JP2512531B2 - Induction heating cooker - Google Patents

Induction heating cooker

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JP2512531B2
JP2512531B2 JP14257088A JP14257088A JP2512531B2 JP 2512531 B2 JP2512531 B2 JP 2512531B2 JP 14257088 A JP14257088 A JP 14257088A JP 14257088 A JP14257088 A JP 14257088A JP 2512531 B2 JP2512531 B2 JP 2512531B2
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timing
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博文 野間
英樹 大森
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和彦 麻田
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は誘導加熱調理器に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an induction heating cooker.

従来の技術 従来の誘導加熱調理器の構成を第5図の回路図に基づ
いて説明する。
2. Description of the Related Art The structure of a conventional induction heating cooker will be described with reference to the circuit diagram of FIG.

第5図において、1は電源電圧Eの直流電源であり、
この直流電源1と、鍋2を加熱する加熱コイル3と、ス
イッチング素子4とを直列に接続し、加熱コイル3に共
振コンデンサ5を並列に接続し、スイッチング素子4に
逆導通ダイオード6を並列に接続してインバータ回路7
を構成している。スイッチング素子4は制御回路8によ
りオン・オフ制御される。
In FIG. 5, reference numeral 1 is a DC power source with a power source voltage E,
This DC power supply 1, the heating coil 3 for heating the pan 2, and the switching element 4 are connected in series, the resonance capacitor 5 is connected in parallel to the heating coil 3, and the reverse conducting diode 6 is connected in parallel to the switching element 4. Connect the inverter circuit 7
Is composed. The switching element 4 is on / off controlled by the control circuit 8.

以上のように構成された誘導加熱調理器の動作を第6
図(a)および(b)の動作波形図を用いて説明する。
Operation of the induction heating cooker configured as described above
This will be described with reference to the operation waveform charts of FIGS.

まず、制御回路8によりスイッチング素子4をオンさ
せ加熱コイル3に電流ILを流す。次にスイッチング素子
4をオフさせて加熱コイル3と共振コンデンサ5で共振
させる。この共振振動はスイッチング素子4の両端電圧
VCEが電源電圧Eを中心として振動する波形となる。次
にスイッチング素子4をオンさせるタイミングはスイッ
チング素子4の両端電圧VCEが電源電圧Eと等しくなる
第6図におけるA点からある一定時間遅れたB点となっ
ている。
First, the switching element 4 is turned on by the control circuit 8 and the current IL is passed through the heating coil 3. Next, the switching element 4 is turned off and the heating coil 3 and the resonance capacitor 5 resonate. This resonance vibration is the voltage across the switching element 4.
V CE has a waveform that oscillates around the power supply voltage E. Next, the timing at which the switching element 4 is turned on is point B, which is delayed by a certain time from point A in FIG. 6 in which the voltage V CE across the switching element 4 becomes equal to the power supply voltage E.

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、第6図(a)に示
すように、出力小のときに共振後スイッチング素子4の
両端電圧が零とならずに電圧VGが残ってしまうことがあ
り、この状態でスイッチング素子4をオンしてしまうた
めスイッチング素子4に突入電流IGが流れ、スイッチン
グ素子4か破壊あるいは損失が大きくなるという問題を
有していた。なお、共振コンデンサ5の容量を小さくす
ると電圧VGは残らないが発振周波数(=1/T)が高く
なり、スイッチング素子4の損失が大きくなるので共振
コンデンサの容量は小さくできない。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, in the above-described conventional configuration, as shown in FIG. 6 (a), when the output is small, the voltage across the switching element 4 after resonance does not become zero and the voltage V G remains. Since the switching element 4 is turned on in this state, an inrush current I G flows to the switching element 4 and there is a problem that the switching element 4 is destroyed or the loss becomes large. When the capacitance of the resonance capacitor 5 is reduced, the voltage V G does not remain, but the oscillation frequency (= 1 / T) increases and the loss of the switching element 4 increases, so the capacitance of the resonance capacitor cannot be reduced.

また従来の構成では出力の大きさや鍋2により発振周
波数(=1/T)が1/Ta〜1/Tbと変化し、複数バーナを
持つ誘導加熱調理器では発振周波数のずれにより鍋2の
干渉音が発生するという問題を有していた。
Also, in the conventional configuration, the oscillation frequency (= 1 / T) changes from 1 / Ta to 1 / Tb depending on the size of the output and the pan 2, and in the induction heating cooker with multiple burners, the pan 2 interferes due to the deviation of the oscillation frequency. It had a problem that sound was generated.

本発明は上記問題を解決するものであり、スイッチン
グ素子を安全に動作させ、また一定の発振周波数で加熱
を行える誘導加熱調理器を提供することを目的とするも
のである。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an induction heating cooker capable of safely operating a switching element and heating at a constant oscillation frequency.

課題を解決するための手段 上記問題を解決するため本発明は、直流電源と、鍋を
加熱する加熱コイルと、第1のダイオードと、第1のス
イッチング素子とを直列に接続し、前記加熱コイルの両
端に直列接続された第2のダイオードおよび第2のスイ
ッチング素子を並列に接続し、前記第1のダイオードと
第1のスイッチング素子の直列回路あるいは前記加熱コ
イルの両端に共振コンデンサを並列に接続して構成した
インバータ回路と、前記第1および第2のスイッチング
素子をオン・オフ制御する制御部とを備え、前記制御部
は、前記第1のスイッチング素子の両端電圧あるいは前
記加熱コイルの電流により第1のスイッチング素子のオ
ンタイミングを検知する第1のオンタイミング検知部
と、前記第2のスイッチング素子の両端電圧あるいは前
記加熱コイルの電流により第2のスイッチング素子のオ
ンタイミングを検知する第2のオンタイミング検知部と
を有し、前記第1および第2のオンタイミング検知部の
出力信号により第1および第2のスイッチング素子のオ
ンタイミングを制御する構成としたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides a DC power supply, a heating coil for heating a pot, a first diode, and a first switching element connected in series, A second diode and a second switching element, which are connected in series to both ends of, and a resonance capacitor is connected in parallel to the series circuit of the first diode and the first switching element or both ends of the heating coil. And an inverter circuit configured to control ON / OFF of the first and second switching elements, and the controller controls the voltage across the first switching element or the current of the heating coil. A first on-timing detector for detecting the on-timing of the first switching element and the voltage across the second switching element. Has a second on-timing detector for detecting the on-timing of the second switching element by the current of the heating coil, and the first and second output signals of the first and second on-timing detectors. The configuration is such that the ON timing of the switching element is controlled.

さらに本発明は、前記インバータ回路と制御部とを備
え、この制御部は、前記第1および第2のオンタイミン
グ検知部と、前記第1および第2のスイッチング素子の
オン・オフタイミングを限定する発信器とを有し、前記
第1および第2のオンタイミング検知部の出力信号およ
び前記発振器出力の同一発振周波数信号により前記第1
および第2のスイッチング素子のオン・オフタイミング
を制御する構成としたものである。
Further, the present invention includes the inverter circuit and a control unit, and the control unit limits the on / off timings of the first and second on-timing detection units and the first and second switching elements. And a first oscillator according to the same oscillation frequency signal of the oscillator output and the output signals of the first and second on-timing detectors.
And a configuration for controlling the on / off timing of the second switching element.

作用 上記構成により、第2のスイッチング素子を設け、第
1および第2のオンタイミング検知部にて、たとえば第
1および第2のスイッチング素子の両端電圧が0V以下の
ときオンタイミングの出力信号を出力することによっ
て、第1および第2のスイッチング素子は両端電圧が0V
以下のときに駆動され、従来のようにスイッチング素子
に突入電流が流れることが防止される。
Operation With the above configuration, the second switching element is provided, and the first and second on-timing detectors output the on-timing output signal when the voltage across the first and second switching elements is 0 V or less, for example. By doing so, the voltage across the first and second switching elements is 0V.
It is driven at the following times to prevent inrush current from flowing through the switching element as in the conventional case.

また、さらに発振器を設けることによって、一定の発
振周波数で第1および第2のスイッチング素子はオン・
オフ制御され、一定発振周波数で鍋が加熱される。よっ
て複数バーナの加熱に用いても発振周波数の差による鍋
の干渉音は発生しない。
Further, by providing an oscillator, the first and second switching elements are turned on at a constant oscillation frequency.
It is controlled off and the pot is heated at a constant oscillation frequency. Therefore, even if it is used for heating multiple burners, the interference noise of the pan due to the difference in oscillation frequency does not occur.

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。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の回
路図である。第1図において、11は電源電圧Eの直流電
源であり、この直流電源11と、鍋12を加熱する加熱コイ
ル13と、第1のダイオード14と、第1のスイッチング素
子15を直列に接続し、加熱コイル13の両端に、共振コン
デンサ16と直列接続された第2のダイオード17および第
2のスイッチング素子18とを並列に接続してインバータ
回路19を構成している。20は第1および第2のスイッチ
ング素子15,18をオン・オフ制御する制御回路である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an induction cooking device showing one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 is a DC power supply of a power supply voltage E, and this DC power supply 11, a heating coil 13 for heating a pot 12, a first diode 14, and a first switching element 15 are connected in series. A second diode 17 and a second switching element 18 connected in series with the resonance capacitor 16 are connected in parallel to both ends of the heating coil 13 to form an inverter circuit 19. Reference numeral 20 is a control circuit for controlling the on / off of the first and second switching elements 15 and 18.

第2図は制御回路20のブロック図を示す。第2図にお
いて、21は出力を設定する出力設定部、22は出力を検知
する出力検知部であり、出力設定部21で設定された設定
値と出力検知部22で検知された出力とを出力比較部23で
比較し、設定値と出力が一致するように第1のスイッチ
ング素子15のオン時間T1をオン時間設定部24で設定し、
第1のスイッチング素子15の両端電圧VCE1により第1の
スイッチング素子15のオンタイミングを検知する第1の
オンタイミング検知部25で検知されたタイミングによっ
て、第1の駆動部26で第1のスイッチング素子15を駆動
する。27は第1および第2のスイッチング素子15,18の
オン・オフタイミングを限定する発振器であり、第1の
スイッチング素子15の起動時最初のオンタイミングはこ
の発振器27で決定する。また、28は第2のスイッチング
素子18の両端電圧VCE2により第2のスイッチング素子18
のオンタイミングを検知する第のオンタイミング検知部
であり、第2の駆動部29は第2のオンタイミング検知部
28で検知されたタイミングで第2のスイッチング素子18
をオンし、発振器27で決められたタイミングで第2のス
イッチング素子18をオフする。
FIG. 2 shows a block diagram of the control circuit 20. In FIG. 2, 21 is an output setting unit for setting the output, 22 is an output detecting unit for detecting the output, and outputs the set value set by the output setting unit 21 and the output detected by the output detecting unit 22. The comparison unit 23 compares and sets the ON time T 1 of the first switching element 15 by the ON time setting unit 24 so that the set value and the output match.
The first drive unit 26 performs the first switching according to the timing detected by the first ON timing detection unit 25 that detects the ON timing of the first switching device 15 by the voltage V CE1 across the first switching device 15. Drive element 15. Reference numeral 27 is an oscillator for limiting the on / off timings of the first and second switching elements 15 and 18, and the oscillator 27 determines the first on-timing of the first switching element 15 at startup. Further, 28 is the second switching element 18 due to the voltage V CE2 across the second switching element 18.
The second drive unit 29 is a second on-timing detector that detects the on-timing of the
The second switching element 18 at the timing detected by 28
Is turned on, and the second switching element 18 is turned off at the timing determined by the oscillator 27.

以上のように構成された誘導加熱調理器の動作および
制御方法を第3図の動作波形図を用いて詳細に説明す
る。
The operation and control method of the induction heating cooker configured as described above will be described in detail with reference to the operation waveform diagram of FIG.

まず起動時は発振器27の出力が低レベルから高レベル
に変わったタイミングで第1の駆動部26が第1のスイッ
チング素子15をオンさせオン時間設定部27で設定された
オン時間T1後第1のスイッチング素子15をオフさせる。
そして加熱コイル13と共振コンデンサ16が共振周期T2
共振をする。ここで共振コンデンサ16の容量は発振周期
Tに対してT2《Tとなるように設定してあり、共振コン
デンサ16の両端電圧の振幅を大きくしている。次に第2
のスイッチング素子18の両端電圧VCE2が0V以下である期
間を第2のオンタイミング検知部28で検知し、この期間
中に第2の駆動部29で第2のスイッチング素子18をオン
させる。両端電圧VCE2が0Vとなる点から第2のスイッチ
ング素子18に電流IC2が流れ出し、発振器29の出力が低
レベルから高レベルに変わるタイミングで第2のスイッ
チング素子18をオフさせる。するとまた加熱コイル4と
共振コンデンサ5が共振周期T2の共振をし、共振コンデ
ンサ16の容量が小さく両端電圧の振幅が大きいため、第
1のスイッチング素子15の両端電圧VCE1が0V以下となる
期間が出力小のときも現れる。第2のスイッチング素子
18のオン時間T3があるため発振周波数は高くならず、第
1のスイッチング素子15の損失は小さい。そして、第1
のスイッチング素子15の両端電圧VCE1が0V以下である期
間を第1のオンタイミング検知部25で検知し、この期間
中に第1の駆動部26で第1のスイッチング素子15をオン
させる。以後同様の帰還ループを繰返し、出力設定部21
に設定された設定値と出力検知部22で検知された出力が
一致する第1のスイッチング素子15のオン時間T1で安定
する。以上のように制御しているので第1および第2の
スイッチング素子15,18はそれぞれの両端電圧VCE1,VCE2
が0Vでオンし安全に動作できる。また発振周期Tを一定
としているので出力の大小、負荷により発振周波数
(=1/T)は変化せず、複数バーナの加熱に用いても鍋1
2の干渉者は発生しない。
First, at start-up, the first drive unit 26 turns on the first switching element 15 at the timing when the output of the oscillator 27 changes from the low level to the high level, and after the on-time T 1 set by the on-time setting unit 27 The switching element 15 of No. 1 is turned off.
Then, the heating coil 13 and the resonance capacitor 16 resonate with the resonance period T 2 . Here, the capacitance of the resonance capacitor 16 is set so that T 2 << T with respect to the oscillation period T, and the amplitude of the voltage across the resonance capacitor 16 is increased. Second
The second on-timing detector 28 detects a period in which the voltage V CE2 across the switching element 18 is 0 V or less, and the second driver 29 turns on the second switching element 18 during this period. From the point where the voltage V CE2 at both ends becomes 0V, the current I C2 flows into the second switching element 18, and the second switching element 18 is turned off at the timing when the output of the oscillator 29 changes from the low level to the high level. Then, the heating coil 4 and the resonance capacitor 5 resonate with the resonance period T 2 , and the capacitance of the resonance capacitor 16 is small and the amplitude of the voltage across the resonance capacitor is large. Therefore, the voltage V CE1 across the first switching element 15 becomes 0 V or less. It also appears when the period is small output. Second switching element
Since there is an ON time T 3 of 18, the oscillation frequency does not increase and the loss of the first switching element 15 is small. And the first
The first on-timing detector 25 detects a period in which the voltage V CE1 across the switching element 15 is 0 V or less, and the first driver 26 turns on the first switching element 15 during this period. After that, the same feedback loop is repeated, and the output setting unit 21
The set value set in step 1 and the output detected by the output detection unit 22 are stable in the ON time T 1 of the first switching element 15 at which the output is detected. Since the control is performed as described above, the first and second switching elements 15 and 18 have their respective voltages V CE1 and V CE2.
Turns on at 0V and can operate safely. Also, because the oscillation cycle T is constant, the oscillation frequency (= 1 / T) does not change depending on the size of the output and the load, and even when used for heating multiple burners
No two interferers.

なお、第1のオンタイミング検知部25での第1のスイ
ッチング素子15のオンタイミングと第2のオンタイミン
グ検知部28での第2のスイッチング素子18のオンタイミ
ングは第1あるいは第2のスイッチング素子15,18の両
端電圧VCE1,VCE2で検知しているが加熱コイル13の電流I
Lで検知してもよい。
The on-timing of the first switching element 15 in the first on-timing detecting section 25 and the on-timing of the second switching element 18 in the second on-timing detecting section 28 are the first or second switching element. The current I of the heating coil 13 is detected by the voltages V CE1 and V CE2 across the terminals 15 and 18.
It may be detected by L.

また、本実施例で共振コンデンサ16を、加熱コイル13
と並列に接続しているが、第4図(a)に示すように第
1のダイオード14と第1のスイッチング素子15の直列回
路の両端に並列に接続してもよく、さらに第4図(b)
あるいは第4図(c)に示すように前記直列回路と加熱
コイル13の接続の順序を逆にしても同様の効果を得るこ
とができる。
In addition, in this embodiment, the resonance capacitor 16 is connected to the heating coil 13
4 is connected in parallel, but as shown in FIG. 4 (a), it may be connected in parallel to both ends of the series circuit of the first diode 14 and the first switching element 15, and further, in FIG. b)
Alternatively, as shown in FIG. 4 (c), the same effect can be obtained by reversing the connection order of the series circuit and the heating coil 13.

発明の効果 以上のように本発明によれば、インバータに第2のス
イッチング素子を設け、第1,第2のオンタイミング検知
部にて、たとえば第1,第2のスイッチング素子の両端電
圧が0V以下であることによって第1,第2のスイッチング
素子のオンタイミングを検知してオン制御することによ
り、第1,第2のスイッチング素子の両端電圧を0Vでオン
でき、第1,第2のスイッチング素子を安全に動作させる
ことができる。また、さらに発振器を設けることによ
り、一定発振周波数で加熱が行え、複数バーナの加熱い
用いても発振周波数の差による鍋の干渉音が発生しない
優れた誘導加熱調理器を実現できる。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, the second switching element is provided in the inverter, and the first and second on-timing detection sections have, for example, a voltage of 0 V between both ends of the first and second switching elements. By detecting the on-timing of the first and second switching elements and controlling the on-state by the following, the voltage between both ends of the first and second switching elements can be turned on at 0 V, and the first and second switching elements can be turned on. The device can be operated safely. Further, by providing an oscillator, it is possible to realize an excellent induction heating cooker in which heating can be performed at a constant oscillating frequency and the interference noise of the pan due to the difference in oscillating frequency does not occur even when using multiple burners.

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

第1図は本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の回路
図、第2図は同誘導加熱調理器の制御回路のブロック
図、第3図(a),(b)はそれぞれ同誘導加熱調理器
の動作波形図、第4図(a)〜(c)はそれぞれ本発明
の他の実施例を示す誘導加熱調理器の回路図、第5図は
従来の誘導加熱調理器の回路図、第6図(a),(b)
はそれぞれ従来の誘導加熱調理器の動作波形図である。 11……直流電源、12……鍋、13……加熱コイル、14……
第1のダイオード、15……第1のスイッチング素子、16
……共振コンデンサ、17……第2のダイオード、18……
第2のスイッチング素子、19……インバータ回路、20…
…制御回路(制御部)、25……第1のオンタイミング検
知部、27……発振器、28……第2のオンタイミング検知
部。
FIG. 1 is a circuit diagram of an induction heating cooker showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a control circuit of the induction heating cooker, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) are the same induction, respectively. Operation waveform diagram of the heating cooker, FIGS. 4 (a) to 4 (c) are circuit diagrams of an induction heating cooker showing another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional induction heating cooker. , Fig. 6 (a), (b)
FIG. 3 is an operation waveform diagram of a conventional induction heating cooker. 11 …… DC power supply, 12 …… pot, 13 …… heating coil, 14 ……
First diode, 15 ... First switching element, 16
...... Resonant capacitor, 17 …… Second diode, 18 ……
Second switching element, 19 ... Inverter circuit, 20 ...
... Control circuit (control section), 25 ... first on-timing detection section, 27 ... oscillator, 28 ... second on-timing detection section.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】直流電源と、鍋を加熱する加熱コイルと、
第1のダイオードと、第1のスイッチング素子とを直列
に接続し、前記加熱コイルの両端に直列接続された第2
のダイオードおよび第2のスイッチング素子を並列に接
続し、前記第1のダイオードと第1のスイッチング素子
の直列回路あるいは前記加熱コイルの両端に共振コンデ
ンサを並列に接続して構成したインバータ回路と、前記
第1および第2のスイッチング素子をオン・オフ制御す
る制御部とを備え、前記制御部は、前記第1のスイッチ
ング素子の両端電圧あるいは前記加熱コイルの電流によ
り第1のスイッチング素子のオンタイミングを検知する
第1のオンタイミング検知部と、前記第2のスイッチン
グ素子の両端電圧あるいは前記加熱コイルの電流により
第2のスイッチング素子のオンタイミングを検知する第
2のオンタイミング検知部とを有し、前記第1および第
2のオンタイミング検知部の出力信号により第1および
第2のスイッチング素子のオンタイミングを制御する構
成とした誘導加熱調理器。
1. A DC power source and a heating coil for heating a pan,
A second diode connected in series with the first diode and the first switching element and connected in series with both ends of the heating coil.
A diode and a second switching element are connected in parallel, and a series circuit of the first diode and the first switching element or an inverter circuit configured by connecting a resonance capacitor in parallel to both ends of the heating coil, and A control unit for controlling ON / OFF of the first and second switching elements, wherein the control unit controls an ON timing of the first switching element by a voltage across the first switching element or a current of the heating coil. A first on-timing detector for detecting, and a second on-timing detector for detecting the on-timing of the second switching element by the voltage across the second switching element or the current of the heating coil, According to the output signals of the first and second on-timing detectors, the first and second switch Induction heating cooker which is configured to control the on-timing of the device.
【請求項2】直流電源と、鍋を加熱するコイルと、第1
のダイオードと、第1のスイッチング素子とを直列に接
続し、前記加熱コイルの両端に直列接続された第2のダ
イオードおよび第2のスイッチング素子を並列に接続
し、前記第1のダイオードと第1のスイッチング素子の
直列回路あるいは前記加熱コイルの両端に共振コンデン
サを並列に接続して構成したインバータ回路と、前記第
1および第2のスイッチング素子をオン・オフ制御する
制御部とを備え、前記制御部は、前記第1のスイッチン
グ素子の両端電圧あるいは前記加熱コイルの電流により
第1のスイッチング素子のオンタイミングを検知する第
1のオンタイミング検知部と、前記第2のスイッチング
素子の両端電圧あるいは前記加熱コイルの電流により第
2のスイッチング素子のオンタイミングを検知する第2
のオンタイミング検知部と、前記第1および第2のスイ
ッチング素子のオン・オフタイミングを限定する発信器
とを有し、前記第1および第2のオンタイミング検知部
の出力信号および前記発振器出力の同一発振周波数信号
により前記第1および第2のスイッチング素子のオン・
オフタイミングを制御する構成とした誘導加熱調理器。
2. A direct current power source, a coil for heating a pan, and a first
And a first switching element are connected in series, a second diode and a second switching element connected in series at both ends of the heating coil are connected in parallel, and the first diode and the first switching element are connected in parallel. A series circuit of switching elements or an inverter circuit configured by connecting a resonant capacitor in parallel to both ends of the heating coil, and a control unit for controlling ON / OFF of the first and second switching elements. The unit includes a first on-timing detector that detects the on-timing of the first switching element based on the voltage across the first switching element or the current in the heating coil, and the voltage across the second switching element or the voltage across the second switching element. Second detecting the ON timing of the second switching element by the current of the heating coil
Of the first and second switching elements, and an oscillator for limiting the on / off timings of the first and second switching elements, and outputs the output signals of the first and second on-timing detection sections and the oscillator output. The same oscillating frequency signal turns on the first and second switching elements.
An induction heating cooker configured to control the off timing.
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