JP3031362B1 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 商用電源の片側の極性の入力電流を検知し電
力制御をする誘導加熱調理器において、電源電圧が極性
間で不均衡になった場合でも正確に設定入力に制御でき
るようにすることを目的とする。 【解決手段】 スイッチング素子５の両端の電圧を検知
する素子電圧検知部８により検知される素子電圧から入
力電流が非測定の極性の加熱電力を推定し、一周期の入
力が設定入力となるよう制御する構成とする誘導加熱調
理器。

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。

【０００２】

【従来の技術】誘導加熱調理器は安全・清潔・高効率と
いう優れた特徴が理解され一般家庭に普及されつつあ
る。

【０００３】以下に従来構成の誘導加熱調理器について
図９を参照しながら説明する。図９において、１は商用
電源、２は商用電源１を整流する整流回路、３は加熱コ
イル、４は負荷である鍋、５はスイッチング素子、６は
スイッチング素子５をオンオフすることにより加熱コイ
ル３に高周波電流を供給するインハ゛ータ部、７は商用電源１
の一方の極性の入力電流を一周期毎に検知する入力電流
検知部、１４は入力電流検知部７からの入力電流が設定
値になるようにスイッチング素子５のオンオフを制御す
る制御部である。

【０００４】上記したように、入力電流の検知は回路構
成の簡単化と低コスト化のため一方の極性のみで検知す
る構成が提案されている。

【０００５】図１０をもとに入力電流検知部７の詳細な
回路について説明する。図１０において、２１はカレン
トトランスで商用電源１から供給される入力電流を一次
側に印加することにより、二次側に入力電流に比例した
電圧出力を得ることが出来る、２２は整流用のダイオー
ド、２３は放電用の抵抗器、２４は充電用のコンデンサ
で、これらにより半波整流とピークホールドを行う積分
回路を形成している。

【０００６】図１１は図１０の回路により得られる特性
で、入力電流が(a)のように印加された場合には、その
一方の極性ここではフ゜ラス側の信号のみをダイオード２２
により取り出しコンデンサ２４に充電する。抵抗器２３
はコンデンサ２４の充電電荷を放電するので、結果とし
て入力電流検知部の出力としては(b)に示すような波形
となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来例で述べた構成の
誘導加熱調理器では、入力電流の検知を一方の極性でし
か行えないため、商用電源の波高値が両極性で等しい場
合には設定入力の制御など正確に行えて問題ないが、両
極性で異なる場合には入力電流の検知を行っていない方
の極性で不具合を生じる。すなわち、入力電流の検知を
行っていない方の極性の波高値が低いときには、入力が
設定入力に対して低くなり、また入力電流の検知を行っ
ていない方の極性の波高値が高いときには入力が設定入
力に対して高くなる。このため、正確な入力制御が行え
ないという問題があった。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、入力電流の検知を一方の極性でしか行わない入力電
流検知部を採用した誘導加熱調理器において、商用電源
の両極性での波高値が異なる場合でも、入力電流の検知
を行わない極性での入力を推定し、入力を設定入力に対
し正確に制御できるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、入力電流の検知を行わない極性でのふるまい
をスイッチング素子の両端に発生する電圧等で検知し、
そのふるまいから入力電流の検知を行わない極性での入
力を推定し、測定の極性と合わせ一周期の入力を設定入
力に対し正確に制御できるように構成したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明は
商用電源と、前記商用電源を整流する整流回路と、加熱
コイルと、スイッチング素子と、前記スイッチング素子
をオンオフすることにより前記加熱コイルに高周波電流
を供給するインバータ部と、前記商用電源の一方の極性
の入力電流を一周期毎に検知する入力電流検知部と、前
記スイッチング素子の両端に発生する素子電圧を前記商
用電源の各極性毎に検知する素子電圧検知部と、前記素
子電圧検知部により検知される素子電圧から入力電流が
非測定の極性の加熱電力を推定し、一周期の入力が設定
入力となるよう前記商用電源の一周期毎に前記スイッチ
ング素子のオンオフ発振の設定を複数段階の中から選択
し前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部と
から成るものとしたものであり、素子電圧検知部により
検知される素子電圧から入力電流が非測定の極性の加熱
電力を推定し、測定の極性と合わせ一周期の入力が設定
入力となるよう商用電源の一周期毎にスイッチング素子
のオンオフ発振の設定を複数段階の中から選択しスイッ
チング素子のオンオフを制御することにより、入力を設
定入力に対し正確に制御できるという作用を有する。

【００１１】請求項２に記載の発明は、商用電源と、前
記商用電源を整流する整流回路と、加熱コイルと、スイ
ッチング素子と、前記スイッチング素子をオンオフする
ことにより前記加熱コイルに高周波電流を供給するイン
バータ部と、前記商用電源の一方の極性の入力電流を一
周期毎に検知する入力電流検知部と、前記加熱コイルに
印加される高周波電流を前記商用電源の各極性毎に検知
する加熱コイル電流検知部と、前記加熱コイル電流検知
部により検知される加熱コイル電流から入力電流が非測
定の極性の加熱電力を推定し、一周期の入力が設定入力
となるよう前記商用電源の一周期毎に前記スイッチング
素子のオンオフ発振の設定を複数段階の中から選択し前
記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部とから
成るものとしたものであり、加熱コイル電流検知部によ
り検知される加熱コイル電流から入力電流が非測定の極
性の加熱電力を推定し、測定の極性と合わせ一周期の入
力が設定入力となるよう商用電源の一周期毎にスイッチ
ング素子のオンオフ発振の設定を複数段階の中から選択
しスイッチング素子のオンオフを制御することにより、
入力を設定入力に対し正確に制御できるという作用を有
する。

【００１２】請求項３に記載の発明は、商用電源と、前
記商用電源を整流する整流回路と、加熱コイルと、スイ
ッチング素子と、前記スイッチング素子をオンオフする
ことにより前記加熱コイルに高周波電流を供給するイン
バータ部と、前記商用電源の一方の極性の入力電流を一
周期毎に検知する入力電流検知部と、前記商用電源の電
圧を検知する電源電圧検知部と、前記電源電圧検知部に
より検知される電源電圧から入力電流が非測定の極性の
加熱電力を推定し、一周期の入力が設定入力となるよう
前記商用電源の一周期毎に前記スイッチング素子のオン
オフ発振の設定を複数段階の中から選択し前記スイッチ
ング素子のオンオフを制御する制御部とから成るものと
したものであり、電源電圧検知部により検知される電源
電圧から入力電流が非測定の極性の加熱電力を推定し、
測定の極性と合わせ一周期の入力が設定入力となるよう
商用電源の一周期毎にスイッチング素子のオンオフ発振
の設定を複数段階の中から選択しスイッチング素子のオ
ンオフを制御することにより、入力を設定入力に対し正
確に制御できるという作用を有する。

【００１３】請求項４に記載の発明は、素子電圧検知部
により検知される素子電圧から商用電源の極性間のアン
バランスを検知し、前記アンバランスを是正するよう前
記商用電源の半周期毎にスイッチング素子のオンオフを
制御するアンバラ是正部を有したものであり、アンバラ
是正部により商用電源の極性間のアンバランスが検知さ
れたときには、一周期の間スイッチング素子のオンオフ
制御を固定せずに、そのアンバランスを是正するよう半
周期毎にスイッチング素子のオンオフ制御を変化させる
ことができるようになり、その結果半周期毎の入力を略
一定にでき、安定した入力制御が可能になるという作用
を有する。

【００１４】請求項５に記載の発明は、入力電流を検知
する極性の素子電圧に対し、次の非検知の極性の素子電
圧が所定値以上増加した場合には加熱を停止させる異常
停止部を有したものであり、本構成により入力電流を検
知する極性の素子電圧に対し、次の非検知の極性の素子
電圧が所定値以上増加した場合には加熱を停止させるこ
とができるため、商用電源の極性間に大きな差が有る場
合や雷サージ等電源異常時において大きく電源電圧が変
動し、その結果スイッチング素子やインバータ部に過大
な電圧や電流が印加されるのを防止することができるた
め、機器の破壊などを防止することができる。

【００１５】

【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。図１において、１は
商用電源、２は商用電源を整流する整流回路、３は加熱
コイル、４は負荷である鍋、５はスイッチング素子、６
はスイッチング素子５をオンオフすることにより加熱コ
イル３に高周波電流を供給するインハ゛ータ部、７は商用電源
１の一方の極性の入力電流を一周期毎に検知する入力電
流検知部、８はスイッチング素子５の両端に発生する素
子電圧を前記商用電源の各極性毎に検知する素子電圧検
知部、９は素子電圧検知部８により検知される素子電圧
から入力電流が非測定の極性の加熱電力を推定し、一周
期の入力が設定入力となるよう商用電源１の一周期毎に
スイッチング素子５のオンオフ発振の設定を複数段階の
中から選択しスイッチング素子５のオンオフを制御する
制御部である。

【００１６】本実施例による動作を図２、図３を参照し
ながら説明する。図２において(a)は商用電源１の電圧
を示す。図２では両極性における波高値が等しい場合で
あり、このため(b)に示した商用電源１を整流した整流
後の電源電圧の波高値も等しくなる。このため、(c)に
示したスイッチング素子５の両端に発生する素子電圧、
および(d)に示す加熱コイル３に印加される高周波電流
も両極性において等しくなる。

【００１７】このように両極性における加熱コイル３に
印加される高周波電流が等しい場合は、検知していない
半波での加熱電力は検知している半波に等しいため入力
電流の制御は半波のみの制御で確からしい制御が可能で
ある。

【００１８】しかしながら、図３のように商用電源１の
入力電圧が極性により等しくない場合には、(b)のよう
に整流後の電源電圧の波高値に差が生じ、(c)、(d)に示
すように入力電流を検知している半波と、検知していな
い半波での素子電圧、加熱コイル電流が異なるものとな
る。このため、加熱電力は極性により差が生じ、結果と
して半波の入力電流を検知しているだけでは、設定入力
と実際の入力に差が生じ、正確に制御できない。

【００１９】本実施例による誘導加熱調理器では、素子
電圧検知部８により検知される素子電圧、すなわち(c)
のように検知される素子電圧の波高値から入力電流が非
測定の極性の加熱電力を推定し、測定の極性と合わせ一
周期の入力が設定入力となるよう商用電源の一周期毎に
スイッチング素子のオンオフ発振の設定を複数段階の中
から選択しスイッチング素子のオンオフを制御すること
により、入力を設定入力に対し正確に制御することがで
きるものである。

【００２０】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図５において、
１は商用電源、２は商用電源を整流する整流回路、３は
加熱コイル、４は負荷である鍋、５はスイッチング素
子、６はスイッチング素子５をオンオフすることにより
加熱コイル３に高周波電流を供給するインハ゛ータ部、７は商
用電源１の一方の極性の入力電流を一周期毎に検知する
入力電流検知部、１０は加熱コイル３に印加される高周
波電流を商用電源１の各極性毎に検知する加熱コイル電
流検知部、９は加熱コイル電流検知部１０により検知さ
れる加熱コイル電流から入力電流が非測定の極性の加熱
電力を推定し、一周期の入力が設定入力となるよう商用
電源１の一周期毎にスイッチング素子５のオンオフ発振
の設定を複数段階の中から選択しスイッチング素子５の
オンオフを制御する制御部である。

【００２１】上記のように構成された誘導加熱調理器で
は、加熱コイル電流検知部１０により検知される加熱コ
イル電流、すなわち図３(d)のように検知される加熱コ
イル電流の波高値から入力電流が非測定の極性の加熱電
力を推定し、測定の極性と合わせ一周期の入力が設定入
力となるよう商用電源の一周期毎にスイッチング素子の
オンオフ発振の設定を複数段階の中から選択しスイッチ
ング素子のオンオフを制御することにより、入力を設定
入力に対し正確に制御することができるものである。

【００２２】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図６において、
１は商用電源、２は商用電源を整流する整流回路、３は
加熱コイル、４は負荷である鍋、５はスイッチング素
子、６はスイッチング素子５をオンオフすることにより
加熱コイル３に高周波電流を供給するインハ゛ータ部、７は商
用電源１の一方の極性の入力電流を一周期毎に検知する
入力電流検知部、１１は商用電源１の電圧を検知する電
源電圧検知部、９は電源電圧検知部１１により検知され
る電源電圧から入力電流が非測定の極性の加熱電力を推
定し、一周期の入力が設定入力となるよう商用電源１の
一周期毎にスイッチング素子５のオンオフ発振の設定を
複数段階の中から選択しスイッチング素子５のオンオフ
を制御する制御部である。

【００２３】上記のように構成された誘導加熱調理器で
は、電源電圧検知部１１により検知される電源電圧、す
なわち図３(b)のように検知される電源電圧の波高値か
ら入力電流が非測定の極性の加熱電力を推定し、測定の
極性と合わせ一周期の入力が設定入力となるよう商用電
源の一周期毎にスイッチング素子のオンオフ発振の設定
を複数段階の中から選択しスイッチング素子のオンオフ
を制御することにより、入力を設定入力に対し正確に制
御することができるものである。

【００２４】（実施例４）以下本発明の第４の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図７において、
１は商用電源、２は商用電源を整流する整流回路、３は
加熱コイル、４は負荷である鍋、５はスイッチング素
子、６はスイッチング素子５をオンオフすることにより
加熱コイル３に高周波電流を供給するインハ゛ータ部、７は商
用電源１の一方の極性の入力電流を一周期毎に検知する
入力電流検知部、８はスイッチング素子５の両端に発生
する素子電圧を前記商用電源の各極性毎に検知する素子
電圧検知部、１２は素子電圧検知部８により検知される
素子電圧から商用電源１の極性間のアンバランスを検知
し、極性間の入力のアンバランスを是正するよう商用電
源１の半周期毎のスイッチング素子のオンオフに差を持
たせる調整信号を出力するアンバラ是正部、９はアンバ
ラ是正部１２からの調整信号により入力電流が非測定の
極性のスイッチング素子５のオンオフ発振の設定を決定
すると同時に、入力電流検知部７からの入力が設定入力
となるようスイッチング素子５のオンオフ発振の設定を
複数段階の中から選択し、スイッチング素子５のオンオ
フを制御する制御部である。

【００２５】本実施例による動作を図４を参照しながら
説明する。図４において(a)は商用電源１の電圧を示
す、極性により波高値に差があるものとしている。整流
後の電源電圧は半周期毎に波高値はことなるが、素子電
圧検知部８の信号を受けたアンバラ是正部１２の働きに
より半周期毎のスイッチング素子５のオンオフパターン
を変化させることにより、(c)に示したスイッチング素
子５の両端に発生する素子電圧、および(d)に示す加熱
コイル３に印加される高周波電流は略等しくできる。そ
の結果、半周期毎の入力を略一定にでき、安定した入力
制御が可能になる。

【００２６】（実施例５）以下本発明の第５の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図８において、
１は商用電源、２は商用電源を整流する整流回路、３は
加熱コイル、４は負荷である鍋、５はスイッチング素
子、６はスイッチング素子５をオンオフすることにより
加熱コイル３に高周波電流を供給するインハ゛ータ部、７は商
用電源１の一方の極性の入力電流を一周期毎に検知する
入力電流検知部、８はスイッチング素子５の両端に発生
する素子電圧を前記商用電源の各極性毎に検知する素子
電圧検知部、１３は入力電流を検知する極性の素子電圧
に対し、次の非検知の極性の素子電圧が所定値以上増加
した場合には加熱を停止させる異常停止部、９は素子電
圧検知部８により検知される素子電圧から入力電流が非
測定の極性の加熱電力を推定し、一周期の入力が設定入
力となるよう商用電源１の一周期毎にスイッチング素子
５のオンオフ発振の設定を複数段階の中から選択しスイ
ッチング素子５のオンオフを制御し、また異常停止部１
３から停止信号が入力された場合には優先的に加熱を停
止させる制御部である。

【００２７】上記のように構成された誘導加熱調理器で
は入力電流を検知する極性の素子電圧に対し、次の非検
知の極性の素子電圧が所定値以上増加した場合には速や
かに加熱を停止させることができるため、商用電源の極
性間に大きな差が有る場合や雷サージ等電源異常時にお
いて大きく電源電圧が変動し、その結果スイッチング素
子やインバータ部に過大な電圧や電流が印加されるのを
防止することができるため、機器の破壊などを防止する
ことができる。

【００２８】なお、本実施例では素子電圧検知部、入力
電流検知部などブロック図にて示したが、プログラミン
グにてマイクロコンピュータでソフト処理した場合でも
同様である。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、商用電源
の各極性毎に検知する素子電圧検知部を設けることによ
り、入力電流が非測定の極性の加熱電力を推定し、測定
の極性と合わせ一周期の入力が設定入力となるよう制御
できるため、片側の極性の入力電流を検知しなくても、
入力を設定入力に対し正確に制御できるようになる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、商用電源の
各極性毎に検知する加熱コイル検知部を設けることによ
り、入力電流が非測定の極性の加熱電力を推定し、測定
の極性と合わせ一周期の入力が設定入力となるよう制御
できるため、片側の極性の入力電流を検知しなくても、
入力を設定入力に対し正確に制御できるようになる。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、商用電源の
各極性毎に検知する電源電圧検知部を設けることによ
り、入力電流が非測定の極性の加熱電力を推定し、測定
の極性と合わせ一周期の入力が設定入力となるよう制御
できるため、片側の極性の入力電流を検知しなくても、
入力を設定入力に対し正確に制御できるようになる。

【００３２】また、請求項４記載の発明によれば、商用
電源の極性間のアンバランスを検知し、アンバランスを
是正するよう商用電源の半周期毎にスイッチング素子の
オンオフを制御するアンバラ是正部を設けることによ
り、一周期の間スイッチング素子のオンオフ制御を固定
せずに、そのアンバランスを是正するよう半周期毎にス
イッチング素子のオンオフ制御を変化させることがで
き、その結果半周期毎の入力を略一定にでき、安定した
入力制御が可能になる。

【００３３】さらに、請求項５記載の発明によれば、入
力電流を検知する極性の素子電圧に対し、次の非検知の
極性の素子電圧が所定値以上増加した場合には加熱を停
止させる異常停止部を設けることにより、商用電源の極
性間に大きな差が有る場合や雷サージ等電源異常時にお
いて大きく電源電圧が変動し、その結果スイッチング素
子やインバータ部に過大な電圧や電流が印加されるのを
防止することができるため、機器の破壊などを防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における誘導加熱調理器
のブロック図

【図２】（ａ）本発明の第１の実施例における両極性に
おける波高値が等しい場合の商用電源の電圧波形図 （ｂ）同、実施例における両極性における波高値が等し
い場合の整流後の電源電圧波形図 （ｃ）同、実施例における両極性における波高値が等し
い場合の素子電圧波形図 （ｄ）同、実施例における両極性における波高値が等し
い場合の加熱コイル電流波形図

【図３】（ａ）本発明の第１の実施例における両極性に
おける波高値が等しくない場合の商用電源の電圧波形図 （ｂ）同、実施例における両極性における波高値が等し
くない場合の整流後の電源電圧波形図 （ｃ）同、実施例における両極性における波高値が等し
くない場合の素子電圧波形図 （ｄ）同、実施例における両極性における波高値が等し
くない場合の加熱コイル電流波形図

【図４】（ａ）本発明の第４の実施例における両極性に
おける波高値が等しくない場合の商用電源の電圧波形図 （ｂ）同、実施例における両極性における波高値が等し
くない場合の整流後の電源電圧波形図 （ｃ）同、実施例における両極性における波高値が等し
くない場合の素子電圧波形図 （ｄ）同、実施例における両極性における波高値が等し
くない場合の加熱コイル電流波形図

【図５】本発明の第２の実施例における誘導加熱調理器
のブロック図

【図６】本発明の第３の実施例をおける誘導加熱調理器
のブロック図

【図７】本発明の第４の実施例をおける誘導加熱調理器
のブロック図

【図８】本発明の第５の実施例における誘導加熱調理器
のブロック図

【図９】従来例の誘導加熱調理器のブロック図

【図１０】従来例の入力電流検知回路の回路図

【図１１】（ａ）従来例における入力電流検知部の入力
波形図 （ｂ）従来例における入力電流検知部の出力波形図

【符号の説明】

１ 商用電源 ２ 整流回路 ３ 加熱コイル ４ 鍋 ５ スイッチング素子 ６ インバータ部 ７ 入力電流検知部 ８ 素子電圧検知部 ９ 制御部 １０ 加熱コイル電流検知部 １１ 電源電圧検知部 １２ アンバラ是正部 １３ 異常停止部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 6/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源と、前記商用電源を整流する整
   流回路と、加熱コイルと、スイッチング素子と、前記ス
   イッチング素子をオンオフすることにより前記加熱コイ
   ルに高周波電流を供給するインバータ部と、前記商用電
   源の一方の極性の入力電流を一周期毎に検知する入力電
   流検知部と、前記スイッチング素子の両端に発生する素
   子電圧を前記商用電源の各極性毎に検知する素子電圧検
   知部と、前記素子電圧検知部により検知される素子電圧
   から入力電流が非測定の極性の加熱電力を推定し、一周
   期の入力が設定入力となるよう前記商用電源の一周期毎
   に前記スイッチング素子のオンオフ発振の設定を複数段
   階の中から選択し前記スイッチング素子のオンオフを制
   御する制御部とを有する誘導加熱調理器。
2. 【請求項２】 商用電源と、前記商用電源を整流する整
   流回路と、加熱コイルと、スイッチング素子と、前記ス
   イッチング素子をオンオフすることにより前記加熱コイ
   ルに高周波電流を供給するインバータ部と、前記商用電
   源の一方の極性の入力電流を一周期毎に検知する入力電
   流検知部と、前記加熱コイルに印加される高周波電流を
   前記商用電源の各極性毎に検知する加熱コイル電流検知
   部と、前記加熱コイル電流検知部により検知される加熱
   コイル電流から入力電流が非測定の極性の加熱電力を推
   定し、一周期の入力が設定入力となるよう前記商用電源
   の一周期毎に前記スイッチング素子のオンオフ発振の設
   定を複数段階の中から選択し前記スイッチング素子のオ
   ンオフを制御する制御部とを有する誘導加熱調理器。
3. 【請求項３】 商用電源と、前記商用電源を整流する整
   流回路と、加熱コイルと、スイッチング素子と、前記ス
   イッチング素子をオンオフすることにより前記加熱コイ
   ルに高周波電流を供給するインバータ部と、前記商用電
   源の一方の極性の入力電流を一周期毎に検知する入力電
   流検知部と、前記商用電源の電圧を検知する電源電圧検
   知部と、前記電源電圧検知部により検知される電源電圧
   から入力電流が非測定の極性の加熱電力を推定し、一周
   期の入力が設定入力となるよう前記商用電源の一周期毎
   に前記スイッチング素子のオンオフ発振の設定を複数段
   階の中から選択し前記スイッチング素子のオンオフを制
   御する制御部とを有する誘導加熱調理器。
4. 【請求項４】 素子電圧検知部により検知される素子電
   圧から商用電源の極性間のアンバランスを検知し、前記
   アンバランスを是正するよう前記商用電源の半周期毎に
   スイッチング素子のオンオフを制御するアンバラ是正部
   を有した請求項１記載の誘導加熱調理器。
5. 【請求項５】 入力電流を検知する極性の素子電圧に対
   し、次の非検知の極性の素子電圧が所定値以上増加した
   場合には加熱を停止させる異常停止部を有した請求項１
   記載の誘導加熱調理器。