(57)【要約】  誘導加熱を提供する。誘導加熱システムは電源スイッチと、共振加熱回路と、パルス開始装置とを備える。共振加熱回路は負荷に結合されるように構成されるとともに、ＤＣ電圧レベルを有するＤＣパルス入力に応答して振動電圧を生成するように構成されている。パルス開始装置は共振加熱回路により生成された振動電圧のピーク電圧の平均値を表わす値を有する監視電圧を提供するとともに、監視電圧の値が所定の閾値とほぼ同等以下の場合、パルス開始信号を提供して共振回路への次のＤＣパルスの印加を開始するように構成されている。
2007507073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源スイッチと、
負荷に結合されるように構成されるとともに、ＤＣ電圧パルスに応答して振動電圧を生成するように構成された共振加熱回路と、
前記共振加熱回路により生成された振動電圧のピーク電圧の平均値を表わす値を有する監視電圧を提供するとともに、前記監視電圧の値が所定の閾値とほぼ同等以下の場合、パルス開始信号を提供して前記共振回路への次のＤＣ電圧パルスの印加を開始するように構成されたパルス開始装置とを備える誘導加熱システム。
【請求項２】
前記電源スイッチが開閉して前記ＤＣ電圧パルスを提供するように構成されている、請求項１に記載の誘導加熱システム。
【請求項３】
前記電源スイッチがスイッチ制御信号に応答して開閉するように構成されている、請求項２に記載の誘導加熱システム。
【請求項４】
前記パルス開始装置と前記電源スイッチとの間に配置されるとともに、前記スイッチ制御信号を前記電源スイッチに提供するように構成されたパルス制御装置をさらに備え、前記パルス開始装置が前記共振回路の両端の前記平均電力が所定の最小閾値とほぼ同等なレベルであるということを検出したことに応答して、前記パルス制御装置が前記電源スイッチを閉じさせるスイッチ制御信号を提供する、請求項３に記載の誘導加熱システム。
【請求項５】
前記電源スイッチを閉じさせた後、前記パルス制御装置がある期間後に、前記電源スイッチを開かせるスイッチ制御信号を提供するように構成されている、請求項４に記載の誘導加熱システム。
【請求項６】
前記期間が前記共振加熱回路の最大蓄積容量に基づく最大許容期間とほぼ同等の所定の一定値である、請求項５に記載の誘導加熱システム。
【請求項７】
前記期間が最小値と最大値との間で調節可能であり、前記最大値が前記共振加熱回路の最大蓄積容量に基づいた期間である、請求項５に記載の誘導加熱システム。
【請求項８】
前記パルス開始装置が、
前記共振回路の前記振動電圧の平均ピーク間電圧を表わす監視電圧を提供するように構成された電圧サンプリング回路と、
前記監視電圧を受け取るように構成されるとともに、前記振動電圧の前記平均ピーク間電圧のレベルが前記所定の最小閾値とほぼ同等である場合、前記次のＤＣ電圧パルスの印加を開始するように構成されたレベル判定器とを備える、請求項１に記載の誘導加熱システム。
【請求項９】
前記レベル判定器がコンパレータ回路を備える、請求項８に記載の誘導加熱システム。
【請求項１０】
前記電圧サンプリング回路が、
それぞれ第１および第２のコンデンサにより前記共振回路の両端に結合された一組の入力ノードを有するとともに、接地に結合された第１の出力ノードと第２の出力ノードとを有する全波整流器と、
前記全波整流器出力ノードの両端に結合された平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサに並列に結合された抵抗器とを備え、前記抵抗器の両端の電圧が前記監視電圧である、請求項８に記載の誘導加熱システム。
【請求項１１】
前記コンパレータが、
前記抵抗器に接続された非反転入力と、前記所定の最小閾値を受け取るように構成された反転信号と、前記振動電圧の前記平均ピーク間電圧のレベルが前記所定の最小閾値とほぼ同等である場合、前記次のＤＣ電圧パルスの印加を開始するように構成された出力とを有する演算増幅器を備える、請求項９に記載の誘導加熱システム。
【請求項１２】
前記電源スイッチが、
制御信号を受け取るように構成されたゲートと、前記電源スイッチに結合されたコレクタと、接地に結合されたエミッタとを有する絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を備える、請求項１に記載の誘導加熱システム。
【請求項１３】
電源スイッチを動作させてＤＣ電圧パルスを共振回路に印加し、
前記ＤＣ電圧パルスに応答して前記共振回路で振動電圧を生成し、
前記共振回路の両端の前記振動電圧の平均ピーク間電圧が所定の最小閾値とほぼ同等のレベルであることを検出したとき、前記共振回路に次のＤＣ電圧パルスを印加することを含む、誘導加熱システムを動作させる方法。
【請求項１４】
前記スイッチを動作させることが、
前記電源スイッチを開閉することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記振動電圧の前記平均ピーク間電圧を検出することが、
前記共振加熱回路の両端の前記振動電圧の前記平均ピーク間電圧を表わす監視電圧を提供し、
前記監視電圧を最小閾値と比較し、
前記監視電圧が前記最小閾値とほぼ同等である場合前記電源スイッチを閉じることにより、前記共振加熱回路への次のＤＣ電圧パルスの印加を開始することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
ＡＣ電源に接続可能であるとともにＤＣ出力ノードでＤＣ電圧を提供するように構成された整流器と、
第１の端子と、接地に結合された第２の端子と、制御ゲートとを有する電源スイッチと、
前記ＤＣ出力ノードと前記電源スイッチの前記第１の端子との間に結合された共振回路と、
制御信号を前記電源スイッチ制御ゲートに提供して前記電源スイッチを開閉することにより、ＤＣ電圧パルスを前記共振回路に提供して前記共振回路に振動電圧を生成させるように構成されたパルス制御装置と、
前記共振回路に並列に結合されるとともに、前記共振回路の両端の平均電圧を監視して、前記共振回路の両端の前記平均電力が所定の閾値とほぼ同等のレベルに降下した場合、前記パルス制御装置に制御信号を提供して前記パルス制御装置に前記電源スイッチを閉じるように指示することにより、前記共振回路への次のＤＣ電圧パルスの印加を開始させるように構成されたパルス開始装置とを備える、ＡＣ電源に接続可能な誘導加熱システム。
【請求項１７】
前記電源スイッチが、
前記制御信号を受け取るように構成されたゲートと、前記電源スイッチに結合されたコレクタと、接地に結合されたエミッタとを有する絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を備える、請求項１６に記載の誘導加熱システム。
【請求項１８】
前記パルス開始装置が、
前記共振回路と並列に結合されるとともに、前記共振回路の前記振動電圧の平均ピーク間電圧を表わす監視電圧を提供するように構成された電圧サンプリング回路と、
前記監視電圧を受け取るように構成されるとともに、前記振動電圧の前記平均ピーク間電圧のレベルが前記所定の閾値とほぼ同等である場合、前記制御信号を前記パルス制御装置に提供するように構成されたコンパレータとを備える、請求項１６に記載の誘導加熱システム。
【請求項１９】
前記電圧サンプリング回路が、
それぞれ第１および第２のコンデンサにより前記共振回路の両端に結合された一組の入力ノードを有するとともに、接地に結合された第１の出力ノードと第２の出力ノードとを有する全波整流器と、
前記全波整流器出力ノードの両端に結合された平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサに並列に結合された抵抗器とを備え、前記抵抗器の両端の電圧が前記監視電圧である、請求項１８に記載の誘導加熱システム。
【請求項２０】
前記コンパレータが、
前記抵抗器に接続された非反転入力と、前記所定の閾値を受け取るように構成された反転信号と、前記制御信号を前記パルス制御装置に提供するように構成された出力とを有する演算増幅器を備える、請求項１８に記載の誘導加熱システム。
【請求項２１】
前記共振回路が、
前記ＤＣ出力ノードに結合された第１の端子と、前記電源スイッチの前記第２の端子に結合された第２の端子とを有するコンデンサと、
前記コンデンサに並列に結合された誘電加熱コイルとを備える、請求項１６に記載の誘導加熱システム。
【請求項２２】
前記誘電加熱コイルが動作ヘッドに誘電結合された、請求項２１に記載の誘導加熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に誘電加熱システムに関し、特に安全な低電力加熱を提供するためにパルス開始装置を用いる誘電加熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
用語「誘電加熱」は一般に交流電流がコイルに流されて交番磁束を生成する工程を表わす。コイルが加熱対象金属製物体に近接配置または周囲に巻き付けられると、交番磁束が負荷をコイルに誘電結合するとともに、金属製物体内に渦電流を生成して金属製物体を加熱させる。その機能のため、コイルは「ワークコイル」または「誘電ヘッド」と称され、加熱対象金属製物体は「負荷」と称されることが多い。誘電加熱を硬化性接着剤、金属の硬化、ろう付け、半田付け、溶接および熱が必要な作因または要因である他の製造工程を始めとする多くの目的に利用し得る。
【０００３】
誘電加熱の分野は、誘電ヘッドに供給される電力したがって負荷内に生成される熱を制御するいくつかのタイプの誘電加熱システムが開発されて、確立されていると考えられる。共振システムと称されることがある１つのタイプの誘電加熱システムは概して電源と、通例ワークコイルとコンデンサとにより形成される共振誘電ヘッドと、電源による共振誘電ヘッドへの電力の供給を制御するあるタイプのスイッチング手段とを備えている。一般にはスイッチング手段を閉じることにより電源に共振誘電ヘッドへ電流を提供させると、エネルギーがワークコイル内に蓄積される。スイッチング手段が開くと、誘電ヘッドは振動電圧と対応する振動電流および交番磁束とを生成し始め、蓄積エネルギーが熱として負荷に伝達される。蓄積エネルギーが電源により補充されない場合には、蓄積エネルギーがすべて負荷に伝達された時に振動電圧は最終的にゼロに減衰する、または「リングアウト」する。
【０００４】
最大量のエネルギーが誘電ヘッドの振動の第１の半周期中に誘電ヘッドから負荷に伝達される。そのため負荷の最大加熱を達成するために、誘電加熱システムは振動の第１の半周期の終了時に誘電ヘッド内の蓄積エネルギーを補充する。しかし負荷の最大加熱は必ずしも望ましいとは限らない。負荷が低レベルの加熱しか必要としない場合、いくつかの誘電加熱システムは振動電圧の数周期を利用して負荷を加熱するとともに、あるタイプのタイミング機構を利用して一定時間経過後に共振誘電ヘッド内の蓄積エネルギーを補充する。しかし誘電ヘッド内に蓄積されたエネルギーが減衰するのに必要な時間は負荷次第である。負荷が予想より小さい場合またはすべて除去された場合には、エネルギーが補充される時に大量の蓄積エネルギーがコイル内に残っている恐れがあり、誘電ヘッド内で潜在的に損傷を与える過電流になる。
【０００５】
誘電加熱システム、特に共振誘電ヘッドを用いたものは、誘電ヘッドの潜在的に有害な過電流を防ぐ単純な低レベル加熱方式が有効である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は誘導加熱システムを提供する。誘導加熱システムは電源と、ＤＣ入力パルスに応答して振動電圧を生成するように構成された加熱回路とを含む。誘導加熱システムは、共振回路の両端の振動電圧を監視して、共振回路の両端の振動電圧の平均ピーク電圧が所定の最小閾値とほぼ同等のレベルであることを検出したとき、共振回路への次のＤＣパルスの印加を開始するように構成されたパルス開始装置をさらに含む。
【０００７】
添付の図面は本発明のさらなる理解を提供するために含まれるとともに、本明細書の一部分に援用されてこれを構成する。図面は本発明の実施形態を図示するとともに、説明とともに本発明の原理を説明するのに役立つ。本発明の他の実施形態および本発明の意図する利点の多くは添付の図面と関連して考えて以下の詳細な説明を参照することによりよく理解されるほど容易に理解されよう。ここでは図を通して同様な番号は同様な部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１において本発明による誘導加熱システムが２０に概略的に示されている。誘導加熱システム２０は整流器２２と、共振加熱回路２４と、電源スイッチ２６と、パルス制御装置２８と、パルス開始装置３０とを含む。誘導加熱システム２０は３２において外部導電性負荷３４に誘導結合されるように構成されているとともに、電源スイッチ２６のスイッチングを制御するように動作して、共振加熱回路２４の潜在的に危険な過負荷を防ぎつつ負荷３４の低電力加熱を提供する。
【０００９】
整流器２２は第１の入力ノード３８と第２の入力ノード４０とを介してＡＣ電源３６に接続可能であるとともに、ＤＣ出力ノード４２においてＤＣ電圧レベルを提供するように構成されている。共振加熱回路２４は整流器出力ノード４２とノード４４との間に結合され、電源スイッチ２６はノード４４と接地ノード４６との間に結合されている。パルス制御装置２８は経路４８を介して電源スイッチ２６にスイッチ制御信号を提供することにより電源スイッチ２６がまず閉じそして調整可能パルス期間の後開くことにより、ＤＣ電圧パルスを共振加熱回路２４の両端に提供するように構成されている。一実施形態ではパルス期間の長さは、共振加熱回路２４が損傷を蒙ることなく蓄積できる最大エネルギー量に基づく最大値まで調整可能である。
【００１０】
共振加熱回路２４はエネルギーを蓄積するように構成されているとともに、ＤＣ電圧パルスに応答して振動電圧ならびにそれに伴う振動電流および交番磁束を生成することにより、誘電結合外部負荷３４を加熱する。次のＤＣ電圧位相が共振加熱回路２４の両端に印加されない限り、振動電圧はピーク間電圧レベルを有し、この電圧レベルは共振回路により蓄積されたエネルギーが放散されるとともに最終的に減衰して、または「リングアウト」してゼロになる。振動電圧がリングアウトするのに要する時間はＤＣ電圧パルスに対する長さおよび大きさ、共振回路の内部インピーダンス、および負荷３４があるかどうかを始めとする複数の要因による。あるＤＣ電圧パルスの場合、負荷３４などの負荷が加熱されている場合には振動電圧はより速くゼロにリングアウトすることになる。十分なエネルギー量が放散される前に次のＤＣパルスが共振加熱回路２４に印加される場合には、目的エネルギー蓄積量が最大値を超えると共振加熱回路２４は潜在的に損傷を蒙ることもある。
【００１１】
パルス開始装置３０は共振加熱回路２４の両端間に結合されているとともに、振動電圧のピーク間電圧の平均値を監視するように構成されている。パルス開始装置３０はさらに、共振回路２４により生成された平均ピーク間電圧が所定の設定点とほぼ同等のレベルまで低下すると、経路５０を介してパルス制御装置３０にパルス開始信号を提供してパルス制御装置３０に共振加熱回路２４への次のＤＣ電圧パルスの印加を開始させるように構成されている。所定の設定点は次のパルスの印加が共振加熱回路２４を損傷するのに十分なエネルギーを付与しないような値である。このため誘導加熱システム２０は、共振加熱回路２４により生成された振動電圧のピーク間電圧が所定の設定点に低下した時にのみ次のＤＣ電圧パルスを開始することにより外部負荷３４の安全な低電力加熱を提供する。
【００１２】
図２は本発明による誘導加熱システム２０の例示的一実施形態を図示する概略的ブロック図６０である。整流器２２は４つのダイオード６２、６４、６６および６８を備える標準的なダイオードブリッジ整流器である。第１のダイオード６２は第１の入力ノード３８に結合されたアノードと出力ノード４２に結合されたカソードとを有する。第２のダイオード６４は第２の入力ノード４０に結合されたアノードとＤＣ出力ノード４２に結合されたカソードとを有する。第３のダイオード６６は接地４６に結合されたアノードと第１の入力ノード３８に結合されたカソードとを有する。第４のダイオード６８は接地４６に結合されたアノードと第２の入力ノード４０に結合されたカソードとを有する。整流器２２は外部Ａ／Ｃ電源３６に接続可能であるとともに、ＤＣ出力ノード４２でＤＣ電圧レベル（ＶDC）を提供するように構成されている。
【００１３】
共振加熱回路２４は共振コンデンサ７０と、フェライト磁心７６の周囲に誘導加熱コイル７４を備える動作ヘッド７２とを備えている。共振コンデンサは誘導加熱コイル７４と並列に結合されているとともに、整流器出力ノード４２に結合された第１の端子とノード４４に結合された第２の端子とを有する。共振加熱回路２４はＤＣ電圧パルスに応答して振動電圧ならびにそれに伴う振動電流およびフェライト磁心７６の交番磁束を生成することにより、誘電結合外部負荷３４を加熱するように構成されている。一実施形態では動作ヘッド７２は可撓性リード線を用いて共振コンデンサ７０に結合されており、可撓性リード線により動作ヘッド７２は誘電加熱システム２０に対して移動可能であるとともに負荷３４などの加熱対象である遠隔負荷と接触可能である。一実施形態において動作ヘッド７２はフェライト磁心７６を含まない。
【００１４】
電源スイッチ２６はゲート８０と、ノード４４に結合されたコレクタ８２と、接地４６に結合されたエミッタ８４とを有する絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）７８を備えている。パルス制御装置２８は経路４８を介して電源スイッチ２６のゲート８０にスイッチ制御信号を提供して、電源スイッチ２６をまず閉じそしてある期間後開くことによりＤＣ電圧パルスを共振加熱回路２４に提供するように構成されている。一実施形態ではパルス制御装置２８は誘導加熱システム２０の初期電源投入後に電源スイッチ２６を閉じることにより、共振加熱回路２４に対する第１のＤＣ電圧パルスを開始し、その後パルス開始装置３０からの経路５０を介するパルス開始信号の受信に基づいて電源スイッチ２６を閉じて共振加熱回路２４に対する次のＤＣ電圧パルスを開始するように構成されている。
【００１５】
パルス開始装置３０は電源スイッチ２６と並列に結合されているとともに、電圧感知回路９０とコンパレータ９２とを備えている。電圧感知回路９０は全波ブリッジ整流器９４と、平滑コンデンサ９６と、ポテンシオメータ９８とを含んでいる。全波整流器９４は従来のブリッジ整流器を形成するように構成された４つのダイオード１００、１０２、１０４および１０６を備えている。ダイオード１００は接地４６に結合されたアノードと第１の入力ノード１０８に結合されたカソードとを有する。ダイオード１０２は接地４６に結合されたアノードと第２の入力ノード１１０に結合されたカソードとを有する。ダイオード１０４は第２の入力ノード１１０に結合されたアノードと出力ノード１１２に結合されたカソードとを有する。ダイオード１０６は第１の入力ノード１０８に結合されたアノードと出力ノード１１２に結合されたカソードとを有する。ブリッジ整流器９４は第１の入力ノード１０８とＤＣ出力ノード４２との間に結合された第１のコンデンサ１１４と、第２の入力ノード１１０とノード４４との間に結合された第２のコンデンサ１１６とを介して共振加熱回路２４の両端間に容量結合されている。平滑コンデンサ９６は出力ノード１１２と接地４６との間に結合されている。ポテンシオメータ９８は出力ノード１１２に結合された第１の端子と、接地４６に結合された第２の端子と、経路１１８を介してコンパレータ９２に結合された調整可能レッグとを有する。
【００１６】
電源スイッチ２６が閉成位置にある場合、ノード４４が接地されてＤＣ電圧パルスが共振加熱回路２４の両端に印加されるとともに、エネルギーが誘電加熱コイル７４に蓄積する。電源スイッチ２６を開くことによりＤＣパルスが共振加熱回路２４から除去されると、誘電加熱コイル７４は共振コンデンサ７０に放電し、共振加熱回路２４は共振し始めて振動電圧を生成する。ブリッジ整流器９４は出力ノード１１２において全波整流型振動電圧を提供する。平滑コンデンサ９６およびポテンシオメータ９８は１１２における全波整流型振動電圧をフィルタリングするとともに、ポテンシオメータ９８の両端に振動電圧のピーク電圧とほぼ同等の電圧レベルを有する減衰正弦波形を提供する。ポテンシオメータの調整可能レッグは経路１１８を介してコンパレータ９２へピーク電圧を表わす電圧を提供する。
【００１７】
コンパレータ９２はポテンシオメータ９８の調整可能レッグに結合された非反転入力１２２と、所定のＤＣ閾値を受け取る反転入力１２４と、経路５０を介してパルス制御装置２８に結合された出力１２６とを有する演算増幅器１２０を備えている。非反転入力１２２における全波整流振動電圧の平均ピーク電圧を表わす値が反転端子１２４における所定のＤＣ閾値とほぼ同等の値に降下すると、演算増幅器１２０は出力１２６においてパルス開始信号を提供してパルス制御装置２８に共振回路２４への次のＤＣ電圧パルスの印加を開始させる。換言すれば振動電圧が所定のＤＣ閾値とほぼ同等の値に減衰すると、共振回路２４により蓄積されたエネルギー量は、次のＤＣ電圧パルスの印加により共振回路２４が過充電されないようなレベルまで放散してしまう。
【００１８】
図２に図示されたような誘導加熱システム２０の動作を以下に説明する。図３ＡはＤＣ出力ノード４２とノード４４との間の共振加熱回路２４の両端の電圧の例示的なグラフ１３０である。１３２に示す時刻ｔ0における誘導加熱システム２０の初期電源投入時に、電源スイッチ２６は開いており、共振加熱回路２４の両端の電圧はゼロである。誘導加熱システム２０の初期電源投入後、パルス制御装置２８は経路４８を介してゲート８０に電源スイッチ制御信号を提供することにより、ＩＧＢＴ７８が順バイアスされ、１３４の時刻ｔ1に示すようにエミッタ８４を介してコレクタ８２を接地４６に引くように構成されている。パルス制御装置２８は時刻ｔ1１３４から１３８の時刻ｔ2まで期間（Δｔ）１３６の間、ＩＧＢＴ７８を順バイアス状態に維持するように構成されている。この期間中コレクタ８２はエミッタ８４を介して接地４６に短絡し、出力ノード４２で提供されたＤＣ電圧（ＶDC）１４０とほぼ同等な大きさとΔｔ１３６の期間とを有するＤＣパルスが共振加熱回路２４の両端に印加されるとともにエネルギーを誘電コイル７４に蓄積させる。
【００１９】
時刻ｔ2１３８においてパルス制御装置２８は電源スイッチ制御信号をゲート８０に提供してＩＧＢＴ７８を逆バイアスし、ＩＧＢＴ７８を接地に導通させなくすることにより共振回路２４へのＤＣパルスを終了する。そして誘電コイル７４は共振コンデンサ７０への放電を開始し、共振加熱回路２４は１４２に示すように振動電圧を生成し始め、それがフェライト磁心７６内に相当する振動磁束を生成することにより外部負荷３４を加熱する。ＤＣ電圧パルスがさらに共振加熱回路２４に印加されない場合には、振動電圧１４２は徐々に減衰、または「リングアウト」して１４４に示すようにゼロになる。
【００２０】
また時刻ｔ2１３８において共振回路２４が振動し始めると、ブリッジ整流器９４は全波整流型振動電圧をノード１１２で提供する。図３Ｂはブリッジ整流器９４によりノード１１２で提供される全波整流された波形１５２の例示的なグラフ１５０である。コンデンサ９６およびポテンシオメータ９８はノード１１２において全波整流された波形を受け取るとともに、フィルタリング型全波整流された波形をポテンシオメータ９８の両端に提供する。図３Ｃはポテンシオメータ９８の両端のフィルタリングされた波形１６２の例示的なグラフ１６０である。フィルタリングされた波形１６２は破線曲線１６４により表わされるような全波整流された波形の平均ピーク電圧に接近する。
【００２１】
コンパレータ９２は演算増幅器１２０の非反転端子１２２において経路１１８を介してポテンシオメータ９８の調整可能レッグから平均ピーク電圧を表わす電圧を受け取る。コンパレータ９２は非反転端子１２２における平均ピーク電圧の値を、反転端子１２４で受け取られる図３の１６６に示される所定のＤＣ閾値電圧と比較する。全波整流された振動電圧の平均ピーク値を表わす値が所定のＤＣ閾値電圧とほぼ同等の値まで降下すると、演算増幅器１２０はパルス開始信号を出力１２６で提供して、パルス制御装置２８に共振加熱回路２４への次のＤＣ電圧パルスの印加を開始させる。所定のＤＣ閾値は、振動電圧のピーク値がＤＣ閾値まで降下したとき、共振加熱回路２４により蓄積されたエネルギー量が次のＤＣパルスの印加が共振回路２４を損傷しないようなレベルまで放散してしまうような値を有する。
【００２２】
図４は本発明による誘導加熱システム２０の他の例示的実施形態１７０を図示する。誘導加熱システム１７０は本明細書に前述した誘導加熱システム２０に類似している。しかしこの実施形態においてパルス開始装置３０は電源スイッチ２６の両端に結合され、電圧サンプリング回路９０がコンパレータ９２に、半波整流型振動電圧に基づく共振加熱回路２４により生成された振動電圧の平均ピーク電圧を表わす値を提供するように構成されている。
【００２３】
ここで電圧サンプリング回路９０は、ノード４４に結合された第１の端子と第２の端子とを有する結合コンデンサ１７２を介してノード４４に容量結合されている。降圧抵抗器１７４は結合コンデンサ１７２の第２の端子に結合された第１の端子と、監視ノード１７５に結合された第２の端子とを有する。監視抵抗器１７６は監視ノード１７５と接地４６との間に結合されている。降圧抵抗器１７４および監視抵抗器１７６は分圧器として機能し、監視抵抗器１７６の両端の監視電圧が共振加熱回路２４により生成された振動電圧を表わす。
【００２４】
複数のダイオード１７８は監視抵抗器１７６と並列のカソードからアノードへの直列接続ダイオードであり、複数のうちの最初のダイオードのアノードが監視ノード１７５に結合されるとともに複数のうちの最後のダイオードのカソードが接地４６に結合されている。複数のダイオード１７８は監視抵抗器１７６の両端の監視電圧を制限することにより、非反転入力１２２での電圧を制限して演算増幅器１２２への潜在的損傷を未然に防ぐように機能する。
【００２５】
ダイオード１８０は監視ノード１７５に結合されたアノードと、非反転入力１２２に結合されたカソードとを有するとともに、非反転入力１２２で監視抵抗器１７６の両端の半波整流型監視電圧を提供するように機能する。コンデンサ１８２および抵抗器１８４は非反転入力１２２と接地４６との間で並列に結合されているとともに、ダイオード１８０により提供された半波整流された波形をフィルタリングすることにより、共振加熱回路２４により生成された振動電圧の平均ピーク値を表わすフィルタリングされた波形を非反転端子１２２で提供するように機能する。
【００２６】
電源スイッチ２６が閉成位置にある場合、ノード４４が接地されてパルス開始装置３０をシステムから効果的に外す一方でＤＣ電圧パルスが共振加熱回路２４の両端に印加されている。電源スイッチ２６を開くことによりＤＣ電圧パルスが共振加熱回路２４から除去されると、共振加熱回路２４は振動電圧を生成し始める。ＤＣ出力ノード４２におけるＤＣ電圧レベルと共振回路２４により生成された振動電圧との合計はノード４４から接地４６にスイッチ２６にわたって存在する。結合コンデンサ１７２はＤＣ成分を実質的に除去するため、振動電圧が降圧抵抗器１７４と監視抵抗器１７６とに存在し、振動電圧の大部分が降圧抵抗器９４に現れるとともに監視電圧が監視抵抗器１７６にわたって監視ノード１７５から接地４６へ現れる。
【００２７】
そしてダイオード１８０が半波整流型監視電圧を監視抵抗器１７６の両端に提供し、その半波整流型監視電圧はその後コンデンサ１８２と抵抗器１８４とによりフィルタリングされる。フィルタリングされた波形はダイオード１８０により提供された半波整流された電圧の平均ピーク値を表わすとともに、演算増幅器１２０の非反転入力１２２に提供されて反転入力１２４における所定のＤＣ閾値電圧と比較される。
【００２８】
上記の説明において本発明の多数の特徴と利点とを説明してきた。この開示が多くの点で単なる例示であることは当然理解できよう。本発明の範囲から逸脱することなく細部に特に部品の形状、サイズ、および配置の点において変更可能である。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲が明示される文言で規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による誘導加熱システムの一例示的実施形態を図示するブロック図である。
【図２】本発明による誘導加熱システムの一例示的実施形態を図示する概略的ブロック図である。
【図３Ａ】本発明による共振加熱回路の両端の例示的電圧波形を図示するグラフである。
【図３Ｂ】本発明によるブリッジ整流器により提供される例示的な全波整流された電圧波形を図示するグラフである。
【図３Ｃ】本発明によるコンパレータに提供される例示的なフィルタリングされた電圧波形を図示するグラフである。
【図４】本発明による誘導加熱システムの一例示的実施形態を図示する概略的ブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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