関係を示したものである。図で分るよう
に、入力を一定に制御している時は入力電源電圧によら
ずＶceはほぼ同じであるが、動作オン時間は異なる。即
ち、入力電源電圧Ｖinが低ければ動作オン時間は大きく
なり、高ければ動作オン時間は小さくなる。従来のイン
バータ電源では、このような電源ばらつきを考慮してス
イッチング素子８がオンできる最大時間Ｔon maxを図に
示すように規定し、過度にオン時間が大きくならないよ
うにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、家庭用配電
には多くの電気機器負荷が接続されており、これらを入
り切りすることにより配電電圧が急変動することが多
い。このような急変動で、特に大きく急上昇する場合、
従来のインバータ電源では内部のスイッチング素子８が
過電圧により破壊するおそれがある。例えば、入力電源
電圧Ｖin＝９０Ｖ、動作オン時間Ｔon’で運転中に、図
１６のように入力電源電圧が１０７Ｖまで急峻変動した
場合を考える。この時、スイッチング素子８の電圧Ｖce
は図１７の矢
には多くの電気機器負荷が接続されており、これらを入
り切りすることにより配電電圧が急変動することが多
い。このような急変動で、特に大きく急上昇する場合、
従来のインバータ電源では内部のスイッチング素子８が
過電圧により破壊するおそれがある。例えば、入力電源
電圧Ｖin＝９０Ｖ、動作オン時間Ｔon’で運転中に、図
１６のように入力電源電圧が１０７Ｖまで急峻変動した
場合を考える。この時、スイッチング素子８の電圧Ｖce
は図１７の矢
【外１】 する。入力制御中は、前述したように、入力電流を入力
電流検知信号に変換するための積分時間を要するため、
入力電源電圧の変動時間がこれよりも短いと、オン時間
をすぐに小さくすることはできない。従って、図１８に
示すようにゲートパルスのオン時間Ｔon’は変わらない
ままＶceは大きく上昇し、すぐに最大定格電圧を超える
ことになる。以上に述べたように、従来のインバータ電
源では、入力一定制御中に入力電源電圧が急峻に変動し
た場合、スイッチング素子電圧Ｖceが最大定格を超えて
破壊するおそれがあるという問題があった。
電流検知信号に変換するための積分時間を要するため、
入力電源電圧の変動時間がこれよりも短いと、オン時間
をすぐに小さくすることはできない。従って、図１８に
示すようにゲートパルスのオン時間Ｔon’は変わらない
ままＶceは大きく上昇し、すぐに最大定格電圧を超える
ことになる。以上に述べたように、従来のインバータ電
源では、入力一定制御中に入力電源電圧が急峻に変動し
た場合、スイッチング素子電圧Ｖceが最大定格を超えて
破壊するおそれがあるという問題があった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、入力一定制御中
に入力電源電圧が急峻に変動した時のスイッチング素子
電圧の上昇を抑制して、過大電圧によるスイッチング素
子の破壊を防止することができるインバータ電源装置を
提供することにある。
に入力電源電圧が急峻に変動した時のスイッチング素子
電圧の上昇を抑制して、過大電圧によるスイッチング素
子の破壊を防止することができるインバータ電源装置を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第１に、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するとともに入力電流又は出力電流
を一定値に制御するようにしたインバータ電源装置にお
いて、前記交流電圧の急峻変動に対応して変動する信号
を検知する検知手段と、該検知手段からの検知信号に応
じて前記スイッチング素子の最大オン時間を切り換える
最大オン時間切換手段とを有することを要旨とする。
に、本発明は、第１に、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するとともに入力電流又は出力電流
を一定値に制御するようにしたインバータ電源装置にお
いて、前記交流電圧の急峻変動に対応して変動する信号
を検知する検知手段と、該検知手段からの検知信号に応
じて前記スイッチング素子の最大オン時間を切り換える
最大オン時間切換手段とを有することを要旨とする。
【０００８】第２に、前記交流電圧の急峻変動に対応し
て変動する信号は、前記スイッチング素子電圧の電圧信
号であることを要旨とする。
て変動する信号は、前記スイッチング素子電圧の電圧信
号であることを要旨とする。
【０００９】第３に、前記交流電圧の急峻変動に対応し
て変動する信号は、前記高周波の電流信号であることを
要旨とする。
て変動する信号は、前記高周波の電流信号であることを
要旨とする。
【００１０】第４に、前記交流電圧の急峻変動に対応し
て変動する信号は、前記直流電圧の電圧信号であること
を要旨とする。
て変動する信号は、前記直流電圧の電圧信号であること
を要旨とする。
【００１１】第５に、前記スイッチング素子に高周波ト
ランスの一次コイルを直列に接続し、該高周波トランス
で前記高周波を昇圧したのち整流した直流高電圧を高周
波加熱装置におけるマグネトロンの駆動電圧として用い
るようにしたことを要旨とする。
ランスの一次コイルを直列に接続し、該高周波トランス
で前記高周波を昇圧したのち整流した直流高電圧を高周
波加熱装置におけるマグネトロンの駆動電圧として用い
るようにしたことを要旨とする。
【００１２】第６に、前記スイッチング素子に誘導加熱
調理器における加熱コイルを直列に接続し、前記高周波
を当該加熱コイルに印加するようにしたことを要旨とす
る。
調理器における加熱コイルを直列に接続し、前記高周波
を当該加熱コイルに印加するようにしたことを要旨とす
る。
【００１３】第７に、交流電源からの交流電圧を整流し
て直流電圧を得る整流部と、該整流部からの直流電圧を
周期的にスイッチングして高周波に変換するスイッチン
グ素子と、該スイッチング素子に直列に接続されたイン
ダクタンス素子と、該インダクタンス素子又は前記スイ
ッチング素子に並列に接続された共振コンデンサと、入
力電流又は出力電流を検知する電流検知部と、入力設定
を行う入力設定部と、前記電流検知部で検知された電流
検知信号と前記入力設定部で設定された入力設定信号が
等しくなるように前記スイッチング素子のオン時間を設
定する入力制御部と、該入力設定部により設定されたオ
ン時間の駆動パルスを前記スイッチング素子に供給する
スイッチング素子駆動部とを有するインバータ電源装置
において、前記交流電圧の急峻変動に対応して変動する
信号を検知する検知部と、該検知部からの検知信号に応
じて前記スイッチング素子の最大オン時間を切り換える
最大オン時間切換部とを有することを要旨とする。
て直流電圧を得る整流部と、該整流部からの直流電圧を
周期的にスイッチングして高周波に変換するスイッチン
グ素子と、該スイッチング素子に直列に接続されたイン
ダクタンス素子と、該インダクタンス素子又は前記スイ
ッチング素子に並列に接続された共振コンデンサと、入
力電流又は出力電流を検知する電流検知部と、入力設定
を行う入力設定部と、前記電流検知部で検知された電流
検知信号と前記入力設定部で設定された入力設定信号が
等しくなるように前記スイッチング素子のオン時間を設
定する入力制御部と、該入力設定部により設定されたオ
ン時間の駆動パルスを前記スイッチング素子に供給する
スイッチング素子駆動部とを有するインバータ電源装置
において、前記交流電圧の急峻変動に対応して変動する
信号を検知する検知部と、該検知部からの検知信号に応
じて前記スイッチング素子の最大オン時間を切り換える
最大オン時間切換部とを有することを要旨とする。
【００１４】
【作用】上記構成において、第１に、入力一定制御中、
スイッチング素子は、この入力に応じて設定されたオン
時間で動作している。このような運転中に交流電圧に急
峻変動が生じて上昇した場合、スイッチング素子電圧に
上昇傾向が生じるが、スイッチング素子の最大オン時間
が、その交流電圧の上昇に応じて即座に小さくなるよう
に切り換えられ、スイッチング素子電圧の上昇が抑制さ
れる。
スイッチング素子は、この入力に応じて設定されたオン
時間で動作している。このような運転中に交流電圧に急
峻変動が生じて上昇した場合、スイッチング素子電圧に
上昇傾向が生じるが、スイッチング素子の最大オン時間
が、その交流電圧の上昇に応じて即座に小さくなるよう
に切り換えられ、スイッチング素子電圧の上昇が抑制さ
れる。
【００１５】第２に、交流電圧の急峻変動に対応して変
動する信号として、保護対象であるスイッチング素子の
電圧そのものが用いられる。これにより、スイッチング
素子電圧の上昇抑制作用が確実になされる。
動する信号として、保護対象であるスイッチング素子の
電圧そのものが用いられる。これにより、スイッチング
素子電圧の上昇抑制作用が確実になされる。
【００１６】第３に、交流電圧の急峻変動に対応して変
動する信号として、スイッチング素子電圧の変化と１対
１の関係をもって変化する高周波電流が用いられる。こ
れによってもスイッチング素子電圧の上昇抑制作用が確
実になされる。
動する信号として、スイッチング素子電圧の変化と１対
１の関係をもって変化する高周波電流が用いられる。こ
れによってもスイッチング素子電圧の上昇抑制作用が確
実になされる。
【００１７】第４に、交流電圧の急峻変動に対応して変
動する信号として、その交流電圧を整流した直流電圧の
電圧信号が用いられる。この電圧信号は直流信号である
ため、検知系等の回路構成の容易化が実現される。
動する信号として、その交流電圧を整流した直流電圧の
電圧信号が用いられる。この電圧信号は直流信号である
ため、検知系等の回路構成の容易化が実現される。
【００１８】第５に、上記のようなスイッチング素子の
保護作用を有するインバータ電源装置を高周波加熱装置
に適用することにより、その高周波加熱装置の高信頼性
が達成される。
保護作用を有するインバータ電源装置を高周波加熱装置
に適用することにより、その高周波加熱装置の高信頼性
が達成される。
【００１９】第６に、上記のようなスイッチング素子の
保護作用を有するインバータ電源装置を誘導加熱調理器
に適用することにより、その誘導加熱調理器の高信頼性
が達成される。
保護作用を有するインバータ電源装置を誘導加熱調理器
に適用することにより、その誘導加熱調理器の高信頼性
が達成される。
【００２０】第７に、具体的には、インバータ電源装置
の入力一定制御は、入力電流又は出力電流を検知する電
流検知部と、入力設定を行う入力設定部と、前記電流検
知部で検知された電流検知信号と前記入力設定部で設定
された入力設定信号が等しくなるように前記スイッチン
グ素子のオン時間を設定する入力制御部と、該入力設定
部により設定されたオン時間の駆動パルスを前記スイッ
チング素子に供給するスイッチング素子駆動部とを具備
させることにより実現される。
の入力一定制御は、入力電流又は出力電流を検知する電
流検知部と、入力設定を行う入力設定部と、前記電流検
知部で検知された電流検知信号と前記入力設定部で設定
された入力設定信号が等しくなるように前記スイッチン
グ素子のオン時間を設定する入力制御部と、該入力設定
部により設定されたオン時間の駆動パルスを前記スイッ
チング素子に供給するスイッチング素子駆動部とを具備
させることにより実現される。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１乃至図４は、本発明の第１実施例を示す図であ
る。図１は本実施例のインバータ電源装置を電子レンジ
（高周波加熱装置）に適用したときの回路構成を示し、
図２は電磁調理器（誘導加熱調理器）に適用したときの
回路構成を示している。なお、図１、図２及び後述の第
２、第３実施例を示す図において、前記図１３、図１４
における機器及び素子等と同一ないし均等のものは前記
と同一符号を以って示し重複した説明を省略する。
る。図１乃至図４は、本発明の第１実施例を示す図であ
る。図１は本実施例のインバータ電源装置を電子レンジ
（高周波加熱装置）に適用したときの回路構成を示し、
図２は電磁調理器（誘導加熱調理器）に適用したときの
回路構成を示している。なお、図１、図２及び後述の第
２、第３実施例を示す図において、前記図１３、図１４
における機器及び素子等と同一ないし均等のものは前記
と同一符号を以って示し重複した説明を省略する。
【００２２】本実施例は、従来のインバータ電源に対し
最大オン時間規定部を外し、スイッチング素子８の電圧
Ｖceを検知して直流の検知信号を送出するＳＷ素子電圧
検知部２１と、そのＳＷ素子電圧検知信号によりスイッ
チング素子８の最大オン時間を切り換えてこれをスイッ
チング素子駆動部１３に伝える最大オン時間切換部２０
を付加した構成となっている。図３は従来例の図１６に
対応した図であり、最大オン時間は図に示すように、入
力電源電圧が９０Ｖで１２００Ｗ定格入力時の動作オン
時間より少し大きくしたオン時間Ｔon max1 、入力電源
電圧が１００Ｖで定格入力時の動作オン時間より少し大
きくしたオン時間Ｔon max2 、入力電源電圧が１１０Ｖ
で定格入力時の動作オン時間より少し大きくしたオン時
間Ｔon m ax3 の３段階で切り換わるようになっている。
最大オン時間規定部を外し、スイッチング素子８の電圧
Ｖceを検知して直流の検知信号を送出するＳＷ素子電圧
検知部２１と、そのＳＷ素子電圧検知信号によりスイッ
チング素子８の最大オン時間を切り換えてこれをスイッ
チング素子駆動部１３に伝える最大オン時間切換部２０
を付加した構成となっている。図３は従来例の図１６に
対応した図であり、最大オン時間は図に示すように、入
力電源電圧が９０Ｖで１２００Ｗ定格入力時の動作オン
時間より少し大きくしたオン時間Ｔon max1 、入力電源
電圧が１００Ｖで定格入力時の動作オン時間より少し大
きくしたオン時間Ｔon max2 、入力電源電圧が１１０Ｖ
で定格入力時の動作オン時間より少し大きくしたオン時
間Ｔon m ax3 の３段階で切り換わるようになっている。
【００２３】次に、本実施例の入力電源電圧変動時の回
路動作を説明する。例えば、入力電源電圧９０Ｖ、動作
オン時間Ｔon’で運転中に、入力電源電圧が図１６のよ
うに
路動作を説明する。例えば、入力電源電圧９０Ｖ、動作
オン時間Ｔon’で運転中に、入力電源電圧が図１６のよ
うに
【外２】 昇を抑制する。即ち、図４のように、入力電源電圧が上
昇してＶceがＶce max1に等しくなると、最大オン時間
は即座にＴon max2 に切り換わりＶceの上昇を抑える。
さらにＶceが上昇して今度はＶce max2 に等しくなる
と、最大オン時間は即座にＴon max3 に切り換わり、Ｖ
ceの上昇を抑える。この後は入力制御が働いてＶceは下
降し、○印の動作点で運転を続ける。このような動作に
より、スイッチング素子８に過大な電圧がかかるのを防
止することが可能となる。
昇してＶceがＶce max1に等しくなると、最大オン時間
は即座にＴon max2 に切り換わりＶceの上昇を抑える。
さらにＶceが上昇して今度はＶce max2 に等しくなる
と、最大オン時間は即座にＴon max3 に切り換わり、Ｖ
ceの上昇を抑える。この後は入力制御が働いてＶceは下
降し、○印の動作点で運転を続ける。このような動作に
より、スイッチング素子８に過大な電圧がかかるのを防
止することが可能となる。
【００２４】図５乃至図８には、本発明の第２実施例を
示す。図５は本実施例のインバータ電源装置を電子レン
ジに適用したときの回路構成を示し、図６は電磁調理器
に適用したときの回路構成を示している。本実施例で
は、高周波電流Ｉとスイッチング素子電圧Ｖceが１対１
の関係でかつ、高周波電流Ｉが大きくなるとスイッチン
グ素子電圧Ｖceも大きくなることから、スイッチング素
子電圧Ｖceの代りに高周波電流Ｉを検知して最大オン時
間を切り換えるようにしている。これを行うために、従
来のインバータ電源に対し最大オン時間規定部を外し、
高周波電流Ｉをカレントトランス２５を用いて検知して
直流の検知信号を送出する高周波電流検知部２２と、こ
の高周波電流検知信号によりスイッチング素子８の最大
オン時間を切り換えてこれをスイッチング素子駆動部１
３に伝える最大オン時間切換部２０を付加した構成とな
っている。図７に示すように、切り換わる最大オン時間
は図３の場合と同じである。
示す。図５は本実施例のインバータ電源装置を電子レン
ジに適用したときの回路構成を示し、図６は電磁調理器
に適用したときの回路構成を示している。本実施例で
は、高周波電流Ｉとスイッチング素子電圧Ｖceが１対１
の関係でかつ、高周波電流Ｉが大きくなるとスイッチン
グ素子電圧Ｖceも大きくなることから、スイッチング素
子電圧Ｖceの代りに高周波電流Ｉを検知して最大オン時
間を切り換えるようにしている。これを行うために、従
来のインバータ電源に対し最大オン時間規定部を外し、
高周波電流Ｉをカレントトランス２５を用いて検知して
直流の検知信号を送出する高周波電流検知部２２と、こ
の高周波電流検知信号によりスイッチング素子８の最大
オン時間を切り換えてこれをスイッチング素子駆動部１
３に伝える最大オン時間切換部２０を付加した構成とな
っている。図７に示すように、切り換わる最大オン時間
は図３の場合と同じである。
【００２５】次に、本実施例の入力電源電圧変動時の回
路動作を説明する。第１実施例と同じ例で、オン時間Ｔ
on’で入力制御中に、入力電源電圧が図１６のように急
峻に
路動作を説明する。第１実施例と同じ例で、オン時間Ｔ
on’で入力制御中に、入力電源電圧が図１６のように急
峻に
【外３】 昇を抑制する。即ち、図８のように、入力電源電圧が上
昇して高周波電流ＩがＩmax1に等しくなると、最大オン
時間は即座にＴon max2 に切り換わりＶceの上昇を抑え
る。さらに高周波電流Ｉが上昇して今度はＩmax2に等し
くなると、最大オン時間は即座にＴon max3 に切り換わ
り、Ｖceの上昇を抑える。この後は入力制御が働いてＶ
ceは下降し、○印の動作点で運転を続ける。このような
動作により、第１実施例と同様に、スイッチング素子８
に過大な電圧がかかるのを防止することが可能となる。
本実施例はカレントトランス２５を使用するため、この
分第１実施例に比べてコスト高となる。
昇して高周波電流ＩがＩmax1に等しくなると、最大オン
時間は即座にＴon max2 に切り換わりＶceの上昇を抑え
る。さらに高周波電流Ｉが上昇して今度はＩmax2に等し
くなると、最大オン時間は即座にＴon max3 に切り換わ
り、Ｖceの上昇を抑える。この後は入力制御が働いてＶ
ceは下降し、○印の動作点で運転を続ける。このような
動作により、第１実施例と同様に、スイッチング素子８
に過大な電圧がかかるのを防止することが可能となる。
本実施例はカレントトランス２５を使用するため、この
分第１実施例に比べてコスト高となる。
【００２６】図９乃至図１２には、本発明の第３実施例
を示す。図９は本実施例のインバータ電源装置を電子レ
ンジに適用したときの回路構成を示し、図１０は電磁調
理器に適用したときの回路構成を示している。本実施例
では、整流した入力電源電圧（直流電圧）を検知して最
大オン時間を切り換えるようにしている。これを行うた
めに、従来のインバータ電源に対し最大オン時間規定部
を外し、整流した入力電源電圧を検知する入力電源電圧
検知部２３と、その入力電源電圧検知信号によりスイッ
チング素子８の最大オン時間を切り換えてこれをスイッ
チング素子駆動部１３に伝える最大オン時間切換部２０
を付加した構成となっている。図１１に示すように、切
り換わる最大オン時間は図３の場合と同じである。
を示す。図９は本実施例のインバータ電源装置を電子レ
ンジに適用したときの回路構成を示し、図１０は電磁調
理器に適用したときの回路構成を示している。本実施例
では、整流した入力電源電圧（直流電圧）を検知して最
大オン時間を切り換えるようにしている。これを行うた
めに、従来のインバータ電源に対し最大オン時間規定部
を外し、整流した入力電源電圧を検知する入力電源電圧
検知部２３と、その入力電源電圧検知信号によりスイッ
チング素子８の最大オン時間を切り換えてこれをスイッ
チング素子駆動部１３に伝える最大オン時間切換部２０
を付加した構成となっている。図１１に示すように、切
り換わる最大オン時間は図３の場合と同じである。
【００２７】次に、本実施例の入力電源電圧変動時の回
路動作を説明する。第１、２実施例と同じ例で、オン時
間Ｔon’で入力制御中に、入力電源電圧が図１６のよう
に急
路動作を説明する。第１、２実施例と同じ例で、オン時
間Ｔon’で入力制御中に、入力電源電圧が図１６のよう
に急
【外４】 Ｖce上昇を抑制する。即ち、図１２のように、入力電源
電圧が上昇してＶin1 に等しくなると、最大オン時間は
即座にＴon max2 に切り換わりＶceの上昇を抑える。さ
らに入力電源電圧が上昇して今度はＶin2 に等しくなる
と、最大オン時間は即座にＴon max3 に切り換わり、Ｖ
ceの上昇を抑える。この後は入力制御が働いてＶceは下
降し、○印の動作点で運転を続ける。このような動作に
より、第１及び第２実施例と同様に、スイッチング素子
８に過大な電圧がかかるのを防止することが可能とな
る。本実施例は最大オン時間の切り換え信号として直流
信号を用いるため、第１、２実施例のように切り換え用
検知信号を生成するための直流化回路が不要となり、切
り換え用の回路構成が簡単となる。
電圧が上昇してＶin1 に等しくなると、最大オン時間は
即座にＴon max2 に切り換わりＶceの上昇を抑える。さ
らに入力電源電圧が上昇して今度はＶin2 に等しくなる
と、最大オン時間は即座にＴon max3 に切り換わり、Ｖ
ceの上昇を抑える。この後は入力制御が働いてＶceは下
降し、○印の動作点で運転を続ける。このような動作に
より、第１及び第２実施例と同様に、スイッチング素子
８に過大な電圧がかかるのを防止することが可能とな
る。本実施例は最大オン時間の切り換え信号として直流
信号を用いるため、第１、２実施例のように切り換え用
検知信号を生成するための直流化回路が不要となり、切
り換え用の回路構成が簡単となる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１に、交流電源からの交流電圧の急峻変動に対応して
変動する信号を検知する検知手段と、該検知手段からの
検知信号に応じて前記スイッチング素子の最大オン時間
を切り換える最大オン時間切換手段とを具備させたた
め、入力一定制御中に交流電圧に急峻変動が生じて電圧
が上昇しても、スイッチング素子の最大オン時間がその
交流電圧の上昇に応じて即座に小さくなるように切り換
えられ、スイッチング素子電圧の上昇が抑制されて過大
電圧によるスイッチング素子の破壊を防止することがで
きる。
第１に、交流電源からの交流電圧の急峻変動に対応して
変動する信号を検知する検知手段と、該検知手段からの
検知信号に応じて前記スイッチング素子の最大オン時間
を切り換える最大オン時間切換手段とを具備させたた
め、入力一定制御中に交流電圧に急峻変動が生じて電圧
が上昇しても、スイッチング素子の最大オン時間がその
交流電圧の上昇に応じて即座に小さくなるように切り換
えられ、スイッチング素子電圧の上昇が抑制されて過大
電圧によるスイッチング素子の破壊を防止することがで
きる。
【００２９】第２に、前記交流電圧の急峻変動に対応し
て変動する信号は、保護対象であるスイッチング素子の
電圧そのものとしたため、スイッチング素子電圧の上昇
を確実に抑制することができる。
て変動する信号は、保護対象であるスイッチング素子の
電圧そのものとしたため、スイッチング素子電圧の上昇
を確実に抑制することができる。
【００３０】第３に、前記交流電圧の急峻変動に対応し
て変動する信号は、スイッチング素子電圧の変化と１対
１の関係をもって変化する高周波電流信号としたため、
上記と同様に、スイッチング素子電圧の上昇を確実に抑
制することができる。
て変動する信号は、スイッチング素子電圧の変化と１対
１の関係をもって変化する高周波電流信号としたため、
上記と同様に、スイッチング素子電圧の上昇を確実に抑
制することができる。
【００３１】第４に、前記交流電圧の急峻変動に対応し
て変動する信号は、その交流電圧を整流した直流電圧の
電圧信号としたため、スイッチング素子電圧の上昇を確
実に抑制することができるとともに、その電圧信号は直
流信号であることから検知系等の回路構成を簡単にする
ことができる。
て変動する信号は、その交流電圧を整流した直流電圧の
電圧信号としたため、スイッチング素子電圧の上昇を確
実に抑制することができるとともに、その電圧信号は直
流信号であることから検知系等の回路構成を簡単にする
ことができる。
【００３２】第５に、上記のようなスイッチング素子の
保護作用を有するインバータ電源装置を高周波加熱装置
に適用するようにしたため、その高周波加熱装置の信頼
性を高めることができる。
保護作用を有するインバータ電源装置を高周波加熱装置
に適用するようにしたため、その高周波加熱装置の信頼
性を高めることができる。
【００３３】第６に、前記のようなスイッチング素子の
保護作用を有するインバータ電源装置を誘導加熱調理器
に適用するようにしたため、その誘導加熱調理器の信頼
性を高めることができる。
保護作用を有するインバータ電源装置を誘導加熱調理器
に適用するようにしたため、その誘導加熱調理器の信頼
性を高めることができる。
【００３４】第７に、具体的には、インバータ電源装置
には、交流電源からの交流電圧を整流して直流電圧を得
る整流部と、該整流部からの直流電圧を周期的にスイッ
チングして高周波に変換するスイッチング素子と、該ス
イッチング素子に直列に接続されたインダクタンス素子
と、該インダクタンス素子又は前記スイッチング素子に
並列に接続された共振コンデンサと、入力電流又は出力
電流を検知する電流検知部と、入力設定を行う入力設定
部と、前記電流検知部で検知された電流検知信号と前記
入力設定部で設定された入力設定信号が等しくなるよう
に前記スイッチング素子のオン時間を設定する入力制御
部と、該入力設定部により設定されたオン時間の駆動パ
ルスを前記スイッチング素子に供給するスイッチング素
子駆動部と、前記交流電圧の急峻変動に対応して変動す
る信号を検知する検知部と、該検知部からの検知信号に
応じて前記スイッチング素子の最大オン時間を切り換え
る最大オン時間切換部とを具備させたため、入力一定制
御、及びこの入力一定制御中における交流電圧の急峻変
動に対するスイッチング素子電圧の上昇抑制を確実に行
わせることができる。
には、交流電源からの交流電圧を整流して直流電圧を得
る整流部と、該整流部からの直流電圧を周期的にスイッ
チングして高周波に変換するスイッチング素子と、該ス
イッチング素子に直列に接続されたインダクタンス素子
と、該インダクタンス素子又は前記スイッチング素子に
並列に接続された共振コンデンサと、入力電流又は出力
電流を検知する電流検知部と、入力設定を行う入力設定
部と、前記電流検知部で検知された電流検知信号と前記
入力設定部で設定された入力設定信号が等しくなるよう
に前記スイッチング素子のオン時間を設定する入力制御
部と、該入力設定部により設定されたオン時間の駆動パ
ルスを前記スイッチング素子に供給するスイッチング素
子駆動部と、前記交流電圧の急峻変動に対応して変動す
る信号を検知する検知部と、該検知部からの検知信号に
応じて前記スイッチング素子の最大オン時間を切り換え
る最大オン時間切換部とを具備させたため、入力一定制
御、及びこの入力一定制御中における交流電圧の急峻変
動に対するスイッチング素子電圧の上昇抑制を確実に行
わせることができる。
【図１】本発明に係るインバータ電源装置の第１実施例
を電子レンジに適用した回路構成を示す図である。
を電子レンジに適用した回路構成を示す図である。
【図２】上記第１実施例を電磁調理器に適用した回路構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図３】上記第１実施例におけるスイッチング素子のオ
ン時間とコレクタ電圧の関係を示す特性図である。
ン時間とコレクタ電圧の関係を示す特性図である。
【図４】上記第１実施例におけるスイッチング素子の最
大オン時間の切り換わりに対する最大コレクタ電圧の変
化を示す図である。
大オン時間の切り換わりに対する最大コレクタ電圧の変
化を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例を電子レンジに適用した回
路構成を示す図である。
路構成を示す図である。
【図６】上記第２実施例を電磁調理器に適用した回路構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図７】上記第２実施例におけるスイッチング素子のオ
ン時間とコレクタ電圧の関係を示す図である。
ン時間とコレクタ電圧の関係を示す図である。
【図８】上記第２実施例におけるスイッチング素子の最
大オン時間の切り換わりに対する最大コレクタ電圧の変
化を示す図である。
大オン時間の切り換わりに対する最大コレクタ電圧の変
化を示す図である。
【図９】本発明の第３実施例を電子レンジに適用した回
路構成を示す図である。
路構成を示す図である。
【図１０】上記第３実施例を電磁調理器に適用した回路
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図１１】上記第３実施例におけるスイッチング素子の
オン時間とコレクタ電圧の関係を示す図である。
オン時間とコレクタ電圧の関係を示す図である。
【図１２】上記第３実施例におけるスイッチング素子の
最大オン時間の切り換わりに対する最大コレクタ電圧の
変化を示す図である。
最大オン時間の切り換わりに対する最大コレクタ電圧の
変化を示す図である。
【図１３】電子レンジに用いられている従来のインバー
タ電源の回路図である。
タ電源の回路図である。
【図１４】電磁調理器に用いられている従来のインバー
タ電源の回路図である。
タ電源の回路図である。
【図１５】上記従来例の回路動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
ミングチャートである。
【図１６】交流電圧の急峻変動例を示す電圧波形図であ
る。
る。
【図１７】上記従来例におけるスイッチング素子のオン
時間とコレクタ電圧の関係を示す図である。
時間とコレクタ電圧の関係を示す図である。
【図１８】上記従来例におけるスイッチング素子のオン
時間とコレクタ電圧の変化を示す図である。
時間とコレクタ電圧の変化を示す図である。
１ 交流電源 ２ 全波整流器 ５ 共振コンデンサ ６ 高周波トランス ８ スイッチング素子 １０ 入力電流検知部 １１ 入力設定部 １２ 入力制御部 １３ スイッチング素子駆動部 １７ マグネトロン １８ 電磁調理器の加熱コイル ２０ 最大オン時間切換部（最大オン時間切換手段） ２１ ＳＷ素子電圧検知部（ＳＷ素子電圧検知手段） ２２ 高周波電流検知部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−95386（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−207757（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−207756（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48 H02M 7/537 H05B 6/12 H05B 6/68
Claims (7)
- 【請求項１】 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
周波に変換するとともに入力電流又は出力電流を一定値
に制御するようにしたインバータ電源装置において、前
記交流電圧の急峻変動に対応して変動する信号を検知す
る検知手段と、該検知手段からの検知信号に応じて前記
スイッチング素子の最大オン時間を切り換える最大オン
時間切換手段とを有することを特徴とするインバータ電
源装置。 - 【請求項２】 前記交流電圧の急峻変動に対応して変動
する信号は、前記スイッチング素子電圧の電圧信号であ
ることを特徴とする請求項１記載のインバータ電源装
置。 - 【請求項３】 前記交流電圧の急峻変動に対応して変動
する信号は、前記高周波の電流信号であることを特徴と
する請求項１記載のインバータ電源装置。 - 【請求項４】 前記交流電圧の急峻変動に対応して変動
する信号は、前記直流電圧の電圧信号であることを特徴
とする請求項１記載のインバータ電源装置。 - 【請求項５】 前記スイッチング素子に高周波トランス
の一次コイルを直列に接続し、該高周波トランスで前記
高周波を昇圧したのち整流した直流高電圧を高周波加熱
装置におけるマグネトロンの駆動電圧として用いるよう
にしたことを特徴とする請求項１記載のインバータ電源
装置。 - 【請求項６】 前記スイッチング素子に誘導加熱調理器
における加熱コイルを直列に接続し、前記高周波を当該
加熱コイルに印加するようにしたことを特徴とする請求
項１記載のインバータ電源装置。 - 【請求項７】 交流電源からの交流電圧を整流して直流
電圧を得る整流部と、該整流部からの直流電圧を周期的
にスイッチングして高周波に変換するスイッチング素子
と、該スイッチング素子に直列に接続されたインダクタ
ンス素子と、該インダクタンス素子又は前記スイッチン
グ素子に並列に接続された共振コンデンサと、入力電流
又は出力電流を検知する電流検知部と、入力設定を行う
入力設定部と、前記電流検知部で検知された電流検知信
号と前記入力設定部で設定された入力設定信号が等しく
なるように前記スイッチング素子のオン時間を設定する
入力制御部と、該入力設定部により設定されたオン時間
の駆動パルスを前記スイッチング素子に供給するスイッ
チング素子駆動部とを有するインバータ電源装置におい
て、前記交流電圧の急峻変動に対応して変動する信号を
検知する検知部と、該検知部からの検知信号に応じて前
記スイッチング素子の最大オン時間を切り換える最大オ
ン時間切換部とを有することを特徴とするインバータ電
源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04396494A JP3231935B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | インバータ電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04396494A JP3231935B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | インバータ電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07255178A JPH07255178A (ja) | 1995-10-03 |
| JP3231935B2 true JP3231935B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=12678399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04396494A Expired - Fee Related JP3231935B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | インバータ電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231935B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5551342B2 (ja) * | 2008-03-26 | 2014-07-16 | 富士重工業株式会社 | 充電装置 |
| JP5452510B2 (ja) * | 2011-01-11 | 2014-03-26 | 日立アプライアンス株式会社 | 高周波加熱調理器 |
| JP5870247B2 (ja) * | 2011-05-31 | 2016-02-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 炊飯器 |
| US10575384B2 (en) * | 2017-10-23 | 2020-02-25 | Infineon Technologies Ag | Adaptive transmit light control |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP04396494A patent/JP3231935B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07255178A (ja) | 1995-10-03 |
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