JPH0195488A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、出力制御方式として、出カ一定でオンオフの
時間比を制御するデユーティ制御方式を用いた誘導加熱
調理器に関するものである。

従来の技術 従来、インバータを発振させる出力制御方式として、出
カ一定でオンオフの時間比を制御するデユーティ制御方
式を用いた誘導加熱調理器は２コ以上の加熱コイルを有
する複数バーナ誘導加熱調理器に特によく用いられてい
る。その理由は、出力（加熱コイルの駆動周波数が）一
定で時間比を制御するため、動作中の加熱コイル間の駆
動周波数差によって生じる鍋などの干渉音（ピーンとい
う鍋の振動音）が実使用上差しつかえない程度に抑制で
きるためである。

ところが、デユーティ制御を用いた誘導加熱調連盟では
、加熱開始時（加熱コイルシて高周波電流を流す瞬間）
には、加熱コイルに脈流を電源とした高周波電流を急激
に加えることになり、その瞬間加熱コイルと電磁結合し
た調理器具（例えば、磁性鍋など）が振動し、「コラン
」という耳障りな鍋音をデユーティサイクル毎に発生す
る。

この問題を解決するだめ、発明者らはインバータの入力
電源（商用電源）のゼロ点電圧に同期したパルス信号と
パルス信号の変化エツジ（例えばＨレベルからＬレベル
に変化するエツジ）から−定期間平滑コンデンサの充電
電荷を放電する放電制御回路と、デユーティ制御信号か
らオン信号を出力した瞬間から一定期間のみ放電制御回
路を駆動するパルス信号を出力する許可回路で構成し、
インバータの起動直前に平滑コンデンサの充電電荷を放
電し、結果として、インバータ起動時に耳障りな鍋音を
低減する方法を提案している。

以下、図面を参照しながら、上述した従来の誘導加熱調
理器について説明を行なう。

第３図は従来例の誘導加熱調理器のブロック図を示して
いる。図中において、１は商用電源、２はこの商用電源
１の電圧を全波整流する全波整流器、３，４．５はそれ
ぞれフィルターコンデンサ。

フィルターコイル、平滑コンデンサでπ型フィルターを
構成しており、全波整流器２の出力の脈流を平滑する。

６は加熱コイルでこの上に載置された鍋１ｏを誘導加熱
する。７は共振コンデンサで前記加熱コイル６と並列共
振回路を構成している。

８はスイッチング素子として動作するトランジスタで、
そのコレクタは加熱コイル６と共振コンデンサ７に接続
されている。９はトランジスタ８がオフしたときに、コ
ンデンサ７に蓄えられた電荷を放電するためのダンパー
ダイオードで、以上２〜９の各要素でインバータ回路１
８を構成している。１１．１２は放電回路１９を構成し
ている抵抗、トランジスタで、平滑コンデンサ６に充電
された電荷をインバータ回路１８が起動する直前に放電
し、起動時の鍋１ｏの振−動音の発生を防ぐものである
。１３はトランジスタ８をオンオフする駆動回路である
。１４は放電回路１９の放電タイミンクを制御する放電
制御回路で、許可回路１７が発生するパルス信号により
駆動される。１６はデユーティ制御回路で、インバータ
１８の発振・停止のデユーティサイクルを制御するパル
ス信号を駆動回路１３及び許可回路１７に出力する。

１６はパルス信号発生回路で、商用電源１を全波整流し
た信号と、この全波整流信号の零電圧に同期したパルス
信号を発生し、全波整流信号を駆動回路１３へ、パルス
信号を許可回路１フヘ出力する。許可回路１７はデユー
ティ制御回路１６からのパルス信号がノ・イからローに
変った瞬間から一定期間、パルス信号発生回路１６から
受信したパルス信号を放電制御回路１４に出力する。放
電制御回路１４は許可回路１７から受信したパルス信号
カラ、これよシもパルス幅の狭いパルス信号を放電回路
１９に出力する。

以上の構成で、平滑コンデンサ６に蓄えられた電荷を、
放電制御回路１４が決定したタイミングで放電させてイ
ンバータ１８の起動時には平滑コンデンサ６の電荷が０
近辺であるようにしている。

このタイミングはパルス信号発生回路１６が発生する電
源の零電圧に同期したパルス信号と、デユーティ制御回
路１６のパルス信号とを許可回路１７で論理積構成し、
この論理積信号で決定されるようになっている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記構成では、インノ（−夕起動直前に
平滑コンデンサ６の充電電荷を放電し、耳障りな鍋音を
低減する効果はあるが、以下に述べるような問題が生じ
た。すなわち、平滑コンデンサの充電電荷の放電は、デ
ユーティ制御回路１６の出力のオン信号が出力されてか
ら一定期間許可回路１７を介して出力されるパルス信号
で放電されるものであるが、デユーティ制御回路１６か
らのオン信号の出力タイミングが一定であれば、平滑コ
ンデンサ６−の充電電荷を放電するタイミングを許可回
路１７と放電制御回路１４とで適切に決めることができ
る。しかし現実にはデユーティ制御回路１６からのオン
信号のタイミングは種々の理由で遅れたシ早まったシす
る。従って、オン信号の出力タイミングを考慮して、許
可回路１７の動作期間を電源周波数のほぼ１サイクル分
に設定しなければならない。ところが、オン信号の出力
タイミングが、入力電源のゼロ電圧付近よりも少し手前
である場合は、平滑コンデンサ６の放電はインバータ起
動直前ばかシでなく、次のインバータ入力電源のゼロ電
圧付近（この時インバータは既に発振中）でも放電する
可能性があシ得る。

もしこの放電が行われた場合、放電回路を構成するトラ
ンジスタ等が破壊されるおそれがある。

本発明はこのような問題を解消するもので、鍋音の発生
がなく、かつ放電回路を構成するトランジスタ等が破壊
されることを防ぐ誘導加熱調理器を提供することを目的
としている。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため本発明は、インバータの入力電
源（商用電源）に同期した零電圧パルスと、デユーティ
制御回路からのオン信号の最初の論理積領域から所定期
間のみ出力する放電制御回路を備え、前記放電制御回路
の出力でインバータの平滑コンデンサの充電電荷を放電
する構成としたものである。

作用 上記した構成とすることによシ、平滑コンデンサの放電
タイミングは、必ずインバータの入力電源（商用電源）
におけるピーク値から零電圧に下降する間の零電圧パル
スから、開始するので、平滑コンデンサの放電に寄与す
る部品（抵抗トランジスタなど）が破壊されることはな
い。また、平滑コンデンサの放電タイミングは、デユー
ティ制御回路からのオン信号と、インバータの入力電源
（商用電源）に同期した零電圧パルスとの最初の論理積
となシ、いかなるタイミングでデユーティ回路からオン
信号が出力されていても、インバータ起動直前には平滑
コンデンサの充電電荷が放電されるため、確実に耳障シ
な鍋音を低減することになる。

実施例 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。

第１図は本発明の一実施例における誘導加熱調理器のブ
ロック図、第２図はその動作波形図である。

第１図において、１は商用電源、２は全波整流回路、３
はフィルターコンデンサ、４はフィルターコイル、６は
平滑コンデンサ、６は加熱コイル、７は共振コンデンサ
、８はスイッチング素子として動作するトラ、ンジスタ
、９はダンパーダイオード、１０は鍋、１１は抵抗、１
２はトランジスタ、１３は駆動回路、１４は放電回路、
１５はデユーティ制御回路で１以上は第３図の構成と同
じものである。

１６は商用電源の零電圧に同期した信号を発生するＺＶ
Ｓ回路である。ＺｖＳ回路１６は商用電源１の全波整流
電圧信号を出力する全波整流回路３１を備え、この出力
信号Ｂを駆動回路１３に出力し、インバータ１８の起動
停止は駆動回路１３内部の基準電位よシも出力信号Ｂの
レベルが低くなる領域でのみ行われる。また、３２は比
較器、３３は基準電圧であり、比較器３２には全波整流
回路３１の出力と、基準電圧３３が入力され全波整流波
形の零電圧に同期したパルス信号を出力し。

全波整流波形の７電圧付近ではＨレベルとなる。

このＨレベルとなるパルス幅は、駆動回路１３の内部で
決定されるインバータの起動停止領域よりも広くなるよ
って基準電位３３を設定している。

３４は反転器で、デユーティ制御回路１６の出力信号を
反転し、デユーティ制御回路１６の出力がＬのときには
１反転器出力がＨレベルとなるように設定している。こ
こで比較器３２の出力と１反転器３４の出力は論理積回
路構成としてトランジスタ３６のベースに接読されてい
る。トランジスタ３６は比較器３２の出力及び反転器３
４の出力がともにＨレベルの時オンとなシ、トランジス
タ３５のコレクタは抵抗３６を介して出力信号Ｂ′を出
力する。１７は放電制御回路である。

第２図は上記構成の動作を示す波形図で、図中人のうち
破線は全波整流回路２の出力波形、実線はコンデンサ６
の電圧ＶＣを示す。Ｂ、Ｂ’はｚｖＳ回路１６から出力
される出力信号であシ、Ｂは駆動回路１３に入力され、
Ｂ′は出力信号Ｂよシもパルス幅の広い出力信号であり
、放電制御回路１７に出力されている。Ｃはデユーティ
制御回路１６から出力される信号であり、Ｈレベルで非
加熱、Ｌレベルで加熱となる。Ｘは放電制御回路１７を
構成している比較器２８の入力電位、Ｆは比較器２８の
基準電位で、Ｇは比較器２８の出力信号で放電回路１４
に入力されている。Ｂ′は放電制御回路１７の出力信号
であシ、この信号によりトランジスタ１２のオンオフを
制御する。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下
その動作について説明する。

いま、時刻ａでデユーティ制御回路を作動させたとする
と、この時刻に余るまでは平滑コンデンサ６は、全波整
流回路２による整流波形の略波高値に対応する電圧で充
電されている。また、デユーティ出力信号ＣがＨレベル
（ａ点以前）の時はｚｖＳ回路１６内のトランジスタ３
６はオフとなり、かつ放電制御回路１７のトランジスタ
３０はオンとなる。従ってトランジスタ３ｏは抵抗２２
と抵抗２３によってエミッタホロワの形をとるため、ト
ランジスタ３０のエミッタ電位は、抵抗２゜と抵抗２１
の分圧によって決まり、その結果コンデンサ２６とコン
デンサ２６は十分充電され、電位Ｅは放電制御回路１７
の電源電圧Ｖｃｃとなる。

ここで時刻ａでデユーティ信号Ｃを加熱状態（Ｌレベル
）にすると、放電制御回路１７内のダイオード１９を通
じて電流が流れトランジスタ３０はオフとなる。この時
本実施例ではコンデンサ２６と抵抗２３の放電時定数を
大きくしており、比較器２８の入力電位Ｅはほぼ電源電
圧Ｖｃｃを保持している。またｚｖＳ回路１６の反転器
３４の出力と、比較器３２の出力は論理積の形となって
おり、比較器３２の入力電位（全波整流回路３１の出力
と基準電位３３が反転するまでトランジスタ３６はオフ
のままである。

次に、比較器３２の出力が反転すると（ｂ点）トランジ
スタ３６はオンとなシ抵抗３６を通じコンデンサ２６を
放電し、抵抗２４とコンデンサ２６０時定数によシコン
デンサ２６は充電され第２図Ｘの波形となる。ここで放
電制御回路１７を構成している比較器２８の基準電位２
７を所定の電位に設定することＫより、比較器２８の出
力時間で２が決まる。この出力時間Ｔ２の間比較器２８
の出力は放電回路１４に入力され、放電回路１４のトラ
ンジスタ１２がオンとなり、平滑コンデンサ５に充電さ
れた電荷は、抵抗１１．トランジスタ１２を介して放電
される。

一方、インバータ３４の起動開始は、デユーティ信号Ｃ
が加熱状態（Ｌレベル）となってから後の最初の商用電
源の零電圧付近（ＢのＴ１の期間）で決ｔＢ、ｚｖｓ回
路１６のトランジスタ３６のオン期間（Ｂ′のＴ５の期
間）を出力信号の時間幅Ｔ１　　よりも長く設定してい
るため、インバータの発振起動時は、必ず、平滑コンデ
ンサ６の電荷を放電した後に、インバータ１８が起動さ
れることになる。

従って、インバータ起動時には、コンデンサ５の電圧Ｖ
ａは、−旦放電した後、低電圧レベルから徐々に上昇す
るため、インバータ起動時に瞬間的な大電流は流れなく
なシ、インバータ起動時における鍋の振動等による耳障
りな鍋音が低減される。また平滑コンデンサ６の放電は
、インバータ１８の起動直前の１回だけに決めることが
でき。

従ってトランジスタ１２や放電抵抗１１等の破壊を防ぐ
ことができる。

以上のように、本実施例によれば、インバータの入力電
源（商用電源）に同期した零電圧パルスと、デユーティ
制御回路からオン信号の最初の論理積領域から所定期間
のみ平滑コンデンサの充電電荷を放電するため、結果と
してインバータ起動直前のみ平滑コンデンサの電圧が低
下し、インバータ起動時に耳障りな鍋音を低減すること
ができる。

なお１本実施例は放電回路１４にトランジスタを使用し
たが、他のスイッチング素子等でも良く。

要は、平滑コンデンサの充電電荷を放電する構成であれ
ば良い。

また放電制御回路１７には比較器及びＯＲタイマーを使
用しているが、トランジスタまたはワンショットタイマ
ー等でも良く、要は、デユーティ制御回路からのオン信
号によシ、インバータが起動する直前のみに、放電回路
を駆動できる構成であれば良い。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明は、所定の期間
のみ、放電制御回路から放電回路に信号を出力し、この
出力により平滑コンデンサの充電電荷を放電する構成と
したため、インバータの起動直前たけて平滑コンデンサ
を放電することができ、インバータの起動時に発生する
耳障シな鍋音を低減できるとともに、放電回路を構成す
るトランジスタや抵抗の破壊を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器のブロ
ック図、第２図は同動作波形図、第３図は従来の誘導加
熱調理器のブロック図である。 １・・・・・・商用電源、２・・・・・・全波整流器、
６・・・・・・平滑コンデンサ、６・・・・・・加熱コ
イル、８・・・・・・トランジスタ、１３・・・・・・
駆動回路、１４・・・・・・放電回路、１５・・・・・
・デユーティ制御回路、１６・・・・・・ＺＶＳ回路、
１７・・・・・・放電制御回路、１８・・・・・・イン
バータ、３１・・・・・・全波整流回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 商用電源を整流する全波整流器と、この全波整流電圧を
   平滑する平滑コンデンサと、この平滑コンデンサに接続
   された加熱コイルおよびスイッチング素子を備えたイン
   バータ回路と、商用電源を整流する全波整流回路と、前
   記商用電源の零電圧に同期した出力信号を出力するＺＶ
   Ｓ回路と、前記インバータ回路を発振させる信号を出力
   するデューティ制御回路と、前記ＺＶＳ回路からの信号
   とデューティ制御からの信号の論理積で前記インバータ
   を起動し、電源の半周期毎にデューティ制御回路からの
   信号がオンであるかオフであるかを判断し、オンであれ
   ば前記インバータの発振を継続し、オフであれば前記イ
   ンバータの発振をＺＶＳ回路からの出力信号とデューテ
   ィ制御からの信号の論理積で決まる時点で停止させる駆
   動回路と、前記デューティ制御回路からの出力信号と、
   前記ＺＶＳ回路からの出力信号の論理積で前記平滑コン
   デンサの充電電荷を放電する放電回路を制御する放電制
   御回路とを備えた誘導加熱調理器。