JPH04340368A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般家庭及びレストラン
などで使用される誘導加熱調理器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の誘導加熱調理器の回路動作を図６
〜図８を用いて説明する。図６は従来の誘導加熱調理器
の回路の一例である。２１は直流電源、２２は加熱コイ
ルで、図には特に記載していないがこの上に被加熱物（
鍋等）が置かれる。２３は共振コンデンサで、加熱コイ
ル２２と共振コンデンサ２３で負荷回路２４が構成され
ている。２５はスイッチング素子で、本例では大電流、
高耐圧のＩＧＢＴを用いている。２６は逆導通のダイオ
ードである。２７はスイッチング素子２５を駆動する制
御回路である。

【０００３】図７は定常動作時におけるインバータ各部
の動作波形である。（ア）は制御回路２７から出力され
るドライブ信号の波形で、この出力がＨＩＧＨの時にス
イッチング素子２５がオンになる。（イ）はスイッチン
グ素子２５と逆道通のダイオード２６に流れる電流Ｉｃ
で、（ウ）はスイッチング素子２５の両端にかかる電圧
Ｖｃｅである。図８はターンオフ時におけるＩｃ、Ｖｃ
ｅの拡大波形である。

【０００４】以上の図６〜図８をもとにこの回路の動作
の説明を行う。制御回路２７はスイッチング素子５を所
定時間（図においては２０μｓ）オンさせた後、ターン
オフし加熱コイル２２と共振コンデンサ２３からなる負
荷回路２４を共振させる。さらに制御回路２７はＶｃｅ
を検知しており、Ｖｃｅの立ち下がりが所定値よりも低
くなると再びスイッチング素子２５をオンさせる。

【０００５】以上の動作を繰り返すため図７において制
御回路２７のドライブ信号（ア）に対して、Ｉｃは（イ
）の様に、Ｖｃｅは（ウ）の様になり、加熱コイル２２
上に置かれた鍋にパワーが供給される。この鍋に供給さ
れるパワーはスイッチング素子２５のオン時間を変化さ
せることにより自在に変えることができる。ここでター
ンオフ時のＩｃ，Ｖｃｅ拡大波形は図８の様になる。図
に示すようにＩｃが完全に０にならないうちにＶｃｅが
立ち上がる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な従来の誘導加熱調理器では、以下に示す２つの課題が
あった。第１の課題はターンオフ時にＩｃが完全に０に
ならない状態からＶｃｅが立ち上がるため、スイッチン
グ素子にストレスがかかり、スイッチング損失が大きく
なるというものである。スイッチング損失が大きいと、
スイッチング素子の発熱が大きくなり、それを冷却する
機構が大型化、複雑化し、コストアップの原因となり問
題である。第２の課題は共振時にＶｃｅが大きく上がっ
てしまうため（７００Ｖ程度）高耐圧のスイッチング素
子が必要となることである。高耐圧のスイッチング素子
もコストアップの原因となる。

【０００７】本発明は従来の第１の課題を解決し、小型
で安価な誘導加熱調理器を提供することを第１の目的と
している。また本発明は従来の第２の課題を解決するも
ので、安価な誘導加熱調理器を提供することを第２の目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記第１の目的
を達成するために、加熱コイルと共振コンデンサからな
る負荷回路と、直流電源と、スイッチング素子と、前記
スイッチング素子に並列に接続されたダイオードと、前
記スイッチング素子を制御する制御回路とを有し、前記
負荷回路と前記スイッチング素子とを接続した直列回路
と、前記直流電源の出力とを接続し、前記制御回路は前
記スイッチング素子を所定周期でオン、オフし、前記共
振コンデンサは、両端電圧が小の時は容量が小さく、大
の時は容量が大きくなる非線形コンデンサを用いた誘導
加熱調理器としたものである。

【０００９】また本発明は上記第２の目的を達成するた
めに、加熱コイルと共振コンデンサからなる負荷回路と
、直流電源と、スイッチング素子と前記スイッチング素
子に並列に接続されたダイオードと、前記スイッチング
素子を制御する制御回路とを有し、前記負荷回路と前記
スイッチング素子とを接続した直列回路と、前記直流電
源の出力とを接続し、前記制御回路は前記スイッチング
素子を所定周期でオン、オフし、前記共振コンデンサは
、両端電圧が大の時は容量が小さく、小の時は容量が大
きくなる非線形コンデンサを用いた誘導加熱調理器とし
たものである。

【００１０】

【作用】上記本発明の構成により、ターンオフ時にＶｃ
ｅの立ち上がりが鈍化されるので、スイッチング素子の
ストレスをほとんど０にすることができる。

【００１１】また上記本発明の構成により、共振時のＶ
ｃｅのピークを低く抑えることができるので、耐圧の低
いスイッチング素子を用いることができるようになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１、図２
、及び図３を用いて説明する。図１において、１は直流
電源、２は加熱コイルで、図には特に記載していないが
この上に被加熱物（鍋等）が置かれる。３は共振コンデ
ンサで、加熱コイル２とにより負荷回路４を構成してい
る。そして共振コンデンサ３はその両端電圧が低いとき
は容量が小さく、両端電圧が高いときは容量が大きくな
る非線形のコンデンサを用いている。５はスイッチング
素子で、本例では大電流、高耐圧のＩＧＢＴを用いてい
る。６は逆導通のダイオードである。７はスイッチング
素子５を駆動する制御回路である。

【００１３】図２は定常動作時におけるインバータ各部
の動作波形である。（ア）は制御回路７から出力される
ドライブ信号の波形で、この出力がＨＩＧＨの時にスイ
ッチング素子５がオンになる。（イ）はスイッチング素
子５と逆道通のダイオード６に流れる電流Ｉｃで、（ウ
）はスイッチング素子５の両端にかかる電圧Ｖｃｅであ
る。図３はターンオフ時におけるＩｃ、Ｖｃｅの拡大波
形である。

【００１４】以上の図１〜図３をもとにこの回路の動作
の説明を行う。制御回路７はスイッチング素子５を所定
時間（図においては２０μｓ）オンさせた後、ターンオ
フし加熱コイル２と共振コンデンサ３からなる負荷回路
４を共振させる。さらに制御回路７はＶｃｅを検知して
おり、Ｖｃｅの立ち下がりが所定値よりも低くなると、
再びスイッチング素子５をオンさせる。

【００１５】以上の動作を繰り返すため図２において、
制御回路７のドライブ信号（ア）に対して、Ｉｃは（イ
）の様になる。そして共振コンデンサ３はその両端電圧
が低いときは容量が小さく、両端電圧が高いときは容量
が大きくなる非線形のコンデンサを用いているので、Ｖ
ｃｅは（ウ）の様になり、加熱コイル２上に置かれた鍋
にパワーが供給される。この鍋に供給されるパワーはス
イッチング素子５のオン時間を変化させることにより自
在に変えることができる。ここでターンオフ時のＩｃ，
Ｖｃｅ拡大波形は図３の様になる。

【００１６】このように本発明の一実施例によれば、共
振コンデンサ３にその両端電圧が低いときは容量が小さ
く、両端電圧が高いときは容量が大きくなる非線形のコ
ンデンサを用いているので、ターンオフ時のＶｃｅの立
ち上がりが鈍化され、この部分のスイッチング損失がほ
とんど０となる。

【００１７】次に本発明の他の実施例について図４及び
図５を用いて説明する。図４において、１１は直流電源
、１２は加熱コイルで、図には特に記載していないがこ
の上に被加熱物（鍋等）が置かれる。１３は共振コンデ
ンサで、加熱コイル１２とにより負荷回路１４を構成し
ている。そして共振コンデンサ１３はその両端電圧が大
の時は容量が小さく、小の時は容量が大きくなる非線形
コンデンサを用いている。１５はスイッチング素子で、
本例では大電流、高耐圧のＩＧＢＴを用いている。 １６は逆導通のダイオードである。１７はスイッチング
素子１５を駆動する制御回路である。

【００１８】図５は定常動作時におけるインバータ各部
の動作波形である。（ア）は制御回路１７から出力され
るドライブ信号の波形で、この出力がＨＩＧＨの時にス
イッチング素子１５がオンになる。（イ）はスイッチン
グ素子１５と逆道通のダイオード１６に流れる電流Ｉｃ
で、（ウ）はスイッチング素子１５の両端にかかる電圧
Ｖｃｅである。

【００１９】以上の図４と図５をもとにこの回路の動作
の説明を行う。制御回路１７はスイッチング素子１５を
所定時間（図においては２０μｓ）オンさせた後、ター
ンオフし加熱コイル１２と共振コンデンサ１３からなる
負荷回路１４を共振させる。さらに制御回路１７はＶｃ
ｅを検知しており、Ｖｃｅの立ち下がりが所定値よりも
低くなると再びスイッチング素子１５をオンさせる。

【００２０】以上の動作を繰り返すため、図５において
制御回路１７のドライブ信号（ア）に対して、Ｉｃは（
イ）の様になる。共振コンデンサ１３はその両端電圧が
低いときは容量が大きく、両端電圧が高いときは容量が
小さくなる非線形のコンデンサを用いているので、Ｖｃ
ｅは（ウ）の様になり、加熱コイル１２上に置かれた鍋
にパワーが供給される。この鍋に供給されるパワーはス
イッチング素子５のオン時間を変化させることにより自
在に変えることができる。

【００２１】このように本発明の他の実施例によれば、
共振コンデンサ１３に、その両端電圧が低いときは容量
が大きく、両端電圧が高いときは容量が小さくなる非線
形のコンデンサを用いているので、共振時のＶｃｅのピ
ークが従来に比べ低く抑えられる。

【００２２】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば共振コンデンサに、その両端電圧が低いとき
は容量が小さく、両端電圧が高いときは容量が大きくな
る非線形のコンデンサを用いているので、ターンオフ時
のＶｃｅの立ち上がりが鈍化され、この部分のスイッチ
ング損失がほとんど０となり、スイッチング素子の発熱
を低く抑えることができ、冷却機構が簡素で、かつ低コ
ストの誘導加熱調理器を提供できる。

【００２３】また本発明によれば、共振コンデンサに、
その両端電圧が低いときは容量が大きく、両端電圧が高
いときは容量が小さくなる非線形のコンデンサを用いて
いるので、共振時のＶｃｅのピークを抑えられ、耐圧の
低いスイッチング素子を用いることができ、低コストの
誘導加熱調理器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の誘導加熱調理器の回路図

【
図２】図１の回路の動作波形図

【図３】図２のターンオフ時のＩｃ、Ｖｃｅ拡大波形図

【図４】本発明の他の実施例の誘導加熱調理器の回路図

【図５】図４の回路の動作波形図

【図６】従来の誘導加熱調理器の回路図

【図７】図６の
回路の動作波形図

【図８】図７のターンオフ時のＩｃ、Ｖｃｅ拡大波形図

【符号の説明】

１，１１　　直流電源 ２，１２　　加熱コイル ３，１３　　共振コンデンサ ４，１４　　負荷回路 １，１１　　直流電源 ５，１５　　スイッチング素子 ６，１６　　ダイオード ７，１７　　制御回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　加熱コイルと共振コンデンサからなる
   負荷回路と、直流電源と、スイッチング素子と、前記ス
   イッチング素子に並列に接続されたダイオードと、前記
   スイッチング素子を制御する制御回路とを有し、前記負
   荷回路と前記スイッチング素子とを接続した直列回路と
   、前記直流電源の出力とを接続し、前記制御回路は前記
   スイッチング素子を所定周期でオン、オフし、前記共振
   コンデンサは、両端電圧が小の時は容量が小さく、大の
   時は容量が大きくなる非線形コンデンサを用いた誘導加
   熱調理器。
2. 【請求項２】　　加熱コイルと共振コンデンサからなる
   負荷回路と、直流電源と、スイッチング素子と前記スイ
   ッチング素子に並列に接続されたダイオードと、前記ス
   イッチング素子を制御する制御回路とを有し、前記負荷
   回路と前記スイッチング素子とを接続した直列回路と、
   前記直流電源の出力とを接続し、前記制御回路は前記ス
   イッチング素子を所定周期でオン、オフし、前記共振コ
   ンデンサは、両端電圧が大の時は容量が小さく、小の時
   は容量が大きくなる非線形コンデンサを用いた誘導加熱
   調理器。