JPH0230088A

JPH0230088A - 電磁調理器

Info

Publication number: JPH0230088A
Application number: JP17893288A
Authority: JP
Inventors: Teruya Tanaka; 照也田中; Yutaka Matsumoto; 豊松本
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Audio Video Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1990-01-31
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JP2865674B2

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）この発明は、特にアルミニウム（Ａｉ）製鋼等低抵抗率
材質からなる被加熱物も加熱することのできるＮ磁調理
器に関する。

（従来の技術）所謂、電磁調理器は加熱コイルから発生する磁束により
誘導される誘導電流を積極的に利用する調理器であり、
ガスｒｓｓ器に比べ、裸火を用いない、温度制御が可能
であるなどの利点を生かし広く利用されつつある。

ところで電磁調理器において、被加熱物である鍋の温度
制御をおこなう目的は、例えば天ぷら料理等は調理に適
した油温を保持するξ共に加熱による油の発火を防ぐ等
の調理能力を向上させることなどである。このような目
的で鍋の温度を検知し、その検知した値に基づき温度制
御をおこなうために、加熱される鍋の温度の検知には、
温度検知用の温度センサを、鍋からの吹きこぼれ等によ
る汚れを防ぐ等の理由により直接鋼に接触する場・所で
はなく、従来第７図に示すようにトッププレート１１を
介しておこなっていた。この時、温度センサ２０を第８
図（ａ　）乃至（ｄ　）に示すように直接トッププレー
ト１１に接触させる方法（同図（ａ））だけでなく、温
度センサ２０とトッププレート１１間に金属板３５（同
図（ｂ）及び（Ｃ））を配設したり、加熱コイル８ａ及
び８ｂ側に温度センサ２０を支持台３７上に固着し、空
気を介する方法（同図（ｄ））等で温度検知をおこなっ
ていた。

ところで被加熱物である鍋には鉄（Ｆｅ）やステンレス
スチール（ＳＵＳ）等の様に高抵抗率材質からなるもの
と、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ　）等の様な低抵
抗率材質からなるものとがある。低抵抗率材質からなる
被加熱物を加熱するには共振周波数を上げて被加熱物へ
の磁束の侵入の深さを小さくして見掛上の抵抗を上げた
り、また磁束を増加させるために加熱コイルの巻線数と
電流との積を増加させて、被加熱物へ誘導されるうず電
流を珊せばよい。このために高抵抗率材質の場合より共
振周波数を高くすると共に加熱コイルとこの加熱コイル
に接続されたコンデンサとの組合せを変えてインピーダ
ンス整合をとり、最大効率で電力を被加熱物に供給する
ようにしている。

したがって、高抵抗率材質からなる鍋と低抵抗率材質か
らなる鍋の両方を加熱可能なＮ磁ｗ４理器は第７図に示
すように加熱コイル８ａ及び８ｂを上下２段に設けて、
切換えるようにしている。すなわち、ＡＩＬ等の低抵抗
率材質からなる鍋の加熱の時には加熱コイル８ａ及び８
ｂ　　（合計巻線数６５ターン）を、Ｆｅ等の高抵抗率
材質からなる鋼の加熱の時には加熱コイル８ａ　　（巻
線数１５ターン）のみを用いておこなっていた。

（発明が解決しようとする課題）しかし、加熱コイルの巻線自身の有する抵抗値のために
巻線数の増加は抵抗値の増加となり、Ａｎ等の低抵抗率
材質の鍋を加熱する時には、Ｆｅ等の高抵抗率材質の鍋
を加熱する時に比べ、加熱コイル自身の発熱も増大する
。

したがって、鍋の温度に基づいて温度制御を行・う場合
、従来Ａ１等の低抵抗率材質の鋼を加熱する時には、第
７図に示すように配設された温度センサ２０には加熱し
た鍋の温度の他に加熱コイル自身８ａ及び８ｂの発熱に
よる温度も加わり、鍋の温度よりも高い温度を示すため
、正確な温度制御が困難であった。

この発明は上記事情に基づいてなされたもので、正確に
被加熱物の温度を制御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Ｊ（課題を解決するための手段）流される電流量に対応して被加熱物を誘導加熱する加熱
手段と、前記電流量に係る信号に基づき前記被加熱物の
材質を判別し判別信号を出力する材質検知回路と、前記
被加熱物の加熱温度を検出してＰＭ度検出信号を出力す
る温度検知回路と、前記判別信号と前記温度検出信号と
に基づき前記被加熱物の材質に対応して前記加熱手段へ
供給する電力を制御し前記被加熱物を所定の温度に加熱
する入力制御手段を有することをを要旨とする。

（作用）本発明′＆よ、流される電流量に対応して被加熱物を誘
導加熱する加熱手段の前記電流量に係る信号から前記被
加熱物の材質を判別して出力される判別信号と、前記被
加熱物の温度を検知して出力される温度検出信号とに基
づき前記被加熱物の材質に対応して前記加熱手段へ供給
する電力を制御するようにした。

（実施例）以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図はこの発明の第一の実施例の回路構成を示す図で
ある。

商用電源１は整流回路２に接続されている。この整流回
路２は２個のサイリスタ２ａと２個のダイオード３ａが
ブリッジ接続されており、サイリスタ２ａの各ゲートは
入力ＩＩＪＩ１１回路４に接続されている。入力制御回
路４は後に述べるように整流回路２に流れる電流をオン
オフ制御する。整流回路２のプラス側はインバータ回路
５を構成するト・ランジスタロのコレクタに接続される
と共に、トランジスタ６のエミッタはトランジスタ７の
コレクタと接続されている。トランジスタ６のエミツタ
とトランジスタ７のコレクタとの接続点Ｐ１は加熱コイ
ル８ａおよびＢｂ、を介して共振用のコンデンサ９ａお
よび／または９ｂに接続されている。

トランジスタ６及び７のベースはインバータ駆動回路１
０に接続されている。インバータ駆動回路１０は駆動信
号を送出してトランジスタ６及び７を交互にオンオフ制
御し、加熱コイル８ａ及び８ｂとコンデンサ９ａ及び９
ｂとから構成される直列共振回路を共振周波数で駆動す
る。この駆動により加熱コイル８ａまたは／および８ｂ
に共振電流が流れ、発生する磁束によって電磁誘導作用
によりトッププレート１１上に載置された鍋１２にうず
電流を発生させて、このうず電流によるジュール熱で鋼
１２を加熱する。

インバータ駆動回路１０は位相検知回路１３に接続され
ている。位相検知回路１３は接続点Ｐ１と、コンデンサ
９ａ及び９ｂの接続点Ｐ２に接続されていて、直列共振
回路を共振周波数で駆動するような制御信号を接続点Ｐ
Ｉ　とＲ２の電圧の位相差により発生するものである。

電流検知器１４は共振回路に流れる共振電流ＩＣを検出
し、この検出電流を材質検知回路１５に出力する。材質
検知回路１５は巻数切換回路１６及び入力１１７　ｔ［
１回路４のアナログスイッチ１７に接続され、この両者
に対し電流検知器１４からの信号に基づき鋼１２の材質
を判別して判別信号を送出する。巻数切換回路１６は判
別信号により切換スイッチ１８を接点ａまたはｂに切換
えて共振回路を構成する加熱コイル８ａ及び８ｂとコン
デンサ９ａ及び９ｂの組合せを変えるものである。

温度検知回路１９はトッププレート１１裏面に設けた温
度センサ２０により鋼の温度を測定し、入力制御回路４
のコンパレータ２１の反転入力端子へ出力するものであ
る。コンパレータ２１は反転入力端子の電圧Ｖａと非反
転入力端子の電圧の電圧ｖｂとの差により、′Ｌ”また
は“Ｈ”の出力ＶＣを出力し、入力制御部２２を介して
整流口・路２のサイリスタ２ａをオンオフ制御するため
の信号を発生する。この時、材質検知回路１５からの判
別信号によりコンパレータ２１の参照電圧を切換え、加
熱コイル８ａ及び８ｂの損失による温度測定誤差を補正
する。

なお、本実施例においては、ｗ４１２が高抵抗率材質で
あるときには加熱電流の周波数を２０ＫＨ２に、また低
抵抗率材質であるときには同５０ＫＨ１に設定するよう
にしている。また、この周波数値は加熱コイル８ａ及び
８ｂの巻数等で適宜変更することができる。

次に上記構成において作用について説明する。

電流検知器１４から検出された電流値により材質検知回
路１５が鋼１２の材質に対応した判別信号を巻数切換回
路１６と入力制御回路４のアナログスイッチ１７へ送出
する。巻数切換回路１６は、判別信号がＡｎやＣ０鍋に
相当する場合には切換スイッチ１８を接点Ｃ−ａに接続
して上下２段に配設された加熱コイル８ａ及び８ｂを直
列に接続（巻数６５ターン）すると共にコンデンサ９ａ
及び９ｂを接続して容量を小さくする。また、判別信号
がＦｅや５ＵＳＩに相当する場合には接点Ｃ−すに接続
して下段の加熱コイル８ａ　　（巻数１５ターン）のみ
を使用すると共にコンデンサ容量を大きく（コンデンサ
９ｂ）する。

一方、アナログスイッチ１７は、判別信号がＡ虱やＣｕ
ＷＡに相当する時にはこのスイッチ１７をオフにし、ｌ
”ｅや５ＬＪＳ鋼に相当する時にはオンすることで抵抗
Ｒ２６を抵抗Ｒ２４に対し並列に接続する。

ところでコンパレータ２１の参照電圧である非反転入力
端子の電圧ｖｂは抵抗Ｒ２３乃至Ｒ２６及びアナログス
イッチ１７の状態により規定されるものである。いま、
コンパレータ２１の出力ＶＣは零（“Ｌ″）もしくはＶ
ＣＣ（“Ｈ″〉のいずれかである。材質検知回路１５の
判別結果がＡｎやＣｕｂであったとするとアナログスイ
ッチ１７はオフされるので抵抗Ｒ２６は無視される。こ
の状態でコンパレータ２１の出力ＶｃがＨの場合、非反
転入力Ｖｂ１は、Ｖｂｌ＝（Ｒ２４（Ｒ２３＋Ｒ２５））ＶＣＣ／（Ｒ２
３Ｒ２５＋Ｒ，２４（Ｒ２３＋Ｒ２５）となる。

また、出力ｙｃがＬの場合には非反転入力ｖｂ２はＶｂ２−（Ｒ２４Ｒ２５）・ＶＣＣ／　（Ｒ２３（Ｒ２
４＋Ｒ２５）＋Ｒ２４Ｒ２５）となる。

このようなＶｂ１及びＶｂ２をもつコンパレータ２１は
、例えば出力ＶＣが“Ｈ”の時、入力Ｖａが増加してＶ
ａ　＝Ｖｂ　＋　になると出力ＶＣは“Ｌ　ＩＩとなり
、また出力ＶＣが“Ｌ″の時、入力Ｖａが減少してＶａ
　＝Ｖｂ　２になると出力ＶＣは“Ｈ”となるように動
作する。結局、第２図（ａ）に示すように、ヒステリシ
ス特性をもつウィンドコンパレータとして動作する入出
力特性を示す。

一方、材質検知回路１５の判別結果がＦｅやＳＯ３鋼で
あったとするとアナログスイッチ１７はオンされ、非反
転入力端子は抵抗Ｒ２８及びＲ２４を介して接地される
。この時、コンパレータ２１の出力Ｖａが“Ｈ”の場合
、非反転入力ｖｂ３は、Ｖｔｌ＋　＝（Ｒ２４Ｒ２６（Ｒ２３＋Ｒ２５））−ｖ
ｃｃ／　（Ｒ２３Ｒ２５（Ｒ２４＋Ｒ２ｅ　　）＋Ｒ２
４Ｒ２６（Ｒ２３＋Ｒ２５））となる。

また、出力ＶＣが“Ｌ″の場合、非反転入力Ｖｂ４は、Ｖｂ　４　＝Ｒ２４Ｒ２５Ｒ２ａ　　・Ｖ（ｊＣ／（Ｒ
２３Ｒ２５（Ｒ２４＋Ｒ２６）＋Ｒ２３Ｒ２４Ｒ２Ｂ＋
Ｒ２４Ｒ２５Ｒ２Ｏ）となる。

これらも第２図（ｂ）に示すようにヒステリシス特性を
もつウィンドコンパレータとして動作する入出力特性を
示す。

第２図（ａ　）及び（ｂ）において、ＡｉやＣＩＪ鍋を
載置した時アナログスイッチ１７はオフされ、ウィンド
コンパレータのしきい値電圧はｌ”ｅやＳＵＳ！ｉを載
置した時のしきい値電圧よりも高い電・圧填に設定され
る。

このような入出力特性をもったウィンドコンパレータの
反転入力端子に、温度センサ２０により検出された温度
に対応した電圧、すなわち温度検出信号が入力され、こ
の電圧Ｖａが増加してｖｂもしくはＶｂ３に達するとコ
ンパレータ２１の出力ＶＣは“Ｌ”となりサイリスタ２
ａをオフする。この結果インバータ回路５への電力供給
もオフになり、ＡｉやＣｕ鍋もしくはＦｅやＳＯ３鍋の
温度が低下して１１２の温度を検出している温度検出信
号の電圧がＶｂ２もしくはＶｂ４まで減少するとコンパ
レータ２１の出力ＶＣは“Ｈ”となりサイリスタ２ａを
オンするように制御する。

このようにして、第３図に示すようにサイリスタ２ａの
オンオフ制御により温度制御をおこなうことができる。

このオンオフ制御において、前述のようにＡＩやＣｕ鍋
を載置した場合のしきい値電圧はＦｅやＳＯ３鋼を載置
した場合のしきい値電圧よりも高く設定されており、ま
た温度センサ２０の示す温度は加熱コイル８ａ及び８ｂ
を上下２段用いるためＦｅやＳＯ３鍋を載置した場合よ
りも高くなっている。したがってオンオフ制御に入る温
度は高（なるが、実際のＡ更やＣｕ鍋の温度はＦｅやＳ
Ｏ３鍋の温度と等しくなる。

本実施例によれば参照電圧のヒステリシス幅やしきい値
を抵抗Ｒ２３乃至Ｒ２１５を適宜選ぶことにより所望の
温度制御特性を実現できる。

また本実施例においては簡単な回路で構成することがで
きる。

第４図は本発明の第２の実施例である。

同図において、第１図に示す第１の実施例と同様の構成
及び動作を行う構成部材に対しては同一の符号を付して
その説明を省略している。

本実施例の特徴は入力制御回路２７に演算増幅器（以下
、「オペアンプ」とする）２８を用いて、オペアンプ２
８の出力電圧に対応して、サイリスタ２ａを位相制御す
る様にしたことと、加熱温度の設定を可能にしたことに
ある。

同図において、帰還抵抗Ｒ３２によって決まるオペアン
プ２８の増幅率をＡとし、反転入力端子・の電圧Ｖａ、
非反転入力端子の電圧をｖｂとし、たときオペアンプ２
８の出力ＶｃはＶｃ　−（Ｖｂ　−Ｖａ　）　・Ａとなる。

上式において、Ａ１やＣｕ鍋の場合、アナログスイッチ
１７はオフされて、ＶｂｓはＶｌ）　ｓ　＝Ｒ３０−ＶＣＣ／　（Ｒ２ｑ　＋Ｒ３ｏ
　）となる。抵抗Ｒ２９は可変なのでＶｔ）５も可変と
なる。

一方、ＦｅやＳＵＳ鍋の場合、アナログスイッチ１７は
オンされて抵抗Ｒ３１を抵抗Ｒ３０に並列に接続する。

このときＶｂｓは、Ｖｂ　ｅ　−Ｒｓ　ａ　Ｒ３ｔ　　・ＶＣＣ／　（Ｒ２
９（Ｒ３ｏ　＋Ｒ３＋　）＋Ｒ３００Ｒ３＋　）となる
。抵抗Ｒ２９は可変なのでＶｂａも可変となる。

これらの値からオペアンプ２８の入出力特性は第５図に
示すような直線となる（ただし、抵抗Ｒ２９を可変する
ことによりこの直線は左右方向へ平行移動可能である）
。同図において、Ａ　Ｉｔ−ＰＣＵ鍋を載置した場合の
入出力特性は抵抗Ｒ３１が切り離されるため、ＦｅやＳ
ＵＳ鍋を載置した場合の入出力特性よ、りも全体的に入
出力電圧の高い方へ設定される。

このような特性を有するオペアンプ２８の反転入力端子
に、温度検知回路１９から検出された温度に対応した電
圧、すなわち温度検出信号が入力され、例えばその電圧
がＶｂｓもしくはＶｂｅより高い場合にはサイリスタ２
ａの位相制御により流通角は１／２π以下となり温度を
下げるように、また逆にＶｂｓもしくはＶｂａより低い
場合にはサイリスタ２ａの位相制御により流通角は１／
２π以上となり温度を上げるように入力制御部３６を介
し動作する。この制御は第５図に点線で示したサイリス
タ２ａの位相制御の比例領域内でおこなわれる。また、
この位相制御は、ＡｎやＣ１鋼を載置した場合に、温度
センサ２０の示す温度は１”ｅやＳＵＳ鋼を載置した場
合より高い温度領域でおこなわれるが、載置されたＡ１
やＱｕ鍋の実際の温度はｌ”ｅや５ｕｓｉの温度と等し
くなる。

本実施例によれば、可変抵抗により所望の温度に設定可
能である。

第６図は本発明の第３の実施例を示す図である。

本実施例の特徴は、入力制御回路３３にマイクロコンピ
ュータを用いたことにある。

第６図に示す構成で温度検出回路１９から出力される温
度検出信号と材質検知回路１５から出力される判別信号
と温度設定回路３４で設定された設定値によりサイリス
タの最適制御のタイミングを演算しサイリスタを制御す
る。

本実施例によれば所望の制御方法でサイリスタを制御す
ることが可能であり、また所望の温度に設定可能である
。

以上述べたように本実施例によれば、鍋の温度を検知し
て、この検知した値に基づいて温度制御をおこなう際に
、ＡｆＬやＣｕなどの鍋の場合には加熱コイル自身の温
度が加わり、鍋の温度は実際の鍋の温度より高くなるが
加熱コイルへ供給する電力の制御をＦｅやＳＵＳなどの
鋼よりも高い電圧域のしきい値でおこなうようにしたの
で正確な温度制御をおこなうことができる。

［発明の効果］以上、説明したように、本発明によれば被加熱物の材質
が高抵抗率材質であっても、また低抵抗率材質であって
も加熱手段へ供給する電力の制御をおこなうしきい値を
材質に対応して変えるので被加熱物の温度を正確に制御
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す図、第２図及び第
３図は第１の実施例の制御特性を示す図、第４図は第２
の実施例を示す図、第５図は第２の実施例の制御特性を
示す図、第６図は第３の実施例を示す図、第７図及び第
８図は従来例を示す図である。２ａ・・・サイリスタ４．２７．３３・・・入力制御回路８ａ　、８ｂ・・・加熱コイル・１４・・・電流検知器　　　１５・・・材質検知回路
１６・・・巻数切換回路　　１７・・・アナログスイッ
チ１８・・・切換スイッチ　　　１９・・・温度検知回
路１・・・コンパレータ２８・・・演算増幅器３３・・・マクロコンピータ３４・・・温度設定回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）流される電流量に対応して被加熱物を誘導加熱す
る加熱手段と、前記電流量に係る信号に基づき前記被加熱物の材質を判
別し判別信号を出力する材質検知回路と、前記被加熱物
の加熱温度を検出して温度検出信号を出力する温度検知
回路と、前記判別信号と前記温度検出信号とに基づき前記被加熱
物の材質に対応して前記加熱手段へ供給する電力を制御
し前記被加熱物を所定の温度に加熱する入力制御手段を
有することを特徴とする電磁調理器