JPH0589955A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 商用電源に漏洩する高周波の伝導雑音の少な
い誘導加熱調理器を提供することを目的とする。 【構成】 インバータ２９の各入力交流電源線とアース
間にフィルタコンデンサ１８とインダクタ１９の直列回
路あるいはコンデンサ２０とインダクタ２１の直列回路
をそれぞれ接続することにより幅広い周波数領域におい
て、伝導雑音の少ない誘導加熱調理器が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導加熱調理器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高周波磁界により負荷鍋底に渦電
流を誘起して加熱する誘導加熱調理器は、清潔で安全
で、高熱効率な調理手段として注目されており、さら
に、２００Ｖの電源利用により、高出力化が図られてい
る。

【０００３】以下、図２を参照しながら従来の誘導加熱
調理器について説明する。図に示すように、商用電源に
接続する電源プラグ１に一端を接続された電源コード２
ａ，２ｂが筐体３内部の周波数変換装置であるインバー
タ４の入力部Ｂ，Ｂ’に接続されている。また電源プラ
グ１にはアース端子がありアース線２ｃを介して筐体３
の導電部に接続される。商用電源電位にコモンモードチ
ョークコイル６が設けられ、コンデンサ５とコンデンサ
８がコモンモードチョークコイル６の入力端子間、出力
端子間にそれぞれ接続されている。コモンモードチョー
クコイル６の各負荷側端子と筐体３の導電部すなわちア
ース電位間にコンデンサ７ａとコンデンサ７ｂが接続さ
れている。全波整流器９の出力端子間にはコンデンサ１
０が接続され正極にはチョークコイル１１が直列に接続
され、チョークコイル１１の負荷側端子と全波整流器９
の負極端子は加熱コイル１２に高周波電流を供給する高
周波回路部１３に接続されている。

【０００４】以上のように構成された誘導加熱調理器に
ついて、以下その動作について説明する。高周波回路部
１３と加熱コイル１２は高周波大電流を発生するので周
囲に高周波の輻射電磁界を発生するとともに高周波回路
部１３内部の高周波電源コンデンサで濾波しきれなかっ
た高周波電圧が高周波回路部１３の入力端子であるＡ，
Ａ’間の低周波脈流直流電圧に重畳する。前記の輻射電
磁界もまた電源線間に高周波雑音を誘起し前記の端子
Ａ，Ａ’間の脈流直流電圧に重畳した高周波雑音ととも
に商用電源側端子間にノーマルモード雑音として商用電
源側に漏洩する。また筐体３と電源線との間には浮遊容
量があるので、前記の輻射電磁界が筐体３あるいは電源
線に誘導した高周波雑音電圧は、コモンモード雑音とし
てもアース線２ｃを経由して商用電源側に漏洩する。

【０００５】しかしノーマルモード雑音はチョークコイ
ル１１、コンデンサ１０、コンデンサ８、コンデンサ５
によって濾波され、またコモンモード雑音はチョークコ
イル１１とコモンモードチョークコイル６とコンデンサ
７ａとコンデンサ７ｂによって濾波され商用電源側への
漏洩伝導雑音を低レベルに抑制する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の構
成では、コンデンサ７ａとコンデンサ７ｂが各商用電源
電位とアース間に接続されて外部に漏洩するコモンモー
ドの伝導雑音を抑制しているが、このコンデンサは大き
な容量とすることができない。大きな容量とすると配電
盤のアースが不十分であったりアースがとられていなか
ったりした場合に筐体３の導電部に人間が触れるとこの
コンデンサ７ａ，７ｂを通して人体にリーク電流が流れ
感電する恐れがあるからである。したがってこのコンデ
ンサの容量値は通常約０．０１μＦ以下にすることが好
ましい。このような小容量のコンデンサを商用電源電位
とアース間に接続すると約１００ｋＨｚから約１ＭＨの
周波数では外部に漏洩する伝導雑音レベルを低下する効
果があるが１０ＭＨ以上の周波数においては、ほとんど
効果がなかったり逆に特定の周波数において伝導雑音が
増大するという課題があった。

【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、略１
０ＭＨｚ以上の高周波帯域における伝導雑音レベルを抑
制することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そして上記の目的を達成
するために本発明は、加熱コイルと、商用電源を高周波
電流に変換し前記加熱コイルに高周波電流を供給する周
波数変換装置と、筐体あるいは部品の導電部をアースに
接地するための接地手段と、前記周波数変換装置に入力
される商用電源電位とアース電位間に接続するコンデン
サとを備え、前記コンデンサと直列にインダクタを接続
する構成としたものである。

【０００９】

【作用】本発明の誘導加熱調理器は、上記請求項１の構
成により、商用電源電位とアース電位間にコンデンサを
接続しているのでその商用電源電位に重畳している略１
００ｋＨｚから数ＭＨｚの周波数領域のコモンモードノ
イズを低減できる。

【００１０】前述のように前記のコンデンサはアースへ
の漏洩電流が大きくなるので数千ｐＦ程度の容量以下と
するのが好ましいが、このような小さな容量のコンデン
サが商用電源間あるいは商用電源線とアース間に接続さ
れると、配線のインダクタンスとこのコンデンサの容量
による共振周波数が生起しこのコンデンサを含めたフィ
ルタ回路全体の減衰量が極めて小さくなる周波数（以下
伝達関数の極と呼ぶ）が１０ＭＨｚ以上の周波数域で生
じる恐れがあるが、高周波でインピーダンスの大きくな
るインダクタがコンデンサに直列に接続されるので高周
波領域でインピーダンスの小さくなるコンデンサの特性
を相殺するように働き上記の伝達関数の極付近の周波数
におけるフィルタの減衰量の低下を緩和できる。

【００１１】また、商用電源線には高周波雑音が誘導さ
れており前記のような電源線とアース間にコンデンサを
接続すると商用電源線に誘導された高周波雑音が筐体に
伝導し筐体がアンテナとなりフィルタを飛び越えて電源
プラグと本体とを接続する電源コードに高周波電流、電
圧を誘導しこれが電源線を介して他機器に対する伝導雑
音となる恐れがあるが、上記のように電源線とアース間
のコンデンサに高周波領域でリアクタンスが大きくなる
インダクタを直列に接続する構成であるので電源線に誘
導されている高周波雑音がこのコンデンサを経由して筐
体に漏洩するのを抑制することができる。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００１３】図１において、電源プラグ１４は２００Ｖ
用であり樹脂により一体成型された電源コード１５ａ，
１５ｂとアース線１５ｃが接続され、筐体２８の導電部
にアース線１５ｃの他端子が、インバータ２９の入力端
子Ｃ，Ｃ’には電源コード１５ａ，１５ｂの他端子がそ
れぞれ接続されている。０．４７ μＦをもつ容量のフ
ィルタコンデンサ１６が電源線間に接続されておりその
負荷側にコモンモードチョークコイル１７が接続されて
いる。このコモンモードチョークコイル１７の出力端子
は全波整流器２３の交流入力端子に接続され全波整流器
２３の交流入力端子間にはフィルタコンデンサ２２が接
続されている。

【００１４】また、コモンモードチョークコイル１７の
両出力端子とアースに接続された筐体２８の導電部間に
はフィルタコンデンサ１８とインダクタ１９の直列回路
およびフィルタコンデンサ２０とインダクタ２１の直列
回路がそれぞれ接続されている。フィルタコンデンサ１
８とフィルタコンデンサ２０の容量はともに２２００ｐ
Ｆでインダクタ１９とインダクタ２１はリング状のフェ
ライトコアに巻線されたものでともに約４０μＨのイン
ダクタンスを有する。

【００１５】全波整流器２３の正極端子には約３００μ
Ｈのチョークコイルが接続され、全波整流器２３の出力
端子間には２．２μＦのコンデンサ２４が接続されてい
る。チョークコイル２５の負荷側端子と全波整流器２３
の負極端子はインバータ２９の高周波回路部２７に接続
されている。高周波回路部２７は加熱コイル２６と共振
回路を構成する共振コンデンサ、その共振回路をスイッ
チングにより励起する半導体スイッチング素子、スイッ
チング電流あるいは共振電流をバイパスする高周波電源
コンデンサ、前記半導体スイッチング素子のオンオフを
制御する制御回路などが含まれている。

【００１６】以上のように構成された誘導加熱調理器に
ついて、その動作を説明する。この誘導加熱調理器を動
作すると加熱コイル２６に約２０ｋＨｚの高周波電流が
流れる。この高周波電流は高周波回路部２７から供給さ
れる。この加熱コイル２６に流れる高周波電流は、電流
値は大きいがほぼ連続した波形で急峻な電流は流れな
い。一方高周波回路部２７には半導体スイッチング素子
による遮断電流が発生するため共振コンデンサあるいは
高周波電流コンデンサなどに急峻な電流変化をもつ大電
流が流れる。

【００１７】このようにインバータ２９には幅広い周波
数スペクトルを含む大電流、あるいは高電圧が印加して
おり、これらの電流あるいは電圧はその波形に含まれ広
い周波数範囲にわたって分布するスペクトルをもつ電磁
界を発生する。この電磁界はインバータ部品を接続する
接続線に雑音電流、雑音電圧を発生させる。この雑音電
流、雑音電圧において商用電源線間あるいは整流器２３
の出力間で位相の異なるノーマルモード雑音となるもの
はチョークコイル２５、フィルタコンデンサ２４、フィ
ルタコンデンサ２２、フィルタコンデンサ１６で抑制す
ることができる。

【００１８】一方、アース線あるいはアースに接続され
た筐体２８との間に誘起され、商用電源線間あるいは整
流器２３出力端子間において同位相となるコモンモード
雑音となるものは、前記のフィルタ部品では濾波できな
いが、コモンモードチョークコイル１７とフィルタコン
デンサ１８とフィルタコンデンサ２０によって抑制する
ことができる。ただし、このコンデンサ１８，２０はア
ースに接地されてはいるものの人の触れる恐れのある導
電金属部品である筐体２８に接続されており、アースが
不十分である時に感電する恐れがあるので大きな容量の
ものを使用しないのが好ましい。この実施例ではそのた
め、２０００ｐＦとしている。

【００１９】図のインダクタ１９とインダクタ２１を短
絡してフィルタコンデンサ１８，２０を図のように接続
した場合、実験によるとフィルタコンデンサ１８，２０
を使用しない（オープンにする）場合に比して１００ｋ
Ｈｚから３ＭＨｚの周波数帯域で雑音レベルの低減効果
が認められるが１０ＭＨｚ以上の周波数では全く低減効
果が見られず、逆に増加する場合があった。この実施例
のようにインダクタ１９とインダクタ２１をフィルタコ
ンデンサ１８とフィルタコンデンサ１８に直列に接続し
た場合には１００ｋＨｚから３ＭＨｚの周波数域におけ
るコンデンサ１８，２０の濾波効果は同様に認められ、
さらに１０ＭＨｚ以上の周波数においても約６ｄＢの減
衰効果が得られた。

【００２０】これは以下の理由による。１０ＭＨｚ以上
の周波数になると周波数が高くなり空間への輻射エネル
ギーが大きくなるので雑音源からの放射効率あるいはア
ンテナの受信効率が良くなる。したがって、導電性の筐
体２８など面積の大きなものにそのような周波数の高い
雑音が供給されるとこれが発信アンテナとなって周囲に
放射され易くなり、反対に電源線１５ａ，電源線１５ｂ
のように長い導体があると受信アンテナとなって誘導を
受け易くなる。

【００２１】上記の実施例においてフィルタコンデンサ
１８，２０を商用電源電位と筐体２８間に接続すると３
ＭＨｚ以下の周波数のコモンモード雑音は輻射エネルギ
ーが小さいのでコモンモードチョークコイル１７との効
果で伝導雑音を筐体３内に閉じ込めることができ効果的
に漏洩雑音を濾波できる。しかし１０ＭＨｚ以上の周波
数の場合にはフィルタコンデンサ１８，２０を接続する
ことにより商用電源線に誘導されている高周波雑音を筐
体２８に供給することになり上記のように筐体２８がア
ンテナとなりまた電源線１５ａ，１５ｂが受信アンテナ
となってフィルタ回路を飛び越えて商用電源に漏洩する
もので、フィルタコンデンサ１８、２０にインダクタ１
９，２１を直列に接続するとインダクタは高周波におい
てインピーダンスが増大する性質があるので１０ＭＨｚ
以上の高周波雑音がフィルタコンデンサ１８，２０から
筐体２８に供給されるのを抑制することができるからで
ある。

【００２２】また、図２の従来例のようにフィルタコン
デンサ７ａ，７ｂが商用電源間に接続されるとそれぞれ
２０００ｐＦであればその直列容量は１０００ｐＦにな
る。このように容量の小さなコンデンサが電源線間ある
いは電源アース間に接続されると周囲の配線のインダク
タンス（１μＨ以下）とによる共振周波数が高周波領域
において生じフィルタ回路全体の減衰効果を示す伝達特
性において減衰効果がその共振周波数付近で急激に低下
する現象が生じる場合がある。上記実施例では、高周波
損失が大きく高周波領域でインピーダンスが高なるフェ
ライトコアに巻線を施したインダクタをフィルタコンデ
ンサ１８，２０に直列に接続しているので、このインダ
クタが高周波でのコンデンサの特性を相殺するように働
き上記の共振周波数付近での減衰効果の低下を抑制する
ことができるものである。

【００２３】さらにフィルタコンデンサ１８，２０に流
れる電流は数μアンペアであるのでインダクタの巻線は
細くてよく、小型のインダクタを使用でき、プリント配
線板にも装着し易い。

【００２４】以上のように本実施例によれば、商用電源
線とアースされた筐体間にインダクタとフィルタコンデ
ンサの直列回路を接続することにより、単にフィルタコ
ンデンサを接続するだけでは除去できない１０ｋＨｚ以
上の高周波の伝導雑音を除去できるものである。

【００２５】なお、上記実施例において、インダクタ１
９とインダクタ２１という２個のインダクタを使用した
が、フィルタコンデンサ１８とフィルタコンデンサ２０
を商用電源間に直列に接続し両コンデンサの接続点と筐
体２８との間にインダクタを１個接続してもよい。ま
た、インダクタの１９，２１のインピーダンスはインバ
ータの発生する雑音の大小、フィルタ回路の構成に応じ
て最適な値を選択すればよい。さらに、筐体２８が非導
電体で構成されているときには、内部導電シャーシもし
くは非充電金属部品と商用電源電位間にフィルタコンデ
ンサとインダクタの直列回路を接続しても同様の効果が
得られる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明は周波数変換装置の
商用電源電位とアース電位間に接続するフィルタコンデ
ンサと直列にインダクタを接続することにより、１００
ｋＨｚ以上の周波数帯域において伝導雑音を抑制するこ
とができ、単に商用電源電位とアース電位間にフィルタ
コンデンサを接続するだけでは濾波できない１０ＭＨｚ
以上の周波数における伝導雑音を抑制することができ
る、漏洩雑音の少ない優れた誘導加熱調理器を実現でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における誘導加熱調理器の回路
ブロック図。

【図２】従来の誘導加熱調理器の回路ブロック図。

【符号の説明】

１５ｃ アース線 １８ フィルタコンデンサ １９ インダクタ ２０ フィルタコンデンサ ２１ インダクタ ２６ 加熱コイル ２８ 筐体 ２９ インバータ（周波数変換装置）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱コイルと、商用電源を高周波電流に変
   換し前記加熱コイルに高周波電流を供給する周波数変換
   装置と、筐体あるいは部品の導電部をアースに接地する
   ための接地手段と、前記周波数変換装置に入力される商
   用電源電位とアース電位間に接続するコンデンサとを備
   え、前記コンデンサと直列にインダクタを接続する構成
   とした誘導加熱調理器。