JPH0430159B2 - - Google Patents

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に特徴をもつ誘導加熱調
理器に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、誘導加熱調理器の出力制御方式には、周
波数変換装置の発振周波数を可変にして出力を調
整する方式と、周波数変換装置の発振周波数は固
定してデユーテイーコントロール（通電比率制
御）をすることにより出力を調整する方式とがあ
る。前者は連続通電により出力が制御できるのに
比べ、後者は断続通電により出力を制御するた
め、ある特定温度範囲では前者の方が鍋の時間的
温度ムラが生じることなく調理性能は良好であ
る。しかしながら、高出力から低出力まで幅広い
出力制御を行なうという点において、前者は、ス
イツチング素子の能力から見て限界があり、出力
調整範囲（特に低出力側）は限定されることにな
る。その点において、後者のデユーテイーコント
ロールによる方式は、前者のような制約はなくな
り幅広い出力制御ができることになり優位性を持
つ。そこでデユーテイーコントロールによる従来
の誘導加熱調理器の出力制御方式について、第１
図、及び第２図を用いて説明する。第１図におい
て、１は加熱スタート装置、２はソフトスタート
装置、３は発振制御装置、４は発振制御装置３に
より発振が制御される周波数変換装置、５は小物
負荷の場合、周波数変換装置４の発振を停止させ
る小物負荷検知装置、６は遅延装置、７は小物負
荷検知禁止装置、８は鍋検知装置を示す。第２図
は上記方式の動作を示し、ａは周波数変換装置４
の出力を示し、出力はソフトスタート期間t₂を経
て安定する。ｂは周波数変換装置４の起動信号、
ｃは起動信号ｂから所定時間t₁だけ遅れた小物負
荷検知禁止信号である。

今、第２図ｂのように、デユーテイー周期t₄で
デユーテイーコントロールをした場合を考える。
ソフトスタート時間t₂内で小物負荷を検知するに
は誤差が大きく、t₂経過後出力が安定してからで
ないと小物負荷検知は出来ない（t₃時間）。すな
わち、小物負荷検知のためにt₁時間以上の負荷の
加熱が必要となり、小物負荷保護動作（小物負荷
検知禁止信号により負荷の加熱を中止して温度上
昇を抑える動作）が遅くなる。小物の場合、熱容
量が小さいので数秒で100℃に達するものもある。
又、ソフトスタート装置t₂を短くすることは、加
熱コイルのＱが高い時（無負荷状態など）に、電
力回路のトランゼントによる過渡電圧が発生しや
すく、部品の信頼性上、不都合が生じる。更に、
この小物負荷検知時間t₁のためにデユーテイ周期
t₄、及びデユーテイ周期内での通電時間t₅は制約
を受けることになる。すなわち、通電時間t₅は最
低でも小物負荷検知時間t₁を確保しなければなら
ず、出力を絞つて低出力で加熱をする際は 出力≒最大出力×t₅／t₄ なる式で出力が決まることから、デユーテイー周
期t₄を長くしなければならず、断続加熱による鍋
の時間的温度ムラを生じ調理性能を悪くする。こ
のように、デユーテイーコントロールによる方式
は、周波数変換装置の発振周波数を可変にして出
力を調整する方式に比してすぐれているものの、
解決しなければならない問題があつた。

発明の目的 本発明は上記のような従来の問題を解消し、小
物負荷の温度上昇を抑えて使用者の誤使用に対し
ても、やけど等の危険を与えない安全性を確保す
ると共に、正常負荷を低出力で加熱しても調理性
の良い誘導加熱調理器を提供するものである。

発明の構成 本発明の誘導加熱調理器は、デユーテイ周期に
同期し、かつデユーテイ比に対応した通電時間だ
け加熱スタート信号を発生する加熱スタート装置
と、商用電源から高周波電源に変換する高周波変
換装置と、前記周波数変換装置の発振を前記加熱
スタート信号の出力期間中に制御し、出力期間以
外に発振を停止させる発振制御装置と、起動時の
所定時間だけ周波数変換装置の出力を低出力に固
定する低出力設定装置と、小物負荷検知装置と、
低出力設定が解除されると設定出力まで所定の時
定数をもつてソフトスタートさせるソフトスター
ト装置と、鍋検知装置とを有し、前記小物負荷検
知装置は、起動時に所定時間だけ固定された低出
力設定時に作動して被加熱物の大小を判別し、被
加熱物が小物負荷の場合は周波数変換装置の発振
を停止させ、被加熱物が正常負荷の場合に低出力
設定を解除するものであり、使用上の安全性と良
好な調理性能を確保したものである。

実施例の説明 本発明の一実施例を示す出力制御方式のブロツ
ク図を第３図に、その動作を第４図に、具体回路
例を第５図にそれぞれ示す。

第３図において、９は加熱スタート信号を発生
する加熱スタート装置、１０は前記加熱スタート
装置９の加熱スタート信号により起動時にのみ所
定時間だけ周波数変換装置（後記）の出力を低出
力に固定する低出力設定装置、１１は周波数変換
装置の発振を制御する発振制御装置、１２は商用
電源から高周波電源に変換する周波数変換装置、
１３は前記低出力設定装置１０の作動中に被加熱
物の大小を判別し被加熱物が小物負荷の場合は周
波数変換装置１２の発振を停止させ、被加熱物が
正常負荷の場合は低出力設定を解除する小物負荷
検知装置、１４は低出力設定が解除されると設定
出力まで所定の時定数をもつてソフトスタートさ
せるソフトスタート装置、１５は被加熱物の磁性
の有無を検出する鍋検知装置である。

第４図において、ａは周波数変換装置１２の出
力、ｂは加熱スタート装置９により発生される周
波数変換装置１２の起動信号、ｃは低出力設定装
置１０により発生される低出力設定信号である。

今、第４図のｂに示すように加熱スタート装置
９により、デユーテイー周期t₈、通電時間t₉なる
スタート信号を発生させると、低出力設定装置１
０が作動し、所定時間t₆の期間、周波数変換装置
１２の出力が低出力になるように発振制御装置１
１を制御する。そしてこの間に、小物負荷検知装
置１３が働き、負荷の大小を判別し、負荷が小物
であれば直ちに発振制御装置１１にり周波数変換
装置１２の発振を停止させる。又、負荷が正常負
荷の場合は、低出力設定を解除してソフトスター
ト装置１４を作動させ、ソフトスタート時間t７
後に周波数変換装置１２の出力は設定出力とな
る。そして通電時間t₉が経過すると、周波数変換
装置１２は発振を停止する。更に非通電時間t₁₀
が経過すると、再び加熱スタート信号の発生によ
り前述の動作を周期t₈で繰り返す。

ここで、使用者の誤使用に対する安全性につい
て説明する。誤使用、すなわちスプーンやフオー
ク等の小物負荷を誤つて加熱しようとすると、起
動時に低出力でt₆時間だけ負荷を加熱するが、小
物負荷検知装置１３により発振が停止し、小物負
荷の温度上昇は極力抑えられる。更に、正常負荷
をフル通電（非通電時間t₁₀＝０）で加熱中に誤
つて鍋を取り、小物負荷を置いた場合を考える。
この場合、小物負荷検知装置１３は作動状態にな
いので小物負荷は加熱され続ける。これを防止す
るために、磁石とスイツチを組合わせた鍋検知装
置１５を設け、鍋がなくなると、スイツチが切れ
て周波数変換装置１２の発振を停止させ、小物負
荷検知装置１３を作動可能状態とする。そして小
物負荷を加熱しようとすると、周波数変換装置１
２が低出力で発振し、その間に小物負荷検知装置
１３が作動して発振を停止させる。このようにし
て使用者が誤使用により小物負荷を加熱しようと
しても、起動時に短時間のうちに小物負荷を検知
し、しかも低出力発振状態で検知できるため、小
物負荷の加熱による温度上昇は極力抑えられる訳
である。

次に調理性能について説明する。正常負荷をデ
ユーテイーコントロールで出力制御する場合、デ
ユーテイー周期t₈が短かいほど鍋の時間的温度ム
ラが少なくなり調理性能は良好となる。これは調
理物の熱容量が小さい程、そして出力を絞つて低
出力にする程顕著となる。ここでデユーテイー周
期t₈、及び通電時間t₉は小物負荷検知時間t₆より
短かくは出来ないが、小物負荷検知時間t₆がソフ
トスタート時間t₇を含んでおらないため、小物負
荷検知時間t₆はかなり短かく設定できる。そこで
デユーテイ周期t₈も短かくすることが出来るため
調理性能も良好となる訳である。

第５図において、９〜１５は第３図の具体実施
例である。１６は商用電源、１７は電源スイツ
チ、１８は全波整流器、１９はチヨークコイル、
２０は電源コンデンサ、２１は被加熱鍋、２２は
加熱コイル、２３は転流コンデンサ、２４はパワ
ートランジスタ、２５はダンパーダイオード、２
６は変流器、２７は全波整流器、２８はシヤント
抵抗、３２は差動増巾器、３３は電圧制御発振器
（V.C.O）、３４はプログラマブル・ユニジヤクシ
ヨン・トランジスタ（PUT）、３５は電圧比較
器、３７はNANDゲート、４１は電圧比較器、
４３は鍋スイツチ、４４はANDゲート、４６は
タイマー、４８はPUTである。又、V_CCは制御回
路用の直流電源である。

ここで、被加熱鍋２１を天板（図示せず）を介
して加熱コイル２２上に置き電源スイツチ１７を
入れると、鍋スイツチ４３がONすると共に加熱
スタート装置９より加熱スタート信号が発生し、
ANDゲート４４より出力される。するとトラン
ジスタ５２，５５がONし、差動増巾器３２の反
転入力端子には抵抗５４，５３及びトランジスタ
５５のV_BEからなる低出力設定電位を加える。
又、差動増巾器３２の非反転入力端子には、変流
器２６から周波数変換装置１２の出力をその入力
電流I_ioにより検出し全波整流器２７、シヤント抵
抗２８、ダイオード２９、平滑用のコンデンサ３
０および抵抗３１を通して取り出された直流電圧
を加える。すると、差動増巾器３２の出力により
電圧制御発振器３３が発振し、電圧比較器３５を
通して方形波となりパワートランジスタ２４を駆
動して周波数変換装置１２の出力を低出力に固定
する。この低出力状態はタイマー４６の動作中の
み維持される。すなわち、トランジスタ５２の
ONによりトランジスタ４５がONし、PUT４８
のアノードに接続されたコンデンサ４７が充電を
始め、抵抗４９，５０により設定されたゲート電
圧を越えると、PUT４８がONし、そのためにト
ランジスタ５１がONし、トランジスタ５２，５
５はOFFし、低出力状態の設定は解除される。
タイマー４６の動作中は小物負荷検知装置１３の
作動期間であり、電圧比較器４１の反転入力端子
に差動増巾器３２の出力を、非反転入力端子に抵
抗３９，４０から設定された小物負荷検知レベル
を加え、小物負荷の場合は電圧比較器４１の出力
は高出力となつてトランジスタ４２をONさせ、
パワートランジスタ２４はOFFし、周波数変換
装置１２の発振は停止する。ここでＡ出力とＢ出
力を入力したNANDゲート５２およびトランジ
スタ３８はタイマー４６の動作中、すなわち低出
力設定期間のみ小物負荷検知を行なうために設け
たものである。負荷が正常負荷の場合、タイマー
４６が動作を終了すると、ソフトスタート装置１
４により差動増巾器３２の反転入力端子の電位は
所定時定数をもつて徐々に上昇し、電圧制御発振
器３３、電圧比較器３５を通して、周波数変換装
置１２の出力を設定出力まで上昇させる。又、加
熱スタート装置９の出力が低出力になるか、もし
くは、被加熱鍋２１が加熱コイル２２上からずれ
て鍋スイツチ４３が切れると、Ａ出力は低出力と
なり、ダイオード３６によりパワートランジスタ
２４はOFFし、周波数変換装置１２は発振を停
止する。このようにして、加熱スタート信号を第
４図ｂのように加えると、周波数変換装置１２の
出力は第４図ａのようになる（但し、負荷が正常
負荷の場合に限る）。

発明の効果 上記実施例からあきらかなように、本発明の誘
導加熱調理器は、とくに、小物負荷検知装置が周
波数変換装置の起動時に低出力に固定された状態
において作動するものであり、小物負荷の温度上
昇を抑えて使用者の誤使用に対しても、やけど等
の危険を与えない安全性を確保すると共に、正常
負荷においては、幅広い出力制御を可能にし、低
出力で加熱しても良好な調理性能をも確保できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の誘導加熱調理器の出力制御方式
を示すブロツク図、第２図は同動作説明図、第３
図は本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の出
力制御方式を示すブロツク図、第４図は同動作説
明図、第５図は同具体回路図を示す。 ９……加熱スタート装置、１０……低出力設定
装置、１１……発振制御装置、１２……周波数変
換装置、１３……小物負荷検知装置、１４……ソ
フトスタート装置、１５……鍋検知装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ デユーテイ周期に同期し、かつデユーテイ比
   に対応した通電時間だけ加熱スタート信号を発生
   する加熱スタート装置と、商用電源から高周波電
   源に変換する周波数変換装置と、前記周波数変換
   装置の発振を前記加熱スタート信号の出力期間中
   に制御し、出力期間以外に発振を停止させる発振
   制御装置と、前記加熱スタート装置の加熱スター
   ト信号により起動時にのみ所定時間だけ周波数変
   換装置の出力を低出力に固定する低出力設定装置
   と、前記低出力設定装置の作動中に被加熱物の大
   小を判別し被加熱物が小物負荷の場合は周波数変
   換装置の発振を停止させ、被加熱物が正常負荷の
   場合は低出力設定を解除する小物負荷検知装置
   と、低出力設定が解除されると設定出力まで所定
   の時定数をもつてソフトスタートさせるソフトス
   タート装置とを有する誘導加熱調理器。