JPH06140135A - 誘導加熱装置 - Google Patents
誘導加熱装置Info
- Publication number
- JPH06140135A JPH06140135A JP28864792A JP28864792A JPH06140135A JP H06140135 A JPH06140135 A JP H06140135A JP 28864792 A JP28864792 A JP 28864792A JP 28864792 A JP28864792 A JP 28864792A JP H06140135 A JPH06140135 A JP H06140135A
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- induction heating
- circuit
- semiconductor switching
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 各半導体スイッチング素子の切替えを低損失
で行うことができ、しかもこれら半導体スイッチング素
子の高周波での切替えを容易に行うことができる誘導加
熱装置を提供する。 【構成】 半導体スイッチング素子1a〜1dを用いた
ブリッジ回路1の高周波出力を、高周波変成器10を介
して、誘導加熱用ワークコイル2を有する負荷回路3に
与えて誘導加熱を行う。負荷回路3は、誘導加熱用ワー
クコイル2に共振コンデンサ8を並列接続した並列共振
回路9にチョークコイル7を直列接続した構成とする。
で行うことができ、しかもこれら半導体スイッチング素
子の高周波での切替えを容易に行うことができる誘導加
熱装置を提供する。 【構成】 半導体スイッチング素子1a〜1dを用いた
ブリッジ回路1の高周波出力を、高周波変成器10を介
して、誘導加熱用ワークコイル2を有する負荷回路3に
与えて誘導加熱を行う。負荷回路3は、誘導加熱用ワー
クコイル2に共振コンデンサ8を並列接続した並列共振
回路9にチョークコイル7を直列接続した構成とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波電流を利用して
金属を誘導加熱する誘導加熱装置に関するものである。
金属を誘導加熱する誘導加熱装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来のこの種の誘導加熱装置の
構成を示したものである。該誘導加熱装置は、半導体ス
イッチング素子1a,1b,1c,1dを用いたブリッ
ジ回路1の高周波出力を誘導加熱用ワークコイル2を有
する負荷回路3に与えて金属からなる被加熱物4の誘導
加熱を行う構造になっている。ブリッジ回路1の入力側
には、平滑用コンデンサ5が並列に接続されている。ブ
リッジ回路1の入力端子6a,6bのうちの一方の端子
6aと平滑用コンデンサ5との接続点と、ブリッジ回路
1の半導体スイッチング素子1a,1bの接続点との間
にチョークコイル7が接続されている。チョークコイル
7は、半導体スイッチング素子1a,1b,1c,1d
を用いたブリッジ回路1が発生する高周波電圧が基本周
波数以外の周波数を含んでいるため、この基本周波数以
上の周波数を吸収するためのものである。負荷回路3
は、共振コンデンサ8とワークコイル2との並列共振回
路9で構成されている。
構成を示したものである。該誘導加熱装置は、半導体ス
イッチング素子1a,1b,1c,1dを用いたブリッ
ジ回路1の高周波出力を誘導加熱用ワークコイル2を有
する負荷回路3に与えて金属からなる被加熱物4の誘導
加熱を行う構造になっている。ブリッジ回路1の入力側
には、平滑用コンデンサ5が並列に接続されている。ブ
リッジ回路1の入力端子6a,6bのうちの一方の端子
6aと平滑用コンデンサ5との接続点と、ブリッジ回路
1の半導体スイッチング素子1a,1bの接続点との間
にチョークコイル7が接続されている。チョークコイル
7は、半導体スイッチング素子1a,1b,1c,1d
を用いたブリッジ回路1が発生する高周波電圧が基本周
波数以外の周波数を含んでいるため、この基本周波数以
上の周波数を吸収するためのものである。負荷回路3
は、共振コンデンサ8とワークコイル2との並列共振回
路9で構成されている。
【0003】このような誘導加熱装置は、並列共振回路
9の共振電圧のゼロクロス点を検出して半導体スイッチ
ング素子1a,1b,1c,1dを切替えて導通させる
ことにより高周波出力を形成し、負荷回路3に与えて金
属からなる被加熱物4をワークコイル3で誘導加熱す
る。即ち、ワークコイル2に流れる高周波電流で被加熱
物4を誘導加熱する。
9の共振電圧のゼロクロス点を検出して半導体スイッチ
ング素子1a,1b,1c,1dを切替えて導通させる
ことにより高周波出力を形成し、負荷回路3に与えて金
属からなる被加熱物4をワークコイル3で誘導加熱す
る。即ち、ワークコイル2に流れる高周波電流で被加熱
物4を誘導加熱する。
【0004】図4(A)(B)は、このような誘導加熱
装置におけるブリッジ回路1の各半導体スイッチング素
子1a,1b,1c,1dのうちの1つの半導体スイッ
チング素子の電流波形と電圧波形とを示したものであ
る。
装置におけるブリッジ回路1の各半導体スイッチング素
子1a,1b,1c,1dのうちの1つの半導体スイッ
チング素子の電流波形と電圧波形とを示したものであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の誘導加熱装置では、図4(A)から明らかな
ように、電流が最大の箇所でブリッジ回路1における各
半導体スイッチング素子1a,1b,1c,1dの切替
えが行われるので、各半導体スイッチング素子1a,1
b,1c,1dの損失が大きい問題点がある。また、こ
のような従来の誘導加熱装置のように各半導体スイッチ
ング素子1a,1b,1c,1dで大きい電流をオン,
オフすると、切替えに時間がかかり、高周波での切替え
が容易でない問題点がある。
うな従来の誘導加熱装置では、図4(A)から明らかな
ように、電流が最大の箇所でブリッジ回路1における各
半導体スイッチング素子1a,1b,1c,1dの切替
えが行われるので、各半導体スイッチング素子1a,1
b,1c,1dの損失が大きい問題点がある。また、こ
のような従来の誘導加熱装置のように各半導体スイッチ
ング素子1a,1b,1c,1dで大きい電流をオン,
オフすると、切替えに時間がかかり、高周波での切替え
が容易でない問題点がある。
【0006】本発明の目的は、各半導体スイッチング素
子の切替えを低損失で行うことができ、しかもこれら半
導体スイッチング素子の高周波での切替えを容易に行う
ことができる誘導加熱装置を提供することにある。
子の切替えを低損失で行うことができ、しかもこれら半
導体スイッチング素子の高周波での切替えを容易に行う
ことができる誘導加熱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】上記の目的を達成する本
発明の構成を説明すると、本発明は半導体スイッチング
素子を用いたブリッジ回路の高周波出力を、誘導加熱用
ワークコイルを有する負荷回路に与えて誘導加熱を行う
誘導加熱装置において、前記負荷回路は前記誘導加熱用
ワークコイルに共振コンデンサを並列接続した並列共振
回路にチョークコイルが直列接続された構成になってい
ることを特徴とする。
発明の構成を説明すると、本発明は半導体スイッチング
素子を用いたブリッジ回路の高周波出力を、誘導加熱用
ワークコイルを有する負荷回路に与えて誘導加熱を行う
誘導加熱装置において、前記負荷回路は前記誘導加熱用
ワークコイルに共振コンデンサを並列接続した並列共振
回路にチョークコイルが直列接続された構成になってい
ることを特徴とする。
【0008】
【作用】このようにチョークコイルをブリッジ回路の入
力側でなく、負荷回路の並列共振回路に直列接続する
と、該並列共振回路の共振電流のゼロクロス点で各半導
体スイッチング素子の切替えを行うことができ、各半導
体スイッチング素子の切替えを低損失で行える。また、
小さい電流で各半導体スイッチング素子の切替えを行う
ので、各半導体スイッチング素子の切替えに時間がかか
らず、高周波での切替えが容易となる。
力側でなく、負荷回路の並列共振回路に直列接続する
と、該並列共振回路の共振電流のゼロクロス点で各半導
体スイッチング素子の切替えを行うことができ、各半導
体スイッチング素子の切替えを低損失で行える。また、
小さい電流で各半導体スイッチング素子の切替えを行う
ので、各半導体スイッチング素子の切替えに時間がかか
らず、高周波での切替えが容易となる。
【0009】更に、負荷回路に誘導加熱用ワークコイル
と共振コンデンサとの並列共振回路を備えていると、該
負荷回路が共振状態ではその入力側から該負荷回路をみ
たインピーダンスが最大となっており、該負荷回路に直
列接続で存在するチョークコイルには大きな電流は流れ
ず、誘導加熱用ワークコイルと共振コンデンサとの並列
共振回路には大きな共振電流が流れ、誘導加熱用ワーク
コイルで効率よく誘導加熱することができる。
と共振コンデンサとの並列共振回路を備えていると、該
負荷回路が共振状態ではその入力側から該負荷回路をみ
たインピーダンスが最大となっており、該負荷回路に直
列接続で存在するチョークコイルには大きな電流は流れ
ず、誘導加熱用ワークコイルと共振コンデンサとの並列
共振回路には大きな共振電流が流れ、誘導加熱用ワーク
コイルで効率よく誘導加熱することができる。
【0010】
【実施例】図1は、本発明に係る誘導加熱装置の一実施
例を示したものである。なお、前述した図3と対応する
部分には、同一符号を付けて示している。
例を示したものである。なお、前述した図3と対応する
部分には、同一符号を付けて示している。
【0011】本実施例の誘導加熱装置では、チョークコ
イル7が、ブリッジ回路1の入力側ではなく、負荷回路
3の並列共振回路9に直列に接続された構成になってい
る点に特徴がある。また、本実施例では、ブリッジ回路
1の高周波出力が高周波変成器10を介して負荷回路3
に与えられるようになっている。高周波変成器10は、
1次コイル10aと2次コイル10bとを有する構成に
なっている。この場合、チョークコイル7の一端は接続
板11aで高周波変成器10の2次コイル10bの一端
に接続され、チョークコイル7の他端は接続板11bで
並列共振回路9の一端の並列接続点9aに接続され、該
接続点9aは接続板11cで誘導加熱用ワークコイル2
の一端に接続され、誘導加熱用ワークコイル2の他端は
接続板11dで並列回路9の他端の並列接続点9bに接
続され、該並列接続点9bは接続板11eで高周波変成
器10の2次コイル10bの他端に接続されている。
イル7が、ブリッジ回路1の入力側ではなく、負荷回路
3の並列共振回路9に直列に接続された構成になってい
る点に特徴がある。また、本実施例では、ブリッジ回路
1の高周波出力が高周波変成器10を介して負荷回路3
に与えられるようになっている。高周波変成器10は、
1次コイル10aと2次コイル10bとを有する構成に
なっている。この場合、チョークコイル7の一端は接続
板11aで高周波変成器10の2次コイル10bの一端
に接続され、チョークコイル7の他端は接続板11bで
並列共振回路9の一端の並列接続点9aに接続され、該
接続点9aは接続板11cで誘導加熱用ワークコイル2
の一端に接続され、誘導加熱用ワークコイル2の他端は
接続板11dで並列回路9の他端の並列接続点9bに接
続され、該並列接続点9bは接続板11eで高周波変成
器10の2次コイル10bの他端に接続されている。
【0012】チョークコイル7は、半導体スイッチング
素子1a,1b,1c,1dを用いたブリッジ回路1が
発生する高周波電圧が矩形波であり、基本周波数以外の
周波数を含んでいるため、この基本周波数以上の周波数
を吸収するためのものである。チョークコイル7のイン
ダクタンスをL7 とすると、このインダクタンスL7は
次の範囲で選ぶ。
素子1a,1b,1c,1dを用いたブリッジ回路1が
発生する高周波電圧が矩形波であり、基本周波数以外の
周波数を含んでいるため、この基本周波数以上の周波数
を吸収するためのものである。チョークコイル7のイン
ダクタンスをL7 とすると、このインダクタンスL7は
次の範囲で選ぶ。
【0013】ωL7 =ほぼ(0.25〜1.0 )ωL2 ×Q2 ここで、L2 :誘導加熱用ワークコイル2のインダクタ
ンス Q2 :誘導加熱用ワークコイル2の力率、Q2 =ωL2
/R R:誘導加熱用ワークコイル2の等価高周波抵抗 このような誘導加熱装置は、並列共振回路9の共振電流
のゼロクロス点を検出して半導体スイッチング素子1
a,1b,1c,1dを切替えて導通させることにより
高周波出力を形成し、負荷回路3に与えて金属からなる
被加熱物4をワークコイル3で誘導加熱する。
ンス Q2 :誘導加熱用ワークコイル2の力率、Q2 =ωL2
/R R:誘導加熱用ワークコイル2の等価高周波抵抗 このような誘導加熱装置は、並列共振回路9の共振電流
のゼロクロス点を検出して半導体スイッチング素子1
a,1b,1c,1dを切替えて導通させることにより
高周波出力を形成し、負荷回路3に与えて金属からなる
被加熱物4をワークコイル3で誘導加熱する。
【0014】この誘導加熱装置のように負荷回路3に、
誘導加熱用ワークコイル2と共振コンデンサ8との並列
共振回路9を用いると、該負荷回路3が共振状態では高
周波変成器10から該負荷回路3をみたインピーダンス
が最大となり、該並列共振回路9に直列のチョークコイ
ル7には大きな電流は流れず、誘導加熱用ワークコイル
2と共振コンデンサ8との並列共振回路9には大きな共
振電流が流れ、誘導加熱用ワークコイル2で効率よく誘
導加熱を行うことができる。
誘導加熱用ワークコイル2と共振コンデンサ8との並列
共振回路9を用いると、該負荷回路3が共振状態では高
周波変成器10から該負荷回路3をみたインピーダンス
が最大となり、該並列共振回路9に直列のチョークコイ
ル7には大きな電流は流れず、誘導加熱用ワークコイル
2と共振コンデンサ8との並列共振回路9には大きな共
振電流が流れ、誘導加熱用ワークコイル2で効率よく誘
導加熱を行うことができる。
【0015】即ち、誘導加熱用ワークコイル2に流れる
電流をI1 とすると、並列共振回路9の共振時には該誘
導加熱用ワークコイル2に大きな共振電流I1 が流れ、
共振コンデンサ8にも同じ共振電流I1 が流れるが、チ
ョークコイル7にはこの大きな共振電流I1 は流れな
い。このときチョークコイル7に流れる電流I2 は、誘
導加熱用ワークコイル2に流れる共振電流I1 の1/Q
である。
電流をI1 とすると、並列共振回路9の共振時には該誘
導加熱用ワークコイル2に大きな共振電流I1 が流れ、
共振コンデンサ8にも同じ共振電流I1 が流れるが、チ
ョークコイル7にはこの大きな共振電流I1 は流れな
い。このときチョークコイル7に流れる電流I2 は、誘
導加熱用ワークコイル2に流れる共振電流I1 の1/Q
である。
【0016】従って、この誘導加熱装置の場合には、負
荷回路3の接続板11a〜11eのうち接続板11c,
11dにしか大きな電流は流れない。接続板11a,1
1b,11eの電流値は小さいので、その構造は簡単に
なり、しかもこれら接続板11a,11b,11eはそ
の長さを延長しても損失は無視できる程度に低下させる
ことができる。
荷回路3の接続板11a〜11eのうち接続板11c,
11dにしか大きな電流は流れない。接続板11a,1
1b,11eの電流値は小さいので、その構造は簡単に
なり、しかもこれら接続板11a,11b,11eはそ
の長さを延長しても損失は無視できる程度に低下させる
ことができる。
【0017】図2(A)(B)は、このような誘導加熱
装置におけるブリッジ回路1の各半導体スイッチング素
子1a,1b,1c,1dのうちの1つの半導体スイッ
チング素子の電圧波形と電流波形とを示したものであ
る。
装置におけるブリッジ回路1の各半導体スイッチング素
子1a,1b,1c,1dのうちの1つの半導体スイッ
チング素子の電圧波形と電流波形とを示したものであ
る。
【0018】このように本実施例の誘導加熱装置では、
チョークコイル7をブリッジ回路1の入力側でなく、負
荷回路3の並列共振回路9に直列接続しているので、該
並列共振回路9の共振電流のゼロクロス点で各半導体ス
イッチング素子1a〜1dの切替えを行うことができ、
各半導体スイッチング素子1a〜1dの切替えを低損失
で行うことができる。また、小さい電流で各半導体スイ
ッチング素子1a〜1dの切替えを行うと、各半導体ス
イッチング素子1a〜1dの切替えに時間がかからず、
高周波での切替えが容易となる。
チョークコイル7をブリッジ回路1の入力側でなく、負
荷回路3の並列共振回路9に直列接続しているので、該
並列共振回路9の共振電流のゼロクロス点で各半導体ス
イッチング素子1a〜1dの切替えを行うことができ、
各半導体スイッチング素子1a〜1dの切替えを低損失
で行うことができる。また、小さい電流で各半導体スイ
ッチング素子1a〜1dの切替えを行うと、各半導体ス
イッチング素子1a〜1dの切替えに時間がかからず、
高周波での切替えが容易となる。
【0019】更に、負荷回路3が、誘導加熱用ワークコ
イル2と共振コンデンサ8との並列共振回路9である
と、該負荷回路3が共振状態ではその入力側から該負荷
回路3をみたインピーダンスが最大となっており、該負
荷回路3に直列に存在しているチョークコイル7には大
きな電流は流れず、誘導加熱用ワークコイル2と共振コ
ンデンサ8との並列共振回路9には大きな共振電流が流
れ、誘導加熱用ワークコイル2で効率よく誘導加熱する
ことができる。
イル2と共振コンデンサ8との並列共振回路9である
と、該負荷回路3が共振状態ではその入力側から該負荷
回路3をみたインピーダンスが最大となっており、該負
荷回路3に直列に存在しているチョークコイル7には大
きな電流は流れず、誘導加熱用ワークコイル2と共振コ
ンデンサ8との並列共振回路9には大きな共振電流が流
れ、誘導加熱用ワークコイル2で効率よく誘導加熱する
ことができる。
【0020】なお、上記実施例では、ブリッジ回路1と
負荷回路3との間に高周波変成器10を介在させたが、
該高周波変成器10は省略することもできる。
負荷回路3との間に高周波変成器10を介在させたが、
該高周波変成器10は省略することもできる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る誘導加
熱装置は、チョークコイルをブリッジ回路の入力側でな
く、負荷回路の並列共振回路に直列接続しているので、
該並列共振回路の共振電流のゼロクロス点で各半導体ス
イッチング素子の切替えを行うことができ、従って各半
導体スイッチング素子の切替えを低損失で行うことがで
きる。また、本発明では小さい電流で各半導体スイッチ
ング素子の切替えを行えるので、各半導体スイッチング
素子の切替えに時間がかからず、高周波での切替えが容
易となる利点がある。
熱装置は、チョークコイルをブリッジ回路の入力側でな
く、負荷回路の並列共振回路に直列接続しているので、
該並列共振回路の共振電流のゼロクロス点で各半導体ス
イッチング素子の切替えを行うことができ、従って各半
導体スイッチング素子の切替えを低損失で行うことがで
きる。また、本発明では小さい電流で各半導体スイッチ
ング素子の切替えを行えるので、各半導体スイッチング
素子の切替えに時間がかからず、高周波での切替えが容
易となる利点がある。
【0022】更に、本発明では、負荷回路に誘導加熱用
ワークコイルと共振コンデンサとの並列共振回路を備え
ているので、該負荷回路が共振状態ではその入力側から
該負荷回路をみたインピーダンスが最大となっており、
該負荷回路に直列接続で存在するチョークコイルには大
きな電流は流れず、誘導加熱用ワークコイルと共振コン
デンサとの並列共振回路には大きな共振電流が流れ、誘
導加熱用ワークコイルで効率よく誘導加熱を行うことが
できる。
ワークコイルと共振コンデンサとの並列共振回路を備え
ているので、該負荷回路が共振状態ではその入力側から
該負荷回路をみたインピーダンスが最大となっており、
該負荷回路に直列接続で存在するチョークコイルには大
きな電流は流れず、誘導加熱用ワークコイルと共振コン
デンサとの並列共振回路には大きな共振電流が流れ、誘
導加熱用ワークコイルで効率よく誘導加熱を行うことが
できる。
【図1】本発明に係る誘導加熱装置の一実施例の回路図
である。
である。
【図2】(A)(B)は図1に示す誘導加熱装置におけ
る各半導体スイッチング素子ののうちの1つの半導体ス
イッチング素子の電圧波形図と電流波形図である。
る各半導体スイッチング素子ののうちの1つの半導体ス
イッチング素子の電圧波形図と電流波形図である。
【図3】従来の誘導加熱装置の回路図である。
【図4】(A)(B)は図3に示す誘導加熱装置におけ
る各半導体スイッチング素子ののうちの1つの半導体ス
イッチング素子の電流波形図と電圧波形図である。
る各半導体スイッチング素子ののうちの1つの半導体ス
イッチング素子の電流波形図と電圧波形図である。
1a〜1d 半導体スイッチング素子 1 ブリッジ回路 2 誘導加熱用ワークコイル 3 負荷回路 4 被加熱物 5 平滑用コンデンサ 6a,6b 入力端子 7 チョークコイル 8 平滑用コンデンサ 9 並列共振回路 10 高周波変成器 10a 1次コイル 10b 2次コイル
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体スイッチング素子を用いたブリッ
ジ回路の高周波出力を、誘導加熱用ワークコイルを有す
る負荷回路に与えて誘導加熱を行う誘導加熱装置におい
て、 前記負荷回路は前記誘導加熱用ワークコイルに共振コン
デンサを並列接続した並列共振回路にチョークコイルが
直列接続された構成になっていることを特徴とする誘導
加熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28864792A JPH06140135A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 誘導加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28864792A JPH06140135A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 誘導加熱装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06140135A true JPH06140135A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17732874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28864792A Pending JPH06140135A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 誘導加熱装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06140135A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010279214A (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力変換装置 |
-
1992
- 1992-10-27 JP JP28864792A patent/JPH06140135A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010279214A (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力変換装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000815 |