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JP3146792B2 - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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JP3146792B2
JP3146792B2 JP25685193A JP25685193A JP3146792B2 JP 3146792 B2 JP3146792 B2 JP 3146792B2 JP 25685193 A JP25685193 A JP 25685193A JP 25685193 A JP25685193 A JP 25685193A JP 3146792 B2 JP3146792 B2 JP 3146792B2
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Japan
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current
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利明 岩井
博 富永
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Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般家庭において使用さ
れる誘導加熱調理器等に用いられるインバータ装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、誘導加熱調理器はその安全・清潔
・高効率という優れた特徴から一般家庭に普及しつつあ
る。
【0003】以下に、従来のインバータ装置について誘
導加熱調理器に使用する場合を例にとり説明する。図9
は従来のインバータ装置の回路図である。図9におい
て、1は交流電源、2は交流電源1を直流に変換する整
流回路、3は負荷である負荷鍋、4は負荷鍋3と磁気結
合した加熱コイル、5は加熱コイル4に並列接続された
共振コンデンサ、6は交流電源1からの入力電力を検知
する入力電力検知部、7は交流電源1の電圧を検知する
入力電圧検知部、8はスイッチング素子、9は加熱コイ
ル4に高周波電流を供給しユーザが設定した入力電力に
なるように、スイッチング素子8のオンオフを制御する
制御部である。
【0004】以上のような構成により、交流電源1から
の入力電力が所定値になる様に加熱コイル4に高周波電
流を印加し、加熱コイル4と磁気結合した負荷鍋3を誘
導加熱することを実現していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の構成で
はスイッチング素子8のオン時間を増減することにより
入力電力の制御を行っている、すなわちスイッチング素
子8のオン時間を長くすることによりスイッチング素子
8には大きな電流を印加し、その結果加熱コイル4に大
きな電流を供給し、大きな磁束を発生させることが可能
となる。
【0006】このような構成では、図10(a)に示す
ような入力電源の低下の際に、入力電力が低下するのを
防止するためスイッチング素子のオン時間を拡大する動
作を行う。この動作のため低電が長時間持続した場合に
はスイッチング素子のオン時間は定格入力電圧の時に比
較しかなり長いものになってしまう。その結果、停電復
帰時において図10(c)に示すようにスイッチング素
子に過大な素子電圧および素子電流が瞬時印加されるこ
とになってしまう。
【0007】したがってこの際発生する過大な電圧・電
流によるスイッチング素子の破壊を防止するため、スイ
ッチング素子の最大定格としては、正常の入力電圧にて
動作する際に印加される電圧・電流に比較し大きなマー
ジンを持つことを余儀なくされ、その結果コスト高にな
るという問題があった。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、入力電源の低電異常から復帰に至る際にスイッチン
グ素子に印加される素子電圧および素子電流を抑制でき
るインバータ装置の実現を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、第1の手段として、交流電源からの電流を
直流に整流する整流回路と、前記整流回路の励振により
駆動する加熱コイルと、オンオフにより前記加熱コイル
への電流供給を調整するスイッチング素子と、前記交流
電源からの入力電力を検知する入力電力検知部と、前記
交流電源の電圧を検知する入力電圧検知部と、前記入力
電圧検知部での検知電圧が一定時間継続して所定電圧以
下のときに低電と検知する低電検知部と、スイッチング
素子の両端に発生する素子電圧を検知する素子電圧検知
部と、前記素子電圧検知部での検知電圧に応じて出力す
る素子電圧制限回路と、前記素子電圧制限回路の出力に
応じて前記素子電圧を所定値以下に制御する制御部とを
備え、低電を検知しないときの前記素子電圧の上限より
も低電検知時の前記素子電圧の上限を低くすることを特
徴とするインバータ装置とする。
【0010】また本発明は、第2の手段として、交流電
源からの電流を直流に整流する整流回路と、前記整流回
路の励振により駆動する加熱コイルと、オンオフにより
前記加熱コイルへの電流供給を調整するスイッチング素
子と、前記交流電源からの入力電力を検知する入力電力
検知部と、前記交流電源の電圧を検知する入力電圧検知
部と、前記入力電圧検知部での検知電圧が一定時間継続
して所定電圧以下のときに低電と検知する低電検知部
と、スイッチング素子の両端に発生する素子電流 を検知
する素子電流検知部と、前記素子電流検知部での検知電
流に応じて出力する素子電流制限回路と、前記素子電流
制限回路の出力に応じて前記素子電流を所定値以下に制
御する制御部とを備え、低電を検知しないときの前記素
子電流の上限よりも低電検知時の前記素子電流の上限を
低くすることを特徴とするインバータ装置とする。
【0011】
【作用】本発明は上記した構成によれば、交流電源が予
め設定した電圧以下でかつ所定時間以上になった時に、
スイッチング素子の発振を停止し加熱コイルへの高周波
電流の供給を停止させることが可能となる。これにより
交流電源の所定時間以上の低電により、給電自体を停止
することにより、低電復帰の際に印加される過大な素子
電圧・素子電流を防止することができる。
【0012】また、交流電源が予め設定した電圧以下で
かつ所定時間以上になった時に、スイッチング素子の両
端に発生する素子電圧の制限値を低下させたり、スイッ
チング素子に印加される素子電流の制限値を低下させる
ことにより、低電復帰時における過大な素子電圧・素子
電流を防止することができる。なお、この方式によると
加熱を停止すること無く、また制限値の低下量を適切に
設定することで確実に素子電圧または素子電流を所定値
以下にすることができる。
【0013】
【実施例】(実施例1) 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
【0014】図1において、1は交流電源、2は交流電
源1を直流に変換する整流回路、3は負荷である負荷
鍋、4は負荷鍋3と磁気結合した加熱コイル、5は加熱
コイル4に並列接続された共振コンデンサ、6は交流電
源1からの入力電力を検知する入力電力検知部、7は交
流電源1の電圧を検知する入力電圧検知部、10は交流
電源1の電圧が予め設定した電圧以下でかつ所定時間以
上になった時に低電と検知する低電検知部、8はスイッ
チング素子、9は加熱コイル4に高周波電流を供給し使
用者が設定した入力電力になるように、スイッチング素
子8のオンオフを制御しかつ低電検知部10による低電
検知の際にはスイッチング素子8をオフし加熱を停止さ
せる制御部である。
【0015】次に図2を用いて本実施例のインバータ装
置の動作を説明する。図2(a)は入力電力の低下の様
子でここでは定格電力に対し30%低下させている。入
力電力の低下とともにスイッチング素子のオン時間は増
加をはじめるが、入力電力の低下が所定時間連続すると
加熱を停止させる動作を行う。つまりここでオン時間は
一旦零になり発振・加熱動作は停止する。したがってそ
の後入力電圧が定格電圧に復帰した際には、スイッチン
グ素子はオフされているので、過大な素子電圧・素子電
流は発生する事はない。なお入力電力復帰後、発振・加
熱動作を開始させることはいうまでもない。
【0016】(実施例2) 以下本発明の第2の実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。
【0017】図3において、1は交流電源、2は交流電
源1を直流に変換する整流回路、3は負荷である負荷
鍋、4は負荷鍋3と磁気結合した加熱コイル、5は加熱
コイル4に並列接続された共振コンデンサ、6は交流電
源1からの入力電力を検知する入力電力検知部、7は交
流電源1の電圧を検知する入力電圧検知部、10は交流
電源1の電圧が予め設定した電圧以下でかつ所定時間以
上になった時に低電と検知する低電検知部、8はスイッ
チング素子、9は加熱コイル4に高周波電流を供給し使
用者が設定した入力電力になるように、スイッチング素
子8のオンオフを制御する制御部、11はスイッチング
素子8の両端に発生する素子電圧を検知する素子電圧検
知部、12は低電検知の際には制御値を正常時より低下
させる機能を有した素子電圧制限回路である。
【0018】次に図4を用いて本実施例のインバータ装
置の動作を説明する。図4(a)は入力電力の低下の様
子でここでは定格電力に対し30%低下させている。図
4(b)は素子電圧の制限値を示しており低電が所定時
間以上継続した際にその制限値を低下させている。これ
により、低電期間中の素子電圧は定格電圧時より小さな
値に制限され、スイッチング素子のオン時間も制限され
る。したがって低電からの復帰においても過大な素子電
圧が印加されることなく加熱動作を継続することができ
る。
【0019】(実施例3) 以下本発明の第3の実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。
【0020】図5において、1は交流電源、2は交流電
源1を直流に変換する整流回路、3は負荷である負荷
鍋、4は負荷鍋3と磁気結合した加熱コイル、5は加熱
コイル4に並列接続された共振コンデンサ、6は交流電
源1からの入力電力を検知する入力電力検知部、7は交
流電源1の電圧を検知する入力電圧検知部、10は交流
電源1の電圧が予め設定した電圧以下でかつ所定時間以
上になった時に低電と検知する低電検知部、8はスイッ
チング素子、9は加熱コイル4に高周波電流を供給し使
用者が設定した入力電力になるように、スイッチング素
子8のオンオフを制御する制御部、13はスイッチング
素子8に印加される素子電流を検知する素子電流検知
部、14は低電検知の際には制限値を正常時より低下さ
せる機能を有した素子電流制限回路である。
【0021】次に図6を用いて本実施例のインバータ装
置の動作を説明する。図6(a)は入力電力の低下の様
子でここでは定格電力に対し30%低下させている。図
6(b)は素子電流の制限値を示しており低電が所定時
間以上継続した際にその制限値を低下させている。これ
により、低電期間中の素子電流は定格電圧時より小さな
値に制限され、スイッチング素子のオン時間も制限され
る。したがって低電からの復帰においても過大な素子電
流が印加されることなく加熱動作を継続することができ
る。
【0022】(実施例4) 以下本発明の第4の実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。
【0023】図7において、1は交流電源、2は交流電
源1を直流に変換する整流回路、3は負荷である負荷
鍋、4は負荷鍋3と磁気結合した加熱コイル、5は加熱
コイル4に並列接続された共振コンデンサ、6は交流電
源1からの入力電力を検知する入力電力検知部、7は交
流電源1の電圧を検知する入力電圧検知部、10は交流
電源1の電圧が予め設定した電圧以下でかつ所定時間以
上になった時に低電を検知する低電検知部、8はスイッ
チング素子、15はスイッチング素子8のオン時間を検
知するオン時間検知回路、9は加熱コイル4に高周波電
流を供給し使用者が設定した入力電力になるように、ス
イッチング素子8のオンオフを制御しかつ低電検知部1
0により低電検知された際にはオン時間の増加は行わな
い制御部である。
【0024】次に図8を用いて本実施例のインバータ装
置の動作を説明する。図8(a)は入力電力の低下の様
子でここでは定格電力に対し30%低下させている。図
8(b)はスイッチング素子8のオン時間の変化を示し
ている。オン時間は低電開始と同時に増加を始めるが、
所定時間後に低電検知が行われるとそれ以上はオン時間
を増加させない動きをする。したがって低電復帰におい
て発生する素子電圧・素子電流の増加も図8(c)に示
すように比較的小さく抑えることができる。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明のインバータ装置
は、落ち込み量の小さな比較的長い入力電源の低電異常
において発振・加熱を一時的に停止することにより、低
電から復帰に至る際にスイッチング素子に印加される過
大な素子電圧および素子電流を未然に防止することがで
きる。また前記低電時において素子電圧あるいは素子電
流の制限値を低下させることにより発振・加熱を停止さ
せることなく、低電復帰時の過大な素子電圧・素子電流
を防止することができる。その結果スイッチング素子に
必要とされる最大定格を従来に比較し大幅に低減でき、
スイッチング素子の低価格化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるインバータ装置
の回路図
【図2】同装置の動作を説明する特性図
【図3】本発明の第2の実施例におけるインバータ装置
の回路図
【図4】同装置の動作を説明する特性図
【図5】本発明の第3の実施例におけるインバータ装置
の回路図
【図6】同装置の動作を説明する特性図
【図7】本発明の第4の実施例におけるインバータ装置
の回路図
【図8】同装置の動作を説明する特性図
【図9】従来のインバータ装置の回路図
【図10】同装置の動作を説明する特性図
【符号の説明】
1 交流電源 2 整流回路 4 加熱コイル 6 入力電力検知部 7 入力電圧検知部 8 スイッチング素子 9 制御部 10 低電検知部11 素子電圧検知部 12 素子電圧制限回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H02M 7/537 H02M 7/537 A (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 6/12 H02M 7/48 - 7/98

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源からの電流を直流に整流する整
    流回路と、前記整流回路の励振により駆動する加熱コイ
    ルと、オンオフにより前記加熱コイルへの電流供給を調
    整するスイッチング素子と、前記交流電源からの入力電
    力を検知する入力電力検知部と、前記交流電源の電圧を
    検知する入力電圧検知部と、前記入力電圧検知部での検
    知電圧が一定時間継続して所定電圧以下のときに低電と
    検知する低電検知部と、スイッチング素子の両端に発生
    する素子電圧を検知する素子電圧検知部と、前記素子電
    圧検知部での検知電圧に応じて出力する素子電圧制限回
    路と、前記素子電圧制限回路の出力に応じて前記素子電
    圧を所定値以下に制御する制御部とを備え、低電を検知
    しないときの前記素子電圧の上限よりも低電検知時の前
    記素子電圧の上限を低くすることを特徴とするインバー
    タ装置。
  2. 【請求項2】 交流電源からの電流を直流に整流する整
    流回路と、前記整流回路の励振により駆動する加熱コイ
    ルと、オンオフにより前記加熱コイルへの電流供給を調
    整するスイッチング素子と、前記交流電源からの入力電
    力を検知する入力電力検知部と、前記交流電源の電圧を
    検知する入力電圧検知部と、前記入力電圧検知部での検
    知電圧が一定時間継続して所定電圧以下のときに低電と
    検知する低電検知部と、スイッチング素子の両端に発生
    する素子電流を検知する素子電流検知部と、前記素子電
    流検知部での検知電流に応じて出力する素子電流制限回
    路と、前記素子電流制限回路の出力に応じて前記素子電
    流を所定値以下に制御する制御部とを備え、低電を検知
    しないときの前記素子電流の上限よりも低電検知時の前
    記素子電流の上限を低くすることを特徴とするインバー
    タ装置。
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