專利名稱：換流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有半橋式換流器主電路的換流裝置。
作為這樣的換流裝置，例如有使用于感應(yīng)加熱烹調(diào)器的換流裝置。在感應(yīng)加熱烹調(diào)器中，通過(guò)向作為負(fù)載的加熱線圈供給高頻電流，使在鐵制的鍋等中發(fā)生感應(yīng)電流(渦流)而進(jìn)行感應(yīng)加熱，但是，為了進(jìn)行加熱控制，必須檢測(cè)向換流器主電路輸入的輸入電流值和從輸出側(cè)來(lái)的回授電流值。
并且，以往，輸入電流值和回授電流值的檢測(cè)是將換流器設(shè)置在輸入端(例如整流電路的交流輸入端)和輸出端(例如換流器主電路的輸出端)分別進(jìn)行的。因此，需要2個(gè)昂貴的換流器，另外，要使基板的面積有余量，并有2個(gè)檢測(cè)比較大的電流的部分，所以，可靠性將降低。
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提案的，其目的旨在提供可以在1個(gè)地方進(jìn)行輸入電流值和回授電流值的檢測(cè)的換流裝置。
為了達(dá)到上述目的，有關(guān)本發(fā)明的第一或六方面，換流裝置具有將工業(yè)交流電源進(jìn)行整流而生成直流電源的整流電路，供給該整流電路輸出的直流電源的直流母線，連接在該直流母線間的平滑電容器，與該平滑電容器并聯(lián)連接的、由電容小于該平滑電容器的電容器和電阻的串聯(lián)電路構(gòu)成的分流電路，連接在上述直流母線間的、驅(qū)動(dòng)負(fù)載的半橋式換流器主電路，檢測(cè)流過(guò)上述平滑電容器的高頻電流的高頻電流檢測(cè)單元，向構(gòu)成上述換流器主電路的正端和負(fù)端的開關(guān)元件輸出通/斷信號(hào)、控制負(fù)載的驅(qū)動(dòng)的控制單元，和根據(jù)上述高頻電流檢測(cè)電源檢測(cè)的上述高頻電流或流過(guò)上述分流電路的高頻電流進(jìn)行檢測(cè)輸入電流值的第1檢測(cè)動(dòng)作、同時(shí)根據(jù)上述各高頻電流進(jìn)行檢測(cè)回授電流值的第2檢測(cè)動(dòng)作的電流值檢測(cè)單元。
如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則高頻電流檢測(cè)單元就檢測(cè)流過(guò)連接在直流母線間的平滑電容器的高頻電流，電流值檢測(cè)單元根據(jù)該高頻電流或根據(jù)流過(guò)分流電路的高頻電流檢測(cè)輸入電流值，同時(shí)檢測(cè)回授電流值。
因此，只要檢測(cè)了流過(guò)平滑電容器的高頻電流或流過(guò)分流電路的高頻電流，就可以利用電流檢測(cè)單元同時(shí)檢測(cè)輸入電流值和回授電流值，所以，和以往不同，不必為了分別檢測(cè)輸入電流值和回授電流值而分別設(shè)置檢測(cè)部，從而可以減少零部件數(shù)。
另外，按照本發(fā)明的第六方面，換流裝置，通過(guò)根據(jù)該分流電路的電阻的端子電壓檢測(cè)比流過(guò)分流電路小的高頻電流值，可以同時(shí)檢測(cè)輸入電流值和回授電流值，從而廉價(jià)地構(gòu)成。
這時(shí)，也可以如本發(fā)明的第二或七方面所述的那樣，將電流檢測(cè)單元構(gòu)成為，根據(jù)從正端開關(guān)元件的斷開時(shí)刻經(jīng)過(guò)指定時(shí)間后到負(fù)端開關(guān)元件的下一個(gè)斷開時(shí)刻的期間檢測(cè)的高頻電流進(jìn)行第1檢測(cè)動(dòng)作，同時(shí)根據(jù)高頻電流的最大值進(jìn)行第2檢測(cè)動(dòng)作。
如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則從正端開關(guān)元件的斷開時(shí)刻到負(fù)端開關(guān)元件的下一個(gè)斷開時(shí)間的期間檢測(cè)的流過(guò)平滑電容器的高頻電流或流過(guò)分流電路的高頻電流就與通過(guò)接通正端開關(guān)元件而供給負(fù)載的電流相等，與輸入電流值大致成正比，所以，除了從正端開關(guān)元件的斷開時(shí)刻開始在指定時(shí)間內(nèi)流過(guò)的開關(guān)元件的尾電流外，可以根據(jù)上述高頻電流檢測(cè)輸入電流值。另外，由于高頻電流的最大值與回授電流值大致成正比，所以，可以根據(jù)上述最大值檢測(cè)回授電流值。
另外，如本發(fā)明的第三或八方面所述的那樣，最好將電流值檢測(cè)單元構(gòu)成為在從負(fù)端開關(guān)元件的斷開時(shí)刻到正端開關(guān)元件的下一個(gè)接通時(shí)刻的期間進(jìn)行第2檢測(cè)動(dòng)作。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則檢測(cè)上述高頻電流的最大值的期間確實(shí)是根據(jù)控制單元輸出的通/斷信號(hào)而特定的，所以，可以很容易地進(jìn)行回授電流值的檢測(cè)。
此外，如本發(fā)明的第四或九方面所述的那樣，最好將電流值檢測(cè)單元構(gòu)成為在負(fù)端開關(guān)元件的接通期間進(jìn)行第1檢測(cè)動(dòng)作。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則可以根據(jù)控制單元輸出的通/斷信號(hào)確實(shí)地特定檢測(cè)輸入電流值的定時(shí)，所以，可以很容易地進(jìn)行輸入電流值的檢測(cè)。
此外，如本發(fā)明第五方面所述的那樣，最好用換流器構(gòu)成高頻電流檢測(cè)單元。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則利用換流器可以很容易地檢測(cè)流過(guò)平滑電容器的高頻電流。
另外，如本發(fā)明第十方面所述的那樣，最好將控制單元構(gòu)成為當(dāng)由電流值檢測(cè)單元求出的回授電流值超過(guò)限制值時(shí)就輸出通/斷信號(hào)，使輸入電流值減小到使該回授電流值小于上述限制值。
有時(shí)，例如由于負(fù)載的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)而對(duì)某一輸入電流發(fā)生的回授電流的比例大大地增加，這時(shí)，在開關(guān)元件中發(fā)生的損耗(開關(guān)損耗)就增大。因此，如果采用上述那樣的結(jié)構(gòu)，通過(guò)減小輸入電流值使回授電流值小于限制值，就可以降低開關(guān)損耗。
這時(shí)，如本發(fā)明第十一方面所述的那樣，可以根據(jù)輸入電流值而將限制值設(shè)定為不同的值。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，就可以根據(jù)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定對(duì)各輸入電流值的回授電流的限制值。
另外，如本發(fā)明第十二方面所述的那樣，也可以將控制單元構(gòu)成為，當(dāng)由電流值檢測(cè)單元求出的回授電流值超過(guò)限制值時(shí)，就停止負(fù)載的驅(qū)動(dòng)。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)對(duì)輸入電流發(fā)生的回授電流的比例顯著地增大時(shí)，就會(huì)使負(fù)載的驅(qū)動(dòng)停止，從而可以防止換流器主電路的開關(guān)元件破壞。
如本發(fā)明第十三方面所述的那樣，也可以將控制單元構(gòu)成為即使在輸出通/斷信號(hào)使輸入電流值增加的情況下，在由電流值檢測(cè)單元求出的輸入電流值減小時(shí)，使負(fù)載的驅(qū)動(dòng)暫時(shí)停止后，再次開始進(jìn)行控制。
如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，由于某種理由而負(fù)載的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化、從而即使進(jìn)行控制使輸入電流值增加而其檢測(cè)值仍減小時(shí)，通過(guò)使換流器主電路的動(dòng)作暫時(shí)停止后再次開始進(jìn)行控制，即使在有某種異常時(shí)，在再次控制開始的時(shí)刻就可以進(jìn)行校驗(yàn)。


圖1是表示將本發(fā)明應(yīng)用于感應(yīng)加熱烹調(diào)器時(shí)的實(shí)施例1的電氣結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示各部分的信號(hào)波形的時(shí)序圖。
圖3是表示與鍋的材質(zhì)相應(yīng)的、對(duì)輸入電流值的回授電流值的圖。
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的、與圖1相當(dāng)?shù)膱D。
下面，參照?qǐng)D1～圖3說(shuō)明將本發(fā)明應(yīng)用于感應(yīng)加熱烹調(diào)器時(shí)的實(shí)施例1。圖1是表示感應(yīng)加熱烹調(diào)器的電氣結(jié)構(gòu)的圖。在圖1中，用二極管橋路構(gòu)成的整流電路1的交流輸入端子與工業(yè)交流電源2連接，直流輸出端子通過(guò)電感線圈3與平滑電容器4的兩端連接。
由正端和負(fù)端的IGBT(正端開關(guān)元件)7和IGBT(負(fù)端開關(guān)元件)8構(gòu)成的支路通過(guò)直流母線5、6與該平滑電容器4的兩端連接，從而構(gòu)成半橋式的換流器主電路9。續(xù)流二極管10和11分別連接在IGBT7和8的集電極·發(fā)射極之間。加熱線圈(負(fù)載)12的一端與換流器主電路9的輸出端子9a連接，諧振電容器13和二極管14的并聯(lián)電路連接在加熱線圈12的另一端與直流母線6之間。
另外，浪涌電壓保護(hù)電容器15的一端與輸出端子9a連接，浪涌電壓保護(hù)電容器15的另一端通過(guò)IGBT16的集電極·發(fā)射極與直流母線6連接。并且，續(xù)流二極管17連接在IGBT16的集電極·發(fā)射極之間。由它們構(gòu)成所謂浪涌電壓保護(hù)電路，是為了在換流裝置工作時(shí)減少開關(guān)損耗而設(shè)置的。
振蕩電路19輸出的指定頻率的振蕩信號(hào)供給以微處理器等為中心構(gòu)成的輸出控制電路(控制單元)，同時(shí)供給操作部20輸出的輸入電流調(diào)整信號(hào)。并且，換流器(高頻電流檢測(cè)單元)21附加到平滑電容器4上，該換流器21的輸出端子通過(guò)電流檢測(cè)電路(電流值檢測(cè)單元)22與輸出控制電路18的輸入端子連接。
輸出控制電路18通過(guò)由光電耦合器等構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路23向IGBT7、8和16的柵極輸出門信號(hào)(通/斷信號(hào))。另外，和該門信號(hào)相同的定時(shí)信號(hào)也供給電流檢測(cè)電路22。
電流檢測(cè)電路22通過(guò)如后面所述的那樣，根據(jù)從輸出控制電路18供給的定時(shí)信號(hào)檢測(cè)換流器21所檢測(cè)的流入平滑電容器4的高頻電流來(lái)檢測(cè)輸入電流值和回授電流值，并將所檢測(cè)的電流值進(jìn)行A/D變換后供給輸出控制電路18。并且，輸出控制電路18根據(jù)上述輸入電流值、回授電流值以及輸入電流調(diào)整信號(hào)，調(diào)整對(duì)各IGBT7、8和16的門信號(hào)的輸出定時(shí)。以上部分構(gòu)成換流裝置。
鍋25通過(guò)頂板24放置到加熱線圈12上，由換流器主電路9向加熱線圈12供給例如21.5KHz的高頻電流，使在鍋25中發(fā)生感應(yīng)電流(渦流)而進(jìn)行感應(yīng)加熱。
換流器主電路的負(fù)端的IGBT8在一周期中的后半部總是以50％占空比而導(dǎo)通，輸出控制電路18根據(jù)操作部20的輸入電流調(diào)整信號(hào)的設(shè)定，控制對(duì)加熱線圈12的電流供給量，以使正端的IGBT7在一周期中的前半部的導(dǎo)通時(shí)間占空比在0～50％之間變化。
圖2是表示使換流裝置動(dòng)作而進(jìn)行感應(yīng)加熱烹調(diào)時(shí)的各信號(hào)波形的時(shí)間圖。圖2(a)、(b)表示IGBT7、8的通/斷定時(shí)，和輸出控制電路18輸出的門信號(hào)的輸出定時(shí)大致相同。換流裝置的動(dòng)作由如下4個(gè)循環(huán)構(gòu)成。
①IGBT7通/IGBT8斷向加熱線圈12供給電流，同時(shí)向諧振電容器13充電。
②IGBT7斷/IGBT8斷利用加熱線圈12的延遲電流，進(jìn)一步向諧振電容器13充電。
③IGBT7斷/IGBT8通使諧振電容器13放電，使反向電流流過(guò)加熱線圈12。
④IGBT7斷/IGBT8斷使加熱線圈12的延遲電流通過(guò)續(xù)流二極管10向電源一側(cè)回授。
通過(guò)使上述循環(huán)反復(fù)進(jìn)行，向加熱線圈12供給高頻電流。
另外，輸出控制電路18在內(nèi)部生成與③中從IGBT8導(dǎo)通后到在下一個(gè)周期的①中IGBT7導(dǎo)通又截止之前的期間一致的定時(shí)信號(hào)VG2(參見圖2(c))，并將對(duì)該定時(shí)信號(hào)VG2延遲很少時(shí)間的信號(hào)作為浪涌電壓保護(hù)電路的IGBT16的門信號(hào)而輸出(參見圖2(d))。
這時(shí)，如圖2(e)所示，頻率為21.5KHz的高頻電流流入平滑電容器4。在圖2(e)中，將電流流入平滑電容器4的(充電)方向定義為“+”，將電流從平滑電容器4流出的(放電)方向定義為“-”。
即，在期間①中，IGBT7導(dǎo)通時(shí)，電流就供給加熱線圈12，所以，該電流的電荷就從平滑電容器4進(jìn)行放電，流出電流。在其后的期間②和③中，基本上一定的充電電流通過(guò)電抗線圈3流入平滑電容器4。
在該期間流動(dòng)的充電電流等于在期間①中供給加熱線圈12的電流，如果IGBT7的導(dǎo)通時(shí)間延長(zhǎng)，相應(yīng)地，上述充電電流值也增加。因此，得到該期間的電流值Ia(參見圖2(e))時(shí)，就可以根據(jù)與預(yù)先求出的輸入電流值的相關(guān)關(guān)系檢測(cè)輸入電流值。
具體地說(shuō)，就是電流檢測(cè)電路22將電流值Ia與輸入電流值的相關(guān)關(guān)系作為數(shù)據(jù)表進(jìn)行保存。并且，電流檢測(cè)電路22根據(jù)從輸出控制電路18供給的定時(shí)信號(hào)、在IGBT8的導(dǎo)通期間(即，與期間③相當(dāng))得到換流器21檢測(cè)的電流值Ia時(shí)，就根據(jù)上述數(shù)據(jù)表，從該電流值Ia中檢測(cè)輸入電流值(第1檢測(cè)動(dòng)作)。
另外，回授電流在期間④中流入平滑電容器，所以，只要求出了該期間的電流的最大值Ib(參見圖2(e))，就和輸入電流值一樣，可以根據(jù)預(yù)先求出的相關(guān)關(guān)系檢測(cè)回授電流值。
具體地說(shuō)，電流檢測(cè)電路22將電流值Ib與回授電流值的相關(guān)關(guān)系作為數(shù)據(jù)表進(jìn)行保存，根據(jù)從輸出控制電路18供給的定時(shí)信號(hào)，在從IGBT8的截止時(shí)刻到下一個(gè)IGBT7的導(dǎo)通時(shí)刻的期間(即，與期間④相當(dāng))得到換流器21檢測(cè)的電流值Ib時(shí)，就根據(jù)上述數(shù)據(jù)表，從該電流值Ib中得到與電流值Ib對(duì)應(yīng)的電流值。
這里，由于與電流值Ib對(duì)應(yīng)的電流值包含輸入電流值，所以，將從與電流值Ib對(duì)應(yīng)的電流值中減去輸入電流值的電流值(即，與圖2(e)所示的電流值Ic對(duì)應(yīng)的電流值)作為回授電流值進(jìn)行檢測(cè)(第2檢測(cè)動(dòng)作)。
另一方面，輸出控制電路18根據(jù)電流檢測(cè)電路22檢測(cè)的輸入電流值和回授電流值進(jìn)行作為負(fù)載的鍋25的加熱控制。圖3是表示鍋25的材質(zhì)不同時(shí)以橫軸為輸入電流值、縱軸為回授電流值時(shí)的一個(gè)測(cè)定結(jié)果。另外，橫軸和縱軸使用將電流值進(jìn)行了8位A/D變換時(shí)的相對(duì)值表示。
在圖3中，用“○”標(biāo)繪的曲線是鍋25的材質(zhì)為鐵的情況，用“×”標(biāo)繪的曲線是鍋25的材質(zhì)為不銹鋼的情況。材質(zhì)為鐵時(shí)，回授電流值隨輸入電流值的增加而比較緩慢地上升，材質(zhì)為不銹鋼時(shí)，輸入電流值大于“40”時(shí)，與鐵的情況相比，回授電流值急劇地上升。
回授電流值增加，就意味著在供給加熱線圈12的電流中使在鍋25中發(fā)生感應(yīng)電流而作為熱能消耗的部分少了，從而未消耗的大量電流又返回到換流器主電路9一側(cè)來(lái)了。
這時(shí)，由于在期間③→④的切換瞬間(使IGBT8從導(dǎo)通變?yōu)榻刂沟乃查g)高電壓加到換流器主電路9的IGBT8的發(fā)射極·集電極之間，所以，開關(guān)損耗增加。為了防止該開關(guān)損耗增加，輸出控制電路18按以下方式進(jìn)行控制。
作為一例，在圖3中，用(輸入電流值、回授電流值)的坐標(biāo)表示時(shí)，將用(0,90)-(85,90)和(85,90)-(180,250)畫的曲線L1以下的區(qū)域定義為控制區(qū)域A，將超過(guò)曲線L1、用(0,140)-(85,140)和(85,140)-(155,250)畫的曲線L2以下的區(qū)域定義為控制區(qū)域B，將超過(guò)曲線L2的區(qū)域定義為控制區(qū)域C。此外，曲線L1與限制值對(duì)應(yīng)，曲線L2與極限值對(duì)應(yīng)。
控制區(qū)域A是即使輸入電流值增加回授電流值也不顯著增加、從而可以安全地進(jìn)行感應(yīng)加熱烹調(diào)的區(qū)域，各電流值位于該區(qū)域時(shí)，不用進(jìn)行特別限制就可以繼續(xù)進(jìn)行控制。例如，鍋25的材質(zhì)為鐵并且正常地進(jìn)行烹調(diào)時(shí)，可以在該控制區(qū)域A中進(jìn)行控制。
并且，例如，鍋25的材質(zhì)為不銹鋼時(shí)，輸入電流值就從超過(guò)“70”的邊到達(dá)控制區(qū)域B。到達(dá)該區(qū)域時(shí)，由于IGBT7的損耗增加，所以，對(duì)輸入電流值進(jìn)行限制。例如，在控制中，輸入電流值成為“95”(點(diǎn)P1)時(shí)，輸出控制電路18就使IGBT7的導(dǎo)通期間減少，以使回授電流值變?yōu)榭刂茀^(qū)域A、B的邊界附近(點(diǎn)P2)，從而使輸入電流值降低到不足“70”。
另外，例如鍋25的材質(zhì)為鋁時(shí)，有時(shí)會(huì)到達(dá)控制區(qū)域C。在該區(qū)域中，如果不立即使換流裝置停止是危險(xiǎn)的，所以，輸出控制電路18停止向IGBT7和8輸出門信號(hào)，從而使換流裝置停止。
此外，例如鍋25的底在加熱烹調(diào)的中途發(fā)生變形而浮起或從頂板24上拿走鍋25時(shí)，即使進(jìn)行使輸入電流順序增加的控制，檢測(cè)的輸入電流值也不增加，而只是回授電流值增加。這時(shí)，由于IGBT8的開關(guān)損耗增加，所以，輸出控制電路18就使換流裝置暫時(shí)停止，從初始狀態(tài)再次開始進(jìn)行控制。在該控制的初期，在進(jìn)行感應(yīng)加熱烹調(diào)器的鍋材質(zhì)的判斷中，如果判定鍋25未放置到頂板24上，在該時(shí)刻就再次停止進(jìn)行控制。
如上所述，按照本實(shí)施例，利用換流器21檢測(cè)流入連接在直流母線5、6之間的平滑電容器4的高頻電流，電流檢測(cè)電路22根據(jù)該高頻電流檢測(cè)輸入電流值，同時(shí)檢測(cè)回授電流值。
具體而言，電流檢測(cè)電路22根據(jù)從輸出控制電路18供給的定時(shí)信號(hào)在IGBT8的導(dǎo)通期間得到換流器21檢測(cè)的電流值Ia時(shí)，就根據(jù)該電流值Ia和表示預(yù)先得到的相關(guān)關(guān)系的數(shù)據(jù)表檢測(cè)輸入電流值，另外，在從IGBT8的截止時(shí)刻到下一IGBT7的導(dǎo)通時(shí)刻的期間得到換流器21檢測(cè)的電流值Ib時(shí)，就根據(jù)該電流值和數(shù)據(jù)表檢測(cè)回授電流值。
因此，和以往不同，不必為了分別檢測(cè)輸入電流值和回授電流值而分別設(shè)置電流檢測(cè)部，只檢測(cè)流入平滑電容器4的高頻電流，就可以利用電流檢測(cè)電路22同時(shí)檢測(cè)輸入電流值和回授電流值，可以減少零部件數(shù)，從而可以使總體小型化并且降低成本。此外，還可以提高可靠性。另外，根據(jù)輸出控制電路18供給的定時(shí)信號(hào)，容易特定得到所需高頻電流值的期間，從而可以進(jìn)行各檢測(cè)動(dòng)作。此外，利用換流器21可以很容易底檢測(cè)流入平滑電容器4的高頻電流。
另外，按照本實(shí)施例，當(dāng)由電流檢測(cè)電路22求出的回授電流值超過(guò)限制值(曲線L1)時(shí)，輸出控制電路18就向IGBT7和8輸出門信號(hào)，以使該回授電流值降低到限制值以下，從而減小輸入電流值，所以，鍋25的材質(zhì)為不銹鋼而對(duì)某一輸入電流發(fā)生的回授電流的比例大大增加時(shí)，就可以減小在IGBT8中發(fā)生的開關(guān)損耗。
并且，按照可以良好地進(jìn)行加熱烹調(diào)的、鍋25的材質(zhì)為鐵的情況，根據(jù)曲線L1設(shè)定限制值，并隨輸入電流值而成為不同的值，所以，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定對(duì)各輸入電流值的回授電流的限制值。
此外，按照本實(shí)施例，當(dāng)由電流檢測(cè)電路22求出的回授電流值超過(guò)極限值(曲線L2)時(shí)，輸出控制電路18就使換流裝置的動(dòng)作停止，所以，對(duì)于輸入電流值而發(fā)生的回授電流值的比例顯著地增大時(shí)，可以防止IGBT8遭到破壞。
另外，按照本實(shí)施例，即使輸出控制電路18輸出門信號(hào)使輸入電流值增加時(shí)，由電流檢測(cè)電路22求出的輸入電流值減小時(shí)，也使換流裝置的動(dòng)作暫時(shí)停止后再次開始進(jìn)行控制，所以，在加熱烹調(diào)的中途，將鍋25從頂板24上拿走時(shí)，在暫時(shí)使動(dòng)作停止后通過(guò)再次開始進(jìn)行控制，在該再次控制開始的時(shí)刻，可以校驗(yàn)是否處于可以正常地進(jìn)行控制的狀態(tài)，所以，可以安全地進(jìn)行控制。
此外，按照本實(shí)施例，是將換流裝置應(yīng)用于感應(yīng)加熱烹調(diào)器，所以，在進(jìn)行感應(yīng)加熱烹調(diào)時(shí)，通過(guò)檢測(cè)輸入電流值和回授電流值，就可以進(jìn)行最佳的控制。
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例2，和實(shí)施例1相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，并省略其說(shuō)明，下面，只說(shuō)明不同的部分。在實(shí)施例2中，從平滑電容器4上去掉了換流器21。并且，將電容器26和電阻27串聯(lián)連接而成的分流電路28與平滑電容器4并聯(lián)連接。
電容器26的電容量例如設(shè)定為平滑電容器4的電容量的約1/100。另外，設(shè)置電流檢測(cè)電路(電流檢測(cè)單元)22a取代電流檢測(cè)電路22。其他結(jié)構(gòu)和實(shí)施例1相同。
下面，說(shuō)明實(shí)施例2的作用。在實(shí)施例1中，是利用換流器21直接檢測(cè)流入平滑電容器4的高頻電流，而在實(shí)施例2中，是利用電流檢測(cè)電路22a、通過(guò)參照電阻27的端電壓來(lái)檢測(cè)根據(jù)平滑電容器4與電容器26的電容比而分流到分流電路28中的高頻電流的。并且，電流檢測(cè)電路22a保持的數(shù)據(jù)表被置換為根據(jù)分流到該分流電路28中的高頻電流的值而預(yù)先求出的值。其他作用和實(shí)施例1相同。
如上所述，按照實(shí)施例2，將分流電路28與平滑電容器4并聯(lián)連接，參照電阻27的端電壓檢測(cè)輸入電流值和回授電流值，所以，與實(shí)施例1那樣使用換流器21的情況相比，可以更廉價(jià)地構(gòu)成。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，可以進(jìn)行如下變形或擴(kuò)展。
檢測(cè)用于檢測(cè)輸入電流值的高頻電流的期間不限于IGBT8的導(dǎo)通期間，如圖2所示，除了在IGBT7的截止時(shí)刻尾電流流入平滑電容器4的指定時(shí)間外，也可以在IGBT8的下一個(gè)截止時(shí)刻之前的期間(A)進(jìn)行檢測(cè)。另外，檢測(cè)用于檢測(cè)回授電流值的高頻電流的期間不限于從IGBT8的截止時(shí)刻到IGBT7的下一個(gè)導(dǎo)通時(shí)刻，檢測(cè)從IGBT8的截止時(shí)刻到IGBT7的下一個(gè)截止時(shí)刻之前的期間(A)的高頻電流的最大值，也可以求出回授電流值。
此外，輸入電流值的設(shè)定比較大、高頻電流的最大值超過(guò)尾電流的峰值時(shí)，也可以用從IGBT7的截止時(shí)刻到下一個(gè)導(dǎo)通時(shí)刻之前的期間(即，一控制周期內(nèi))的最大值檢測(cè)回授電流值。
圖3的限制值和極限值也可以設(shè)定為平坦的值，此外，也可以根據(jù)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)而適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> 根據(jù)需要，也可以進(jìn)行與控制區(qū)域A、B、C相應(yīng)的輸入電流值控制及停止控制。
電流值檢測(cè)單元也可以和控制單元一體地構(gòu)成。
也可以在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)用直線近似高頻電流值與輸入電流值、回授電流值的相關(guān)關(guān)系，使電流檢測(cè)電路22或22a保持與該相關(guān)關(guān)系相應(yīng)的比例常數(shù)來(lái)取代保持?jǐn)?shù)據(jù)表，利用將比例常數(shù)與高頻電流值相乘的運(yùn)算求出輸入電流值和回授電流值。
開關(guān)元件不限于IGBT，也可以是功率晶體管或功率MOSFET。
不限于感應(yīng)加熱烹調(diào)器，只要是利用半橋式換流器主電路驅(qū)動(dòng)負(fù)載的裝置，就可以應(yīng)用。
本發(fā)明如以上所述的那樣，具有以下效果。
按照本發(fā)明第一或六方面所述的換流裝置，高頻電流檢測(cè)單元檢測(cè)流入連接在直流母線之間的平滑電容器的高頻電流，電流值檢測(cè)單元根據(jù)上述高頻電流或根據(jù)流入分流電路的高頻電流檢測(cè)輸入電流值(第1檢測(cè)動(dòng)作)，同時(shí)檢測(cè)回授電流值(第2檢測(cè)動(dòng)作)，所以，和以往不同，不分別設(shè)置檢測(cè)部，在一個(gè)地方就可以同時(shí)檢測(cè)輸入電流值和回授電流值，從而可以減少零部件數(shù)。
另外，通過(guò)根據(jù)該分流電路的電阻的端電壓檢測(cè)比流入分流電路小的高頻電流值，不僅可以同時(shí)檢測(cè)輸入電流值和回授電流值，而且可以更廉價(jià)地構(gòu)成高頻電流檢測(cè)單元。
按照本發(fā)明第二或七方面所述的換流裝置，使電流值檢測(cè)單元根據(jù)在從正側(cè)開關(guān)元件的截止時(shí)刻經(jīng)過(guò)指定時(shí)間后到負(fù)側(cè)開關(guān)元件的下一個(gè)截止時(shí)刻之前的期間檢測(cè)的高頻電流進(jìn)行第1檢測(cè)動(dòng)作，同時(shí)根據(jù)高頻電流的最大值進(jìn)行第2檢測(cè)動(dòng)作，因此，除了從正側(cè)開關(guān)元件的截止時(shí)刻開始在指定時(shí)間內(nèi)流入的開關(guān)元件的尾電流外，根據(jù)高頻電流可以檢測(cè)輸入電流值，根據(jù)高頻電流的最大值可以檢測(cè)回授電流值。
按照本發(fā)明的第三或八方面所述的換流裝置，電流值檢測(cè)單元在從負(fù)側(cè)開關(guān)元件的截止時(shí)刻到正側(cè)開關(guān)元件的下一個(gè)導(dǎo)通時(shí)刻之前的期間進(jìn)行第2檢測(cè)動(dòng)作，所以，檢測(cè)高頻電流的最大值的期間可以根據(jù)控制單元輸出的通/斷信號(hào)可靠地特定，從而可以很容易地進(jìn)行回授電流值的檢測(cè)。
按照本發(fā)明的第四或九方面所述的換流裝置，電流值檢測(cè)單元在負(fù)側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通期間進(jìn)行第1檢測(cè)動(dòng)作，所以，可以根據(jù)控制單元輸出的通/斷信號(hào)可靠地特定檢測(cè)輸入電流值的定時(shí)，從而可以很容易地進(jìn)行輸入電流值的檢測(cè)。
按照本發(fā)明第五方面所述的換流裝置，使用換流器構(gòu)成高頻電流檢測(cè)單元，所以，可以很容易地檢測(cè)流入平滑電容器的高頻電流。
按照本發(fā)明第十方面所述的換流裝置，在由電流值檢測(cè)單元求出的回授電流值超過(guò)限制值時(shí)，控制單元就使輸入電流值減小以使該回授電流值小于限制值，所以，可以降低開關(guān)損耗。
按照本發(fā)明第十一方面所述的換流裝置，根據(jù)輸入電流值將限制值設(shè)定為不同的值，所以，可以根據(jù)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定對(duì)各輸入電流值的回授電流的限制值。
按照本發(fā)明第十二方面所述的換流裝置，在由電流值檢測(cè)單元求出的回授電流值超過(guò)極限值時(shí)，控制單元就使負(fù)載的驅(qū)動(dòng)停止，所以，在相對(duì)于輸入電流而發(fā)生的回授電流的比例顯著地增大時(shí)，就使負(fù)載的驅(qū)動(dòng)停止，從而可以防止換流器主電路的開關(guān)元件遭到破壞。
按照本發(fā)明第十三方面所述的換流裝置，控制單元即使輸出通/斷信號(hào)以使輸入電流值增加而由電流值檢測(cè)單元求出的輸入電流值也減小時(shí)，就使負(fù)載的驅(qū)動(dòng)暫時(shí)停止后再次開始進(jìn)行控制，所以，在有某種異常情況時(shí)，在再次控制開始的時(shí)刻就可以校驗(yàn)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，從而可以完全地進(jìn)行控制。
權(quán)利要求
1．一種換流裝置，其特征在于具有將工業(yè)交流電源進(jìn)行整流而生成直流電源的整流電路，供給該整流電路輸出的直流電源的直流母線，連接在該直流母線間的平滑電容器，連接在上述直流母線間的、驅(qū)動(dòng)負(fù)載的半橋式的換流器主電路，檢測(cè)流過(guò)上述平滑電容器的高頻電流的高頻電流檢測(cè)單元，向構(gòu)成上述換流器主電路的正端和負(fù)端的開關(guān)元件輸出通/斷信號(hào)、控制負(fù)載的驅(qū)動(dòng)的控制單元，和根據(jù)上述高頻電流檢測(cè)電源檢測(cè)的上述高頻電流進(jìn)行檢測(cè)輸入電流值的第1檢測(cè)動(dòng)作、同時(shí)根據(jù)上述各高頻電流進(jìn)行檢測(cè)回授電流值的第2檢測(cè)動(dòng)作的電流值檢測(cè)單元。
2．按權(quán)利要求1所述的換流裝置，其特征在于電流值檢測(cè)單元根據(jù)在從正側(cè)開關(guān)元件的截止時(shí)刻經(jīng)過(guò)指定時(shí)間后到負(fù)側(cè)開關(guān)元件的下一個(gè)截止時(shí)刻之前的期間檢測(cè)的高頻電流進(jìn)行第1檢測(cè)動(dòng)作，同時(shí)根據(jù)高頻電流的最大值進(jìn)行第2檢測(cè)動(dòng)作。
3．按權(quán)利要求2所述的換流裝置，其特征在于電流值檢測(cè)單元在從負(fù)側(cè)開關(guān)元件的截止時(shí)刻到正側(cè)開關(guān)元件的下一個(gè)導(dǎo)通時(shí)刻之前的期間進(jìn)行第2檢測(cè)動(dòng)作。
4．按權(quán)利要求3所述的換流裝置，其特征在于電流值檢測(cè)單元在負(fù)側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通期間進(jìn)行第1檢測(cè)動(dòng)作。
5．按權(quán)利要求1～4的任一權(quán)項(xiàng)所述的換流裝置，其特征在于高頻電流檢測(cè)單元由換流器構(gòu)成。
6．一種換流裝置，其特征在于具有將工業(yè)交流電源進(jìn)行整流而生成直流電源的整流電路，供給該整流電路輸出的直流電源的直流母線，連接在該直流母線間的平滑電容器，與該平滑電容器并聯(lián)連接的、由電容小于該平滑電容器的電容器和電阻的串聯(lián)電路構(gòu)成的分流電路，連接在上述直流母線間的、驅(qū)動(dòng)負(fù)載的半橋式的換流器主電路，向構(gòu)成上述換流器主電路的正端和負(fù)端的開關(guān)元件輸出通/斷信號(hào)、控制負(fù)載的驅(qū)動(dòng)的控制單元，和根據(jù)流入上述分流電路的高頻電流進(jìn)行檢測(cè)輸入電流值的第1檢測(cè)動(dòng)作、同時(shí)根據(jù)上述各高頻電流進(jìn)行檢測(cè)回授電流值的第2檢測(cè)動(dòng)作的電流值檢測(cè)單元。
7．按權(quán)利要求6所述的換流裝置，其特征在于電流值檢測(cè)單元根據(jù)在從正側(cè)開關(guān)元件的截止時(shí)刻經(jīng)過(guò)指定時(shí)間后到負(fù)側(cè)開關(guān)元件的下一個(gè)截止時(shí)刻之前的期間檢測(cè)的高頻電流進(jìn)行第1檢測(cè)動(dòng)作，同時(shí)根據(jù)高頻電流的最大值進(jìn)行第2檢測(cè)動(dòng)作。
8．按權(quán)利要求7所述的換流裝置，其特征在于電流值檢測(cè)單元在從負(fù)側(cè)開關(guān)元件的截止時(shí)刻到正側(cè)開關(guān)元件的下一個(gè)導(dǎo)通時(shí)刻之前的期間進(jìn)行第2檢測(cè)動(dòng)作。
9．按權(quán)利要求8所述的換流裝置，其特征在于電流值檢測(cè)單元在負(fù)側(cè)開關(guān)元件的導(dǎo)通期間進(jìn)行第1檢測(cè)動(dòng)作。
10．按權(quán)利要求1～9的任一權(quán)項(xiàng)所述的換流裝置，其特征在于在由電流值檢測(cè)單元求出的回授電流值超過(guò)限制值時(shí)，控制單元就輸出通/斷信號(hào)使輸入電流值減小到使該回授電流值小于上述限制值。
11．按權(quán)利要求10所述的換流裝置，其特征在于限制值根據(jù)輸入電流值而被設(shè)定為不同的值。
12．按權(quán)利要求1～11的任一權(quán)項(xiàng)所述的換流裝置，其特征在于在由電流值檢測(cè)單元求出的回授電流值超過(guò)極限值時(shí)，控制單元就使負(fù)載的驅(qū)動(dòng)停止。
13．按權(quán)利要求1～12的任一權(quán)項(xiàng)所述的換流裝置，其特征在于控制單元即使輸出通/斷信號(hào)以使輸入電流值增加而由電流值檢測(cè)單元求出的輸入電流值也減小時(shí)，就使負(fù)載的驅(qū)動(dòng)暫時(shí)停止后再次開始進(jìn)行控制。
全文摘要
利用換流器21檢測(cè)流入平滑電容器4的高頻電流,電流檢測(cè)電路22根據(jù)輸出控制電路18供給的定時(shí)信號(hào),在IGBT8的導(dǎo)通期間中得到換流器21檢測(cè)的電流值Ia時(shí),就根據(jù)該電流值Ia和數(shù)據(jù)表檢測(cè)輸入電流值。另外,電流檢測(cè)電路22在從IGBT8的截止時(shí)刻到下一個(gè)IGBT7的導(dǎo)通時(shí)刻之前的期間得到換流器21檢測(cè)的電流值Ib時(shí),就根據(jù)該電流值Ib和數(shù)據(jù)表檢測(cè)回授電流值。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK1212498SQ9811883
公開日1999年3月31日 申請(qǐng)日期1998年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月10日
發(fā)明者林秀竹, 松尾勝春 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝