JPS58679B2 - デンゲンカイロ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘導加熱装置や誘電加熱装置などの高周波加熱
装置に適用して好適な電源回路に関する。

高周波信号を利用して料理などに供する容器（なべ、か
まに類する物）を加熱するようになされた装置いわゆる
誘導加熱装置はすでに知られている。

この装置の概略は第１図で示すように比較的機械的に強
い絶縁板１を有し、その一方の面、すなわち下面１ａの
所望とする位置にはワークコイルと一般に言われている
誘導コイル２が設けられている。

この誘導コイル２は例えば絶縁板１の中心を中心として
螺旋状に巻かれた状態で、上述の下面１ａに貼着されて
いる。

そして、この誘導コイル２は第２図に示す駆動系で得た
信号で駆動されるものである。

第２図において、４は商用交流源を、５は電源スィッチ
をそして、６は整流回路を夫々示す。

整流回路６で得た整流出力はチョークコイル７及び共振
用のコンデンサ８を夫々介して上述した誘導コイル２に
その駆動信号として供給されるものであるが、この誘導
コイル２にはこれと並列にスイッチング素子、この例で
は５ＣＲ１１が接続され、ここに所望とするスイッチン
グ信号（その周波数は２０〜１００ＫＨｚ程度である）
が供給される。

１２はこのスイッチング信号を得るための発振器を示す
。

なお、コンデンサ１３は平滑用のもの、そしてダイオー
ド１４はダンパー用のものである。

従って、絶縁板１の他方の面、すなわち上面１ｂになべ
、かま等の加熱すべき容器３を載置した状態で、誘導コ
イル２に高周波信号（２０〜１００ＫＨｚ）にて断続さ
れる駆動信号を供給すれば、コイル２で発生する高周波
磁界で、容器３はうず電流積によって発熱するから容器
３は加熱され、料理用に供することができる。

容器３としては高周波熱によって誘導加熱され易い材質
が選ばれ、これは周知のように鉄などの磁性材（換言す
るなら電気抵抗の大なるもの）を挙げることができる。

ところで、このような誘導加熱装置にあっては、比較的
大電力で装置を駆動する必要があるため、次のような欠
点を有する。

すなわち、この装置１０は上述もしたように数１０Ａの
大電流を誘導コイル２側に供給する関係上、整流回路６
での整流損失が多くなり、装置１０を効率よく駆動でき
ない欠点を有する。

更に、整流回路６は大電流を取扱うため、ダイオードの
発熱量が多く、そのため、放熱板や空冷手段などの付属
部品を備え付けねばならず、整流回路６が大型化する欠
点を有する。

本発明はこれらの欠点を比較的簡単な構成で確実に一掃
したものである。

すなわち、本発明では交流源と並列に互に逆極性になさ
れた一対のスイッチング素子が接続され、一方のスイッ
チング素子を本来のスイッチング素子として使用してい
るとき、他方のスイッチング素子はダンパー用の素子と
して使用するようにこの電源回路を構成したものである
。

以下図面を参照して本発明による電源回路を説明するも
、本例では上述したように誘導加熱装置の電源回路に適
用した場合を示す。

従って、第２図と対応する部分には同一符号を付してそ
の説明は省略するも、誘導コイル２は整流回路６を介す
ことなく交流源４の両端に接続される。

本発明においては図のように交流源４と並列に、すなわ
ちその一対の電源路４ａ、４ｂの間にその順方向が互に
逆方向になされた一対のスイッチング素子２０Ａ、２０
Ｂが介在される。

これら一対のスイッチング素子２０Ａ、２０Ｂで整流回
路６とほぼ同様な働きをこれに賦与している。

なお、この回路２０をスイッチング回路と称する。

スイッチング素子２０Ａ、２０Ｂとしては図のようにＳ
ＣＲのような半導体制御整流素子を使用することができ
る。

ところで、以後の説明では一方の電源路４ａから他方の
電源路４ｂに向う方向が順方向に選ばれた素子２０Ａを
第１のスイッチング素子、他方を第２のスイッチング素
子とする。

スイッチング回路２０は以下に示す制御回路３０で得た
信号で夫々駆動されるが、夫々のスイッチング素子にあ
って、その一方がスイッチング素子本来の動作を行って
いるときは、他方のそれはダンパー用の素子として動作
するように制御されるものである。

次に、この制御回路３０を説明するが、２１はトランス
、２２は整流回路であって、整流出力は上述したスイッ
チング信号を得るための発振器１２に、その動作電圧と
して供給される。

発振器１２からは第４図Ｃで示すようなスイッチング信
号Ｓｂが得られるものとする。

本発明においては、交流信号Ｓｏ（第４図Ａ）のうち正
の半サイクルの期間は、第１のスイッチング素子２０Ａ
をスイッチング素子として動作させ、負の半サイクルの
期間は第２のスイッチング素子として動作させるもので
ある。

従って、正の半サイクル期間は第２のスイッチング素子
２０Ｂがダンパー素子として働き、負の半サイクルでは
第１のスイッチング素子２０Ａがダンパー素子となる。

この場合、スイッチング素子はＳＣＲで夫々構成されて
いるから、ダンパー期間となるスイッチング直後の期間
ＴＤ（第４図参照）はダンパー用の素子となるスイッチ
ング素子にもこれをオンにするためのスイッチング信号
（以下ダンパー信号という）の供給が必要になってくる
。

このような観点から本例ではスイッチング信号Ｓｂを利
用して、これを移相器２３に供給することにより、第４
図りで示すダンパー信号Ｓｃを得ている。

以上のようにして得たスイッチング信号Ｓｂ及びダンパ
ー信号Ｓｃは夫々対応するスイッチング素子２０Ａ、２
０Ｂのゲート端子２５ａ。

２５ｂに駆動回路２４Ａ、２４Ｂを介して供給されるも
のである。

ところで、夫々のスイッチング素子２０Ａ。

２０Ｂの動作は半サイクル毎に変るものであるから、駆
動回路２４Ａ、２４Ｂの前後には夫々互に運動して切換
わる第１及び第２の切換スイッチ２６Ａ、２６Ｂが設け
られ、スイッチング信号Ｓｂとダンパー信号Ｓｃとが半
サイクル毎に交互に夫々のスイッチに供給されるよう、
図のような結線が施されるものである。

ここで、接点Ｐは正の半サイクル時の切換接点を、そし
て接点Ｎは負の半サイクル時の切換接点を示す。

図の例は前者の切換状態を示す。なお、これら切換スイ
ッチ２６Ａ、２６Ｂを半サイクル毎に切換えるには、例
えばトランス２１の２次コイル２１ｂに得られる交流信
号Ｓｏをフリップフロップ回路２７に導ひき、電源周波
数、すなわち交流信号Ｓｏに同期した切換信号Ｓａ（第
４図Ｂ）を得、これをスイッチ２６Ａ、２６Ｂに切換信
号として供給すればよい。

次に、正の半サイクル時を例にとって回路の動作を説明
しよう。

正の半サイクル時には切換信号Ｓａでスイッチ２６Ａ、
２６Ｂはいずれも図のように切換えられるから、第１の
スイッチング素子２０Ａにはスイッチング素子Ｓｂが、
そして第２のスイッチング素子２０Ｂにはダンパー信号
Ｓｃが夫々供給される。

このため、誘導コイル２にはスイッチング信号Ｓｂでス
イッチングされた交流信号Ｓｏが駆動信号として供給さ
れる。

つまり、交流信号Ｓｏで変調された駆動信号がこの誘導
コイル２に供給されるものである。

スイッチング期間Ｔｓ（第４図参照）には第１のスイッ
チング素子２０Ａに第４図Ｅに示す正のパルス電流が流
れ、ダンパー期間ＴＤには第２のスイッチング素子２０
Ｂに、第４図Ｅに示す負のパルス電流（ダンパー電流）
が流へ結局誘導コイル２にはこれら電流の合わさったも
のが流れることになる。

従って、第１のスイッチング素子２０Ａのアノード側に
は第４図Ｆに示すパルス状の駆動信号（電圧）Ｓｅが発
生する。

負の半サイクル時は上述したと逆の動作となり、いずれ
のサイクルにおいても誘導コイル２を駆動できる。

負の半サイクル時の動作波形を第４図Ｇ〜Ｊに示すも、
このとき誘導コイル２に流れる電流Ｓｄ′は正の半サイ
クル時のときに対し反転した状態で得られ、従って駆動
信号Ｓｅ′もその極性は反転する。

以上説明したように本発明では整流回路を設ける代りに
一対のスイッチング素子２０Ａ、２０Ｂからなるスイッ
チング回路２０と、その制御回路３０を設けて、整流回
路が在るのと同様の動作を負荷たる誘導コイル２に賦与
できるようにしたものである。

従って、本発明では整流回路を無くして電源回路１０を
構成しうるから、整流Ｎ路を構成するダイオードの存在
で生ずる整流損失を零にすることができる。

そのため、誘導コイル２を効率よく駆動することができ
る特徴を有する。

勿論、小電力でも従来と同様の動作を賦与できるから、
それだけ経済性に富むこの種電源回路を具現しうる効果
がある。

従って、大電力用の電源回路を提供できる。

又、整流回路を省略できる関係上、放熱手段等を必要と
しないから、それだけ小型にできる実用上の効果も併せ
て有する。

従って、本発明は大電力を必要とし、その効率の問題が
重要な誘導加熱装置等の高周波加熱装置における電源回
路に適用して極めて好適である。

この他、高圧発生回路等の電源回路にも適用できるは云
うまでもない。

なお、上述した実施例ではスイッチング素子としてＳＣ
Ｒを使用したが、その他の半導体制御整流素子、あるい
はトランジスタでもよい。

高周波加熱装置としては上述した例のほか、マグネトロ
ンなどの高周波電界発生素子を使用した誘電加熱装置で
も勿論よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は誘導加熱装置の一例を示す構成図、第２図はそ
の電気的な構成図、第３図は本発明による高周波加熱装
置の一例を示す接続図、第４図はその動作説明に供する
波形図である。 ２は誘導コイル、４は交流源、５は電源スィッチ、２０
は一対のスイッチング素子２０Ａ、２０Ｂからなるスイ
ッチング回路、３０はその制御回路であって、１２は発
振器、２３は移相器、２７はフリップフロップ回路、２
６Ａ、２６Ｂは切換スイッチである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流源に対しこれを電源とする負荷が接続された電
   源回路にあって、上記交流源にはこれと並列に互に逆極
   性になされた一対のスイッチング素子が接続され、これ
   らスイッチング素子の一方をスイッチング素子として使
   用しているとき、他方のスイッチング素子はダンパー用
   の素子として使用するようにしたことを特徴とする電源
   回路。