JPH0613168A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 整流回路１の出力を高周波電流に変換し加熱
コイル１３に供給するインバータ回路３と、インバータ
回路３の起動及び停止などの制御をする制御手段２３
と、被加熱物の温度を検出する温度センサ２８と、整流
回路１の直流電圧が零ボルト付近となる時点を検出する
零ボルト検出回路２２を設け、制御手段２３は加熱コイ
ル１３に発生する高周波磁界により被加熱物を誘導加熱
し、温度センサ２８にて被加熱物の温度を検出するタイ
ミングを、整流回路１の直流電圧が零ボルト付近となる
時点に同期させるものである。 【効果】 インバータ供給電圧が零ボルト付近となり、
ほとんど高周波電流が流れず、ノイズの発生が最低値と
なり外乱の影響を受けずに精度良く被加熱物の温度検出
が出来る

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交番磁束による電磁誘
導作用によって加熱コイル上面に置かれた金属製の鍋に
渦電流を発生させてこの金属の持つ固有抵抗によるジュ
ール熱で被加熱物を加熱調理する誘導加熱調理器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、加熱コイルに発生した高周波
磁界によって、加熱コイル上面に置かれ磁気結合した金
属性の鍋などの負荷に渦電流を誘起させて、そのジュー
ル熱により負荷を加熱させる誘導加熱調理器は、裸火を
発生させず安全であり、また鍋をじかに発熱させるた
め、熱効率が高いなどの優れた特長を持っている。

【０００３】近年、誘導加熱調理器は被加熱物の温度を
正確に検出し、出来上がりを更に良くするように要求さ
れ、また調理の自動化が進むにつれて、より正確で安定
した温度制御が必要になってきているが、温度検出器は
加熱コイルの略中央部に配置され、ガラスなどのプレー
トを介し被加熱物である鍋底の温度を検出していた。一
方、誘導加熱時は加熱コイルに高周波電流を流し、鍋の
底に高周波磁束を発生させて、それによる渦電流損失に
て鍋自体を発熱させる。温度センサは鍋からの熱伝導に
よってなる温度を検出し、間接的に鍋の温度から調理物
の温度を知ることができる。通常、温度センサはサーミ
スタが用いられている。サーミスタはアルミなどの非磁
性体の受熱プレートに取り付けられ、ガラスプレートに
圧接し取り付けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の誘導加熱調
理器では、鍋底に発生する渦電流損による温度上昇を熱
伝導によって間接的に検出しているので、正確な鍋の温
度が検出できないとともに、加熱コイルやスイッチング
素子からなる高周波インバータ回路から発せられるノイ
ズによって影響を受け、安定した温度検出が出来ないと
いう欠点があった。

【０００５】この改善策として、特開平４−３６９８４
号公報にあるように温度データを取り込む場合に、加熱
コイルに高周波電流を流すことを一時的に停止し、その
後読み込みを行うような制御をさせるものがある。しか
しながら、温度データを読み込む度に加熱を停止させて
いるため、その程度によっては鍋が振動音を発生させる
などの問題がある。また、高速で絶えず温度を検出する
必要がある場合は、調理全体における温度検出の占める
停止時間が長くなり、加熱時間が長引くなど、効率が低
下するという問題が発生する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、商用電源を整流する整
流回路と、この整流回路の出力をスイッチング素子によ
って高周波電流に変換し加熱コイルに供給するインバー
タ回路と、このインバータ回路の起動及び停止などの制
御をする制御手段を備え、前記加熱コイルに発生する高
周波磁界により被加熱物を誘導加熱する誘導加熱調理器
において、前記加熱コイル近傍に被加熱物の温度を検出
する温度センサと、前記商用電源側に整流回路の直流電
圧が零ボルト付近となる時点を検出する零ボルト検出回
路を設け、前記制御手段は前記温度センサにて被加熱物
の温度を検出するタイミングを前記整流回路の直流電圧
が零ボルト付近となる時点に同期させるものとした。

【０００７】

【作用】上記のように構成したことにより、制御手段は
インバータ供給電圧が零ボルト付近となり、ほとんど高
周波電流が流れず、したがって高周波磁束の発生が少な
く、鍋の加熱が行われず、ノイズの発生が最低値となる
タイミングに同期させて温度センサにて被加熱物の温度
を検出させ、外乱の影響を受けずに精度良く温度検出が
出来る。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面に従って
説明する。図１は本発明の一実施例を施した誘導加熱調
理器のブロック回路図であり、図２は同じくインバータ
に供給される電源電圧の波形図である。

【０００９】図において、１は商用電源２を整流する整
流回路、３は整流回路１の出力を高周波電流に変換する
インバータ回路、４はインバータ回路３を駆動するドラ
イブ回路、５はインバータ回路３に発生する共振電圧に
よってフィードバックをかけ自励発振回路６に対しトリ
ガをかけるトリガ発生回路、７は自励発振回路６の出力
を受けドライブ回路４に出力する出力レベル設定回路で
ある。

【００１０】整流回路１はコンデンサ８と、整流スタッ
ク９と、平滑リアクトル１０及び平滑コンデンサ１１で
なる平滑回路とで構成され、商用電源２はＯＮ／ＯＦＦ
制御素子１２を通して整流回路１に接続され、インバー
タ回路３のプラス側には加熱コイル１３及びそれに並列
に共振コンデンサ１４が接続され、また同極にスイッチ
ング素子（トランジスタ）１５及び逆並列ダイオード１
６を接続しマイナス側に接続される。加熱コイル１３の
整流回路１側の電圧をＶL 、スイッチング素子１５側の
電圧をＶCEとする。

【００１１】１７は商用電源２側の入力電流をカレント
トランス１８により、１９は同じくインバータ回路３側
の電流をカレントトランス２０によりそれぞれ検出しそ
の値に比例した電圧を発生する電流検出回路である。こ
の電流検出回路１７、１９の電圧及び加熱コイル１３の
スイッチング素子１５側の電圧ＶCEは異常検出回路２１
に入力される。２２は商用電源２側に接続され、加熱コ
イル１３の整流回路１側の零電圧付近を検出する零ボル
ト検出回路である。

【００１２】２３はこれらの回路全体の制御を行うマイ
クロコンピュータからなる制御手段であり、出力レベル
の操作部２４、前記電流検出回路１７、１９、異常検出
回路２１、ゼロボルト検出回路２２などの出力を入力し
ている。

【００１３】また、マイクロコンピュータ２３からは出
力レベル設定回路７及びＯＮ／ＯＦＦ制御素子１２に制
御信号を出力している。

【００１４】操作部２４はＯＮ／ＯＦＦスイッチ２５及
び火力調節スイッチ２６（ＵＰ）及び２７（ＤＯＵＮ）
を有している。２８は加熱コイル１３の中央部からトッ
ププレートに圧接されているサーミスタなどからなる温
度センサであり、その出力は前記マイクロコンピュータ
２３に温度制御用のデータとして入力している。

【００１５】以下、上記実施例の作用について説明す
る。

【００１６】操作部２４にてＯＮ／ＯＦＦスイッチ２５
を入力すると、その信号をマイクロコンピュータ２３が
受けて、ドライブ回路４に動作信号を送り、スイッチン
グ素子１５が動作し、加熱コイル１３に高周波電流を流
し鍋を加熱する。加熱量の調節は火力調節スイッチ２
６、２７によって上げ下げし、必要とする火力設定を行
うことが出来る。

【００１７】インバータ回路３及びこれらの制御回路は
加熱コイル１３に発生する共振電圧によってフィードバ
ックをかけ、自励発振回路６に対してトリガをかけるこ
とで適切なスイッチングのタイミング（通常はこの周波
数は２０〜３０ＫＨＺに設定されている。）で、スイッ
チング素子１５をＯＮ／ＯＦＦさせている。

【００１８】ＶL とＶCEの値からトリガ発生回路５は自
励発振回路６を駆動するトリガパルスを発生させ、自励
発振回路６によって出力された信号は出力レベル設定回
路７で設定されるしきい値と比較され、ＰＷＭ出力の駆
動信号としてドライブ回路４に与えられる。

【００１９】電流検出回路１７、１９及びＶCEから異常
検出回路２１に異常値が入力され、回路の状態が異常と
判断された場合はマイクロコンピュータ２３に割込み信
号を与え、駆動信号は停止し、ドライブ回路４及びＯＮ
／ＯＦＦ制御素子１２を停止させ通電を停止し安全を計
っている。

【００２０】整流回路１によって交流電圧を全波整流さ
れたインバータ回路３の供給電圧ＶL は図２のような１
００／１２０Ｈｚの脈流波形の直流電圧である。この波
形からインバータ回路３の供給電圧ＶL は零ボルトとな
るところが存在するため、この時点では高周波電流は発
生しないことになり、誘導加熱が行われないところであ
る。

【００２１】従ってこの時点で温度検出を行わせるよう
に同期を取ることで、鍋温度の検出を行う加熱コイル１
３の中央部のサーミスタ２８は誘導加熱の影響と、高周
波ノイズの影響をうけないで精度が向上する。

【００２２】タイミングの決定は零電圧を検出する零ボ
ルト検出回路２２からの信号をマイクロコンピュータ２
３に入力し、このタイミングをとらえ、温度検出データ
を取り込むことで、実現することが可能となる。

【００２３】なお、本発明において零ボルト検出回路２
２を加熱コイル１３の整流回路１側に設けても前記実施
例と同等の作用をする。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、被加熱物の温度を検出
する温度センサと、整流回路の直流電圧が零ボルト付近
となる時点を検出する零ボルト検出回路を設け、温度セ
ンサにて被加熱物の温度を検出するタイミングを前記整
流回路の直流電圧が零ボルト付近となる時点に同期させ
るものとしたので、簡単な回路構成で、インバータ供給
電圧が零ボルト付近となり、ほとんど高周波電流が流れ
ず、したがって高周波磁束の発生が少なく、鍋の加熱が
行われず、ノイズの発生が最低値となるタイミングに同
期させて、外乱の影響を受けずに精度良く被加熱物の温
度検出が出来、高精度の温度制御が出来る誘導加熱調理
器を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器のブロ
ック回路図である。

【図２】同じくインバータに供給される電源電圧の波形
図である。

【符号の説明】

１ 整流回路 ２ 商用電源 ３ インバータ回路 １３ 加熱コイル ２２ 零ボルト検出回路 ２３ 制御手段（マイクロコンピュータ） ２８ 温度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源（２）を整流する整流回路
   （１）と、この整流回路（１）の出力を高周波電流に変
   換し加熱コイル（１３）に供給するインバータ回路
   （３）と、このインバータ回路（３）の起動及び停止な
   どの制御をする制御手段（２３）を備え、前記加熱コイ
   ル（１３）に発生する高周波磁界により被加熱物を誘導
   加熱する誘導加熱調理器において、前記加熱コイル（１
   ３）近傍に被加熱物の温度を検出する温度センサ（２
   ８）と、前記商用電源（２）側に整流回路（１）の直流
   電圧が零ボルト付近となる時点を検出する零ボルト検出
   回路（２２）を設け、前記制御手段（２３）は前記温度
   センサ（２８）にて被加熱物の温度を検出するタイミン
   グを前記整流回路（１）の直流電圧が零ボルト付近とな
   る時点に同期させるものとしたことを特徴とする誘導加
   熱調理器。