JP2004253313A - 電磁誘導加熱調理器 - Google Patents
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Abstract
【課題】アルミ製又は銅製の加熱しにくい鍋を使用すると、出力電流が増加して過電流保護が度々働き、調理中の料理を無駄にしてしまう。
【解決手段】入力電力を演算する電力演算回路と、電力演算値と電力設定値とを比較演算する電力制御用差動増幅回路と、出力電流が過電流設定値より大きいときインバータ回路を停止する過電流検出回路と、電力制御用差動増幅信号に応じてインバータ回路の出力周波数を制御する電磁誘導加熱調理器において、出力電流検出値と電流制限設定値とを比較演算する電流制御用差動増幅回路と、出力電流検出値が電流制限設定値未満のとき電力制御用差動増幅信号に応じてインバータ回路の出力周波数を制御し、出力電流検出値が電流制限設定値以上のとき電流制御用差動増幅信号に応じてインバータ回路の出力周波数を制御する電流制限制御回路とを備えたことを特徴とする電磁誘導加熱調理器である。
【選択図】 図１
【解決手段】入力電力を演算する電力演算回路と、電力演算値と電力設定値とを比較演算する電力制御用差動増幅回路と、出力電流が過電流設定値より大きいときインバータ回路を停止する過電流検出回路と、電力制御用差動増幅信号に応じてインバータ回路の出力周波数を制御する電磁誘導加熱調理器において、出力電流検出値と電流制限設定値とを比較演算する電流制御用差動増幅回路と、出力電流検出値が電流制限設定値未満のとき電力制御用差動増幅信号に応じてインバータ回路の出力周波数を制御し、出力電流検出値が電流制限設定値以上のとき電流制御用差動増幅信号に応じてインバータ回路の出力周波数を制御する電流制限制御回路とを備えたことを特徴とする電磁誘導加熱調理器である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路を使用して誘導加熱コイルに高周波電流を供給し電磁誘導で調理鍋を加熱する電磁誘導加熱調理器に係り、特に、過電流保護の技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術１の誘導加熱用インバータの制御方法は、誘導加熱コイルの電流ｉｃを監視しつつ、共振コンデンサと誘導加熱コイルとに基づく共振周波数ｆｒより十分高い周波数ｆｓの駆動周波数でインバータを起動させた後、該駆動周波数を上記ｆｒより若干高い周波数ｆｃ（ｆｒ＜ｆｃ＜ｆｓ）まで所定の減少勾配で低下させる際に、上記駆動周波数が上記ｆｃで、且つ上記誘導加熱コイル電流ｉｃが制限値ｉｌ以内（ｉｃ≦ｉｌ）のときには、この駆動周波数ｆｃで上記インバータの運転を継続させ、上記誘導加熱コイル電流ｉｃが制限値ｉｌを越えた（ｉｃ＞ｉｌ）のときには、上記インバータを一旦停止させ、再度、上記誘導加熱コイルの電流ｉｃを監視しつつ上記ｆｓの駆動周波数で該インバータを起動させた後に、上記誘導加熱コイル電流ｉｃが制限値ｉｌを越えたときの駆動周波数ｆｃｏより所定の比率αだけ高い周波数ｆｃｌまで上記勾配で低下させる動作を繰り返し、上記動作の繰り返しにより、上記駆動周波数が上記周波数ｆｃｌで、且つ上記誘導加熱コイル電流ｉｃ上記制限値ｉｌ以下になったときに、この駆動周波数ｆｃｌで上記インバータの運転を継続するものである。しかし、電流が制限値を越えると誘導加熱調理器が度々停止する。
（特許文献１参照）。
【０００３】
従来技術２の誘導加熱用調理器は、交流電源、該交流電源電流を整流する整流回路、該整流回路にて直流に変換された電源の高電位側に第１のスイッチング素子がまたは低電位側に第２のスイッチング素子が直列に接続されてなるスイッチング素子回路、上記第１のスイッチング素子に並列に接続された誘導加熱コイル及び共振コンデンサよりなる共振回路、上記第１、第２のスイッチング素子を交互に導通させる駆動回路、上記誘導加熱コイルに流れる電流が上記第１、第２のスイッチング素子の定格電流によって決定された所定電流値を越えたときこれを検知する負荷電流検知回路、該負荷電流検知回路の出力信号により上記第２スイッチング素子の導通期間を短縮させる入力低減回路、該入力低減回路の動作状態にあって上記負荷電流検知回路にて検知された電流が上記所定電流値以上であるときにインバータの発振を停止させるものであるから、第１、第２のスイッチング素子の保護がはかれる。しかし、過電流によって誘導加熱調理器が度々停止し調理中の料理が無駄になってしまう。
（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−５４２５０号公報
【特許文献２】
特開昭５８−１４２７８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ステンレス製の鍋に比べてアルミ製又は銅製の鍋は、表皮抵抗値が小さいために高周波磁界によって金属内部に渦電流を発生させても、渦電流損失が小さく加熱がしにくい。上記アルミ製又は銅製の鍋をステンレス製の鍋に換えて使用すると誘導加熱コイルに流れる電流が急激に増加して過電流状態となり、過電流保護が働いて電磁誘導加熱調理器の動作を停止させる。再度加熱を開始するには停止状態をリセットし、起動スイッチを再度操作して加熱を開始する必要があった。上記より過電流によって電磁誘導加熱調理器の動作が度々停止すると調理中の料理が無駄になってしまう問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、共振コンデンサＣ１、Ｃ２とで直列共振回路を形成する誘導加熱コイルと、起動信号が入力されると前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路の入力電力を演算する電力演算回路ＰＯと、前記電力演算回路ＰＯの電力演算値Ｐｏと予め定めた電力設定値Ｗａとを比較演算する電力制御用差動増幅回路ＤＡ１と、前記インバータ回路の出力電流を検出し、この出力電流検出値Ｃｔ２が予め定めた過電流設定値Ｉｏより大きいとき前記インバータ回路の出力を停止する過電流検出回路ＣＰと、前記電力制御用差動増幅回路ＤＡ１の出力信号に応じて前記インバータ回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた電磁誘導加熱調理器において、前記過電流設定値Ｉｏ未満の予め定めた電流制限設定値Ｉｃを設定する電流制限設定回路ＩＣと、前記出力電流検出値Ｃｔ２と前記電流制限設定値Ｉｃとを比較演算する電流制御用差動増幅回路ＤＡ２とを具備し、前記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１と前記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２とを入力し、前記出力電流検出値Ｃｔ２の値が前記電流制限設定値Ｉｃ未満のとき前記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１の値が前記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の値より大きくなり前記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１に応じて前記インバータ回路の出力周波数を制御し、前記出力電流検出値Ｃｔ２の値が前記電流制限設定値Ｉｃ以上のとき前記電流制御用差動増幅信号ｄａ２の値が前記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１の値より大きくなり前記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２に応じて前記インバータ回路の出力周波数を制御する電流制限制御回路を前記制御回路に置換したことを特徴とする電磁誘導加熱調理器である。
【０００７】
請求項２の発明は、前記過電流設定値Ｉｏ未満で前記電流制限設定値Ｉｃ以上の予め定めた第２の電流制限設定値Ｉｓ２を設定する第２の電流制限設定回路ＩＳ２と、前記出力電流検出値Ｃｔ２と前記第２の電流制限設定値Ｉｓ２とを逐次比較し前記出力電流検出値Ｃｔ２が前記第２の電流制限設定値Ｉｓ２より大きいとき急激な負荷変動が発生したと判断して負荷変動検出信号Ｃｐ２を出力する負荷変動検出回路ＣＰ２と、前記負荷変動検出信号Ｃｐ２が入力されると前記インバータ回路の出力周波数を出力電流の最小値に相当する最高周周波数に一旦し、以後出力周波数を所定の低減率で低減するソフトスタート信号Ｓｓを出力するソフトスタート回路ＳＳとを具備し、第２の電流制限制御回路が前記ソフトスタート信号Ｓｓ、前記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１及び前記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２を入力し、前記ソフトスタート信号Ｓｓ、前記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１及び前記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の最大値に応じて前記インバータ回路の出力周波数を制御する第２の電流制限制御回路を前記電流制限制御回路に置換したことを特徴とする請求項１の電磁誘導加熱調理器である。
【０００８】
請求項３の発明は、前記起動信号Ｓｗ又は前記負荷変動検出信号Ｃｐ２の少なくとも一方が入力されたときは、前記インバータ回路の出力周波数を出力電流の最小値に相当する最高周周波数に一旦し、以後出力周波数を所定の低減率で低減する第２のソフトスタート信号Ｓｓ２を出力する第２のソフトスタート回路ＳＳ２を前記ソフトスタート回路ＳＳに置換したことを特徴とする請求項２の電磁誘導加熱調理器である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の電磁誘導加熱装置の電気接続図である。図２は、図１に示す、電流制御用差動増幅回路、電力制御用差動増幅回路及び電流制限制御回路の詳細接続図である。図１において、ＤＲ１は商用交流電源の出力を整流して直流電圧に変換する整流回路であり、Ｃ１は整流回路ＤＲ１で直流に変換した電圧を平滑する平滑コンデンサである。
【００１０】
ＴＲ１及びＴＲ２はハーフブリッジ形のインバータ回路を形成するスイッチング素子で、例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴが使用されている。Ｌは共振コンデンサＣ２、Ｃ３とで直列共振回路を形成する誘導加熱コイルで、この誘導加熱コイルの上に調理鍋を置いて電磁誘導により加熱を行う。
【００１１】
ＰＯは平滑コンデンサＣ１の電圧（インバータの入力電圧）を検出する電圧検出器ＰＴ１からの信号とインバータの入力端の電流を検出する一次電流検出器ＣＴ１からの信号とを入力してインバータの入力電力を演算する電力演算回路で、ＤＣはスイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２を駆動する駆動回路である。
【００１２】
ＤＡ１は電力制御用差動増幅回路で、非反転入力端子に電力演算回路ＰＯからの入力信号Ｐｏが、反転入力端子に電力設定回路ＷＡから電力設定信号Ｗａがそれぞれ入力される。従って、電力制御用差動増幅回路ＤＡ１は、電力演算信号Ｐｏが電力設定信号Ｗａより小さいときは両者の編差分を増幅した負の信号を出力し、電力演算信号Ｐｏが電力設定信号Ｗａより大きいときは両者の編差分を増幅した正の信号を出力する。
【００１３】
運転指令回路ＳＣは、起動スイッチＳＷ及び過電流検出回路ＣＰの各信号に応じて、駆動回路ＤＣの動作を制御する。過電流検出回路ＣＰは、過電流設定回路ＩＯによって設定する予め定めた過電流設定信号Ｉｏと出力電流検出信号Ｃｔ２とを比較して上記出力電流検出信号Ｃｔ２が過電流設定信号Ｉｏより大きくなると過電流検出信号Ｃｐを出力し、運転指令回路ＳＣは過電流検出信号Ｃｐが入力されると駆動回路ＤＣの動作を停止し誘導加熱コイルに流れる電流の供給を止める。
【００１４】
ＤＡ２は電流制御用差動増幅回路で、非反転入力端子に出力電流検出器ＣＴ２からの出力電流検出信号Ｃｔ２が、反転入力端子に電流制限設定回路ＩＣから電流制限設定信号Ｉｃがそれぞれ入力される。従って、電流制御用差動増幅回路ＤＡ２は、出力電流検出信号Ｃｔ２が電流制限設定信号Ｉｃより小さいときは両者の編差分を増幅した負の信号を出力し、出力電流検出信号Ｃｔ２が電流制限設定信号Ｉｃより大きいときは両者の編差分を増幅した正の信号を出力する。
【００１５】
図２に示す電流制限制御回路は、ダイオードＤＲ２、ダイオードＤＲ３、抵抗器Ｒ１、Ｖ／ＦコンバータＶＦ及び駆動回路ＤＣによって形成されている。
【００１６】
Ｖ／ＦコンバータＶＦは、ダイオードＤＲ２を介して電力制御用差動増幅回路ＤＡ１と、また、ダイオードＤＲ３を介して電流制御用差動増幅回路ＤＡ２と接続し、オアー論理を構成し、上記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１及び電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の最大値に応じて変化する周波数指令信号Ｖｆを駆動回路ＤＣに入力してインバータの出力周波数を制御する。
【００１７】
図２に示すように、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力端は抵抗器Ｒ１を介して接地されている。よって、電力制御用差動増幅回路ＤＡ１の出力信号Ｄａ１及び電流制御用差動増幅回路ＤＡ２の出力信号Ｄａ２は正の値とならない限りＶ／ＦコンバータＶＦの入力端の電圧は零電位に保たれ、Ｖ／ＦコンバータＶＦはその入力電位が零のときインバータを最低周波数で制御するための周波数信号を出力する。ここで、インバータ回路の最低周波数は、載置される調理鍋を含む加熱コイルＬと共振コンデンサＣ２，Ｃ３とからなる直列共振回路の共振周波数より若干高い値に設定される。
【００１８】
図３は、本発明の電磁誘導加熱調理器にアルミ製又は銅製の調理鍋を使用し、電力設定値Ｗａを増加させたときの動作を説明するためのタイミング図である。同図において、図３（Ａ）は、出力電流検出信号Ｃｔ２を示し、図３（Ｂ）は、電力設定信号Ｗａを示し、図３（Ｃ）は、電力演算信号Ｐｏを示し、図３（Ｄ）は、電流制御用差動増幅信号Ｄａ２を示し、図３（Ｅ）は、電力制御用差動増幅信号Ｄａ１を示し、図３（Ｆ）は、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉを示す。上記図３を用いて動作を説明する。
【００１９】
図３に示す時刻ｔ＝ｔ０において、電力設定回路ＷＡによって電力設定信号Ｗａの値を増加させると、上記信号に応じて、図３（Ｃ）に示す電力演算信号Ｐｏの値が増大していくが、それ以上に図３（Ａ）に示す出力電流検出信号Ｃｔ２の値の増加が著しい。
【００２０】
また、時刻ｔ＝ｔ０において、電力設定信号Ｗａの値が増加すると、図３（Ｅ）に示す電力制御用差動増幅信号Ｄａ１の値は減少し、逆に、図３（Ｄ）に示す電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の値は増加する。図３（Ｆ）に示すＶ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉは、ダイオードＤＲ２、ＤＲ３及びＶ／ＦコンバータＶＦの入力端の抵抗器Ｒ１によって、電力制御用差動増幅信号Ｄａ１又は電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の正の電圧のどちらか大きい信号が入力信号Ｖｉとなる。図３（Ｆ）に示すＶ／ＦコンバータＶＦの入力電圧Ｖｉの減少に応じて、インバータの出力周波数を減少させて誘導加熱コイルに流れる電流を増加させる。
【００２１】
時刻ｔ＝ｔ１において、電流制御用差動増幅回路ＤＡ２は、出力電流検出信号Ｃｔ２が電流制限設定信号Ｉｃより大きくなると電流制御用差動増幅信号Ｄａ２は正の電位となって出力する。このとき、電力制御用差動増幅信号Ｄａ１の値より大きくなり、ダイオードＤＲ２及びＤＲ３により、電流制御用差動増幅信号Ｄａ２が選択されをＶ／ＦコンバータＶＦに入力する。
【００２２】
時刻ｔ＝ｔ２以後は、インバータ回路の出力周波数は電流制御用差動増幅信号Ｄａ２に応じて制御され、出力電流は電流制限設定信号Ｉｃの値を保つことになり、過電流が生じることがなくなりインバータ回路の停止を防止できる。
【００２３】
［実施例２］
図４は、実施例２の電磁誘導加熱装置の電気接続図である。同図において、図１に示す本発明の電磁誘導加熱装置の電気接続図と同一符号は、同一動作をおこなうので説明は省略して相違する動作について説明する。
【００２４】
負荷変動検出回路ＣＰ２は、第２の電流制限設定回路ＩＳ２によって設定する第２の電流制限設定信号Ｉｓ２と出力電流検出信号Ｃｔ２とを比較して、上記出力電流検出信号Ｃｔ２の値が第２の電流設定信号Ｉｓ２の値より大きくなると、負荷変動検出回路ＣＰ２は負荷変動検出信号Ｃｐ２をＨｉｇｈレベルにして、下記に示すソフトスタート回路ＳＳに入力する。
【００２５】
図５は、ソフトスタート回路ＳＳの詳細接続図である。同図において、負荷変動検出回路ＣＰ２からの負荷変動検出信号Ｃｐ２がＨｉｇｈレベルになると、スイッチング素子ＴＲ３が導通し、コンデンサＣ４が基準電源Ｅ、抵抗器Ｒ２及びＲ３によって予め定めた電圧に充電される。抵抗器Ｒ４の抵抗値は小に設定しているためにコンデンサＣ４の電圧は急速に立ち上がる。次に、負荷変動検出回路ＣＰ２からの負荷変動検出信号Ｃｐ２がＬｏｗレベルになるとスイッチング素子ＴＲ３は遮断し、コンデンサＣ４の電圧は、Ｃ４と抵抗器Ｒ５とで決まる時定数で漸減する。
【００２６】
第２の電流制限制御回路は、ダイオードＤＲ２、ダイオードＤＲ３、ダイオードＤＲ４、抵抗器Ｒ１、Ｖ／ＦコンバータＶＦ及び駆動回路ＤＣによって形成されている。
【００２７】
図６は、本発明の第２の実施例の電磁誘導加熱調理器で、ステンレス製の鍋からアルミ製又は銅製の調理鍋に置換て負荷が急激に変動したときの動作を説明するためのタイミング図である。同図において、図６（Ａ）は、出力電流検出信号Ｃｔ２を示し、図６（Ｂ）は、電力演算信号Ｐｏを示し、図６（Ｃ）は、電流制御用差動増幅信号Ｄａ２を示し、図６（Ｄ）は、電力制御用差動増幅信号Ｄａ１を示し、図６（Ｅ）は、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉをし、図６（Ｆ）は、ソフトスタート信号Ｓｓを示す。上記図６を用いて動作を説明する。
【００２８】
図６に示す時刻ｔ＝ｔ３において、ステンレス製鍋を加熱動作中にアルミ製又は銅製の鍋に置換たとき、急激な負荷変動が生じ出力電流検出信号Ｃｔ２の値が急激に増加する。
【００２９】
時刻ｔ＝ｔ４において、負荷変動検出回路ＣＰ２は、第２の電流制限設定信号Ｉｓ２と出力電流検出信号Ｃｔ２とを比較して、上記出力電流検出信号Ｃｔ２の値が第２の電流設定信号Ｉｓ２の値より大きくなると急激な負荷変動が生じたと判断して、負荷変動検出信号Ｃｐ２をＨｉｇｈレベルにし、ソフトスタート回路ＳＳに入力する。
【００３０】
図６（Ｆ）に示すソフトスタート信号Ｓｓは、負荷変動検出回路ＣＰ２からの出力信号Ｃｐ２がＨｉｇｈレベルになると、図５に示すスイッチング素子ＴＲ３が導通し、コンデンサＣ４が基準電源Ｅ、抵抗器Ｒ２及びＲ３によって予め定めた電圧に充電され、図６（Ｆ）に示すソフトスタート信号Ｓｓの出力電圧は急速に立ち上がる。このとき、第２の電流制限制御回路のダイオードＤＲ２、ＤＲ３及びＤＲ４によって、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉはソフトスタート信号Ｓｓが選択されて、図６（Ｅ）に示す入力信号Ｖｉとなる。
【００３１】
図６（Ｅ）に示す時刻ｔ＝ｔ５において、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉの電位が最大電圧になると、インバータ回路の出力周波数を出力電流の最小値に相当する最高周波数にし、負荷変動による急激な出力電流の増加を抑制でき過電流によるインバータ回路の停止が防止できる。
【００３２】
以後、ソフトスタート信号Ｓｓの出力電圧は所定の勾配で漸減し、時刻＝ｔ６付近でソフトスタート信号Ｓｓの値が電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の値より小さくなり、インバータ回路の出力周波数の制御は上記ソフトスタート信号Ｓｓから上記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２に切換わって制御する。
【００３３】
［実施例３］
図７は、実施例３の電磁誘導加熱装置の電気接続図である。同図において、図１及び図４の電磁誘導加熱装置の電気接続図と同一符号は、同一動作をおこなうので説明は省略して相違する動作について説明する。
【００３４】
運転指令回路ＳＣは、起動信号Ｓｗに応じて運転指令信号Ｓｃとソフトスタート指令信号Ｓｃ２と出力する。
【００３５】
図８は、第２のソフトスタート回路ＳＳ２の詳細接続図である。同図において、ソフトスタート指令信号Ｓｃ２又は負荷変動検出信号Ｃｐ２のどちらかがＨｉｇｈレベルになると、スイッチング素子ＴＲ３が導通し、コンデンサＣ４が予め定めた電圧に充電される。次に、ソフトスタート指令信号Ｓｃ２又は負荷変動検出信号Ｃｐ２のどちらかがＬｏｗレベルになるとスイッチング素子ＴＲ３は遮断し、コンデンサＣ４の電圧は、Ｃ４と抵抗器Ｒ５とで決まる時定数で漸減する。
【００３６】
図９は、本発明の第３の実施例の電磁誘導加熱調理器にアルミ製又は銅製の鍋を用い、起動時において第２のソフトスタート回路ＳＳ２が動作をしたときのタイミング図である。同図において、図９（Ａ）は、出力電流検出信号Ｃｔ２を示し、図９（Ｂ）は、電力演算信号Ｐｏを示し、図９（Ｃ）は、電流制御用差動増幅信号Ｄａ２を示し、図９（Ｄ）は、電力制御用差動増幅信号Ｄａ１を示し、図９（Ｅ）は、ソフトスタート信号Ｓｓ２を示し、図９（Ｆ）は、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉを示し、図９（Ｇ）はソフトスタート指令信号Ｓｃ２を示す。上記図９を用いて動作を説明する。
【００３７】
図９に示す時刻ｔ＝ｔ６において、図示省略の起動信号Ｓｗが入力されと運転指令回路ＳＣは、図９（Ｇ）に示す予め定めた期間のソフトスタート指令信号Ｓｃ２を出力する。図８に示す、第２のソフトスタート回路ＳＳ２は、上記ソフトスタート指令信号Ｓｃ２が入力されるとスイッチング素子ＴＲ３が導通し、コンデンサＣ４が充電されて、図９（Ｅ）に示す第２のソフトスタート信号Ｓｓ２の電圧は急速に立ち上がる。このとき、第２の電流制限制御回路のダイオードＤＲ２、ＤＲ３及びＤＲ４によって、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉは第２のソフトスタート信号Ｓｓ２が選択されて図９（Ｆ）に示す入力信号Ｖｉとなる。
【００３８】
図９（Ｅ）に示す時刻ｔ＝ｔ７において、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉの電圧が最大電圧になると、インバータ回路の出力周波数を出力電流の最小値に相当する最高周波数にし、出力電流は最小電流から緩やかに増加する。
【００３９】
以後、第２のソフトスタート信号Ｓｓ２の出力は所定の勾配で漸減し、時刻＝ｔ８付近で第２のソフトスタート信号Ｓｓ２の値が電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の値より小さくなり、インバータ回路の出力周波数の制御は上記第２のソフトスタート信号Ｓｓ２から上記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２に切換わって制御する。
【発明の効果】
本発明の実施例１では、ステンレス製の鍋のかわり渦電流損失が小さく加熱しにくいアルミ製又は銅製の鍋を使用しても、誘導加熱コイルに流れる電流が過電流未満の電流制限設定値の範囲内で出力電流が制御されるために、過電流保護が動作することがなく電磁誘導加熱調理器の停止に至らない。第２の実施例では、調理中のステンレス製の鍋からアルミ製又は銅製の鍋に置換て調理を行ったとき、急激な負荷変動が発生するが上記負荷変動を検出して誘導加熱コイルに流れる電流を一旦最小に、以後所定の値で電流を増加させるために過電流保護が動作することがなく電磁誘導加熱調理器の停止に至らない。第３の実施例では、電磁誘導加熱調理器の起動時に強制的に出力電流を最小に、以後所定の値で電流を増加させるために起動時に過電流保護が動作することがなく電磁誘導加熱調理器の停止に至らない。よって、調理中に過電流によって電磁誘導加熱調理器が度々停止することが防止でき料理が無駄にならなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁誘導加熱装置の電気接続図である。
【図２】図１に示す、電流制限制御回路の詳細接続図である。
【図３】本発明の動作を説明するタイミング図である。
【図４】実施例２の電磁誘導加熱装置の電気接続図である。
【図５】図４に示す、ソフトスタート回路の詳細接続図である。
【図６】実施例２の動作を説明するタイミング図である。
【図７】実施例３の電磁誘導加熱装置の電気接続図である。
【図８】図７に示す、第２のソフトスタート回路の詳細接続図である。
【図９】実施例３の動作を説明するタイミング図である。
【符号の説明】
ＢＦ バッフアー回路
ＣＰ 過電流検出回路
Ｃ１ 平滑コンデンサ
Ｃ２ 共振コンデンサ
Ｃ３ 共振コンデンサ
Ｃ４ コンデンサ
ＣＰ２ 負荷変動検出回路
ＣＴ１ 一次電流検出器
ＣＴ２ 出力電流検出器
ＤＣ 駆動回路
ＤＡ１ 電力制御用差動増幅回路
ＤＡ２ 電流制御用差動増幅回路
ＤＲ１ 整流回路
ＤＲ２ ダイオード
ＤＲ３ ダイオード
ＤＲ４ ダイオード
Ｅ 基準電圧
ＩＣ 電流制限設定回路
ＩＯ 過電流設定回路
ＩＳ２ 第２の電流制限設定回路
Ｌ 誘導加熱コイル
ＰＯ 電力演算回路
ＰＴ１ 電圧検出器
Ｒ１ 抵抗器
Ｒ２ 抵抗器
Ｒ３ 抵抗器
Ｒ４ 抵抗器
Ｒ５ 抵抗器
ＳＣ 運転指令回路
ＳＳ ソフトスタート回路
ＳＳ２ 第２のソフトスタート回路
ＳＷ 起動スイッチ
ＴＲ１ スイッチング素子
ＴＲ２ スイッチング素子
ＴＲ３ スイッチング素子
ＴＲ４ スイッチング素子
ＶＦ Ｖ／Ｆコンバータ
ＷＡ 電力設定回路
Ｃｐ 過電流検出信号
Ｃｐ２ 負荷変動検出信号
Ｃｔ１ 一次電流検出信号
Ｃｔ２ 出力電流検出信号
Ｄａ１ 電力制御用差動増幅信号
Ｄａ２ 電流制御用差動増幅信号
Ｉｃ 電流制限設定信号
Ｉｏ 過電流設定信号
Ｉｓ 電流設定信号
Ｉｓ２ 第２の電流設定信号
Ｐｏ 電力演算信号
Ｐｔ１ 電圧検出信号
Ｓｃ 運転指令信号
Ｓｃ２ ソフトスタート指令信号
Ｓｓ ソフトスタート信号
Ｓｓ２ 第２のソフトスタート信号
Ｓｗ 起動信号
Ｖｆ Ｖ／Ｆコンバータ信号
Ｗａ 電力設定信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路を使用して誘導加熱コイルに高周波電流を供給し電磁誘導で調理鍋を加熱する電磁誘導加熱調理器に係り、特に、過電流保護の技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術１の誘導加熱用インバータの制御方法は、誘導加熱コイルの電流ｉｃを監視しつつ、共振コンデンサと誘導加熱コイルとに基づく共振周波数ｆｒより十分高い周波数ｆｓの駆動周波数でインバータを起動させた後、該駆動周波数を上記ｆｒより若干高い周波数ｆｃ（ｆｒ＜ｆｃ＜ｆｓ）まで所定の減少勾配で低下させる際に、上記駆動周波数が上記ｆｃで、且つ上記誘導加熱コイル電流ｉｃが制限値ｉｌ以内（ｉｃ≦ｉｌ）のときには、この駆動周波数ｆｃで上記インバータの運転を継続させ、上記誘導加熱コイル電流ｉｃが制限値ｉｌを越えた（ｉｃ＞ｉｌ）のときには、上記インバータを一旦停止させ、再度、上記誘導加熱コイルの電流ｉｃを監視しつつ上記ｆｓの駆動周波数で該インバータを起動させた後に、上記誘導加熱コイル電流ｉｃが制限値ｉｌを越えたときの駆動周波数ｆｃｏより所定の比率αだけ高い周波数ｆｃｌまで上記勾配で低下させる動作を繰り返し、上記動作の繰り返しにより、上記駆動周波数が上記周波数ｆｃｌで、且つ上記誘導加熱コイル電流ｉｃ上記制限値ｉｌ以下になったときに、この駆動周波数ｆｃｌで上記インバータの運転を継続するものである。しかし、電流が制限値を越えると誘導加熱調理器が度々停止する。
（特許文献１参照）。
【０００３】
従来技術２の誘導加熱用調理器は、交流電源、該交流電源電流を整流する整流回路、該整流回路にて直流に変換された電源の高電位側に第１のスイッチング素子がまたは低電位側に第２のスイッチング素子が直列に接続されてなるスイッチング素子回路、上記第１のスイッチング素子に並列に接続された誘導加熱コイル及び共振コンデンサよりなる共振回路、上記第１、第２のスイッチング素子を交互に導通させる駆動回路、上記誘導加熱コイルに流れる電流が上記第１、第２のスイッチング素子の定格電流によって決定された所定電流値を越えたときこれを検知する負荷電流検知回路、該負荷電流検知回路の出力信号により上記第２スイッチング素子の導通期間を短縮させる入力低減回路、該入力低減回路の動作状態にあって上記負荷電流検知回路にて検知された電流が上記所定電流値以上であるときにインバータの発振を停止させるものであるから、第１、第２のスイッチング素子の保護がはかれる。しかし、過電流によって誘導加熱調理器が度々停止し調理中の料理が無駄になってしまう。
（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−５４２５０号公報
【特許文献２】
特開昭５８−１４２７８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ステンレス製の鍋に比べてアルミ製又は銅製の鍋は、表皮抵抗値が小さいために高周波磁界によって金属内部に渦電流を発生させても、渦電流損失が小さく加熱がしにくい。上記アルミ製又は銅製の鍋をステンレス製の鍋に換えて使用すると誘導加熱コイルに流れる電流が急激に増加して過電流状態となり、過電流保護が働いて電磁誘導加熱調理器の動作を停止させる。再度加熱を開始するには停止状態をリセットし、起動スイッチを再度操作して加熱を開始する必要があった。上記より過電流によって電磁誘導加熱調理器の動作が度々停止すると調理中の料理が無駄になってしまう問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、共振コンデンサＣ１、Ｃ２とで直列共振回路を形成する誘導加熱コイルと、起動信号が入力されると前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路の入力電力を演算する電力演算回路ＰＯと、前記電力演算回路ＰＯの電力演算値Ｐｏと予め定めた電力設定値Ｗａとを比較演算する電力制御用差動増幅回路ＤＡ１と、前記インバータ回路の出力電流を検出し、この出力電流検出値Ｃｔ２が予め定めた過電流設定値Ｉｏより大きいとき前記インバータ回路の出力を停止する過電流検出回路ＣＰと、前記電力制御用差動増幅回路ＤＡ１の出力信号に応じて前記インバータ回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた電磁誘導加熱調理器において、前記過電流設定値Ｉｏ未満の予め定めた電流制限設定値Ｉｃを設定する電流制限設定回路ＩＣと、前記出力電流検出値Ｃｔ２と前記電流制限設定値Ｉｃとを比較演算する電流制御用差動増幅回路ＤＡ２とを具備し、前記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１と前記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２とを入力し、前記出力電流検出値Ｃｔ２の値が前記電流制限設定値Ｉｃ未満のとき前記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１の値が前記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の値より大きくなり前記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１に応じて前記インバータ回路の出力周波数を制御し、前記出力電流検出値Ｃｔ２の値が前記電流制限設定値Ｉｃ以上のとき前記電流制御用差動増幅信号ｄａ２の値が前記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１の値より大きくなり前記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２に応じて前記インバータ回路の出力周波数を制御する電流制限制御回路を前記制御回路に置換したことを特徴とする電磁誘導加熱調理器である。
【０００７】
請求項２の発明は、前記過電流設定値Ｉｏ未満で前記電流制限設定値Ｉｃ以上の予め定めた第２の電流制限設定値Ｉｓ２を設定する第２の電流制限設定回路ＩＳ２と、前記出力電流検出値Ｃｔ２と前記第２の電流制限設定値Ｉｓ２とを逐次比較し前記出力電流検出値Ｃｔ２が前記第２の電流制限設定値Ｉｓ２より大きいとき急激な負荷変動が発生したと判断して負荷変動検出信号Ｃｐ２を出力する負荷変動検出回路ＣＰ２と、前記負荷変動検出信号Ｃｐ２が入力されると前記インバータ回路の出力周波数を出力電流の最小値に相当する最高周周波数に一旦し、以後出力周波数を所定の低減率で低減するソフトスタート信号Ｓｓを出力するソフトスタート回路ＳＳとを具備し、第２の電流制限制御回路が前記ソフトスタート信号Ｓｓ、前記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１及び前記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２を入力し、前記ソフトスタート信号Ｓｓ、前記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１及び前記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の最大値に応じて前記インバータ回路の出力周波数を制御する第２の電流制限制御回路を前記電流制限制御回路に置換したことを特徴とする請求項１の電磁誘導加熱調理器である。
【０００８】
請求項３の発明は、前記起動信号Ｓｗ又は前記負荷変動検出信号Ｃｐ２の少なくとも一方が入力されたときは、前記インバータ回路の出力周波数を出力電流の最小値に相当する最高周周波数に一旦し、以後出力周波数を所定の低減率で低減する第２のソフトスタート信号Ｓｓ２を出力する第２のソフトスタート回路ＳＳ２を前記ソフトスタート回路ＳＳに置換したことを特徴とする請求項２の電磁誘導加熱調理器である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の電磁誘導加熱装置の電気接続図である。図２は、図１に示す、電流制御用差動増幅回路、電力制御用差動増幅回路及び電流制限制御回路の詳細接続図である。図１において、ＤＲ１は商用交流電源の出力を整流して直流電圧に変換する整流回路であり、Ｃ１は整流回路ＤＲ１で直流に変換した電圧を平滑する平滑コンデンサである。
【００１０】
ＴＲ１及びＴＲ２はハーフブリッジ形のインバータ回路を形成するスイッチング素子で、例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴが使用されている。Ｌは共振コンデンサＣ２、Ｃ３とで直列共振回路を形成する誘導加熱コイルで、この誘導加熱コイルの上に調理鍋を置いて電磁誘導により加熱を行う。
【００１１】
ＰＯは平滑コンデンサＣ１の電圧（インバータの入力電圧）を検出する電圧検出器ＰＴ１からの信号とインバータの入力端の電流を検出する一次電流検出器ＣＴ１からの信号とを入力してインバータの入力電力を演算する電力演算回路で、ＤＣはスイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２を駆動する駆動回路である。
【００１２】
ＤＡ１は電力制御用差動増幅回路で、非反転入力端子に電力演算回路ＰＯからの入力信号Ｐｏが、反転入力端子に電力設定回路ＷＡから電力設定信号Ｗａがそれぞれ入力される。従って、電力制御用差動増幅回路ＤＡ１は、電力演算信号Ｐｏが電力設定信号Ｗａより小さいときは両者の編差分を増幅した負の信号を出力し、電力演算信号Ｐｏが電力設定信号Ｗａより大きいときは両者の編差分を増幅した正の信号を出力する。
【００１３】
運転指令回路ＳＣは、起動スイッチＳＷ及び過電流検出回路ＣＰの各信号に応じて、駆動回路ＤＣの動作を制御する。過電流検出回路ＣＰは、過電流設定回路ＩＯによって設定する予め定めた過電流設定信号Ｉｏと出力電流検出信号Ｃｔ２とを比較して上記出力電流検出信号Ｃｔ２が過電流設定信号Ｉｏより大きくなると過電流検出信号Ｃｐを出力し、運転指令回路ＳＣは過電流検出信号Ｃｐが入力されると駆動回路ＤＣの動作を停止し誘導加熱コイルに流れる電流の供給を止める。
【００１４】
ＤＡ２は電流制御用差動増幅回路で、非反転入力端子に出力電流検出器ＣＴ２からの出力電流検出信号Ｃｔ２が、反転入力端子に電流制限設定回路ＩＣから電流制限設定信号Ｉｃがそれぞれ入力される。従って、電流制御用差動増幅回路ＤＡ２は、出力電流検出信号Ｃｔ２が電流制限設定信号Ｉｃより小さいときは両者の編差分を増幅した負の信号を出力し、出力電流検出信号Ｃｔ２が電流制限設定信号Ｉｃより大きいときは両者の編差分を増幅した正の信号を出力する。
【００１５】
図２に示す電流制限制御回路は、ダイオードＤＲ２、ダイオードＤＲ３、抵抗器Ｒ１、Ｖ／ＦコンバータＶＦ及び駆動回路ＤＣによって形成されている。
【００１６】
Ｖ／ＦコンバータＶＦは、ダイオードＤＲ２を介して電力制御用差動増幅回路ＤＡ１と、また、ダイオードＤＲ３を介して電流制御用差動増幅回路ＤＡ２と接続し、オアー論理を構成し、上記電力制御用差動増幅信号Ｄａ１及び電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の最大値に応じて変化する周波数指令信号Ｖｆを駆動回路ＤＣに入力してインバータの出力周波数を制御する。
【００１７】
図２に示すように、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力端は抵抗器Ｒ１を介して接地されている。よって、電力制御用差動増幅回路ＤＡ１の出力信号Ｄａ１及び電流制御用差動増幅回路ＤＡ２の出力信号Ｄａ２は正の値とならない限りＶ／ＦコンバータＶＦの入力端の電圧は零電位に保たれ、Ｖ／ＦコンバータＶＦはその入力電位が零のときインバータを最低周波数で制御するための周波数信号を出力する。ここで、インバータ回路の最低周波数は、載置される調理鍋を含む加熱コイルＬと共振コンデンサＣ２，Ｃ３とからなる直列共振回路の共振周波数より若干高い値に設定される。
【００１８】
図３は、本発明の電磁誘導加熱調理器にアルミ製又は銅製の調理鍋を使用し、電力設定値Ｗａを増加させたときの動作を説明するためのタイミング図である。同図において、図３（Ａ）は、出力電流検出信号Ｃｔ２を示し、図３（Ｂ）は、電力設定信号Ｗａを示し、図３（Ｃ）は、電力演算信号Ｐｏを示し、図３（Ｄ）は、電流制御用差動増幅信号Ｄａ２を示し、図３（Ｅ）は、電力制御用差動増幅信号Ｄａ１を示し、図３（Ｆ）は、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉを示す。上記図３を用いて動作を説明する。
【００１９】
図３に示す時刻ｔ＝ｔ０において、電力設定回路ＷＡによって電力設定信号Ｗａの値を増加させると、上記信号に応じて、図３（Ｃ）に示す電力演算信号Ｐｏの値が増大していくが、それ以上に図３（Ａ）に示す出力電流検出信号Ｃｔ２の値の増加が著しい。
【００２０】
また、時刻ｔ＝ｔ０において、電力設定信号Ｗａの値が増加すると、図３（Ｅ）に示す電力制御用差動増幅信号Ｄａ１の値は減少し、逆に、図３（Ｄ）に示す電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の値は増加する。図３（Ｆ）に示すＶ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉは、ダイオードＤＲ２、ＤＲ３及びＶ／ＦコンバータＶＦの入力端の抵抗器Ｒ１によって、電力制御用差動増幅信号Ｄａ１又は電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の正の電圧のどちらか大きい信号が入力信号Ｖｉとなる。図３（Ｆ）に示すＶ／ＦコンバータＶＦの入力電圧Ｖｉの減少に応じて、インバータの出力周波数を減少させて誘導加熱コイルに流れる電流を増加させる。
【００２１】
時刻ｔ＝ｔ１において、電流制御用差動増幅回路ＤＡ２は、出力電流検出信号Ｃｔ２が電流制限設定信号Ｉｃより大きくなると電流制御用差動増幅信号Ｄａ２は正の電位となって出力する。このとき、電力制御用差動増幅信号Ｄａ１の値より大きくなり、ダイオードＤＲ２及びＤＲ３により、電流制御用差動増幅信号Ｄａ２が選択されをＶ／ＦコンバータＶＦに入力する。
【００２２】
時刻ｔ＝ｔ２以後は、インバータ回路の出力周波数は電流制御用差動増幅信号Ｄａ２に応じて制御され、出力電流は電流制限設定信号Ｉｃの値を保つことになり、過電流が生じることがなくなりインバータ回路の停止を防止できる。
【００２３】
［実施例２］
図４は、実施例２の電磁誘導加熱装置の電気接続図である。同図において、図１に示す本発明の電磁誘導加熱装置の電気接続図と同一符号は、同一動作をおこなうので説明は省略して相違する動作について説明する。
【００２４】
負荷変動検出回路ＣＰ２は、第２の電流制限設定回路ＩＳ２によって設定する第２の電流制限設定信号Ｉｓ２と出力電流検出信号Ｃｔ２とを比較して、上記出力電流検出信号Ｃｔ２の値が第２の電流設定信号Ｉｓ２の値より大きくなると、負荷変動検出回路ＣＰ２は負荷変動検出信号Ｃｐ２をＨｉｇｈレベルにして、下記に示すソフトスタート回路ＳＳに入力する。
【００２５】
図５は、ソフトスタート回路ＳＳの詳細接続図である。同図において、負荷変動検出回路ＣＰ２からの負荷変動検出信号Ｃｐ２がＨｉｇｈレベルになると、スイッチング素子ＴＲ３が導通し、コンデンサＣ４が基準電源Ｅ、抵抗器Ｒ２及びＲ３によって予め定めた電圧に充電される。抵抗器Ｒ４の抵抗値は小に設定しているためにコンデンサＣ４の電圧は急速に立ち上がる。次に、負荷変動検出回路ＣＰ２からの負荷変動検出信号Ｃｐ２がＬｏｗレベルになるとスイッチング素子ＴＲ３は遮断し、コンデンサＣ４の電圧は、Ｃ４と抵抗器Ｒ５とで決まる時定数で漸減する。
【００２６】
第２の電流制限制御回路は、ダイオードＤＲ２、ダイオードＤＲ３、ダイオードＤＲ４、抵抗器Ｒ１、Ｖ／ＦコンバータＶＦ及び駆動回路ＤＣによって形成されている。
【００２７】
図６は、本発明の第２の実施例の電磁誘導加熱調理器で、ステンレス製の鍋からアルミ製又は銅製の調理鍋に置換て負荷が急激に変動したときの動作を説明するためのタイミング図である。同図において、図６（Ａ）は、出力電流検出信号Ｃｔ２を示し、図６（Ｂ）は、電力演算信号Ｐｏを示し、図６（Ｃ）は、電流制御用差動増幅信号Ｄａ２を示し、図６（Ｄ）は、電力制御用差動増幅信号Ｄａ１を示し、図６（Ｅ）は、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉをし、図６（Ｆ）は、ソフトスタート信号Ｓｓを示す。上記図６を用いて動作を説明する。
【００２８】
図６に示す時刻ｔ＝ｔ３において、ステンレス製鍋を加熱動作中にアルミ製又は銅製の鍋に置換たとき、急激な負荷変動が生じ出力電流検出信号Ｃｔ２の値が急激に増加する。
【００２９】
時刻ｔ＝ｔ４において、負荷変動検出回路ＣＰ２は、第２の電流制限設定信号Ｉｓ２と出力電流検出信号Ｃｔ２とを比較して、上記出力電流検出信号Ｃｔ２の値が第２の電流設定信号Ｉｓ２の値より大きくなると急激な負荷変動が生じたと判断して、負荷変動検出信号Ｃｐ２をＨｉｇｈレベルにし、ソフトスタート回路ＳＳに入力する。
【００３０】
図６（Ｆ）に示すソフトスタート信号Ｓｓは、負荷変動検出回路ＣＰ２からの出力信号Ｃｐ２がＨｉｇｈレベルになると、図５に示すスイッチング素子ＴＲ３が導通し、コンデンサＣ４が基準電源Ｅ、抵抗器Ｒ２及びＲ３によって予め定めた電圧に充電され、図６（Ｆ）に示すソフトスタート信号Ｓｓの出力電圧は急速に立ち上がる。このとき、第２の電流制限制御回路のダイオードＤＲ２、ＤＲ３及びＤＲ４によって、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉはソフトスタート信号Ｓｓが選択されて、図６（Ｅ）に示す入力信号Ｖｉとなる。
【００３１】
図６（Ｅ）に示す時刻ｔ＝ｔ５において、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉの電位が最大電圧になると、インバータ回路の出力周波数を出力電流の最小値に相当する最高周波数にし、負荷変動による急激な出力電流の増加を抑制でき過電流によるインバータ回路の停止が防止できる。
【００３２】
以後、ソフトスタート信号Ｓｓの出力電圧は所定の勾配で漸減し、時刻＝ｔ６付近でソフトスタート信号Ｓｓの値が電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の値より小さくなり、インバータ回路の出力周波数の制御は上記ソフトスタート信号Ｓｓから上記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２に切換わって制御する。
【００３３】
［実施例３］
図７は、実施例３の電磁誘導加熱装置の電気接続図である。同図において、図１及び図４の電磁誘導加熱装置の電気接続図と同一符号は、同一動作をおこなうので説明は省略して相違する動作について説明する。
【００３４】
運転指令回路ＳＣは、起動信号Ｓｗに応じて運転指令信号Ｓｃとソフトスタート指令信号Ｓｃ２と出力する。
【００３５】
図８は、第２のソフトスタート回路ＳＳ２の詳細接続図である。同図において、ソフトスタート指令信号Ｓｃ２又は負荷変動検出信号Ｃｐ２のどちらかがＨｉｇｈレベルになると、スイッチング素子ＴＲ３が導通し、コンデンサＣ４が予め定めた電圧に充電される。次に、ソフトスタート指令信号Ｓｃ２又は負荷変動検出信号Ｃｐ２のどちらかがＬｏｗレベルになるとスイッチング素子ＴＲ３は遮断し、コンデンサＣ４の電圧は、Ｃ４と抵抗器Ｒ５とで決まる時定数で漸減する。
【００３６】
図９は、本発明の第３の実施例の電磁誘導加熱調理器にアルミ製又は銅製の鍋を用い、起動時において第２のソフトスタート回路ＳＳ２が動作をしたときのタイミング図である。同図において、図９（Ａ）は、出力電流検出信号Ｃｔ２を示し、図９（Ｂ）は、電力演算信号Ｐｏを示し、図９（Ｃ）は、電流制御用差動増幅信号Ｄａ２を示し、図９（Ｄ）は、電力制御用差動増幅信号Ｄａ１を示し、図９（Ｅ）は、ソフトスタート信号Ｓｓ２を示し、図９（Ｆ）は、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉを示し、図９（Ｇ）はソフトスタート指令信号Ｓｃ２を示す。上記図９を用いて動作を説明する。
【００３７】
図９に示す時刻ｔ＝ｔ６において、図示省略の起動信号Ｓｗが入力されと運転指令回路ＳＣは、図９（Ｇ）に示す予め定めた期間のソフトスタート指令信号Ｓｃ２を出力する。図８に示す、第２のソフトスタート回路ＳＳ２は、上記ソフトスタート指令信号Ｓｃ２が入力されるとスイッチング素子ＴＲ３が導通し、コンデンサＣ４が充電されて、図９（Ｅ）に示す第２のソフトスタート信号Ｓｓ２の電圧は急速に立ち上がる。このとき、第２の電流制限制御回路のダイオードＤＲ２、ＤＲ３及びＤＲ４によって、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉは第２のソフトスタート信号Ｓｓ２が選択されて図９（Ｆ）に示す入力信号Ｖｉとなる。
【００３８】
図９（Ｅ）に示す時刻ｔ＝ｔ７において、Ｖ／ＦコンバータＶＦの入力信号Ｖｉの電圧が最大電圧になると、インバータ回路の出力周波数を出力電流の最小値に相当する最高周波数にし、出力電流は最小電流から緩やかに増加する。
【００３９】
以後、第２のソフトスタート信号Ｓｓ２の出力は所定の勾配で漸減し、時刻＝ｔ８付近で第２のソフトスタート信号Ｓｓ２の値が電流制御用差動増幅信号Ｄａ２の値より小さくなり、インバータ回路の出力周波数の制御は上記第２のソフトスタート信号Ｓｓ２から上記電流制御用差動増幅信号Ｄａ２に切換わって制御する。
【発明の効果】
本発明の実施例１では、ステンレス製の鍋のかわり渦電流損失が小さく加熱しにくいアルミ製又は銅製の鍋を使用しても、誘導加熱コイルに流れる電流が過電流未満の電流制限設定値の範囲内で出力電流が制御されるために、過電流保護が動作することがなく電磁誘導加熱調理器の停止に至らない。第２の実施例では、調理中のステンレス製の鍋からアルミ製又は銅製の鍋に置換て調理を行ったとき、急激な負荷変動が発生するが上記負荷変動を検出して誘導加熱コイルに流れる電流を一旦最小に、以後所定の値で電流を増加させるために過電流保護が動作することがなく電磁誘導加熱調理器の停止に至らない。第３の実施例では、電磁誘導加熱調理器の起動時に強制的に出力電流を最小に、以後所定の値で電流を増加させるために起動時に過電流保護が動作することがなく電磁誘導加熱調理器の停止に至らない。よって、調理中に過電流によって電磁誘導加熱調理器が度々停止することが防止でき料理が無駄にならなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁誘導加熱装置の電気接続図である。
【図２】図１に示す、電流制限制御回路の詳細接続図である。
【図３】本発明の動作を説明するタイミング図である。
【図４】実施例２の電磁誘導加熱装置の電気接続図である。
【図５】図４に示す、ソフトスタート回路の詳細接続図である。
【図６】実施例２の動作を説明するタイミング図である。
【図７】実施例３の電磁誘導加熱装置の電気接続図である。
【図８】図７に示す、第２のソフトスタート回路の詳細接続図である。
【図９】実施例３の動作を説明するタイミング図である。
【符号の説明】
ＢＦ バッフアー回路
ＣＰ 過電流検出回路
Ｃ１ 平滑コンデンサ
Ｃ２ 共振コンデンサ
Ｃ３ 共振コンデンサ
Ｃ４ コンデンサ
ＣＰ２ 負荷変動検出回路
ＣＴ１ 一次電流検出器
ＣＴ２ 出力電流検出器
ＤＣ 駆動回路
ＤＡ１ 電力制御用差動増幅回路
ＤＡ２ 電流制御用差動増幅回路
ＤＲ１ 整流回路
ＤＲ２ ダイオード
ＤＲ３ ダイオード
ＤＲ４ ダイオード
Ｅ 基準電圧
ＩＣ 電流制限設定回路
ＩＯ 過電流設定回路
ＩＳ２ 第２の電流制限設定回路
Ｌ 誘導加熱コイル
ＰＯ 電力演算回路
ＰＴ１ 電圧検出器
Ｒ１ 抵抗器
Ｒ２ 抵抗器
Ｒ３ 抵抗器
Ｒ４ 抵抗器
Ｒ５ 抵抗器
ＳＣ 運転指令回路
ＳＳ ソフトスタート回路
ＳＳ２ 第２のソフトスタート回路
ＳＷ 起動スイッチ
ＴＲ１ スイッチング素子
ＴＲ２ スイッチング素子
ＴＲ３ スイッチング素子
ＴＲ４ スイッチング素子
ＶＦ Ｖ／Ｆコンバータ
ＷＡ 電力設定回路
Ｃｐ 過電流検出信号
Ｃｐ２ 負荷変動検出信号
Ｃｔ１ 一次電流検出信号
Ｃｔ２ 出力電流検出信号
Ｄａ１ 電力制御用差動増幅信号
Ｄａ２ 電流制御用差動増幅信号
Ｉｃ 電流制限設定信号
Ｉｏ 過電流設定信号
Ｉｓ 電流設定信号
Ｉｓ２ 第２の電流設定信号
Ｐｏ 電力演算信号
Ｐｔ１ 電圧検出信号
Ｓｃ 運転指令信号
Ｓｃ２ ソフトスタート指令信号
Ｓｓ ソフトスタート信号
Ｓｓ２ 第２のソフトスタート信号
Ｓｗ 起動信号
Ｖｆ Ｖ／Ｆコンバータ信号
Ｗａ 電力設定信号
Claims (3)
- 共振コンデンサとで直列共振回路を形成する誘導加熱コイルと、起動信号が入力されると前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路の入力電力を演算する電力演算回路と、前記電力演算回路の電力演算値と予め定めた電力設定値とを比較演算する電力制御用差動増幅回路と、前記インバータ回路の出力電流を検出し、この出力電流検出値が予め定めた過電流設定値より大きいとき前記インバータ回路の出力を停止する過電流検出回路と、前記電力制御用差動増幅回路の出力信号に応じて前記インバータ回路の出力周波数を制御する制御回路とを備えた電磁誘導加熱調理器において、前記過電流設定値未満の予め定めた電流制限設定値を設定する電流制限設定回路と、前記出力電流検出値と前記電流制限設定値とを比較演算する電流制御用差動増幅回路とを具備し、前記電力制御用差動増幅信号と前記電流制御用差動増幅信号とを入力し、前記出力電流検出値の値が前記電流制限設定値未満のとき前記電力制御用差動増幅信号の値が前記電流制御用差動増幅信号の値より大きくなり前記電力制御用差動増幅信号に応じて前記インバータ回路の出力周波数を制御し、前記出力電流検出値の値が前記電流制限設定値以上のとき前記電流制御用差動増幅信号の値が前記電力制御用差動増幅信号の値より大きくなり前記電流制御用差動増幅信号に応じて前記インバータ回路の出力周波数を制御する電流制限制御回路を前記制御回路に置換したことを特徴とする電磁誘導加熱調理器。
- 前記過電流設定値未満で前記電流制限設定値を越えると予め定めた第２の電流制限設定値を設定する第２の電流制限設定回路と、前記出力電流検出値と前記第２の電流制限設定値とを逐次比較し前記出力電流検出値が前記第２の電流制限設定値より大きいとき急激な負荷変動が発生したと判断して負荷変動検出信号を出力する負荷変動検出回路と、前記負荷変動検出信号が入力されると前記インバータ回路の出力周波数を出力電流の最小値に相当する最高周周波数に一旦し、以後出力周波数を所定の低減率で低減するソフトスタート信号を出力するソフトスタート回路とを具備し、前記ソフトスタート信号、前記電力制御用差動増幅信号及び前記電流制御用差動増幅信号を入力し、前記ソフトスタート信号、前記電力制御用差動増幅信号及び前記電流制御用差動増幅信号の最大値に応じて前記インバータ回路の出力周波数を制御する第２の電流制限制御回路を前記電流制限制御回路に置換したことを特徴とする請求項１の電磁誘導加熱調理器。
- 前記起動信号又は前記負荷変動検出信号の少なくとも一方が入力されたときは、前記インバータ回路の出力周波数を出力電流の最小値に相当する最高周波数に一旦し、以後出力周波数を所定の低減率で低減する第２のソフトスタート信号を出力する第２のソフトスタート回路を前記ソフトスタート回路に置換したことを特徴とする請求項２の電磁誘導加熱調理器。
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