專(zhuān)利名稱：電磁感應(yīng)加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)于不同材質(zhì)的被加熱物供給希望的電力進(jìn)行感應(yīng)加熱的逆變器方
式的電磁感應(yīng)加熱裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，不使用火加熱鍋等被加熱物的逆變器方式的電磁感應(yīng)加熱裝置被廣泛地 應(yīng)用。電磁感應(yīng)加熱裝置，在加熱線圈中流過(guò)高頻電流，使在線圈附近配置的金屬制的被加 熱物內(nèi)產(chǎn)生渦流，通過(guò)被加熱物自身的電阻發(fā)熱。 一般，被加熱物是磁體、固有電阻大的鐵 容易加熱，非磁體、低電阻的銅或者鋁等不容易被加熱。 作為解決這樣的問(wèn)題的現(xiàn)有例子，有在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)那樣、通過(guò)鍋等被加熱 物的材質(zhì)使在多個(gè)加熱線圈上施加的電流的相位作為同相、逆相，利用加熱線圈間的互感， 能夠與被加熱物的材質(zhì)的不同無(wú)關(guān)地同等程度進(jìn)行加熱的方法。 但是，在非磁性體的鋁鍋中，假定在包含烹調(diào)物的重量輕的場(chǎng)合投入大量的電力
時(shí)，鍋和加熱線圈之間產(chǎn)生的斥力變大，發(fā)生使鍋上浮或移動(dòng)這樣的現(xiàn)象。 對(duì)于這樣的課題，有如在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)那樣、在檢測(cè)到鍋上浮的場(chǎng)合減低加
熱電力的方法，或者有如在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)那樣、在鍋和加熱線圈之間配置非磁性金屬
板，在加熱非磁性金屬板的同時(shí)，減低鍋和加熱線圈之間發(fā)生的斥力、抑制鍋上浮的方法。專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)2007-12482號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2特開(kāi)2004-165127號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3特開(kāi)2004-273301號(hào)公報(bào) 在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，因?yàn)樵诒患訜嵛锸谴判缘膱?chǎng)合把給加熱線圈施加的電流的相位 做成逆相位，使電流容易流過(guò)加熱線圈，在被加熱物是非磁性的場(chǎng)合做成同相位抑制流過(guò) 加熱線圈的電流，與被加熱物的不同無(wú)關(guān)地使流過(guò)加熱線圈的電流值成為相同程度，所以 無(wú)助于抑制在被加熱物和線圈之間發(fā)生的斥力。 在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，有得不到烹調(diào)必要的加熱電力的可能。例如，在輕的鍋或者煎鍋 中，對(duì)于斥力容易上浮，而且在鍋內(nèi)物料偏在一旁時(shí)有失去平衡移動(dòng)到鐵方盤(pán)上的可能。因 為為防止這點(diǎn)在檢測(cè)到上浮時(shí)降低火力，所以發(fā)生烹調(diào)得不到充分的火力、或者不能煮熟 的情況。 在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，雖然減低了在被加熱物上發(fā)生的斥力，但是非磁性金屬板被加 熱后加熱玻璃面，由此有發(fā)生煮溢出來(lái)燒焦或者因?yàn)榕胝{(diào)結(jié)束后玻璃面成為高溫被燙傷的 可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，應(yīng)對(duì)上述課題，提供一種逆變器方式的電磁感應(yīng)加熱裝置，其能夠?qū)τ诓?同材質(zhì)的被加熱物高效率地提供希望的電力，同時(shí)能夠減低特別在鋁等非磁性被加熱物上 作用的浮力。
5
在本發(fā)明理想的實(shí)施形式中，電磁感應(yīng)加熱裝置具有逆變器，其具有作為兩個(gè)主開(kāi)關(guān)元件的串聯(lián)體的第一、第二上下臂，向把直流電壓進(jìn)行直流/交流變換后對(duì)被加熱物進(jìn)行感應(yīng)加熱的加熱線圈供給交流電壓，所述電磁感應(yīng)加熱裝置的特征在于，具有通過(guò)驅(qū)動(dòng)第一上下臂的開(kāi)關(guān)元件，使作為半橋方式逆變器動(dòng)作的第一逆變器控制單元；通過(guò)驅(qū)動(dòng)第二上下臂的開(kāi)關(guān)元件，使作為半橋方式逆變器動(dòng)作的第二逆變器控制單元；通過(guò)驅(qū)動(dòng)第一、第二上下臂的開(kāi)關(guān)元件，使逆變器作為全橋方式逆變器動(dòng)作的第三逆變器控制單元；在包含第一上下臂構(gòu)成的所述半橋方式逆變器的輸出端子間連接的、由第一加熱線圈和第一共振電容器構(gòu)成的第一共振負(fù)荷電路；在包含第二上下臂構(gòu)成的所述半橋方式逆變器的輸出端子間連接的、由第二加熱線圈和第二共振電容器構(gòu)成的第二共振負(fù)荷電路；在通過(guò)第一、第二上下臂構(gòu)成的全橋方式逆變器的輸出端子間連接的、由第一、第二共振負(fù)荷電路的至少一部分和第三共振電容器構(gòu)成的第三共振負(fù)荷電路；從逆變器接通或者斷開(kāi)該第三共振負(fù)荷電路的開(kāi)關(guān)單元。 這里，所謂半橋方式逆變器，指的是基本上是通過(guò)對(duì)第一上下臂的開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行接通、關(guān)斷驅(qū)動(dòng)向負(fù)荷供給交流的逆變器。 在本發(fā)明理想的實(shí)施形式中，所述第一、第二加熱線圈，被配置在大體同一平面
上，具有抑制所述加熱線圈間相互磁耦合的磁耦合抑制單元，具有按照使所述第一、第二加
熱線圈的電流相位差成為n/2的方式驅(qū)動(dòng)所述第一、第二上下臂的驅(qū)動(dòng)單元。 根據(jù)本發(fā)明理想的實(shí)施形式，即使在負(fù)荷變動(dòng)大的條件下也能夠設(shè)定最佳的逆變
器電壓、驅(qū)動(dòng)頻率、線圈電流，高效率地向負(fù)荷供給希望的電力。另外，通過(guò)對(duì)于兩個(gè)加熱線
圈的電流給予相位差，能夠減低特別在鋁等非磁性被加熱物上作用的浮力。 本發(fā)明的其他的目的和特征，在以下要敘述的實(shí)施形式中會(huì)更明了。


圖1是實(shí)施例1的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖2是實(shí)施例1的加熱線圈的平面圖。 圖3是實(shí)施例1的加熱線圈的截面斜視圖。 圖4是實(shí)施例1的加熱線圈中的相位差零的電流和渦流損失、浮力的解析圖。 圖5是實(shí)施例1的加熱線圈中的相位差/2的電流和渦流損失、浮力的解析圖。 圖6是實(shí)施例1的電磁感應(yīng)加熱裝置的動(dòng)作波形。 圖7是實(shí)施例1的電磁感應(yīng)加熱裝置的動(dòng)作波形。 圖8是實(shí)施例2的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖9是實(shí)施例3的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖10是實(shí)施例4的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖11是實(shí)施例4的電磁感應(yīng)加熱裝置的動(dòng)作波形。 圖12是實(shí)施例4的電磁感應(yīng)加熱裝置的動(dòng)作波形。 圖13是實(shí)施例5的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖14是實(shí)施例6的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖15是實(shí)施例6的電磁感應(yīng)加熱裝置的動(dòng)作波形。 圖16是實(shí)施例6的電磁感應(yīng)加熱裝置的動(dòng)作波形。
圖17是實(shí)施例7的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。圖18是實(shí)施例8的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。圖19是實(shí)施例9的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。圖20是實(shí)施例10的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。符號(hào)說(shuō)明1、10直流電源2二極管整流電路3、4上下臂5a 5d、32、42、142開(kāi)關(guān)元件6a 6d、33、43、143 二極管7a 7d、9、12、13、15 17、34、44電容器11、14加熱線圈20繼電器8、31、41、141電感器50、60、70共振負(fù)荷電路51a 511、71a 711磁體AC商用交流電源61驅(qū)動(dòng)電路90控制電路91a、91b、93、95電流傳感器92線圈電流檢測(cè)電路94AC電流檢測(cè)電路96輸入電流檢測(cè)電路98升壓電壓檢測(cè)電路99INV電壓檢測(cè)電路100輸入電力設(shè)定部
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的希望的實(shí)施形式。
實(shí)施例1
圖1是實(shí)施例1的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例是把直流電力變換 為交流電力的結(jié)構(gòu)，表示在加熱線圈內(nèi)流過(guò)高頻交流電流、通過(guò)電磁感應(yīng)加熱金屬性的被 加熱物的電路結(jié)構(gòu)。被加熱物未在圖中表示，通過(guò)加熱線圈11、14的磁耦合向被加熱物供 給電力。在圖1中，在直流電源1的正電極和負(fù)電極之間，連接功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件5a和 5b串聯(lián)的第一上下臂3、和5c和5d串聯(lián)的第二上下臂4。在開(kāi)關(guān)元件5a到5d上分別反向 并聯(lián)二極管6a到6d，另外，在開(kāi)關(guān)元件5a到5d上分別并聯(lián)緩沖電容器7a到7d。緩沖電 容器7a、7b，通過(guò)開(kāi)關(guān)元件5a或者5b關(guān)斷時(shí)的切斷電流充電或者放電，通過(guò)減低在兩開(kāi)關(guān) 元件上施加的電壓的變化抑制關(guān)斷損失。同樣，緩沖電容器7c、7d，也通過(guò)減低在開(kāi)關(guān)元件 5c或者5d上施加的電壓的變化抑制關(guān)斷損失。在上述第一上下臂3的輸出端子上連接第
7一加熱線圈11的一端，在加熱線圈11的另一端和直流電源1的負(fù)電極間連接第一共振電容器12，構(gòu)成第一共振負(fù)荷電路50。在上述第二上下臂4的輸出端子上連接第二加熱線圈14的一端，在加熱線圈14的另一端和直流電源1的負(fù)電極間連接第二共振電容器15，構(gòu)成第二共振負(fù)荷電路70。另外，在所述第一加熱線圈11的另一端和所述第二加熱線圈14的另一端連接串聯(lián)的第三共振電容器13和繼電器20。在這樣的結(jié)構(gòu)下通過(guò)關(guān)斷繼電器20能夠把第三共振電容器13斷開(kāi)。所述第一、第二共振負(fù)荷電路50、70和第三共振電容器13構(gòu)成第三共振負(fù)荷電路60。通過(guò)根據(jù)被加熱物的材質(zhì)或者設(shè)定火力切換繼電器20，能夠選擇第一共振負(fù)荷電路50、第二共振負(fù)荷電路70或者第三共振負(fù)荷電路60加熱被加熱物。
圖2是所述第一、第二加熱線圈11、14的平面圖，圖3是圖2的加熱線圈中的ab間的截面斜視圖。所述第一、第二加熱線圈111、14，如圖2、圖3所示，大體在同一平面上分別在內(nèi)側(cè)和外側(cè)成同心圓配置。另外，加熱線圈ll在從線圈中心成放射狀配置的U形磁性體51a 511上設(shè)置，加熱線圈14同樣也在U形磁性體771a 711上配置。這些磁性體在加熱線圈的內(nèi)周面、下面、外周面上相對(duì)配置，抑制對(duì)于線圈下面和側(cè)面方向的漏磁場(chǎng)，成為起向線圈上面方向、亦即作為被加熱物的鍋所在方向感應(yīng)磁場(chǎng)的作用的磁耦合抑制單元。另外，為抑制在加熱線圈11和14之間磁耦合，分別具有分離獨(dú)立的磁性體51a 511和71a 711。為抑制線圈間的磁耦合，兩個(gè)線圈間的間隙寬好，但是在有限的外徑尺寸下增加各個(gè)加熱線圈的匝數(shù)減低電流，需要使線圈間窄。因此，在本實(shí)施例中內(nèi)側(cè)的磁性體5la 511每30度的角度配置一個(gè)，外側(cè)的磁性體7la 711對(duì)于內(nèi)側(cè)的磁性體5la 511偏移15度配置。由此，磁性體51a 511的外側(cè)上升部分和磁性體71a 711的內(nèi)側(cè)上升部分成為離開(kāi)線圈中心大體相同的距離r的位置，使加熱線圈11和加熱線圈14的間隙變窄，能夠通過(guò)有限的空間確保更多的匝數(shù)。 在圖1中，因?yàn)榧訜峋€圈11、14和被加熱物(未圖示)磁耦合，所以當(dāng)把被加熱物變換為從加熱線圈11、14側(cè)看的等價(jià)電路時(shí)，成為被加熱物的等價(jià)電阻和等價(jià)電感被串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。等價(jià)電阻以及等價(jià)電感，根據(jù)被加熱物的材質(zhì)而不同，在非磁性體中低電阻的銅或者鋁的場(chǎng)合，等價(jià)電阻以及等價(jià)電感兩者都小，在磁性體中高電阻的鐵的場(chǎng)合，兩者都大。
在本實(shí)施例中，在被加熱物是銅或鋁的場(chǎng)合，關(guān)斷所述繼電器20，用由所述第一上下臂3和包含加熱線圈11的共振負(fù)荷電路50構(gòu)成的SEPP(SingleEnded Push-Pull)方式的逆變器在內(nèi)側(cè)的加熱線圈11中流過(guò)高頻電流，用由所述第二上下臂4和包含加熱線圈14的共振負(fù)荷電路70構(gòu)成的SEPP方式的逆變器在外側(cè)的加熱線圈14中流過(guò)高頻電流，進(jìn)行加熱。SEPP方式是半橋方式的一種。如上述，因?yàn)榉谴判泽w低電阻的被加熱物等價(jià)電阻小電流容易流過(guò)，所以把逆變器做成SEPP方式，即使降低給共振負(fù)荷電路50、70上施加的電壓也能夠流過(guò)足夠的電流。上述第一、第二上下臂3、4，在加熱線圈11和加熱線圈14中設(shè)置預(yù)定的相位差，供給高頻電流。另外，被加熱物的表面電阻具有與頻率的平方根成比例的特征，在加熱銅或者鋁等的低電阻的被加熱物的場(chǎng)合，提高頻率是有效的。因此，例如能夠用約90kHz的頻率驅(qū)動(dòng)第一、第二上下臂那樣設(shè)定第一、第二共振電容器12、15的電容量。
下面說(shuō)明流過(guò)上述第一、第二加熱線圈11、 14的電流和被加熱物的渦流損失以及作用在被加熱物上的浮力。圖4是解析在加熱線圈11、14內(nèi)流過(guò)同相的電流的場(chǎng)合的渦流損失和浮力的結(jié)果。因?yàn)闇u流損失以及浮力是由于從加熱線圈發(fā)生的磁通的變化產(chǎn)生，所以與電流的方向無(wú)關(guān)總為正。磁通變化大時(shí)渦流損失、浮力都增加，磁通變化小時(shí)減小。這
8里，被加熱物的渦流損失、即發(fā)熱量，因?yàn)橛行е党蔀橹匾闹?，所以不受電流的相位的?響，但是因?yàn)楦×Φ乃矔r(shí)力越大會(huì)越使被加熱物上浮或者移動(dòng)，所以發(fā)生由電流的相位引 起的影響。因此，如圖4所示，第一、第二加熱線圈的電流相位是同相即電流相位差是零的 場(chǎng)合，在被加熱物上作用的浮力，相當(dāng)于通過(guò)一個(gè)加熱線圈電流發(fā)生的浮力的2倍，因?yàn)樵?值極大，所以對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，會(huì)感覺(jué)到被加熱物上浮了 。 因此，研究一下浮力成為最小的相位差。當(dāng)設(shè)加熱線圈11、14的匝數(shù)和電流，分別 是相同的n、 I，電流的相位差為CP時(shí)，浮力F可以以下面的式1表示。
F co I nl sin cot I + I nl sin (cot +cp)| (式i) 在式1中，當(dāng)求F成為最小的(p時(shí)，9成為n/2[rad]。圖5是解析在加熱線圈11、 14中設(shè)置Ji/2[rad]的相位差、流過(guò)電流的場(chǎng)合的渦流損失和浮力的結(jié)果。根據(jù)圖5，渦流 損失的有效值在電流同相時(shí)不變化，但是對(duì)于浮力，當(dāng)把瞬時(shí)的最大值與電流同相時(shí)比較 時(shí)，可知被減小。 另外，式1是表示第一加熱線圈以及第二加熱線圈的匝數(shù)、電流相同時(shí)的浮力F的
公式，但是匝數(shù)、電流不相同時(shí)也可以，在設(shè)第一加熱線圈的匝數(shù)為&、電流為Ip第二加熱
線圈的匝數(shù)為112、電流為12時(shí)，如果設(shè)定成滿足 r^XIi二n2X工2 (式2) 則浮力F可以用下面的式3表示。F oo | .n山sincot | + | n2I2 sin (cot +(p)| (式3) 即使在式3中，因?yàn)镕成為最小時(shí)9是^/2[rad]，所以通過(guò)把(p設(shè)定為Ji/2[rad]， 可以得到和已在圖5中說(shuō)明過(guò)的同等的效果。 圖6表示在本實(shí)施例中在加熱線圈11、14內(nèi)設(shè)定Ji /2[rad]的相位差流過(guò)電流的 場(chǎng)合的第一、第二上下臂3、4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。圖中，上下臂3的開(kāi)關(guān)元件5a、5b設(shè)定規(guī)定的 死時(shí)間互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，同樣上下臂4的開(kāi)關(guān)元件5c、5d也互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)在上下臂3、4內(nèi)設(shè)定 Ji/2[rad]的相位差，在加熱線圈11、14中能夠如圖的I(11)、1(14)那樣設(shè)定Ji/2[rad]的 相位差。 這樣，在本實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)加熱線圈，把線圈電流的相位差設(shè)定為 Ji /2[rad]，能夠減低被加熱物的浮力的瞬時(shí)最大值，能夠抑制受該力的被加熱物上浮。另 外，即使對(duì)于通過(guò)浮力被加熱物失去平衡、開(kāi)始移動(dòng)的界限值(靜摩擦力)，因?yàn)樗矔r(shí)最大 值降低，所以對(duì)于在被加熱物上投入的電力，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，也能夠抑制移動(dòng)。進(jìn)而，即使 是移動(dòng)開(kāi)始的場(chǎng)合，因?yàn)楦×Φ乃矔r(shí)最大值降低，所以移動(dòng)距離也變短。從這些點(diǎn)出發(fā)，在 向被加熱物投入與現(xiàn)在同等的電力的場(chǎng)合，因?yàn)楸患訜嵛锏纳细』蛘咭苿?dòng)被抑制，所以對(duì) 于使用者能夠提供使用方便的電磁感應(yīng)加熱裝置。另外，在允許被加熱物有與現(xiàn)在同樣程 度的上浮或者移動(dòng)的場(chǎng)合，能夠向被加熱物投入比現(xiàn)在大的電力，即使對(duì)于需要大火力的 烹調(diào)也能夠應(yīng)對(duì)。進(jìn)而，因?yàn)榘鸭訜峋€圈一分為二，所以在被加熱物內(nèi)發(fā)生的渦流損失在內(nèi) 側(cè)和外側(cè)兩個(gè)地方展開(kāi)分布，也有比一個(gè)線圈均勻加熱的效果。 在本實(shí)施例中，在被加熱物是鐵的場(chǎng)合，導(dǎo)通上述繼電器20，用由所述第一以及第 二上下臂3、4和包含加熱線圈11、14的第三共振負(fù)荷電路60構(gòu)成的全橋方式的逆變器使 內(nèi)側(cè)的加熱線圈11、外側(cè)的加熱線圈14內(nèi)流過(guò)高頻電流進(jìn)行加熱。如上所述，因?yàn)榇判泽w 中高電阻的被加熱物等價(jià)電阻大所以電流難于流過(guò)共振負(fù)荷電路。因此，通過(guò)切換到全橋方式，能夠得到逆變器輸出電壓2倍高的希望的輸出。在上述銅或鋁的場(chǎng)合，因?yàn)殡娮栊∷?以使逆變器的頻率為約90kHz，提高了表面電阻，但是在鐵的場(chǎng)合，因?yàn)楸緛?lái)的電阻大，用約 20kHz的頻率驅(qū)動(dòng)第一、第二上下臂。如上所述，第一、第二共振電容器12、15的電容量，按 照約90kHz的驅(qū)動(dòng)頻率進(jìn)行設(shè)定，但是第三共振電容器13的電容量，按照約20kHz的驅(qū)動(dòng) 頻率進(jìn)行設(shè)定。因?yàn)轵?qū)動(dòng)頻率有很大不同，所以第三共振電容器13的電容量成為比第一、 第二共振電容器12、15大很多的值。因此，全橋方式的逆變器的共振頻率，主要通過(guò)第三共 振電容器13設(shè)定。在該全橋方式逆變器動(dòng)作中，因?yàn)榱鬟^(guò)共振電容器13的電流大，所以即 使在原樣連接共振電容器12、15不變的狀態(tài)下也不會(huì)有大的問(wèn)題。這樣，即使在設(shè)置兩個(gè) 加熱線圈的場(chǎng)合，僅通過(guò)導(dǎo)通一個(gè)繼電器20，就能夠在切換共振頻率的同時(shí)把逆變器切換 到全橋方式。通過(guò)根據(jù)被加熱物的材質(zhì)或形狀、火力設(shè)定切換繼電器，能夠用適合負(fù)荷狀態(tài) 的逆變器方式、驅(qū)動(dòng)頻率進(jìn)行加熱。 圖7表示作為全橋方式的逆變器驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合的第一、第二上下臂3、4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 圖中，上下臂3的開(kāi)關(guān)元件5a、5b設(shè)定規(guī)定的死時(shí)間互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，同樣上下臂4的開(kāi)關(guān)元件 5c、5d也互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)。加熱線圈11、14的電流，流過(guò)大體同相的電流I(11)、I(14)，在第一、第 二共振電容器12、15上，流過(guò)比驅(qū)動(dòng)頻率高的成分的電流1(12) 、1(15)。該電流因?yàn)橹敌。?所以對(duì)于被加熱物的感應(yīng)加熱不會(huì)有大的影響。這里，因?yàn)榈谝?、第二加熱線圈H、14的電 流成為同相，所以如上述作用在被加熱物上的浮力極大，但是因?yàn)榇判泽w的鐵鍋比非磁性 體的鋁鍋重，所以浮力的影響小。但是，在磁性體中夾入鋁的多層結(jié)構(gòu)的鍋內(nèi)，因?yàn)橛袝r(shí)隨 驅(qū)動(dòng)頻率受浮力的影響，所以如上述希望把繼電器20關(guān)斷，切換到對(duì)于兩個(gè)加熱線圈給予 電流相位差進(jìn)行加熱的方法。
實(shí)施例2
圖8是實(shí)施例2的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。對(duì)于與圖1相同的部分賦予 相同的符號(hào)，省略說(shuō)明。圖8中，在第一上下臂3的輸出端子上連接加熱線圈11的一端，在 加熱線圈的另一端和直流電源1的正電極之間連接第四共振電容器16。另外，在第二上下 臂4的輸出端子上連接加熱線圈14的一端，在加熱線圈的另一端和直流電源1的正電極之 間連接第五共振電容器17。在被加熱物是銅或鋁的場(chǎng)合，關(guān)斷上述繼電器20，用由上述第 一上下臂3和加熱線圈11以及第一、第四共振電容器12、16構(gòu)成的半橋方式的逆變器在內(nèi) 側(cè)的加熱線圈11內(nèi)流過(guò)高頻電流，用由上述第二上下臂4和加熱線圈14以及第二、第五共 振電容器15、17構(gòu)成的半橋方式的逆變器在外側(cè)的加熱線圈14內(nèi)流過(guò)高頻電流。如上所 述，在加熱低電阻的被加熱物的場(chǎng)合，上述第一、第二上下臂3、4，在加熱線圈11和加熱線 圈14中設(shè)定規(guī)定的相位差供給高頻電流。進(jìn)而，因?yàn)樘岣哳l率是有效的，所以設(shè)定第一、第 二、以及第四、第五共振電容器12、15、16、17的電容量，使例如能夠用約90kHz頻率驅(qū)動(dòng)第 一上下臂3。如上述，實(shí)施例1是SEPP方式，逆變器在上下臂的上臂導(dǎo)通的狀態(tài)下從直流電 源l流入電流。另一方面，在本實(shí)施例中，因?yàn)槭前霕蚍绞剑阅孀兤髟谏舷卤鄣娜魏我?個(gè)開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通的狀態(tài)下從直流電源1流入電流。因此，能夠減低直流電源1的電流波動(dòng)。 在被加熱物是鐵的場(chǎng)合，關(guān)斷所述繼電器20，用由所述第一以及第二上下臂3、4和包含加 熱線圈11、14的第三共振負(fù)荷電路60構(gòu)成的全橋方式的逆變器在內(nèi)側(cè)的加熱線圈11、外側(cè) 的加熱線圈14內(nèi)流過(guò)高頻電流進(jìn)行加熱。
實(shí)施例3
圖9是實(shí)施例3的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。對(duì)于與圖1相同的部分賦予 相同的符號(hào)，省略說(shuō)明。在上述實(shí)施例中，供給被加熱物的電力，可以通過(guò)控制上下臂3、4 的驅(qū)動(dòng)頻率或者直流電源l的電壓進(jìn)行調(diào)整。在本實(shí)施例中，表示用于從商用交流電源得 到直流電壓的電源電路的結(jié)構(gòu)。在圖9中，商用交流電源AC在被施加在二極管整流電路2 上被全波整流后，通過(guò)用電感器8以及電容器9構(gòu)成的濾波器施加在升壓斬波電路30上。 升壓斬波電路30，由電感器31、開(kāi)關(guān)元件32、二極管33構(gòu)成，在開(kāi)關(guān)元件32的導(dǎo)通期間， 把商用交流電源電壓施加在電感器31上，積蓄能，在關(guān)斷期間，通過(guò)二極管33向?yàn)V波用的 電容器34放出能。為減低在商用交流電源的輸入電流中包含的高次諧波成分，一邊控制開(kāi) 關(guān)元件32的導(dǎo)通期間使輸入電流波形成為正弦波，一邊控制電容器34的輸出電壓。這里， 在銅或者鋁等低電阻的被加熱物的場(chǎng)合，如上所述，因?yàn)榈葍r(jià)電阻小，所以謀求由增加加熱 線圈的匝數(shù)或者高頻化而形成的等價(jià)電阻的增加。但是，由于裝置形狀或者可以使用的頻 帶的限制，兩者都會(huì)產(chǎn)生極限。在由加熱線圈以及共振電容器構(gòu)成的串聯(lián)共振電路中，通過(guò) 等價(jià)電阻表示共振的銳度的電路的Q值變化，在等價(jià)電阻小的場(chǎng)合Q值大，流過(guò)共振電路的 電流也變大。在像本實(shí)施例這樣流過(guò)共振電路的電流成為正弦波狀的電流共振型的逆變器 中，通過(guò)把驅(qū)動(dòng)頻率提高到比共振頻率高，能夠限制共振電流。因?yàn)楫?dāng)共振頻率和驅(qū)動(dòng)頻率 的差大時(shí)逆變器的輸出電壓和共振電流的相位差變大，上下臂的切斷電流變大，所以開(kāi)關(guān) 損失增加。因此，用接近共振頻率的頻率驅(qū)動(dòng)逆變器，希望減小切斷電流，并降低直流電壓 來(lái)限制共振電流。在本實(shí)施例中，把減低輸入電流的高次諧波和使之平滑化作為目的，設(shè)置 上述那樣的升壓斬波電路30，電容器34的電壓下限值，比商用交流電源的電壓峰值高。因 此，如圖9所示，通過(guò)設(shè)置由電感器41、開(kāi)關(guān)元件42、二極管43構(gòu)成的降壓斬波電路40，能 夠降低直流電壓，能夠限制共振電流。另外，降壓斬波電路40，因?yàn)橥ㄟ^(guò)控制開(kāi)關(guān)元件42的 導(dǎo)通時(shí)間占空比能夠使電容器44的電壓變化，所以通過(guò)該電壓變化能夠進(jìn)行電力控制。
下面說(shuō)明為控制本實(shí)施例中的各開(kāi)關(guān)元件必要的電壓電流檢測(cè)位置。
為檢測(cè)從交流電源AC輸入的電力或者被加熱物的材質(zhì)，需要檢測(cè)從交流電源AC 流出的AC電流。在本實(shí)施例中，在通過(guò)電流傳感器93把從交流電源AC流出的AC電流變 換為電壓后，通過(guò)AC電流檢測(cè)電路94檢測(cè)。 另外，為通過(guò)根據(jù)交流電源AC的電壓進(jìn)行AC電流的波形生成改善功率因數(shù)，需要 作為電流波形的基準(zhǔn)的信號(hào)。 一般檢測(cè)二極管橋的輸出電壓，即整流后的直流電壓。在本 實(shí)施例中，通過(guò)輸入電壓檢測(cè)電路97檢測(cè)二極管整流電路2的直流輸出端子間的電壓。為 謀求減少部件，不檢測(cè)輸入電壓而在控制電路內(nèi)部求基準(zhǔn)波形，也可以進(jìn)行AC電流的波形 生成，在那種場(chǎng)合，可以去除輸入電壓檢測(cè)電路97。為進(jìn)行AC電流的波形生成，可以通過(guò)控 制流過(guò)升壓斬波器用的電感器31的電流波形實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施例中，在通過(guò)電流傳感器95 把流過(guò)電感器31的電流變換為電壓后，通過(guò)輸入電流檢測(cè)電路96檢測(cè)。也可以不檢測(cè)電 感器31的電流而檢測(cè)開(kāi)關(guān)元件32的電流進(jìn)行AC電流的波形生成，在那種場(chǎng)合，如果變更 電流傳感器95的位置則沒(méi)有問(wèn)題。另外，為控制升壓斬波電路30的輸出，需要檢測(cè)斬波電 路的輸出電壓，進(jìn)行反饋控制。在本實(shí)施例中，通過(guò)升壓電壓檢測(cè)電路98檢測(cè)電容器34兩 端的電壓。 為檢測(cè)輸入電力的控制或者被加熱物的材質(zhì)、狀態(tài)，需要檢測(cè)流過(guò)加熱線圈的電 流。在本實(shí)施例中，在分別通過(guò)電流傳感器91a、91b把流過(guò)加熱線圈11、14的電流變換為電壓后，通過(guò)線圈電流檢測(cè)電路92檢測(cè)。 另外，為控制負(fù)荷的輸出電力，需要檢測(cè)斬波電路的輸出電壓即逆變器的電源電 壓進(jìn)行反饋控制。在本實(shí)施例中，通過(guò)INV電壓檢測(cè)部99檢測(cè)電容器44的兩端的電壓?？?制電路90，根據(jù)所述各檢測(cè)電路的檢出值和來(lái)自電力設(shè)定部100的電力指令值生成各開(kāi)關(guān) 元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。各開(kāi)關(guān)元件根據(jù)從控制電路90給予的控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路61驅(qū)動(dòng)。
在本實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)加熱線圈，能夠使用內(nèi)側(cè)、外側(cè)或者兩方的加熱線圈 進(jìn)行被加熱物的材質(zhì)或者對(duì)于線圈形狀的被加熱物的大小的檢測(cè)。例如，在開(kāi)始加熱時(shí)，最 初僅驅(qū)動(dòng)一方的上下臂檢測(cè)加熱線圈的電流和AC電流，其后，僅驅(qū)動(dòng)另一方的上下臂同樣 檢測(cè)加熱線圈的電流和AC電流，根據(jù)兩者的結(jié)果，確定被加熱物的材質(zhì)或者大小等，比現(xiàn) 在使用一個(gè)加熱線圈的檢測(cè)方法能夠更加精確地檢測(cè)被加熱物。另外，在像小直徑的鍋等 那樣被加熱物小的場(chǎng)合，也能夠僅給在內(nèi)側(cè)配置的加熱線圈供給電流，進(jìn)行感應(yīng)加熱，能夠 以適合被加熱物的大小的條件高效率地進(jìn)行加熱。進(jìn)而，在加熱鋁等非磁性的被加熱物的 場(chǎng)合，因?yàn)樵诩訜峋€圈上發(fā)生數(shù)kV的高電壓，所以要提高現(xiàn)在的用一個(gè)加熱線圈向負(fù)荷供 給的電力是有限止的。但是，因?yàn)樵诒緦?shí)施例中使用兩個(gè)加熱線圈，所以能夠減低線圈電 壓。因此，與上述減低浮力的效果加在一起，與現(xiàn)在相比就能夠容易地提高電力。
實(shí)施例4
圖10是實(shí)施例4的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。對(duì)于與圖9相同的部分賦 予相同的符號(hào)，省略說(shuō)明。在圖10中，商用交流電源AC被施加在二極管整流電路2上全波 整流后，通過(guò)用電感8以及電容器9構(gòu)成的濾波器施加在通過(guò)降壓斬波電路40和升壓斬波 電路30構(gòu)成的H橋變換器上。降壓斬波電路40，由電感器41、開(kāi)關(guān)元件42、二極管43構(gòu) 成，升壓斬波電路30由上述電感器41、開(kāi)關(guān)元件32、二極管33構(gòu)成。為控制本實(shí)施例中的 各開(kāi)關(guān)元件所必要的電壓電流檢測(cè)位置，和上述實(shí)施例3大體相同，但是因?yàn)樗鯤橋變換 器把所述電容器的直流電壓直接變換為逆變器電壓，所以不要圖9中的升壓電壓檢測(cè)電路 98。另外，為進(jìn)行AC電流的波形生成必要的電流傳感器95，配置在上述電容器9和降壓斬 波電路40之間。 下面說(shuō)明本實(shí)施例中的升壓斬波電路30、降壓斬波電路40的控制方法。開(kāi)關(guān)元件 32、43作為降壓、升壓、升降壓斬波器用的開(kāi)關(guān)元件動(dòng)作，根據(jù)交流電源AC的電壓進(jìn)行生成 輸入電流的波形的功率因數(shù)改善控制和輸出電壓控制。 圖11、圖12表示開(kāi)關(guān)元件32、42的控制方法。在圖11、圖12中，V2表示二極管整 流電路2的直流輸出電壓，V44表示濾波電容器44的電壓。首先，在圖11中，在V2比V44 高時(shí)，通過(guò)使開(kāi)關(guān)元件32成為關(guān)斷狀態(tài)，控制開(kāi)關(guān)元件42導(dǎo)通、關(guān)斷，能夠進(jìn)行降壓方式的 斬波器動(dòng)作。反之，在V2比V44低時(shí)，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)元件32導(dǎo)通、關(guān)斷，使開(kāi)關(guān)元件42成為 導(dǎo)通狀態(tài)，能夠進(jìn)行升壓方式的斬波器動(dòng)作。這樣，通過(guò)根據(jù)二極管整流電路2的直流輸出 電壓的變化、即商用周期內(nèi)的電壓變化切換斬波器動(dòng)作，能夠減低各開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)次數(shù)， 減低開(kāi)關(guān)損失。在圖12中，通過(guò)與商用周期內(nèi)的電壓變化無(wú)關(guān)地同時(shí)控制開(kāi)關(guān)元件32、43 導(dǎo)通、關(guān)斷，能夠進(jìn)行升降壓方式的斬波器動(dòng)作。
實(shí)施例5
圖13是實(shí)施例5的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。對(duì)于與圖10相同的部分賦 予相同的符號(hào)，省略說(shuō)明。在圖13中，形成下述的構(gòu)成升壓斬波電路30把上下臂4的開(kāi)關(guān)元件5d兼用作斬波器用開(kāi)關(guān)元件，進(jìn)而把上下臂4的二極管6c兼用作斬波器用整流元件。由此，因?yàn)楸葓D10的實(shí)施例可分別減掉一個(gè)開(kāi)關(guān)元件和二極管，所以在小型化方面有效。但是，因?yàn)槟孀兤饔玫拈_(kāi)關(guān)元件兼用作斬波器用的開(kāi)關(guān)元件，所以加熱線圈的電流會(huì)發(fā)生脈動(dòng)。由此，有時(shí)從被加熱物發(fā)生蜂鳴聲，但是在那種場(chǎng)合，通過(guò)縮小開(kāi)關(guān)元件5d的導(dǎo)通時(shí)間占空比的可變范圍，或者使占空比恒定，是能夠避免的。
實(shí)施例6
圖14是實(shí)施例6的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。對(duì)于與圖13相同的部分賦予相同的符號(hào)，省略說(shuō)明。在圖14中，商用交流電源AC被施加在二極管整流電路2上全波整流后，通過(guò)用電感8以及電容器9構(gòu)成的濾波器施加在通過(guò)第二降壓斬波電路140和第二升壓斬波電路130構(gòu)成的第二H橋變換器上。降壓斬波電路140，由電感器141、開(kāi)關(guān)元件142、二極管143構(gòu)成。另一方面，升壓斬波電路130由上述電感器141和上下臂3的開(kāi)關(guān)元件5b、上下臂3的二極管6a構(gòu)成。亦即，成為把上下臂3兼用作升壓斬波電路130的開(kāi)關(guān)元件和二極管的結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵谏鲜鰣D13的實(shí)施例中在降壓斬波電路40的開(kāi)關(guān)元件42關(guān)斷時(shí)來(lái)自AC的輸入電流被切斷而成為斷續(xù)狀態(tài)，所以為使AC電流連續(xù)，需要增大由電感器8以及電容器9構(gòu)成的濾波器。在本實(shí)施例中，新設(shè)置降壓斬波電路140，通過(guò)做成使動(dòng)作定時(shí)與上述降壓斬波電路40錯(cuò)開(kāi)進(jìn)行控制的交織方式能夠使濾波器小型化。
在此，在被加熱物是鐵的場(chǎng)合，和上述同樣導(dǎo)通所述繼電器20，用由第一、第二上下臂3、4和包含加熱線圈11、14的第三共振負(fù)荷電路構(gòu)成的全橋方式的逆變器在內(nèi)側(cè)的加熱線圈11、外側(cè)的加熱線圈14中流過(guò)高頻電流進(jìn)行加熱。 圖15表示在本實(shí)施例中作為全橋方式的逆變器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的各開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)和電流、以及加熱線圈電流、電感器電流。圖中，上下臂3的開(kāi)關(guān)元件5a、5b設(shè)定規(guī)定的死時(shí)間互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，同樣上下臂4的開(kāi)關(guān)元件5c、5d也互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)在上下臂3、開(kāi)關(guān)元件142、和上下臂4、開(kāi)關(guān)元件142內(nèi)設(shè)定Ji [rad]的相位差，作為逆變器動(dòng)作能夠在共振負(fù)荷電路60中施加最大的電壓，作為變換器動(dòng)作能夠減輕開(kāi)關(guān)元件42和142同時(shí)關(guān)斷的狀態(tài)，AC電流的頻率也升高，所以能夠使濾波器小型化。在被加熱物是銅或鋁的場(chǎng)合，和上述同樣關(guān)斷所述繼電器20，用例如約90kHz的頻率驅(qū)動(dòng)第一、第二上下臂3、4。此時(shí)，通過(guò)在上下臂3和4中設(shè)定Ji/2[rad]的相位差，能夠在加熱線圈11、14中設(shè)定Ji/2[rad]的相位差。這里，因?yàn)樵诜谴判泽w中低電阻的被加熱物等價(jià)電阻小容易流過(guò)電流，所以即使用比共振負(fù)荷電路的共振頻率低的頻率驅(qū)動(dòng)，因?yàn)榫€圈電流連續(xù)流動(dòng)，所以不一定需要按照共振頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)上下臂。 圖16表示在把開(kāi)關(guān)元件5a到5d以及開(kāi)關(guān)元件42、 142減低到共振頻率的約1/3的場(chǎng)合的各開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和電流、以及加熱線圈電流、電感器電流。圖中，上下臂3的開(kāi)關(guān)元件5a、5b設(shè)定規(guī)定的死時(shí)間互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，同樣上下臂4的開(kāi)關(guān)元件5c、5d也互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)在上下臂3、開(kāi)關(guān)元件142、和上下臂4、開(kāi)關(guān)元件142內(nèi)設(shè)定Ji/2[rad]的相位差，作為逆變器動(dòng)作能夠在加熱線圈11、14中設(shè)定Ji/6[rad]的相位差。相位差Ji/6[rad]，當(dāng)設(shè)共振周期為2Ji時(shí)，成為Ji/2[rad]的相位差，和上述同樣能夠減低被加熱物的浮力的瞬時(shí)最大值，能夠抑制受該力的被加熱物的上浮或移動(dòng)。作為變換器動(dòng)作因?yàn)槿缟鲜瞿軌驕p輕開(kāi)關(guān)元件42和142同時(shí)關(guān)斷的狀態(tài)，AC電流的頻率也升高，所以能夠使濾波器小型化。
如上所述，通過(guò)都用比共振頻率低的頻率、即大體整數(shù)分之一的頻率驅(qū)動(dòng)第一、第
13二上下臂，能夠謀求降低任何一個(gè)的開(kāi)關(guān)損失。
實(shí)施例7
圖17是實(shí)施例7的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。對(duì)于與圖1相同的部分賦 予相同的符號(hào)，省略說(shuō)明。在圖17中，上下臂4在直流電源10的正電極和負(fù)電極之間連接 這點(diǎn)與圖l不同。這樣，因?yàn)槟軌蛟谏舷卤?、4上分別施加任意的電源電壓，所以能夠根據(jù) 被加熱物的材質(zhì)或者設(shè)定火力進(jìn)行極細(xì)的電力控制。
實(shí)施例8
圖18是實(shí)施例8的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。在上述圖9的實(shí)施例中，第 一以及第二上下臂在降壓斬波電路40的輸出端子間連接，但是在本實(shí)施例中，第一上下臂 在升壓斬波電路30的輸出端子間連接。由此，在驅(qū)動(dòng)第一上下臂向共振負(fù)荷電路供給電流 的場(chǎng)合，因?yàn)榻祲簲夭娐?0被旁路，所以能夠減低降壓斬波電路40中的損失。
實(shí)施例9
圖19是實(shí)施例9的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。在上述圖18的實(shí)施例中， 第一上下臂3在升壓斬波電路30的輸出端子間連接，但是在本實(shí)施例中，在濾波器用電容 器9的兩端連接。由此，在驅(qū)動(dòng)第一上下臂向共振負(fù)荷電路供給電流的場(chǎng)合，因?yàn)樯龎簲夭?電路30和降壓斬波電路40被旁路，所以能夠減低升壓斬波電路30和降壓斬波電路40中 的損失。實(shí)施例10
圖20是實(shí)施例10的電磁感應(yīng)加熱裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。在上述圖10的實(shí)施例中， 第一上下臂3在升壓斬波電路30的輸出端子間連接，但是在本實(shí)施例中，在濾波器用電容 器9的兩端連接。由此，在驅(qū)動(dòng)第一上下臂向共振負(fù)荷電路供給電流的場(chǎng)合，因?yàn)榻祲簲夭?電路40和升壓斬波電路30被旁路，所以能夠減低降壓斬波電路40和升壓斬波電路30中 的損失。
權(quán)利要求
一種電磁感應(yīng)加熱裝置，具有逆變器，該逆變器具有作為兩個(gè)主開(kāi)關(guān)元件的串聯(lián)體的第一、第二上下臂，向把直流電壓進(jìn)行直流/交流變換后對(duì)被加熱物進(jìn)行感應(yīng)加熱的加熱線圈供給交流電壓，所述電磁感應(yīng)加熱裝置的特征在于，具有第一逆變器控制單元，其通過(guò)驅(qū)動(dòng)所述第一上下臂的開(kāi)關(guān)元件，使所述逆變器作為半橋方式逆變器動(dòng)作；第二逆變器控制單元，其通過(guò)驅(qū)動(dòng)所述第二上下臂的開(kāi)關(guān)元件，使所述逆變器作為半橋方式逆變器動(dòng)作；第三逆變器控制單元，其通過(guò)驅(qū)動(dòng)所述第一、第二上下臂的開(kāi)關(guān)元件，使所述逆變器作為全橋方式逆變器動(dòng)作；第一共振負(fù)荷電路，其連接在包含所述第一上下臂而構(gòu)成的所述半橋方式逆變器的輸出端子間，由第一加熱線圈和第一共振電容器構(gòu)成；第二共振負(fù)荷電路，其連接在包含所述第二上下臂而構(gòu)成的所述半橋方式逆變器的輸出端子間，由第二加熱線圈和第二共振電容器構(gòu)成；第三共振負(fù)荷電路，其連接在通過(guò)所述第一、第二上下臂構(gòu)成的全橋方式逆變器的輸出端子間，由所述第一、第二共振負(fù)荷電路的至少一部分和第三共振電容器構(gòu)成；以及開(kāi)關(guān)單元，其用于從所述逆變器接通、斷開(kāi)該第三共振負(fù)荷電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，所述第一、第二加熱線圈，被配置在大體同一平面上，并具有抑制所述加熱線圈之間的 磁耦合的磁耦合抑制單元，具有按所述第一、第二加熱線圖的相位差成為n/2的方式驅(qū)動(dòng)所述第一、第二上下臂 的驅(qū)動(dòng)單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于， 所述第一、第二加熱線圈，被配置在同心圓狀的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，所述磁耦合抑制單元，由磁性體形成U字形，在所述第一、第二加熱線圈的下面按大體 均勻的角度分別配置成放射狀，對(duì)在所述內(nèi)側(cè)配置的加熱線圈的磁耦合抑制單元和在外側(cè)配置的加熱線圈的磁耦合 抑制單元錯(cuò)開(kāi)大體均等角度進(jìn)行配置，在所述內(nèi)側(cè)配置的磁耦合抑制單元的外側(cè)上升部和在外側(cè)配置的磁耦合抑制單元的 內(nèi)側(cè)上升部位于距線圈中心大體相同的距離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于， 所述第一 、第二共振電容器比所述第三共振電容器的電容量小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，具有把直流電源電壓進(jìn)行直流/直流變換后作為所述直流電壓施加給所述逆變器的 斬波電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，所述斬波電路，由抑制在商用交流電源的輸入電流中包含的高次諧波成分同時(shí)改善功 率因數(shù)的升壓斬波電路、和把來(lái)自該升壓斬波電路的輸出作為輸入生成任意的直流電壓的 降壓斬波電路構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，所述斬波電路，由把所述直流電源電壓作為輸入的降壓斬波電路、和通過(guò)該降壓斬波 電路連接的升壓斬波電路構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，所述第一上下臂被連接到所述直流電源，所述第二上下臂被連接到所述斬波電路的輸出。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，所述第一上下臂被連接到所述升壓斬波電路的輸出，所述第二上下臂被連接到所述降 壓斬波電路的輸出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，所述第一或者第二上下臂的一方的開(kāi)關(guān)元件，兼用作所述升壓斬波電路的開(kāi)關(guān)元件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，所述斬波電路具有第一、第二降壓斬波電路，和第一、第二升壓斬波電路，所述第一上 下臂的一方的開(kāi)關(guān)元件，兼用作所述第一升壓斬波電路的開(kāi)關(guān)元件，所述第二上下臂的一 方的開(kāi)關(guān)元件，兼用作所述第二升壓斬波電路的開(kāi)關(guān)元件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，具有用不同的定時(shí)驅(qū)動(dòng)所述第一降壓斬波電路的開(kāi)關(guān)元件、和所述第二降壓斬波電路 的開(kāi)關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)單元。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，所述第一、第二上下臂的驅(qū)動(dòng)頻率，是所述第一、第二共振負(fù)荷電路的共振頻率的大體 整數(shù)分之一。
14. 一種電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，具有 作為兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件的串聯(lián)體的第一上下臂； 作為兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件的串聯(lián)體的第二上下臂； 給所述第一上下臂和第二上下臂供給電力的直流電源； 加熱被加熱物的第一加熱線圈；在該第一加熱線圈的外周側(cè)被設(shè)置成同心圓的、加熱被加熱物的第二加熱線圈； 在包含所述第一上下臂的半橋方式逆變器的輸出端子上連接了所述第一加熱線圈和第一共振電容器的第一共振負(fù)荷電路；禾口在包含所述第二上下臂的半橋方式逆變器的輸出端子上連接了所述第二加熱線圈和第二共振電容器的第二共振負(fù)荷電路。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，在供給所述第一共振負(fù)荷電路的高頻電流的相位、和供給所述第二共振負(fù)荷電路的高 頻電流的相位之間設(shè)定了 n/2的相位差。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，具有與所述第一加熱線圈的內(nèi)周面、下面、外周面對(duì)向的第一電磁耦合抑制單元，和與 所述第二加熱線圈的內(nèi)周面、下面、外周面對(duì)向的第二電磁耦合抑制單元，所述第一電磁耦合抑制單元的外周方向上的位置、和所述第二電磁耦合抑制單元的外 周方向上的位置，兩者都位于所述第一加熱線圈和所述第二加熱線圈之間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電磁感應(yīng)加熱裝置，其特征在于，進(jìn)而，具有第三共振負(fù)荷電路，其在包含所述第一上下臂以及第二上下臂的全橋方式 逆變器的輸出端子上連接了所述第一加熱線圈、所述第二加熱線圈、所述第一共振電容器、 所述第二共振電容器、以及通過(guò)繼電器的接通關(guān)斷可斷開(kāi)的第三共振電容器，在所述被加熱物是鋁時(shí)，使所述繼電器關(guān)斷同時(shí)向所述第一共振負(fù)荷電路以及所述第 二共振負(fù)荷電路供給高頻電流加熱所述被加熱物，在所述被加熱物是鐵時(shí)，使所述繼電器 接通同時(shí)向所述第三共振負(fù)荷電路供給高頻電流加熱所述被加熱物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種逆變器方式的電磁感應(yīng)加熱裝置，其能夠?qū)τ诓煌馁|(zhì)的被加熱物高效率地供給希望的電力，同時(shí)能夠減低特別在鋁等非磁性的被加熱物上作用的浮力。具有把直流電壓進(jìn)行直流/交流變換后向感應(yīng)加熱被加熱物的加熱線圈供給交流電壓的逆變器，逆變器具有用串聯(lián)的至少兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成的第一、第二上下臂，在用第一上下臂構(gòu)成的SEPP方式逆變器的輸出端子上具有第一共振負(fù)荷電路，在用第二上下臂構(gòu)成的SEPP方式逆變器的輸出端子上具有第二共振負(fù)荷電路，在用第一、第二上下臂構(gòu)成的全橋方式逆變器的輸出端子之間具有包含所述第一、第二負(fù)荷電路的第三共振負(fù)荷電路，具有從所述逆變器斷開(kāi)第三共振負(fù)荷電路的開(kāi)關(guān)單元。
文檔編號(hào)H05B6/02GK101715256SQ20091017822
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月29日
發(fā)明者大久保敏一, 宇留野純平, 莊司浩幸, 磯貝雅之 申請(qǐng)人:日立空調(diào)·家用電器株式會(huì)社