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JPH05326127A - High frequency inverter - Google Patents

High frequency inverter

Info

Publication number
JPH05326127A
JPH05326127A JP4125850A JP12585092A JPH05326127A JP H05326127 A JPH05326127 A JP H05326127A JP 4125850 A JP4125850 A JP 4125850A JP 12585092 A JP12585092 A JP 12585092A JP H05326127 A JPH05326127 A JP H05326127A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching element
reverse
resonance
current source
current
Prior art date
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Granted
Application number
JP4125850A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3070249B2 (en
Inventor
Hideki Omori
英樹 大森
Kiyoshi Izaki
潔 井崎
Mitsuru Takechi
充 武智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4125850A priority Critical patent/JP3070249B2/en
Publication of JPH05326127A publication Critical patent/JPH05326127A/en
Application granted granted Critical
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は電力と周波数を容易に独立制御する
ことができる高周波インバータを提供することを目的と
している。 【構成】 直流電流源11と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイル6および共振コンデンサ7と、前記
共振コイルと共振コンデンサを駆動する第一の逆導通ス
イッチング素子8および第二の逆導通スイッチング素子
9と、前記第一・第二の逆導通スイッチング素子を駆動
する制御回路10を備え、前記第一・第二の逆導通スイ
ッチング素子を直流電流源の出力電流が順電流となる方
向に配置した。
(57) [Summary] [Object] An object of the present invention is to provide a high-frequency inverter capable of easily independently controlling power and frequency. A DC current source 11, a resonance coil 6 and a resonance capacitor 7 connected in series to the DC current source, a first reverse conduction switching element 8 and a second reverse conduction which drive the resonance coil and the resonance capacitor. A switching element 9 and a control circuit 10 for driving the first and second reverse conducting switching elements are provided, and the first and second reverse conducting switching elements are arranged so that the output current of the DC current source becomes a forward current. I placed it.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般家庭で使用される誘
導加熱調理器などに用いられる高周波インバータに関す
るものである
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high frequency inverter used in an induction heating cooker used in general households.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、この種の高周波インバータに対し
ては、複数口化など並列使用等による負荷対応範囲の拡
大や、ノイズの低減などが求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for a high-frequency inverter of this type to expand the load handling range by parallel use such as multiple ports and reduce noise.

【0003】以下、従来の高周波インバータについて図
11・図12に基づいて説明する。図において、1は共
振コンデンサ、2は前記共振コンデンサ1に直列に接続
された共振コイルである。3は逆導通スイッチング素子
で、バイポーラトランジスタに逆並列に接続されたダイ
オードで構成されている。4は制御回路で、逆導通スイ
ッチング素子3の導通・遮断を制御している。5は通常
直流電圧源と直流リアクトルなどで構成される直流電流
源で、前記共振コンデンサ1と共振コイル2および逆導
通スイッチング素子3の回路に電力を供給している。共
振コイル2は、通常加熱コイルを兼ねており、図示して
いない鍋などの負荷を誘導加熱する。
A conventional high frequency inverter will be described below with reference to FIGS. 11 and 12. In the figure, 1 is a resonance capacitor, and 2 is a resonance coil connected in series to the resonance capacitor 1. A reverse conduction switching element 3 is composed of a diode connected in antiparallel to a bipolar transistor. Reference numeral 4 denotes a control circuit, which controls conduction / interruption of the reverse conduction switching element 3. Reference numeral 5 is a direct current source normally composed of a direct current voltage source, a direct current reactor and the like, and supplies electric power to the circuit of the resonance capacitor 1, the resonance coil 2 and the reverse conduction switching element 3. The resonance coil 2 also doubles as a heating coil, and inductively heats a load such as a pan (not shown).

【0004】以上のように構成された従来の高周波イン
バータは、逆導通スイッチング素子3を周期的に導通・
遮断することによって、共振コイル2に交流電流を流
し、共振コイル2より発生する高周波交流磁界によって
負荷を誘導加熱するものである。
In the conventional high frequency inverter configured as described above, the reverse conduction switching element 3 is periodically conducted.
By cutting off, an alternating current is passed through the resonance coil 2, and the load is induction-heated by the high frequency AC magnetic field generated by the resonance coil 2.

【0005】図12は高周波インバータの逆導通スイッ
チング素子3の動作波形を示す波形図で、VSW・ISW
それぞれ前記逆導通スイッチング素子3の電圧・電流を
示している。期間T1は、逆導通スイッチング素子3が
遮断されている期間を示し、これを変化させることによ
って高周波インバータの入力電力を制御できる。
FIG. 12 is a waveform diagram showing operation waveforms of the reverse conducting switching element 3 of the high frequency inverter, and V SW and I SW respectively show voltage and current of the reverse conducting switching element 3. The period T 1 indicates a period in which the reverse conduction switching element 3 is cut off, and the input power of the high frequency inverter can be controlled by changing the period.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、期間T1を変化させると発振周期T0が連動
して変化せざるを得ないという課題があった。つまり、
従来の構成では図12のVSWに示しているように、スイ
ッチング素子責務の小さい零電流スイッチングを行うた
めに、期間t0〜t1が共振コンデンサ1と共振コイル2
の共振周期で固定されているものである。従って、入力
電力を制御するため期間T1を変化させると、発振周期
0が連動して変化するものである。
However, in the above-mentioned conventional structure, there is a problem that when the period T 1 is changed, the oscillation cycle T 0 is inevitably changed. That is,
In the conventional configuration, as shown by V SW in FIG. 12, in order to perform the zero current switching in which the duty of the switching element is small, the period t 0 to t 1 is the resonance capacitor 1 and the resonance coil 2.
It is fixed at the resonance period of. Therefore, when the period T 1 is changed to control the input power, the oscillation cycle T 0 changes in conjunction.

【0007】この入力電力と動作周波数とを独立して制
御できないということは、産業・民生応用上、次のよう
な問題となっている。 (1)複数口の誘導加熱調理器や大形の負荷を加熱する
ため誘導加熱装置を並列に使用する場合、隣合う共振コ
イルの誘導加熱周波数が異なると、その差の周波数が可
聴域に入って、干渉雑音として聞こえる。 (2)よく知られているように小さい負荷や非磁性負荷
は、高い周波数が、また大きい負荷や磁性負荷は低い周
波数が適するなど、加熱用途や負荷に応じて最適の加熱
周波数帯が存在しており、この最適周波数帯では目的の
入力電力を得ることができないものである。このため負
荷対応範囲を狭くするか、非効率的な加熱を行わざるを
得ないものである。 (3)動作周波数範囲が広いためノイズフィルタがカバ
ーしきれず、電源に漏れるノイズが大きくなる。またテ
レビの赤外線リモコンの変調周波数など、特定周波数で
周辺機器に妨害を及ぼす場合、その周波数を避けて使用
することが困難である。
The fact that the input power and the operating frequency cannot be controlled independently poses the following problems in industrial and consumer applications. (1) When using an induction heating device in parallel to heat a large number of induction heating cookers or large loads, if the induction heating frequencies of adjacent resonance coils are different, the difference frequency falls within the audible range. Sound as interference noise. (2) As is well known, there is an optimum heating frequency band depending on the heating application and load, such as a high frequency for a small load or a non-magnetic load and a low frequency for a large load or a magnetic load. Therefore, the target input power cannot be obtained in this optimum frequency band. For this reason, it is unavoidable to narrow the load corresponding range or perform inefficient heating. (3) Since the operating frequency range is wide, the noise filter cannot be fully covered, and the noise leaking to the power source becomes large. Further, when the peripheral device is disturbed at a specific frequency such as the modulation frequency of the infrared remote controller of the television, it is difficult to avoid the frequency and use.

【0008】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、簡単な構成で、電力と周波数を容易に独立制御する
ことができる高周波インバータを提供することを第一の
目的としている。また前記第一の目的を達成する第二・
第三・第四の手段を提供することを第二・第三・第四の
目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The first object of the present invention is to provide a high frequency inverter having a simple structure and capable of easily independently controlling electric power and frequency. In addition, the second to achieve the first purpose
The second, third, and fourth purposes are to provide the third and fourth means.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、直流電流源と、この直流電
流源に直列に接続した共振コイルおよび共振コンデンサ
と、前記共振コイルと共振コンデンサを駆動する第一の
逆導通スイッチング素子および第二の逆導通スイッチン
グ素子と、前記第一・第二の逆導通スイッチング素子を
駆動する制御回路を備え、前記第一・第二の逆導通スイ
ッチング素子を直流電流源の出力電流が順電流となる方
向に配置した高周波インバータとするものである。
The first means of the present invention for achieving the first object is to provide a direct current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the direct current source, and the resonance. A first reverse conducting switching element and a second reverse conducting switching element for driving the coil and the resonance capacitor, and a control circuit for driving the first and second reverse conducting switching elements are provided. This is a high frequency inverter in which the reverse conduction switching element is arranged in the direction in which the output current of the DC current source becomes a forward current.

【0010】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、直流電流源と、この直流電流源に直列に接続
した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振コイ
ルと共振コンデンサを駆動する第一の逆導通スイッチン
グ素子および第二の逆導通スイッチング素子と、前記第
一・第二の逆導通スイッチング素子を駆動する制御回路
を備え、前記第一の逆導通スイッチング素子は、直流電
流源の出力電流が順電流となる方向に配置し、第二の逆
導通スイッチング素子は、直流電流源の出力電流が逆電
流となる方向に配置した高周波インバータとするもので
ある。
A second means of the present invention for achieving the second object is to drive a direct current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the direct current source, and the resonance coil and the resonance capacitor. A first reverse conducting switching element and a second reverse conducting switching element, and a control circuit for driving the first and second reverse conducting switching elements, wherein the first reverse conducting switching element is a direct current source. The second reverse conduction switching element is a high-frequency inverter that is arranged in a direction in which the output current becomes a forward current and the second reverse conduction switching element is arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a reverse current.

【0011】また第三の目的を達成するための本発明の
第三の手段は、直流電流源と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振
コイルと共振コンデンサを駆動する逆阻止スイッチング
素子および逆導通スイッチング素子と、前記逆阻止スイ
ッチング素子と逆導通スイッチング素子を駆動する制御
回路を備え、前記直流電流源の出力電流が順電流となる
方向に前記逆阻止スイッチング素子と前記逆導通スイッ
チング素子を配置した高周波インバータとするものであ
る。
A third means of the present invention for achieving the third object is to provide a direct current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series with the direct current source, and the resonance coil and the resonance capacitor. A reverse blocking switching element for driving and a reverse conducting switching element; and a control circuit for driving the reverse blocking switching element and the reverse conducting switching element, the reverse blocking switching element in a direction in which an output current of the direct current source becomes a forward current And a high frequency inverter in which the reverse conduction switching element is arranged.

【0012】更に第四の目的を達成するための本発明の
第四の手段は、直流電流源と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振
コイルと共振コンデンサを駆動する逆阻止スイッチング
素子および逆導通スイッチング素子と、前記逆阻止スイ
ッチング素子と逆導通スイッチング素子を駆動する制御
回路を備え、逆阻止スイッチング素子は直流電流源の出
力電流が順電流となる方向に配置し、逆導通スイッチン
グ素子は直流電流源の出力電流が逆電流となる方向に配
置した高周波インバータとするものである。
A fourth means of the present invention for achieving the fourth object is to provide a direct current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series with the direct current source, and the resonance coil and the resonance capacitor. A reverse blocking switching element for driving and a reverse conducting switching element, and a control circuit for driving the reverse blocking switching element and the reverse conducting switching element, wherein the reverse blocking switching element is arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a forward current. The reverse conduction switching element is a high frequency inverter arranged in a direction in which the output current of the direct current source becomes a reverse current.

【0013】[0013]

【作用】本発明の第一の手段は、1周期中のスイッチン
グ素子の導通比を変化させることによって、動作周期を
一定にした状態で電力を変化させ、また、電力を一定に
保った状態で、動作周期を変化させるよう作用する。従
って、電力と動作周波数を独立に制御できる高周波イン
バータを提供することができる。
According to the first means of the present invention, by changing the conduction ratio of the switching element during one cycle, the electric power is changed in the state where the operation cycle is constant, and the electric power is kept in the state where the power is kept constant. , Acts to change the operation cycle. Therefore, it is possible to provide a high frequency inverter capable of independently controlling electric power and operating frequency.

【0014】また本発明の第二の手段は、第一の逆導通
スイッチング素子の順電流の立ち上がり時間が長くなる
ので、ゲートの駆動が容易になって、本発明の第一の手
段よりもさらに制御回路を小形・安価に構成することが
できる。従って安価な高周波インバータを提供すること
ができる。
According to the second means of the present invention, since the rise time of the forward current of the first reverse conducting switching element is long, the driving of the gate is facilitated and the second means of the present invention is further improved. The control circuit can be made compact and inexpensive. Therefore, an inexpensive high frequency inverter can be provided.

【0015】本発明の第三の手段は、スイッチング素子
が逆阻止形であるため、特に無負荷時にも安定に作用す
るものである。
According to the third means of the present invention, since the switching element is of the reverse blocking type, it operates stably even under no load.

【0016】また本発明の第四の手段は、逆導通スイッ
チング素子の順電流の立ち上がり時間が長くなるので、
ゲートの駆動が容易になって、本発明の第三の手段に比
して制御回路を小形・安価に構成することができる。
In the fourth means of the present invention, since the rise time of the forward current of the reverse conduction switching element becomes long,
The gate can be easily driven, and the control circuit can be made compact and inexpensive as compared with the third means of the present invention.

【0017】[0017]

【実施例】以下本発明の第一の手段の実施例について図
1を参照しながら説明する。図において、6・7は直列
に接続されている共振コイル・共振コンデンサである。
共振コイル6はこの上に載置されている図示していない
鍋を誘導加熱する。8・9は前記共振コイル6と共振コ
ンデンサ7を駆動する第一の逆導通スイッチング素子お
よび第二の逆導通スイッチング素子で、本実施例ではバ
イポーラトランジスタと逆並列ダイオードで構成してい
る。10は前記第一・第二の逆導通スイッチング素子8
・9を駆動する制御回路である。11は直流電圧源と直
流リアクトルで構成した直流電流源である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the first means of the present invention will be described below with reference to FIG. In the figure, 6 and 7 are resonance coils and resonance capacitors connected in series.
The resonance coil 6 induction-heats a pan (not shown) placed on the resonance coil 6. Reference numerals 8 and 9 denote a first reverse conducting switching element and a second reverse conducting switching element for driving the resonance coil 6 and the resonance capacitor 7, which are constituted by bipolar transistors and antiparallel diodes in this embodiment. 10 is the first and second reverse conduction switching elements 8
A control circuit for driving 9. Reference numeral 11 is a DC current source composed of a DC voltage source and a DC reactor.

【0018】制御回路10の出力VD1・VD2は、第一の
逆導通スイッチング素子8と第二の逆導通スイッチング
素子9のゲートG1・G2に接続されている。こうして、
第一の逆導通スイッチング素子8と第二の逆導通スイッ
チング素子9は、制御回路10によって導通・遮断を制
御されている。このとき本実施例では、前記直流電流源
11の出力電流ISが順電流ISW1・ISW2となる方向に
第一の逆導通スイッチング素子8と第二の逆導通スイッ
チング素子9を配置している。本実施例では誘導加熱用
高周波インバータを取り上げているため、共振コイル6
は加熱コイルを兼ねている。
The outputs V D1 and V D2 of the control circuit 10 are connected to the gates G 1 and G 2 of the first reverse conducting switching element 8 and the second reverse conducting switching element 9. Thus
The control circuit 10 controls conduction and interruption of the first reverse conduction switching element 8 and the second reverse conduction switching element 9. At this time, in this embodiment, the first reverse conducting switching element 8 and the second reverse conducting switching element 9 are arranged in the direction in which the output current I S of the DC current source 11 becomes the forward currents I SW1 and I SW2. There is. Since the high frequency inverter for induction heating is taken up in this embodiment, the resonance coil 6
Also serves as a heating coil.

【0019】以下本実施例の動作について説明する。本
実施例は第一の逆導通スイッチング素子8と第二の逆導
通スイッチング素子9を、制御回路10によって周期的
に導通・遮断して、共振コイル6に高周波の交流電流を
流し、発生する高周波磁界によって鍋等の負荷を誘導加
熱するものである。以下、図2を用いてその動作を説明
する。VSW1・ISW1はそれぞれ第一の逆導通スイッチン
グ素子8の電圧・電流を、VSW2・ISW2はそれぞれ第二
の逆導通スイッチング素子9の電圧・電流を、ILは共
振コイル6の電流を示している。また期間T1・T2はそ
れぞれ第一の逆導通スイッチング素子8・第二の逆導通
スイッチング素子9が遮断されている期間を示してい
る。
The operation of this embodiment will be described below. In the present embodiment, the first reverse conduction switching element 8 and the second reverse conduction switching element 9 are periodically conducted / interrupted by the control circuit 10, and a high frequency alternating current is passed through the resonance coil 6 to generate a high frequency. A magnetic field is used to inductively heat a load such as a pan. The operation will be described below with reference to FIG. Each V SW1-I SW1 voltage and current of the first reverse conducting switching device 8, the voltage and current of each V SW2-I SW2 a second reverse conducting switching device 9, I L is the current of the resonant coil 6 Is shown. Further, the periods T 1 and T 2 indicate periods in which the first reverse conducting switching element 8 and the second reverse conducting switching element 9 are cut off, respectively.

【0020】期間t0〜t1では、制御回路10によって
第一の逆導通スイッチング素子8および第二の逆導通ス
イッチング素子9は導通しており、共振コイル6・共振
コンデンサ7・第一の逆導通スイッチング素子8・第二
の逆導通スイッチング素子9のループで共振電流がI
SW2のように流れている。共振電流がISW2が流れると、
SW1(=IS−ISW2)は共振の弧を描いて上昇して、
一旦電源電流ISを通過した後、上昇・下降してISW2
零になる時刻t1で再びISに達する。制御回路10は、
時刻t1の前、ISW2が負の期間中に、第二の逆導通スイ
ッチング素子9を構成するバイポーラトランジスタを遮
断する。こうすると、時刻t1で第二の逆導通スイッチ
ング素子9は自然に遮断され、VSW2が立ち上がる。こ
の期間は共振コンデンサ7が遮断されているため、期間
1〜t2の間の電圧は維持される。すなわち第二の逆導
通スイッチング素子9の電圧は、一定値に維持される。
また制御回路10が時刻t2で第二の逆導通スイッチン
グ素子9を導通すると、期間t0〜t1と同じ共振状態と
なって、ISW1は共振の弧を描いて上昇・下降し、零を
通過した後、負の共振の弧を描いて時刻t3で再び零に
達する。次いで時刻t3の前、すなわちISW1が負の期間
中に、第一の逆導通スイッチング素子8を構成するバイ
ポーラトランジスタを遮断する。このため、時刻t3
第一の逆導通スイッチング素子8は自然に遮断され、V
SW1が立ち上がる。また期間t3〜t4では、共振コンデ
ンサ13が定電流ISで充電されるため、VSW1は増大す
る。時刻t4で制御回路10が第一の逆導通スイッチン
グ素子8を導通すると、高周波インバータの状態は時刻
0の状態に戻って、発振が継続される。
In the period t 0 to t 1 , the first reverse conducting switching element 8 and the second reverse conducting switching element 9 are conducted by the control circuit 10, and the resonance coil 6, the resonance capacitor 7 and the first reverse conduction switching element 9 are in conduction. In the loop of the conduction switching element 8 and the second reverse conduction switching element 9, the resonance current is I
It is flowing like SW2 . When the resonance current I SW2 flows,
I SW1 (= I S −I SW2 ) rises in an arc of resonance,
After passing the power supply current I S once, it rises and falls and reaches I S again at time t 1 when I SW2 becomes zero. The control circuit 10
Before the time t1, the bipolar transistor forming the second reverse conduction switching element 9 is cut off during a negative period of I SW2 . Then, at time t 1 , the second reverse conduction switching element 9 is naturally shut off and V SW2 rises. Since the resonance capacitor 7 is cut off during this period, the voltage during the period t 1 to t 2 is maintained. That is, the voltage of the second reverse conduction switching element 9 is maintained at a constant value.
Further, when the control circuit 10 turns on the second reverse conducting switching element 9 at time t 2 , the same resonance state as during the period t 0 to t 1 is reached, and I SW1 draws an arc of resonance to rise and fall to zero. After passing through, a negative resonance arc is drawn and reaches zero again at time t3. Next, before the time t 3 , that is, during the period when I SW1 is negative, the bipolar transistor forming the first reverse conduction switching element 8 is cut off. Therefore, at time t 3 , the first reverse conduction switching element 8 is naturally shut off and V
SW1 starts up. Further, in the period t 3 to t 4 , the resonance capacitor 13 is charged with the constant current I S , so that V SW1 increases. When the control circuit 10 turns on the first reverse conduction switching element 8 at time t 4 , the state of the high frequency inverter returns to the state at time t 0 and oscillation is continued.

【0021】以上のように本実施例の高周波インバータ
は、第二の逆導通スイッチング素子9の遮断時間T2
変化させることによって、零電流スイッチングを維持し
た状態で、第一の逆導通スイッチング素子8の導通期間
0〜t3を自由に変えることができるものである。
As described above, in the high frequency inverter of this embodiment, by changing the cutoff time T 2 of the second reverse conducting switching element 9, the first reverse conducting switching element is maintained in the state where the zero current switching is maintained. It is possible to freely change the conduction period t 0 to t 3 of FIG.

【0022】ところで高周波インバータの電力Pは、I
Sと、VSの平均値すなわちVSW1の平均値との積であ
る。本実施例の高周波インバータは、下記(1)・
(2)の理由によって周波数と電力を独立に可変制御で
きることがわかる。 (1) 制御回路10は図3(a)に示すように、第一
の逆導通スイッチング素子8の遮断期間T1を増大させ
ると、同時にT0が一定に維持されるように第二の逆導
通スイッチング素子9の遮断期間T2を減少させてい
る。このため、VSW1が大きくなることに加えて、T1
0が大きくなるのでVSW1の平均値も大きくなって、電
力Pが増大する。すなわち、本実施例の高周波インバー
タは動作周波数を一定に維持した状態で電力を自由に可
変制御することができる。 (2) また動作周期T0を小さくすると、T1/T0
増大するので電力Pが増大する。つまり、図3(b)の
ような特性が得られる。図3(b)で例えば動作点A1
・A2・A3では、異なる動作周期a1・a2・a3で同じ
電力P1を得ることができる。従って、電力を一定に維
持した状態で周波数を自由に制御することができる。
The power P of the high frequency inverter is I
And S, the product of the average value or average value of V SW1 of V S. The high frequency inverter of this embodiment has the following (1)
It is understood that the frequency and the power can be variably controlled independently due to the reason (2). (1) As shown in FIG. 3 (a), the control circuit 10 increases the cut-off period T 1 of the first reverse conduction switching element 8 and at the same time, makes the second reverse circuit so that T 0 is maintained constant. The interruption period T 2 of the conduction switching element 9 is reduced. Therefore, in addition to increasing V SW1 , T 1 /
Since T 0 increases, the average value of V SW1 also increases and the power P increases. That is, the high frequency inverter of this embodiment can freely variably control the electric power while keeping the operating frequency constant. (2) When the operation cycle T 0 is shortened, T 1 / T 0 increases, so that the power P increases. That is, the characteristic as shown in FIG. 3B is obtained. In FIG. 3B, for example, operating point A 1
In A 2 · A 3 , the same electric power P 1 can be obtained in different operation cycles a 1 , a 2, and a 3 . Therefore, the frequency can be freely controlled while the power is kept constant.

【0023】なお、さらにスイッチング素子の零電流ス
イッチングが維持されているので、スイッチング素子責
務が小さく、発生するノイズも小さいものである。
Further, since the zero current switching of the switching element is maintained, the duty of the switching element is small and the generated noise is also small.

【0024】次に本発明の第二の手段の実施例について
図4を参照しながら説明する。12・13・14・15
・16・17は、共振コイル・共振コンデンサ・第一の
逆導通スイッチング素子・第二の逆導通スイッチング素
子・制御回路・直流電流源で、前記実施例と同様のもの
である。直流電流源17に、第一の逆導通スイッチング
素子14を接続し、さらに直流電流源17に共振コンデ
ンサ13と第二の逆導通スイッチング素子15を直列に
接続し、共振コンデンサ13に共振コイル12を直列に
挿入している。制御回路16の出力VD1・VD2は、第一
の逆導通スイッチング素子14と第二の逆導通スイッチ
ング素子15のゲートG1・G2に接続されており、これ
らの導通・遮断を制御している。本実施例では、直流電
流源17の出力電流が順電流ISW1となる方向に第一の
逆導通スイッチング素子14を配置し、逆電流−ISW2
となる方向に第二の逆導通スイッチング素子15を配置
している。
Next, an embodiment of the second means of the present invention will be described with reference to FIG. 12/13/14/15
16 and 17 are a resonance coil, a resonance capacitor, a first reverse conduction switching element, a second reverse conduction switching element, a control circuit, and a direct current source, which are the same as those in the above embodiment. The first reverse conduction switching element 14 is connected to the direct current source 17, the resonance capacitor 13 and the second reverse conduction switching element 15 are further connected in series to the direct current source 17, and the resonance coil 12 is connected to the resonance capacitor 13. Inserted in series. The outputs V D1 and V D2 of the control circuit 16 are connected to the gates G 1 and G 2 of the first reverse conduction switching element 14 and the second reverse conduction switching element 15, and control conduction and interruption of these. ing. In the present embodiment, the first reverse conducting switching element 14 is arranged in the direction in which the output current of the DC current source 17 becomes the forward current I SW1, and the reverse current −I SW2
The second reverse conduction switching element 15 is arranged in the direction.

【0025】以下本実施例の動作について図5に基づい
て説明する。VSW1・ISW1は、それぞれ第一の逆導通ス
イッチング素子14の電圧・電流を、VSW2・ISW2はそ
れぞれ第二の逆導通スイッチング素子15の電圧・電流
を、ILは共振コイル12の電流を示している。また期
間T1・T2は、それぞれ第一の逆導通スイッチング素子
14、第二の逆導通スイッチング素子15が遮断されて
いる期間を示している。 期間t0〜t1では、制御回路
16によって第一の逆導通スイッチング素子14および
第二の逆導通スイッチング素子15が導通しており、共
振コイル12・共振コンデンサ13・第一の逆導通スイ
ッチング素子14・第二の逆導通スイッチング素子15
のループで共振電流がISW2のように流れる。ISW1(=
S−IS W2)は次第に増加して、ISW2が零になる時刻
1でISに達する。制御回路16は、時刻t1の前、I
SW2が負の期間中に、第二の逆導通スイッチング素子1
5を構成するバイポーラトランジスタを遮断する。こう
すると、時刻t1で第二の逆導通スイッチング素子15
は自然に遮断され、VSW2が立ち上がる。この期間は共
振コンデンサ13が遮断されているため、期間t1〜t2
の間の電圧は維持される。すなわち第二の逆導通スイッ
チング素子15の電圧は、一定値に維持される。また制
御回路16が時刻t2で第二の逆導通スイッチング素子
15を導通すると、期間t0〜t1と同じ共振状態となっ
て、ISW1は共振の弧を描いて上昇・下降し、零を通過
した後、負の共振の弧を描いて時刻t3で再び零に達す
る。次いで時刻t3の前、すなわちISW1が負の期間中
に、第一の逆導通スイッチング素子14を構成するバイ
ポーラトランジスタを遮断する。このため、時刻t3
第一の逆導通スイッチング素子14は自然に遮断され、
SW1が立ち上がる。また期間t3〜t4では、共振コン
デンサ13が定電流ISで充電されるため、VSW1は増大
する。時刻t4で制御回路16が第一の逆導通スイッチ
ング素子14を導通すると、高周波インバータの状態は
時刻t0の状態に戻って、発振が継続される。
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIG. V SW1 and I SW1 are the voltage and current of the first reverse conducting switching element 14, V SW2 and I SW2 are the voltage and current of the second reverse conducting switching element 15, and I L is the resonance coil 12. It shows the current. Further, the periods T 1 and T 2 indicate periods in which the first reverse conduction switching element 14 and the second reverse conduction switching element 15 are cut off, respectively. In the period t 0 to t 1 , the control circuit 16 causes the first reverse conduction switching element 14 and the second reverse conduction switching element 15 to be in conduction, and thus the resonance coil 12, the resonance capacitor 13, and the first reverse conduction switching element. 14. Second reverse conduction switching element 15
The resonance current flows like I SW2 in the loop. I SW1 (=
I S −I S W2 ) gradually increases and reaches I S at time t 1 when I SW2 becomes zero. The control circuit 16 outputs I before time t1.
Second reverse conduction switching element 1 during the negative period of SW2
The bipolar transistor constituting 5 is cut off. By doing so, at time t 1 , the second reverse conducting switching element 15
Is naturally shut off and V SW2 rises. Since the resonance capacitor 13 is cut off during this period, the period t 1 to t 2
The voltage during is maintained. That is, the voltage of the second reverse conduction switching element 15 is maintained at a constant value. Also the control circuit 16 is conductive the second reverse conducting switching element 15 at time t 2, the become a same resonance state in the period t 0 ~t 1, I SW1 is rise and fall in an arc of resonance, zero After passing through, a negative resonance arc is drawn and reaches zero again at time t3. Then, before the time t 3 , that is, before the negative period of I SW1 , the bipolar transistor forming the first reverse conduction switching element 14 is cut off. Therefore, at time t 3 , the first reverse conduction switching element 14 is naturally shut off,
V SW1 rises. Further, in the period t 3 to t 4 , the resonance capacitor 13 is charged with the constant current I S , so that V SW1 increases. When the control circuit 16 conducts the first reverse conduction switching element 14 at time t 4 , the state of the high frequency inverter returns to the state at time t 0 and oscillation is continued.

【0026】以上のように本実施例の高周波インバータ
は、前記実施例と同様に周波数と電力を独立に制御する
ことができ、また、スイッチング素子の零電流スイッチ
ングが維持されているのでスイッチング素子責務が小さ
く、発生するノイズも小さい。
As described above, the high frequency inverter of this embodiment can control the frequency and the power independently as in the case of the above embodiment, and the zero current switching of the switching element is maintained. Is small and the generated noise is also small.

【0027】前記本発明の第一の手段の実施例では、期
間t0〜t1においてISW1が急速にピークISWPに達して
いる。このため第一の逆導通スイッチング素子8を、急
速に十分な導通状態に移行させる必要があった。例えば
バイポーラトランジスタの場合は、大きな順方向ベース
電流を流さなければならない。従って制御回路10は大
形となり、高価になるという問題がある。この点、本実
施例の高周波インバータでは、図5のISW1の期間t0
3より明らかなように、大電流のピークISWPに達する
までの時間が期間T2分だけ長くなるので、ゆっくり十
分な導通状態に移行させればよい。つまり本実施例は制
御回路16の構成を前記実施例の制御回路10よりも小
形で安価に構成することができる。
In the embodiment of the first means of the present invention, I SW1 rapidly reaches the peak I SWP in the period t 0 to t 1 . Therefore, the first reverse conduction switching element 8 needs to be rapidly transitioned to a sufficient conduction state. For example, in the case of a bipolar transistor, a large forward base current has to flow. Therefore, the control circuit 10 becomes large and expensive. In this respect, in the high frequency inverter of the present embodiment, the period t 0 to I SW1 of FIG.
As is clear from t 3, the time until the peak of the large current I SWP is reached is increased by the period T 2, so it is sufficient to slowly shift to a sufficiently conductive state. That is, in this embodiment, the structure of the control circuit 16 can be made smaller and cheaper than the control circuit 10 of the above embodiment.

【0028】次に本発明の第三の手段の実施例について
図6を参照しながら説明する。18・19は共振コイル
・共振コンデンサで、前記各実施例と同様のものであ
る。20・21は前記共振コイル18と共振コンデンサ
19を駆動する逆阻止スイッチング素子・逆導通スイッ
チング素子である。22は逆阻止スイッチング素子20
・逆導通スイッチング素子21を制御する制御回路であ
る。
Next, an embodiment of the third means of the present invention will be described with reference to FIG. Reference numerals 18 and 19 are resonance coils and resonance capacitors, which are the same as those in the above-described embodiments. Reference numerals 20 and 21 are reverse blocking switching elements and reverse conduction switching elements that drive the resonance coil 18 and the resonance capacitor 19. 22 is a reverse blocking switching element 20
A control circuit that controls the reverse conduction switching element 21.

【0029】直流電流源23に逆阻止スイッチング素子
20を接続し、さらに直流電流源23に共振コンデンサ
19と逆導通スイッチング素子21を直列に接続し、共
振コンデンサ19に共振コイル18を直列に挿入してい
る。制御回路22の出力VD1・VD2は、逆阻止スイッチ
ング素子20と逆導通スイッチング素子21のゲートG
1・G2に接続されており、これらの導通・遮断を制御し
ている。本実施例では直流電流源22の出力電流IS
順電流ISW1・ISW2となる方向に逆阻止スイッチング素
子20と逆導通スイッチング素子21を配置している。
A reverse blocking switching element 20 is connected to the direct current source 23, a resonance capacitor 19 and a reverse conduction switching element 21 are connected in series to the direct current source 23, and a resonance coil 18 is inserted in series to the resonance capacitor 19. ing. The outputs V D1 and V D2 of the control circuit 22 are the gates G of the reverse blocking switching element 20 and the reverse conduction switching element 21.
It is connected to 1 and G 2 and controls conduction and interruption of these. In this embodiment, the reverse blocking switching element 20 and the reverse conduction switching element 21 are arranged in the direction in which the output current I S of the DC current source 22 becomes the forward currents I SW1 and I SW2 .

【0030】以下本実施例の動作について説明する。本
実施例は制御回路22によって、逆阻止スイッチング素
子20と逆導通スイッチング素子21を周期的に導通・
遮断して共振コイル18に交流電流を流し、発生する高
周波磁界によって共振コイル18上に置かれる負荷を誘
導加熱するものである。
The operation of this embodiment will be described below. In this embodiment, the control circuit 22 causes the reverse blocking switching element 20 and the reverse conducting switching element 21 to conduct periodically.
An alternating current is made to flow through the resonance coil 18 after being cut off, and a high-frequency magnetic field generated is used to inductively heat a load placed on the resonance coil 18.

【0031】以下、図7を用いてその動作を説明する。
SW1・ISW1は、それぞれ逆阻止スイッチング素子20
の電圧・電流を、VSW2・ISW2は、逆導通スイッチング
素子21の電圧・電流を、ILは共振コイル18の電流
を示している。また期間T1・T2は、それぞれ逆阻止ス
イッチング素子20・逆導通スイッチング素子21が遮
断されている期間を示している。
The operation will be described below with reference to FIG.
V SW1 and I SW1 are reverse blocking switching elements 20 respectively.
, V SW2 · I SW2 indicates the voltage / current of the reverse conduction switching element 21, and I L indicates the current of the resonance coil 18. Further, the periods T 1 and T 2 indicate periods in which the reverse blocking switching element 20 and the reverse conduction switching element 21 are cut off, respectively.

【0032】期間t0〜t1では、制御回路22によって
前記逆阻止スイッチング素子20および逆導通スイッチ
ング素子21が導通しており、共振コイル18・共振コ
ンデンサ19・逆阻止スイッチング素子20・逆導通ス
イッチング素子21のループで共振電流ISW2が流れ
る。ISW1(=IS−ISW2)は、共振の弧を描いて上昇
して一旦電源電流ISを通過した後、上昇・下降してI
SW2が零になる時刻t1で再びISに達する。制御回路2
2は、時刻t1の前、ISW2が負の期間中に、逆導通スイ
ッチング素子21を構成するバイポーラトランジスタを
遮断する。このため時刻t1で、逆導通スイッチング素
子21は自然に遮断され、VSW2が立ち上がる。この状
態は共振コンデンサ19が遮断されているので、期間t
1〜t2の間その電圧は維持される。すなわち逆導通スイ
ッチング素子21の電圧は一定値に維持される。また時
刻t2で逆導通スイッチング素子21を導通すると、期
間t0〜t 1と同じ共振状態に戻って、期間t2〜t3に示
すようにISW1が下降し零に達する。ISW1が零に達する
と、つまり時刻t3で、逆阻止スイッチング素子20は
自然に遮断され、VSW1が発生する。期間t3〜t4
は、共振コンデンサ19が定電流ISで充電されてお
り、VSW1は増大する。次いで時刻t3の後、すなわちV
SW1が負の期間中に、逆阻止スイッチング素子20を構
成するバイポーラトランジスタを導通する。こうして期
間t3〜t4の間、逆阻止スイッチング素子20の遮断が
維持される。また時刻t4で、制御回路22によって逆
阻止スイッチング素子20を導通する。逆阻止スイッチ
ング素子20が導通すると、高周波インバータの状態は
時刻t0の状態に戻り発振が継続する。
Period t0~ T1Then, by the control circuit 22
The reverse blocking switching element 20 and the reverse conduction switch
The resonance element 18 is in conduction, and the resonance coil 18
Capacitor 19, reverse blocking switching element 20, reverse conduction switch
In the loop of the switching element 21, the resonance current ISW2Flows
It ISW1(= IS-ISW2) Goes up, drawing an arc of resonance
And then once the power supply current ISAfter passing through, go up and down I
SW2Time t when is zero1And I againSReach Control circuit 2
2 is time t1In front of ISW2Reverse conduction switch during a negative period.
The bipolar transistor that forms the touching element 21
Cut off. Therefore, time t1And the reverse conduction switching element
Child 21 is naturally shut off, VSW2Stands up. This state
Since the resonance capacitor 19 is cut off, the period t
1~ T2During that time its voltage is maintained. That is, reverse conduction switch
The voltage of the switching element 21 is maintained at a constant value. Again time
Tick t2When the reverse conduction switching element 21 is turned on,
Interval t0~ T 1Return to the same resonance state as in2~ T3Shown in
I likeSW1Drops to zero. ISW1Reaches zero
That is, time t3Then, the reverse blocking switching element 20
Naturally cut off, VSW1Occurs. Period t3~ TFourso
Is a constant current ISIs charged with
And VSW1Will increase. Then at time t3After, ie V
SW1Reverse blocking switching element 20 during the negative period of
The formed bipolar transistor is turned on. Thus
Interval t3~ TFourWhile the reverse blocking switching element 20 is cut off,
Maintained. Also at time tFourThen, the control circuit 22 reverses
The blocking switching element 20 is turned on. Reverse blocking switch
When the switching element 20 is conductive, the state of the high frequency inverter is
Time t0The state returns to and the oscillation continues.

【0033】以上のように本実施例の高周波インバータ
は、前記本発明の第一の手段の実施例と同様、周波数と
電力を独立に制御することができ、スイッチング素子の
零電流スイッチングが維持されているので、スイッチン
グ素子責務が小さく、発生するノイズも小さい。
As described above, the high frequency inverter of this embodiment can control the frequency and the power independently as in the embodiment of the first means of the present invention, and the zero current switching of the switching element is maintained. Therefore, the duty of the switching element is small and the generated noise is also small.

【0034】なお、本発明の第一の手段の実施例では、
直流電流源11の電圧VSは、第一の逆導通スイッチン
グ素子8が接続されているため、負になることがない。
このことは、原理的に直流電流源11から供給される瞬
時電力Piが常に正であることを意味する。なんとなれ
ばIS≧0、VS≧0であることから、Pi=IS×VS
0となるからである。明らかにわかるように、このよう
に瞬時電力が回生されることのない高周波インバータで
は、電源から供給される電力が外に出ていかない無負荷
時には、供給された電力がインバータ内に蓄積され続
け、この結果システムが発散して不安定となるものであ
る。この点本実施例では、直流電流源23に接続されて
いるスイッチング素子20が逆阻止形であるので、V
SW1すなわちVSが負になる期間が存在する。従って、無
負荷時も安定に動作するものである。具体的には、無負
荷時にはVSW1の正と負の平均値が等しくなって平均値
が零になり、直流電流源23から供給される電力が零に
なるように動作させることができる。すなわち、本実施
例はさらに信頼性の高い高周波インバータを実現するも
のである。 次に本発明の第四の手段の実施例について
図8を参照しながら説明する。24・25・26・27
・27・28・29は、前記本発明の第三の手段の実施
例と同様の共振コイル・共振コンデンサ・逆阻止スイッ
チング素子・逆導通スイッチング素子・制御回路・直流
電流源である。直流電流源29に逆阻止スイッチング素
子26を接続し、さらに共振コンデンサ25と逆導通ス
イッチング素子27を直列に接続し、共振コンデンサ2
5に共振コイル24を直列に挿入している。制御回路2
8の出力VD1・VD2は、逆阻止スイッチング素子26と
逆導通スイッチング素子27のゲートG1・G2に接続さ
れており、これらの導通・遮断を制御している。本実施
例では、直流電流源29の出力電流ISは、順電流ISW1
となる方向に逆阻止スイッチング素子26を配置し、逆
電流−ISW2となる方向に逆導通スイッチング素子29
を配置している。
In the embodiment of the first means of the present invention,
Voltage V S of the DC current source 11, since the first reverse conducting switching device 8 is connected, it does not become negative.
This means that, in principle, the instantaneous power P i supplied from the DC current source 11 is always positive. Since I S ≧ 0 and V S ≧ 0, P i = I S × V S
This is because it becomes 0. As can be clearly seen, in a high-frequency inverter in which instantaneous power is not regenerated in this way, when the power supplied from the power supply does not go out, the supplied power continues to be stored in the inverter, As a result, the system diverges and becomes unstable. In this regard, in this embodiment, since the switching element 20 connected to the DC current source 23 is of the reverse blocking type, V
There is a period during which SW1 or V S becomes negative. Therefore, it operates stably even under no load. Specifically, when there is no load, it is possible to operate so that the positive and negative average values of V SW1 become equal and the average value becomes zero, and the electric power supplied from the direct current source 23 becomes zero. That is, this embodiment realizes a high-reliability high frequency inverter. Next, an embodiment of the fourth means of the present invention will be described with reference to FIG. 24/25/26/27
Numerals 27, 28, and 29 are a resonance coil, a resonance capacitor, a reverse blocking switching element, a reverse conduction switching element, a control circuit, and a DC current source, which are the same as those in the embodiment of the third means of the present invention. The reverse blocking switching element 26 is connected to the DC current source 29, and the resonance capacitor 25 and the reverse conduction switching element 27 are connected in series.
5, the resonance coil 24 is inserted in series. Control circuit 2
The outputs V D1 and V D2 of 8 are connected to the gates G 1 and G 2 of the reverse blocking switching element 26 and the reverse conduction switching element 27, respectively, and control conduction and interruption of these. In this embodiment, the output current I S of the DC current source 29 is the forward current I SW1.
The reverse blocking switching element 26 is arranged in the direction that becomes, and the reverse conduction switching element 29 is arranged in the direction that becomes the reverse current −I SW2.
Are arranged.

【0035】以下本実施例の動作について図9に基づい
て説明する。VSW1・ISW1は、それぞれ逆阻止スイッチ
ング素子26の電圧・電流を、VSW2・ISW2はそれぞれ
逆導通スイッチング素子27の電圧・電流を、ILは共
振コイル24の電流を示している。また期間T1・T
2は、それぞれ逆阻止スイッチング素子26・逆導通ス
イッチング素子27が遮断されている期間を示してい
る。
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIG. V SW1-I SW1 is a voltage and current of the reverse blocking switching element 26, respectively, the voltage and current of each V SW2-I SW2 is reverse conducting switching device 27, I L represents the current in the resonant coil 24. Also period T 1 · T
Reference numeral 2 denotes a period in which the reverse blocking switching element 26 and the reverse conduction switching element 27 are cut off, respectively.

【0036】制御回路28は、期間t0〜t1の間、逆阻
止スイッチング素子26および逆導通スイッチング素子
27を導通しており、共振コイル24・共振コンデンサ
25・逆阻止スイッチング素子26・逆導通スイッチン
グ素子27のループで共振電流ISW2が流れている。共
振電流ISW2が流れると、ISW1(=IS−ISW2)は次第
に増加してISW2が零になる時刻t1でISに達する。次
いで時刻t1の前、ISW 2が負の期間中に、逆導通スイッ
チング素子27を構成するバイポーラトランジスタを遮
断する。こうして時刻t1では、逆導通スイッチング素
子27は自然に遮断されVSW2が立ち上がる。この期間
は、共振コンデンサ25が遮断されているため、期間t
1〜t2の間その電圧は維持される。すなわち逆導通スイ
ッチング素子27の電圧は一定値に維持される。時刻t
2で制御回路16が逆導通スイッチング素子27を導通
すると、期間t0〜t1と同じ共振状態となって、ISW1
は共振の弧を描いて上昇・下降し、時刻t3で再び零に
達する。ISW1が零に達すると、時刻t3で、逆阻止スイ
ッチング素子26は自然に遮断され、VSW1が発生す
る。次いで、期間t3〜t4では、共振コンデンサ25が
定電流ISで充電されるためVSW1は増大する。また制御
回路28は、時刻t3の後、VSW1が負の期間中に、逆阻
止スイッチング素子26を構成するバイポーラトランジ
スタを遮断する。バイポーラトランジスタが遮断される
と、期間t3〜t4の間逆阻止スイッチング素子26の遮
断が維持される。また時刻t4で、逆阻止スイッチング
素子26を導通すると、高周波インバータの状態は時刻
0の状態に戻り発振が継続する。
The control circuit 28 conducts the reverse blocking switching element 26 and the reverse conducting switching element 27 during the period t 0 to t 1 , and the resonance coil 24, the resonance capacitor 25, the reverse blocking switching element 26 and the reverse conducting state. The resonance current I SW2 flows in the loop of the switching element 27. When the resonance current I SW2 flows, I SW1 (= I S −I SW2 ) gradually increases and reaches I S at time t 1 when I SW2 becomes zero. Then, before the time t 1 , the bipolar transistor forming the reverse conduction switching element 27 is turned off during the period when I SW 2 is negative. Thus, at time t 1 , the reverse conduction switching element 27 is naturally shut off and V SW2 rises. Since the resonance capacitor 25 is cut off during this period, the period t
The voltage is maintained for 1 to t 2 . That is, the voltage of the reverse conduction switching element 27 is maintained at a constant value. Time t
When the control circuit 16 conducts the reverse conduction switching element 27 in the state of 2, the resonance state is the same as that of the period t 0 to t 1, and I SW1
Draws an arc of resonance, rises and falls, and reaches zero again at time t 3 . When I SW1 reaches zero, the reverse blocking switching element 26 is naturally shut off at time t 3 and V SW1 is generated. Then, in the period t 3 ~t 4, the V SW1 since the resonance capacitor 25 is charged with a constant current I S increases. Further, the control circuit 28 cuts off the bipolar transistor forming the reverse blocking switching element 26 during a negative period of V SW1 after the time t 3 . When the bipolar transistor is cut off, the reverse blocking switching element 26 is kept cut off during the period t3 to t4. When the reverse blocking switching element 26 is turned on at time t 4 , the state of the high frequency inverter returns to the state at time t 0 and oscillation continues.

【0037】以上の本実施例の高周波インバータは、本
発明の第三の手段の実施例と同様に、周波数と電力を独
立に制御することができ、スイッチング素子の零電流ス
イッチングが維持されているので、スイッチング素子責
務が小さく、発生するノイズも小さいものとなる。ま
た、無負荷時も安定に動作させることができる。さらに
加えて本実施例の高周波インバータでは、図9のISW1
の期間t0〜t3より明らかなように、大電流のピークI
SWPに達するまでの時間が長いので、逆阻止スイッチン
グ素子26をゆっくり十分な導通状態に移行させればよ
く、制御回路28を小形かつ安価に構成することができ
る。
In the high frequency inverter of the present embodiment described above, the frequency and the power can be controlled independently as in the case of the third means of the present invention, and the zero current switching of the switching element is maintained. Therefore, the duty of the switching element is small and the generated noise is also small. Further, it can be operated stably even under no load. In addition, in the high frequency inverter of this embodiment, I SW1 of FIG.
As is clear from the period t 0 to t 3 ,
Since it takes a long time to reach SWP, it suffices to slowly shift the reverse blocking switching element 26 to a sufficiently conductive state, and the control circuit 28 can be made small and inexpensive.

【0038】なお、前記各実施例では、共振コイルは共
振コンデンサに直列に挿入したが、本発明の第一・第二
の手段の実施例においては、第一の逆導通スイッチング
素子に直列に挿入してもよく、また共振コンデンサと第
一の逆導通スイッチング素子に第一・第二の共振コイル
をそれぞれ挿入してもよい。また本発明の第三・第四の
手段の実施例においては、逆阻止スイッチング素子に直
列に接続してもよく、また共振コンデンサと逆阻止スイ
ッチング素子の両方に、第一・第二の共振コイルをそれ
ぞれ挿入してもよい。
In each of the above embodiments, the resonance coil is inserted in series with the resonance capacitor. However, in the embodiments of the first and second means of the present invention, the resonance coil is inserted in series with the first reverse conduction switching element. Alternatively, the first and second resonant coils may be inserted in the resonant capacitor and the first reverse conducting switching element, respectively. In the embodiments of the third and fourth means of the present invention, the reverse blocking switching element may be connected in series, and both the resonance capacitor and the reverse blocking switching element may have the first and second resonance coils. May be inserted respectively.

【0039】図10は本発明の第一の手段の第二の実施
例で、共振コンデンサ30と第一の逆導通スイッチング
素子31の両方に第一の共振コイル32a、第二の共振
コイル32bをそれぞれ挿入している。33は第二の逆
導通スイッチング素子、34は制御回路、35は直流電
流源である。
FIG. 10 shows a second embodiment of the first means of the present invention, in which both the resonance capacitor 30 and the first reverse conducting switching element 31 are provided with a first resonance coil 32a and a second resonance coil 32b. I have inserted each. 33 is a second reverse conduction switching element, 34 is a control circuit, and 35 is a direct current source.

【0040】また前記各実施例において、スイッチング
素子はnpnバイポーラトランジスタとダイオードで構
成したが、npnバイポーラトランジスタのかわりにp
npバイポーラトランジスタ・MOSFET・IGBT
・SIT・SIサイリスタ・サイリスタなどを用いても
よく、逆阻止スイッチング素子を構成する直列ダイオー
ドを実施例のようにコレクタに挿入するかわりにエミッ
タに挿入してもよい。さらに逆阻止スイッチング素子
を、逆阻止サイリスタ、逆耐圧の高いIGBTなど、逆
阻止機能のあるスイッチング素子一つで構成してもよ
く、また逆導通スイッチング素子を、逆導通サイリスタ
・逆導通IGBT・MOSFETなど逆導通機能のある
スイッチング素子一つで構成してもよい。また前記各実
施例で用いている直流電流源は、交流電源を整流した直
流電圧源に直流リアクトルを接続して形成してもよい
し、半導体回路による定電流源を用いてもよい。また、
脈流やパルス状の直流電流源を用いてもよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the switching element is composed of the npn bipolar transistor and the diode.
np bipolar transistor, MOSFET, IGBT
SIT, SI thyristor, thyristor, etc. may be used, and the series diode forming the reverse blocking switching element may be inserted in the emitter instead of the collector as in the embodiment. Further, the reverse blocking switching element may be composed of a single switching element having a reverse blocking function such as a reverse blocking thyristor or an IGBT having a high reverse breakdown voltage, and the reverse conducting switching element may be a reverse conducting thyristor / reverse conducting IGBT / MOSFET. It may be configured by one switching element having a reverse conduction function. The DC current source used in each of the above embodiments may be formed by connecting a DC reactor to a DC voltage source obtained by rectifying an AC power source, or may be a constant current source using a semiconductor circuit. Also,
A pulsating current or a pulsed direct current source may be used.

【0041】さらに前記各実施例は誘導加熱用の高周波
インバータとして説明したが、本発明は、蛍光ランプ点
灯用や超音波発生用・マグネトロン駆動電源用やスイッ
チング電源用など種々の用途の高周波インバータに適用
することができる。
Further, although each of the above-described embodiments has been described as a high frequency inverter for induction heating, the present invention is applicable to a high frequency inverter for various purposes such as lighting of fluorescent lamps, generation of ultrasonic waves, magnetron driving power source, switching power source and the like. Can be applied.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の第一の手段は、直流電流源と、
この直流電流源に直列に接続した共振コイルおよび共振
コンデンサと、前記共振コイルと共振コンデンサを駆動
する第一の逆導通スイッチング素子および第二の逆導通
スイッチング素子と、前記第一・第二の逆導通スイッチ
ング素子を駆動する制御回路を備え、前記第一・第二の
逆導通スイッチング素子を直流電流源の出力電流が順電
流となる方向に配置した高周波インバータとして、電力
と動作周波数を独立に制御できるものとしている。
The first means of the present invention is a direct current source,
A resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source, a first reverse conduction switching element and a second reverse conduction switching element which drive the resonance coil and the resonance capacitor, and the first and second reverse conduction switching elements. As a high-frequency inverter having a control circuit for driving a conduction switching element and arranging the first and second reverse conduction switching elements in a direction in which the output current of a direct current source becomes a forward current, the power and the operating frequency are independently controlled. It is supposed to be possible.

【0043】本発明の第二の手段は、直流電流源と、こ
の直流電流源に直列に接続した共振コイルおよび共振コ
ンデンサと、前記共振コイルと共振コンデンサを駆動す
る第一の逆導通スイッチング素子および第二の逆導通ス
イッチング素子と、前記第一・第二の逆導通スイッチン
グ素子を駆動する制御回路を備え、前記第一の逆導通ス
イッチング素子は、直流電流源の出力電流が順電流とな
る方向に配置し、第二の逆導通スイッチング素子は、直
流電流源の出力電流が逆電流となる方向に配置した高周
波インバータとして、第一の逆導通スイッチング素子の
順電流の立ち上がり時間が長くなるので、ゲートの駆動
が容易になって、本発明の第一の手段よりもさらに制御
回路を小形・安価に構成することができる。従って安価
な高周波インバータを実現できるものである。
The second means of the present invention is to provide a direct current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the direct current source, a first reverse conducting switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor, and A second reverse conducting switching element, and a control circuit for driving the first and second reverse conducting switching elements, wherein the first reverse conducting switching element has a direction in which the output current of the direct current source becomes a forward current. The second reverse conducting switching element is a high-frequency inverter arranged in a direction in which the output current of the direct current source becomes a reverse current, so that the forward current rising time of the first reverse conducting switching element becomes long, The gate can be easily driven, and the control circuit can be made smaller and less expensive than the first means of the present invention. Therefore, an inexpensive high frequency inverter can be realized.

【0044】本発明の第三の手段によれば、直流電流源
と、この直流電流源に直列に接続した共振コイルおよび
共振コンデンサと、前記共振コイルと共振コンデンサを
駆動する逆阻止スイッチング素子および逆導通スイッチ
ング素子と、前記逆阻止スイッチング素子と逆導通スイ
ッチング素子を駆動する制御回路を備え、前記直流電流
源の出力電流が順電流となる方向に前記逆阻止スイッチ
ング素子と前記逆導通スイッチング素子を配置した高周
波インバータとして、特に無負荷時にも安定に作用する
装置とすることができるものである。
According to the third means of the present invention, a DC current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the DC current source, a reverse blocking switching element and a reverse blocking switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor. A conduction switching element and a control circuit for driving the reverse blocking switching element and the reverse conduction switching element are provided, and the reverse blocking switching element and the reverse conduction switching element are arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a forward current. The high frequency inverter can be a device that operates stably even under no load.

【0045】また本発明の第四の手段は、直流電流源
と、この直流電流源に直列に接続した共振コイルおよび
共振コンデンサと、前記共振コイルと共振コンデンサを
駆動する逆阻止スイッチング素子および逆導通スイッチ
ング素子と、前記逆阻止スイッチング素子と逆導通スイ
ッチング素子を駆動する制御回路を備え、逆阻止スイッ
チング素子は直流電流源の出力電流が順電流となる方向
に配置し、逆導通スイッチング素子は直流電流源の出力
電流が逆電流となる方向に配置した高周波インバータと
して、逆導通スイッチング素子の順電流の立ち上がり時
間が長くなり、ゲートの駆動が容易になって、本発明の
第三の手段の効果に加え、制御回路を小形・安価に構成
することができるものである。
The fourth means of the present invention is to provide a direct current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the direct current source, a reverse blocking switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor, and reverse conduction. A switching element and a control circuit for driving the reverse blocking switching element and the reverse conducting switching element are provided, the reverse blocking switching element is arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a forward current, and the reverse conducting switching element is a DC current. As a high-frequency inverter arranged in a direction in which the output current of the source becomes a reverse current, the rise time of the forward current of the reverse conduction switching element becomes long, the driving of the gate becomes easy, and the effect of the third means of the present invention In addition, the control circuit can be made compact and inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一の手段の実施例における高周波イ
ンバータの回路図
FIG. 1 is a circuit diagram of a high frequency inverter in an embodiment of the first means of the present invention.

【図2】同高周波インバータの動作を説明する波形図FIG. 2 is a waveform diagram illustrating the operation of the high frequency inverter.

【図3】同高周波インバータの動作を説明する動作特性
FIG. 3 is an operation characteristic diagram for explaining the operation of the high frequency inverter.

【図4】本発明の第二の手段の実施例における高周波イ
ンバータの回路図
FIG. 4 is a circuit diagram of a high frequency inverter in an embodiment of the second means of the present invention.

【図5】同高周波インバータの動作を説明する波形図FIG. 5 is a waveform diagram illustrating the operation of the high frequency inverter.

【図6】本発明の第三の手段の実施例における高周波イ
ンバータの回路図
FIG. 6 is a circuit diagram of a high frequency inverter in an embodiment of the third means of the present invention.

【図7】同高周波インバータの動作を説明する波形図FIG. 7 is a waveform diagram illustrating the operation of the high frequency inverter.

【図8】本発明の第四の手段の実施例における高周波イ
ンバータの回路図
FIG. 8 is a circuit diagram of a high frequency inverter in an embodiment of the fourth means of the present invention.

【図9】同高周波インバータの動作を説明する波形図FIG. 9 is a waveform diagram illustrating the operation of the high frequency inverter.

【図10】本発明の第一の手段の第二の実施例における
高周波インバータの回路図
FIG. 10 is a circuit diagram of a high frequency inverter according to a second embodiment of the first means of the present invention.

【図11】従来の高周波インバータの回路図FIG. 11 is a circuit diagram of a conventional high frequency inverter.

【図12】同高周波インバータの動作を説明する波形図FIG. 12 is a waveform diagram illustrating the operation of the high frequency inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6・12・18・24・30 共振コイル 7・13・19・25 共振コンデンサ 8・14・31 第一の逆導通スイッチング素子 9・15・33 第二の逆導通スイッチング素子 10・16・22・28・34 制御回路 11・17・23・29・35 直流電流源 20・26 逆阻止スイッチング素子 21・27 逆導通スイッチング素子 32a 第一の共振コイル 32b 第二の共振コイル 6 ・ 12 ・ 18 ・ 24 ・ 30 Resonant coil 7 ・ 13 ・ 19 ・ 25 Resonant capacitor 8 ・ 14 ・ 31 First reverse conduction switching device 9 ・ 15 ・ 33 Second reverse conduction switching device 10 ・ 16 ・ 22 ・28/34 Control circuit 11/17/23/29/35 DC current source 20/26 Reverse blocking switching element 21/27 Reverse conduction switching element 32a First resonance coil 32b Second resonance coil

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電流源と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振
コイルと共振コンデンサを駆動する第一の逆導通スイッ
チング素子および第二の逆導通スイッチング素子と、前
記第一・第二の逆導通スイッチング素子を駆動する制御
回路を備え、前記第一・第二の逆導通スイッチング素子
を直流電流源の出力電流が順電流となる方向に配置した
高周波インバータ。
1. A direct current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the direct current source, a first reverse conduction switching element and a second reverse conduction switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor. And a control circuit for driving the first and second reverse conducting switching elements, wherein the first and second reverse conducting switching elements are arranged in a direction in which the output current of the DC current source becomes a forward current. ..
【請求項2】 直流電流源と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振
コイルと共振コンデンサを駆動する第一の逆導通スイッ
チング素子および第二の逆導通スイッチング素子と、前
記第一・第二の逆導通スイッチング素子を駆動する制御
回路を備え、前記第一の逆導通スイッチング素子は、直
流電流源の出力電流が順電流となる方向に配置し、第二
の逆導通スイッチング素子は、直流電流源の出力電流が
逆電流となる方向に配置した高周波インバータ。
2. A direct current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the direct current source, a first reverse conduction switching element and a second reverse conduction switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor. And a control circuit for driving the first and second reverse conducting switching elements, wherein the first reverse conducting switching element is arranged in a direction in which the output current of the DC current source is a forward current, The reverse conduction switching element is a high-frequency inverter arranged so that the output current of the DC current source becomes a reverse current.
【請求項3】 直流電流源と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振
コイルと共振コンデンサを駆動する逆阻止スイッチング
素子および逆導通スイッチング素子と、前記逆阻止スイ
ッチング素子と逆導通スイッチング素子を駆動する制御
回路を備え、前記直流電流源の出力電流が順電流となる
方向に前記逆阻止スイッチング素子と前記逆導通スイッ
チング素子を配置した高周波インバータ。
3. A direct current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the direct current source, a reverse blocking switching element and a reverse conduction switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor, and the reverse blocking switching. A high-frequency inverter comprising a control circuit for driving an element and a reverse conduction switching element, and arranging the reverse blocking switching element and the reverse conduction switching element in a direction in which an output current of the DC current source becomes a forward current.
【請求項4】 直流電流源と、この直流電流源に直列に
接続した共振コイルおよび共振コンデンサと、前記共振
コイルと共振コンデンサを駆動する逆阻止スイッチング
素子および逆導通スイッチング素子と、前記逆阻止スイ
ッチング素子と逆導通スイッチング素子を駆動する制御
回路を備え、逆阻止スイッチング素子は直流電流源の出
力電流が順電流となる方向に配置し、逆導通スイッチン
グ素子は直流電流源の出力電流が逆電流となる方向に配
置した高周波インバータ。
4. A direct current source, a resonance coil and a resonance capacitor connected in series to the direct current source, a reverse blocking switching element and a reverse conduction switching element for driving the resonance coil and the resonance capacitor, and the reverse blocking switching. The device includes a control circuit that drives the element and the reverse conduction switching element.The reverse blocking switching element is arranged in the direction in which the output current of the DC current source becomes the forward current.The reverse conduction switching element has the output current of the DC current source as the reverse current. High frequency inverters arranged in the same direction.
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