JPH01246783A - 電磁調理器 - Google Patents

電磁調理器

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JPH01246783A
JPH01246783A JP7334688A JP7334688A JPH01246783A JP H01246783 A JPH01246783 A JP H01246783A JP 7334688 A JP7334688 A JP 7334688A JP 7334688 A JP7334688 A JP 7334688A JP H01246783 A JPH01246783 A JP H01246783A
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照也 田中
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は加熱コイルの電磁誘導作用により被加熱物を加
熱する電磁調理器に関し、特に鉄等の強磁性体以外の材
質(以下、単に非強磁性体という)で形成された被加熱
物を加熱する際の力率を改善するようにした電磁調理器
に関するものである。
(従来の技術) 電磁誘導作用により被加熱物を加熱する電磁調理器は、
炎が生じないので安全性が^く、被加熱物を膜質するた
めのトッププレートが結晶化ガラスで構成できるので、
清潔であり、また被加熱物を直接加熱するので熱効率が
高い等の利点を有し、種々の電磁調理器が開発されてい
る。
このような従来の電磁調理器としては第5図に示すよう
なものが知られている。
以下、第5図及び第6図を参照して従来の電磁調理器に
ついて簡単に説明する。。
第6図(A)に示すような交流電圧Vacの商用電源1
01をコイル103を介してブリッジ回路105へ与え
る。ブリッジ回路105は2個のすイリスタ107a 
、107bと2個のダイオード109a 、109bが
ブリッジ接続されており、このブリッジ回路105で整
流された脈流をコンデンサ111で平滑する。
インバータ駆動回路113は、トランジスタ115と1
17を交互にオン、オフさせることにより、加熱コイル
119と共振用コンデンサ121が直列共振して加熱コ
イル119に大きな共振電圧及び電流を発生させる。こ
の結果′、加熱コイル119から発生する磁束による電
磁誘導作用によって、図示しない鍋等の被加熱物に渦電
流を発生させ当該被加熱物を加熱することができる。
また、第5図に示す従来例では外部からの操作によって
出力電力を可変できるようにしている。
具体的に説明すると、入力設定回路131で設定された
値に基づいて入力制御回路133がサイリスタ107の
導通角を制御して商用電源101がらの入力電流IIN
を制御することにより出力電力を適宜の値に設定する。
また負荷検知回路135は、インバータ回路113に流
れる電流値に相応した信号をカレントトランス137か
ら入力しており、この入力した信号に基づいて加熱コイ
ル119の上側に鋼等の被加熱物が載置されているか否
かを判断し、判断結果を入力制御回路133に送出する
ところで、近年においてはアルミニウム、銅等の非強磁
性体で形成される鍋をも当該電磁調理器で誘導加熱でき
るようにすることが望まれている。
このようなアルミニウム類の鋼を加熱コイル119の上
に載置して誘導加熱を行なうと、第7図に示すように加
熱コイル119とアルミニウム類の鍋との間で反発力が
発生し、この反発力はインバ−タ回路113の入力電力
の値に比例して大きくなる。またこのとぎ、直流電源部
に大きなりプル電流が流れている場合には、加熱コイル
119とアルミニウム類の鋼との間の反発力により不快
音が発生する要因ともなっていた。
このため、平滑用のコンデンサ111の容量を大きく設
定し、直流電源部のりプル分が小さくなるようにするこ
とが考えられる。
ところが、平滑用のコンデンサ111の容量を大きく設
定すると、コンデンサ111の両端の電圧Vdcの値に
比べてブリッジ回路105を形成するダイオード109
aのカソード側の電圧Vd+又はダイオード109bの
カソード側の電圧Vd2の値が低くなる期間が短かくな
り、第6図(B)に示すように商用電源101から大き
なりプル電流がコンデンサ111へ流入する。この結果
、商用電源101の電圧を降下させたり、周辺装置例え
ば蛍光燈にちらつき等を生じさせる等の悪影響を及ぼす
。また平滑用のコンデンサ111の容量を大きくした場
合には前述した加熱コイル119とアルミニウム類の鍋
との間の反発力による異常音を除去できる反面、力率が
低下してしまうという新たな問題が生じた。
そこで、第8図に示1ような力率を改善するための力率
改善回路を付加したものが提案されている。
第8図に示す例では入力制御回路151からの制御指令
に基づいてトランジスタ153をスイッチング動作させ
る。リアクタ155はトランジスタ153がオンしたと
ぎに商用電源101からの電力を蓄積するとともに、ト
ランジスタ153がオフしたときにこの蓄積した電力を
ダイオード157を介して平滑用のコンデンサ111へ
供給して力率を改善するようにしている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、第8図に示す従来例ではブリッジ回路1
05に接続されたりアクタ155と、ダイオード157
と平滑用のコンデンサ111とで倍電圧回路が形成され
ており、平滑用のコンデンサ111の両端の電圧VdC
は商用電源101の電源電圧以下に低く調整することが
できない。例えば商用電源101の電源電圧が100V
である場合には、平滑用のコンデンサ111の両端の電
圧VdCは100vから200Vの範囲内でしか制御す
ることができず、電磁調理器の出力電力を低い値に調整
することができないという問題が生じた。
例えば、電圧Vdcが200Vのとき最大の入力電力W
 maxでΦるとき、この入力電力の最小値としては1
/4Wmaxまでしか低下させることができなかった。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、装置の力率を改
善しつつ、出力型ツノを低い値から最大の値まで可変す
ることのできる電磁調理器を提供することを目的とする
[発明の構成] (課題を解決するだめの手段) 上記目的を達成するため本発明は、交流電源を整流して
得られる脈流を平滑手段で平滑し、この平滑された電流
で加熱コイルに流して被加熱物を加熱する電磁調理器に
おいて、前記交流電源からの入力電流の値を調整する調
整手段と、所定の波形整形に係る周期でスイッチング動
作して前記入力電流の波形を整形するスイッチング手段
と、前記スイッチング手段がオンしたときに前記交流電
源からの電力を蓄積するとともに、当該スイッチング手
段がオフしたときにこの蓄積した電力をら前記平滑手段
へ供給するタンク手段とを有して構成した。
(作用) 本発明は交流電源を整流して得られた脈流を平滑手段で
平滑する。この平滑手段で平滑された電流により加熱コ
イルを駆動して電磁誘導作用により被加熱物を加熱する
。また交流電源から入力する入力電流量の値を制御手段
が制御することにより、出力電力を低い値に設定するこ
とができる。
また前記交流電源部と平滑手段との間にタンク手段と、
所定の波形整形に係る周期でスイッチング動作するスイ
ッチング手段とを設けており、このタンク手段はスイッ
チング手段がオンしたときに交流電源から電力を蓄積す
るとともに、スイッチング手段がオフしたときにこの蓄
積した電力を前記平滑手段へ供給する。これにより交流
電源から入力電流の波形を整形して装置の力率を改善す
る。
(実施例) 以下本発明に係る実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
まず第1図に示した実施例の構成を説明すると、交流電
圧VaCの商用電源1がブリッジ回路5に接続されてい
る。ブリッジ回路5は2個のサイリスタ7a、7bと2
個のダイオード9a、9bとをブリッジ接続して構成さ
れており、商用電源1の交流電流を直流電流に整流する
。サイリスタ7aとサイリスタ7bとの接続点はリアク
タし及びダイオードD+を介してコンデンサ11に接続
されている。
コンデンサ17はリプル電流を除去するために比較的大
きな容量に設定されており、ブリッジ回路5で整流され
た脈流を平滑するための平滑手段である。コンデンサ1
1はインバータ回路23と接続されている。
インバータ回路23の内部構成を説明すると、1〜ラン
ジスタ15のコレクタは平滑用のコンデンサ11の正側
に接続されるとともに、トランジスタ15のエミッタは
トランジスタ17のコレクタに接続されている。トラン
ジスタ15のエミッタとトランジスタ17のコレクタと
の接続点は加熱コイル19を介して共振用のコンデンサ
21に接続されている。
インバータ駆動回路13はトランジスタ15゜17のそ
れぞれのベースに接続されており、駆動信号を送出して
トランジスタ15とトランジスタ17を交互に導通させ
ることにより、加熱コイル19とコンデンサ21とを直
列共振状態に設定する。これにより加熱コイル19に大
きな共振電圧及び電流が発生し、加熱コイル19から発
生する磁束による電磁誘導作用によりトッププレート上
に載置される図示しない鍋等の被加熱物に渦電流を発生
させて、この渦電流によるジュール熱で被加熱物を加熱
するようになっている。
入力設定回路31は入力制御回路33と接続されている
。この入力設定回路31は商用電源1からの入力電流1
1Nの値を適宜の値に設定するだめの操作部を有してお
り、この操作部によって設定される設定情報を入力制御
回路33へ送出する。
入力制御回路33は商用電源1側に設けられたカレンl
−トランス34と接続されている。カレントドランス3
4は商用電源1から入力する入力電流11Nを検出し、
この検出した入力電流11Nの電流値に相応する情報を
入力制御回路33へ送出する。また入力制御回路33は
トランジスタTr1のベースに接続されるとともに、ト
ランジスタTr+のコレクタはりアクタLとダイオード
D1の接続点に接続されている。入力l制御回路33は
マイクロコンピュータ等の演算処理部を内蔵しており、
入力設定回路31からの設定情報とカレントトランス3
4からの実際の入力電流1!〜に関する情報とを対照し
て最適なP、 W、 M (Pulse  Width
  Modulation )制御を実行する、すなわ
ち入力制御回路33は入力電流11Nの電流波形がほぼ
正弦波となるように力率を改善するための第2図(C)
に示すようなパルス信号33aをトランジスタTr+の
ベースへ出力する。
トランジスタTr+ はパルス信号33aに基づいて所
定の波形整形に係る周期でスイッチング動作して入力電
流11Nの波形を整形するためのスイッチング手段であ
る。
また、リアクタしはトランジスタTr+がオンしたとき
に商用電源1からの電力を蓄積するとともに、トランジ
スタTr+がオフしたときにこの蓄積した電力をコンデ
ンサ11へ供給するためのタンク手段である。
負荷検知回路35はサイリスタ7a、7bのそれぞれの
ゲートに接続されるとともに、インバータ回路23に設
けたカレントトランス37と接続されている。負荷検知
回路35はサイリスタ7a。
7bへゲート信号を送出することにより、サイリスタ7
a、7bの導通角を制御する。従ってこのサイリスタ7
a、7bは負荷検知回路35からのゲート信号に基づい
て商用電源1がらの入力電流1tNの値を調整する。ま
たカレントトランス37は加熱コイル19を流れる負荷
電流を検出し、この検出した負荷電流に相応する情報を
負荷検知回路35へ送出する。口筒検知回路35はカレ
ントトランス37からの負荷電流に相応する情報に基づ
いて加熱コイル19の上に鍋等の被加熱物が存在するか
否かを判断するとともに、鋼等の被加熱物の材質が、例
えば強磁性体であるか又はアルミニウム、銅等の非強磁
性体であるかを判断する。
例えば、加熱コイル19の入力抵抗が所定値よIト り大であるときには鉄等の強磁性体、氷であるときには
アルミニウム等の非強磁性体である旨を判断する。
次に第2図を参照して第1図に示した実施例の作用を説
明する。
商用電源1からは例えば交流電圧100vが与えられる
。次に負荷検知回路35からのグー1−信号に基づいて
サイリスタ7a、7bを制御してコンデンサ11の両端
の電圧Vdcの値が例えば20Vとなるように調整する
。これにより、電磁調理器の出力電力が低い値に設定さ
れる。
このような状態で負荷検知回路35はカレントトランス
37からの負荷電流に相応づる情報を入力すると、この
入力した情報に基づいて加熱コイル19上の被加熱物の
存在、及び材質を判断する。
負荷検知回路35が加熱コイル19の上に鋼等の適正な
被加熱物が存在する旨を判断すると入力制御回路33を
動作させる。
入力制御回路33は入力設定回路31からの設定情報を
入力し、この設定情報に基づいて設定された入力電流1
1Nとなるようにパルス信号33aをトンジスタTr+
のベースへ出力する。このパルス信号33aの各パルス
幅は第2図に示すように入力電流11Nの電流波形がほ
ぼ正弦波となるように設定される。
トランジスタTz はパルス信号33aに基づいてスイ
ッチング動作する。すなわちトランジスタTrl はパ
ルス信号33aの正のパルスが与えられたときだけ導通
して入力端子1’INの電流波形を整形する。これによ
り力率がほぼ1となり、力率の改善が行なわれる。この
とき、リアクタしはトランジスタTr+がオンしたとき
に商用電源1からの電力を蓄積するとともに、トランジ
スタ7r1 がオフしたとぎに蓄積した電力をコンデン
サ11へ供給する。
また、出力電力が最大となるように入力設定回路31が
操作されると、入力制御回路33は入力設定回路31か
らの設定情報とカレントトランス34からの実際の入力
電流11Nに関する情報とを対照して最適なパルス信号
33aをトランジスタ丁r、へ送出する。萌述したと同
様にパルス信R33aに基づいてトランジスタ丁r1が
スイッチング動作して入力電流IINの波形整形が行な
われる。
尚、本実施例においては、被加熱物が強磁性体であると
きには加熱電流の周波数を20KHzに、非強磁性体で
あるとぎには同50K)Izに設定するようにしている
。またこの周波数の値は加熱コイル19の巻数、インバ
ータ回路23の直流電圧で適宜変更することができる。
以上のように入力電流lINの電流波形を整形して力率
を改善するとともに、平滑用のコンデンサ11の容量を
比較的に大きな値に設定しており、被加熱物が例えばア
ルミニウム等の非強磁性体であってもこのアルミニウム
製の被加熱物と加熱コイル19との間の反発力による不
快音の発生を防止する。
熱動を加熱する場合、従来加熱効率が65%程度であっ
たものを75%以上に、また力率を70%から95%以
上に改善することができる。
またサイリスタ7a、7bを用いて入力電流IINの値
を調整するようにしたことから、小さな制御電力によっ
て、正確な電流値の制御を行なうことができる。
次に第3図を参照して本発明の他の実施例を説明する。
第3図に示す例ではコンパレータ41を用いて商用電源
1の電源電圧vaCに相応する値と入力電流11Nに相
応する値とを比較し、この比較の結果に基づいてトラン
ジスタTr+のスイッチング動作を制御するようにした
ことを特徴とする。
ずなわら、商用電源1と並列に抵抗R1とR2の直列回
路を接続するとともに、抵抗Rt とR2の接続点から
ダイオードD2を介してコンパレータ41の非反転入力
端子に接続されており、抵抗R+ とR2による分圧電
圧が商用電源1の電源電圧Vacに相応す、る値の信号
■2としてコンパレータ41の非反転入力端子へ与えら
れる。コンパレータ41の非反転入力端子は抵抗R3を
介してアースに接続されるとともに、抵抗R4を介して
コンパレータ41の出力端子へ接続されている。この抵
抗R4にはコンデンサC2が並列に接続されている。
一方、ブリッジ回路5を形成するダイオード9a、9b
の7ノード側にはカレントトランス43が設けられてお
り、ブリッジ回路5を流れる電流を検出し、入力電流1
1Nに相応する信号を出力する。カレントトランス43
にはコンデンサC+が並列に接続されるとともに、この
コンデンサC1には抵抗R5と可変抵抗R6の直列回路
が並列に接続されている。抵抗R5と可変抵抗R6との
接続点はコンパレータ41の反転入力端子に接続されて
おり、抵抗R5と可変抵抗R6との分圧電圧を入力電流
IINに相応する値の信号■1としてコンパレータ41
の反転入力端子へ送出する。
コンパレータ41は信号V1が信号V2より下回ったと
きに入力電流11Nが設定値以下である旨を判別してト
ランジスタ7’rlをオンさせるように制御する。この
トランジスタTrlのスイッチング動作に基づく入力電
流11Nの波形整形及び力率の改善に係る動作は第1図
に示した実施例と同様である。
また、可変抵抗R6の抵抗値を小さく設定すると、信号
V1も小さくなり、この結果、商用電源1からの入力電
力を増加させることができる。
第3図に示した実施例では回路構成を簡略化することが
でき、コストの低減を図ることができる。
次に第4図を参照して本発明のその他の実施例を説明す
る。
第4図に示す例ではりアクタLとダイオードD1との間
にトランジスタTr2を設け、入力’611 m回路3
3からのtlIJtl!1指令に基づいてトランジスタ
Tr2のコレクタを流れる電流の値を制御づるようにし
たことを特徴とする。
入力制御回路33は図示しない入力設定回路からの設定
情報を入力すると、この設定情報に対応するアナログr
の駆動信号をトランジスタTr2のベースへ送出する。
トランジスタTr2は入力制御回路33からの駆動信号
を入力すると、この駆動信号に応じてコレクタ電流の値
を変化させることにより、商用電源1からの入力電流1
rNの値を調整する。
第4図のように構成すると、ブリッジ回路5としてサイ
リスタを使用する必要がなく4個のダイオード9a 、
9b 、9c 、9dで構成できることから、部品コス
トを更に低減させることができる。
[発明の効果] 以上説明してきたように本発明によれば、商用電源から
の入力電流の値を調整するとともに、この入力電流の波
形の整形の際に力率が改善されるように制御したことか
ら、非強磁性体の被加熱物を加熱する場合であっても、
加熱効率の高い加熱を行なうことができる。またこの非
強磁性体の被加熱物と加熱コイルとの間の反発力による
不快音を確実に防止しつつ、低い出力電力から最大の出
力電力までの適宜の出力電力の値に調整することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示した回路図、第2図は第
1図の各部の信号波形図、第3図は本発明の他の実施例
を示した回路図、第4図は本発明のその他の実施例を示
した回路図、第5図は従来例を示した回路図、第6図は
第5図の各部の信号波形図、第7図は従来装置を用いて
非磁性体の被加熱物を加熱したときのインバータ回路の
入力電力に対する反発力の強さを示した説明図、第8図
は他の従来例を示した回路図である。 7a、7b・・・サイリスタ Trl、Tr2・・・トランジスタ し・・・リアクタ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 交流電源を整流して得られる脈流を平滑手段で平滑し、
    この平滑された電流で加熱コイルに流して被加熱物を加
    熱する電磁調理器において、前記交流電源から入力する
    電流量を制御する制御手段と、 所定の波形整形に係る周期でスイッチング動作して前記
    入力電流の波形を整形するスイッチング手段と、 前記スイッチング手段がオンしたときに前記交流電源か
    らの電力を蓄積するとともに、当該スイッチング手段が
    オフしたときにこの蓄積した電力をら前記平滑手段へ供
    給するタンク手段と、を有することを特徴とする電磁調
    理器。
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