JPH10125456A

JPH10125456A - 電磁調理器

Info

Publication number: JPH10125456A
Application number: JP27366296A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takimoto; 等滝本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 1998-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、負荷検知回路部のコスト低減を図
るとともに高出力化を行っても負荷検知回路部のコスト
の増大を抑えることを目的とする。【解決手段】入力電流を検出する入力電流検出部２５
と、平滑コンデンサ３に流れ込む回生電流を検出する回
生電流検出部３１とを有し、入力電流検出値と回生電流
検出値とを比較し、この比較結果により負荷検知を行う
ようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁調理器に関
し、特に無負荷及びアルミ鍋などの非適性負荷を検出す
る検出手段を有する電磁調理器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電磁調理器は火を使わずに安全で熱効率
に優れており、家庭用、業務用として急速に普及しつつ
ある。このような電磁調理器においては、無負荷あるい
はアルミ鍋など負荷が適性でない場合、回路の要素部品
が破壊するおそれがあるため、非適性負荷検出手段は不
可欠となっている。

【０００３】従来の電磁調理器における非適性負荷の検
出方式としては、例えば入力電流と加熱コイル電流を比
較し、その比較結果に基づいて非適性負荷を検出する方
式が用いられている。

【０００４】図１４は、このような検出方式を備えた従
来の電磁調理器の回路構成を示している。同図におい
て、交流電源１からの交流が全波整流回路２で整流さ
れ、さらに平滑コンデンサ３で平滑されることにより直
流電源が構成されている。この平滑コンデンサ３の正・
負端子間には、第１、第２のスイッチング素子４，５が
直列に接続されており、この第１、第２のスイッチング
素子４，５には、逆電流導通型の第１のダイオード７と
第２のダイオード８がそれぞれ並列に接続されている。
第１、第２のスイッチング素子４，５の接続中点と平滑
コンデンサ３の負側端子との間には加熱コイル１０と共
振コンデンサ１１からなる直列共振回路が接続され、共
振コンデンサ１１には、これと並列に第３のダイオード
１２が接続されてハーフブリッジ型のインバータ回路が
構成されている。２７はスイッチング素子のオフ時のス
イッチング素子電圧の変化を緩やかにしてスイッチング
損失を低減させるためのスナバコンデンサであり、この
スナバコンデンサ２７には直列に第３のスイッチング素
子６が接続され、第３のスイッチング素子６には並列に
第４のダイオード９が接続されている。２１は周波数固
定の信号を発振する基準発振器、１９は基準発振器２１
の出力に基づきパルス幅可変のオン信号を出力する可変
オン時間設定部、２０は基準発振器２１の出力に基づき
パルス幅固定のオン信号を出力する固定オン時間設定
部、１５は可変オン時間設定部１９のオン信号出力に基
づき第１のスイッチング素子４を駆動する第１の駆動
部、１６は固定オン時間設定部２０のオン信号出力に基
づき第２のスイッチング素子５を駆動する第２の駆動
部、１７は可変オン時間設定部１９のオン信号出力及び
固定オン時間設定部２０のオン信号出力を受けて第３の
スイッチング素子６を駆動する第３の駆動部である。２
５はカレントトランス１３により交流電源１からの入力
電流を検出する入力電流検出部、２６は高周波カレント
トランス１４により加熱コイル１０に流れる電流を検出
する加熱コイル電流検出部である。２４はマイコンであ
り、入力電流検出部２５からの入力電流検出信号Ｖinと
加熱コイル電流検出部２５からの加熱コイル電流検出信
号Ｖcoilを読み込んで比較を行う比較部４１、この比較
結果を受けて非適性負荷か否かを判断し、非適性負荷と
判断したときは加熱停止指令を可変オン時間設定部１９
及び固定オン時間設定部２０に送出する加熱停止部２２
及び入力電流に帰還をかけて設定入力に一定制御するよ
うに第１のスイッチング素子４のオン信号のパルス幅を
可変する入力設定部１８を有している。

【０００５】上述のように構成された電磁調理器の動作
を、図１５及び図１６を用いて説明する。鍋の加熱は、
直流電源に対し、第１、第２のスイッチング素子４，５
を高周波で交互にオン・オフさせて加熱コイル１０に高
周波電流を供給することにより行う。このときの第１、
第２及び第３のスイッチング素子４，５，６のオン信号
Ｖ_G1，Ｖ_G2，Ｖ_G3の関係を図１５の（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示す。同図（ａ），（ｂ）のように、インバー
タ周期Ｔinv にて第１のスイッチング素子４と第２のス
イッチング素子５を交互にオンさせるが、第１のスイッ
チング素子４のオン期間Ｔon₁（Ｑ₁）はＴinv ／２を
上限として変化し、第２のスイッチング素子５のオン期
間Ｔon₂（Ｑ₂）はＴinv ／２で固定である。但し、第
１と第２のスイッチング素子４，５が同時にオンしない
ように、各素子４，５のオン時間に停止期間Ｔ_Dが設け
てある。入力制御（火力制御）は、Ｔon₁（Ｑ₁）を変
化させることにより行い、Ｔon₁（Ｑ₁）を広げると入
力は増加する。第３のスイッチング素子６は、スナバコ
ンデンサ２７の効果を生かし、且つ第１のスイッチング
素子４がオフしてから第２のスイッチング素子５がオン
するまでの期間にスナバコンデンサ２７が充電されない
ように駆動する。即ち、同図（ｃ）のように、第２のス
イッチング素子５がオンしてから一定時間Ｔα遅れてオ
ンし、第１のスイッチング素子４がオフしてから一定時
間Ｔα遅れてオフする。これにより、第２のスイッチン
グ素子５オン時に流れるスナバコンデンサ短絡電流の発
生を防止できる。Ｔαは、どの適性負荷あるいは設定入
力であっても第１及び第２のスイッチング素子４，５の
オフ時の電圧変化がその時間内で終わるように設定され
ている。図１６は、Ｔon₁（Ｑ₁）最大時のインバータ
回路に流れるインバータ電流のモードを示したものであ
る。まず、第１のスイッチング素子４をオンするとイン
バータ電流は同図（ａ）矢印Ａのように流れる。第１の
スイッチング素子４をオフすると、第２のダイオード８
を通して同図（ｂ）矢印Ｂのように流れる。この電流が
流れている間に第２のスイッチング素子５がオンし、電
流は同図（ｃ）矢印Ｃのように流れ、共振コンデンサ１
１の電圧がゼロになると矢印Ｃ′のように流れる。第２
のスイッチング素子５をオフすると、第１のダイオード
７を通して同図（ｄ）矢印Ｄのように流れる。この電流
が流れている間に第１のスイッチング素子４がオンし、
同じ動作を繰り返す。なお、同図（ｄ）のモードは直流
電源に回生電流が流れる、つまり入力した電力が戻るモ
ードである。このような制御の下で、負荷検知は次のよ
うにして行われる。カレントトランス１３及び入力電流
検出部２５で検出した入力電流検出信号Ｖinと高周波カ
レントトランス１４及び加熱コイル電流検出部２６で検
出した加熱コイル電流検出信号Ｖcoilとをマイコン２４
が読み込み、マイコン２４内にて入力電流検出値と加熱
コイル電流検出値の関係から非適性負荷か否かの判断を
行い、適性負荷ならば引き続き加熱を続け、非適性負荷
ならば可変オン時間設定部１９及び固定オン時間設定部
２０に加熱停止指令を送り、加熱を停止させる。また入
力制御もマイコン２４で行い、入力電流検出信号Ｖinを
設定入力電流値に等しくなるように第１のスイッチング
素子４のオン時間を可変させる方式で入力を一定に制御
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電磁調理器では、負荷検知回路部に関して次
のような問題点があった。即ち、加熱コイル電流を検出
する高周波カレントトランスは大電流を検出する必要が
あるため高価であり、また出力特性にばらつきが多いこ
とから、これを調整する調整回路が必要となる。電磁調
理器に関してはさらなる高出力化が望まれているが、高
出力化に伴い加熱コイル電流は大きくなる。このため、
高周波カレントトランスは形状が大きくなり、コストも
大幅に増大する。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、第１に負荷検知回路部のコスト低減を図るとともに
高出力化を行っても負荷検知回路部のコストの増大を抑
えることができ、第２に連続微弱加熱時にも負荷検知を
行うことができ、第３に非磁性ＳＵＳ系鍋等の負荷時に
スイッチング素子の損失が過大になるのを防止すること
ができ、第４にアルミ鍋等の負荷検知時に負荷が軽量で
も動くのを防止することができる電磁調理器を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、交流電源からの交流を整流
する整流回路と、該整流回路の整流出力を平滑する平滑
コンデンサと、該平滑コンデンサの正・負端子間に直列
に接続された第１、第２のスイッチング素子と、該第
１、第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続され
た逆電流導通型の第１、第２のダイオードと、前記第
１、第２のスイッチング素子の何れか一方の両端間に接
続された加熱コイル及び共振コンデンサからなる共振回
路とを有し、前記第１、第２のスイッチング素子は交互
に導通制御を行うとともに、前記何れか一方のスイッチ
ング素子は所定の固定オン時間で通電し、何れか他方の
スイッチング素子は出力に応じてオン時間を可変制御す
る電磁調理器において、前記交流電源からの入力電流を
検出する入力電流検出部と、前記第１又は第２のダイオ
ードを通じて前記平滑コンデンサに流れ込む回生電流を
検出する回生電流検出部とを有し、前記入力電流検出部
で検出した入力電流検出値と前記回生電流検出部で検出
した回生電流検出値とを比較し、この比較結果により負
荷検知を行うように構成してなることを要旨とする。こ
の構成により、入力電流値と回生電流値とを比較したと
き、非適性負荷又は無負荷の場合、入力電流値に対する
回生電流値の比率が一定の閾値以上になる。したがっ
て、入力電流検出値と回生電流検出値との比較結果によ
り非適性負荷等の負荷検知を行うことが可能となる。

【０００９】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の電磁調理器において、非適性負荷の検知に必要な最小
の判別入力電流値を規定する判別入力電流規定部と、動
作中の前記入力電流検出値と前記判別入力電流値を比較
する比較部と、該比較部の比較結果により前記入力電流
検出値が前記判別入力電流値未満では一定周期毎に当該
入力電流検出値が判別入力電流値以上になるまで前記他
方のスイッチング素子のオン時間を増加させ一定時間の
間に前記負荷検知を行って元のオン時間に戻すオン時間
変更部とを有することを要旨とする。この構成により、
入力電流が判別入力電流値以下となるような微弱加熱を
行っている場合、一定周期毎に入力電流検出値が判別入
力電流値以上になるまでオン時間が増加されて一定時間
の間に負荷検知が行われる。この負荷検知後に元のオン
時間に戻される。これにより、連続微弱加熱を行いなが
ら、確実な負荷検知が可能となる。

【００１０】請求項３記載の発明は、上記請求項１記載
の電磁調理器において、前記入力電流検出値に関係した
回生電流制限値を設定し、前記回生電流検出値が前記回
生電流制限値以下になるように前記他方のスイッチング
素子のオン時間を制御する回生電流リミッタ部を有する
ことを要旨とする。この構成により、適性負荷の中でも
非磁性ＳＵＳ系鍋の場合は、同じ入力電流であっても回
生電流が大きい、即ちスイッチング素子オン時のオン電
流が大きく、スイッチング素子の損失が大きくなる。こ
れに対し、回生電流検出値が入力電流検出値に関係した
回生電流制限値になったときは、オン時間を小さくする
制御を行うことで、非磁性ＳＵＳ系鍋時の最大入力を一
定値に制限することが可能となる。

【００１１】請求項４記載の発明は、交流電源からの交
流を整流する整流回路と、該整流回路の整流出力を平滑
する平滑コンデンサと、該平滑コンデンサの正・負端子
間に直列に接続された第１、第２のスイッチング素子
と、該第１、第２のスイッチング素子にそれぞれ並列に
接続された逆電流導通型の第１、第２のダイオードと、
前記第１、第２のスイッチング素子の何れか一方の両端
間に接続された加熱コイル及び共振コンデンサからなる
共振回路とを有し、前記第１、第２のスイッチング素子
は交互に導通制御を行うとともに、前記何れか一方のス
イッチング素子は所定の固定オン時間で通電し、何れか
他方のスイッチング素子は出力に応じてオン時間を可変
制御する電磁調理器において、前記交流電源からの入力
電流を検出する入力電流検出部と、前記第１又は第２の
ダイオードを通じて前記平滑コンデンサに流れ込む回生
電流を検出する回生電流検出部と、前記他方のスイッチ
ング素子のオン時間を検出するオン時間検出部とを有
し、該オン時間検出部で検出したオン時間検出値と前記
入力電流検出部で検出した入力電流検出値との比較又は
前記オン時間検出部で検出したオン時間検出値と前記回
生電流検出部で検出した回生電流検出値との比較の少な
くとも何れかを行い、この比較結果により負荷検知を行
うように構成してなることを要旨とする。この構成によ
り、前記請求項１記載の発明におけるように、入力電流
値と回生電流値との比較結果から負荷検知を行うとき、
負荷がアルミ鍋の場合は、負荷検知可能な入力電流値に
対する回生電流値、即ち加熱コイル電流値が大きくな
る。これに対し、オン時間と回生電流値とを比較したと
き、アルミ鍋の場合、小さいオン時間値で回生電流値が
一定の閾値以上になる。またオン時間と入力電流値とを
比較したとき、非適性負荷の場合、あるオン時間値に対
して入力電流値が一定の閾値以下になる。したがって、
オン時間と回生電流値又はオン時間と入力電流値の少な
くとも何れかの比較結果により、低入力、即ちアルミ鍋
等の負荷に流れる高周波電流がより小さい状態で負荷検
知を行うことが可能となる。

【００１２】請求項５記載の発明は、上記請求項４記載
の電磁調理器において、非適性負荷の検知に必要な前記
他方のスイッチング素子の最小の判別オン時間を規定す
る判別オン時間規定部と、動作中の前記オン時間検出値
と前記判別オン時間を比較する比較部と、該比較部の比
較結果により前記オン時間検出値が前記判別オン時間未
満では一定周期毎に当該オン時間検出値が判別オン時間
以上になるまで前記他方のスイッチング素子のオン時間
を増加させ一定時間の間に前記負荷検知を行って元のオ
ン時間に戻すオン時間変更部とを有することを要旨とす
る。この構成により、他方のスイッチング素子のオン時
間が判別オン時間以下となるような微弱加熱を行ってい
る場合、一定周期毎にオン時間検出値が判別オン時間以
上になるまでオン時間が増加されて一定時間の間に負荷
検知が行われる。この負荷検知後に元のオン時間に戻さ
れる。これにより、連続微弱加熱を行いながら、上記請
求項４記載の発明の負荷検知を確実に行うことが可能と
なる。

【００１３】請求項６記載の発明は、上記請求項４記載
の電磁調理器において、前記オン時間検出値に関係した
回生電流制限値を設定し、前記回生電流検出値が前記回
生電流制限値以下になるように前記他方のスイッチング
素子のオン時間を制御する回生電流リミッタ部を有する
ことを要旨とする。この構成により、前記したように、
適性負荷の中でも非磁性ＳＵＳ系鍋の場合は、同じ入力
電流であっても回生電流が大きい、即ちスイッチング素
子オン時のオン電流が大きく、スイッチング素子の損失
が大きくなる。これに対し、回生電流検出値がオン時間
検出値に関係した回生電流制限値になったときは、オン
時間を小さくする制御を行うことで、非磁性ＳＵＳ系鍋
時の最大入力を一定値に制限した上で上記請求項４記載
の発明の負荷検知を行うことが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１５】図１及び図２は、本発明の第１の実施の形
態を示す図である。なお、図１及び後述の各実施の形態
を示す図において前記図１４における機器及び回路素子
等と同一ないし均等のものは前記と同一符号をもって示
し重複した説明を省略する。

【００１６】本実施の形態では、負荷検知回路部が次の
ように構成されている。即ち、図１において、１０は第
１のダイオード７を通して平滑コンデンサ３に流れ込む
回生電流を分流して検出するための回生電流検出回路で
あり、コンデンサ２８、抵抗２９及びダイオード３０で
構成されている。３１は回生電流検出回路４０の出力に
より回生電流を検出して回生電流検出信号Ｖinv を出力
する回生電流検出部である。２３は入力電流検出部２５
からの入力電流検出信号Ｖinと回生電流検出部３１から
の回生電流検出信号Ｖinv を読み込んで比較を行う比較
部である。

【００１７】次に、本実施の形態の電磁調理器の負荷検
知動作を説明する。入力電流検出部２５で検出した入力
電流検出信号Ｖinと回生電流検出部３１で検出した回生
電流検出信号Ｖinv をマイコン２４が読み込み、マイコ
ン２４内にて、入力電流検出信号Ｖinと回生電流検出信
号Ｖinv を比較し、その比較結果から非適性負荷か否か
の判断を行う。図２は、各負荷毎の入力電流検出信号Ｖ
inと回生電流検出信号Ｖinv の関係を示した図である。
図中の判断線ｆinv （Ｖin）は入力電流検出信号Ｖinに
関係した閾値であり、この閾値より回生電流検出信号Ｖ
inv が大きい場合は非適性負荷と判断して加熱を停止
し、小さい場合は適性負荷と判断して引き続き加熱を続
ける。

【００１８】本実施の形態では、上述のような負荷検知
方式により負荷検知が可能であるため、従来使用してい
た加熱コイル電流検出用の高周波カレントトランス及び
これに関連した調整回路が不要となり、負荷検知回路部
のコストが低減する。このとき、負荷検知制御はマイコ
ンソフトで対処するため、負荷検知方式が従来方式から
変わってもマイコンコストは変わらない。また電磁調理
器を高出力化したときでも、回生電流検出回路は受動回
路素子で構成するため、コストは上がらない。

【００１９】図３及び図４には、本発明の第２の実施の
形態を示す。本実施の形態は、連続微弱加熱を可能とし
たものである。図３において、３４は負荷判別可能な入
力電流値を規定する判別入力電流規定部、３３は入力電
流検出値と判別入力電流値を比較する比較部、３２はそ
の比較結果により第１のスイッチング素子４のオン時間
を負荷判別可能なレベルまで変更し負荷検知後に元のオ
ン時間に戻すオン時間変更部である。

【００２０】前記第１の実施の形態では、図２からわか
るように、同図中のＶin（th）で示す入力電流以下では
負荷検知が難しく、これ以下の弱火力での連続加熱は行
っていない。したがって、微弱加熱は、入力電流検出信
号ＶinがＶin（th）となるような入力でオン・オフ制御
して平均的に微弱電力を作り出す方法で行っている。し
かし、煮込み料理などでは、焦げ付き防止の点から連続
の微弱加熱が望まれている。そこで、本実施の形態で
は、微弱加熱時の負荷検知を以下のような方式で行い、
連続微弱加熱を実現している。即ち、図４に示すよう
に、入力電流検出信号ＶinがＶin（th）以下となる入力
で加熱している場合、インターバルＴ₁毎に、入力電流
検出信号ＶinがＶin（th）になるまで第１のスイッチン
グ素子４のオン時間を広げ、そこからＴ₂時間で入力電
流検出信号Ｖin及び回生電流検出信号Ｖinv を読み込
み、第１の実施の形態の負荷検知方式と同様の方式で非
適性負荷の判断を行う。その後、元のオン時間に戻す。
このとき、負荷検知時間Ｔ₂はインターバルＴ₁に比べ
て十分に短いため、負荷検知時に変動する入力変化は殆
ど無視することができる。

【００２１】上述したように、本実施の形態の負荷検知
方式により、前記第１の実施の形態の効果に加えて微弱
の連続加熱を行うことができる。しかも、マイコンソフ
トで対処するため、オン時間立ち上げ動作追加によるコ
ストアップはない。

【００２２】図５及び図６には、本発明の第３の実施の
形態を示す。本実施の形態は、スイッチング素子の損失
を所定値に制限して熱破壊を防ぐようにしたものであ
る。図５において、３５は回生電流を所定値以下に制限
するように第１のスイッチング素子４のオン時間を可変
させる回生電流リミッタ部である。

【００２３】電磁調理器として適性な鍋の中でも、非磁
性ＳＵＳ系鍋が負荷の場合、スイッチング素子の損失が
他の鍋に比べて大きくなる。これは、図２からわかるよ
うに、同じ入力電流であっても回生電流が大きい、即
ち、スイッチング素子オン時のオン電流が大きいためで
ある。したがって、非磁性ＳＵＳ系鍋については、損失
過大でスイッチング素子が熱破壊しないように、例え
ば、鉄系鍋時の素子損失と同程度になるように最大入力
を制限する必要がある。そこで、本実施の形態では、回
生電流の制限を以下のような方式で行い、非磁性ＳＵＳ
系鍋時にスイッチング素子の損失が過大になるのを防止
している。即ち、図６に示すような入力電流検出信号Ｖ
inに関係する回生電流制限値Ｖinv （th）を設け、この
値になったときは第１のスイッチング素子４のオン時間
を小さくする。鍋を加熱するときは、入力制御、負荷検
知制御などの制御ループを繰り返しながら第１のスイッ
チング素子４のオン時間をゼロから徐々に大きくして入
力を増加して行く。この制御ループの中に、回生電流検
出信号Ｖinv が回生電流制限値Ｖinv （th）になったと
きはオン時間を小さくするという制御を折り込むことに
より、回生電流を回生電流制限値Ｖinv （th）に一定に
制御することができ、最大入力をその回生電流となる入
力に制限することができる。この方式を用いれば、鉄鍋
では入力はＶin(max）に相当する入力まで到達し、非磁
性ＳＵＳ鍋では入力はＶin(lim）に相当する入力で制限
される。

【００２４】上述したように、本実施の形態の回生電流
制限方式により、非磁性ＳＵＳ鍋時の最大入力を制限す
ることができ、これによりスイッチング素子の損失が過
大になるのを防ぐことができる。しかも、マイコンソフ
トで対処するため、回生電流制限付加によるコストアッ
プはない。

【００２５】図７乃至図９には、本発明の第４の実施の
形態を示す。本実施の形態は、アルミ鍋等の軽量鍋の検
知時に高周波電流をより小さくして鍋が動くのを防ぐよ
うにしたものである。図７において、３６は入力電流検
出信号Ｖin、回生電流検出信号Ｖinv 及び第１のスイッ
チング素子４のオン時間信号Ｖonを読み込み、オン時間
信号Ｖonと入力電流検出信号Ｖinの比較及びオン時間信
号Ｖonと回生電流検出信号Ｖinv の比較を行う比較部で
ある。

【００２６】前記第１の実施の形態では、図２からわか
るように、負荷検知可能な入力電流値Ｖin（th）にてア
ルミ鍋を検知した際、回生電流が大きくなる、即ち、加
熱コイル電流が大きくなる。このため、加熱コイル１０
と鍋の反発力が大きくなり、アルミ鍋が軽いと動くとい
う問題がある。そこで、本実施の形態では、少しでも入
力電流の小さい所から負荷検知ができるような負荷検知
方式にする。即ち、入力電流検出部２５で検出した入力
電流検出信号Ｖinと回生電流検出部３１で検出した回生
電流検出信号Ｖinv をマイコン２４が読み込み、マイコ
ン２４内にて、オン時間信号Ｖonと入力電流検出信号Ｖ
in及びオン時間信号Ｖonと回生電流検出信号Ｖinv をそ
れぞれ比較して非適性負荷の判断を行う。図８は各負荷
毎のオン時間信号Ｖonと回生電流検出信号Ｖinv の関
係、図９は各負荷毎のオン時間信号Ｖonと入力電流検出
信号Ｖinの関係を示している。図８で、判断線ｆinv
（Ｖon）はオン時間信号Ｖonに関係した閾値であり、こ
の閾値より回生電流検出信号Ｖinv が大きい場合にアル
ミ鍋と判断する。図９で、判断線ｆinv （Ｖon）はオン
時間信号Ｖonに関係した閾値であり、この閾値より入力
電流検出信号Ｖinが小さい場合は無負荷と判断する。両
者の負荷判断により非適性負荷と判断されれば加熱を停
止し、適性負荷と判断されれば引き続き加熱を続ける。
このような負荷検知方式にすれば、さらに低入力で負荷
検知を行うことができる。

【００２７】上述したように、本実施の形態の負荷検知
方式により負荷検知可能な入力が小さくなるため、アル
ミ鍋を検出する際、鍋が軽量でも動くことはなくなる。
このとき、オン時間信号はマイコン２４が把握してお
り、即ち、マイコン２４自体が第１のスイッチング素子
４のオン時間を検出するオン時間検出部としての機能も
有しているため、負荷検知信号としてオン時間信号が増
えることによるコストアップはない。

【００２８】図１０及び図１１には、本発明の第５の実
施の形態を示す。本実施の形態は、上記第４の実施の形
態の電磁調理器において、連続微弱加熱を可能としたも
のである。図１０において、３７は負荷判別可能な第１
のスイッチング素子４のオン時間を規定する判別オン時
間規定部、３８はオン時間信号Ｖonと判別オン時間を比
較する比較部である。

【００２９】上記第４の実施の形態では、負荷検知可能
な入力は第１の実施の形態に比べて下がったものの、図
９からわかるように、同図中のＶond に相当するオン時
間以下では負荷検知が難しく、これ以下の弱火力での連
続加熱は行っていない。したがって、微弱加熱は、オン
時間信号ＶonがＶond 以上となるような入力でオン・オ
フ制御して平均的に微弱電力を作り出す方法で行ってい
る。しかし、煮込み料理などでは、焦げ付き防止の点か
ら連続の微弱加熱が望まれている。そこで、本実施の形
態では、微弱加熱時の負荷検知を以下のような方式で行
い、連続微弱加熱を実現している。即ち、図１１に示す
ように、オン時間信号Ｖond に相当するオン時間以下の
入力で加熱している場合、インターバルＴ₁毎に、オン
時間をＶond に相当するオン時間になるまで第１のスイ
ッチング素子４のオン時間を広げ、そこからＴ₂時間で
入力電流検出信号Ｖin及び回生電流検出信号Ｖinv を読
み込み、第４の実施の形態の負荷検知方式と同様の方式
で非適性負荷の判断を行う。その後、元のオン時間に戻
す。このとき、負荷検知時間Ｔ₂はインターバルＴ₁に
比べて十分に短いため、負荷検知時に変動する入力変化
は殆ど無視することができる。上述したように、本実施
の形態の負荷検知方式により、前記第４の実施の形態の
効果に加えて微弱の連続加熱を行うことができる。

【００３０】図１２及び図１３には、本発明の第６の実
施の形態を示す。本実施の形態は、上記第４の実施の形
態の電磁調理器において、スイッチング素子の損失を所
定値に制限して熱破壊を防ぐようにしたものである。図
１２において、３９は回生電流を所定値以下に制限する
ように第１のスイッチング素子４のオン時間を可変させ
る回生電流リミッタ部である。

【００３１】電磁調理器として適性な鍋の中でも、非磁
性ＳＵＳ系鍋が負荷の場合、損失過大でスイッチング素
子が熱破壊しないように、例えば、鉄系鍋時の素子損失
と同程度になるように最大入力を制限する必要がある。
そこで、本実施の形態では、回生電流の制限を以下のよ
うな方式で行い、非磁性ＳＵＳ系鍋時にスイッチング素
子の損失が過大になるのを防止している。即ち、図１３
に示すようなオン時間信号Ｖonに関係する回生電流制限
値Ｖinv （th）を設け、この値になったときは第１のス
イッチング素子４のオン時間を小さくする。鍋を加熱す
るときは、入力制御、負荷検知制御などの制御ループを
繰り返しながら第１のスイッチング素子４のオン時間を
ゼロから徐々に大きくして入力を増加して行く。この制
御ループの中に、回生電流検出信号Ｖinv が回生電流制
限値Ｖinv （th）になったときはオン時間を小さくする
という制御を折り込むことにより、回生電流を回生電流
制限値Ｖinv （th）に一定に制御することができ、最大
入力をその回生電流となる入力に制限することができ
る。この方式を用いれば、鉄鍋では入力はＶin(max）に
相当する入力まで到達し、非磁性ＳＵＳ鍋では入力はＶ
in(lim）に相当する入力で制限される。

【００３２】上述したように、本実施の形態の回生電流
制限方式により、非磁性ＳＵＳ鍋時の最大入力を制限す
ることができ、これによりスイッチング素子の損失が過
大になるのを防ぐことができる。

【００３３】なお、上記各実施の形態においては、加熱
コイル１０と共振コンデンサ１１からなる直列共振回路
を、第１、第２のスイッチング素子４，５の接続中点と
平滑コンデンサ３の負側端子との間に接続したが、直列
共振回路は、第１、第２のスイッチング素子４，５の接
続中点と平滑コンデンサ３の正側端子との間に接続して
もよい。この両接続形態の回路は、交流的には全く同様
の回路であることは周知である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、交流電源からの入力電流を検出する入力電
流検出部と、平滑コンデンサに流れ込む回生電流を検出
する回生電流検出部とを有し、入力電流検出値と回生電
流検出値とを比較し、この比較結果により負荷検知を行
うようにしたため、従来使用していた加熱コイル電流検
出用の高価な高周波カレントトランス及びこれに関連し
た調整回路が不要となって負荷検知回路部のコストを低
減することができる。また負荷検知回路部は受動回路素
子で構成することが可能なため、電磁調理器を高出力化
したときでも負荷検知回路部のコストの増大を抑えるこ
とができる。

【００３５】請求項２記載の発明によれば、非適性負荷
の検知に必要な最小の判別入力電流値を規定する判別入
力電流規定部と、動作中の前記入力電流検出値と前記判
別入力電流値を比較する比較部と、該比較部の比較結果
により前記入力電流検出値が前記判別入力電流値未満で
は一定周期毎に当該入力電流検出値が判別入力電流値以
上になるまで前記他方のスイッチング素子のオン時間を
増加させ一定時間の間に前記負荷検知を行って元のオン
時間に戻すオン時間変更部とを具備させたため、上記請
求項１記載の発明の効果に加えてさらに連続微弱加熱を
行うことができる。

【００３６】請求項３記載の発明によれば、前記入力電
流検出値に関係した回生電流制限値を設定し、前記回生
電流検出値が前記回生電流制限値以下になるように前記
他方のスイッチング素子のオン時間を制御する回生電流
リミッタ部を具備させたため、上記請求項１記載の発明
の効果に加えてさらに、負荷が回生電流の大きい非磁性
ＳＵＳ系鍋等のときの最大入力を一定値に制限すること
ができて、スイッチング素子の損失が過大になるのを防
止することができる。

【００３７】請求項４記載の発明によれば、交流電源か
らの入力電流を検出する入力電流検出部と、平滑コンデ
ンサに流れ込む回生電流を検出する回生電流検出部と、
他方のスイッチング素子のオン時間を検出するオン時間
検出部とを有し、オン時間検出値と入力電流検出値との
比較又はオン時間検出値と回生電流検出値との比較の少
なくとも何れかを行い、この比較結果により負荷検知を
行うようにしたため、負荷がアルミ鍋の場合、小さいオ
ン時間値で回生電流値が一定の閾値以上になり、また非
適性負荷の場合、あるオン時間値に対して入力電流値が
一定の閾値以下になることから、負荷検知可能な入力が
小さくなって、アルミ鍋等の検出の際、負荷が軽量でも
動くことがなくなるという効果がある。

【００３８】請求項５記載の発明によれば、非適性負荷
の検知に必要な前記他方のスイッチング素子の最小の判
別オン時間を規定する判別オン時間規定部と、動作中の
前記オン時間検出値と前記判別オン時間を比較する比較
部と、該比較部の比較結果により前記オン時間検出値が
前記判別オン時間未満では一定周期毎に当該オン時間検
出値が判別オン時間以上になるまで前記他方のスイッチ
ング素子のオン時間を増加させ一定時間の間に前記負荷
検知を行って元のオン時間に戻すオン時間変更部とを具
備させたため、上記請求項４記載の発明の効果に加えて
さらに連続微弱加熱を行うことができる。

【００３９】請求項６記載の発明によれば、前記オン時
間検出値に関係した回生電流制限値を設定し、前記回生
電流検出値が前記回生電流制限値以下になるように前記
他方のスイッチング素子のオン時間を制御する回生電流
リミッタ部を具備させたため、上記請求項４記載の発明
の効果に加えてさらに、負荷が回生電流の大きい非磁性
ＳＵＳ系鍋等のときの最大入力を一定値に制限すること
ができて、スイッチング素子の損失が過大になるのを防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁調理器の第１の実施の形態を
示す回路図である。

【図２】上記第１の実施の形態において負荷毎の回生電
流検出値と入力電流検出値の関係を示す特性図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図４】上記第２の実施の形態において入力電流が判別
入力電流未満のときの負荷検知動作を説明するための図
である。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図６】上記第３の実施の形態における回生電流制限方
式を説明するための図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図８】上記第４の実施の形態において負荷毎のオン時
間信号と回生電流検出信号の関係を示す特性図である。

【図９】上記第４の実施の形態において負荷毎のオン時
間信号と入力電流検出信号の関係を示す特性図である。

【図１０】本発明の第５の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図１１】上記第５の実施の形態においてオン時間が判
別オン時間未満に設定されたときの負荷検知動作を説明
するための図である。

【図１２】本発明の第６の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図１３】上記第６の実施の形態における回生電流制限
方式を説明するための図である。

【図１４】従来の電磁調理器の回路図である。

【図１５】上記従来技術における各スイッチング素子の
動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図１６】上記従来技術におけるインバータ回路に流れ
る電流のモードを示す図である。

【符号の説明】

１交流電源２整流回路３平滑回路４，５第１、第２のスイッチング素子７，８第１、第２のダイオード１０加熱コイル１１共振コンデンサ２３，３３，３６，３８比較部２４マイコン２５入力電流検出部３１回生電流検出部３２オン時間変更部３４判別入力電流規定部３５，３９回生電流リミッタ部３７判別オン時間規定部４０回生電流検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源からの交流を整流する整流回路
と、該整流回路の整流出力を平滑する平滑コンデンサ
と、該平滑コンデンサの正・負端子間に直列に接続され
た第１、第２のスイッチング素子と、該第１、第２のス
イッチング素子にそれぞれ並列に接続された逆電流導通
型の第１、第２のダイオードと、前記第１、第２のスイ
ッチング素子の何れか一方の両端間に接続された加熱コ
イル及び共振コンデンサからなる共振回路とを有し、前
記第１、第２のスイッチング素子は交互に導通制御を行
うとともに、前記何れか一方のスイッチング素子は所定
の固定オン時間で通電し、何れか他方のスイッチング素
子は出力に応じてオン時間を可変制御する電磁調理器に
おいて、前記交流電源からの入力電流を検出する入力電
流検出部と、前記第１又は第２のダイオードを通じて前
記平滑コンデンサに流れ込む回生電流を検出する回生電
流検出部とを有し、前記入力電流検出部で検出した入力
電流検出値と前記回生電流検出部で検出した回生電流検
出値とを比較し、この比較結果により負荷検知を行うよ
うに構成してなることを特徴とする電磁調理器。
【請求項２】非適性負荷の検知に必要な最小の判別入
力電流値を規定する判別入力電流規定部と、動作中の前
記入力電流検出値と前記判別入力電流値を比較する比較
部と、該比較部の比較結果により前記入力電流検出値が
前記判別入力電流値未満では一定周期毎に当該入力電流
検出値が判別入力電流値以上になるまで前記他方のスイ
ッチング素子のオン時間を増加させ一定時間の間に前記
負荷検知を行って元のオン時間に戻すオン時間変更部と
を有することを特徴とする請求項１記載の電磁調理器。
【請求項３】前記入力電流検出値に関係した回生電流
制限値を設定し、前記回生電流検出値が前記回生電流制
限値以下になるように前記他方のスイッチング素子のオ
ン時間を制御する回生電流リミッタ部を有することを特
徴とする請求項１記載の電磁調理器。
【請求項４】交流電源からの交流を整流する整流回路
と、該整流回路の整流出力を平滑する平滑コンデンサ
と、該平滑コンデンサの正・負端子間に直列に接続され
た第１、第２のスイッチング素子と、該第１、第２のス
イッチング素子にそれぞれ並列に接続された逆電流導通
型の第１、第２のダイオードと、前記第１、第２のスイ
ッチング素子の何れか一方の両端間に接続された加熱コ
イル及び共振コンデンサからなる共振回路とを有し、前
記第１、第２のスイッチング素子は交互に導通制御を行
うとともに、前記何れか一方のスイッチング素子は所定
の固定オン時間で通電し、何れか他方のスイッチング素
子は出力に応じてオン時間を可変制御する電磁調理器に
おいて、前記交流電源からの入力電流を検出する入力電
流検出部と、前記第１又は第２のダイオードを通じて前
記平滑コンデンサに流れ込む回生電流を検出する回生電
流検出部と、前記他方のスイッチング素子のオン時間を
検出するオン時間検出部とを有し、該オン時間検出部で
検出したオン時間検出値と前記入力電流検出部で検出し
た入力電流検出値との比較又は前記オン時間検出部で検
出したオン時間検出値と前記回生電流検出部で検出した
回生電流検出値との比較の少なくとも何れかを行い、こ
の比較結果により負荷検知を行うように構成してなるこ
とを特徴とする電磁調理器。
【請求項５】非適性負荷の検知に必要な前記他方のス
イッチング素子の最小の判別オン時間を規定する判別オ
ン時間規定部と、動作中の前記オン時間検出値と前記判
別オン時間を比較する比較部と、該比較部の比較結果に
より前記オン時間検出値が前記判別オン時間未満では一
定周期毎に当該オン時間検出値が判別オン時間以上にな
るまで前記他方のスイッチング素子のオン時間を増加さ
せ一定時間の間に前記負荷検知を行って元のオン時間に
戻すオン時間変更部とを有することを特徴とする請求項
４記載の電磁調理器。
【請求項６】前記オン時間検出値に関係した回生電流
制限値を設定し、前記回生電流検出値が前記回生電流制
限値以下になるように前記他方のスイッチング素子のオ
ン時間を制御する回生電流リミッタ部を有することを特
徴とする請求項４記載の電磁調理器。