JP2001351770A - 誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 停電後の停電復帰時に安定に再起動できるイ
ンバータ回路を備えた誘導加熱装置を提供する。 【解決手段】 商用電源１を整流した直流電源にコイル
３と第１コンデンサ４との並列回路を開閉接続する第１
スイッチング素子６と、前記並列回路の両端を第２コン
デンサ５を介して開閉する第２スイッチング素子７とを
備えたインバータ回路において、制御手段８は、第１ス
イッチング素子６と第２スイッチング素子７を開閉制御
してコイル３に載置された被加熱物（図示せず）を誘導
加熱しているとき、商用電源１の停電を停電検知手段９
により検知した場合には、第１スイッチング素子６と第
２スイッチング素子７とを所定時間駆動したのち停止さ
せるように制御する。これにより、第２コンデンサ５の
電圧が放電され、停電復帰後の再起動動作が安定し、誤
動作によるインバータ回路の破損の恐れをなくすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般家庭およびレ
ストランなどで使用される誘導加熱調理器に代表される
誘導加熱装置、とくに、その誘導加熱用のインバータ回
路における制御回路の制御方法、および前記インバータ
回路の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の誘導加熱装置について図面
を参照しながら説明する。図１は、従来のインバータ回
路を備えた誘導加熱装置の構成を示す回路図である。

【０００３】図１において、１は商用電源、２は整流器
であり、整流器２の負荷側は直流電源となる。３は加熱
コイルであり、この上に鍋などの被加熱物（図示せず）
が置かれる。４は第１コンデンサであり、加熱コイル３
に並列接続されて共振回路を構成している。５は第２コ
ンデンサ、６は第１スイッチング素子、７は第２スイッ
チング素子であり、第２コンデンサ５は、第２スイッチ
ング素子７と直列に接続され、第１スイッチング素子６
は、加熱コイル３と第１コンデンサ４との並列回路に直
列接続されている。第２コンデンサ５と第２スイッチン
グ素子７との直列回路は、加熱コイル３と第１コンデン
サ４との並列回路に並列接続されている。

【０００４】第１スイッチング素子６および第２スイッ
チング素子７は、それぞれＩＧＢＴと逆導通ダイオード
とにより構成されており、制御回路８により交互に開閉
制御され、加熱コイル３に高周波電流を発生させてい
る。また、制御回路８は停電検知手段９を有している。

【０００５】図２は、図１に示したインバータ回路の定
常加熱時の動作を示す波形図であり、商用電源１の電圧
が最大となる付近における第１スイッチング素子６と第
２スイッチング素子７の電圧波形および電流波形と、第
２コンデンサ５の電圧波形とを示している。図２におい
て、ｖｇｅ１は第１スイッチング素子６のゲート・エミ
ッタ間電圧、ｖｇｅ２は第２スイッチング素子７のゲー
ト・エミッタ間電圧、ｉｃ１とｖｃｅ１は、それぞれ第
１スイッチング素子６のコレクタ電流とコレクタ・エミ
ッタ間電圧、ｉｃ２とｖｃｅ２は、それぞれ第２スイッ
チング素子７のコレクタ電流とコレクタ・エミッタ間電
圧、ｖｃｓは第２コンデンサ５の電圧を示しており、第
１スイッチング素子６の解放時のｖｃｅ１が、第２スイ
ッチング素子７の導通期間に第２コンデンサ５によりク
ランプされている状態を示している。

【０００６】図７は、商用電源１の電圧が最大となる位
相で停電が発生してから停電復帰後に再起動するまでの
間の第２コンデンサ５の電圧を示す波形図であり、停電
発生時の第２コンデンサ５の電圧が停電復帰時まで保持
され、停電復帰時の加熱動作は第２コンデンサ５が充電
された状態から始まることを示す。

【０００７】上記構成における動作について説明する。
制御回路８は、第１スイッチング素子６を所定時間導通
させたのち、開放して加熱コイル３と第１コンデンサ４
とによる共振回路を共振させる。第１スイッチング素子
６を開放後、ｖｃｅ１の立ち上がり時間を経て、第２ス
イッチング素子７が導通を開始し、制御回路８は第２ス
イッチング素子７が内蔵するＩＧＢＴのドライブ信号ｖ
ｇｅ２を出力し、第１スイッチング素子６のｖｃｅ１を
第２コンデンサ５によりクランプする共振動作を行う。
第２スイッチング素子７を所定時間導通後、開放して加
熱コイル３と第１コンデンサ４とによる共振回路を動作
させる。第２スイッチング素子７の解放後、ｖｃｅ２立
ち上がり時間を経て、再度、第１スイッチング素子６は
導通を開始する。

【０００８】また、制御回路８は、停電検知手段９によ
り商用電源１の停電を検知した場合、ＩＧＢＴのドライ
ブ信号であるｖｇｅ１とｖｇｅ２の出力を停止し、第１
スイッチング素子６および第２スイッチング素子７の開
閉制御を即座に停止する。このとき、図７に示したよう
に、第２コンデンサ５の電圧が最大となったまま再起動
することになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のイン
バータ回路において、制御回路８は、商用電源１の停電
発生時に、第１スイッチング素子６と第２スイッチング
素子７の開閉制御を即座に停止するため、商用電源１の
電圧が最大となる位相で停電が発生した場合に、第２コ
ンデンサ５には数百ボルトの電圧が充電されたままで停
止する。この電圧が初期状態に戻らないまま再起動すれ
ば、図２に示したような正常な発振が行われず、定常動
作より大きいｖｃｅ１やノイズが発生するため、誤動作
によりインバータ回路の破壊を招く恐れがあると言う問
題があった。

【００１０】本発明は上記の課題を解決するもので、商
用電源の停電が発生したのちの停電復帰時に安定に再起
動でき、誤動作による破壊を招く恐れのないインバータ
回路を備えた誘導加熱装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わる本発明
は、商用電源を整流した直流電源にコイルと第１コンデ
ンサとの並列回路を開閉接続する第１スイッチング素子
と、前記並列回路の両端を第２コンデンサを介して開閉
する第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素
子と前記第２スイッチング素子とを交互に開閉制御する
制御回路とを備えたインバータ回路を備え、前記第１ス
イッチング素子と前記第２スイッチング素子の開閉によ
り前記コイルに載置された被加熱物を誘導加熱する誘導
加熱装置において、前記制御回路は、前記商用電源の停
電を検知する停電検知手段を備え、加熱動作中に停電を
検知したとき、前記第１スイッチング素子と前記第２ス
イッチング素子とを所定時間駆動したのちに停止するよ
うに制御する誘導加熱装置である。

【００１２】本発明により、第２コンデンサの電圧が再
起動までに充分に放電されて安定に再起動し、インバー
タ回路が破損する恐れをなくすることができる。

【００１３】請求項２に係わる本発明は、制御回路は、
加熱動作中に停電を検知して第１スイッチング素子と第
２スイッチング素子とを所定時間駆動するとき、加熱出
力が小さくなる導通時間設定のもとに駆動するように制
御する請求項１に係わる誘導加熱装置である。

【００１４】本発明により、第２コンデンサの電圧が再
起動までにより速やかに放電され、安定に再起動してイ
ンバータ回路が破損する恐れをなくすることができる。

【００１５】請求項３に係わる本発明は、商用電源を整
流した直流電源にコイルと第１コンデンサとの並列回路
を開閉接続する第１スイッチング素子と、前記並列回路
の両端を第２コンデンサと放電抵抗との並列回路を介し
て開閉する第２スイッチング素子と、前記第１スイッチ
ング素子と前記第２スイッチング素子を交互に通電制御
する制御回路とを備えたインバータ回路を備え、前記第
１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子の開閉
により前記コイルに載置される被加熱物を誘導加熱する
誘導加熱装置において、前記第２コンデンサと前記放電
抵抗との時定数の値が、停電発生から再起動するまでの
時間以下の大きさに設定された誘導加熱装置である。

【００１６】本発明により、再起動までに第２コンデン
サの電圧が放電抵抗を介して充分に放電されて安定に再
起動し、簡単な構成でありながらインバータ回路が破損
する恐れをなくすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】請求項１に係わる本発明は、コイ
ルと第１コンデンサとの並列回路を商用電源を整流した
直流電源に開閉接続する第１スイッチング素子と、前記
並列回路の両端を第２コンデンサを介して開閉する第２
スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子と前記
第２スイッチング素子とを交互に開閉制御する制御回路
とを備えたインバータ回路を備え、前記第１スイッチン
グ素子と前記第２スイッチング素子の開閉により前記コ
イルに載置された被加熱物を誘導加熱する誘導加熱装置
において、前記制御回路は、前記商用電源の停電を停電
検知手段により検知したとき、前記第１スイッチング素
子と前記第２スイッチング素子とを所定時間駆動したの
ちに停止するように制御する誘導加熱装置である。

【００１８】本発明において、制御回路は、商用電源の
停電を検知したとき、第１スイッチング素子と第２スイ
ッチング素子とを所定時間駆動して停止する。これによ
り、停電発生時点で保持した第２コンデンサの電圧を充
分に放電させ、停電復帰後には前記電圧が残存しない状
態から安定に再起動する。

【００１９】請求項２に係わる本発明は、制御回路は、
加熱動作中に停電を検知して第１スイッチング素子と第
２スイッチング素子とを所定時間駆動するとき、加熱出
力が小さくなる導通時間設定で駆動するように制御する
請求項１に係わる誘導加熱装置である。

【００２０】本発明において、制御回路は、商用電源の
停電を検知して第１スイッチング素子と第２スイッチン
グ素子とを所定時間駆動するとき、その駆動における通
電時間設定は加熱出力が通常加熱時よりも小さくなる設
定とする。これにより、停電発生時点で保持した第２コ
ンデンサの電圧をより速やかに放電させ、停電復帰後に
は前記電圧が残存しない状態から安定に再起動して、イ
ンバータ回路が破損する恐れをさらに低減する。

【００２１】請求項３に係わる本発明は、商用電源を整
流した直流電源にコイルと第１コンデンサとの並列回路
を開閉接続する第１スイッチング素子と、前記並列回路
の両端を第２コンデンサと放電抵抗との並列回路を介し
て開閉する第２スイッチング素子と、前記第１スイッチ
ング素子と前記第２スイッチング素子とを交互に通電制
御する制御回路とを備えたインバータ回路を備え、前記
第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子の開
閉により前記コイルに載置された被加熱物を誘導加熱す
る誘導加熱装置において、前記第２コンデンサと前記放
電抵抗との時定数の値が、停電発生から再起動するまで
の時間以下の大きさに設定された誘導加熱装置である。

【００２２】本発明において、第２コンデンサと放電抵
抗の時定数の値は、停電発生から再起動するまでの時間
以内に設定されるため、複雑な制御を必要とせず、第２
コンデンサは再起動時までに充分に放電され、安定に再
起動する。

【００２３】以下、本発明の実施例について説明する。

【００２４】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の誘導加熱装置の
実施例１について、図面を参照しながら説明する。本実
施例は請求項１に係わる。

【００２５】本実施例の構成を回路図で示すと図１と同
じであり、同じ構成要素には同一符号を付与している。
本実施例が従来例と異なる点は、制御回路８の制御動作
にある。

【００２６】図１において、１は商用電源、２は整流器
であり、整流器２の負荷側は直流電源と同等の機能を持
っている。３は加熱コイルであり、この上に鍋などの被
加熱物（図示せず）が置かれる。４は第１コンデンサで
あり、加熱コイル３と共振回路を構成している。６は第
１スイッチング素子であり、加熱コイル３と直列に接続
されている。５は第２コンデンサであり、第２スイッチ
ング素子７と直列に接続され、第２コンデンサ５と第２
スイッチング素子７の直列回路は、加熱コイル３に並列
接続されている。また、第１スイッチング素子６および
第２スイッチング素子７は制御回路８により交互に開閉
制御され、加熱コイル３に高周波電流を発生させてい
る。また、制御回路８は停電検知手段９を備えている。

【００２７】上記構成における動作について説明する。
制御回路８は、第１スイッチング素子６を所定時間導通
させたのち、開放して加熱コイル３と第１コンデンサ４
による共振回路を共振させる。その後、第２スイッチン
グ素子７は導通を開始し、第１スイッチング素子６のコ
レクタ・エミッタ間電圧を第２コンデンサ５によりクラ
ンプする共振動作を行う。第２スイッチング素子７を所
定時間導通後、開放して加熱コイル３と第１コンデンサ
４とによる共振回路を動作させ、再度、第１スイッチン
グ素子６は導通を開始する。

【００２８】また、制御回路８は、停電検知手段９によ
り商用電源１の停電を検知した場合、第１スイッチング
素子６と第２スイッチング素子７のＩＧＢＴのドライブ
信号であるｖｇｅ１およびｖｇｅ２を所定時間出力した
のち開閉制御を停止する。

【００２９】図３は、このときの第２コンデンサ５の電
圧を示す波形図である。図３に示したように、再起動す
る前に第２コンデンサ５の電圧は充分低下している。

【００３０】以上のように本実施例によれば、制御回路
８は、商用電源１の停電検知した場合、すぐに第１スイ
ッチング素子および第２スイッチング素子７の駆動を停
止せず、所定時間駆動したのち停止するように制御する
ことにより、定常動作よりも大きい共振電圧やノイズの
発生でインバータ回路が誤動作して破壊に至ることを防
止でき、信頼性の高い誘導加熱装置を実現することがで
きる。

【００３１】（実施例２）以下、本発明の実施例２につ
いて図面を参照しながら説明する。本発明は請求項２に
係わる。

【００３２】本実施例の構成を回路図で示すと図１と同
じである。また、定常時の動作も実施例１と同じであ
り、その構成や基本動作については説明は省略する。

【００３３】商用電源１が停電したとき、制御回路８は
停電検知手段９により停電を検知し、第１スイッチング
素子６と第２スイッチング素子７のＩＧＢＴのドライブ
信号であるｖｇｅ１とｖｇｅ２を加熱出力が最小となる
設定値に変更して所定時間駆動したのち、開閉制御を停
止する。

【００３４】図４は、このときの第２コンデンサ５の電
圧を示す波形図である。図４に示したように、実施例１
の場合よりも急峻に放電が行われており、再起動時にお
いて定常動作よりも大きい共振電圧やノイズが発生する
機会を少なくするとともに、第１スイッチング素子６の
導通時間を短くすることで、不安定な状態にある商用電
源１に対して破壊し難い発振動作となる。

【００３５】以上のように本実施例によれば、停電が発
生した場合には、第１スイッチング素子６と第２スイッ
チング素子７のＩＧＢＴのドライブ信号であるｖｇｅ１
とｖｇｅ２を加熱出力が最小となる設定値に変更して所
定時間駆動したのち、開閉制御を停止することにより、
第２コンデンサ５の電圧が速やかに放電され、さらに信
頼性の高い誘導加熱装置を実現することができる。

【００３６】（実施例３）以下、本発明の実施例３につ
いて図面を参照しながら説明する。本実施例は請求項３
に係わる。

【００３７】図５は、本実施例の構成を示す回路図であ
る。図５に示したように、図１に示した構成に加えて、
放電抵抗１０を第２コンデンサ５と並列接続して設けて
いる。

【００３８】上記構成における動作について説明する。
なお、定常時の動作は実施例１ないし実施例２と同じで
あり、説明を省略する。

【００３９】商用電源１が停電したとき、制御回路８
は、停電検知手段９により停電を検知し、第１スイッチ
ング素子６と第２スイッチング素子７のＩＧＢＴのドラ
イブ信号であるｖｇｅ１とｖｇｅ２の出力を停止したの
ち、第２コンデンサ５と放電抵抗１０とによる時定数よ
りも充分に時間経過したのちに再起動を行う。

【００４０】図６は、このときの第２コンデンサ５の電
圧を示す波形図である。この場合、実施例１および実施
例２の場合よりも緩慢に放電が行われるが、第２コンデ
ンサ５と放電抵抗１０とによる時定数に対して充分に時
間経過してから再起動するため、再起動時において定常
動作よりも大きい共振電圧やノイズが発生する機会が少
なくなるとともに、インバータ回路の動作を停止するこ
とで、不安定な状態にある商用電源１に対して破壊し難
い制御となる。

【００４１】以上のように本実施例によれば、第２コン
デンサ５の両端に放電抵抗１０を接続して設け、停電発
生時には第２コンデンサ５と放電抵抗１０とによる時定
数よりも大きい時間を経過したのち再起動することによ
り、信頼性の高い誘導加熱装置を実現することができ
る。

【００４２】なお、実施例１および実施例２において
は、第１スイッチング素子６および第２スイッチング素
子７を停電検知後に所定時間駆動する制御方法としてい
るが、第２スイッチング素子７が導通することで第２コ
ンデンサ５を放電することが本発明の要旨であり、第１
スイッチング素子６の導通については第２スイッチング
素子７が継続して導通可能であれば拘るものではない。

【００４３】

【発明の効果】請求項１に係わる本発明は、商用電源を
整流した直流電源にコイルと第１コンデンサとの並列回
路を開閉接続する第１スイッチング素子と、前記並列回
路の両端を第２コンデンサを介して開閉する第２スイッ
チング素子と、前記第１スイッチング素子と前記第２ス
イッチング素子とを交互に開閉制御する制御回路とを備
えたインバータ回路を備え、前記第１スイッチング素子
と前記第２スイッチング素子の開閉により前記コイルに
載置された被加熱物を誘導加熱する誘導加熱装置におい
て、前記制御回路は、前記商用電源の停電を検知する停
電検知手段を備え、加熱動作中に停電を検知したとき、
前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子
とを所定時間駆動したのちに停止するように制御する誘
導加熱装置とすることにより、再起動時に安定な動作を
行う信頼性の高い誘導加熱装置を提供することができ
る。

【００４４】請求項２に係わる本発明は、制御回路は、
加熱動作中に停電を検知して第１スイッチング素子と第
２スイッチング素子とを所定時間駆動するとき、加熱出
力が小さくなる導通時間設定のもとに駆動するように制
御する請求項１に係わる誘導加熱装置とすることによ
り、第２コンデンサの電圧低下がより速やかであり、早
期に再起動時の安定な動作を確保できる信頼性の高い誘
導加熱装置を提供することができる。

【００４５】請求項３に係わる本発明は、商用電源を整
流した直流電源にコイルと第１コンデンサとの並列回路
を開閉接続する第１スイッチング素子と、前記並列回路
の両端を第２コンデンサと放電抵抗との並列回路を介し
て開閉する第２スイッチング素子と、前記第１スイッチ
ング素子と前記第２スイッチング素子とを交互に通電制
御する制御回路とを備えたインバータ回路を備え、前記
第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子の開
閉により前記コイルに載置された被加熱物を誘導加熱す
る誘導加熱装置において、前記第２コンデンサと前記放
電抵抗との時定数の値が、停電発生から再起動するまで
の時間以下の大きさに設定された誘導加熱装置とするこ
とにより、複雑な制御を必要とせず、第２コンデンサの
電圧が再起動時までに充分に放電され、簡単な構成であ
りながら安定な動作を確保できる信頼性の高い誘導加熱
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の誘導加熱装置におけるイン
バータ回路の構成を示す回路図

【図２】同実施例の定常加熱時の動作を示す波形図

【図３】同実施例の制御手法を用いた第２コンデンサの
電圧を示す波形図

【図４】本発明の実施例２の制御手法を用いた第２コン
デンサの電圧を示す波形図

【図５】本発明の実施例３の構成を示す回路図

【図６】本発明の実施例３の制御手法を用いた第２コン
デンサの電圧を示す波形図

【図７】従来の制御手法を用いた第２コンデンサの電圧
を示す波形図

【符号の説明】

１ 商用電源 ２ 整流器 ３ 加熱コイル ４ 第１コンデンサ ５ 第２コンデンサ ６ 第１スイッチング素子 ７ 第２スイッチング素子 ８ 制御回路 ９ 停電検知手段 １０ 放電抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 裕二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K051 AA02 AB08 AC05 AD16 AD17 AD25 AD26 CD10 CD32 CD37 3K059 AA02 AA03 AB08 AC03 AD16 AD17 AD26 AD34 CD10 CD32 CD37 5H007 AA06 BB04 CA01 CB06 CB09 FA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源を整流した直流電源にコイルと
   第１コンデンサとの並列回路を開閉接続する第１スイッ
   チング素子と、前記並列回路の両端を第２コンデンサを
   介して開閉する第２スイッチング素子と、前記第１スイ
   ッチング素子と前記第２スイッチング素子とを交互に開
   閉制御する制御回路とを備えたインバータ回路を備え、
   前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子
   の開閉により前記コイルに載置された被加熱物を誘導加
   熱する誘導加熱装置において、前記制御回路は、前記商
   用電源の停電を検知する停電検知手段を備え、加熱動作
   中に停電を検知したとき、前記第１スイッチング素子と
   前記第２スイッチング素子とを所定時間駆動したのちに
   停止するように制御する誘導加熱装置。
2. 【請求項２】 制御回路は、加熱動作中に停電を検知し
   て第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを所
   定時間駆動するとき、加熱出力が小さくなる導通時間設
   定のもとに駆動するように制御する請求項１記載の誘導
   加熱装置。
3. 【請求項３】 コイルと第１コンデンサとの並列回路を
   商用電源を整流した直流電源に開閉接続する第１スイッ
   チング素子と、前記並列回路の両端を第２コンデンサと
   放電抵抗との並列回路を介して開閉する第２スイッチン
   グ素子と、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッ
   チング素子とを交互に通電制御する制御回路とを備えた
   インバータ回路を備え、前記第１スイッチング素子と前
   記第２スイッチング素子の開閉により前記コイルに載置
   された被加熱物を誘導加熱する誘導加熱装置において、
   前記第２コンデンサと前記放電抵抗との時定数の値が、
   停電発生から再起動するまでの時間以下の大きさに設定
   された誘導加熱装置。