JP4358876B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態1を示す誘導加熱調理器の回路図である。この図1に示す整流回路2は、商用電源1の交流電圧を全波整流し、平滑コンデンサ3は、整流回路2により全波整流された電圧を平滑する。第1のスイッチング素子4は、平滑コンデンサ3の正極側と鍋11を載せるための天板10下面に設けられた加熱コイル8との間に挿入され、第2のスイッチング素子5は、加熱コイル8に直列に接続された共振コンデンサ9と平滑コンデンサ3の負極側との間に挿入されている。また、第3のスイッチング素子6は、平滑コンデンサ3の正極側と共振コンデンサ9及び第2のスイッチング素子5の接続点との間に挿入され、第4のスイッチング素子7は、第1のスイッチング素子4及び加熱コイル8の接続点と平滑コンデンサ3の負極側との間に挿入されている。前述した各スイッチング素子4、5、6、7は、例えば絶縁ゲート形バイポーラトランジスタからなり、電力回生用のダイオードが内蔵されている。振動電流検出抵抗13は、第2及び第4のスイッチング素子5、7のエミッタ側に挿入され、後述する振動電流Iの流れる方向を検出するために設けられている。
所定のスイッチ操作によって調理開始を行うと、整流回路2が商用電源の交流電圧を全波整流し、平滑コンデンサ3が全波整流の電圧を平滑する。一方、制御回路12は、第1及び第2のスイッチング素子4、5をオンにして、電流Iaを加熱コイル8及び共振コンデンサ9に流す。その後、第2のスイッチング素子5をオンにしたまま第1のスイッチング素子4をターンオフにすると同時に、第4のスイッチング素子7をオンにする。この時、直列に接続された加熱コイル8及び共振コンデンサ9が第2及び第4のスイッチング素子5、7のオンにより閉ループとなるので、この閉ループの直列回路に振動電流Iが流れる。
図3は本発明の実施の形態2を示す誘導加熱調理器の回路図である。なお、図1で説明した実施の形態1と同一または相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態2は、動作説明時に詳述するが、第1及び第2のスイッチング素子4、5の組と第3及び第4のスイッチング素子6、7の組とを交互に切り換えて駆動(第1の周波数)すると共に、切り換え時に第2及び第4のスイッチング素子5、7を交互に駆動(第2の周波数)して、加熱コイル8及び共振コンデンサ9の接続状態が間欠的に閉ループになるようにする制御回路12を備えたものである。
所定のスイッチ操作によって調理開始を行うと、整流回路2が商用電源の交流電圧を全波整流し、平滑コンデンサ3が全波整流の電圧を平滑する。一方、制御回路12は、第2のスイッチング素子5をオンにしてから第1のスイッチング素子4をオンにし、電流Iaを加熱コイル8及び共振コンデンサ9に流す。この時、加熱コイル8のインダクタンス及び共振コンデンサ9の容量で決まる共振周波数の振動電流Iが発生し、第4のスイッチング素子7のダイオード7aを導通する方向に流れ始める。その後、振動電流Iの方向が反転する前に第1のスイッチング素子4をターンオフすると同時に、第4のスイッチング素子7をターンオンし、振動電流Iが第2のスイッチング素子5のダイオード5aを導通する方に流れ始めたときに第2のスイッチング素子5をターンオフする。
図5は本発明の実施の形態3を示す誘導加熱調理器の回路図である。なお、図1で説明した実施の形態1と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態3の誘導加熱調理器は、平滑コンデンサ3の負極側に挿入された例えば電流検出抵抗13aと、共振コンデンサ9に並列に接続された例えば常開のリレースイッチ14と、電流検出部15a、制御切換部15b、第1の制御部15c及び第2の制御部15dを有する制御回路15とを備えたものである。
5 第2のスイッチング素子、6 第3のスイッチング素子、7 第4のスイッチング素子、8 加熱コイル、9 共振コンデンサ、10 天板、11 鍋、12 制御回路、
13 振動電流検出抵抗、13a 電流検出抵抗、14 リレースイッチ、15 制御回路、15a 電流検出部、15b 制御切換部、15c 第1の制御部、15d 第2の制御部。
Claims (4)
- 直流電源回路と、
直列に接続された加熱コイル及び共振コンデンサと、
前記直流電源回路の正極側と前記加熱コイルとの間に挿入され、電力回生用のダイオードが並列接続された第1のスイッチング素子と、
前記共振コンデンサと前記直流電源回路の負極側との間に挿入され、電力回生用のダイオードが並列接続された第2のスイッチング素子と、
前記直流電源回路の正極側と前記共振コンデンサ及び前記第2のスイッチング素子の接続点との間に挿入され、電力回生用のダイオードが並列接続された第3のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子及び前記加熱コイルの接続点と前記直流電源回路の負極側との間に挿入され、電力回生用のダイオードが並列接続された第4のスイッチング素子と、
前記第1及び第3のスイッチング素子を交互にオン/オフすると共に、前記第2のスイッチング素子を前記第3のスイッチング素子のオフ時にオンし、さらに、前記第4のスイッチング素子を前記第1のスイッチング素子のオフ時にオンし、前記第2及び第4のスイッチング素子のオン時に前記加熱コイル及び共振コンデンサの接続を閉ループにして、前記加熱コイルと前記共振コンデンサとで決まる共振周波数の振動電流が前記各スイッチング素子のスイッチング周波数の2倍以上の周波数となるように前記各スイッチング素子のスイッチング周波数を制御する制御手段と、
前記振動電流の流れる方向を検出する振動電流検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記振動電流検出手段により検出された前記振動電流の方向に応じて前記各スイッチング素子を切り換えることを特徴とする誘導加熱調理器。 - 直流電源回路と、
直列に接続された加熱コイル及び共振コンデンサと、
前記直流電源回路の正極側と前記加熱コイルとの間に挿入され、電力回生用のダイオードが並列接続された第1のスイッチング素子と、
前記共振コンデンサと前記直流電源回路の負極側との間に挿入され、電力回生用のダイオードが並列接続された第2のスイッチング素子と、
前記直流電源回路の正極側と前記共振コンデンサ及び前記第2のスイッチング素子の接続点との間に挿入され、電力回生用のダイオードが並列接続された第3のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子及び前記加熱コイルの接続点と前記直流電源回路の負極側との間に挿入され、電力回生用のダイオードが並列接続された第4のスイッチング素子と、
前記第1及び第3のスイッチング素子を第1の周波数で交互にオン/オフすると共に、前記第2のスイッチング素子を前記第1のスイッチング素子と共にオンして前記第1の周波数の2倍以上の第2の周波数でオン/オフし、さらに、前記第4のスイッチング素子を前記第3のスイッチング素子と共にオンして前記第2の周波数でオン/オフし、前記第2及び第4のスイッチング素子の交互のオン時に前記加熱コイル及び共振コンデンサの接続を閉ループにして、前記加熱コイルと前記共振コンデンサとで決まる共振周波数の振動電流とほぼ同じになるように前記第2の周波数を制御する制御手段と、
前記振動電流の流れる方向を検出する振動電流検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記振動電流検出手段により検出された前記振動電流の方向に基づいて前記各スイッチング素子を切り換えることを特徴とする誘導加熱調理器。 - 前記共振コンデンサに並列に接続された常開の開閉手段と、
前記加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記電流検出手段により検出された電流が所定値より低いとき、前記開閉手段を閉じて前記共振コンデンサを短絡させ、前記第1及び第2のスイッチング素子の組と前記第3及び第4のスイッチング素子の組とを交互にオン/オフすることを特徴とする請求項1又は2記載の誘導加熱調理器。 - 前記制御手段は、前記各スイッチング素子を、同時もしくは前記振動電流の反転前に切り換えることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の誘導加熱調理器。
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