JP5179717B2 - 高周波誘電加熱用電力制御装置 - Google Patents
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Description
前記スイッチは、前記(i)又は(ii)の信号が大きい時はオンとなり、オン電圧信号を急速に下降させてコレクタ電圧を減少させることにより、高周波スイッチングのオン時間を短くするような構成にすることができる。
図1は本発明の実施の形態1に係る高周波加熱装置を説明するブロック図である。図1において、高周波加熱装置はインバータ回路10と、インバータのスイッチングトランジスタ39を制御する制御回路70と、マグネトロン50とからなる。インバータ回路10は、交流電源20と、ダイオードブリッジ型整流回路31と、平滑回路30と、共振回路36と、スイッチングトランジスタ39、倍電圧整流回路44とを含む。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本発明の実施の形態2は、制御回路の構成についてのものであるが、図1に示すように、図10の従来例に比較して、反転回路はミックス回路81内に内蔵させた以外は、図10の整流ダイオード261、整形フィルタ262、ゲイン可変アンプ291、反転・波形処理回路263及び波形エラー検出回路292が省略されるので、大幅な削減になり、波形誤差検出ラインが大幅に簡略化され、機器構成の実用的な小型化が容易となり、制御手順が簡単化されて、処理時間が短縮できるので機器の信頼性の向上にもつながる。
この実施の形態3は入力電流検出部に関するものであって、図1に示すように、前記入力電流検出部は、インバータ回路の入力電流をCT71などで検知して、整流回路72より整流出力するように構成したものである。この構成はCT等を用いて入力電流を検出するので絶縁性を保ちつつ大きい信号が取り出せるので、入力電流波形整形の効果は大きく、入力電流の品質が良くなる。
実施の形態4は、図1、図2に示すミックス回路81に関するもので、図4(a)に示すミックス回路の構成図に示すように、ミックス回路81には入力波形情報90と、電力制御情報91が2端子に各々入力されている。入力電流波形情報90は補正出力のために反転回路で反転処理される。両信号は、各々C、R1、R2で構成されるフィルタ回路に入力して、フィルタリングの後、ON電圧情報92としてPWMコンパレータ82へ出力される。フィルタ回路は、図4(b)の等価回路図に示すように、電力制御出力91の高域成分をカットするように構成している。このように構成することで入力電流波形整形の妨げとなる高域成分はカットされるので、入力電流波形の品質が向上する。一方、図4(c)の等価回路図に示すように、入力電流波形情報90に対しては低域カットフィルタを構成して、波形保全を行っている。
本発明の実施の形態5は、図6の実施の形態5に関わるミックス回路の構成図に示すように、入力電流検出部の入力電流波形情報と、該入力電流検出部の出力が所定値になるように制御する電力制御情報を合成するミックス回路の特性を、入力電流増加制御時と減少制御時とで差を設けて制御するものである。
本発明の実施の形態6は、図7の実施の形態6に関わるミックス回路の構成図に示すように、前記スイッチングトランジスタ39のコレクタ電圧を所定値に制御するコレクタ電圧制御情報を、前記ミックス回路81に入力する。
20 交流電源
30 平滑回路
31 ダイオードブリッジ型整流回路
32 ダイオード
34 インダクタ
35 コンデンサ
36 共振回路
37 コンデンサ
38 1次巻線
39 スイッチングトランジスタ
41 トランス
42 3次巻線
43 2次巻線
45 コンデンサ
46 ダイオード
47 コンデンサ
48 ダイオード
50 マグネトロン
51 カソード
52 アノード
70 制御回路
71 電流検知部
72 整流回路
73 平滑回路
74 比較回路
75 出力設定部
81 ミックス回路
82 PWMコンパレータ
83 ノコギリ波発生回路
85 増幅回路
86 シャント抵抗
90 入力電流波形情報
91 電力制御情報
92 ON電圧情報
93 コレクタ電圧制御情報
Claims (10)
- 商用電源に接続され、入力電流がゼロクロス付近でマグネトロンの休止期間を含む略脈流となる整流回路と、前記整流回路の出力をスイッチングトランジスタの高周波スイッチングにより高周波電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力により作動するマグネトロンと、を備える高周波誘電加熱装置において、前記スイッチングトランジスタの高周波スイッチングのオン時間を変調して前記インバータ回路を制御する高周波誘電加熱用電力制御装置であって、
前記入力電流を検知し、当該入力電流の瞬時値の入力電流波形情報を出力する入力電流検出部と、
前記入力電流波形情報の入力により、当該入力電流の瞬時値が大きい時は高周波スイッチングのオン時間を短く、当該入力電流の瞬時値が小さい時は高周波スイッチングのオン時間を長く変調することにより、前記入力電流を正弦波に近づけるようにするオン・オフ駆動信号を出力して、前記インバータ回路のスイッチングトランジスタを駆動する変換部と、を備え、
前記入力電流検出部及び前記変換部の間に接続されるミックス回路を更に有し、
当該ミックス回路は、前記入力電流波形情報と電力制御情報とを加算してオン電圧信号を生成して前記変換部に出力するものであり、
前記電力制御情報は、(i)前記インバータ回路の出力に対応した電流が流れる個所の電流を検出し平滑した信号又は(ii)前記入力電流波形情報を平滑した信号と、出力設定信号とを比較する比較回路から出力されるものであって、
前記(i)又は(ii)の信号が大きい時は、高周波スイッチングのオン時間を短かくするように、小さい時は高周波スイッチングのオン時間を長くするようにされている高周波誘電加熱用電力制御装置。 - 請求項1記載の高周波誘電加熱用電力制御装置であって、
前記入力電流検出部は、前記入力電流を検知する変流器と、検知された前記入力電流を整流し、出力する整流回路とを有する高周波誘電加熱用電力制御装置。 - 請求項1記載の高周波誘電加熱用電力制御装置であって、
前記入力電流検出部は、前記インバータ回路の入力電流を整流した後の単一方向電流を検知して出力するように構成した高周波誘電加熱用電力制御装置。 - 請求項3記載の高周波誘電加熱用電力制御装置であって、
前記入力電流検出部は、前記インバータ回路の入力電流を整流した後の単一方向電流を検知するシャント抵抗と、当該シャント抵抗の両端に生ずる電圧を増幅する増幅回路を有する高周波誘導加熱用電力制御装置。 - 請求項1記載の高周波誘電加熱用電力制御装置であって、
前記ミックス回路は、前記電力制御情報の高域成分をカットする構成を有する高周波誘電加熱用電力制御装置。 - 請求項1記載の高周波誘電加熱用電力制御装置であって、
前記ミックス回路は、
前記比較回路からの前記電力制御情報の入力によりオン・オフするスイッチと、
当該スイッチのオン・オフにより時定数を変化させるRC回路と、を含み、
前記RC回路は、第1の抵抗R2の一端を回路内電源に接続し前記第1の抵抗R2の他端を前記RC回路のコンデンサCに接続して前記第1の抵抗R2と前記コンデンサCの接続点からオン電圧信号を出力し、
前記スイッチは、前記(i)又は(ii)の信号が小さい時はオフとなり、第1の時定数C*R2でオン電圧信号を徐々に上昇させて入力電流を増加させることにより、高周波スイッチングのオン時間を長くし、
かつ、前記RC回路は、第2の抵抗R1の一端を前記第1の抵抗R2と前記コンデンサCの接続点に接続して前記第2の抵抗R1の他端を前記スイッチを介して接地し、
前記スイッチは、前記(i)又は(ii)の信号が大きい時はオンとなり、オン電圧信号を急速に下降させて入力電流を減少させることにより、高周波スイッチングのオン時間を短くする、高周波誘電加熱用電力制御装置。 - 請求項1記載の高周波誘電加熱用電力制御装置であって、
前記ミックス回路は、
前記スイッチングトランジスタのコレクタ電圧と基準値とを比較したコレクタ電圧制御情報が入力されるスイッチと、
前記スイッチのオン・オフにより時定数を変化させるRC回路と、を含み、
前記RC回路は、第1の抵抗R2の一端を回路内電源に接続し前記第1の抵抗R2の他端を前記RC回路のコンデンサCに接続して前記第1の抵抗R2と前記コンデンサCの接続点からオン電圧信号を出力し、
前記スイッチは、前記(i)又は(ii)の信号が小さい時はオフとなり、第1の時定数C*R2でオン電圧信号を徐々に上昇させてコレクタ電圧を増加させることにより、高周波スイッチングのオン時間を長くし、
かつ、第3の抵抗R3の一端を前記第1の抵抗R2と前記コンデンサCの接続点に接続して前記第3の抵抗R3の他端を前記スイッチを介して接地し、
前記スイッチは、前記(i)又は(ii)の信号が大きい時はオンとなり、オン電圧信号を急速に下降させてコレクタ電圧を減少させることにより、高周波スイッチングのオン時間を短くする、高周波誘電加熱用電力制御装置。 - 請求項1記載の高周波誘電加熱用電力制御装置であって、
前記入力電流検出部は、商用電源の高次周波数部分および高周波スイッチング周波数等の高周波部分を減衰するフィルタ回路を有する高周波誘電加熱用電力制御装置。 - 請求項8記載の高周波誘電加熱用電力制御装置であって、
前記入力電流検出部は、前記フィルタ回路に位相進み補償の機能が付加された構成とした高周波誘電加熱用電力制御装置。 - 請求項1記載の高周波誘電加熱用電力制御装置であって、
前記変換部が、前記オン電圧信号と所定の搬送波を比較して、前記スイッチングトランジスタの駆動信号を生成するパルス幅変調回路より構成された高周波誘電加熱用電力制御装置。
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