JPH0334287A

JPH0334287A - 電磁調理器

Info

Publication number: JPH0334287A
Application number: JP1166989A
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: 1989-06-30
Filing date: 1989-06-30
Publication date: 1991-02-14
Anticipated expiration: 2014-03-03
Also published as: JP2862569B2; EP0405611A1; EP0405611B1; DE69016109D1; US5248866A; DE69016109T2; KR910001322A; KR950000121B1

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）本発明はインバータ回路を駆動して被加熱物を誘導加熱
する電磁調理器に関するものである。

（従来の技術）電磁調理器は炎が生じないので安全性が高く、又熱効率
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。

第１９図は準Ｅ級型のインバータ回路を用いた従来の電
磁調理器である。入力設定回路１１８によって入力設定
された値に応じてＰＷＭ発振器１１６が発振してパルス
信号を出力する。駆動囲路１１４は入力したパルス信号
に基づいてトランジスタ１１２のオン時間ＴＯＮを設定
する。トランジスタ１１２が駆動回路１１４からのパル
ス信・号に応じてスイッチング動作することにより、加
熱コイル１０６と共振用コンデンサ１０８が直列共振状
態に設定される。これにより加熱コイル１０６から発生
する磁束による電磁誘導作用により図示しない鍋等の被
加熱物へ渦電流を発生して加熱するようになっている。

従って準Ｅ級型のインバタ回路１０４を用いた場合には
１個のスイッチング素子により高周波電力を発生させる
ことができるという利点を有する。

ところで第２０図（Ａ）に示すように入力電力の値を大
きく設定するに応じて共振電圧ＶＣＥの値も大きくなる
。また第２０図（Ｂ）に示すように入力電力の値を小さ
くするにはスイッチング素子であるトランジスタ１１２
のオン時間ＴＯＮを短く設定する必要があり、この場合
共振電圧ＶＣＥがＯＶに下りきらない時点でトランジス
タ１１２がオンするので過大な短絡電流Ｉｓがトランジ
スタ１１２へ流れてしまう。

例えば電圧２００Ｖ仕様で最大入力電力が２ＫＷの装置
では、最大入力電力のとき共振電圧ＶＣＥが１１００Ｖ
に達する。またスイッチング素子のオン時間Ｔ。Ｎを短
くして入力電力をＩＫＷに設定すると、８０Ａの短絡電
流が流れる。

また、最大入力電力が３ＫＷの装置では最大入力電力の
とき共振電圧ＶＣＥが１８００Ｖに達し、入力電力を２
ＫＷ以下に設定するには短絡電流ＩＳが大きな値となる
のでインバータ回路の発振をオンオフ制御する必要が生
じる。このようなオンオフ制御を行うと、被加熱物の温
度が変動し、調理性能が著しく低下するという欠点があ
る。

また、調理時間の短縮を図るために更に最大入力電力を
高く、例えば３．５ＫＷに設定すると、共振電圧ＶＣＥ
は２０００Ｖ以上に達してしまう。

このような高電圧に耐え得る耐圧を有し、且つスイッチ
ング速度の速いスイッチング素子は開発されておらず、
大電力の電磁調理器には準Ｅ級型のインバータ回路が使
用できなかった。

そこでブリッジ型のインバータ回路を用いて大電力化を
図るようにしたものが提案されている。

この柿の装置では電源電圧以上の電圧がスイッチング素
子へ印加されないので容易に大電力化を図ることができ
、また非磁性のアルミニウム製の鍋やステンレス製の鍋
も加熱することができるという利点を有する。

このようなブリッジ型のインバータ回路を用いる装置で
は入力電力を制御する方法としてインバータ回路の発振
をオンオフ制御する方法が知られている。また他の方法
として第２１図に示す如く入力制御回路１３３からの制
御信号に基づいてサイリスタ１０７ａ、１０７ｂを制御
していわゆる位相制御を行うことにより、入力電力を連
続的に制御する方法が知られている。第２１図に示すハ
ーフブリッジ型のインバータ回路１２５はインバタ駆動
回路１１３からの信号に基づいてトランジスタ１１５，
１１７が交互にオンオフ動作して加熱コイル１１９へ高
周波電力を発生させるようにしている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながらインバータ回路の発振をオンオフ制御して
入力電力を制御する従来装置はアルミニウム製の鍋をト
ツププレーｈ−ｈに載置して加熱する際に、いわゆる反
発力を発生するという問題点を有していた。

具体的に説明すると、第２３図に示す如くアルミニウム
製の鍋を入力電力２０００Ｗで加熱すると９２０ｇの反
発力が発生する。このときアルミニウム製の鍋全体の重
さが例えばＩＫｇ程度である場合には、鍋がトッププレ
ートの上を移動して危険である。

このためインバータ回路の発振をオンオフ制御して入力
電力を２０００Ｗから低下させると、インバータ回路が
オンする毎に断続的に９２０ｇの反発力が発生して鍋が
少しずつ移動する。またこのときの振動による不快音が
発生する。

そこで、前述した如く第２１図に示した例では入力電力
を連続的に制御するようにしているが、第２２図に示す
ように交流電源１０１からの入力電流ｉＩＮが断続的に
流れるため、電源部にノイズが発生するという問題点を
有している。

これを対策するために大容量のりアクタ−１０３を交流
電源１０１とブリッジ回路１０５との間に挿入している
。このためリアクターやサイリスクによる損失によって
効率が低下してしまうという欠点があった。

またサイリスタを用いる場合は放熱板が必要であり装置
全体が大型化するという問題点があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、入力電力の
大電力化を図りつつ、電源部でのノイズの発生及び効率
の低下を防止して入力電力を広範囲に且つ連続的に変化
させ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。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）上記目的を達成するための本発明が提供する第１の手段
は加熱コイルと共振用コンデンサとが共振し、高周波電
力を発生して被加熱物を誘導加熱するインバータ回路と
、前記インバータ回路の出力電圧と位相的に相関する第
１の信号と、前記共振用コンデンサを流れる電流と位相
的に相関する第２の信号との位相を比較する位相比較手
段と、前記第１の信号と第２の信号の位相差を設定する
位相差設定手段と、前記位相比較手段からの信号に基づ
いて前記設定された位相差となるように前記インバータ
回路の発振周波数を制御する周波数制御手段とを有して
構成した。

本発明が提供する第２の手段は加熱コイルと共振用コン
デンサとが共振し、高周波電力を発生して被加熱物を誘
導加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路の出
力電圧と位相的に相関する第１の信号と、前記共振用コ
ンデンサを流れる電流と位相的に相関する第２の信号と
の位相を比較する位相比較手段と、前記第１の信号と第
２の信号の位相差を設定する位相差設定手段と、前記位
相比較手段からの信号に基づいて前記設定された位相差
となるように前記インバータ回路の発振周波数を制御す
る周波数制御手段と、前記被加熱物を加熱する加熱力に
関する入力設定を行う入力設定手段と、前記入ノノ設定
された値に応じて前記設定された位相差の値を変更する
第１の位相差変更手段とを有して構成した。

本発明が提供する第３の手段は加熱コイルと共振外コン
デンサとが共振し、高周波電力を発生して被加熱物を誘
導加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路の出
力電圧と位相的に相関する第１の信号と、前記共振用コ
ンデンサを流れる電流と位相的に相関する第２の信号と
の位相を比較する位相比較手段と、前記第１の信号と第
２の信号の位相差を設定する位相差設定手段と、前記位
相比較手段からの信号に基づいて前記設定された位相差
となるように前記インバータ回路の発振周波数を制御す
る周波数制御手段と、前記被加熱物の材質に関する情報
を検出する材質情報検出手段と、前記検出された材質に
関する情報に応じて前記設定された位相差の値を変更す
る第２の位相差変更手段とを有して構成した。

本発明が提供する第４の手段は加熱コイルと共振用コン
デンサとが共振し、高周波電力を発生して被加熱物を誘
導加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路の出
力電圧と位相的に相関する第１の信号と、前記共振用コ
ンデンサを流れる電流と位相的に相関する第２の信号と
の位相を比較する位相比較手段と、前記第１の信号と第
２の信号の位相差を設定する位相差設定手段と、前記位
相比較手段からの信号に基づいて前記設定された位相差
となるように前記インバータ回路の発振周波数を制御す
る周波数制御手段と、前記加熱コイルと共振用コンデン
サとで成る共振回路が誘導性となるように前記設定され
る位相差の値を制限する位相差制限手段とを有して構成
した。

本発明が提供する第５の手段は加熱コイルと共振用コン
デンサとが共振し、高周波電力を発生して被加熱物を誘
導加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路の出
力電圧と位相的に相関する第１の信号と、前記共振用コ
ンデンサを流れる電流と位相的に相関する第２の信号と
の位相を比較する位相比較手段と、前記第１の信号と第
２の信号の位相差を設定する位相差設定手段と、前記位
相比較手段からの信号に基づいて前記設定された位相差
となるように前記インバータ回路の発振周波数を制御す
る周波数制御手段と、前記周波数制御手段によって制御
される周波数が所定の値を下回らないように制限する周
波数制限手段とを存して構成した。

本発明が提供する第６の手段は加熱コイルと共振用コン
デンサとが共振し、高周波電力を発生して被加熱物を誘
導加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路の出
力電圧と位相的に相関する第１の信号と、前記共振用コ
ンデンサを流れる電流と位相的に相関する第２の信号と
の位相を比較する位相比較手段と、前記第１の信号と第
２の信号の位相差を設定する位相差設定手段と、前記位
相比較手段からの信号に基づいて前記設定された位相差
となるように前記インバータ回路の発振周波数を制御す
る周波数制御手段と、前記共振用コンデンサを流れる電
流が所定の値を−Ｌ回らないように制限する電流制限手
段とを有して構成した。

本発明が提供する第７の手段は加熱コイルと共振用コン
デンサとが共振し、高周波電力を発生して被加熱物を誘
導加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路の出
力電圧と位相的に相関する第１の信号と、前記共振用コ
ンデンサを流れる電流と位相的に相関する第２の信号と
の位相を比較する位相比較手段と、前記第１の信号と第
２の信号の位相差を設定する位相差設定手段と、前記位
相比較手段からの信号に基づいて前記設定された位相差
となるように前記インバータ回路の発振周波数を制御す
る周波数制御手段と、を有して前記周波数制御手段の起
動開始時においては、前記インバータ回路の発振周波数
を高い値から順次低下させることを特徴とする。

（作用）本発明が提供する第１の手段は、インバータ回路の出力
電圧と位相的に相関する第１の信号と、共振用コンデン
サを流れる電流と位相的に相関する第２の信号との位相
差を設定するための位相差設定手段を有しており、第１
の信号と第２の信号との位相を比較して前記設定された
位相差となるようにインバータ回路の発振周波数を制御
する。

これにより入力電力を広範囲に連続的に変化させること
ができ、電源部でのノイズの発生を防止することができ
る。

本発明が提供する第２の手段は、第１の手段に加えて入
力設定を行う入力設定手段を有し、入力設定された値に
応じて位相差設定手段により設定された位相差の値を変
更する。

これにより被加熱物の材質や形状が異なる場合において
も同一の位相差の設定により同一の入力電力となるよう
に制御することができる。

本発明が提供する第３の手段は、第１の手段に加えて被
加熱物の材質に関する情報を検出する材質情報検出手段
を有し、検出された材質に関する情報に応じて位相差の
値を変更する。

これにより被加熱物の材質にかかわらず入力電力を一定
に制御することができる。

本発明が提供する第４の手段は、第１の手段に加えて加
熱コイルと共振用コンデンサとで成る共振回路が誘導性
となるように第１の信号と第２の信号の位相差を制限す
る。

これによりインバータの発振周波数が共振回路の共振周
波数より大きな値に設定され、スイッチング素子での過
大な短絡電流の発生を防止することができる。

本発明が提供する第５の手段は、第１の手段に加えて周
波数制御手段によって制御される周波数が所定の値を下
回らないように制限する。

これにより周波数制御手段の発振動作が不安定な状態に
おいても確実にインバータ回路を駆動させることができ
る。

本発明が提供する第６の手段は第１の手段に加えて共振
用コンデンサを流れる電流が所定の値を上回らないよう
に制限する。

これにより加熱する際のインピーダンスが低い被加熱物
を加熱する場合においても、過大な電流によるスイッチ
ング素子の焼損を防止し、確実にインバータ回路を駆動
して加熱することができる。

本発明が提供する第７の手段は、第１の手段に加えて、
周波数制御手段の起動開始時においてインバータ回路の
発振周波数を高い値から順次低下させる。

これにより電源投入時等の回路動作が不安定な状態にお
いてもインバータ回路を確実に駆動させることができる
。

（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２図を参照して構成を説明する。

交流電源１は直流電源回路３と接続されている。

この直流電源回路３は直流電源を整流するためのブリッ
ジ回路５と、整流された脈流を平滑化するためのコンデ
ンサ７とから構成されている。

ハーフブリッジ型のインバータ回路９は２つのトランジ
スタ１１．１３と、各トランジスタ１１゜１３のコレク
ターエミッタ間に接続されたダイオード１５．１７と、
加熱コイル１９と、この加熱コイル１９へ直列に接続さ
れた共振用のコンデンサ２１とから構成されている。

位相比較回路２３は第１の信号としてインバータ電圧ｖ
ｌＮを人ノノするとともに、コンデンサ２１を流れるイ
ンバータ電流１１Ｎと位相的に相関する第２の信号とし
てコンデンサ２１の両端の電圧Ｖｏｌを入力しており、
双方の信号の位相を比較して比較の結果、すなわち双方
の信号の位相差に係る信号をローパスフィルタ２５へ出
力する。

位相差設定回路２７は前述した第１の信号と第２の信号
の位相差を設定する。

ＶＣＯ２９は前記位相差設定回路２７によって設定され
た位相差となるようにインバータ回路９の発振周波数を
制御するための周波数制御手段であり、ローパスフィル
タ２５からの信号電圧に応じて発振周波数を変化させる
。

駆動回路３１はＶＣＯ２９からの信号に基づいてトラン
ジスタ１１．１３を交互にオンオフ動作させる。

次に第３図を参照して第２図に示した実施例の作用を説
明する。

駆動回路３１からの信号に基づいてトランジスタ１１．
１３が交互にオンオフ動作すると、加熱コイル１９とコ
ンデンサ２１が直列共振状態に設定される。これにより
加熱コイル１９が高周波電力を発生して図示しない鍋等
の被加熱物を加熱する。

このときインバータ回路９の発振周波数を加熱コイル１
つと共振用のコンデンサ２１とで成る直列共振回路の共
振周波数と等しい値ｆＯに設定すると、直列共振回路は
抵抗負荷のみになり、負荷インピーダンスＺは次の第（
１）式により示される。

Ｚ＝ＲＬ＋ＲＣ・・・０）ただしＲＬ：負荷抵抗ＲＣ：加熱コイル１９の抵抗第（１）式からも明らかなように負荷インピーダンスＺ
は抵抗成分のみとなり、このときの負荷電流は最大の値
となる。また第３図に示す期間Ｔａのあいだ直列共振回
路へ有効電力が供給され、このときの電力量は最大の値
となる。

次に入力電力の制御について説明する。

入力電力の制御を行う場合は位相差設定回路２７により
第１の信号と第２の信号の位相差を９００以−Ｌに設定
することにより行う。すなわち位相差を９０°以上に設
定すると、誘導負荷状態となり第３図（Ｃ）及び（Ｄ）
に示すようにインバタ電流１１Ｎがインバータ電圧Ｖｌ
Ｎに対して遅れ位相となる。このときの負荷インピーダ
ンスＺは次の第〈２）式により示される。

・・・（２）また第３図（Ｄ）に示すように期間Ｔ２の短期間だけ直
列共振回路へ電力が供給される。このように位相差を９
０°以上に設定すると、負荷インピーダンスＺが大きく
なり、インバータ回路９へ流れる電流が減少するので入
力電力を連続的に低く制御することができる。

次に第４図を参照して本発明に係る他の実施例を説明す
る。

本実施例は鍋材質検知回路３３によって被加熱物の材質
に関する情報を検出するとともに、この検出した材質情
報に応じて位相差設定回路２７によって設定された位相
差の値を変更することにより、被加熱物の材質にかかわ
らず入力電力を一定に制御するようにしたことを特徴と
する。

具体的に説明すると、インバータ電圧位相検知回路２０
は第５図（Ａ）に示すようにインバータ電圧ＶＩＮを検
出して位相比較回路２３へ出力する。

またコンデンサ電圧位相検知回路２２は第５図（Ｃ）に
示すように共振用のコンデンサ２１の両端の電圧ＶＣＩ
を検出して位相比較回路２３へ出力する。インバータ電
流ＩＩＮは第５図（Ｂ）に示すようにインバータ電圧ｖ
１Ｎと同期しており、電圧ＶＣ７の位相はインバータ電
流ｉｔＮの位相に対して９０″だけ遅延している。エク
スクル−シブオア回路（ｅｘｃｌｕｓｌｖｅｏｒ　）等
から構成される位相比較回路２３がインバータ電圧ＶＩ
Ｎ及び電圧ＶＣｔを入力すると、第５図（Ｄ）に示すよ
うな信号ＶｐＩをローパスフィルタ２５へ出カスる。ロ
ーパスフィルタ２５は位相差設定回路２７からの信号と
信号ＶｐＩを入力すると第５図（Ｄ）に点線で示す信号
Ｖｐ２をＶＣＯ２９へ出力する。ローパスフィルタ２５
から出力される信号Ｖｐ２は信号Ｖｐｌのデユーティ比
に応じて変化する。すなわち直列共振回路が誘導性であ
る場合にはインバータ電流１１Ｎがインバータ電圧ＶＩ
Ｎに対して遅れ位相となり、その分だけ信号Ｖｐ２が低
くなる。ＶＣＯ２９は第５図（Ｅ）に示すように入力端
子、すなわち信号Ｖｐ２の値に応じて発振周波数が変化
する。駆動回路３１はＶＣＯ２９からの信号に応じてイ
ンバータ回路９を駆動する。以上の如くインバータ電圧
位相検知回路２０、コンデンサ電圧位相検知回路２２、
位相比較回路２３、ローパスフィルタ２５、ＶＣＯ２９
及び駆動回路３１とでいわゆるフェーズロックループ（
以下ＰＬＬと称する）を形成しており、被加熱物の材質
により共振周波数が異なる場合においても前述したＰＬ
Ｌ制御がなされ、常に共振状態に設定される。

ここで被加熱物の材質により共振周波数ｔｏが異なる場
合の例を第６図に示す。第６図（Ａ）は加熱コイル１つ
が２１．５ターン（Ｔ）で且つコンデンサ２１が１μＦ
に設定された場合を示し、第６図（Ｂ）は加熱コイル１
９が３０ターンで且つコンデンサ２１が０，５５μＦに
設定された場合を示している。

また被加熱物の材質に応じて入力インピーダンスが異な
るので、例えば非磁性のステンレス鍋を共振状態で加熱
すると、すなわちインバータ電圧ｖｏ１と電圧ＶｌＮの
位相差を９０″に設定して加熱すると、第７図山線ａに
示すように入力電力が大きくなりすぎてインバータ回路
９に障害を生じるおそれがある。尚。第７図■線すは鉄
鍋を加熱した場合のインバータ回路の発振周波数に対す
る入力電力の変化を示す。

このため第４図に示す実施例では被加熱物の材質に応じ
て入力電力を制御する。

インバータ回路９のコンデンサ２１を流れる電流の流路
にカレントトランスＣＴ１を設けており、カレントラン
スＣＴ１がインバータ電流１１Ｎと相関する検出信号を
出力すると、鍋材質検知回路３３がこの検出信号に応じ
た信号電圧を発生する。

この信号電圧は被加熱物の材質に応じて、すなわち被加
熱物のインピーダンスに応じて変化する。

比較回路３５は抵抗Ｒ１１とＲ１２とで設定された基準
値と、鍋材質検知回路３３からの信号電圧とを比較し、
例えば被加熱物の材質が鉄又は磁性を有するステンレス
であることを判別したときに出力信号を位相差設定回路
２７へ出力する。比較回路３７は抵抗Ｒ１３とＲ１４と
で設定された基準値と、鍋材質検知回路３３からの信号
電圧とを比較し、例えば被加熱物の材質が非磁性のステ
ンレスであることを判別したときに出力信号を位相差設
定回路２７へ送出する。また比較回路３９は抵抗Ｒ１５
とＲ１６とで設定された基準値と、鍋材質検知回路３３
からの信号電圧とを比較し、例えばトッププレート上に
被加熱物が載置されていない無負荷状態であることを判
別したときに出力信号を位相差設定回路２７へ送出する
。これにより位相差設定回路２７では前述の検出された
材質に応じて位相差の値が変更されるので、被加熱物の
材質にかかわらず入力電力を一定に制御することができ
る。例えば加熱する際のインピーダンスが低い非磁性の
ステンレス製の鍋がトッププート−１−に載置された場
合には、前記位相差の値を更に大きな値に変更して直列
共振回路の共振周波数ｆＯより高い周波数でインバータ
回路９を発振させることにより入力電力を制御する。

次に第１図を参照して本発門に係る他の実施例を説明す
る。

本実施例は入力端子設定値回路４１と、入力端子検知回
路４３と、これら双方の出力信号を比較する比較回路４
５と、直列共振回路が誘導性となるように位相差の値を
制限する位相差設定制限回路４７と、発振周波数が所定
の値を下回らないように制限する発振周波数制限回路４
つと、コンデンサ２１を流れる電流が所定の値を」二回
らないように制限する電流制限回路５１と、起動開始時
においてインバータ回路９の発振周波数を高い値から順
次低下させるための初期設定回路５３とを設けたことを
特徴とする。

具体的に説明すると、入力電流検知回路４３はカレント
トランスＣＴ２からの検出信号に基づいて交流電源１か
らの入力端子を検出する。比較回路４５は入力電流設定
値回路４１によって設定された設定値と、入力電流検知
回路４３によって検出された値とを比較し比較結果に係
る信号を位相差設定回路２７へ出力する。

位相差設定回路２７は比較回路４５からの信号に応じて
位相差の値を変更することにより、被加熱物の材質や形
状が異なる場合においても入力電力を設定された値に制
御する。

ところでインバータ回路９の発振周波数が低下して直列
共振回路が容量性の状態になると、第９図に示す如くダ
イオード１５又は１７の逆回復時間に、すなわち期間Ｔ
２２からＴ２３へ移行するとき又は期間Ｔ２４からＴ２
１　（Ｔ２５）へ移行するときに、ダイオード１５又は
１７内に残ったキャリアが消滅するまでトランジスタ１
１又は１３がオンして過大な短絡電流が流れる場合があ
る。

このため本発明は位相差設定制限回路４７を設けて、位
相差が９０°以下とならないように、すなわち直列共振
回路が誘導性となるように位相差の値を制限する。これ
によりインバータ回路９の発振周波数が直列共振回路の
共振周波数１０より大きな値に設定され、第８図に示す
如くトランジスタ１１のベースへ信号Ｑｌが入力すると
期間Ｔ１１では経路ＬＰＩＩを通ってインバータ電流Ｉ
、が流れる。次の期間Ｔ１２では経路ＬＰ１２を通って
インバータ電流１１Ｎが流れる。続いて期間７１３、Ｔ
１４では経路ＬＰ１３．ＬＰ１４を通ってインバータ電
流１１Ｎが流れる。

また電流制限回路５１はカレントトランスＣＴ１からの
検出信号に基づいてインバータ電流１１Ｎを検出するイ
ンバータ電流検知回路６１と、インバータ電流１１Ｎの
制限値を設定するためのインバータ電流制限値設定回路
６３と、これらの双方の回路からの出力信号を比較する
比較回路６弓とから構成れている。位相差設定回路２７
ではこの電流制限回路６５からの出力信号に応じて位相
差が変更されるので、インバータ電流１１Ｎがトランジ
スタ１１．１３の定格電流以下に制御される。これによ
りステンレス製の鍋等のインピーダンスの小さな被加熱
物を加熱する場合にも過大な電流が流れないので、トラ
ンジスタ１１．１３を焼損することなく確実にインバー
タ回路を動作させて加熱することができる。

また通常の動作時においては第１０図に示すようにイン
バータ電圧ｖＩＮに対してインバータ電流１１Ｎが同期
しているが、ＶＣＯ２９の発振開始時又は電源投入時に
おいては、ＶＣＯ２９の発振動作が不安定な場合があり
、このときの発振周波数が第１１図に示すように直列共
振回路の共振周波数ｒＯの３分の１になると、前述した
ＰＬＬ制御がロックしてしまいインバータ回路が正常に
動作しない場合がある。

そこで本実施例では発振周波数制限回路４９を設けてＶ
ＣＯ２９の発振周波数が所定の値を下回らないように制
御する。この制限される周波数の値は以下のように設定
される。すなわち被加熱物の材質に応じてインバータ回
路９の発振周波数が変化するが、発振周波数が最も低く
なる場合を考慮してこのときの発振周波数の値よりも低
い値に設定される。これによりＶＣＯ２９の発振動作が
不安定な状態においても確実にインバータ回路を駆動さ
せることができる。

また、電源投入時においては回路動作が不安定であり、
インバータ回路９の発振周波数をできる限り高く設定し
てインバータ回路９へ過大な電流が流れるのを防止する
必要かある。

このため本実施例は初期設定回路５３を設けて、電源投
入時又はＶＣＯ２９の起動開始時におい°ては第１２図
に示すようにローパスフィルタ２５へ入力する信号電圧
ＶＬを高い値から徐々に低下させる。これによりインバ
ータ回路９の発振周波数が共振周波数１’ｏよりも高い
値から徐々に低下するので、電源投入時等の回路動作が
不安定な状態においてもインバータ回路９を確実に駆動
させることができる。

次に第１３図を参照して本発明に係る具体的な実施例を
説明する。

ＶＣＯ２９は入力端子に応じて発振周波数が変化するも
のであり、例えば入力端子が１Ｖのとき４０ＫＨｚの矩
形パルスを出力する。また入力端子が５Ｖのとき１７０
ＫＨｚの矩形パルスを出力する。

デッドタイム生成回路３０はＶＣＯ２９からの矩形パル
スを分周する。またデッドタイム生成回路３０は２個の
トランジスタ１１．１３が同時にオンしないように一方
のトランジスタへの駆動電流の供給をオフした後に、こ
のトランジスタが完全にオフするまで他方のトランジス
タへの駆動電流の供給を停止するためのいわゆるデッド
タイムを生成する。

トランジスタ１１を駆動するための上アーム駆動回路３
１Ａと、トランジスタ１３を駆動するための下アーム駆
動回路３１Ｂとで駆動回路３１を形成している。ここで
上アーム駆動回路３１Ａ、下アーム駆動回路３１Ｂへ入
力されるドライブ信号はトランジスタ１１．１３の動作
電位レベルと異なるので、それぞれパルストランスＴＲ
Ａ、ＴＲＢを介してトランジスタ１１．１３へ与えられ
る。

インバータ回路９では共振用のコンデンサ２１に対して
コンデンサ７１が直列に接続され、このコンデンサ２１
と７１との分圧電圧をコンデンサ２１へ流れる電流と位
相的に相関する第２の信号としてコンデンサ電圧位相検
知回路２２へ出力する。

コンデンサ電圧位相検知回路２２は演算増幅器７３、及
びフォトカプラー７５等から構成され、前述の第２の信
号を入力すると矩形パルスを生成し、フォトカプラー７
５によって電位レベルの整合を図っている。

エクスクル−シブオア回路を用いた位相比較回路２３は
インバータ回路９の出力電圧と位相的に相関する第１の
信号Ｃａをデッドタイム生成回路３０から入力するとと
もに、第２の信号ｃｂをコンデンサ電圧位相検知回路２
２から入力している。

インバータ回路９の発振周波数が直列共振回路の共振周
波数と等しい場合には第１４図に示す如くデユーティ比
５０％の出力信号Ｖｐｌが位相比較回路２３から出力さ
れる。またインバータ回路９の発振周波数が共振周波数
より高い場合には第１５図に示す如く比相比較回路２３
から出力される出力信号Ｖｐ＋のデイ−ティ比が５０％
以−にになる。

ローパスフィルタ２５は演算増幅器７７を右し、出力信
号Ｖｐｌを平滑化してＶＣＯ２９へ出力する。

位相差設定部２７Ａは入力端子設定値回路４１、比較回
路４５及び初期設定回路５３を有している。

入力端子設定値回路４１は抵抗８１と可変抵抗８３とか
ら構成され、可変抵抗８３を調整することによりインバ
ータ回路からの出力を変化させることができる。この可
変抵抗８３によって設定された設定値に係る信号は比較
回路４５の非反転入力端子へ与えられる。また比較回路
４５の反転入力端子には入力端子検知回路４３からの信
号が与えられ、双方の信号を比較することによりインバ
ータ回路からの出力が所望の値に設定される。

また初期設定回路５３は直列に接続された抵抗８５．８
７と、抵抗８５に４（２列に接続されたコンデンサ８９
とから構成されている。抵抗８５と８７で分圧された電
圧が位相制御を行うための制御電圧として用いられるが
、例えば電源投入時には、コンデンサ８つが介在するこ
とにより制御電圧が高い状態から徐々に低下するので、
インバータ回路の発振周波数が高い周波数から徐々に低
下していき、いわゆるソフトスタートを行うようになっ
ている。

位相差設定制限回路４７は演算増幅器９１、抵抗９３．
９５等から構成され、抵抗９３と９５の分圧電圧を位相
差下限値ＶＬＬとして設定している。これにより直列共
振回路が容量性とならないように位相差の下限値が制限
される。

発振周波数制限回路４９は演算増幅器９７等から構成さ
れ、ＶＣＯ２９の入力端子を監視してＶＣＯ２９の発振
周波数が所定の値を下回らないように制限する。

電流制限回路５１はインバータ電流を検出するインバー
タ電流検知回路６１と、インバータ電流の制限値ＶＬＩ
Ｌを設定するためのインバータ電流制限値設定回路６３
と、これらの双方の値を比較する比較回路６５とから構
成され、インバータ電流が所定の値を上回らないように
制限する。

次に第１６図を参照して本発明に係る他の実施例を説明
する。

本実施例はコンデンサ電流位相検知回路２２Ａと、カレ
ントトランスＣＴ３を設け、このカレントトランスＣＴ
３からの検出信号に基づいて共振用のコンデンサ２１を
流れる電流を第２の信号として検出するようにしたこと
を特徴とする。

コンデンサ２１を流れる電流の位相はコンデンサ２１の
両端の電圧の位相より９０″進む。従ってコンデンサ電
流位相検知回路２２Ａから出力される信号Ｃｄの位相は
、第１３図に示したコンデンサ電圧位相検知回路２２か
ら出力される信号Ｃｂの位相より９０°だけ進んでいる
。

インバータ回路９の発振周波数が直列共振回路の共振周
波数と等しい場合には第１７図に示す如くデユーティ比
５０％以下の出力信号ＶｐＩが位相比較回路２３から出
力される。またインバータ回路９の発振周波数が直列共
振回路の共振周波数より高い場合には第１８図に示すよ
うに出力信号Ｖｐｌ　のデユーティ比が第１７図に比べ
て大きくなる。

また本実施例は入力電力設定値回路４１Ａによって所望
の入力電力を設定するとともに、入力電力検知回路４３
Ａによって実際の入力電力を検出するようにしている。

尚、第１図に示した回路部と同一の回路部については同
一番号を付して詳細な説明を省略する。

以上の如く入力電力設定値回路４１Ａと、入力電力検知
回路４３Ａとを設けたので、所望の入力電力を容易且つ
確実に設定することができる。

［発明の効果］以上説明してきたように本発明が提供する第１の手段に
よれば、インバータ回路の出力電圧と位相的に相関する
第１の信号と、共振用コンデンサを流れる電流と位相的
に相関する第２の信号との位相差を設定された位相差と
なるようにインバータ回路の発振周波数を制御するよう
に構成したので、入力電力を広範囲に連続的に変化させ
ることができ、電源部でのノイズの発生及び効率の低下
を防止することができる。

本発明が提供する第２の手段によれば、入力設定手段に
より入力設定された値に応じて位相差設定手段により設
定された位相差の値を変更するように構成したので、被
加熱物の材質や形状が異なる場合においても同一の位相
差の設定により同一の入力電力となるように制御するこ
とができる。

本発明が提供する第３の手段によれば、材質情報検出手
段によって検出された材質に関する情報に応じて位相差
の値を変更するように構成したので被加熱物の材質にか
かわらず入力電力を一定に制御することができる。

本発明が提供する第４の手段によれば、加熱コイルと共
振用コンデンサとで成る共振回路が誘導性となるように
第１の信号と第２の信号の位相差を制限するように構成
したのでインバータの発振周波数が共振回路の共振周波
数より大きな値に設定され、スイッチング素子での過大
な息絡電流の発生を防止することができる。

本発明が提供する第５の手段によれば、周波数制御手段
によって制御される周波数が所定の値を下回らないよう
ｈ’ｓ制限するように構成したので周波数制御手段の発
振動作が不安定な状態においても確実にインバータ回路
を駆動させることができる。

本発明が提供する第６の手段によれば、共振用コンデン
サを流れる電流が所定の値を−に回らないように制限す
るように構成したので、インピーダンスの低い材質の被
加熱物を加熱する場合においても、過大な電流によるス
イッチング素子の焼損を防止し、確実にインバータ回路
を駆動して上記被加熱物を加熱することができる。

本発明が提供する第７の手段によれば、周波数制御手段
の起動開始時においてインバータ回路の発振周波数を高
い値から順次低下させるように構成したので、電源投入
時等の回路動作が不安定な状態においてもインバータ回
路を確実に駆動させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例を示したブロック図、第
２図は本発明に係る他の実施例を示したブロック図、第
３図は第２図実施例の各部信号波形図、第４図は本発明
に係るその他の実施σ１１を示したブロック図、第５図
は第４図実施例の作用を示す説明図、第６図は被加熱物
の材質の相異に伴う共振周波数の値を示した図、第７図
は発振周波数に対する入力電力を示した特性図、第８図
は共振回路が誘導性である場合の説明図、第９図は共振
回路が容量性である場合の説明図、第１０図、第１１図
及び第１２図は第４実施例の各部の信号波形図、第１３
図は本発明に係る実施例の具体的な回路構成を示した回
路ブロック図、第１４図及び第１５図は第１３図実施例
の各部の信号波形図、第１６図は本発明に係る他の実施
例を示したブロック図、第１７及び第１８図は第１６図
実施例の各部の信号波形図、第１９図は従来例を示した
ブロック図、第２０図は第１９図の各部の信号波形図、
第２１図は他の従来例を示したブロック図、第２２図は
第２１図の各部の信号波形図、第２３図はインバータ回
路の入力電力に対する反発力を示した特性図である。９・・・インバータ回路１１．１３・・・トランジスタ１９・・・加熱コイル２１・・・コンデンサ２３・・・位相比較回路２７・・・位相差設定回路４７・・・位相差設定制限回路４９・・・発振周波数制限回路５１・・・電流制限回路５３・・・初期設定回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加熱コイルと共振用コンデンサとが共振し、高周
波電力を発生して被加熱物を誘導加熱するインバータ回
路と、前記インバータ回路の出力電圧と位相的に相関する第１
の信号と、前記共振用コンデンサを流れる電流と位相的
に相関する第２の信号との位相を比較する位相比較手段
と、前記第１の信号と第２の信号の位相差を設定する位相差
設定手段と、前記位相比較手段からの信号に基づいて前記設定された
位相差となるように前記インバータ回路の発振周波数を
制御する周波数制御手段と、を有することを特徴とする
電磁調理器。
（２）加熱コイルと共振用コンデンサとが共振し、高周
波電力を発生して被加熱物を誘導加熱するインバータ回
路と、前記インバータ回路の出力電圧と位相的に相関する第１
の信号と、前記共振用コンデンサを流れる電流と位相的
に相関する第２の信号との位相を比較する位相比較手段
と、前記第１の信号と第２の信号の位相差を設定する位相差
設定手段と、前記位相比較手段からの信号に基づいて前記設定された
位相差となるように前記インバータ回路の発振周波数を
制御する周波数制御手段と、前記被加熱物を加熱する加
熱力に関する入力設定を行う入力設定手段と、前記入力設定された値に応じて前記設定された位相差の
値を変更する第１の位相差変更手段と、を有することを
特徴とする電磁調理器。
（３）加熱コイルと共振用コンデンサとが共振し、高周
波電力を発生して被加熱物を誘導加熱するインバータ回
路と、前記インバータ回路の出力電圧と位相的に相関する第１
の信号と、前記共振用コンデンサを流れる電流と位相的
に相関する第２の信号との位相を比較する位相比較手段
と、前記第１の信号と第２の信号の位相差を設定する位相差
設定手段と、前記位相比較手段からの信号に基づいて前記設定された
位相差となるように前記インバータ回路の発振周波数を
制御する周波数制御手段と、前記被加熱物の材質に関す
る情報を検出する材質情報検出手段と、前記検出された材質に応じて前記設定された位相差の値
を変更する第２の位相差変更手段と、を有することを特
徴とする電磁調理器。
（４）加熱コイルと共振用コンデンサとが共振し、高周
波電力を発生して被加熱物を誘導加熱するインバータ回
路と、前記インバータ回路の出力電圧と位相的に相関する第１
の信号と、前記共振用コンデンサを流れる電流と位相的
に相関する第２の信号との位相を比較する位相比較手段
と、前記第１の信号と第２の信号の位相差を設定する位相差
設定手段と、前記位相比較手段からの信号に基づいて前記設定された
位相差となるように前記インバータ回路の発振周波数を
制御する周波数制御手段と、前記加熱コイルと共振用コ
ンデンサとで成る共振回路が誘導性となるように前記設
定される位相差の値を制限する位相差制限手段と、を有することを特徴とする電磁調理器。
（５）加熱コイルと共振用コンデンサとが共振し、高周
波電力を発生して被加熱物を誘導加熱するインバータ回
路と、前記インバータ回路の出力電圧と位相的に相関する第１
の信号と、前記共振用コンデンサを流れる電流と位相的
に相関する第２の信号との位相を比較する位相比較手段
と、前記第１の信号と第２の信号の位相差を設定する位相差
設定手段と、前記位相比較手段からの信号に基づいて前記設定された
位相差となるように前記インバータ回路の発振周波数を
制御する周波数制御手段と、前記周波数制御手段によっ
て制御される周波数が所定の値を下回らないように制限
する周波数制限手段と、を有することを特徴とする電磁調理器。
（６）加熱コイルと共振用コンデンサとが共振し、高周
波電力を発生して被加熱物を誘導加熱するインバータ回
路と、前記インバータ回路の出力電圧と位相的に相関する第１
の信号と、前記共振用コンデンサを流れる電流と位相的
に相関する第２の信号との位相を比較する位相比較手段
と、前記第１の信号と第２の信号の位相差を設定する位相差
設定手段と、前記位相比較手段からの信号に基づいて前記設定された
位相差となるように前記インバータ回路の発振周波数を
制御する周波数制御手段と、前記共振用コンデンサを流
れる電流が所定の値を上回らないように制限する電流制
限手段と、を有することを特徴とする電磁調理器。
（７）加熱コイルと共振用コンデンサとが共振し、高周
波電力を発生して被加熱物を誘導加熱するインバータ回
路と、前記インバータ回路の出力電圧と位相的に相関する第１
の信号と、前記共振用コンデンサを流れる電流と位相的
に相関する第２の信号との位相を比較する位相比較手段
と、前記第１の信号と第２の信号の位相差を設定する位相差
設定手段と、前記位相比較手段からの信号に基づいて前記設定された
位相差となるように前記インバータ回路の発振周波数を
制御する周波数制御手段と、を有して前記周波数制御手
段の起動開始時においては、前記インバータ回路の発振
周波数を高い値から順次低下させることを特徴とする電
磁調理器。