JPH07154973A - Inverter apparatus - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain an inverter in which only an AC component is shared by a current balancer by a method wherein AC output terminals of unit inverters are connected in parallel via a series circuit which is composed of the current balancer and of a capacitor. CONSTITUTION:A series circuit is constituted of current balancers 4, 5 and of capacitors 7, 8, 9, 10. Consequently, even when output voltages of unit inverters 2, 3 which are connected in parallel with the series circuit contain a DC component due to an irregularity in semiconductor switching elements for the current balancers 4, 5, the DC component is shared wholly by the capacitors 7 to 10, and only an AC component is applied to the current balancers 4, 5. Thereby, the DC biased magnetization of the current balancers 4, 5 can be prevented, and a balancer function is not spoiled.

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高周波インバータ、特に
誘導加熱用の高周波インバータに効用される複数個の単
位インバータを並列接続構成としたインバータ装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high frequency inverter, and more particularly to an inverter device having a plurality of unit inverters connected in parallel, which are effective for induction heating.

【０００２】[0002]

【従来の技術】単位インバータを複数個並列接続し、イ
ンバータ装置の容量を増大させることは広く行われてい
る。図３は従来の並列接続方式が用いられたインバータ
装置の要部構成を示すもので、１は直流電源、２，３は
それぞれ半導体スイッチング素子で構成された単位イン
バータ、４，５は電流バランサ、６は負荷である。2. Description of the Related Art It is widely practiced to connect a plurality of unit inverters in parallel to increase the capacity of an inverter device. FIG. 3 shows a main configuration of an inverter device using a conventional parallel connection system. 1 is a DC power source, 2 and 3 are unit inverters each composed of a semiconductor switching element, 4 and 5 are current balancers, 6 is a load.

【０００３】ここで、単位インバータのゲート駆動回
路，スナバ回路等の付属回路は本発明の主旨とは関係な
いため省略し、またこの種のインバータ装置は慣用され
ているので、その動作説明も省略する。電流バランサ
４，５は鉄心結合したセンタータップ付き変圧器（リア
クトル）であって、一般に電流バランサと呼ばれるもの
である。Here, auxiliary circuits such as a gate drive circuit and a snubber circuit of the unit inverter are omitted because they are not related to the gist of the present invention, and an explanation of their operation is also omitted because this type of inverter device is commonly used. To do. The current balancers 4, 5 are transformers (reactors) with a center tap, which are core-coupled, and are generally called current balancers.

【０００４】通常、単位インバータの主回路構成をなす
半導体スイッチング素子はターンオン時間，ターンオフ
時間および電流対電圧特性にそれぞれバラツキがあり、
単位インバータの交流出力を直接並列接続しても、電流
のバランスをとることが難しく、装置容量を増大させる
ことができないばかりか、素子を破損してしまう恐れが
ある。Usually, the semiconductor switching elements forming the main circuit structure of the unit inverter have variations in turn-on time, turn-off time, and current-voltage characteristics.
Even if the AC outputs of the unit inverters are directly connected in parallel, it is difficult to balance the current, the device capacity cannot be increased, and the elements may be damaged.

【０００５】そこで、電流バランサを介して並列接続
し、その変圧器作用によって電流バランスをとるのであ
る。したがって、電流バランサ４，５は変圧器作用を有
効ならしめるため、鉄心入りとすることが多い。Therefore, parallel connection is made through a current balancer, and the current is balanced by the action of the transformer. Therefore, the current balancers 4 and 5 often have iron cores in order to make the transformer function effective.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うに素子のターンオン，オフ時間および順方向降下電圧
のバラツキにより、単位インバータの出力電圧には直流
成分が含まれてしまう。このため、電流バランサは直流
偏磁を受けてしまい、バランサとしての機能が損なわれ
てしまうという欠点があった。また、このような直流偏
磁を受けても飽和しないような電流バランサとした場合
には、外形寸法，重量とも大きくなり、実用に適さなか
った。However, as described above, the output voltage of the unit inverter includes a DC component due to variations in the turn-on and turn-off times of the element and the forward drop voltage. For this reason, the current balancer is subject to DC bias magnetism, and the function as the balancer is impaired. Further, in the case of a current balancer that does not saturate even when subjected to such a DC bias, the external dimensions and weight are large, which is not suitable for practical use.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明はこのような点に
鑑みなされたものであり、具体的には電流バランサとコ
ンデンサの直列回路等を構成してなるものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and specifically, it comprises a series circuit of a current balancer and a capacitor and the like.

【０００８】[0008]

【作用】かくの如き解決手段により、電流バランサには
交流成分のみが印加される格別な並列接続方式のものと
なる。以下に、本発明を実施例図面を参照してさらに詳
細説明する。With the above-mentioned solution means, the current balancer is of a special parallel connection system in which only the AC component is applied. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

【０００９】[0009]

【実施例】図１は本発明の一実施例の要部構成を示すも
ので、７，８，９，10はコンデンサである。図中、図３
と同符号のものは同じ機能を有する部分を示す。すなわ
ち、図１においては、図３に示した電流バランサ４，５
に直列にコンデンサ７，８，９，10を設けてなる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the essential structure of one embodiment of the present invention, in which 7, 8, 9, and 10 are capacitors. Figure 3
Those having the same reference numerals as those in FIG. That is, in FIG. 1, the current balancers 4, 5 shown in FIG.
The capacitors 7, 8, 9, and 10 are provided in series with.

【００１０】かように電流バランサ４，５とコンデンサ
７，８，９，10の直列回路が構成され、単位インバータ
２，３の出力電圧に、前述の素子間のバラツキによって
生じる直流成分が含まれていても、この直流成分は全て
コンデンサ７〜コンデンサ10が分担し、よって電流バラ
ンサ４，５は交流成分のみが印加されることになる。し
たがって、電流バランサが直流偏磁を受けて飽和してし
まい、バランサ機能が損なわれるということがなくな
る。As described above, the series circuit of the current balancers 4 and 5 and the capacitors 7, 8, 9 and 10 is configured, and the output voltage of the unit inverters 2 and 3 includes the DC component generated by the above-mentioned variation among the elements. However, all the DC components are shared by the capacitors 7 to 10, so that only the AC components are applied to the current balancers 4 and 5. Therefore, the current balancer will not be saturated by receiving DC bias, and the balancer function will not be impaired.

【００１１】本例では電流バランサとして鉄心を共有し
た２巻線変圧器（リアクトル）の一例を示したが、巻線
ごとに鉄心が独立しているもの、つまり鉄心入りリアク
トルでも電流バランサ機能を有し、かような鉄心入りリ
アクトルを用いた並列接続方式のものにも適用可能なこ
とは勿論である。また、負荷６にコンデンサ成分が含ま
れていれば、コンデンサ７，８，９，10の全てが必要な
わけではなく、例えばコンデンサ７，８があればコンデ
ンサ９，10を省略できることは明らかである。In this example, an example of a two-winding transformer (reactor) sharing an iron core is shown as a current balancer, but an iron core having an independent core for each winding, that is, a reactor with an iron core also has a current balancer function. However, it goes without saying that the present invention is also applicable to a parallel connection system using such a reactor with an iron core. Further, if the load 6 includes a capacitor component, not all of the capacitors 7, 8, 9, 10 are required, and it is clear that the capacitors 9, 10 can be omitted if there are the capacitors 7, 8, for example. .

【００１２】さらに高周波インバータ、特に誘導加熱用
高周波インバータへの適用によれば、実用効果はより顕
著である。図２は本発明の他の実施例を説明するため図
１に類して示したもので、60は負荷である。ここに、負
荷60は誘導加熱における整合回路（力率改善コンデン
サ）と加熱コイルおよび被加熱物を表す等価回路で示し
ており、61は力率改善用コンデンサ、62は加熱コイル、
63は被加熱物である。Further, when it is applied to a high frequency inverter, especially a high frequency inverter for induction heating, the practical effect is more remarkable. 2 is similar to FIG. 1 for explaining another embodiment of the present invention, and 60 is a load. Here, the load 60 is shown by a matching circuit (power factor improving capacitor) in induction heating and an equivalent circuit showing the heating coil and the object to be heated, 61 is a power factor improving capacitor, 62 is a heating coil,
63 is an object to be heated.

【００１３】誘導加熱においては、加熱コイル62端は一
般にきわめて低力率であり、もともと力率改善用コンデ
ンサ61を必要とする。したがって、図２において力率改
善用コンデンサ61の一部または全部を、単位インバータ
２，３の交流出力端にコンデンサ７，８，９，10として
分散配置する如く分担させても、力率改善効果に変りが
ない。In induction heating, the end of the heating coil 62 generally has an extremely low power factor, and the power factor improving capacitor 61 is originally required. Therefore, even if some or all of the power factor improving capacitors 61 in FIG. 2 are distributed and arranged as the capacitors 7, 8, 9, and 10 at the AC output terminals of the unit inverters 2 and 3, the power factor improving effect can be obtained. There is no change.

【００１４】かかる構成とすることによって、誘導加熱
にはもともとコンデンサを必要とし、単位インバータの
交流出力にコンデンサを接続しても出力電圧降下を考慮
する必要がなく、また新たにコンデンサ容量（ＫＶＡ）
が増加することにもならず、電流バランサの直流偏磁防
止と力率改善の両方の効果を得ることができる。しか
も、外形的，経済的に寄与するところは至極大である。
なお、本説明の便宜上単位インバータは２台の場合とし
たが、それ以上の並列接続方式においても本発明が適用
できることは言うまでもない。With such a configuration, a capacitor is originally required for induction heating, it is not necessary to consider the output voltage drop even if a capacitor is connected to the AC output of the unit inverter, and a new capacitor capacity (KVA) is required.
Does not increase, and it is possible to obtain both the effects of preventing DC bias magnetization of the current balancer and improving the power factor. Moreover, the area that contributes externally and economically is extremely large.
In addition, although the case where the number of unit inverters is two is described for the sake of convenience of the description, it goes without saying that the present invention can be applied to a parallel connection system with more units.

【００１５】[0015]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
流バランサには交流成分のみを分担させるようにした簡
便な構成の装置を提供できる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a device having a simple structure in which the current balancer shares only the AC component.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】図１は本発明の一実施例の要部構成を示す回路
図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a main configuration of an embodiment of the present invention.

【図２】図２は本発明の他の実施例の説明のため示した
回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram shown for explaining another embodiment of the present invention.

【図３】図３は従来例の要部構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 直流電源 ２ 単位インバータ ３ 単位インバータ ４ 電流バランサ ５ 電流バランサ ６ 負荷 60 負荷 61 力率改善用コンデンサ 62 加熱コイル 63 被加熱物 ７ コンデンサ ８ コンデンサ ９ コンデンサ 10 コンデンサ 1 DC power supply 2 Unit inverter 3 Unit inverter 4 Current balancer 5 Current balancer 6 Load 60 Load 61 Power factor improving capacitor 62 Heating coil 63 Heated object 7 Capacitor 8 Capacitor 9 Capacitor 10 Capacitor

Claims (2)

Translated fromJapanese

【特許請求の範囲】[Claims]【請求項１】 複数個の単位インバータを並列接続構成
としたインバータ装置において、単位インバータの交流
出力端を電流バランサとコンデンサの直列回路を介して
並列接続してなることを特徴としたインバータ装置。1. An inverter device having a plurality of unit inverters connected in parallel, wherein the AC output terminals of the unit inverters are connected in parallel via a series circuit of a current balancer and a capacitor.【請求項２】 前記コンデンサを前記並列接続部より負
荷側にあるコンデンサの一部もしくは全部と共用するよ
うにした請求項１記載のインバータ装置。2. The inverter device according to claim 1, wherein the capacitor is shared with a part or all of the capacitors on the load side of the parallel connection portion.