JPH02119086A - 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、入力電力を制御可能な誘導加熱調理器に関す
るものである。

従来の技術 従来、誘導加熱調理器の入力電力の調節方法として、周
波数コントロール方式と、デューティーコントロール方
式とがあり、さらには、弱出力以上では周波数コントロ
ール、弱出力以下の微弱出力では、デユーティ−コント
ロール方式というように前記両方式を組み合わせた人力
電力の調節方式もあった。

発明が解決しようとする課題 しかし、従来の周波数コントロールを採用した誘導加熱
調理器においては、入力電力の調整つまみを最小あるい
は最小付近に設定すると、インバータ回路のスイッチン
グトランジスタのコレクタ電圧及びコレクタ電流が第４
図（ａ）　、　（ｂ）のようになり、前記スイッチング
トランジスタのＯＮ直後に、共振コンデンサへのスパイ
ク状の充１［電流がトランジスタのコレクタ電流として
流れる。この電流は、インバータ回路内のフィルタコン
デンザにも流れ、輻射ノイズが発生する。このため誘導
加熱調理器付近に設置されたラジオ（特にＡＭラジオ）
の受信に悪影響を与える恐れがあった。また従来のデユ
ーティ−コントロール方式においては、起動時に動作の
安定のために、ＯＮ時間を小さく　ｔ。

て周波数を高め、低入力で起動し、徐々に定常周波数に
増加せしめる起動回路があったので、同様に低入力での
起動時に輻射ノイズが出て周囲のラジオに受信障害を与
える恐れがあった。例えば２秒周期で繰り返すデユーテ
ィ−コントロール方式の制御回路では、２秒に一回起動
時に雑音が発生し、ラジオがその雑音によって影響を受
けるので、極めて耳障りなものとなる。

そこで本発明は、周波数制御回路により加熱出力を調節
する誘導加熱調理器において、低出力時における輻射雑
音を低減することを目的としている。

課題を解決するだめの手段 そして上記の目的を達成するための第１の手段は、半導
体スイッチング素子のＯＦＦ時て印加する共振電圧の後
縁が零ボルトに接する出力値付近を周波数制御手段での
調節可能な出力下限とし、前記出力下限以下の範囲で、
負荷温度検出手段の温度設定レベルを引き下げる手段を
設けるものである。

１だ、第２の手段は、半導体スイッチング１子のＯＦＦ
　　時に印加する共振電圧の後縁が零ポル］・に接する
出力値付近を周波数制御手段で調節可能な出力下限とし
、前記出力下限以下の範囲でデユーティ−コントロール
回路により入力電力を調整するとともに、前記デユーテ
ィ−コントロールの起動時におけるソフトスタート手段
による発揚周波数の変化幅を、所定値以内に抑えるもの
である。

作　　用 本発明の誘導加熱調理４は、」二足構成により、半導体
スイッチング素子のＯＦＦ　　時に印加する共振電圧の
後縁が零ボルトに接する出力値付近を周波数制御手段に
よる調節可能な出力下限とＵ−でいるために、半導体ス
イッチング素子のＯＮ時に共振コンデンサに流れるスパ
イク的な電流による輻射雑音がほとんど生じない。また
、上記の目的を達成する第１の手段においては、前記周
波数制御手段による調節可能な出力下限にて、負荷温度
検出手段の温度設定レベルを引き下げる手段を設けてい
るので、煮込み料理や、保温などの調理をこの動作温度
設定の引き下げられた温度検出手段を用いてできるので
、実用上も間頑なく幅広い調理が可能であり、前述の輻
射雑音も発生しない。

また上記の目的を達成する第２の千１９においては、前
記周波数制御手段による調節可能な出力下限以下の範囲
で、デユーティ−コントロール回路により入力電力を調
整するとともに、前記デユーティ−コントロールの起動
時のソフトスタート動作時における発掘周波数の上限を
前記半導体スイッチング素子に印加する共振電圧の後縁
が零ボルトに接する周波数付近に設定し２ているので、
幅広い入力で調理が可能であるとともに、前述の輻射雑
音を発生する恐れがないものである。

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図において、７は商用電源、θは整流器、６はフィ
ルターコイル、３はフィルターコンデンサであり、この
フィルターコンデンサの両端に加熱コイル４と共振コン
デンサ２の並列回路と、逆導ＡＮＰＮトランジスタ（以
下スイッチングトランジスタと呼ぶ）１の直列回路が接
続されてインバータ回路１００が構成されている。スイ
ッチングトランジスタ１のベースには周波数制御回路２
００が接続され、この周波数制御回路には、スイッチン
グトランジスタ１のコレクターエミッタ間に逆電圧が印
加していることを検知する逆電圧検知回路３００の出力
信号を受けて、温度設定値が変わる温度検知回路４００
が接続されている。

逆電圧検知回路３００は以下の構成になっている。

すなわちスイッチングトランジスタ１のコレクタとグラ
ンド（エミッタ）間に、抵抗３０１とダイオード３０２
の直列回路が接続され、その接続点となるダイオード３
０２のアノードが比較器３０５の一入力端子に接続され
ている。比較器３０Ｅ５の■入力端子は、制御電源電圧
Ｖ　ｃ　ｃ　　を抵抗３０３と３０４で分割した基準電
圧が入力され、Ｖ　ｃ　ｃと比較器３０５の出力端子間
には抵抗３０６が接続され、トランジスタ３０８のベー
スは、比較器３０５の出力端子に接続されている。トラ
ンジスタ３０８のコレクタは抵抗３０了を介してＶｃｃ
と、エミッタは抵抗３０９とコンデンサ３１０の並列回
路を介してグランドと接続され、さらに比較器３１４の
■入力端子に接続されており、比較器３１４のｅ入力端
子にはＶａｃ　　に接続された分割抵抗３１２と３１３
による基準電圧が入力されている。比較器の入出力間に
はフィードバック用抵抗３１６を介Ｌ２てエミッタがグ
ランドに接続されたＮＰＮ）ランジスタ３１６のベース
とコレクタが接続されている。

次に温度検知回路４００の構成を説明する。逆電圧検知
回路３００の出力信号となる比較器３１４の出力端子は
、エミッタがＶｃｃ　　に接続されたＰＮＰトランジス
タ４１０のベースに接続され、トランジスタ４１０のベ
ースは抵抗４１１を介してＶｃｃと、コレクタは抵抗４
０９を介してＶｃｃ　　とグランド間に接続された抵抗
４０７と４０８の分岐点に接続されている。この分岐点
には、抵抗４０６と比較器４０４のＱ入力端子が接続さ
れており、トランジスタ４０６のコレクタには抵抗４０
５を介して比較器４０４のＯ入力端子が、エミッタには
グランドが、ベースには比較５４０４の出力端子が接続
されている。、また、上記比較器４０４とトランジスタ
４０θと抵抗４０５と４０７と４０８によって構成され
る回路と同一の回路が、比較器４１２と、トランジスタ
４１４と抵抗４１３と４１５と４１６により別途構成さ
れている。比較器４１２と比較器４０４の■入力端子は
互に接続され、Ｖｃｃ　　とグランド間に接続された抵
抗４０１と抵抗４０２と負荷の温度を検知するサーミス
タ４０３の直列回路の抵抗４０１と抵抗４０２の接続点
に接続されている。比較器４０４と、比較器４１２の出
力端子は、それぞれＡＮＤ回路４１７の入力端子に接続
され、ＡＮＤ回路４１７の出力信号は、周波数制御回路
２００に入力されている。

さらにトランジスタ３０８のエミッタ電圧は、周波数リ
ミット回路５００の入力端子に接続され、周波数リミッ
ト回路５００の出力端子は制御回路２００に接続されて
いる。

上記構成において、第１図のインバータ回路１００が強
出力の場合トランジスタ１に印加するコレクタ電圧およ
び電流は、第２図（ａｌ　、　（ｃ）に示す波形となる
。このとき逆電圧検知回路３００の比較器３０５の出力
翔子ａ′には第２図（１））に示すパルスが形成される
。このパルス信号は、ＮＰＮ）ランジスタ３０８を介し
てコンデンサ３１０を充電し平滑され直流電圧を生じる
。この直流電圧は、比較器３１４の■入力端子に入力さ
れこの比較器のｅ入力端子の基準電圧と比較される。前
述の６７点に筆２図（ｂ）に示すパルス電圧が生じてい
る場合は、比較器３１４の出力はハイとなる。比較器３
１４の出力電圧がハイとなると、温度検知回路４ＱＱの
ＰＮＰ　）ランジスタ４１０のコレクタがＯＦＦとなり
、抵抗４０７と抵抗４０８の比で決まる比較器４Ｑ４の
Ｏ入力端子の基準電圧は抵抗４１６と抵抗４１６の比で
決まる比較器４１２の○入力端子の基準電圧より低く設
定してありまた比較器４０４と４１２の■入力端子は互
いに接続点れているので、サーミスタ４０３の温度が上
昇し抵抗値が下がっていった場合、比較器４１２が常に
先に動作し、出力がハイからローに変わる。比較器４１
２の■入力端子は、ザーミスタ４０３と抵抗４０１．４
０２の直列回路の分圧電圧が入力される。ザーミスタ４
０３は負荷の温度を検知して、抵抗値が変化するので比
較器４１２の■入力端子には負荷の温度に応じた電圧が
入力され、比較器４１２の○端子の基準電圧に達した時
比較器４１２の出力電圧がローとなり、ＡＮＤ回路４１
７を介して周波数制御回路２００の動作を停止する。

次に、第１図のインバータ回路１００が弱出力の場合ト
ランジスタ１に印加するコレクタ電圧および電流波形は
、第３図（ａ＞　、　（ｃ）に示す波形となり、ダイオ
ード電流が極めて少なくなり、トランジスタ１のコレク
タ・エミッタ間にＯＦＦ　後逆電圧が印加される期間が
非常に短くなる。従って、第１図の逆電圧検知回路３０
０の６７点に生じる波形は第２図（ｂｌのようになり比
較器３１４の［Ｆ］入力端子の電圧が○入力端子の電圧
より小さくなって比較器３１４の出力はローとなり、ト
ランジスタ４１０はＯＮとなり比較器４０４のθ入力端
子に接続されている基準電圧は引き一トげられ、比較器
４１２の○入力端子に接続されている基準電圧より高く
なる。したがって、この場合には、比較器４０４が比較
器４１２より先に負荷の温度のより低いところで、負性
温度を検知して動作し、加熱動作を停止する。また周波
数リミット回路５００は比較増幅器が含まれており、所
定の電圧以下の入力電圧が入力されると、インバータの
発掘周波数を低下して出力を」二げるように周波数制御
回路２００に信号を入力するので、この場合第３図（Δ
）　、　（Ｃ）に示す周波数以上に、動作周波数をトげ
られなくなる。従って、第４図（ａ）のコレクタ電圧、
同図０））のコレクタ電流波形で示すような、コレクタ
電圧のＯＦＦ　電圧の後縁に電圧が生じ、コレクタ電流
のＯＮ時にスパイク状の電流が生じることを防止できる
。また、前述のように第３図（ａ）、　（Ｃ）に示す周
波数より低い、つまりこれより加熱出力の高い場合には
、比較器４１２のｅ入力端子の基準電圧で負荷温度検知
回路が動作するので、これを過熱保護防止手段として使
用することができる。たとえは負荷の温ＩＷが３６０°
Ｃに達した場合に負荷温度検知回路４００が動作し加熱
停止するように比較器４１２の○入力の基準電圧を設定
し、第３図（ａ）。

（Ｃ）に示す周波数に達した場合には、比較器４１２の
■入力端子の基準電圧より高い基準電圧に設定された比
較器４０４が動作することになるので例えば、７０℃以
上では加熱動作を停止し、６０°Ｃ以下になれば加熱動
作を再開するよう抵抗４０６゜４０７．４０８及び４０
９を設定すれば、第２図（ｃ）　、　（山に示す弱出力
時の周波数に達した場合には６０’Ｃ〜７０°Ｃ範囲で
の保温動作に切り換えられ、それより大なる出力の場合
には、過熱保護回路に切り換えられる。さらに抵抗４０
９を調節可能な可変抵抗あるいは切換スイッチによって
切換可能な抵抗とすれば、保温温度を可変なものにでき
る。

以上のように本実施例においては、周波数制御によって
調節可能な出力の下限を、第３図（ａｌ　、　（ｃ）に
示すようにインバータ１００のスイッチングトランジス
タ１のＯＦＦ　時の電圧の後縁がほぼ零電圧と接する付
近に設定し、それ以下では温度調節回路によって負荷の
温度を調整して調理する構成となっているので、第４図
（１））の波形で示すようなスパイク電流が、第１図の
インバータ１００のスイッチングトランジスタ１あるい
け共撮コンデンサ２　’ａ　ＶｃＲれることかなく、そ
れが原因となるＡＭラジオ周波数帯域の輻射雑音も生じ
る恐れがない。

なお上記実施例では、逆電圧検知回路３００、発振周波
数リミット回路６００を用いたが、これらの回路を用い
ず、周波数コントロール手段による調節可能な下限の出
力が、第３図（ａ）、　（Ｃ）に対応するようにインバ
ータ１００の加熱コイル４のインダクタンス、共撮コン
デンサ２の容量、そして加熱コイルと負荷との結合度等
の値を調整し、その最下限の出力付近で負荷の温度調整
回路の設定を切り換えてもよい。ただし、この構成は負
荷及び負荷と加熱コイルの距離が實わらない調理器に使
用するのが好ましい。すなわち、負荷及び負荷と加熱コ
イルとの結合度が愛われば、同一出力でも第４図（ｂｌ
に示すトランジスタＯＮ時のパルス状の電流が生じたり
生じなかったりするので、輻射雑音の原因となるこのパ
ルス状の電流の有無をチエツクしきれない。また上記周
波数制御での下限の出力における負荷温度切換にはマイ
コン等を使用してもよい。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第６図において、インバータ回路１００、周波数制御回
路２００、逆電圧検知回路３００、周波数リミット回路
５００は、第１図の同番号の回路ブロックと同一であり
説明を省略する。同図において、逆電圧検知回路３００
の第１の出力信号、すなわち第１図のＮＰＮ　）ランジ
スタ３０８のエミッタ端子電圧が、周波数リミット回路
５００に入力され、周波数リミット回路ＳＯＯの出力信
号は、周波数制御回路２００に入力されている。また逆
電圧検知回路３００の第２の出力信号、すなわち第１図
の比較器３１４の出力端子電圧が、ＯＲ回路ＳＯＯの入
力端子のひとつに入力されている。

ＯＲ回路ＳＯＯの他の入力端子には、デユーティ制御回
路６００の出力信号すなわち、出力設定子Ｂ　９００の
信号に応じたＯＮ　、ＯＦＦ比率のデユーティ−パルス
が入力されている。ＯＲ回路８００の出力信号は周波数
制御回路２００に入力され、この出力信号により周波数
制御回路２００の動作時間を制御する。−力出力設定手
段９００の信号は周波数制御回路に入力され、これによ
ってスイッチングトランジスタ１のＯＮ時間の制御をし
、出力電力の周波数制御をおこなうものである。

デユーティ−制御回路ｅｏｏの出力信号はソフトスター
ト回路７００にも入力され、デユーティ−制御回路Ｔｏ
ｏからの起動信号の起動時に、発振周波数を定常発振周
波数より高い周波数より始め、徐々に定常発振周波数に
移行せしめる信号を、発根制御回路２００に入力する。

このソフトスタート回路は、デユーティ−通電時の発振
周波数の変化幅を小さくする回路（特公昭８３−３１９
１１号公報）が用いられており、起動時のソフトスター
ト発振周波数の上限を設定し、スイッチングトランジス
タ１に印加する共感電圧波形の後縁が零電圧を切るよう
になっている。

上記構成において、出力設定手段９００によって強設定
になっている場合は、第１の実施例で述べたようにスイ
ッチングトランジスタ１のＯＦＦ時に印加する電圧の後
縁が零電圧に達し、さらに逆電圧が印加し第２図（ａ）
のような波形になるので、逆電圧検知［回路３００はＯ
Ｒ回路ＳＯＯにハイ信号を入力する。従ってＯＲ回路８
００はデユーティ−制御回路θ００の出力信号に関係な
くハイ信号を発根制御回路に入力するので、デユーティ
−制御回路ｅｏｏの出力信号で発振が停止することはな
い。また周波数リミット回路ＳＯＯも動作せず、出力設
定手段により周波数制御による出力コントロールができ
る。次に出力設定手段により出力を小さく］、ていって
、第２図（ｃ）及び（ｄ＞に示すようにスイッチングト
ランジスタ１に印加する逆電圧の印加期間が極めて小さ
くなったとき、周波数リミット回路１５００は逆電圧の
印加期間を所定の値に維持するよう周波数制御回路２０
０に信号金山すので、発振周波数は、はぼ第３図（ａ）
、　（Ｃ）に示す付近で制限される。このとき、逆電圧
検知回路３００は、ＯＲ回路ＳＯＯにロー信号を出力す
るので、デユーティ−制御回路６００のＯＮ、ＯＦＦ信
号に応じて、ＯＲ回路８００が、起動停止の信号を周波
数制御［回路２００に入力することになる。

従って出力設定手段９００による出力制御は、出力を小
さくシ、ていった場合、トランジスタ１に印加するＯＦ
Ｆ　ｉ圧の後縁が、零点を切らなくなる付近の周波数で
、デユーティ−制御に切り換えられる。またソフトスタ
ート回路７００の発振周波数が所定値以下に下がらない
ようになっているため、ソフトスタート期間に、第４閉
山）に示すようにトランジスタ１のコレクタにスパイク
状の電流が流れることはなく、デユーティ−時に・雑音
を発生することはない。なお、起動−見目のトランジス
タ１のコレクタ電流波形は、平滑コンデンサ３に電源電
圧が起動直前に充電されているため、トランジスタ１の
０８時にスパイク状のＴＨｍが流れるが、初期−発のみ
であれば、輻射雑音としてＡＭラジオに聞こえにくいが
、もし障害のある場合には、デユーティ−起動直前に平
滑コンデンサ３を放電する放電回路を別途設けてもよい
。

発明の効果 以上実施例の説明より明らかなように本発明によれば、
以下の効果を奏するものである。

（１）周波数制御手段による調節可能な出力下限を、前
記周波数制御手段で制御されるスイッチング素子のＯＦ
Ｆ　時に印加される共振重圧の後縁が零ボルトに接する
出力値付近に設定しているので、前記トランジスタのＯ
Ｎ時に出る）１１方向のスパイク状の電流が所定値以下
に抑えられ、したがってこのスパイク状の電流が高周波
変換装置の共損コンデンサ等に流れて、輻射ノイズを発
生し、ＡＭラジオに受信障害を与える恐れがなく、また
上記出力下限以下では、発振周波数をそれ以上上げるこ
となく温度検出手段の温度設定レベルを引き下げる手段
を設けているので、上記所定値以下の出力での調理すな
わち保温、煮込等の調理も、設定温度の引き下げられた
温度検出手段により、加熱動作を間欠的におこなうこと
によって可能となり調理性能を落とすことなく、輻射雑
音の発生を防止できる。

（２）デユーティ−コントロールの起動時のソフトスタ
ート期間の周波数変化幅を所定以内に抑えているので、
発振周波数が上がり、前記スイッチング素子のＯＮ時に
順方向のスパイク電流が生じる恐れがなく、輻射ノイズ
を発生させることなく、幅広い出力調整ができるもので
ある。

【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回路
図、第２図および第３図は、加熱出力を変えた場合の第
１図におけるスイッチングトランジスタに印加するコレ
クタ電圧波形、コレクタ電流波形および逆電圧検知回路
出力電圧波形図、第４図は極低出力時のトランジスタの
コレクタ電圧。 電流の波形図、第５図は本発明の他の実施例を示す誘導
加熱調理器の回路図である。 １・・・・・・半導体スイッチング素子、２・・・・・
・共感コンデンサ、４・・・・・・誘導加熱コイル、２
００・・・・−周波数制御手段、３００・・・・・・逆
電圧検知回路、θ００・・・・・・デユーティ−制御手
段、７Ｑｏ・・・・・・ソフトスタート手段。 第 図 導−一一菰な鼻六〇勇ヘコ４＋し ｑｏｏ−−一出、７１害しζ午叔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘導加熱コイル、共振コンデンサ、逆並列にダイ
   オードが接続された半導体スイッチング素子からなるイ
   ンバータ回路と、前記半導体スイッチング素子の周波数
   制御手段と、負荷温度が設定温度になると前記周波数制
   御手段の動作を停止させる負荷温度検出手段とを備え、
   前記周波数制御手段は、前記半導体スイッチング素子の
   ＯＦＦ時に印加する共振電圧の後縁が零ボルトに接する
   出力値付近を調節可能な出力下限とするとともに、前記
   出力下限で、前記負荷温度検出手段の温度設定レベルを
   引き下げる手段を設けてなる誘導加熱調理器。
2. （２）誘導加熱コイル、共振コンデンサ、逆並列にダイ
   オードが接続された半導体スイッチング素子からなるイ
   ンバータ回路と、前記半導体スイッチング素子の周波数
   制御手段と、発振周波数を起動時に定常発振周波数より
   高い周波数から開始し、徐々に定常周波数に移行せしめ
   るソフトスタート手段と、加熱コイルへの通電のＯＮ、
   ＯＦＦ比を制御して入力電力をコントロールするデュー
   ティー制御手段とを備え、前記周波数制御手段は、前記
   半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に印加する共振電圧
   の後縁が零ボルトに接する出力値付近を調整可能な出力
   下限とし、前記出力下限以下の範囲で前記デューティー
   コントロール手段により入力電力を調節するとともに、
   デューティーコントロールの起動時にソフトスタート手
   段による発振周波数の変化幅を所定値以内に抑えてなる
   誘導加熱調理器。