JPH0665136B2 - 周波数変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電磁誘導加熱装置の加熱コイルに高周波電流を
供給する周波数変換装置に関するものである。

従来の技術 電磁誘導加熱装置は、一般に周波数変換装置を用い商用
電源を高周波電源に変換し、加熱コイルに電流を供給す
るものである。第４図により従来の周波数変換装置につ
いて説明する。

同図において、１は商用電源、２は整流ブリッジであ
り、トランジスタ８を、制御回路９の駆動信号によりオ
ン，オフさせ、共振用コンデンサ５と共振用コイル６に
高周波電流を発生させるものである。そして共振用コイ
ル６を平板状にし、その近傍に加熱に供する鍋１０を設
置する。なお３はチョークコイル、４は高周波バイパス
コンデンサ、７は転流用ダイオードである。

そして前記トランジスタ８を駆動するための電源供給手
段として第５図，第６図に示す様なものがある。

第５図には電源トランス１１を利用した方式を示してお
り、第６図にはコイル方式を示している。この方式は第
７図に示すように平板状コイル６の中心部に、略同心円
状に２つの補助コイル１２を設けていた。そして、２つ
の補助コイルが干渉しないように誘起電流の方向を同じ
にしていた。この補助コイル１２は平板状コイル６に高
周波電流が流れたとき、補助コイル１２に誘起された電
流を利用できるようにしている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、高周波電流を発生させるトランジスタは高速度
スイッチング動作を行う必要上、ターンオフ時にエミッ
タよりペース方向へ逆バイアス電流を流さねばならない
ため、トランジスタ駆動用電源として、正電源と負電源
の２種類の電源が必要であった。したがって上記のコイ
ル方式の構成では誘起電流の方向が同一のため正負各電
源の平滑回路と、ベース電流制限抵抗が必要であり、部
品点数が増加するという問題があり、また、第５図に示
す電源トランス方式では比較的大きい電源トランスが必
要なため周波数変換装置の小型化，薄型化が困難であっ
た。

本発明は上記問題点に留意し、電源トランスを省略する
とともに部品点数を少なくして小型化，薄型化を図った
周波数変換装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 加熱コイルの下部に設けた棒状のフェライトコアにそれ
ぞれ巻回された２つの補助コイルを加熱コイル面下にて
対角線上に相対する位置に設け、前記補助コイルのうち
１つはトランジスタ順方向バイアス用に供し、他の１つ
を逆バイアス用電源に供する。

作用 加熱コイルの下部に設けた棒状のフェライトコアにそれ
ぞれ巻回された２つの補助コイルを加熱コイル面下に相
対する位置に設け、補助コイル間相互の磁界の干渉を防
止し、安定したトランジスタ駆動電流波形を確保するも
のである。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図および第２図ａにおいて、加熱コイルである平板
状コイル６の下部に設けられたフェライトコア１３Ａ，
１３Ｂに補助コイル１４Ａ，１４Ｂが巻かれている。そ
して２つの補助コイル１４Ａ，１４Ｂは対角線上に配置
されている。

第２図ｂに２つの補助コイル１４Ａ，１４Ｂと周波数変
換装置内のトランジスタ８との接続関係を示す。同図に
おいて、補助コイル１４Ａ，１４Ｂの巻方向は、トラン
ジスタ８のコレクタ電流Icが増加時、補助コイル１４Ａ
は、ダイオード１５の順方向に、補助コイル１４Ｂはダ
イオード１６の順方向に電流が流れる方向に設定されて
いる。またコンデンサ１７は補助コイル１４Ｂと閉ルー
プを形成する。トランジスタ１８のオン時には、コンデ
ンサ１７のチャージ電圧が、トランジスタ８のベース・
エミッタ間の逆バイアス方向に印加する構成とし、さら
に、小容量の直流電源２０より抵抗１９を介しトランジ
スタ８のベースに順バイアス電流を流し得るものとす
る。

上記構成において、トランジスタ８がオンし始めた時点
ではそのコレクタ電流は小さな値であり、それを駆動す
るベース電流も第３図ｃに示すI_B1の如く小なるもので
よい。よって直流電源は小容量のもので対応できる。

次にトランジスタ８に第３図ａに示すコレクタ電流Icが
流れると補助コイル１４Ａに第３図ｂの示す誘起電流
I_B′が発生し、それがそのままトランジスタ８のベース
電流として利用できるわけであり、このときのベース電
流値は、補助コイル１４Ａの巻数や、平板状コイル６と
の取付距離を調節することにより任意に設定できるもの
である。また補助コイル１４Ｂにも誘起電流が発生する
のであるが、トランジスタ８のオン状態では、他のトラ
ンジスタ１８のベース電圧は第３図ｄのようにゼロであ
りオフ状態である。そのため、誘起電流はそのままコン
デンサ１７にチャージ電圧として蓄えられる。

次にトランジスタ８がオフ状態に転じた場合であるが、
他のトランジスタ１８は同時にオン状態となってコンデ
ンサ１７のチャージ電圧が、トランジスタ８のベース・
エミッタの逆バイアス方向に印加される。このとき順方
向にも抵抗１９や補助コイル１４Ａ等から電流が流れて
いるが、それ以上の逆バイアス電流を流し得る電圧にな
るように他の補助コイル１４Ｂの巻数等にしておけば、
順方向ベース電流は打消された状態となって第３図ｃに
示すような逆バイアス電流I_B2が流れる。このように逆
バイアス電流を流すことにより、トランジスタ８のスイ
ッチングオフ時の損失を小さくできる。

以上のように本実施例によれば、２つの補助コイルは、
平板状コイルの径方向に設置し、対角線上に相対する位
置に設置しているため、相互の電磁結合による干渉を防
止でき、順バイアス電流波形は、平板状コイルに流れる
電流波形と略近似の状態でとり出すことができる。

このことは、補助コイルと平板状コイルとの距離や、あ
るいは、補助コイルの巻数等を調整するだけで、順方向
バイアス電流値を容易に設計でき、安定した動作をも保
証できるものである。

発明の効果 以上の実施例の説明より明らかなように、本発明によれ
ば、加熱コイルの下部に設けた棒状のフェライトコアに
それぞれ巻回された２つの補助コイルを加熱コイル面下
にて対角線上に相対する位置に設けたから、補助コイル
はフェライトコアに巻回しているため、加熱コイルとの
電磁結合が密となり、コイル巻数を低減できて効率のよ
い構成とすることができ、また２つの補助コイル間の電
磁結合による相互干渉を小さくすることができて、信頼
性が高い動作を行わせることができ、さらに、補助コイ
ルを巻回したフェライトコアは磁気シールドの機能を兼
ねさせることができるため、磁気シールド用のフェライ
トコアの数を低減でき、また、２つの補助コイルの誘起
電流の方向を変えることができるため、正負各電源の平
滑回路を簡素化できトランジスタの駆動電源を簡単な構
成にて実現できるとともに、加熱コイル面下にて対角線
上に相対する位置に設けることによって安定した駆動信
号を得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は平板状コイルと補助コイルの分解斜視図、第２
図ａは平板状コイルと補助コイルの断面図、第２図ｂは
周波数変換装置の回路図、第３図は第２図ｂにおける各
部の波形図、第４図は周波数変換装置の構成図、第５図
はトランジスタ駆動用電源を得るための従来の周波数変
換装置の構成図、第６図ａはトランジスタ駆動用電源を
得るための従来の他の周波数変換装置の構成図、第６図
ｂは第６図ａの平板状コイルと補助コイルの断面図、第
７図は第６図ａの平板状コイルと補助コイルの分解斜視
図である。 ６……平板状コイル、８……トランジスタ、１３Ａ、１
３Ｂ……フェライトコア、１４Ａ，１４Ｂ……補助コイ
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱コイルに高周波電流を供給するスイッ
   チング素子と、前記加熱コイルの下部に設けた棒状のフ
   ェライトコアと、前記フェライトコアにそれぞれ巻回さ
   れ前記加熱コイルに発生する磁束により誘導電流を発生
   する２つの補助コイルとを備え、前記補助コイルは誘起
   した電流を前記スイッチング素子のトリガ電流源として
   供給し、かつ前記加熱コイル面下にて対角線上に相対す
   る位置に設けた周波数変換装置。