JPH05343176A - 電磁誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インバータのスイツチング素子１０６をオン
させるタイミングが、基準クロツク周波数における一周
期の時間によつてばらついても、同期を確実にする。 【構成】 スイツチング素子１０６をオンさせるタイミ
ングを同期検出回路１０８のコンパレータで検出し、そ
の出力がオンさせるタイミングを検出した点を基準クロ
ツクの立ち上がりエツジか、立ち下がりエツジのいずれ
かでラツチし、クロックセレクタ１２２によってクロツ
クをカウンタ１１４に出力し、スイツチング素子１０６
のオン時間を制御する。 【効果】 共振周波数として一発振毎に動作タイミング
が異なつても対応でき、コイル１０５に流れる電流を均
一にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電源装置に高周波イン
バータ回路を用いた電磁誘導加熱装置の改良に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】まず本発明に関する従来技術を記述する
ために、電磁誘導加熱調理器についての動作原理を簡単
に記す。

【０００３】（従来技術１）図５は従来技術１における
電磁誘導加熱調理器の回路図である。この回路図におい
て、商用の低周波交流電源１を整流回路２により全波整
流を行つている。平滑コンデンサ３、共振コンデンサ
４、加熱コイル５、スイツチング素子６、及びダンパー
ダイオード７からインバータ部が構成される。インバー
タ部の同期検出回路８、三角波発生回路９、駆動パルス
発生回路１０、出力制御回路１１、駆動回路１２、一次
側電源電流検出回路１３、出力設定回路１４等でインバ
ータ制御部が構成されている。

【０００４】同期検出回路８は、コンパレータの働きに
より加熱コイルの電圧から同期信号を取り出す。三角波
発生回路９は、コンパレータの働きにより、同期信号に
同期して三角波電圧を発生する。駆動パルス発生回路１
０は、三角波発生回路９の三角波電圧と出力制御回路１
１の出力電圧とをコンパレータで比較し、オン時間が出
力制御回路１１の出力電圧に比例したパルス（オン信
号）を出力する。出力設定回路１４は、出力を任意の値
に設定するための可変抵抗を備えている。この出力設定
の基準電圧と一次側電源電流検出回路１３からの電圧と
の差が出力制御回路１１のコンパレータで比較され、駆
動パルス発生回路１０から駆動回路１２を介してスイツ
チング素子６がオン・オフ制御される。

【０００５】しかしながら、このインバータ制御部では
低コスト、力率等の面から一般に平滑コンデンサ３は低
容量のものが選ばれ、直流電源電圧は図６のような脈流
となる。この電圧はスイッチング素子６のコレクタ−エ
ミッタ間に印加されるため、加熱コイル５に流れる電流
はこの脈流の谷間で、極端に低減し、その電流波形は同
図（ｂ）のようになる。このため、整流平滑した電圧波
形は同図（ｃ）のように、リップルを含んでいる。この
電圧と目標出力の基準電圧とを比較するとリップルによ
つてオンパルス（オン時間）幅に変動が生じて好ましく
なかつた。

【０００６】また、この脈流の谷間では同期検出ができ
なくなる事態が生じるため、三角波発生回路９は同期検
出によるトリガーパルスが供給されず、三角波発生回路
９の時定数によつて定まる周波数の三角波電圧が出力さ
れる。

【０００７】本来、スイツチング素子６のオフからオン
となるタイミングは、通常同期検出によつて決定される
が、この場合には三角波発生回路９の時定数によつて決
定される三角波電圧が頂点に達した時点で、オフからオ
ンとなる。従つて、一般的には同期検出ができない場合
において、この三角波発生回路９の時定数は、インバー
タ部の共振周波数として、最低周波数以下の三角波電圧
が発生されるように決められている。

【０００８】したがって、制御回路によるスイツチング
素子のオンオフタイミング精度が悪く、部品点数が多く
複雑であり、コストが高かつた。

【０００９】（従来技術２）そこで、本出願人は、特開
昭６４−５２３９５に高周波加熱装置を開示し、制御回
路をデイジタル化し、これにより制御の精度を良くし、
低コスト化を図つた。

【００１０】図７は特開昭６４−５２３９５に基づく電
磁誘導加熱調理器の回路図である。この回路図において
は、商用の低周波交流電源１を整流回路２により全波整
流を行つている。平滑コンデンサ３、共振コンデンサ
４、加熱コイル５、スイツチング素子６、及びダンパー
ダイオード７等から従来技術１と同種なインバータ部が
構成される。

【００１１】インバータ制御部は、同期検出回路１５
と、一次側電源電流検出回路１６と、出力設定回路１７
と、一次側電源電流出力値と出力設定値の比較回路１８
と、該比較回路１８の出力値に基づきレジスタ１９を制
御する出力制御回路２０と、該レジスタ１９の値をプリ
セツトし、インバータ部に同期して基準クロツクパルス
をカウントするカウンタ２１と、駆動回路２２とを備
え、さらに、オン時間を決定するため、カウンタ２１の
みならずカウンタ前段に最小オン時間を決定しているシ
フトレジスタ２３とが設けられている。

【００１２】電流検出回路１６、出力設定回路１７およ
び比較回路１８は、図５に示すものと同様である。レジ
スタ１９は、オン時間を設定するもので、アツプダウン
カウンタにより構成されている。そして、商用電源同期
パルス発生回路で半サイクル毎に図６（ｄ）に示すパル
ス（電源周期クロツク）を発生し、レジスタ１９のクロ
ツク入力端子に出力される。

【００１３】また、シフトレジスタ２３は、オン信号を
出力するフリツプフロツプを有しており、同期検出回路
１５の出力パルスによりセツトされ、出力はＨとなる。

【００１４】カウンタ２１がカウンタアツプするとボロ
ー出力が出てフリツプフロツプをリセツトしてスイツチ
ング素子６をオフさせる。

【００１５】上記構成において、電源を投入して動作を
開始するとき、レジスタ１９には所定の初期値がセツト
される。

【００１６】スイッチング素子６がオンすると、コイル
５に電流が流れて、電流検出回路１６と出力設定回路１
７の出力値が比較されて、レジスタ１９の値は増減を繰
り返しながら電流と出力設定とがほぼ平衡状態に達す
る。従つて、このレジスタ１９の値は商用電源の半サイ
クル毎に比較回路１８の出力に基づいて１ステツプだけ
増減する。

【００１７】すなわち、出力設定に対し検出電流が大き
いときは比較回路１８の出力はＬとなつてカウンタ値は
ダウン、逆のときはアツプに制御される。カウンタ２１
はダウンカウンタ回路により構成されており、同期検出
回路１５の出力パルスによつてレジスタ１９の値をロー
ドし基準クロツクをダウンカウントする。

【００１８】しかし、従来技術２では、被制御対象のイ
ンバータ部のＬ値（インダクタンス）やスイツチング素
子等の変更を要する場合に対応することは困難である。
これは最小オン時間を決定する回路がシフトレジスタ２
３で構成されているためであり、最小オン時間を変更し
たい場合にはシフトレジスタ２３のフリツプフロツプの
数を削除または追加しなければならない。

【００１９】最小オン時間が固定されれば、レジスタ１
９及びカウンタ２１のビツト数によつてインバータの周
波数領域が決定されるために、上記従来技術２では、例
えばある特定の電磁誘導加熱調理器固有の回路となり、
それ以外のインバータ制御用として使用できなくなるた
め、その柔軟性が無い。

【００２０】

【先願の技術】そこで、本出願人は、最小オン時間を決
定しているシフトレジスタをバイナリーカウンタに変更
し、該カウンタのデータ入力にパラレルに最小オン時間
値をプリセツトする手段を追加することによつて、イン
バータの周波数領域を簡単に設定可能となり、種々のイ
ンバータ回路を制御できる加熱装置を提供した。

【００２１】さらに、デイジタル化されたインバータ制
御部にスイツチング素子のオフ時間をカウントするオフ
カウンタと、オフカウンタのカウント量を記憶する手段
と、記憶されたカウント数とその時々のオフカウンタの
カウント数を比較する手段とを備えることによつて、整
流波形の谷間でもＬとＣによつて定まるオフ時間によつ
て制御し、異音の原因を解消する技術を開示した（特願
平４−４２８９９参照）。

【００２２】図４は上記技術における電磁誘導加熱調理
器の回路図である。この図において、商用の低周波交流
電源１を整流回路２により全波整流を行つている。平滑
コンデンサ３、共振コンデンサ４、加熱コイル５、スイ
ツチング素子６、及びダイパーダイオード７からインバ
ータ部が構成される。

【００２３】インバータ制御部は、インバータ部の同期
検出回路３０と、一次電源電流検出回路３１と、出力設
定回路３２と、一次側電源電流出力値と出力設定値の比
較回路３３と、該比較回路３３の出力値に基づきレジス
タ３４を制御する出力制御回路３５と、レジスタ３４の
値をプリセツトし、インバータ回路に同期して基準クロ
ツクパルスをカウンタするカウンタ３６と、スイッチン
グ素子６を駆動する駆動回路３７と、カウンタ３６の前
段に最小オン時間を決定しているベースカウンタ３８
と、ベースカウンタ３８の最小オン時間を設定する設定
回路３９と、スイツチング素子６のオフ時間をカウント
するオフカウンタ４０と、オフカウンタの処理回路４１
と、該処理回路４１の出力を記憶する記憶回路４２と、
該記憶回路４２に記憶された値と現在オフカウンタ４０
にてカウントされた値を比較する回路４３とから構成さ
れている。

【００２４】上記構成において、まず、駆動回路３７に
よつて、オンパルス信号が出力されスイツチング素子６
がオン後、オフとなり、コンデンサ４とコイル５によつ
て共振が開始される。この共振状態を同期検出回路３０
のコンパレータの働きによつて検出し、コンパレータ出
力をクロツクにてサンプリングしている。従つて、スイ
ツチング素子６をオンするタイミングになつた時にコン
パレータ出力がＨｉｇｈレベルになるとすれば、この信
号の立ち上がりエツジを基準クロツクの立ち上がりエツ
ジによつてラツチして、スイツチング素子６をオンとし
ている。その後も基準クロツクの立ち上がりにてベース
カウンタ３８、カウンタ３６をカウントして、該カウン
タ３６のキヤリーアツプによつてスイツチング素子６を
オフすることによつてオンパルス時間を制御している。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】上記デイジタル化され
た回路構成によつてスイツチング素子を制御する場合に
おいて、同期検出用のコンパレータの出力を基準クロツ
クでラツチするため、スイツチング素子６をオンするタ
イミング精度のばらつきは、基準クロツクの周波数に起
因する。

【００２６】このため、スイツチング素子６をオンさせ
るタイミングが、基準クロツク周波数における一周期の
時間によつてばらつくと、例えば基準クロツク周波数が
１０ＭＨｚであれば、スイツチング一回毎にオンするタ
イミングが、ｍａｘ０.１μｓｅｃばらつくことにな
り、コイル５を流れる電流も均一でなくなる。

【００２７】つまり、共振周波数として一発振毎に動作
タイミングが異なつて、インバータ回路に異音を発生さ
せる原因となる。これを解決するために、基準クロツク
周波数を無限大に高くすると問題は無いが、これは理論
上不可能である。

【００２８】本発明は、上記に鑑み、基準クロツク周波
数はそのままで、スイッチング素子のオン時間をクロッ
クセレクタから出力するクロックによって制御すること
により、アナログ回路による構成と比較して、安定性、
信頼性、制御精度、コスト等の面で、総じて上回る電磁
誘導加熱装置を提供しようとするものである。

【００２９】また、本発明は、インバータ出力を暴走さ
せないように低周波電源クロックを監視することをも目
的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明請求項１による課
題解決手段は、低周波交流電源を整流し、その直流電源
より高周波電力を発生する共振コンデンサ１０４、加熱
コイル１０５、スイツチング素子１０６などからインバ
ータ部が構成され、このインバータ部を制御するインバ
ータ制御部が設けられ、該インバータ制御部は、低周波
交流電源の入力電流の整流平均値を検出する電流検出手
段１０９と、該電流検出手段１０９の出力値を出力設定
手段１１０の出力値と比較する比較手段１１１と、該比
較手段１１１の出力に基づいてカウント値をプリセツト
し、インバータ部の共振周期に同期して、クロツクセレ
クター１２２から出力されるクロツクをカウントするカ
ウンタ１１４と、該カウンタ１１４の出力でスイツチン
グ素子１０６のオン時間制御を行う駆動制御手段１１５
と、カウンタ１１４のカウンタ値を増減させるタイミン
グを低周波交流電源に同期させる手段と、スイツチング
素子１０６のオフ時間をカウントして、直流電源の谷間
など同期検出が困難な場合にもスイツチング素子１０６
をオン・オフさせる手段とを具備することによつて、高
周波磁界を生じさせ被加熱物を加熱する加熱装置におい
て、インバータ部からの共振波形をコンパレータの働き
によつて同期検出する手段１０８と、該コンパレータ出
力を基準クロツクの立ち上がりエツジと立ち下がりエツ
ジの両方で検出する手段１０８ｂ，１０８ｃと、基準ク
ロツクの立ち上がりエツジで同期信号を検知した場合に
は、基準クロツクの逆相クロツクまたは同相クロツクの
いずれかを出力し、基準クロツクの立ち下がりエツジに
て検出した場合には、立ち上がりエツジにて検出した場
合に相対して、同相クロツクまたは逆相クロツクのいず
れかを出力する基準クロツクセレクタ１２２とが設けら
れ、スイツチング素子１０６のオン時間を管理するカウ
ンタ１１４をクロツクセレクタ１２２から出力されるク
ロツクパルスにてカウンタするものである。

【００３１】本発明請求項２による課題解決手段は、請
求項１記載のインバータ制御部において、インバータ部
の共振周波数と低周波交流電源周期の関係に着目して、
低周波交流電源クロックパルスによってリセットされ、
スイッチング素子１０６のオンパルス信号をカウントす
るリセットカウンタ１２３が設けられ、該カウンタ１２
３がカウントアップされキャリーが発生すれば、全イン
バータ制御部をリセットして、スイッチング素子１０６
への駆動信号を停止させるものである。

【００３２】

【作用】上記請求項１による課題解決手段において、ス
イツチング素子１０６がオフされると、インバータ部の
コンデンサ１０４は充電、放電を行う。次に、スイツチ
ング素子１０６をオンさせるタイミングは、コンデンサ
４が充分に放電された時点であり、この充放電時間はイ
ンバータ部のＬＣの定数によつて決定される。

【００３３】この共振波形によつて、スイツチング素子
１０６をオンさせるタイミングを同期検出回路１０８の
コンパレータの働きにて検出する。

【００３４】このコンパレータ１０８の出力がオンさせ
るタイミングを検出した点を基準クロツクの立ち上がり
エツジか、立ち下がりエツジのいずれかでラツチする。

【００３５】実際には、立ち上がりエツジで検出する回
路と、立ち下がりエツジで検出する回路を用意し、どち
らかの回路が動作することになる。

【００３６】例えば、立ち上がりエツジにてラツチした
場合、言い換えると、立ち上がりエツジで先にラツチし
た場合には、この前記検出回路から出力される信号によ
つてクロツクセレクタ１２２に入る基準クロツクの同相
または逆相を選択する。

【００３７】クロツクセレクタ１２２によつて逆相が選
択されれば、逆相クロツクが出力される。このクロツク
セレクタ１２２から出力されるクロツクによつて、先ず
１クロツク目でスイツチング素子１０６をオンさせる動
作を行う。

【００３８】以降は該クロツクによつて、オン時間をカ
ウントするカウンタ１１４等をカウントアツプしてスイ
ツチング素子１０６をオフさせる。

【００３９】つまりはスイツチング素子１０６のオン時
間はクロツクセレクタ１２２から出力されるクロツクに
て管理されるのである。

【００４０】スイツチング素子１０６をオフさせれば、
次のオンパルス信号発生のために、クロツクセレクタ１
２２の出力を止めておく必要があるが、これはカウンタ
１１４のキヤリーアツプ信号を用いて該セレクタの出力
をカツトする。

【００４１】そして、次の同期検出信号を基準クロツク
の立ち上がりエツジにてラツチすれば、同相クロツクを
該セレクタ１２２によつて出力し上記動作を繰り返す。

【００４２】請求項２による課題解決手段においては、
請求項１記載のインバータ出力を制御するためのスイッ
チング素子１０６のオンパルス時の更新周期は、低周波
交流電源クロックパルスが出力制御回路１１２に入力さ
れるタイミングである。

【００４３】従って、低周波交流電源クロックパルス
が、落雷や瞬時停電等の諸要因によって入力されない場
合には、オンパルス時間が固定されてしまい、インバー
タ出力が制御できなくなり、インバータ出力を抑制した
い場合には、スイッチング素子１０６の破壊も起こり得
る。

【００４４】インバータ部の共振周波数は、一般的に２
０ＫＨｚから、上限は高周波問題、損失などの面から６
０ＫＨｚと考えられる。この共振周波数が６０ＫＨｚの
時、一低周波交流周期（５０Ｈｚで２０ｍｓｅｃ）にオ
ンパルス信号が発生し得る最大数は約１２００である。

【００４５】従って、一低周波交流周期の間に約１２０
０よりも多くのオンパルス信号が発生すれば、低周波交
流電源に前述した様な異常が生じたと考えられる。

【００４６】そこで、オンパルス信号をカウントするリ
セットカウンタ１２３によって、該オンパルスを常時カ
ウントアップし、また、このカウンタ１２３は、低周波
交流電源周期に発生するパルスによってリセットされ
て、再度０からカウントアップを開始する。

【００４７】もし、低周波交流電源に異常があれば、電
源周期毎に発生し該カウンタ１２３をリセットするパル
スは発生せず、リセットカウンタ１２３はキャリーアッ
プされてしまい、全インバータ制御部はリセット状態と
なる。そのため、オンパルス信号も停止され上記課題は
解決される。

【００４８】実際には、カウンタ１２３を１２ビットバ
イナリーカウンタとしたため、２０４８発のオンパルス
信号が一低周波交流電源周期内に発生すれば、全回路に
リセットがかかるようにした。

【００４９】なお、共振周波数が６０ＫＨｚの時、２０
４８発のオンパルス信号が発生していれば、低周波交流
電源の周波数は約２９.３Ｈｚとなって、低周波交流電
源周期の異常としてリセット状態となる。

【００５０】

【実施例】

（第一実施例）図１は電磁誘導加熱調理器の本発明のイ
ンバータ制御回路のブロツク図である。以下、図に沿つ
て説明をする。

【００５１】図１の構成について先ず説明する。商用の
低周波交流電源１０１を整流回路１０２により全波整流
を行つている。平滑コンデンサ１０３、共振コンデンサ
１０４、加熱コイル１０５、スイツチング素子１０６、
及びダンパーダイオード１０７からインバータ部が構成
される。

【００５２】このインバータ部を制御するインバータ制
御部は、インバータ部の同期検出回路１０８と、一次側
電源電流検出回路１０９と、出力設定回路１１０と、一
次側電源電流出力値と出力設定値の比較回路１１１と、
該比較回路出力値に基づきレジスタ１１３を制御する出
力制御回路１１２と、前記レジスタ１１３の値をプリセ
ツトし、インバータ回路に同期して基準クロツクパルス
をカウントするカウンタ１１４と、スイッチング素子１
０６を駆動する駆動回路１１５と、最小オン時間を決定
しているベースカウンタ１１６と、最小オン時間を設定
する設定回路１１７と、スイツチング素子１０６のオフ
時間をカウントするオフカウンタ１１８と、該オフカウ
ンタ１１８の処理回路１１９と、該処理回路１１９の出
力を記憶する記憶回路１２０と、記憶値と現在のオフ時
間の比較回路１２１と、クロツクセレクタ１２２とから
構成されている。

【００５３】前記同期検出回路１０８は、図１の如く、
スイツチング素子１０６のコレクターエミツタ間の電圧
ｂとコンデンサ端電圧ａを比較するコンパレータ１０８
ａと、その出力を基準クロツクの立ち上がりエツジによ
つて検出する回路１０８ｂと、基準クロツクの立ち下が
りエツジによつて検出する回路１０８ｃと、これらのど
ちらか早く検出した方で検出信号を発生し、クロツクセ
レクタ１２２に入力するよう構成される。

【００５４】上記構成において、先ず、電源立ち上がり
後に駆動回路１１５にてオンパルス信号が強制的に出力
される。この信号によつて、スイツチング素子１０６が
オンして、コイル１０５に電流が流れる。その後、スイ
ツチング素子１０６がオフすることにより、コンデンサ
１０４、コイル１０５によつて充放電が開始される。こ
の電圧波形をスイツチング素子１０６のコレクターエミ
ツタ間の電圧ｂとコンデンサ端電圧ａを同期検出回路１
０８にて比較する。つまり、図２のように、ｂ＜ａとな
つた時点で、再びオンパルス信号を出力させる動作を繰
り返せば、共振状態となつて、加熱コイル１０５上の被
加熱物が加熱されることになる。

【００５５】このとき、同期検出回路１０８のコンパレ
ータ１０８ａの出力を基準クロツクの立ち上がりエツジ
によつて検出する回路１０８ｂか、基準クロツクの立ち
下がりエツジによつて検出する回路１０８ｃのどちらか
早く検出した方が、検出信号を発生し、クロツクセレク
タ１２２に入力される。

【００５６】例えば、検出回路１０８ｂにて検出されれ
ば、クロツクセレクタ１２２に入力されている基準クロ
ツクの逆相（１８０°）のクロツクパルスが選ばれ、ク
ロツクセレクタ１２２から出力される。以降このセレク
タ１２２から出力されるクロツクパルスは基準クロツク
２とする。

【００５７】基準クロツク２が発生して、最初のクロツ
クでは駆動回路１１５を動作させオンパルス信号を出力
する。オンパルス信号を出力すると同時に、ベースカウ
ンタ１１６がアクテイブとなる。このベースカウンタ１
１６は、オンパルス時間の最小時間用に用意されてお
り、例えば、３μｓｅｃを最小時間とする場合には、３
μｓｅｃに値するデータを該ベースカウンタ１１６に最
小オン時間設定回路１１７によつてプリセツトする。

【００５８】ベースカウンタ１１６がアクテイブになる
と、先ず前記データ（３μｓｅｃ）をロードして、基準
クロツク２によつてカウントアツプされ、３μｓｅｃ経
過すればキヤリーアツプするようにしている。キヤリー
アツプ信号によつてオンカウンタ１１４はアクテイブと
なると同時にレジスタ１１３の値（例えば９ビツトデー
タ）の補数をロードする。ここでは、電源立上がり時の
ため、レジスタ１１３は（０００Ｈ）であり、オンカウ
ンタ１１４には（１ＦＦＨ）がロードされる。

【００５９】従つて、オンカウンタ１１４は、ロードし
た時点で、基準クロツク２によつて、キヤリーアツプす
ることになる。このキヤリーアツプ信号は駆動回路１１
５をリセツトし、オンパルス信号がオフされる。このキ
ヤリーアツプ信号は、同時にクロツクセレクタ１２２の
出力の基準クロツク２をカツトする。

【００６０】オンパルス信号がオフされれば、前述した
インバータ部での充放電が再び開始され、共振波形を同
期検出回路１０８のコンパレータ１０８ａにて検出する
ことになり、該コンパレータの次段の検出回路１０８ｂ
か、１０８ｃのいずれかが、動作してクロツクセレクタ
１２２から出力される基準クロツク２の位相を選択する
ことになる。選択された基準クロツク２で再び前記の動
作を繰り返す。

【００６１】このように、同期検出からオンパルス信号
を出力するまでの時間のばらつきを抑制し、可能な限り
共振周波数を一定にする。

【００６２】オンパルス時間の決定は以下の様に設定す
る。一次側電源電流検出回路１０９の出力値と、出力設
定回路１１０の出力値を比較回路１１１によつて比較す
る。比較結果は電源周期クロツク毎に出力制御回路１１
２によつて処理され、レジスタ１１３に反映する。従つ
て、一電源周期おきのレジスタ１１３の値が、例えば±
１ビツトずつ更新される。この一電源周期おきの更新に
よる効果は公知として省略する。

【００６３】また、仮に比較結果が常に一次側電源電流
検出回路１０９の出力値より出力設定回路１１０の出力
値の方が大きいならば、一電源毎に＋１ビツトずつアツ
プされ、最終的にはレジスタ１１３は（１ＦＦＨ）まで
アツプされる。このレジスタ１１３のアツプ・ダウンに
よつてオンパルス時間を更新して、加熱調整が行える。

【００６４】このように、デイジタル的に制御を行う場
合の電磁誘導加熱装置では、従来は、オンパルス時間の
管理、精度は基準クロツクによつて制御されるため、安
定性、制御のし易さ等に利点があるが、オンパルスの時
間は高精度であつても同期検出からオンパルス信号発生
までが基準クロツク周波数によつてばらついていたが、
本発明では基準クロツク周波数はそのままで、同期検出
から該周波数の倍のスピードの精度でオンパルス信号を
発生できる。そのため、アナログ回路のみの回路構成に
対し、同等かそれ以上の精度で共振周波数を提供でき
る。

【００６５】また、精度の良い共振周波数の提供は、基
準クロツク周波数を倍にすれば単純に実現可能となる
が、基準クロツクを倍にすれば、消費電流も倍以上とな
る。実際には基準クロツクは１６ＭＨｚとして良い結果
が得られたが、これを倍の３２ＭＨｚとするのは、消費
電流増大の問題以外にも、振動子とＬＳＩとのマッチン
グが難しくなる点や、高周波対策等の問題がある。

【００６６】（第二実施例）図３は本発明第二実施例の
電磁誘導加熱調理器のインバータ制御部のブロック図で
ある。この図から明らかな通り、本実施例でも、第一実
施例と同様に、商用の低周波交流電源１０１を整流回路
１０２により全波整流を行っている。そして、平滑コン
デンサ１０３、共振コンデンサ１０４、加熱コイル１０
５、スイッチング素子１０６、及びダンパーダイオード
１０７からインバータ部が構成される。

【００６７】インバータ制御部は、同期検出回路１０８
と、一次側電源電流検出回路１０９と、出力設定回路１
１０と、一次側電源電流出力値と出力設定値の比較回路
１１１と、該比較回路出力値に基づきレジスタを制御す
る出力制御回路１１２と、レジスタ１１３と、該レジス
タの値をプリセットし、インバータ回路に同期して基準
クロックパルスをカウントするカウンタ１１４と、駆動
回路１１５と、最小オン時間を決定しているベースカウ
ンタ１１６と、最小オン時間設定回路１１７と、スイッ
チング素子のオフ時間をカウントするオフカウンタ１１
８と、オフカウンタ処理回路１１９と、該処理回路の出
力を記憶する記憶回路１２０と、該記憶値と現在のオフ
時間の比較回路１２１と、クロックセレクタ回路１２２
とを備えている。

【００６８】そして、第一実施例と異なるところは、電
源周期（低周波交流電源）パルスをカウントするリセッ
トカウンタ１２３を設けたことである。

【００６９】上記構成において、先ず、電源立ち上がり
後に駆動回路１１５にてオンパルス信号が強制的に出力
される。この信号によって、スイッチング素子１０６が
オンして、コイル１０５に電流が流れる。その後スイッ
チング素子１０６がオフすることにより、コンデンサ１
０４、コイル１０５によって充放電が開始される。この
電圧波形をスイッチング素子１０６のコレクタ−エミッ
タ間の重圧ｂとコンデンサ端電圧ａを同期検出回路１０
８にて比較する。ｂ＜ａとなった時点で再びオンパルス
信号を出力させる動作を繰り返せば、共振状態となって
加熱コイル１０５上の被加熱物が、加熱されることにな
る。

【００７０】オンパルス時間の決定は以下の様に設定す
る。一次側電源電流検出回路１０９の出力値と、出力設
定回路１１０の出力値を比較回路１１１によって比較す
る。比較結果は電源周期クロック毎に出力制御回路１１
２によって処理され、レジスタ１１３に反映する。従っ
て、一電源周期おきにレジスタの値が例えば±１ビット
ずつ更新される。この一電源周期おきの更新による効果
は公知として省略する。

【００７１】１２ビットバイナリーカウンタ１２３は、
オンパルス信号を常時カウントアップし、該カウンタ１
２３は低周波交流電源の入力信号によって、一電源周期
毎にリセットされる。

【００７２】しかしながら、低周波交流電源に諸般の要
因によって異常が生じれば、該カウンタ１２３はリセッ
トされずにキャリーアップされてしまう。キャリーアッ
プされれば、このキャリー信号の出力は、集積化された
制御回路のリセット回路に入力されているため、全制御
回路はリセット状態となる。

【００７３】このリセット機能により、低周波交流電源
の異常によるオンパルス信号の暴走（オン時間を短くし
たい場合に制御できない状態など。）を防止できる。

【００７４】また、このリセット状態からの復帰は、再
び低周波交流電源が入力された場合である。

【００７５】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。

【００７６】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、請求項１
の発明によると、クロックセレクタにより、基準クロツ
クの立ち上がりエツジで同期信号を検知した場合には、
基準クロツクの逆相クロツクまたは同相クロツクのいず
れかを出力し、また、基準クロツクの立ち下がりエツジ
にて検出した場合には、立ち上がりエツジにて検出した
場合に相対して、同相クロツクまたは逆相クロツクのい
ずれかを出力するようにしているので、共振周波数とし
て一発振毎に動作タイミングが異なつても、スイツチン
グ素子のオン時間はクロツクセレクタによって管理され
ることになり、コイルに流れる電流を均一にできる。し
たがって、従来のアナログ回路による構成と比較して、
安定性、信頼性、制御精度、コスト等の面で、総じて上
回ることができる。

【００７７】なお、本発明は、上記実施例であげたよう
に、異音が非常に問題視される電磁誘導加熱調理器に効
果がある。

【００７８】また、請求項２の発明によると、集積化さ
れたディジタル制御回路において、インバータ出力の暴
走検知回路は必須であるうえ、本発明では、インバータ
の最大共振周波数と低周波交流電源周波数（一次側電源
周波数）の関係に着目して、安価な検知回路を可能にし
たものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例に係る電磁誘導加熱装置のイ
ンバータ制御部のブロツク図

【図２】スイツチング素子のコレクタ−エミツタ間の電
圧とコンデンサ端電圧を比較した図

【図３】本発明第二実施例に係る電磁誘導加熱装置のイ
ンバータ制御部のブロツク図

【図４】先願の技術におけるインバータ制御部のブロツ
ク図

【図５】従来技術１における電磁誘導加熱装置の回路図

【図６】従来技術１における主要部の信号波形図

【図７】従来技術２における電磁誘導加熱装置の電気回
路図

【符号の説明】

１０８ 同期検出回路 １０９ 一次側電源電流検出回路 １１０ 出力設定回路 １１１ 比較回路 １１２ 出力制御回路 １１３ レジスタ １１４ カウンタ １１５ 駆動回路 １１６ ベースカウンタ １１７ 最小オン時間設定回路 １１８ オフカウンタ １１９ 処理回路 １２０ 記憶回路 １２１ 比較回路 １２２ クロックセレクタ １２３ リセットカウンタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低周波交流電源を整流し、その直流電源
   より高周波電力を発生する加熱コイル、共振コンデン
   サ、スイツチング素子等からインバータ部が構成され、 該インバータ部を制御するインバータ制御部が設けら
   れ、 該インバータ制御部は、 低周波交流電源の入力電流の整流平均値を検出する電流
   検出手段と、 該電流検出手段の出力値を出力設定手段の出力値と比較
   する比較手段と、 該比較手段の出力に基づいてカウント値をプリセツト
   し、インバータ部の共振周期に同期して基準クロツクパ
   ルスをカウントするカウンタと、 該カウンタの出力でスイツチング素子のオン時間制御を
   行う駆動制御手段と、 スイツチング素子のオフ時間を基準クロツクかまたは基
   準クロツクを分周したクロツクによつてカウントするオ
   フカウンタと、 該オフカウンタのカウント数の記憶回路と、 該記憶回路の値とオフカウンタの値を比較する手段とを
   備え、 高周波磁界を生じさせ被加熱物を加熱する電磁誘導加熱
   装置において、 インバータ部からの共振波形をコンパレータの働きによ
   つて同期検出する手段と、 該コンパレータの出力を基準クロツクの立ち上がりエツ
   ジと立ち下がりエツジにて検出する手段と、 基準クロツクの立ち上がりエツジで同期信号を検知した
   場合には、基準クロツクの逆相クロツクまたは同相クロ
   ツクのいずれかを出力し、基準クロツクの立ち下がりエ
   ツジにて検出した場合には、立ち上がりエツジにて検出
   した場合に相対して、同相クロツクまたは逆相クロツク
   のいずれかを出力する基準クロツクセレクタとが設けら
   れ、 スイツチング素子のオン時間を管理するカウンタをクロ
   ツクセレクタから出力されるクロツクにてカウントする
   ことを特徴とした電磁誘導加熱装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電磁誘導加熱装置におい
   て、 インバータ制御部は、請求項１記載のカウンタのカウン
   タ値を増減させるタイミングを低周波交流電源に同期さ
   せるよう構成され、 スイッチング素子のオンパルス信号をカウントし、低周
   波交流電源の周波数周期でリセットされ、キャリー出力
   の発生によって、全インバータ制御部をリセットするリ
   セットカウンタが設けられたことを特徴とした電磁誘導
   加熱装置。