(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧形インバータの出力の電流を検出する電流検出回路において、
電圧形インバータの出力電流を検出する第１の電流検出器と、前記電圧形インバータの出力と負荷との間に存在する容量成分の直近または近傍で前記容量成分と並列に接続されたコンデンサ、抵抗およびインダクタンスを用いて構成された補正回路と、前記補正回路の電流を検出する第２の電流検出器と、を備え、前記第２の電流検出器の検出値を前記第１の電流検出器の検出値に加算したことを特徴とする電圧形インバータの電流検出回路。
【請求項２】
前記補正回路として、コンデンサ、抵抗およびインダクタンスの直列回路を用いたこと
を特徴とする請求項１に記載の電圧形インバータの電流検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧形インバータ回路を用いた誘導加熱装置、高周波電源などの電流検出回路に関し、特に出力回路に負荷の他に浮遊容量が存在する場合の電流検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３に、従来技術を説明するための電流検出回路の構成図を、図４に図３の各部の波形図を示す。
ここで、例えば、数１０ｋＨｚ以上の高周波電源などにおいては、電源と負荷を接続する導体は表皮深さを考慮して薄い平板を用い、かつインダクタンスを低減するため、電流の往復する導体をラミネート配線することが多い。そのため、構造上浮遊静電容量が大きくなる。その他負荷回路に接続されることがある変圧器なども同様に、浮遊静電容量が大きい。また、電流検出用変流器３は電圧形インバータ出力の直近に配置され、この変流器３の出力が制御装置２に入力され、各種制御のための電流検出値となる。
以上より、主回路の等価回路は、図３に示すように電圧形インバータ１の出力に変流器３および容量成分４を介して負荷１０を接続する構成となる。
【０００３】
次に、図４を用いて、各部の波形について説明する。電圧形インバータ１の出力電圧Ｖｏは矩形波出力で、負荷１０は誘導成分と容量成分が直列に接続された直列共振負荷の場合である。ここで、制御装置２の電流検出に用いられる変流器３で検出される出力電流Ｉｏは、負荷電流ＩＬの波形（ここでは正弦波）が理想である。
しかし、前述のように容量成分４が存在するので、実際には、Ｖｏの電圧反転時に、容量成分４への充放電電流Ｉｃが流れ、ＩＬとＩｃを加算した歪み波形がＩｏとなる。
図５に、従来技術を説明するための電源装置の出力電流検出歪み補正方法の説明図を示す。特許文献１にその内容が記載されている。
図５において、電源装置１１から出力する電圧Ｖｏ、電流Ｉｏは正弦波が理想であるが、負荷１０の種類によってはＶｏ、Ｉｏが歪む場合がある。図５では、Ｉｏの歪みを補正する場合を示している。
【０００４】
変流器３で検出された電流Ｉｏは、制御装置２で正弦波の指令Ｉ＊から減算され、歪みを反転した成分となり、さらにＩ＊を加算し、結果として、正弦波の指令に歪み分を反転した成分を加算した値が得られる。これを電流指令とすることで、出力電流Ｉｏの歪みが除去される。
この場合の電源装置１１は、波形の制御が可能であるものに限られ、従来技術で示した、矩形波出力の電圧形インバータ１では、この方法で歪み補正を行うことは不可能である。
上述の他、配線長データと関数発生器を用いて出力電流検出値を補正する方法が特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１９４３８０号公報
【特許文献２】特開平６−１６５５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、電圧形インバータ、特に波形の制御が不可能な電圧形インバータの出力に浮遊静電容量などの容量成分が存在する場合に、出力電流の検出に歪みが生じることで、制御装置にノイズを重畳し、電流ゼロクロス検出の誤動作などの制御への悪影響を防止することである。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題を解決するための手段は、電圧形インバータ、特に波形の制御が不可能な電圧形インバータの出力に浮遊静電容量などの容量成分が存在する場合に、容量成分の直近または近傍にコンデンサ、抵抗およびインダクタンスで構成された回路を前記容量成分と並列接続し、前記回路に流れる電流を検出し、その検出値を電圧形インバータの出力電流検出値に加算することにより電流検出波形の歪みを補正することである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電圧形インバータ、特に波形の制御が不可能な電圧形インバータの出力に浮遊静電容量などの容量成分が存在する場合においても、出力電流検出波形に歪みが生じることが無いため、制御装置へ流入するノイズが低減でき、また電流ゼロクロス検出の誤動作などの制御への悪影響を無くすことができる。
これにより、ノイズ対策が不要となって、コストダウンが可能となり、また制御誤動作が無くなるため、装置の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の要点は、電圧形インバータの出力に容量成分がある場合の電流検出方法として、容量成分と並列にリアクトル、抵抗およびコンデンサから構成された回路を接続し、この電流を検出し、これを電圧形インバータの出力電流検出に加算することにより、電流検出波形の歪みを補正することである。
【実施例１】
【０００９】
図１に、本発明の第1実施例としての電流検出回路構成図を、図２に、図１の波形図を示す。
図３の従来技術と同様に、主回路の等価回路は、電圧形インバータ１の出力に容量成分４を介して負荷１０を接続する構成となる。容量成分４の両端にコンデンサ６、抵抗７およびインダクタンス８を直列に接続した補正回路５を並列接続し、同回路に流れる電流ＩＨを変流器９で検出し、変流器３で検出された電圧形インバータ１の出力電流Ｉｏに逆位相で加算する。
次に、図２を用いて、波形について説明する。図４の従来技術と同様に、電圧形インバータ１の出力電圧Ｖｏは矩形波出力で、負荷は誘導成分と容量成分が直列に接続された直列共振負荷の場合である。電圧形インバータ１の出力電流Ｉｏも、図４と同様に負荷電流ＩＬに容量成分４に流れる電流Ｉｃを加算した歪み波形となる。ここで、Ｉｃを補正回路５で模擬したＩＨをＩｏに逆位相で加算することで、ＩＬと同様のＩｏ＋（−ＩＨ）を得ることができ、歪みの無い波形を制御装置２の電流検出に用いることができる。
【００１０】
補正回路５のコンデンサ６は、容量成分４と比較して、例えば数十分の1の大きさで小さいため浮遊静電容量を増やすことは無い。ＩＨもＩｃの数十分の１の電流であり、Ｉｏを検出する変流器３の検出比とＩｃ／ＩＨの比×変流器９の検出比を等しくすることにより、ＩＨによるＩＣの模擬が可能となる。また、補正回路５はコンデンサ６のみで良い場合もあるが、浮遊静電容量は、各部に分布しており、例えば、負荷回路に接続されることがある変圧器の浮遊静電容量など、補正回路５の接続位置と離れた位置に存在している浮遊静電容量などに対しては、補正回路５の接続位置から見て、インダクタンスや抵抗を介して、浮遊静電容量が存在することになり、補正回路にも抵抗７やインダクタンス８を接続する必要がある。
ここで、電流検出には変流器３、９を用いているが、検出抵抗による電流検出方法など他の方法でも可能である。その他、ＩｏとＩＨの加算は、電流同士の加算でも電圧同士の加算でも可能である。
【００１１】
尚、補正回路として、コンデンサ、抵抗およびインダクタンスの直列回路を用いた例を示したが、容量成分はその存在位置が出力回路の使用部品、配線構造などにより複雑であるため、補正回路としては必ずしも前記直列回路に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明は、誘導加熱装置、高周波インバータの他、負荷との配線長が長い電動機駆動用インバータなどへも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第1の実施例を示す電流検出回路の構成図
【図２】図1の動作波形図
【図３】従来の電流検出回路の構成図
【図４】図３の動作波形図
【図５】従来の電流波形歪み補正方法
【符号の説明】
【００１４】
１・・・電圧形インバータ          ２・・・制御装置          ３、９・・・変流器
４・・・容量成分          ５・・・補正回路          ６・・・コンデンサ
７・・・抵抗          ８・・・インダクタンス          １０・・・負荷
１１・・・電源装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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