JPH0837086A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電源投入時の過渡期において商用電源の入力電
圧を適確に検出し入力電圧に応じた適切な加熱出力制御
を行う。 【構成】商用電源１に接続した誘導加熱発振用電源回路
２と、誘導加熱コイルと共振用コンデンサからなる共振
回路を電源回路２にスイッチング素子を介して接続した
誘導加熱発振回路４と、この発振回路を駆動する駆動回
路５と、電源回路２への入力電圧を検出する入力電圧検
出手段１０と、この検出手段が検出した入力電圧に応じ
てスイッチング素子のオン時間を制御し、誘導加熱発振
回路への入力電力を一定に制御する入力電力調整手段９
１とを備え、入力電圧検出手段は、商用電源を整流する
整流回路、この整流回路出力を分圧する抵抗分圧回路、
この分圧回路の分圧出力部にダイオードを順極性に介し
て並列に接続した平滑コンデンサ、この平滑コンデンサ
に並列に接続した放電抵抗で構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁誘導加熱を利用し
て調理を行う誘導加熱調理器に関する。

【０００２】

【従来の技術】誘導加熱調理器は、誘導加熱コイルに共
振コンデンサを並列又は直列に接続した共振回路をスイ
ッチング素子で励振して、一部又は全体が導体から構成
された調理容器を電磁誘導加熱する構成になっている。
そしてスイッチング素子のオン時間を制御することによ
り入力電力を調節して加熱出力を制御するようにしてい
る。

【０００３】このような誘導加熱調理器では調理中に入
力電力が変動すると調理に悪影響を及ぼすため、商用電
源電圧の変動に対してスイッチング素子のオン時間を制
御して入力電力を一定に制御する必要がある。

【０００４】このようなことから、従来は、商用電源の
電圧変動を検出しその検出信号をマイクロコンピュータ
に入力し、マイクロコンピュータが電源電圧の変動に応
じてスイッチング素子のオン時間を制御して入力電力を
一定に制御するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、商用電
源の電圧変動を検出しその検出信号をマイクロコンピュ
ータに入力するには、商用電源を直流電源に変換する必
要があり、そのため平滑コンデンサを使用することにな
る。そして出力電圧のリップルを少なくするためにコン
デンサの容量を大きくすると、電源投入時の過渡期に出
力の立上がりが遅れるため、マイクロコンピュータは実
際の電源電圧よりも低い電圧を検出することになり、こ
のため電源投入時に必要以上に加熱出力を大きくし、極
端な場合には発振回路のスイッチング素子が破壊されて
しまう問題があった。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めに為されたもので、電源投入時の過渡期において商用
電源からの入力電圧を適確に検出でき、従って商用電源
の入力電圧に応じた適切な加熱出力制御ができ、しかも
電圧変動検出部の出力電圧のリップルを小さくできる誘
導加熱調理器を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、商用電源に接
続した誘導加熱発振用電源回路と、誘導加熱コイルと共
振用コンデンサからなる共振回路を有し、その共振回路
を前記電源回路にスイッチング素子を介して接続した誘
導加熱発振回路と、この誘導加熱発振回路のスイッチン
グ素子をオン、オフ駆動する駆動回路と、誘導加熱発振
用電源回路への入力電圧を検出する入力電圧検出手段
と、この入力電圧検出手段が検出した入力電圧に応じて
スイッチング素子のオン時間を制御し、誘導加熱発振回
路への入力電力を一定に制御する入力電力調整手段とを
備え、入力電圧検出手段は、商用電源を整流する整流回
路と、この整流回路出力を分圧する抵抗分圧回路と、こ
の抵抗分圧回路の分圧出力部にダイオードを順極性に介
して並列に接続した平滑コンデンサと、この平滑コンデ
ンサに並列に接続した放電抵抗とで構成したものであ
る。

【０００８】

【作用】このような構成の本発明においては、電源の投
入時、入力電圧検出手段では抵抗分圧回路の抵抗及びダ
イオードを介して平滑コンデンサが充電されるが、ダイ
オードで平滑コンデンサの影響を抵抗分圧回路側に与え
ないようにしているので、抵抗分圧回路の抵抗として抵
抗値の小さいものを使用しても、また平滑コンデンサと
して容量の小さいものを使用しても入力電圧検出に支障
は生じない。すなわち、電源の投入時、平滑コンデンサ
を迅速に充電でき、入力電圧検出を遅れなく適確にでき
る。また、入力電圧検出手段からの出力のリップルも小
さくできる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は全体の構成を示すブロック図で、１は商用
電源で、この商用電源１から商用交流電力を誘導加熱
（以下、ＩＨ＝induction heating と称する。）発振用
電源回路２、制御回路用電源回路３にそれぞれ供給して
いる。

【００１０】前記ＩＨ発振用電源回路２は商用交流電力
を整流して直流に変換し、ＩＨ発振回路４に供給してい
る。前記ＩＨ発振回路４はＩＨ駆動回路５により発振駆
動されるようになっている。

【００１１】前記制御回路用電源回路３は商用交流電力
を整流して直流に変換し、マイコン用電源回路６に供給
している。前記マイコン用電源回路６は安定化した直流
電圧を出力し、マイコン電源切換手段７を介してマイク
ロコンピュータ９に供給している。一方、バックアップ
電源８を設け、停電状態が発生すると前記マイコン電源
切換手段７が切換え動作し、前記マイコン用電源回路６
に代えて前記バックアップ電源８を前記マイクロコンピ
ュータ９に接続するようにしている。

【００１２】また、前記ＩＨ発振用電源回路２への入力
電圧を入力電圧検出手段１０で検出して前記マイクロコ
ンピュータ９に電圧検出信号を供給すると共に、前記Ｉ
Ｈ発振用電源回路２への入力電流を入力電流検出手段１
１で検出して前記マイクロコンピュータ９に電流検出信
号を供給するようになっている。

【００１３】前記マイクロコンピュータ９は、内部に入
力電力調整手段９１及び加熱制御手段９２を備えてい
る。前記入力電力調整手段９１は、前記加熱制御手段９
２から加熱要求が供給されると、前記入力電圧検出手段
１０からの入力電圧検出信号と前記入力電流検出手段１
１からの入力電流検出信号により現在の入力電力を算出
し、前記加熱制御手段９２からの要求電力と一致するよ
うな電力調整信号を駆動信号発生手段１２に出力する。

【００１４】前記駆動信号発生手段１２は、前記入力電
力調整手段９１からの電力調整信号を駆動信号に変換し
て前記ＩＨ駆動回路５に出力する。前記ＩＨ駆動回路５
は、前記駆動信号発生手段１２からの駆動信号により前
記ＩＨ発振回路４の発振周波数を調整して入力電力を調
整するようになっている。

【００１５】前記マイクロコンピュータ９の出力端子Ｏ
1 にＬＣＤ（液晶表示器）１３の電源ラインを直接接続
すると共に出力端子Ｏ2 にＬＣＤ１３の電源ラインを電
圧調整用の抵抗１４を介して接続している。なお、ＬＣ
Ｄ１３の電源ラインは抵抗１５，１６を直列に介して接
地されている。

【００１６】前記マイクロコンピュータ９は、前記マイ
コン電源回路６から電力が供給される場合は出力端子Ｏ
2 に例えば５Ｖを出力し、前記バックアップ電源８から
電力が供給される場合は出力端子Ｏ1 に例えば３Ｖを出
力するようになっている。前記ＬＣＤ１３は３Ｖ電源で
駆動されるもので、例えば時刻やタイマ設定時刻等を表
示する。

【００１７】前記ＩＨ発振用電源回路２、ＩＨ発振回路
４、入力電流検出手段１１及び駆動信号発生手段１２
は、具体的には図２に示すように構成されている。すな
わち、前記ＩＨ発振用電源回路２は、ダイオードブリッ
ジからなる全波整流回路２１、この全波整流回路２１の
出力端子にフィルタ用コイル２２を介して平滑コンデン
サ２３を接続している。

【００１８】前記ＩＨ発振回路４は、前記ＩＨ発振用電
源回路２の出力端子、すなわち前記平滑コンデンサ２３
の両端間に誘導加熱コイル４１と共振用コンデンサ４２
との並列共振回路を介してスイッチング素子である絶縁
ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）４３を接続
している。そして前記トランジスタ４３のゲート、エミ
ッタ間に定電圧ダイオード４４を接続すると共にコレク
タ、エミッタ間にダイオード４５を逆極性にして並列に
接続している。

【００１９】前記ＩＨ発振用電源回路２、ＩＨ発振回路
４及びＩＨ駆動回路５を回路基板上に配線する場合に、
商用電源１から前記ＩＨ発振用電源回路２への電源入力
ラインと前記ＩＨ駆動回路５から前記ＩＨ発振回路４の
トランジスタ４３のゲートに接続される信号入力ライン
とは距離が離れるようにして配置する。

【００２０】前記ＩＨ発振用電源回路２には、入力電流
を検出するために、全波整流回路２１の出力端子間に前
記コイル２２を介してコンデンサ２４と抵抗２５の直列
回路を接続し、かつ前記抵抗２５にダイオード２６を逆
極性にして並列に接続している。

【００２１】前記ＩＨ発振回路４には、発振回路との同
期信号を取出すために、前記トランジスタ４３に並列に
コンデンサ４６と抵抗４７との直列回路を接続してい
る。前記駆動信号発生手段１２は、トリガ部１２１、発
振部１２２及びオン時間制御部１２３からなり、前記ト
リガ部１２１は前記ＩＨ発振回路４のコンデンサ４６と
抵抗４７との接続点の電圧変化に応動してトリガ信号を
発生し、そのトリガ信号を前記発振部１２２に供給す
る。前記発振部１２２はトリガ信号に応動して発振し鋸
波電圧を出力する。前記オン時間制御部１２３は比較器
１２４を設け、その比較器１２４で後述するラダー回路
から端子Ｘを介して入力する電力調整信号のレベルと前
記発振部１２２から入力する鋸波電圧のレベルを比較
し、鋸波電圧が電力調整信号レベルを越えるまでの時間
をオン時間として前記ＩＨ駆動回路５にオン時間駆動信
号を出力する。

【００２２】前記入力電流検出手段１１は、前記ＩＨ発
振用電源回路２のコンデンサ２４と抵抗２５との直列回
路に流れる電流を抵抗１１１、ダイオード１１２を介し
てコンデンサ１１３で平滑した後、抵抗１１４を介して
入力電流信号として出力している。そしてこの入力電流
信号を前記マイクロコンピュータ９の入力電力調整手段
９１に供給している。

【００２３】前記制御回路用電源回路３、マイコン用電
源回路６及び入力電圧検出手段１０は、具体的には図３
に示すように構成されている。前記制御回路用電源回路
３は、前記商用電源１に降圧用トランス３１を介してダ
イオードブリッジからなる全波整流回路３２の入力端子
を接続し、その全波整流回路３２の出力端子に平滑コン
デンサ３３を接続し、その平滑コンデンサ３３にトラン
ジスタ３４のコレクタ、エミッタを介して別の平滑コン
デンサ３５を並列に接続している。前記トランジスタ３
４のベースと平滑コンデンサ３３の負極端子との間に定
電圧ダイオード３６を接続している。そして前記平滑コ
ンデンサ３５の両端から制御用電圧ＶP を出力してい
る。

【００２４】前記マイコン用電源回路６は、前記制御回
路用電源回路３の平滑コンデンサ３５の両端にトランジ
スタ６１のコレクタ、エミッタを介して平滑コンデンサ
６２を並列に接続すると共に、トランジスタ６３のコレ
クタ、エミッタを介して別の平滑コンデンサ６４を並列
に接続し、前記各トランジスタ６１，６３のベースと前
記平滑コンデンサ３５の負極端子との間に定電圧ダイオ
ード６５を接続している。そして前記平滑コンデンサ６
４の両端からと前記平滑コンデンサ６２の両端から異な
る電圧のマイコン用電圧ＶCCＡ，ＶCCＢを出力してい
る。

【００２５】前記入力電圧検出手段１０は、前記商用電
源１の一端と接地間にダイオード１０１を介して比較的
抵抗値の小さい抵抗１０２，１０３の抵抗分圧回路を接
続し、前記抵抗１０３にダイオード１０４を順極性に介
して比較的容量の小さい平滑コンデンサ１０５を並列に
接続している。すなわち前記ダイオード１０４はアノー
ドを抵抗１０２，１０３の接続点に接続し、カソードを
前記平滑コンデンサ１０５の正極側端子に接続してい
る。前記平滑コンデンサ１０５に比較的抵抗値の大きい
放電抵抗１０６を並列に接続している。

【００２６】そして、前記平滑コンデンサ１０５の両端
から入力電圧信号を取出して前記マイクロコンピュータ
９の入力電力調整手段９１に供給している。図４は、ラ
ダー回路１７の具体的構成を示す回路図で、このラダー
回路１７は、前述した端子Ｘ（図２に示した端子Ｘ）と
接地間に多数の抵抗１７１，…の直列回路を接続し、各
抵抗１７１の接続点をそれぞれ抵抗１７２を介して前記
マイクロコンピュータ９の出力端子、すなわち入力電力
調整手段９１の出力端子に接続している。

【００２７】前記入力電力調整手段９１は、前記加熱制
御手段９２からの要求電力に応じて前記ラダー回路１７
の各抵抗１７２に対してハイレベル又はローレベルの信
号を選択的に出力し、端子Ｘに出力する電力調整信号の
電圧レベルを各種設定するようになっている。また、前
記入力電力調整手段９１は誘導加熱動作を停止させると
きには前記ラダー回路１７の各抵抗１７２に対する出力
信号を全てローレベルにするようにしている。

【００２８】このような構成の実施例においては、商用
電源１を投入すると、ＩＨ発振用電源回路２及び制御回
路用電源回路３、マイコン用電源回路６に通電が開始さ
れ、マイコン電源切換手段７によりバックアップ電源８
を切り離しマイコン用電源回路６にマイクロコンピュー
タ９を接続する。

【００２９】また、入力電圧検出手段１０ではダイオー
ド１０１及び抵抗１０２、さらにダイオード１０４を介
して平滑コンデンサ１０５が迅速に充電される。すなわ
ち、抵抗１０２の抵抗値及び平滑コンデンサ１０５の容
量が比較的小さいので、時定数が小さく平滑コンデンサ
１０５は迅速に充電されることになる。

【００３０】こうして入力電圧検出手段１０は、商用電
源１を投入すると早い立上がりで電源電圧を検出して入
力電圧信号をマイクロコンピュータ９に供給することに
なる。

【００３１】また、入力電流検出手段１１はＩＨ発振用
電源回路４に流れる電流を検出し入力電流信号をマイク
ロコンピュータ９に供給する。そして加熱制御手段９２
から入力電力調整手段９１に加熱要求信号が入力する
と、入力電力調整手段９１は入力電圧検出手段１０から
の入力電圧信号と入力電流検出手段１１からの入力電流
信号から現在の入力電力を算出し、加熱制御手段９２か
らの要求電力と一致するような電力調整信号を出力す
る。すなわち、ラダー回路１７の各抵抗１７２に対して
ハイレベル又はローレベルの信号を選択的に出力し、駆
動信号発生手段１２に供給する電力調整信号の電圧レベ
ルを加熱制御手段９２からの要求電力に応じて設定す
る。

【００３２】こうして駆動信号発生手段１２のオン時間
制御部１２３の比較器１２４に所定の電圧信号が供給さ
れ、これによりオン時間制御部１２３の比較器１２４か
らはＩＨ発振回路４への入力電力が加熱制御手段９２か
らの要求電力に応じた所望の入力電力となるようなオン
時間幅の駆動信号が発生してＩＨ駆動回路５に供給され
る。

【００３３】こうしてＩＨ発振回路４はＩＨ駆動回路５
により発振周波数が所望の入力電力となるように調整さ
れる。この一連の動作において、入力電圧検出手段１０
から出力される入力電圧信号は早い立上がりにより商用
電源１の入力電圧に対応しているので、入力電圧信号と
入力電流信号から算出される入力電力は商用電源１の実
際の入力電力に略一致し、従って、入力電力調整手段９
１から出力される電力調整信号によって調整されるＩＨ
発振回路４の入力電力は加熱制御手段９２からの要求電
力に略一致するようになる。

【００３４】こうして電源投入時においても誘導加熱コ
イル４１による加熱出力は加熱制御手段９２からの要求
電力に略一致した出力となる。従って、電源投入時にＩ
Ｈ発振回路４への入力電力が必要以上に大きくなってト
ランジスタ４３が破壊されるような事態は発生しない。

【００３５】また、入力電圧検出手段１０において平滑
コンデンサ１０５の充電電圧はダイオード１０４が介在
することにより抵抗１０２，１０３の直列回路の抵抗値
の影響を全く受けないので、入力電圧検出手段１０から
出力される入力電圧信号のリップルを小さくできる。

【００３６】また、マイクロコンピュータ９がマイコン
用電源回路６に接続しているときには出力端子Ｏ2 から
５Ｖ電源を出力し、これが抵抗１４で電圧降下されてＬ
ＣＤ１３には略３Ｖが供給される。こうしてＬＣＤ１３
は３Ｖで駆動し時刻表示等を行う。

【００３７】加熱制御手段９２から停止要求が発生する
と、入力電力調整手段９１はラダー回路１７の各抵抗１
７２に対してすべてローレベルの信号を出力して駆動信
号発生手段１２の動作を停止させ、ＩＨ駆動回路５及び
ＩＨ発振回路４の動作を停止させる。

【００３８】また、商用電源１の電源電圧が変動すると
入力電圧検出手段１０から出力される入力電圧信号のレ
ベルが変化し、これによりマイクロコンピュータ９の入
力電力調整手段９１が算出する入力電力が変化するの
で、入力電力調整手段９１は加熱制御手段９２からの要
求電力に略一致した加熱出力となるように電力調整信号
を可変する。すなわち、駆動信号発生手段１２からの駆
動信号のオン時間を可変する。こうして商用電源１の電
源電圧が変動してもＩＨ発振回路４への入力電力が変化
しないように、すなわち加熱出力が変化しないように制
御される。

【００３９】また、停電が発生すると、マイクロコンピ
ュータ９はバックアップ電源８による低消費電力モード
に移行する。このときマイクロコンピュータ９は出力端
子Ｏ1 から３Ｖ電源を出力し、ＬＣＤ１３に直接供給す
る。こうしてＬＣＤ１３は停電時でも正常に駆動し時刻
表示等を行う。

【００４０】このように商用電源１の通電時にはマイク
ロコンピュータ９は出力端子Ｏ2 から５Ｖ電源を出力
し、停電時にはマイクロコンピュータ９は出力端子Ｏ1
から３Ｖ電源を出力するのみの簡単な構成で、通電時と
停電時とのＬＣＤ１３への電源切換えができる。

【００４１】また、停電が発生すると、入力電圧検出手
段１０の平滑コンデンサ１０５は放電抵抗１０６を介し
て放電される。また、商用電源１からＩＨ発振用電源回
路２への電源入力ラインとＩＨ駆動回路５からＩＨ発振
回路４のトランジスタ４３のゲートに接続される信号入
力ラインとの距離を離して回路基板上に配置することに
より、トランジスタ４３のゲートに高周波のパルス電流
が流れ放射ノイズが発生しても、その放射ノイズが電源
入力ラインに誘導される量を少なく抑えることができ
る。すなわち、商用電源側にノイズが流出するのを防止
できる。

【００４２】なお、前記実施例では、ＩＨ発振回路のス
イッチング素子として絶縁ゲートバイポーラトランジス
タを使用したが必ずしもこれに限定されるものではな
く、他のトランジスタであってもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、電
源投入時の過渡期において商用電源からの入力電圧を適
確に検出でき、従って商用電源の入力電圧に応じた適切
な加熱出力制御ができ、しかも電圧変動検出部の出力電
圧のリップルを小さくできる誘導加熱調理器を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図。

【図２】同実施例のＩＨ発振用電源回路、ＩＨ発振回
路、入力電流検出手段及び駆動信号発生手段の具体的回
路構成を示す図。

【図３】同実施例の制御回路用電源回路、マイコン用電
源回路及び入力電圧検出手段の具体的回路構成を示す
図。

【図４】同実施例のラダー回路の構成を示す図。

【符号の説明】

１…商用電源 ２…ＩＨ（誘導加熱）発振用電源回路 ４…ＩＨ（誘導加熱）発振回路 ４１…誘導加熱コイル ４２…共振用コンデンサ ４３…絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ） ５…ＩＨ（誘導加熱）駆動回路 ９…マイクロコンピュータ ９１…入力電力調整手段 ９２…加熱制御手段 １０…入力電圧検出手段 １０１，１０４…ダイオード １０２，１０３…抵抗 １０５…平滑コンデンサ １０６…放電抵抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源に接続した誘導加熱発振用電源
   回路と、誘導加熱コイルと共振用コンデンサからなる共
   振回路を有し、その共振回路を前記電源回路にスイッチ
   ング素子を介して接続した誘導加熱発振回路と、この誘
   導加熱発振回路のスイッチング素子をオン、オフ駆動す
   る駆動回路と、前記誘導加熱発振用電源回路への入力電
   圧を検出する入力電圧検出手段と、この入力電圧検出手
   段が検出した入力電圧に応じて前記スイッチング素子の
   オン時間を制御し、前記誘導加熱発振回路への入力電力
   を一定に制御する入力電力調整手段とを備え、前記入力
   電圧検出手段は、前記商用電源を整流する整流回路と、
   この整流回路出力を分圧する抵抗分圧回路と、この抵抗
   分圧回路の分圧出力部にダイオードを順極性に介して並
   列に接続した平滑コンデンサと、この平滑コンデンサに
   並列に接続した放電抵抗とで構成したことを特徴とする
   誘導加熱調理器。