JPH10223363A - High-frequency induction heater device - Google Patents
High-frequency induction heater deviceInfo
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- JPH10223363A JPH10223363A JP2755197A JP2755197A JPH10223363A JP H10223363 A JPH10223363 A JP H10223363A JP 2755197 A JP2755197 A JP 2755197A JP 2755197 A JP2755197 A JP 2755197A JP H10223363 A JPH10223363 A JP H10223363A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、各種金属の焼き入
れ等の熱処理装置や、金属の加熱溶融を行う装置として
利用される高周波誘導加熱装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency induction heating device used as a heat treatment device for quenching various metals and a device for heating and melting metals.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高周波誘導加熱装置では、被加熱物（各
種金属）の温度を測定する手段として、従来より放射温
度計を用いている。2. Description of the Related Art In a high-frequency induction heating apparatus, a radiation thermometer has conventionally been used as a means for measuring the temperature of an object to be heated (various metals).
【０００３】このように、精度的に優れている熱電対等
を用いずに放射温度計を用いる理由は次の通りである。
すなわち、高周波誘導加熱装置は、加熱コイル自体に非
常な大電力、大電流の高周波電流が流れており、被加熱
物はその影響下で加熱される。そのため、このような状
況下にある被加熱物に熱電対等の温度素子を取り付けて
温度を測定しても、温度素子からの温度信号が微弱であ
るため、この温度信号がノイズの中に埋もれてしまい、
温度測定が行えないからである。[0003] The reason for using a radiation thermometer without using a thermocouple or the like excellent in accuracy is as follows.
That is, in the high-frequency induction heating device, very high power and high-frequency high-frequency current flows through the heating coil itself, and the object to be heated is heated under the influence of the high-frequency current. Therefore, even if a temperature element such as a thermocouple is attached to the object to be heated under such a situation and the temperature is measured, since the temperature signal from the temperature element is weak, the temperature signal is buried in the noise. Sisters,
This is because temperature measurement cannot be performed.
【０００４】これに対し、放射温度計は、温度に応じて
被加熱物から放射される光エネルギーを測定し、この光
エネルギーを温度に変換して測定している。つまり、電
磁波の影響を受けないで温度の測定が可能であるため、
高周波誘導加熱装置の被加熱物の温度測定用として広く
用いられている。On the other hand, a radiation thermometer measures light energy radiated from an object to be heated in accordance with a temperature, and converts this light energy into a temperature for measurement. In other words, temperature can be measured without being affected by electromagnetic waves,
It is widely used for measuring the temperature of an object to be heated in a high-frequency induction heating device.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放射温
度計を用いた測定では、被加熱物の放射エネルギーの強
度が、被加熱物の表面状態や、放射温度計に対する被加
熱物表面の角度によって変化し、また他の光源からの影
響を受けて変化するため、その補正を行う必要がある。However, in the measurement using a radiation thermometer, the intensity of the radiant energy of the object to be heated varies depending on the surface condition of the object to be heated and the angle of the surface of the object to be heated with respect to the radiation thermometer. It needs to be corrected because it changes under the influence of other light sources.
【０００６】また、放射温度計による温度測定では、放
射率（被加熱物が完全黒体であってかつ測定が理想条件
下で行われた場合の放射エネルギーと実際の放射エネル
ギーとの比）による補正が必須となっている。しかしな
がら、高温状態にある被加熱物の放射率は正確に測定す
ることが難しいことから、放射温度計によって被加熱物
の温度測定を正確に行うことは困難である。In the temperature measurement by the radiation thermometer, the emissivity (the ratio of the radiation energy to the actual radiation energy when the object to be heated is a perfect black body and the measurement is performed under ideal conditions) is used. Correction is required. However, since it is difficult to accurately measure the emissivity of the object to be heated in a high temperature state, it is difficult to accurately measure the temperature of the object to be heated by the radiation thermometer.
【０００７】一方、正確度という点では熱電対が最も優
れているが、上記のように高周波誘導のノイズの影響を
受けるので、そのまま使用したのでは温度測定が行えな
いといった問題がある。On the other hand, thermocouples are the best in terms of accuracy, but have the problem that temperature measurement cannot be performed if they are used as they are because they are affected by high frequency induction noise as described above.
【０００８】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたもので、その目的は、熱電対や白金抵抗体とい
った接触型の温度素子の使用を可能とすることにより、
温度測定の精度の向上を図った高周波誘導加熱装置を提
供することにある。The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to make it possible to use a contact type temperature element such as a thermocouple or a platinum resistor.
An object of the present invention is to provide a high-frequency induction heating device that improves the accuracy of temperature measurement.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の高周波誘導加熱装置は、商用電源を平滑す
ることなしに整流する整流回路と、この整流回路の出力
側に接続され、ドライブ回路によってオン／オフ制御さ
れるスイッチング素子と、このスイッチング素子の出力
側に接続された整合トランスと、この整合トランスの２
次側に接続された加熱コイルとを備えた高周波誘導加熱
装置において、被加熱物の温度を検出する接触型の温度
素子と、この温度素子の温度信号を測定する温度測定回
路と、前記整流回路からの整流出力の零点を検出する零
点検出回路とを備え、前記温度測定回路は、前記零点検
出回路から零点検出信号が出力されたとき、前記温度素
子からの温度信号に基づいて被加熱物の温度を測定する
ように構成したものである。In order to solve the above-mentioned problems, a high-frequency induction heating apparatus according to the present invention includes a rectifier circuit for rectifying a commercial power supply without smoothing the rectifier circuit, and a drive connected to an output side of the rectifier circuit. A switching element that is turned on / off by a circuit, a matching transformer connected to the output side of the switching element,
In a high-frequency induction heating device including a heating coil connected to the next side, a contact-type temperature element for detecting a temperature of an object to be heated, a temperature measurement circuit for measuring a temperature signal of the temperature element, and the rectifier circuit. A zero point detection circuit for detecting a zero point of a rectified output from the temperature sensor.When the zero point detection signal is output from the zero point detection circuit, the temperature measurement circuit detects the zero point of the object to be heated based on the temperature signal from the temperature element. It is configured to measure temperature.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の高周波誘
導加熱装置の実施の一形態を示す概略ブロック図であ
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing one embodiment of the high-frequency induction heating device of the present invention.
【００１１】すなわち、ＡＣ２００Ｖの交流電源（商用
電源）１の各出力は、全波整流又は半波整流を行う整流
回路２に接続されており、整流回路２の各出力は、図示
しないドライブ回路によってオン／オフ制御されるスイ
ッチング素子からなるスイッチング回路３に接続されて
いる。そして、このスイッチング回路３の各出力は、整
合回路４の１次側に接続されており、整合回路４の２次
側に加熱コイル５が接続された構成となっている。That is, each output of an AC power supply (commercial power supply) 1 of AC 200 V is connected to a rectifier circuit 2 for performing full-wave rectification or half-wave rectification. It is connected to a switching circuit 3 composed of switching elements that are controlled to be turned on / off. Each output of the switching circuit 3 is connected to the primary side of the matching circuit 4, and the heating coil 5 is connected to the secondary side of the matching circuit 4.
【００１２】また、加熱コイル５の近傍には、図示しな
い被加熱物の温度を検出するための、熱電対や白金抵抗
体といった接触型の温度素子６が配置されており、この
温度素子６の検出信号（温度信号）は、温度測定回路７
に導かれている。A contact-type temperature element 6 such as a thermocouple or a platinum resistor for detecting the temperature of an object to be heated (not shown) is disposed near the heating coil 5. The detection signal (temperature signal) is supplied to the temperature measurement circuit 7
Is led to.
【００１３】一方、商用電源１の出力側に、交流電圧の
零点を検出する零点検出回路８が接続されており、この
零点検出回路８からの零点検出信号が、温度測定回路７
に与えられている。温度測定回路７は、零点検出回路８
から零点検出信号が入力されたとき、温度素子６からの
温度信号に基づいて被加熱物の温度を測定するようにな
っている。On the other hand, a zero point detection circuit 8 for detecting a zero point of the AC voltage is connected to the output side of the commercial power supply 1, and a zero point detection signal from the zero point detection circuit 8 is supplied to a temperature measurement circuit 7.
Has been given to. The temperature measurement circuit 7 includes a zero point detection circuit 8
When the zero point detection signal is input from the, the temperature of the object to be heated is measured based on the temperature signal from the temperature element 6.
【００１４】なお、温度測定回路７で測定された温度
は、図示しない表示回路に導かれて温度表示される。ま
た、スイッチング回路３を制御するためにフィードバッ
クさせることも可能である。つまり、被加熱物の加熱温
度を一定に保つためにスイッチング回路３のオン／オフ
制御を行う構成とすることが可能である。The temperature measured by the temperature measuring circuit 7 is led to a display circuit (not shown) and displayed. Further, it is also possible to provide feedback for controlling the switching circuit 3. That is, it is possible to adopt a configuration in which on / off control of the switching circuit 3 is performed to keep the heating temperature of the object to be heated constant.
【００１５】すなわち、本発明の高周波誘導加熱装置
は、測温精度の高い熱電対や白金抵抗体といった温度素
子６による測温を、高周波誘導加熱装置で可能とするた
めに、商用電源を平滑することなしに整流するものであ
る。That is, the high-frequency induction heating apparatus of the present invention smoothes a commercial power supply in order to enable the high-frequency induction heating apparatus to perform temperature measurement by the temperature element 6 such as a thermocouple or a platinum resistor with high temperature measurement accuracy. It rectifies without anything.
【００１６】つまり、商用電源Ｓ１は、図２（ａ）に示
すように、電位０Ｖに対してプラス側及びマイナス側に
５０／６０Ｈｚで振れている正弦波であり、このような
正弦波電圧を平滑することなしに全波整流すると同図
（ｂ）、半波整流すると同図（ｃ）に示す波形の整流電
圧Ｓ２，Ｓ３となる。つまり、全波整流、半波整流の如
何に係わらず、電位０Ｖの部分ｔ１が発生する。このよ
うな波形の５０／６０Ｈｚの整流電圧Ｓ２，Ｓ３を、次
のスイッチング回路３で数百ＫＨｚ〜数ＭＨｚの高周波
Ｓ４，Ｓ５に変換し〔同図（ｄ）、同図（ｅ）〕、次の
整合回路４で高圧、低電流の高周波を低圧、大電流に変
換して、加熱コイル５に高周波電流を流すものである。That is, as shown in FIG. 2A, the commercial power supply S1 is a sine wave swinging at 50/60 Hz on the plus side and the minus side with respect to the potential 0V. When full-wave rectification is performed without smoothing, rectified voltages S2 and S3 having the waveforms shown in FIG. That is, a portion t1 having a potential of 0 V is generated irrespective of full-wave rectification or half-wave rectification. The 50/60 Hz rectified voltages S2 and S3 having such a waveform are converted into high frequencies S4 and S5 of several hundred KHz to several MHz by the next switching circuit 3 (FIGS. (D) and (e)). A high-frequency, low-current high frequency is converted into a low-voltage, large current by the following matching circuit 4, and a high-frequency current flows through the heating coil 5.
【００１７】このように、平滑することなしに整流する
と、電位０Ｖの部分ｔ１が発生することから、この電位
０Ｖの部分ｔ１を零点検出回路８によって検出し、この
零点検出信号Ｓ６〔同図（ｆ）〕に同期して温度素子６
からの微弱な温度信号を温度測定回路７に取り込むこと
により、高周波誘導ノイズの影響を受けない正確な温度
測定が可能となるものである。つまり、電位０Ｖの部分
ｔ１の近傍では、高周波発振が停止するため、高周波磁
界がなく、熱電対や白金抵抗体等で測温不可能となる原
因である誘導ノイズが発生しないからである。As described above, if the rectification is performed without smoothing, a portion t1 having a potential of 0 V is generated. Therefore, the portion t1 having a potential of 0 V is detected by the zero point detection circuit 8, and the zero point detection signal S6 [FIG. f)] in synchronization with the temperature element 6
By taking in a weak temperature signal from the temperature measurement circuit 7 into the temperature measurement circuit 7, it is possible to perform accurate temperature measurement without being affected by high frequency induction noise. That is, since the high-frequency oscillation is stopped in the vicinity of the portion t1 at the potential of 0 V, there is no high-frequency magnetic field, and no induction noise, which is a cause of making it impossible to measure the temperature with a thermocouple, a platinum resistor, or the like, is not generated.
【００１８】このようにして温度測定回路７で測定され
た温度は、図示しないＣＲＴ等の表示装置により表示す
る。また、スイッチング回路３を制御するためにフィー
ドバックさせることも可能である。The temperature measured by the temperature measuring circuit 7 is displayed on a display device such as a CRT (not shown). Further, it is also possible to provide feedback for controlling the switching circuit 3.
【００１９】なお、上記の実施形態では、商用電源１の
出力側に零点検出回路８を接続して、交流電圧の電位０
Ｖの部分を検出するようにしているが、整流回路２の出
力側に零点検出回路８を接続してもよい。このように接
続すると、整流回路２で半波整流する場合、整流回路２
から出力される半波整流電圧Ｓ３は図２（ｃ）示すよう
になり、電位０Ｖのタイミングが期間Ｔ２となることか
ら、零点検出回路８から出力される零点検出信号Ｓ６′
は図２（ｇ）に示す信号となる。つまり、温度測定回路
７によって温度素子６からの微弱な温度信号を取り込む
タイミングが長くとれる（期間Ｔ２）ことから、より正
確な測温が行えるものである。In the above embodiment, the zero point detection circuit 8 is connected to the output side of the commercial power supply 1 so that the potential of the AC voltage is zero.
Although the V portion is detected, a zero point detection circuit 8 may be connected to the output side of the rectifier circuit 2. With this connection, when half-wave rectification is performed by the rectifier circuit 2, the rectifier circuit 2
The half-wave rectified voltage S3 output from the circuit shown in FIG. 2C is as shown in FIG. 2C, and the timing of the potential 0 V is in the period T2, so the zero point detection signal S6 'output from the zero point detection circuit 8
Is the signal shown in FIG. In other words, the timing for taking in the weak temperature signal from the temperature element 6 by the temperature measurement circuit 7 can be long (period T2), so that more accurate temperature measurement can be performed.
【００２０】図３は、本発明の高周波誘導加熱装置の変
形例を示している。同図において、ＡＣ２００Ｖの交流
電源（商用電源）１１の各出力は、４個のダイオード１
２ａ〜１２ｄからなる整流回路（単相ダイオードフルブ
リッジ整流回路）１２の各入力端に接続されており、こ
の整流回路１２の各出力端は、並列に接続された小容量
（例えば０．４７μＦ）のコンデンサＣ0 を介して、ブ
リッジ接続された４個のパワーＭＯＳＦＥＴ１３ａ〜１
３ｄ（スイッチング素子）の各入力端に接続されてい
る。FIG. 3 shows a modification of the high-frequency induction heating apparatus of the present invention. In FIG. 1, each output of an AC power supply (commercial power supply) 11 of 200 V AC has four diodes 1.
Each of the rectifier circuits 12a to 12d is connected to each input terminal of a rectifier circuit (single-phase diode full bridge rectifier circuit) 12, and each output terminal of the rectifier circuit 12 is connected in parallel to a small capacitance (for example, 0.47 μF). via the capacitor C 0 of the bridge-connected four power MOSFET13a~1
It is connected to each input terminal of 3d (switching element).
【００２１】パワーＭＯＳＦＥＴ１３ａ〜１３ｄは、パ
ワーＭＯＳＦＥＴ１３ａ，１３ｂのドレイン端子同士及
びパワーＭＯＳＦＥＴ１３ｃ，１３ｄのソース端子同士
がそれぞれ接続されるとともに、パワーＭＯＳＦＥＴ１
３ａのソース端子とパワーＭＯＳＦＥＴ１３ｃのドレイ
ン端子及びパワーＭＯＳＦＥＴ１３ｂのソース端子とパ
ワーＭＯＳＦＥＴ１３ｄのドレイン端子とが接続されて
いる。また、各パワーＭＯＳＦＥＴ１３ａ〜１３ｄのド
レイン端子とソース端子との間に帰還ダイオードＤａ〜
Ｄｄが接続されるとともに、コンデンサとダイオードの
直列回路（スナバ回路）１４ａ〜１４ｄが接続されてい
る。そして、これらパワーＭＯＳＦＥＴ１３ａ〜１３ｄ
及び帰還ダイオードＤａ〜Ｄｄによって電圧形高周波イ
ンバータ回路を構成している。また、スナバ回路１４ａ
の中点が抵抗Ｒ１を介してパワーＭＯＳＦＥＴ１３ｃの
ソース端子に接続され、スナバ回路１４ｄの中点が抵抗
Ｒ２を介してパワーＭＯＳＦＥＴ１３ｄのソース端子に
接続され、スナバ回路１４ｃの中点が抵抗Ｒ３を介して
パワーＭＯＳＦＥＴ１３ａのドレイン端子に接続され、
スナバ回路１４ｄの中点が抵抗Ｒ４を介してパワーＭＯ
ＳＦＥＴ１３ｂのドレイン端子に接続されており、これ
らスナバ回路１４ａ，１４ｃと抵抗Ｒ１，Ｒ３及びスナ
バ回路１４ｂ，１４ｄと抵抗Ｒ２，Ｒ４とで、それぞれ
スパイク電圧抑制回路１５ａ，１５ｂを構成している。The power MOSFETs 13a to 13d are connected to the drain terminals of the power MOSFETs 13a and 13b and the source terminals of the power MOSFETs 13c and 13d, respectively.
The source terminal 3a and the drain terminal of the power MOSFET 13c, the source terminal of the power MOSFET 13b and the drain terminal of the power MOSFET 13d are connected. Further, feedback diodes Da to Da are connected between the drain terminals and the source terminals of the power MOSFETs 13a to 13d.
Dd is connected, and series circuits (snubber circuits) 14a to 14d of capacitors and diodes are connected. And these power MOSFETs 13a to 13d
The feedback diodes Da to Dd constitute a voltage-type high-frequency inverter circuit. The snubber circuit 14a
Is connected to the source terminal of the power MOSFET 13c via the resistor R1, the middle point of the snubber circuit 14d is connected to the source terminal of the power MOSFET 13d via the resistor R2, and the middle point of the snubber circuit 14c is connected via the resistor R3. Connected to the drain terminal of the power MOSFET 13a,
The middle point of the snubber circuit 14d is connected to the power MO via the resistor R4.
The snubber circuits 14a and 14c and the resistors R1 and R3, and the snubber circuits 14b and 14d and the resistors R2 and R4 form spike voltage suppression circuits 15a and 15b, respectively, which are connected to the drain terminal of the SFET 13b.
【００２２】そして、ブリッジ接続されたパワーＭＯＳ
ＦＥＴ１３ａ〜１３ｄの各出力端は、整合トランス１６
の１次側巻線１６ａの両端にそれぞれ接続されており、
整合トランス１６の２次側巻線１６ｂには、コンデンサ
Ｃと加熱コイルＬとの直列共振回路が接続されている。The bridge-connected power MOS
The output terminals of the FETs 13a to 13d are
Are connected to both ends of the primary winding 16a, respectively.
A series resonance circuit of a capacitor C and a heating coil L is connected to the secondary winding 16 b of the matching transformer 16.
【００２３】また、コンデンサＣの端子電圧を検出する
電圧検出部１７の出力は、位相制御回路２０の構成要素
である切換回路２３の切換制御入力に接続されるととも
に、移相器２１に導かれており、移相器２１の出力は、
コンパレータ３１及び切換回路２３の一方の入力を介し
て、ＰＬＬ回路２２の構成要素である位相検出器２２１
に導かれている。移相器２１には、力率角を調整するた
めの力率角調整用ボリュームＶＲγが接続されている。
また、切換回路２３の他方の入力には、基準周波数発振
器２４の出力が導かれている。切換回路２３は、電圧検
出部１７の出力に基づいてその切換え制御を行うもの
で、電圧検出部１７の出力（コンデンサ電圧）の最大値
が例えば５０Ｖ以下のときには、基準周波数発振器２４
の出力をＰＬＬ回路２２に送出し、５０Ｖ以上のときに
は、移相器２１の出力をＰＬＬ回路２２に送出するよう
にその切り換えが行われるようになっている。また、基
準周波数発振器２４の発振周波数は、整合トランス１６
の２次側巻線に接続されたＬＣ共振回路の共振周波数
（例えば、５００ＫＨｚ）に設定されている。The output of the voltage detector 17 for detecting the terminal voltage of the capacitor C is connected to a switching control input of a switching circuit 23 which is a component of the phase control circuit 20, and is also guided to a phase shifter 21. And the output of the phase shifter 21 is
A phase detector 221 which is a component of the PLL circuit 22 via one input of the comparator 31 and one input of the switching circuit 23
Is led to. A power factor angle adjusting volume VRγ for adjusting the power factor angle is connected to the phase shifter 21.
The output of the reference frequency oscillator 24 is guided to the other input of the switching circuit 23. The switching circuit 23 performs the switching control based on the output of the voltage detection unit 17. When the maximum value of the output (capacitor voltage) of the voltage detection unit 17 is, for example, 50 V or less, the reference frequency oscillator 24
Is output to the PLL circuit 22, and when the voltage is 50 V or more, the switching is performed so that the output of the phase shifter 21 is transmitted to the PLL circuit 22. The oscillation frequency of the reference frequency oscillator 24 is
Is set to the resonance frequency (for example, 500 KHz) of the LC resonance circuit connected to the secondary winding.
【００２４】そして、ＰＬＬ回路２２の構成要素である
ＶＣＯ（電圧制御発振器）２２３の出力は、フリップフ
ロップ２５のトリガ入力と単安定マルチバイブレータ２
６のトリガ入力とに導かれており、フリップフロップ２
５のＱ出力及びＱ出力は２つのＡＮＤ回路２７，２８の
それぞれの一方の入力に、単安定マルチバイブレータ２
６の出力は２つのＡＮＤ回路２７，２８のそれぞれの他
方の入力に導かれている。また、フリップフロップ２５
のＱ出力は、位相検出器２２１に接続されて帰還ループ
を構成している。また、単安定マルチバイブレータ２６
には、転流遅れ角を制御するための転流遅れ角制御用ボ
リュームＶＲβが接続されている。そして、ＡＮＤ回路
２７の出力及びＡＮＤ回路２８の出力は、それぞれに対
応して設けられたＡＮＤ回路２９及びＡＮＤ回路３０の
一方の入力に接続されており、ＡＮＤ回路２９及びＡＮ
Ｄ回路３０の出力は、ゲート信号として、各パワーＭＯ
ＳＦＥＴ１３ａ〜１３ｄを駆動するドライブ回路３８ａ
〜３８ｄに導かれている。The output of a VCO (voltage controlled oscillator) 223, which is a component of the PLL circuit 22, is connected to a trigger input of a flip-flop 25 and a monostable multivibrator 2.
6 and the flip-flop 2
5 is connected to one input of each of two AND circuits 27 and 28 by a monostable multivibrator 2.
The output of No. 6 is guided to the other input of each of the two AND circuits 27 and 28. The flip-flop 25
Are connected to a phase detector 221 to form a feedback loop. In addition, the monostable multivibrator 26
Is connected to a commutation delay angle control volume VRβ for controlling the commutation delay angle. The output of the AND circuit 27 and the output of the AND circuit 28 are connected to one input of an AND circuit 29 and an AND circuit 30 provided correspondingly, respectively.
The output of the D circuit 30 is used as a gate signal for each power MO
Drive circuit 38a for driving SFETs 13a to 13d
To 38d.
【００２５】また、商用電源１１の出力側に、この電圧
を検出する電圧検出回路３５が接続されている。そし
て、この電圧検出回路３５の出力は、検出された電圧波
形から電圧の零点（電位０Ｖ）を検出する電源零点検出
回路３６に導かれており、電源零点検出回路３６の出力
は、導かれた信号から装置自体の始動及び停止を指示す
る始動信号及び停止信号を作成する始動／停止回路３７
に導かれている。そして、この始動／停止回路３７から
の始動信号及び停止信号は、ＡＮＤ回路２９及びＡＮＤ
回路３０の他方の入力に接続されている。A voltage detection circuit 35 for detecting this voltage is connected to the output side of the commercial power supply 11. The output of the voltage detection circuit 35 is guided to a power supply zero point detection circuit 36 that detects a zero point (potential 0 V) of the voltage from the detected voltage waveform, and the output of the power supply zero point detection circuit 36 is guided. A start / stop circuit 37 for generating a start signal and a stop signal for instructing start and stop of the device itself from the signal.
Is led to. The start signal and the stop signal from the start / stop circuit 37 are supplied to the AND circuit 29 and the AND
It is connected to the other input of the circuit 30.
【００２６】また、電源零点検出回路３６の出力は、電
圧零点（電位０Ｖ）に同期した信号を出力する同期回路
４１に導かれており、同期回路４１からの同期信号は、
一方の入力に基準信号が導かれた比較回路４２に導かれ
ている。また、加熱コイルＬの近傍には、図示しない被
加熱物の温度を検出するための、熱電対や白金抵抗体と
いった接触型の温度素子４３が配置されており、この温
度素子４３の温度信号は、アンプ４４を介して比較回路
４２の他方の入力に導かれている。The output of the power supply zero point detection circuit 36 is guided to a synchronization circuit 41 that outputs a signal synchronized with the voltage zero point (potential 0 V). The synchronization signal from the synchronization circuit 41 is
The reference signal is guided to one input to a comparison circuit 42. In addition, a contact-type temperature element 43 such as a thermocouple or a platinum resistor for detecting the temperature of an object to be heated (not shown) is disposed near the heating coil L. The temperature signal of the temperature element 43 is , And the other input of the comparison circuit 42 via the amplifier 44.
【００２７】この高周波誘導加熱装置は、移相器２１の
力率を任意に制御できる構成とすることにより、フルブ
リッジ型のスイッチング素子を安定的にパワー制御し
て、負荷側の加熱を制御することができるとともに、装
置自体の始動及び停止を、電源電圧の零点近傍で行うよ
うに構成することにより、パワーＭＯＳＦＥＴ１３ａ〜
１３ｄの破壊等を防止するようにしたものである。な
お、このような構成の高周波誘導加熱装置の動作につい
ては、本出願人が以前に出願した特公平７−６０７３５
号公報に記載されている通りであるので、ここでは詳細
な説明を省略する。The high-frequency induction heating apparatus has a configuration in which the power factor of the phase shifter 21 can be arbitrarily controlled, thereby stably controlling the power of the full-bridge type switching element and controlling the heating on the load side. In addition, the power MOSFETs 13a to 13c can be configured to start and stop the device itself near the zero point of the power supply voltage.
13d is prevented from being broken. The operation of the high-frequency induction heating apparatus having such a configuration is described in Japanese Patent Publication No. Hei 7-60735 previously filed by the present applicant.
Since it is as described in the official gazette, detailed description is omitted here.
【００２８】このような構成の高周波誘導加熱装置にお
いて、比較回路４２は、同期回路４１からの同期信号に
同期して、温度素子４３からの温度信号と基準信号とを
比較するようになっている。つまり、電圧零点近傍で温
度素子４３からの微弱な温度信号を取り込むことによ
り、高周波誘導ノイズの影響を受けない正確な温度比較
が可能となるものである。ここで、基準信号を例えば被
加熱物の加熱温度上限値に設定し、温度素子４３からの
温度信号（検出温度値）が基準信号（加熱温度上限値）
を超えたとき、比較回路４２から図示しない警報装置に
対して警報信号を出力するように構成すれば、現場作業
者に高周波誘導加熱装置の加熱異常を報知することが可
能となるものである。また、比較回路４２からの警報信
号に基づいて始動／停止回路３７を制御し、誘導加熱を
停止するように制御することも可能である。In the high-frequency induction heating apparatus having such a configuration, the comparison circuit 42 compares the temperature signal from the temperature element 43 with the reference signal in synchronization with the synchronization signal from the synchronization circuit 41. . That is, by taking in a weak temperature signal from the temperature element 43 near the voltage zero point, it is possible to perform accurate temperature comparison without being affected by high-frequency induction noise. Here, for example, the reference signal is set to the upper limit of the heating temperature of the object to be heated, and the temperature signal (detected temperature value) from the temperature element 43 is used as the reference signal (upper limit of the heating temperature).
If the comparison circuit 42 is configured to output an alarm signal to an alarm device (not shown) when it exceeds the threshold value, it is possible to notify an on-site worker of an abnormal heating of the high-frequency induction heating device. Further, it is also possible to control the start / stop circuit 37 based on the alarm signal from the comparison circuit 42 so as to stop the induction heating.
【００２９】[0029]
【発明の効果】本発明の高周波誘導加熱装置は、商用電
源を平滑することなしに整流する整流回路と、この整流
回路の出力側に接続され、ドライブ回路によってオン／
オフ制御されるスイッチング素子と、このスイッチング
素子の出力側に接続された整合トランスと、この整合ト
ランスの２次側に接続された加熱コイルとを備えた高周
波誘導加熱装置において、被加熱物の温度を検出する接
触型の温度素子と、この温度素子の温度信号を測定する
温度測定回路と、整流回路からの整流出力の零点を検出
する零点検出回路とを備え、温度測定回路は、零点検出
回路から零点検出信号が出力されたとき、温度素子から
の温度信号に基づいて被加熱物の温度を測定するように
構成している。すなわち、高周波誘導ノイズの影響を受
けないで温度測定が行えることから、熱電対や白金抵抗
体等の接触型の温度素子の使用が可能となり、精度の高
い温度測定が行えるものである。また、従来の放射温度
計では必要であった放射率の補正や、被加熱物の表面状
態、表面角度、他の光源からの影響等の補正を行う必要
がないため、回路構成が簡素化できるとともに、光学系
（レンズ等）が必要な放射温度計を使用しないので、コ
スト的にも安価に提供できるものである。The high-frequency induction heating apparatus of the present invention has a rectifier circuit for rectifying a commercial power supply without smoothing it, and is connected to the output side of the rectifier circuit and turned on / off by a drive circuit.
In a high-frequency induction heating apparatus including a switching element that is controlled to be turned off, a matching transformer connected to the output side of the switching element, and a heating coil connected to a secondary side of the matching transformer, the temperature of an object to be heated is A temperature sensor for detecting a temperature signal of the temperature element, and a zero point detection circuit for detecting a zero point of a rectified output from the rectifier circuit. Is configured to measure the temperature of the object to be heated based on the temperature signal from the temperature element when the zero point detection signal is output from the device. That is, since temperature measurement can be performed without being affected by high-frequency induction noise, a contact-type temperature element such as a thermocouple or a platinum resistor can be used, and highly accurate temperature measurement can be performed. Further, since it is not necessary to correct the emissivity and the surface condition of the object to be heated, the surface angle, and the effects of other light sources, which are necessary in the conventional radiation thermometer, the circuit configuration can be simplified. In addition, since a radiation thermometer that requires an optical system (such as a lens) is not used, it can be provided at a low cost.
【図１】本発明の高周波誘導加熱装置の実施の一形態を
示す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of a high-frequency induction heating apparatus according to the present invention.
【図２】本発明の高周波誘導加熱装置による温度測定の
タイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart of temperature measurement by the high-frequency induction heating device of the present invention.
【図３】本発明の高周波誘導加熱装置の変形例を示す回
路ブロック図である。FIG. 3 is a circuit block diagram showing a modification of the high-frequency induction heating device of the present invention.
【符号の説明】 １ 交流電源（商用電源） ２ 整流回路 ３ スイッチング回路 ４ 整合回路 ５ 加熱コイル ６ 温度素子 ７ 温度測定回路 ８ 零点検出回路[Description of Signs] 1 AC power supply (commercial power supply) 2 Rectifier circuit 3 Switching circuit 4 Matching circuit 5 Heating coil 6 Temperature element 7 Temperature measurement circuit 8 Zero point detection circuit
Claims (1)
整流回路と、この整流回路の出力側に接続され、ドライ
ブ回路によってオン／オフ制御されるスイッチング素子
と、このスイッチング素子の出力側に接続された整合ト
ランスと、この整合トランスの２次側に接続された加熱
コイルとを備えた高周波誘導加熱装置において、 被加熱物の温度を検出する接触型の温度素子と、この温
度素子の温度信号を測定する温度測定回路と、前記整流
回路からの整流出力の零点を検出する零点検出回路とを
備え、前記温度測定回路は、前記零点検出回路から零点
検出信号が出力されたとき、前記温度素子からの温度信
号に基づいて被加熱物の温度を測定することを特徴とす
る高周波誘導加熱装置。1. A rectifier circuit for rectifying a commercial power supply without smoothing, a switching element connected to an output side of the rectifier circuit, on / off controlled by a drive circuit, and connected to an output side of the switching element. In a high-frequency induction heating device including a matched matching transformer and a heating coil connected to the secondary side of the matching transformer, a contact-type temperature element for detecting a temperature of an object to be heated, and a temperature signal of the temperature element And a zero point detection circuit for detecting a zero point of a rectified output from the rectifier circuit, wherein the temperature measurement circuit outputs the zero point detection signal when the zero point detection signal is output from the zero point detection circuit. A high-frequency induction heating apparatus characterized in that the temperature of an object to be heated is measured based on a temperature signal from the apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2755197A JPH10223363A (en) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | High-frequency induction heater device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2755197A JPH10223363A (en) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | High-frequency induction heater device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223363A true JPH10223363A (en) | 1998-08-21 |
Family
ID=12224212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2755197A Pending JPH10223363A (en) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | High-frequency induction heater device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10223363A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004107820A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Tokyo Denki University | Portable electromagnetic induction heating device |
| CN108541094A (en) * | 2018-05-14 | 2018-09-14 | 顺德职业技术学院 | A kind of outdoor cooking device based on DC low-voltage electromagnetic heating technique |
-
1997
- 1997-02-12 JP JP2755197A patent/JPH10223363A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004107820A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Tokyo Denki University | Portable electromagnetic induction heating device |
| US7405380B2 (en) | 2003-05-30 | 2008-07-29 | Tokyo Denki University | Portable electromagnetic induction heating device |
| CN108541094A (en) * | 2018-05-14 | 2018-09-14 | 顺德职业技术学院 | A kind of outdoor cooking device based on DC low-voltage electromagnetic heating technique |
| CN108541094B (en) * | 2018-05-14 | 2024-03-29 | 顺德职业技术学院 | Outdoor cooker based on direct-current low-voltage electromagnetic heating technology |
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