JP2000021557A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

誘導加熱調理器

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JP2000021557A
JP2000021557A JP10185927A JP18592798A JP2000021557A JP 2000021557 A JP2000021557 A JP 2000021557A JP 10185927 A JP10185927 A JP 10185927A JP 18592798 A JP18592798 A JP 18592798A JP 2000021557 A JP2000021557 A JP 2000021557A
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JP
Japan
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voltage
signal
resonance
circuit
comparison
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Application number
JP10185927A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Isogai
雅之 磯貝
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Hitachi Appliances Inc
Original Assignee
Hitachi Home Tech Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Abstract

(57)【要約】 【課題】誘導加熱調理器において、スイッチング素子の
動作タイミングを適切に行う。 【解決手段】誘導加熱調理器における制御部は、共振回
路に発生する共振電圧の交流成分を検出した信号と、前
記信号の振幅範囲内にある比較用直流電圧とを比較し、
その比較信号をもとにトリガを発生する回路と、前記ト
リガ信号により発振周期を再設定することができる自走
発振器と、前記自走発振器の出力信号とスイッチング素
子のオン時間を設定する直流電圧を比較する比較回路の
構成を有することとし、また共振電圧を交流結合した信
号の無信号時直流電圧レベルと、比較用直流電圧のレベ
ルは同電圧に設定しないこととする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導加熱調理器の
制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】誘導加熱調理器のインバータ制御は、共
振状態に同期した自走発振手段の出力と、制御用マイク
ロコンピュータの出力する電力設定信号の直流変換出力
を比較器で比較し、その結果をインバータ用スイッチン
グ素子の駆動信号としている場合が多い。
【0003】共振状態とスイッチング素子の駆動は同期
して行う必要があるため、例えば共振電圧とインバータ
部の入力電圧との比較(図5)、共振電圧とインバータ
入力電流との比較(図6)、共振電圧と共振電圧の平滑
信号との比較(図7)などの手法が使われている。これ
らの比較結果から適切なスイッチングタイミングを決め
るトリガ信号を抽出している。(それぞれ、信号V1は
共振電圧検出信号、V2は比較信号、V3は比較出力信
号である)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】適切なスイッチングタ
イミングの設定は、インバータの入力電圧の変化、つま
り、商用電源の全波整流波形にしたがって共振波形自体
の振幅が変化することに影響されにくいことが必要であ
る。よって、共振電圧と比較する信号は、全波整流波形
と相似、あるいはそれに近い波形が必要となる。
【0005】前述のような方式は、商用電源のゼロクロ
ス付近の共振電圧がゼロに近づくのと同時に比較信号も
ゼロに近づき、比較器の入力電圧が近接し動作が不安定
になり異常発振する場合がある。インバータ部の大電力
部分との分離が配線上困難であることが多く、比較信号
はインバータ動作波形の影響を受けた信号が基であるの
で(インバータ入力電圧や入力電流、共振電圧など)重
畳するノイズ成分により不適切なタイミングで動作する
場合もある。また、直接高電圧を検出するための分圧抵
抗が多数必要であったり、カレントトランスが必要であ
ったり、共振電圧平滑用のコンデンサの温度特性選択が
シビアであったりなど、回路規模の増大や、比較的コス
トのかかる部品が必要となっている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するものであり、共振電圧を交流結合した波形と、
直流電圧を比較した結果を基にトリガを抽出する。ま
た、比較用の直流電圧は、共振電圧の交流結合波形の振
幅以内の点に設定し、共振電圧が無信号になった場合の
電位と一致させないようにする。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、誘導加熱調理器のイン
バータ部を制御する制御部は、共振回路に発生する共振
電圧の交流成分を検出した信号と、前記信号の振幅範囲
内にある比較用直流電圧とを比較し、その比較信号をも
とにトリガを発生する回路と、前記トリガ信号により発
振周期を再設定することができる自走発振器と、前記自
走発振器の出力信号とスイッチング素子のオン時間を設
定する直流電圧を比較する比較回路の構成を有すること
とし、また共振電圧を交流結合した信号の無信号時直流
電圧レベルと、比較用直流電圧のレベルは同電圧に設定
しないこととするものである。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
【0009】図1は本発明の一実施例を示した要部ブロ
ック図である。
【0010】商用電源1を整流素子2で直流化し、チョ
ークコイル3およびコンデンサ4で平滑する。この直流
電源を加熱コイル5およびコンデンサ6で構成する共振
回路とスイッチング素子7と逆並列に接続したダイオー
ド8で高速スイッチングし、加熱コイル5に高周波電流
を継続して流し、コイル近傍に配置された負荷を加熱す
る。
【0011】加熱コイル5に継続した高周波電流を流す
ためには、共振電圧検出回路9で共振電圧の交流成分を
検出し、直流成分追加回路10で前記交流成分に直流電
圧を追加する。したがって、共振電圧が検出されない場
合には直流成分追加回路10の電圧のみが出力される。
比較用直流電圧生成回路11は前記共振電圧検出回路9
および直流成分追加回路10の電圧出力振幅の大小ピー
ク電圧の間に設定された直流電圧を発生する。比較回路
12は前記二つの信号を比較し、その結果をトリガ発生
回路13に出力する。トリガ発生回路13は共振電圧の
立ち下がりのタイミングで自走発振器14に対するトリ
ガ信号を発生する。
【0012】自走発振器14は略三角波を発生する発振
回路であり、前記トリガ信号が無い場合は自走周波数で
発振し、トリガ信号がある場合はその信号に同期した周
波数で発振する。比較器16は、電力設定回路15が設
定した通電電力の設定に応じて可変する直流電圧と前記
自走発振器14の出力電圧を比較し、スイッチング素子
7のオンオフ信号に変換するものである。ドライブ回路
17は比較器16の出力をスイッチング素子に適した駆
動電力に変換する回路である。
【0013】図2は加熱コイル5、共振電圧、トリガ信
号、自走発振器、電力設定信号、比較出力(スイッチン
グ素子駆動信号)の各タイミング波形例である。
【0014】スイッチング素子駆動信号によりスイッチ
ング素子7がオンすると加熱コイル5に電流が流れ始
め、自走発振器14と電力設定回路15による信号の比
較によりオフすると共振電圧が発生する。この共振電圧
は正弦半波状の波形であり、連続したコイル電流を流す
ためには、その電圧が下降してゼロ電圧になる手前でト
リガ信号を発生させる必要がある。これは自走発振器1
4の出力波形が略三角波であることやトリガ発生後の回
路の時間遅れを考慮したものである。トリガの発生によ
り自走発振器14の動作タイミングが変化し、スイッチ
ング素子7のオンオフタイミングと加熱コイル電流、共
振電圧が同期して動作する。
【0015】トリガ点の検出は従来の方法でも可能であ
るが前述のような問題がある。
【0016】図3は本発明による一実施例の動作タイミ
ング図であり、共振波形、直流成分追加回路10、比較
用直流電圧生成回路11、比較回路12、トリガ発生回
路13の波形例である。
【0017】共振波形の交流成分を検出し直流成分を追
加すると、共振波形が無信号になった場合の電圧が追加
した直流成分と同じになり、その電圧を中心とした共振
電圧交流成分の振幅波形となる。この振幅内の適当な電
圧を比較用直流電圧とすることにより、等価的に共振電
圧がゼロ電圧になる手前のタイミングで比較することが
できる。また、この比較用直流電圧は制御部内の電圧を
使用することができるので、インバータ部の動作による
ノイズなどの影響を受けにくくすることができ、動作が
安定するという効果もある。比較用直流電圧生成回路1
1の電圧によって後段の回路遅延に合ったタイミングで
比較回路12を動作させることができる。さらに、直流
成分追加回路10の電圧と比較用直流電圧生成回路11
の電圧を一致させないことにより、共振電圧が無信号の
場合や商用電源電圧のゼロクロス時の小振幅時に異常発
振を起こさない設定にできる。
【0018】図4は本発明による一実施例を構成する回
路例である。
【0019】共振電圧検出回路9は、抵抗91および抵
抗92で後段の信号レベルに合わせて分圧し、コンデン
サ93で交流成分を抽出する。このとき、抵抗91、9
2のみに共振電圧が印可されるので耐電圧・電力定格等
を満たさなければならないが、コンデンサ93以降の部
品は低電圧仕様でかまわない。直流成分追加回路10
は、前記抽出信号に、抵抗101、抵抗102で制御部
の電源電圧を分圧したものを印加する。したがって、こ
の分圧電圧を中心レベルとして前記抽出信号の振幅が重
畳したものとなる。比較用直流電圧生成回路11は抵抗
111、抵抗112で制御部電源電圧を分圧したもので
ある。比較回路12は前記二つの信号を比較するコンパ
レータ121および出力プルアップ抵抗122で構成さ
れている。
【0020】本例では、特殊な部品として、耐電圧・電
力定格等を考慮した抵抗以外は一般定格の部品であり、
コストの上昇を抑えることができる。また、共振電圧検
出回路9より後の部分は制御部電源電圧のみで動作する
構成がとれるので、インバータ部などの大電力を扱う部
分と分離しやすいという利点もあり、内部で発生するノ
イズの影響を少なくすることができ、より安定した動作
を実現することができる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、誘導加熱調理器におい
て、共振電圧の交流成分を検出して直流電圧と比較する
構成であるので、等価的に共振電圧がゼロ電圧になる手
前のタイミングで比較することができ、インバータ部の
動作によるノイズなどの影響を受けにくいため、動作が
安定し、比較用直流電圧生成回路の電圧によって後段の
回路遅延に合ったタイミングで比較回路を動作させるこ
とができ、本発明を構成するために必要な素子は、従来
の回路構成に対して、特殊な部品を使用せず、部品点数
を削減することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す要部ブロック図であ
る。
【図2】動作タイミング波形図である。
【図3】実施例による動作タイミング波形図である。
【図4】実施例の回路構成図である。
【図5】共振電圧とインバータ入力電圧の比較例を示す
ブロック図(a)と波形図(b)である。
【図6】共振電圧と入力電流の比較例を示すブロック図
(a)と波形図(b)である。
【図7】共振電圧と共振電圧平滑波形との比較例を示す
ブロック図(a)と波形図(b)である。
【符号の説明】
7:スイッチング素子、9:共振電圧検出回路、11:
比較用直流電圧生成回路、12:比較回路、13:トリ
ガ発生回路、14:自走発振器、15:電力設定回路、
16:比較器、17:ドライブ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源を直流電源に変換する整流回路
    と、この直流電源を平滑する平滑回路と、平滑回路の出
    力をスイッチング素子により高周波電流に変換し、加熱
    コイル、コンデンサ及び負荷からなる共振回路に供給
    し、負荷を加熱するインバータ部と、このインバータ部
    を制御する制御部とからなる誘導加熱調理器において、
    制御部は、共振回路に発生する共振電圧の交流成分を共
    振電圧検出回路(9)により検出した信号と、前記信号
    の振幅範囲内にある比較用直流電圧生成回路(11)に
    より生成した比較用直流電圧とを比較回路(12)で比
    較し、その比較信号をもとにトリガを発生するトリガ発
    生回路(13)と、前記トリガ信号により発振周期を再
    設定することができる自走発振器(14)と、前記自走
    発振器(14)の出力信号とスイッチング素子(7)の
    オン時間を電力設定回路(15)により設定する直流電
    圧を比較する比較器(16)を有する構成とすることを
    特徴とする誘導加熱調理器。
  2. 【請求項2】共振電圧を交流結合した信号の無信号時直
    流電圧レベルと、比較用直流電圧のレベルは同電圧に設
    定しないことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理
    器。
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