JPH0594868A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

誘導加熱調理器

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JPH0594868A
JPH0594868A JP25561091A JP25561091A JPH0594868A JP H0594868 A JPH0594868 A JP H0594868A JP 25561091 A JP25561091 A JP 25561091A JP 25561091 A JP25561091 A JP 25561091A JP H0594868 A JPH0594868 A JP H0594868A
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JP
Japan
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switching elements
load
snubber capacitor
capacitor
capacity
Prior art date
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Pending
Application number
JP25561091A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuru Takechi
充 武智
Hideki Omori
英樹 大森
Hirobumi Noma
博文 野間
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】スイッチング素子の損失を低減し、負荷の種類
によらず高出力を得られるとともに耐久性の高い誘導加
熱調理器を提供する。 【構成】直流電流を高周波電流に変換するインバータ回
路2は、加熱コイル7と、加熱コイル7に接続された共
振コンデンサ8および2個のスイッチング素子3,4
と、2個のスイッチング素子3,4の各々に並列に接続
された2個のフライホイールダイオード5,6と、スイ
ッチング素子3,4の1つに並列に接続された容量の切
り替え可能なスナバコンデンサ9よりなり、制御回路10
はスイッチング素子3,4を交互に導通させる駆動部11
と入力を検知する入力検知部13と負荷を検知する負荷検
知部12を備え、入力検知部13と負荷検知部12の出力によ
りスナバコンデンサの容量を切り換えることで、低出力
時などにスイッチング素子に流れる短絡電流を減少さ
せ、スイッチング損失を大幅に低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインバータを用いた発振
周波数可変制御によりパワーコントロールを行う高出力
誘導加熱調理器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の大出力用誘導加熱調理器は2個の
スイッチング素子と単一の加熱コイルと単一の共振コン
デンサを有するインバータを用いて発振周波可変制御に
よりパワーコントロールを行うが一般的であった。
【0003】図5は従来の高出力誘導加熱調理器の回路
図を示し、1は直流電源、2は直流電流を高周波電流に
変換するインバータ回路であり、インバータ回路は、直
流電源1に直列に接続された第1および第2のスイッチ
ング素子3,4とこれら第1および第2のスイッチング
素子3,4のそれぞれに並列に接続された第1および第
2のフライホイールダイオード5,6と第1および第2
のスイッチング素子3,4の接続点に接続された加熱器
7とこの加熱器7に接続された共振コンデンサと第2の
スイッチング素子4に並列に接続されたスナバコンデン
サ9′とからなっている。
【0004】10は制御回路であり、第1および第2のス
イッチング素子3,4を交互に導通させる駆動部11を有
しており、第1のスイッチング素子3が導通している期
間に加熱コイル7にエネルギーを蓄積し、第2のスイッ
チング素子4を導通させることで、加熱コイル7と共振
コンデンサ8の間に共振電流を流し、加熱コイル7の上
に置かれた鍋負荷にエネルギーを伝達する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の2個のスイッチング素子、単一加熱コイル、単一共
振コンデンサ、スナバコンデンサのインバータ構成で
は、高出力時のスイッチング損失を低減するために、ス
ナバコンデンサの容量を大きくする方法が取られるが、
スナバコンデンサの容量を大きくすると、低出力時や低
抵抗性負荷のときには、一方のスイッチング素子がオフ
したときから、他方のスイッチング素子の両端電圧が零
になるまでの時間が長くなり、スイッチング素子の両端
電圧が零電位になる以前にオンすることになる。このと
きオンする側のスイッチング素子には大きな短絡電流が
流れ、スイッチング素子の損失が大幅に増加してしま
う。逆に、スナバコンデンサの容量を小さくすれば、一
方のスイッチング素子がオフしたときから、他方のスイ
ッチング素子の両端電圧が零になるまでの時間が短くな
り、低出力時のスイッチング素子損失が低減されるが、
高出力時のターンオフ損失が大きくなってしまう。スイ
ッチング素子の冷却能力には実装の点で限界があるの
で、スイッチング素子の損失を低減しないと高出力の誘
導加熱調理器が実現できないという問題を有していた。
【0006】本発明は上記問題を解決するもので、出力
の大きさにかかわらず、スイッチング素子の損失を低減
してスイッチング素子の冷却機構を簡素化し、負荷の種
類によらず、高出力を得ることができる誘導加熱調理器
を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の誘導加熱調理器は、インバータ回路と、そ
の制御回路を備え、インバータ回路は、加熱コイルと加
熱コイルに接続された共振コンデンサおよび2個のスイ
ッチング素子と2個のスイッチング素子の各々に並列に
接続された2個のフライホイールダイオードとスイッチ
ング素子の1つに並列に接続された容量の切り換え可能
なスナバコンデンサを有し、前記制御回路は、周波数を
変化させながら前記2個のスイッチング素子を交互に導
通させる駆動部と前記スナバコンデンサの容量を切り換
えるコンデンサ切り換え部と負荷の種類を検知する負荷
検知部と入力を検知する入力検知部を有し、前記負荷検
知部と前記入力検知部の出力によって、特定の負荷もし
くは特定の入力以下のときに前記スナバコンデンサの容
量を特定の値に切り換えるようにしたものである。
【0008】さらに本発明は、インバータ回路と、その
制御回路を備え、インバータ回路は、加熱コイルと加熱
コイルに接続された共振コンデンサおよび2個のスイッ
チング素子と2個のスイッチング素子の各々に並列に接
続された2個のフライホイールダイオードとスイッチン
グ素子の1つに並列に接続された容量の切り換え可能な
スナバコンデンサを有し、制御回路は、周波数を変化さ
せながら2個のスイッチング素子を交互に導通させる駆
動部とスナバコンデンサの容量を切り換えるコンデンサ
を切り換え部とフライホイールダイオードの電流を検知
するダイオード電流検知部を有し、ダイオード電流検知
部の出力によって、スナバコンデンサの容量を特定の値
に切り換えるようにしたものである。
【0009】
【作用】本発明は上記構成により、スナバコンデンサの
容量を変化させることで、出力の大小にかかわらずスイ
ッチング素子の損失を低減できるものである。
【0010】
【実施例】以下、本発明の誘導加熱調理器の第1の実施
例について図1〜図2を参照しながら説明する。図1に
おいて、1は直流電源、2は直流を高周波電流に変換す
るインバータ回路で、第1のスイッチング素子3と第2
のスイッチング素子4と第1のフライホイールダイオー
ド5と第2のフライホイールダイオード6と加熱コイル
7と共振コンデンサ8と容量の切り替え可能なスナバコ
ンデンサ9で構成されており、スナバコンデンサ9が容
量を切り替え可能であること以外は、従来のものと同じ
である。10は制御回路で、2個のスイッチング素子3,
4を交互に駆動する駆動部11、負荷の種類を検知する負
荷検知部12、入力を検知する入力検知部13、スナバコン
デンサ9の容量を切り換える容量切り替え部14で構成さ
れている。
【0011】上記の構成において、駆動部11は2個のス
イッチング素子3,4を駆動し、かつ2個のスイッチン
グ素子3,4を導通させる周波数を変化させることによ
って出力を変化させている。
【0012】図2(a) はインバータ低出力時での動作波
形を示す。一般的に上記インバータ構成ではスナバコン
デンサの容量を固定すると、インバータ低出力時では、
インバータ高出力時に比べ、スイッチング素子のコレク
タ−エミッタ間電圧VCEが零電位になるための時間が長
く、VCEが零電位になる前にスイッチング素子を導通さ
せるため、この瞬間に、電流ICの波形図に示すよう
に、スイッチング素子に多大な短絡電流が流れ、スイッ
チング素子の損失が増加してしまう。
【0013】このとき、スナバコンデンサの容量を小さ
くすると、VCEが零電位になるまで時間が短くなり、図
2(b) に示すように、スイッチング素子に短絡電流が流
れることはなく、スイッチング素子の損失を大幅に低減
することができる。また、出力を増加させると一般的に
CEが零になるまでの時間は減少するため、入力検知部
の出力によって、出力がある値のときにスナバコンデン
サの容量を大きくするように切り替えれば良い。
【0014】また、負荷によってスナバコンデンサの容
量を切り換えることもできる。たとえば磁性ステンレス
と非磁性ステンレスの場合では、一般的に非磁性ステン
レスの方がVCEが零電位になるまでの時間が短い。ここ
で、負荷検知部の出力より、磁性ステンレスと非磁性ス
テンレスを検出し、磁性ステンレスの場合はスナバコン
デンサの容量を小さく、非磁性ステンレスの場合はスナ
バコンデンサの値を大きくするように切り換えてやるこ
とで、負荷が変わったときでもスイッチング素子の損失
を低減させることができる。
【0015】次に本発明の誘導加熱調理器の第2の実施
例について図3を参照しながら説明する。図3におい
て、1は直流電源、2は直流を高周波電流に変換するイ
ンバータ回路で、第1のスイッチング素子3と第2のス
イッチング素子4と第1のフライホイールダイオード5
と第2のフライホイールダイオード6と加熱コイル7と
共振コンデンサ8と容量の切り替え可能なスナバコンデ
ンサ9で構成されており、第1の実施例のものと同じで
ある。10は制御回路で、2個のスイッチング素子3,4
を交互に駆動する駆動部11、フライホイールダイオード
の電流を検知するダイオード電流検知部15、スナバコン
デンサ9の容量を切り換える容量切り替え部14で構成さ
れている。
【0016】第1の実施例では、入力の状態もしくは負
荷の種類によってスナバコンデンサの容量を切り換えて
いたが、第2の実施例では入力もしくは負荷の状態にか
かわらずダイオード電流が流れていることを検出し、ス
ナバコンデンサの容量を大きくするように切り換える。
【0017】フライホイールダイオードはスイッチング
素子に逆並列に接続されているため同ダイオードに電流
が流れているときは、スイッチング素子のVCEは零電圧
になっているといえる。すなわち、ダイオード電流検知
部にてダイオード電流を検知し、ダイオードに電流が流
れ始めると、スナバコンデンサの容量を大きくするよう
に切り換えてやる。
【0018】このように、本実施例を用いることで第1
の実施例で用いたような、入力検知部や負荷検知部を用
いなくとも、スナバコンデンサの切り替えタイミングを
判断することができる。
【0019】上記第1および第2の実施例において、図
4に示すような第2の共振コンデンサ22と第2のスナバ
コンデンサ21を持つ構成にしても、本発明のもたらす作
用は同じであり、本発明はこれらの構成を含むものであ
ることはもちろんである。
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、出力の
大きさおよび負荷の構成によってスナバコンデンサの容
量を変化させることで、低出力時や非磁性ステンレス負
荷などでのスイッチング素子の損失を低減できるため、
冷却機構などを簡略化した小形、軽量の誘導加熱調理器
を提供できる。さらに、フライホイールダイオードに流
れる電流を検知することで、出力の大きさや負荷に関係
なくスナバコンデンサの切り替えタイミングを判断で
き、スイッチング素子の損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の誘導加熱調理器を示す
回路図である。
【図2】同誘導加熱調理器におけるインバータの動作を
説明する波形図である。
【図3】本発明の第2の実施例の誘導加熱調理器を示す
回路図である。
【図4】第1および第2の実施例と同じ効果が得られる
インバータ回路図である。
【図5】従来のインバータ回路図である。
【符号の説明】
1 直流電源 2 インバータ回路 3 第1のスイッチング素子 4 第2のスイッチング素子 5 第1のフライホイールダイオード 6 第2のフライホイールダイオード 7 加熱コイル 8 共振コンデンサ 9 スナバコンデンサ 10 制御回路 11 駆動部 12 負荷検知部 13 入力検知部 14 コンデンサ切り替え部 15 ダイオード電流検知部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電流を高周波電流に変換するインバ
    ータ回路と、その制御回路を備え、前記インバータ回路
    は、加熱コイルと前記加熱コイルに接続された共振コン
    デンサおよび2個のスイッチング素子と前記2個のスイ
    ッチング素子の各々に並列に接続された2個のフライホ
    イールダイオードと前記スイッチング素子の1つに並列
    に接続された容量の切り換え可能なスナバコンデンサを
    有し、前記制御回路は、周波数を変化させながら前記2
    個のスイッチング素子を交互に導通させる駆動部と前記
    スナバコンデンサの容量を切り換えるコンデンサ切り換
    え部と負荷の種類を検知する負荷検知部と入力を検知す
    る入力検知部を有し、前記負荷検知部と前記入力検知部
    の出力によって、特定の負荷もしくは特定の入力以下の
    ときに前記スナバコンデンサの容量を特定の値に切り換
    えるように構成したことを特徴とする誘導加熱調理器。
  2. 【請求項2】 直流電流を高周波電流に変換するインバ
    ータ回路と、その制御回路を備え、前記インバータ回路
    は、加熱コイルと前記加熱コイルに接続された共振コン
    デンサおよび2個のスイッチング素子と前記2個のスイ
    ッチング素子の各々に並列に接続された2個のフライホ
    イールダイオードと前記スイッチング素子の1つに並列
    に接続された容量の切り換え可能なスナバコンデンサを
    有し、前記制御回路は、周波数を変化させながら前記2
    個のスイッチング素子を交互に導通させる駆動部と前記
    スナバコンデンサの容量を切り換えるコンデンサを切り
    換え部と前記フライホイールダイオードの電流を検知す
    るダイオード電流検知部を有し、前記ダイオード電流検
    知部の出力によって、前記スナバコンデンサの容量を特
    定の値に切り換えるように構成したことを特徴とする誘
    導加熱調理器。
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