JPH05251168A - 電磁誘導加熱調理器 - Google Patents
電磁誘導加熱調理器Info
- Publication number
- JPH05251168A JPH05251168A JP4049393A JP4939392A JPH05251168A JP H05251168 A JPH05251168 A JP H05251168A JP 4049393 A JP4049393 A JP 4049393A JP 4939392 A JP4939392 A JP 4939392A JP H05251168 A JPH05251168 A JP H05251168A
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- JP
- Japan
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- resonance
- transistor
- current
- voltage
- heating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電磁調理器の高加熱出力制御時のみならず、
低加熱出力制御時にも加熱効率の低下を防ぐ。 【構成】 インバータを構成する共振コンデンサの共振
電流の方向によりその静電容量値を切替えるよう、２個
の共振コンデンサ１２ａ，１２ｂおよびダイオード１２
ｃを設ける。
低加熱出力制御時にも加熱効率の低下を防ぐ。 【構成】 インバータを構成する共振コンデンサの共振
電流の方向によりその静電容量値を切替えるよう、２個
の共振コンデンサ１２ａ，１２ｂおよびダイオード１２
ｃを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁誘導加熱調理器の
改良に関し、特に低出力加熱制御時の加熱効率の向上を
図るものである。
改良に関し、特に低出力加熱制御時の加熱効率の向上を
図るものである。
【０００２】
【従来の技術】電磁誘導加熱調理器は、加熱コイルに通
電される高周波電流の電磁誘導作用により被加熱金属容
器に発生する渦電流のジユール熱損を利用し、被加熱金
属容器を加熱するものである。
電される高周波電流の電磁誘導作用により被加熱金属容
器に発生する渦電流のジユール熱損を利用し、被加熱金
属容器を加熱するものである。
【０００３】一般に、電磁調理器のインバータ回路はそ
の構成が簡単で低コストである一石共振インバータ回路
が用いられている。図５は従来の電磁調理器の一石共振
インバータ回路を示す。この図において、１は商用電
源、２は全波整流回路、３は平滑コンデンサ、４は被加
熱金属鍋、５は加熱コイル、６は共振コンデンサ、７は
スイツチングトランジスタ、８は制御用マイコン、９は
入力電流検出回路、１０は加熱コイル電流検出回路、１
１はトランジスタ駆動回路である。
の構成が簡単で低コストである一石共振インバータ回路
が用いられている。図５は従来の電磁調理器の一石共振
インバータ回路を示す。この図において、１は商用電
源、２は全波整流回路、３は平滑コンデンサ、４は被加
熱金属鍋、５は加熱コイル、６は共振コンデンサ、７は
スイツチングトランジスタ、８は制御用マイコン、９は
入力電流検出回路、１０は加熱コイル電流検出回路、１
１はトランジスタ駆動回路である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、一石共振インバータ回路のトランジスタのコレクタ
ーエミツタ間には、そのＯＦＦ時に、インバータ入力電
圧に共振コンデンサの共振電圧を重畳した電圧が印加さ
れる。共振コンデンサの共振電圧は、加熱コイルの通電
電流に比例するので、加熱コイル電流の大きい高加熱出
力制御時には、その共振コンデンサの負の共振電圧がイ
ンバータ入力電圧より大となり、トランジスタのコレク
ターエミツタ間がゼロとなる領域が存在する。その領域
でトランジスタをＯＮ制御する、いわゆるゼロボルトス
イツチング動作が可能である。
て、一石共振インバータ回路のトランジスタのコレクタ
ーエミツタ間には、そのＯＦＦ時に、インバータ入力電
圧に共振コンデンサの共振電圧を重畳した電圧が印加さ
れる。共振コンデンサの共振電圧は、加熱コイルの通電
電流に比例するので、加熱コイル電流の大きい高加熱出
力制御時には、その共振コンデンサの負の共振電圧がイ
ンバータ入力電圧より大となり、トランジスタのコレク
ターエミツタ間がゼロとなる領域が存在する。その領域
でトランジスタをＯＮ制御する、いわゆるゼロボルトス
イツチング動作が可能である。
【０００５】しかしながら、低加熱出力制御時は、その
共振コンデンサの負の共振電圧がインバータ入力電圧よ
りも小となるため、上記の領域が存在せず、トランジス
タＯＮ時のゼロボルトスイツチング動作をさせることが
できない。
共振コンデンサの負の共振電圧がインバータ入力電圧よ
りも小となるため、上記の領域が存在せず、トランジス
タＯＮ時のゼロボルトスイツチング動作をさせることが
できない。
【０００６】この状態を図３および図４にて説明する。
図３および図４は、加熱出力制御時の加熱コイル電流波
形、およびトランジスタのＶCE電圧波形を示す。この図
に基づいて、従来の電磁調理器の加熱出力制御手法とト
ランジスタのスイツチングモードを説明する。
図３および図４は、加熱出力制御時の加熱コイル電流波
形、およびトランジスタのＶCE電圧波形を示す。この図
に基づいて、従来の電磁調理器の加熱出力制御手法とト
ランジスタのスイツチングモードを説明する。
【０００７】図５において、商用電源１は全波整流回路
２にて整流され、さらに、平滑コンデンサ３で平滑さ
れ、その直流電圧は次の加熱コイル５を駆動するインバ
ータ回路に印加される。
２にて整流され、さらに、平滑コンデンサ３で平滑さ
れ、その直流電圧は次の加熱コイル５を駆動するインバ
ータ回路に印加される。
【０００８】インバータ回路に印加された直流電圧は、
トランジスタ７のスイツチングにより、高周波電流を加
熱コイル５に通電する。その波形は図３のａ、またその
ときのトランジスタ７のコレクターエミツタ間電圧ＶCE
はｂのようになる。
トランジスタ７のスイツチングにより、高周波電流を加
熱コイル５に通電する。その波形は図３のａ、またその
ときのトランジスタ７のコレクターエミツタ間電圧ＶCE
はｂのようになる。
【０００９】図３のａにおいて、トランジスタ７のＯＮ
期間中、その電流は同図ａに表すように上昇し、期間ｔ
後、その電流値がＩPEAKに達すると、トランジスタ７を
ＯＦＦする。トランジスタ７のＯＦＦ後、この電流値は
同図ａのＯＦＦ期間に表すように、加熱コイル５と共振
コンデンサ６で構成される共振回路のインピーダンス値
で決定される減衰振動波形となり、通常その電流値が負
の最大値になつた時点でトランジスタ７をＯＮする。
期間中、その電流は同図ａに表すように上昇し、期間ｔ
後、その電流値がＩPEAKに達すると、トランジスタ７を
ＯＦＦする。トランジスタ７のＯＦＦ後、この電流値は
同図ａのＯＦＦ期間に表すように、加熱コイル５と共振
コンデンサ６で構成される共振回路のインピーダンス値
で決定される減衰振動波形となり、通常その電流値が負
の最大値になつた時点でトランジスタ７をＯＮする。
【００１０】その後、この電流値は、ゼロになるまで減
衰振動波形をとり、以降同図ａの波形を繰り返す。
衰振動波形をとり、以降同図ａの波形を繰り返す。
【００１１】一方、トランジスタ７のコレクターエミツ
タ間の電圧ＶCEは、同図ｂのように、トランジスタ７が
ＯＮ中はほぼゼロで、ＯＦＦ中は同図ｂのＯＦＦ期間中
で表される共振波形となる。
タ間の電圧ＶCEは、同図ｂのように、トランジスタ７が
ＯＮ中はほぼゼロで、ＯＦＦ中は同図ｂのＯＦＦ期間中
で表される共振波形となる。
【００１２】ここで、電磁調理器の出力制御は、マイコ
ン８にスイツチ（図示せず）等で設定された値と入力電
流検出センサ９の値とを比較し、入力電流検出センサ９
の値が設定値より少ない場合は、トランジスタ７のＯＮ
期間を長く、また設定値より少ない場合は、短く制御さ
れる。
ン８にスイツチ（図示せず）等で設定された値と入力電
流検出センサ９の値とを比較し、入力電流検出センサ９
の値が設定値より少ない場合は、トランジスタ７のＯＮ
期間を長く、また設定値より少ない場合は、短く制御さ
れる。
【００１３】この図３は、高出力加熱制御時の電圧、電
流波形であり、トランジスタ７のＶCEがゼロになる領域
でトランジスタ７をＯＮできるので、そのスイツチング
ロスは最小になつている。
流波形であり、トランジスタ７のＶCEがゼロになる領域
でトランジスタ７をＯＮできるので、そのスイツチング
ロスは最小になつている。
【００１４】一方、図４のａは従来の低加熱出力制御時
の加熱コイル電流波形、ｂはトランジスタのＶCE電圧波
形を示すが、この波形では、トランジスタ７のＯＦＦ時
のＩPEAKが少ないため、共振コンデンサ６の振動電圧が
低く、トランジスタ７のＶCE電圧はゼロに達しない。そ
のため、トランジスタ７はＶCEに電圧が印加されている
状態でＯＮしなければならず、ＯＮ時同図ｂのようにＶ
CEを短絡するモードとなり、スイツチングロスは増大す
る。
の加熱コイル電流波形、ｂはトランジスタのＶCE電圧波
形を示すが、この波形では、トランジスタ７のＯＦＦ時
のＩPEAKが少ないため、共振コンデンサ６の振動電圧が
低く、トランジスタ７のＶCE電圧はゼロに達しない。そ
のため、トランジスタ７はＶCEに電圧が印加されている
状態でＯＮしなければならず、ＯＮ時同図ｂのようにＶ
CEを短絡するモードとなり、スイツチングロスは増大す
る。
【００１５】このように、一石共振インバータ回路を用
いた電磁調理器で出力可変制御をする場合、高出力制御
時にはトランジスタをゼロボルトスイツチングすること
により問題ないが、低出力加熱制御時には、トランジス
タのゼロボルトスイツチングが不可能となり、上記のト
ランジスタのＯＮ損失が発生し加熱効率が低下する。
いた電磁調理器で出力可変制御をする場合、高出力制御
時にはトランジスタをゼロボルトスイツチングすること
により問題ないが、低出力加熱制御時には、トランジス
タのゼロボルトスイツチングが不可能となり、上記のト
ランジスタのＯＮ損失が発生し加熱効率が低下する。
【００１６】本発明は、上記に鑑み、電磁誘導加熱調理
器の低加熱出力制御時の加熱効率の低下を防止すること
を目的とする。
器の低加熱出力制御時の加熱効率の低下を防止すること
を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、金属容器に渦電流を発生させて加熱する加熱コイ
ル５と、この加熱コイル５と共振回路を構成する共振コ
ンデンサ１２ａ，１２ｂと、これらに高周波電流を流す
一石共振インバータと、前記共振コンデンサ１２ａ，１
２ｂの共振電流の方向によりその静電容量値Ｃを切替え
る手段を設けたものである。
段は、金属容器に渦電流を発生させて加熱する加熱コイ
ル５と、この加熱コイル５と共振回路を構成する共振コ
ンデンサ１２ａ，１２ｂと、これらに高周波電流を流す
一石共振インバータと、前記共振コンデンサ１２ａ，１
２ｂの共振電流の方向によりその静電容量値Ｃを切替え
る手段を設けたものである。
【００１８】
【作用】上記課題解決手段において、一石共振インバー
タ回路のトランジスタのコレクターエミツタ間にはイン
バータ入力電圧に共振コンデンサの共振電圧を重畳した
電圧が印加されるが、その共振コンデンサの共振電圧が
その静電容量値に反比例することに着目する。
タ回路のトランジスタのコレクターエミツタ間にはイン
バータ入力電圧に共振コンデンサの共振電圧を重畳した
電圧が印加されるが、その共振コンデンサの共振電圧が
その静電容量値に反比例することに着目する。
【００１９】一石共振インバータ回路のトランジスタの
ＯＦＦ時のコレクターエミツタ間の電圧ＶCEは、インバ
ータの入力電圧をＶIN、共振コンデンサの共振電圧をＶ
PEAKとすると、
ＯＦＦ時のコレクターエミツタ間の電圧ＶCEは、インバ
ータの入力電圧をＶIN、共振コンデンサの共振電圧をＶ
PEAKとすると、
【００２０】
【数１】
【００２１】となる。
【００２２】ここで、共振コンデンサの共振電圧をＶ
PEAK、加熱コイルの通電電流をＩPEAK、加熱コイルのイ
ンダクタンス値をＬ，共振コンデンサの静電容量値をＣ
とすると、共振コンデンサの共振電圧ＶPEAKは、
PEAK、加熱コイルの通電電流をＩPEAK、加熱コイルのイ
ンダクタンス値をＬ，共振コンデンサの静電容量値をＣ
とすると、共振コンデンサの共振電圧ＶPEAKは、
【００２３】
【数２】
【００２４】であり、この共振電圧は以後ゼロに収束す
る減衰振動をする。
る減衰振動をする。
【００２５】ここで、上式より明らかなように、低出力
加熱制御時、加熱コイルの通電電流をＩPEAKは少なくな
るので、
加熱制御時、加熱コイルの通電電流をＩPEAKは少なくな
るので、
【００２６】
【数３】
【００２７】の条件ではトランジスタのＯＦＦ時のその
コレクターエミツタ間の電圧ＶCEは、ゼロに達すること
がなく、トランジスタＯＮ時のそのコレクターエミツタ
間には電圧が残り、ゼロボルトスイツチング動作ができ
ない。
コレクターエミツタ間の電圧ＶCEは、ゼロに達すること
がなく、トランジスタＯＮ時のそのコレクターエミツタ
間には電圧が残り、ゼロボルトスイツチング動作ができ
ない。
【００２８】本発明では、加熱コイルと共振回路を構成
する共振コンデンサの共振電流の方向により、その静電
容量を切替え、負の方向の共振電流時にその静電容量を
低くする。そうすると、共振コンデンサの共振電圧は、
上式よりその静電容量の１／２乗に逆比例するので、加
熱コイルの通電電流をＩPEAKが少ない低出力加熱制御時
でも、
する共振コンデンサの共振電流の方向により、その静電
容量を切替え、負の方向の共振電流時にその静電容量を
低くする。そうすると、共振コンデンサの共振電圧は、
上式よりその静電容量の１／２乗に逆比例するので、加
熱コイルの通電電流をＩPEAKが少ない低出力加熱制御時
でも、
【００２９】
【数４】
【００３０】の条件を満足するようにその静電容量を設
定すれば、トランジスタのＯＦＦ時のコレクターエミツ
タ間の電圧ＶCEをゼロに達せさせることができ、ゼロボ
ルトスイツチングが可能となる。
定すれば、トランジスタのＯＦＦ時のコレクターエミツ
タ間の電圧ＶCEをゼロに達せさせることができ、ゼロボ
ルトスイツチングが可能となる。
【００３１】
【実施例】以下、本発明にかかる電磁誘導加熱調理器の
実施例を図を用いて詳細に説明する。図１は本発明の電
磁調理器の一石共振インバータ回路である。
実施例を図を用いて詳細に説明する。図１は本発明の電
磁調理器の一石共振インバータ回路である。
【００３２】図１において、１は商用電源、２は全波整
流回路、３は平滑コンデンサ、４は被加熱金属鍋、５は
加熱コイル、７はスイツチングトランジスタ、８は制御
用マイコン、９は入力電流検出回路、１０は加熱コイル
電流検出回路、１１はトランジスタ駆動回路である。
流回路、３は平滑コンデンサ、４は被加熱金属鍋、５は
加熱コイル、７はスイツチングトランジスタ、８は制御
用マイコン、９は入力電流検出回路、１０は加熱コイル
電流検出回路、１１はトランジスタ駆動回路である。
【００３３】そして、本実施例では、共振コンデンサの
共振電流の方向によりその静電容量を切替える手段１２
が設けられている。この切替手段１２は、第一共振コン
デンサ１２ａと、第二共振コンデンサ１２ｂと、逆方向
電流素子ダイオード１２ｃから構成される。
共振電流の方向によりその静電容量を切替える手段１２
が設けられている。この切替手段１２は、第一共振コン
デンサ１２ａと、第二共振コンデンサ１２ｂと、逆方向
電流素子ダイオード１２ｃから構成される。
【００３４】上記構成において、共振コンデンサの正の
電流の向きにはその容量値Ｃは共振コンデンサ１２ａと
同一の値、また負の方向の時の容量値は共振コンデンサ
１２ａと１２ｂが直列となるので、
電流の向きにはその容量値Ｃは共振コンデンサ１２ａと
同一の値、また負の方向の時の容量値は共振コンデンサ
１２ａと１２ｂが直列となるので、
【００３５】
【数５】
【００３６】となる。
【００３７】図２のａは本発明の低加熱出力制御時の加
熱コイル電流、ｂはトランジスタ７のＶCE電圧波形であ
り、トランジスタ７のＯＦＦ時のＩPEAKが図４と同様に
少なくても共振コンデンサの負の方向の静電容量は上式
のように共振コンデンサの直列接続により少なくなるた
め、その負の振動電圧が大きくなり、トランジスタ７の
ＶCEがゼロの領域でＯＮすることにより、ゼロボルトス
イツチングロスが可能となり、そのスイツチングロスは
図３の高加熱出力制御時と同様に少なくなる。
熱コイル電流、ｂはトランジスタ７のＶCE電圧波形であ
り、トランジスタ７のＯＦＦ時のＩPEAKが図４と同様に
少なくても共振コンデンサの負の方向の静電容量は上式
のように共振コンデンサの直列接続により少なくなるた
め、その負の振動電圧が大きくなり、トランジスタ７の
ＶCEがゼロの領域でＯＮすることにより、ゼロボルトス
イツチングロスが可能となり、そのスイツチングロスは
図３の高加熱出力制御時と同様に少なくなる。
【００３８】以上は低加熱出力制御時の不具合について
述べたが、ステンレス等の電気抵抗値の大きい金属を加
熱する場合は、共振コンデンサの共振電圧が鉄等の比較
的抵抗値の少ない金属に比べ低くなるので、同様の理由
によるトランジスタＯＮ時の短絡モードによるスイツチ
ングロスの増大の問題が発生しやすく、係るケースでも
本発明を適用して、鍋の材質に拘わらず、加熱コイル電
流検出回路１０からの電流信号に基づいてトランジスタ
７のＶCEがゼロの領域でＯＮするよう構成できる。
述べたが、ステンレス等の電気抵抗値の大きい金属を加
熱する場合は、共振コンデンサの共振電圧が鉄等の比較
的抵抗値の少ない金属に比べ低くなるので、同様の理由
によるトランジスタＯＮ時の短絡モードによるスイツチ
ングロスの増大の問題が発生しやすく、係るケースでも
本発明を適用して、鍋の材質に拘わらず、加熱コイル電
流検出回路１０からの電流信号に基づいてトランジスタ
７のＶCEがゼロの領域でＯＮするよう構成できる。
【００３９】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、低加熱出力制御時にも共振コンデンサの負の共
振電圧を大きくし、トランジスタのコレクターエミッタ
電圧がゼロの領域を存在させることができ、そのＯＮ時
にゼロボルトスイツチングが可能となり、スイツチング
ロスを高加熱出力制御時と同様に少なくすることができ
る。
よると、低加熱出力制御時にも共振コンデンサの負の共
振電圧を大きくし、トランジスタのコレクターエミッタ
電圧がゼロの領域を存在させることができ、そのＯＮ時
にゼロボルトスイツチングが可能となり、スイツチング
ロスを高加熱出力制御時と同様に少なくすることができ
る。
【図１】本発明の電磁誘導加熱調理器の回路図
【図２】ａは本発明にかかる低加熱出力制御時の加熱コ
イル電流波形、ｂはトランジスタのＶCE電圧波形を示す
図
イル電流波形、ｂはトランジスタのＶCE電圧波形を示す
図
【図３】ａは高加熱出力制御時の加熱コイル電流波形、
ｂはトランジスタのＶCE電圧波形を示す図
ｂはトランジスタのＶCE電圧波形を示す図
【図４】ａは従来の低加熱出力制御時の加熱コイル電流
波形、ｂはトランジスタのＶCE電圧波形を示す図
波形、ｂはトランジスタのＶCE電圧波形を示す図
【図５】従来の電磁誘導加熱調理器の回路図
１ 商用電源 ２ 全波整流回路 ３ 平滑コンデンサ ４ 被加熱金属容器 ５ 加熱コイル ７ トランジスタ ８ 制御用マイコン ９ 入力電流検出回路 １０ 加熱コイル電流検出回路 １２ 静電容量切替手段
Claims (1)
- 【請求項１】 金属容器に渦電流を発生させて加熱する
加熱コイルと、 この加熱コイルと共振回路を構成する共振コンデンサ
と、 逆並列接続されたダイオードを持つスイッチング素子を
有し加熱コイルに高周波電流を流す一石共振インバータ
とを備えた電磁誘導加熱調理器において、 前記共振コンデンサの共振電流の方向によりその静電容
量を切替える手段が設けられたことを特徴とする電磁誘
導加熱調理器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4049393A JPH05251168A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 電磁誘導加熱調理器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4049393A JPH05251168A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 電磁誘導加熱調理器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251168A true JPH05251168A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12829789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4049393A Pending JPH05251168A (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | 電磁誘導加熱調理器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05251168A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100692245B1 (ko) * | 2006-02-07 | 2007-03-12 | 웅진쿠첸 주식회사 | 유도가열 조리기의 저출력 제어 장치 |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP4049393A patent/JPH05251168A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100692245B1 (ko) * | 2006-02-07 | 2007-03-12 | 웅진쿠첸 주식회사 | 유도가열 조리기의 저출력 제어 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040629 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
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