JPH06203949A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

誘導加熱調理器

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JPH06203949A
JPH06203949A JP34798692A JP34798692A JPH06203949A JP H06203949 A JPH06203949 A JP H06203949A JP 34798692 A JP34798692 A JP 34798692A JP 34798692 A JP34798692 A JP 34798692A JP H06203949 A JPH06203949 A JP H06203949A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching element
capacitance
voltage
resonance capacitor
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP34798692A
Other languages
English (en)
Inventor
Motonari Hirota
泉生 弘田
Hideki Omori
英樹 大森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06203949A publication Critical patent/JPH06203949A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストの誘導加熱調理器を提供することを
目的とする。 【構成】 共振コンデンサ13と加熱コイル12からな
る負荷回路14と、直流電源11と、スイッチング素子
15と、スイッチング素子15に並列に接続されたダイ
オード16と、スイッチング素子15を制御する制御回
路17と、共振コンデンサ13の容量を制御する容量制
御手段18を有し、負荷回路14とスイッチング素子1
5とを接続した直列回路と直流電源11の出力とを接続
し、制御回路17はスイッチング素子15を所定周期で
オン、オフし、負荷回路14の共振コンデンサ13は、
両端電圧が低いときは容量が大きく、両端電圧が高いと
きは容量が小さくなるように容量制御手段18が制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般家庭およびびレスト
ランなどで使用される誘導加熱調理器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の誘導加熱調理器の回路動作を図6
〜図8を用いて説明する。図6において、1は直流電
源、2は加熱コイルで、図には特に記載していないがこ
の上に被加熱物(鍋等)が置かれる。3は共振コンデン
サで、加熱コイル2と共振コンデンサ3で負荷回路4が
構成されている。5はスイッチング素子で、本例では大
電流、高耐圧のIGBTを用いている。6は逆導通のダ
イオードである。7はスイッチング素子5を駆動する制
御回路である。
【0003】図7は定常動作時におけるインバータ各部
の動作波形である。(ア)は制御回路7から出力される
ドライブ信号の波形で、この出力がHIGHの時にスイ
ッチング素子5がオンになる。(イ)はスイッチング素
子5と逆道通のダイオード6に流れる電流Icで、
(ウ)はスイッチング素子5の両端にかかる電圧Vce
である。図8はターンオフ時におけるIc、Vceの拡
大波形である。
【0004】以上の図6〜図8をもとにこの回路の動作
の説明を行う。制御回路7はスイッチング素子5を所定
時間(図においては20μs)オンさせた後、ターンオ
フし加熱コイル2と共振コンデンサ3からなる負荷回路
4を共振させる。さらに制御回路7はVceを検知して
おり、Vceの立ち下がりが所定値よりも低くなると再
びスイッチング素子5をオンさせる。
【0005】以上の動作を繰り返すため図7において制
御回路7のドライブ信号(ア)に対して、Icは(イ)
のように、Vceは(ウ)のようになり、加熱コイル2
上に置かれた鍋にパワーが供給される。この鍋に供給さ
れるパワーはスイッチング素子5のオン時間を変化させ
ることにより自在に変えることができる。ここでターン
オフ時のIc,Vce拡大波形は図8のようになる。図
に示すようにIcが完全に0にならないうちにVceが
立ち上がる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の誘導加熱調理器では、以下に示す2つの課題
があった。第1の課題はターンオフ時にIcが完全に0
にならない状態からVceが立ち上がるため、スイッチ
ング素子にストレスがかかり、スイッチング損失が大き
くなるというものである。スイッチング損失が大きい
と、スイッチング素子の発熱が大きくなり、それを冷却
する機構が大型化、複雑化し、コストアップの原因とな
り問題である。第2の課題は共振時にVceが大きく上
がってしまうため(700V程度)高耐圧のスイッチン
グ素子が必要となることである。高耐圧のスイッチング
素子もコストアップの原因となる。
【0007】本発明は従来の第1の課題を解決し、小型
で安価な誘導加熱調理器を提供することを第1の目的と
している。また本発明は従来の第2の課題を解決するも
ので、安価な誘導加熱調理器を提供することを第2の目
的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記第1の目的
を達成するために、加熱コイルと共振コンデンサからな
る負荷回路と、直流電源と、スイッチング素子と、前記
スイッチング素子に並列に接続されたダイオードと、前
記スイッチング素子を制御する制御回路と、前記共振コ
ンデンサの容量を制御する容量制御手段とを有し、前記
負荷回路と前記スイッチング素子とを接続した直列回路
と、前記直流電源の出力とを接続し、前記制御回路は前
記スイッチング素子を所定周期でオン、オフし、前記容
量制御手段は、前記共振コンデンサの両端電圧が小の時
は容量を大に制御し、前記両端電圧が大の時は容量を小
に制御するものである。
【0009】また本発明は上記第2の目的を達成するた
めに、加熱コイルと共振コンデンサからなる負荷回路
と、直流電源と、スイッチング素子と、前記スイッチン
グ素子に並列に接続されたダイオードと、前記スイッチ
ング素子を制御する制御回路と、前記共振コンデンサの
容量を制御する容量制御手段とを有し、前記負荷回路と
前記スイッチング素子とを接続した直列回路と、前記直
流電源の出力とを接続し、前記制御回路は前記スイッチ
ング素子を所定周期でオン、オフし、前記容量制御手段
は、前記共振コンデンサの両端電圧が小の時は容量を小
に制御し、前記両端電圧が大の時は容量を大に制御する
ものである。
【0010】
【作用】上記本発明の第1の目的を達成する構成によ
り、ターンオフ時にVceの立ち上がりが鈍化されるの
で、スイッチング素子のストレスをほとんど0にするこ
とができる。
【0011】また上記本発明の第2の目的を達成する構
成により、共振時のVceのピークを低く抑えることが
できるので、耐圧の低いスイッチング素子を用いること
ができるようになる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図1、図
2、および図3を用いて説明する。図1において、11
は直流電源、12は加熱コイルで、図には特に記載して
いないがこの上に被加熱物(鍋等)が置かれる。13は
共振コンデンサで、加熱コイル12とにより負荷回路1
4を構成している。15はスイッチング素子で、本例で
は大電流、高耐圧のIGBTを用いている。16は前記
スイッチング素子15に並列に接続された逆導通のダイ
オードである。17はスイッチング素子15を駆動制御
する制御回路である。18は共振コンデンサ13の容量
を制御する容量制御手段で、共振コンデンサ13の両端
電圧を検知し、その電圧に応じて容量を制御する。本実
施例において、容量制御手段18は、共振コンデンサ1
3の両端電圧が低いときは容量が大きく、両端電圧が高
いときは容量が小さくなるように制御する。
【0013】なお、前記負荷回路14と前記スイッチン
グ素子15とを接続した直列回路と前記直流電源11の
出力とを接続し、前記制御回路17は前記スイッチング
素子15を所定周期でオン、オフ制御する。
【0014】図2は定常動作時におけるインバータ各部
の動作波形である。(ア)は制御回路17から出力され
るドライブ信号の波形で、この出力がHIGHの時にス
イッチング素子15がオンになる。(イ)はスイッチン
グ素子15と逆道通のダイオード16に流れる電流Ic
で、(ウ)はスイッチング素子15の両端にかかる電圧
Vceである。図3はターンオフ時におけるIc、Vc
eの拡大波形である。
【0015】以上の図1〜図3をもとにこの回路の動作
の説明を行う。制御回路17はスイッチング素子15を
所定時間(図においては20μs)オンさせた後、ター
ンオフし加熱コイル12と共振コンデンサ13からなる
負荷回路14を共振させる。さらに制御回路17はVc
eを検知しており、Vceの立ち下がりが所定値よりも
低くなると、再びスイッチング素子15をオンさせる。
【0016】以上の動作を繰り返すため図2において、
制御回路17のドライブ信号(ア)に対して、Icは
(イ)のようになる。そして共振コンデンサ13はその
両端電圧が低いときは容量が大きく、両端電圧が高いと
きは容量が小さくなるように容量制御手段18によって
制御されるので、Vceは(ウ)のように(立ち上がり
時すなわち両端電圧が低いときは、容量が大きいため、
Vceがゆるやかに上昇し、Vceが上昇するに従って
容量が小さくなるため、Vceが急峻に上がる)なり、
加熱コイル12上に置かれた鍋にパワーが供給される。
この鍋に供給されるパワーはスイッチング素子15のオ
ン時間を変化させることにより自在に変えることができ
る。ここでターンオフ時のIc,Vce拡大波形は図3
のようになる。図3に示すように、Vceの立ち上がり
が鈍化しているため、ここで発生するスイッチング損失
は従来例と比べて極端に少なくなる。
【0017】このように本発明の一実施例によれば、共
振コンデンサ13が、その両端電圧が低いときは容量が
大きく、両端電圧が高いときは容量が小さくなるよう、
容量制御手段18によって制御されるので、ターンオフ
時のVceの立ち上がりが鈍化され、この部分のスイッ
チング損失がほとんど0となる。
【0018】次に本発明の他の実施例について図4、図
5を用いて説明する。図4において、21は直流電源、
22は加熱コイルで、図には特に記載していないがこの
上に被加熱物(鍋等)が置かれる。23は共振コンデン
サで、加熱コイル22とにより負荷回路24を構成して
いる。28は共振コンデンサ23の容量を制御する容量
制御手段で、共振コンデンサ23の両端電圧を検知し、
その電圧に応じて容量を制御する。本実施例において、
容量制御手段28は、共振コンデンサ23の両端電圧が
低いときは容量が小さく、両端電圧が高いときは容量が
大きくなるよう制御する。25はスイッチング素子で、
本例では大電流、高耐圧のIGBTを用いている。26
は逆導通のダイオードである。27はスイッチング素子
25を駆動する制御回路である。
【0019】図5は定常動作時におけるインバータ各部
の動作波形である。(ア)は制御回路27から出力され
るドライブ信号の波形で、この出力がHIGHの時にス
イッチング素子25がオンになる。(イ)はスイッチン
グ素子25と逆道通のダイオード26に流れる電流Ic
で、(ウ)はスイッチング素子25の両端にかかる電圧
Vceである。
【0020】以上の図4と図5をもとにこの回路の動作
の説明を行う。制御回路27はスイッチング素子25を
所定時間(図においては20μs)オンさせた後、ター
ンオフし加熱コイル22と共振コンデンサ23からなる
負荷回路24を共振させる。さらに制御回路27はVc
eを検知しており、Vceの立ち下がりが所定値よりも
低くなると再びスイッチング素子25をオンさせる。
【0021】以上の動作を繰り返すため図5において制
御回路27のドライブ信号(ア)に対してIcは(イ)
のようになる。共振コンデンサ23はその両端電圧が低
いときは容量が小さく、両端電圧が高いときは容量が大
きくなるよう、容量制御手段28によって制御されるの
で、Vceは(ウ)のように(立ち上がり時すなわち両
端電圧が低いときは、容量が小さいため、Vceが急峻
に上昇し、Vceが上昇するに従って容量が大きくなる
ため、Vceがゆるやかに上がる)なり、加熱コイル2
2上に置かれた鍋にパワーが供給される。この鍋に供給
されるパワーはスイッチング素子5のオン時間を変化さ
せることにより自在に変えることができる。
【0022】このようにこの実施例によれば、共振コン
デンサ23が、その両端電圧が低いときは容量が小さ
く、両端電圧が高いときは容量が大きくなるよう、容量
制御手段28によって制御されるので、共振時のVce
のピークが従来に比べ低く抑えられる。
【0023】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば共振コンデンサが、その両端電圧が低いとき
は容量が大きく、両端電圧が高いときは容量が小さくな
るよう容量制御手段によって制御されるので、ターンオ
フ時のVceの立ち上がりが鈍化され、この部分のスイ
ッチング損失がほとんど0となり、スイッチング素子の
発熱を低く抑えることができ、冷却機構が簡素で、かつ
低コストの誘導加熱調理器を提供できる。
【0024】また本発明によれば、共振コンデンサが、
その両端電圧が低いときは容量が小さく、両端電圧が高
いときは容量が大きくなるよう、容量制御手段によって
制御されるので、共振時のVceのピークを抑えられ、
耐圧の低いスイッチング素子を用いることができ、低コ
ストの誘導加熱調理器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の誘導加熱調理器の回路図
【図2】同動作波形図
【図3】図2におけるターンオフ時のIc、Vceの拡
大波形図
【図4】本発明の他の実施例の誘導加熱調理器の回路図
【図5】同動作波形図
【図6】従来の誘導加熱調理器の回路図
【図7】同動作波形図
【図8】図7におけるターンオフ時のIc、Vceの拡
大波形図
【符号の説明】
11、11 直流電源 12、22 加熱コイル 13、23 共振コンデンサ 14、24 負荷回路 15、25 スイッチング素子 16、26 ダイオード 17、27 制御回路 18、28 容量制御手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱コイルと共振コンデンサからなる負
    荷回路と、直流電源と、スイッチング素子と、前記スイ
    ッチング素子に並列に接続されたダイオードと、前記ス
    イッチング素子を制御する制御回路と、前記共振コンデ
    ンサの容量を制御する容量制御手段とを有し、前記負荷
    回路と前記スイッチング素子とを接続した直列回路と、
    前記直流電源の出力とを接続し、前記制御回路は前記ス
    イッチング素子を所定周期でオン、オフし、前記容量制
    御手段は、前記共振コンデンサの両端電圧が小の時は容
    量を大に制御し、前記両端電圧が大の時は容量を小に制
    御する誘導加熱調理器。
  2. 【請求項2】 加熱コイルと共振コンデンサからなる負
    荷回路と、直流電源と、スイッチング素子と、前記スイ
    ッチング素子に並列に接続されたダイオードと、前記ス
    イッチング素子を制御する制御回路と、前記共振コンデ
    ンサの容量を制御する容量制御手段とを有し、前記負荷
    回路と前記スイッチング素子とを接続した直列回路と、
    前記直流電源の出力とを接続し、前記制御回路は前記ス
    イッチング素子を所定周期でオン、オフし、前記容量制
    御手段は、前記共振コンデンサの両端電圧が小の時は容
    量を小に制御し、前記両端電圧が大の時は容量を大に制
    御する誘導加熱調理器。
JP34798692A 1992-12-28 1992-12-28 誘導加熱調理器 Pending JPH06203949A (ja)

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