JP2722755B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般家庭において使用される誘導加熱調理器
に関するものである。

従来の技術 近年、誘導加熱調理器を多バーナ化する技術手段とし
て、インバータをスイッチング素子を２ケ使用したハー
フブリッジ構成とし、２ケのスイッチング素子のオンオ
フを同一周波数にて制御する方法が提案されている。し
かしながら、この構成によると、機器の入力電力が負荷
である鍋の材質あるいは底径、厚みなどの条件に大きく
影響され、使用可能な鍋が大きく限定されるという問題
点があった。

この問題を解消するため負荷である鍋の材質を検知
し、インバータの共振コンデンサの値を切り換えること
により使用可能な鍋を拡大する方法が提案されており、
これを第６図をもとに説明する。第６図において、１は
直流電源、２は直流電源１を平滑する平滑コンデンサ、
３と４は第１および第２のスイッチング素子で、直列回
路を形成し、直流電源１に接続されている。加熱コイル
５と第１の共振コンデンサ６は直列に接続され、第１お
よび第２のスイッチング素子3,4の中点と直流電源１の
一方の端子に接続されている。７は第２の共振コンデン
サ、８は開閉リレーで、この開閉リレー８と第２の共振
コンデンサ７の直列回路は、第１の共振コンデンサ６に
並列に接続されている。12はマグネットスイッチなどに
より構成された負荷検知手段で、磁石が負荷である鍋15
に吸引するか否かで磁性材料か非磁性材料かを検知する
ものである。13は制御部で、第１および第２のスイッチ
ング素子3,4のオンオフを制御する。なお、ここでいう
導通比率とは第１のスイッチング素子３のオン時間を全
体時間で除したものとする。14は切換検知部で、負荷検
知手段12からの信号を受け、開閉リレー８の開閉を行
い、第２の共振コンデンサ７の接続を制御する。

一般に負荷である鍋15に非磁性材料のものがきた場
合、加熱コイルのインダクタンスは小さくなる。従っ
て、この際には開閉リレー８をオンし、共振コンデンサ
の値を大きくすることにより共振定数を最適化し、負荷
である鍋15に十分な電力を供給することができる。

発明が解決しようとする課題 このように従来の誘導加熱調理器の負荷検知手段で
は、マグネットスイッチなど機械的な負荷，検知手段12
により、負荷である鍋15の材質が磁性材料か非磁性材料
かを検知していた。しかしながら、このような従来の方
式では比較的大きなマグネットスイッチを高温雰囲気で
ある加熱コイル５の中心あたりに配置しなければなら
ず、実装上に問題がある。また、近年負荷である鍋15が
多様化し、いろいろな材質を多層化したものが広く普及
しており、これら鍋は一概に磁性、非磁性でその特性が
判断できなくなっている。

本発明は上記課題を解決するもので、電気的な信号に
より最適な負荷検知を行い、負荷に最適な共振コンデン
サに切り換える誘導加熱調理器を提供することを目的と
する。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の手段は、直流電源
と、前記直流電源を平滑する平滑コンデンサと、前記直
流電源に並列に接続された第１および第２のスイッチン
グ素子と、前記第１および第２のスイッチング素子の中
点と前記直流電源の一方の間に接続された加熱コイルと
第１の共振コンデンサの直列回路と、前記第１の共振コ
ンデンサに並列に接続された第２の共振コンデンサと開
閉手段の直列回路と、前記加熱コイルに印加される電流
の位相を検知する電流位相検知手段と前記第１および第
２のスイッチング素子を交互にオンさせる制御部と、前
記第１または第２のスイッチング素子のオンオフの位相
に対し前記加熱コイルに印可される電流の位相が進んで
いる時には前記開閉手段をオンするよう制御する切換検
知部とにより構成するものである。

作用 本発明は上記第１の手段の構成により、第１または第
２のスイッチング素子のオンオフタイミングと加熱コイ
ルに印加される電流の位相を比較する。すなわち、スイ
ッチング素子のオンタイミングに対して加熱コイル電流
の位相が進んでいる時には非磁性と判断し、遅れている
時には磁性と判断し、非磁性と判断した際には開閉手段
をオンさせる。この動作により負荷である鍋の材質を検
知し開閉手段を制御することにより、第２の共振コンデ
ンサの接続を制御し、負荷に最適な共振定数にて動作さ
せることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１図を参照しなが
ら説明する。

第１図において、１は直流電源、２は直流電源１を平
滑する平滑コンデンサ、３と４は第１および第２のスイ
ッチング素子で、直列回路を形成し、直流電源１に接続
されている。加熱コイル５と第１の共振コンデンサ６は
直列に接続され、第１および第２のスイッチング素子3,
4の中点と直流電源１の一方の端子に接続されている。
７は第２の共振コンデンサ、８は開閉手段の一種である
開閉リレーで、この開閉リレー８と第２の共振コンデン
サ７の直列回路は、第１の共振コンデンサ６に並列に接
続されている。９は加熱コイル５に印加される電流の位
相を検知する電流位相検知手段、10は第１および第２の
スイッチング素子3,4を交互にオンさせる制御部、11は
第１または第２のスイッチング素子3,4のオンオフタイ
ミングと電流位相検知手段９により検知される加熱コイ
ル５の電流位相とを比較することにより、負荷である鍋
15の材質を検知し開閉リレー８の開閉を制御する切換検
知部である。

次に、第２図を参照しながらその動作を説明する。第
２図において、Ａは第２のスイッチング素子のオンオフ
パターン、B,Cは磁性鍋における加熱コイル電流と位相
信号、D,Eは非磁性鍋における加熱コイル電流と位相信
号である。ここでＡとC,Eの位相を比較すると、Ａに対
しＣは遅れ、Ｅは進んでいることが分かる。このように
負荷である鍋の材質により、加熱コイル電流の位相が変
化し、これを検知することにより負荷である鍋の材質を
判別することが可能になる。

第３図に第２の実施例の誘導加熱調理器を示す。第３
図において、１は直流電源、２は直流電源１を平滑する
平滑コンデンサ、３と４は第１および第２のスイッチン
グ素子で直列回路を形成し直流電源１に接続されてい
る。加熱コイル５と第１の共振コンデンサ６は直列に接
続され、第１および第２のスイッチング素子3,4の中点
と直流電源１の一方の端子に接続されている。７は第２
の共振コンデンサ、８は開閉手段の一種である開閉リレ
ーで、第２の共振コンデンサ７と開閉リレー８の直列回
路は第１の共振コンデンサ６に並列に接続されている。
９は加熱コイル５に印加される電流の位相を検知する電
流位相検知手段、16は第１および第２のスイッチング素
子3,4を一定周波数でかつ任意の導通比率にて交互にオ
ンさせる制御部、17は第１または第２のスイッチング素
子3,4のオンオフタイミングと電流位相検知手段９によ
り検知される加熱コイル５の電流位相とを比較すること
により、負荷である鍋15の材質を検知し、開閉リレー８
の開閉を制御する切換検知部である。18は加熱コイル５
に印加される電流のピーク値を検知するピーク電流検知
手段で電流位相検知手段９の信号により検知している。

第４図に、その具体回路例を示す。第４図において、
21は加熱コイルの電流位相検知用のカレントトランス、
22はカレントトランス22の負荷抵抗、23はVctがマイナ
スの際に位相信号出力をマイナスにひく位相検知用ダイ
オード、24,25はVctがプラスの際に位相信号出力端子に
プラス出力をだすための第１および第２の抵抗、26はピ
ーク電流用ダイオード、27はピークホールド用コンデン
サである。

次に第５図を参照しながら第４図の動作を説明する。
第５図において、Ａは加熱コイルに印加される電流を示
す。ここで第４図に示したVctがプラスの際にはピーク
電流用ダイオード26、ピークホールド用コンデンサ27に
よりピークホールドされピーク電流信号はＢのようにな
る。また、位相信号はVctがマイナスの際にはマイナス
になりVctがプラスの際には第１および第２の抵抗24,25
により決まる分圧の出力となるのでＣに示すような波形
になり位相信号が得られる。

なお、第１図，第３図において第１の共振コンデンサ
６は加熱コイル５と直流電源１のマイナス側に接続した
が、加熱コイル５と直流電源１のプラス側に接続して
も、また第１の共振コンデンサ６を分割し一方の端子を
加熱コイル５に他方の端子を直流電源１のプラス側とマ
イナス側に各々接続した構成にしても動作とその効果は
同様である。

また、本実施例では、開閉手段として開閉リレーを用
いたが、これに限定されるものではなく、要は第２の共
振コンデンサを動作あるいは不動作状態にできるもので
あればよい。

発明の効果 以上述べてきたように本発明の誘導加熱調理器によれ
ば、機械的なスイッチなどを使用することなく電気的な
信号の処理により負荷検知を行うことが可能になるた
め、実装上の問題が解決するだけでなく、従来困難であ
った多層材質の鍋に対しても最適な負荷検知を行い、負
荷に最適な共振コンデンサに切り換えることが可能にな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における誘導加熱調理器の回
路図、第２図は第１図の動作を説明するためのタイムチ
ャート、第３図は本発明の第２の実施例の誘導加熱調理
器の回路図、第４図は同具体回路図、第５図は第４図の
動作を説明するためのタイムチャート、第６図は従来例
の誘導加熱調理器の回路図である。 １……直流電源、２……平滑コンデンサ、３……第１の
スイッチング素子、４……第２のスイッチング素子、５
……加熱コイル、６……第１の共振コンデンサ、７……
第２の共振コンデンサ、８……開閉リレー、９……電流
位相検知装置、10,13……制御部、11,17……切換検知
部、15……鍋、18……ピーク電流検知手段。

フロントページの続き (72)発明者 野間 博文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−150580（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電源と、前記直流電源を平滑する平滑
   コンデンサと、前記直流電源に並列に接続された第１お
   よび第２のスイッチング素子と、前記第１および第２の
   スイッチング素子の中点と前記直流電源の一方の間に接
   続された加熱コイルと第１の共振コンデンサの直列回路
   と、前記第１の共振コンデンサに並列に接続された第２
   の共振コンデンサと開閉手段の直列回路と、前記加熱コ
   イルに印可される電流の位相を検知する電流位相検知手
   段と、前記第１および第２のスイッチング素子を交互に
   オンさせる制御部と、前記第１または第２のスイッチン
   グ素子のオンオフの位相に対し前記加熱コイルに印可さ
   れる電流の位相が進んでいる時には前記開閉手段をオン
   するよう制御する切換検知部とを備えた誘導加熱調理
   器。