JPS5810838B2

JPS5810838B2 - 誘導加熱調理器の異常負荷検知装置

Info

Publication number: JPS5810838B2
Application number: JP54149367A
Authority: JP
Inventors: 巧水川; 憲二服部; 秀之小南; 光幸木内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1979-11-16
Filing date: 1979-11-16
Publication date: 1983-02-28
Also published as: JPS5673883A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はトランジスタインバータを用いた高周波誘導加
熱調理器の異常負荷検知に関するもので、その目的とす
るところは、不適性な負荷鍋が載置されたとき、前述の
インバータを停止、あるいは発振周波数を変化させてイ
ンバータの動作の安定性を確保しようとするものである
。

一般に誘導加熱調理器に用いられる鍋は磁性の鉄、鋳鉄
、磁性ステンレスが適していることは周知である。

これは、非磁性の金属鍋、例えば銅、アルミ等の鍋は材
質の固有抵抗が非常に小さいためインバータの素子に印
加される電圧又は電流が非常に大きくなるためである。

このため、調理器として構成する場合、天板の下の加熱
コイルの中央部に永久磁石を設けて適性鍋検知を行うよ
うな手段がとられている。

しかし、磁性材質の鉄またはステンレスの外側にアルミ
又は銅で厚く被覆した鍋は、前述の銅、アルミ鍋とほぼ
同一の特性を示すためインバータ動作は危うくなり、最
悪の場合は素子の破壊を招く。

本発明は以上の点にかんがみ、トランジスタインバータ
のトランジスタに並列に接続されたダイオード電流の検
知により、前述の鍋によるインバータネ安定動作を未然
に防ぐものである。

以下本発明を実施例に従い詳述する。

第１図は本発明に用いられるインバータ回路と本発明の
ブロック図である。

第２図は本発明の第１図のブロック図を具現化した電気
結線図である。

第３図は本発明に用いられたインバータ回路の動作説明
と本発明の検知信号を示す波形図である。

第３図において、正常負荷時波形は実線で、異常負荷検
知形を破線で示している。

第１図に於いて、１は交流商用電源、２は全波整流器、
３は平滑コンデンサ、４はトランジスタ、５はダイオー
ド、６は共振コンデンサ、７は加熱コイル、８は負荷で
ある鍋、９はダイオード電流検知回路、１０はレベル比
較回路、１１はベース信号発振駆動回路、１２は適性鍋
を検知する永久磁石の作動によって働くスイッチである
。

次に、第２図に於いて、１３はコンデンサ、１４．１５
は抵抗で、前記コンデンサ１３と微分回路を形成してい
る。

１６は整流用ダイオード、１７．１８は夫々、平滑用コ
ンデンサ、抵抗である。

１９，２０は抵抗、２１はコンデンサで、前述の微分回
路に直流バイアスを与えている。

以上の構成が第１図のダイオード電流検知回路９である
。

続いて２２．２３は抵抗でダイオード電流検知回路９の
出力を比較する基準電圧となっている。

２５は電圧比較器である。

２４．２７は抵抗、２６はダイオードで、比較器２５が
作動したときの正帰還回路を形成している。

以上の構成に於いて、第３図の動作波形図を用いて動作
を説明する。

第１図に於いて、交流商用電源１が投入されると、全波
整流器２の出力には。

直流電圧が発生し、平滑コンデンサ３により平滑される
。

今、第３図の時刻ｔ。時において、トランジスタ４にベ
ース電流が与えられると、トランジスタ４は導通し、コ
レクタ電流ＩＣは加熱コイル１のインダクタンスで定ま
る傾斜で指数的に上。

昇する。

（第３図ｔ０−ｔ１）この時、トランジスタ４のコレク
タ、エミッタ電圧ＶＣＥは殆んど零Ｖで、加熱コイル７
に印加される電圧ＶＣＬは、平滑コンデンサ３の電圧が
印加されている。

又、コンデンサ６の電流ＩＣ，は初期充電電流が流れた
。

後は流れない。

従って加熱コイル７の電流ＩＬはトランジスタ４のコレ
クタ電流ＩＣと同じレベルになる。

次に時刻ｔ１に於いてベース電流ＩＢが遮断され始め、
時刻ｔ２においてトランジスタ４が遮断すると、コレク
タ電流Ｉｃは零になり、トラ１ンジスタ４のコレクタ、
エミッタ電圧ＶＣＥは共振コンデンサ６と加熱コイル７
の共振による電圧が発生する。

第３図に示す波形で実線は正常負荷時波形、破線は異常
負荷時波形である。

そして、加熱コイルの電圧ＶＣＬにはトランジスタ４の
コレラ。

タエミツタ電圧ＶＣＥを反転した電圧が、同一振幅で与
えられる。

加えて、トランジスタ４のＯＦＦにより、今迄加熱コイ
ル７に流れていたコレクタ電流ＩＣは、１２時点に於い
て、コレクタ電流■。

のピーク値を始点とし、共振コンデンサＣ６に、加熱コ
イル７との共振電流として流れ始め、加熱コイル７と、
共振コンデンサ６の共振により、極性が反転すると、コ
ンデンサ６の電流ＩＣ，は逆方向に流れる。

そしてコンデンサ６の電圧極性は反転増加し平滑コンデ
ンサ３の直流電源電圧を越すと、コンデンサ６のへの電
流Ｉｃ１はダイオード５に流れ、コンデンサ６への電流
ＩＣ１は零になる。

すなわち、コンデンサ６の電流ＩＣｔは、加熱コイル７
の電流ＩＬと同じになる。

次に時刻ｔ３に於いて再びベース電流ＩＢが与えられる
と、トランジスタ４は導通する。

しかし、ダイオード５に電流が流れている間は、コレク
タ電流は流れず、ダイオード５の電流が終わると再び順
方向にコレクタ電流が流れ始め以下同一の動作を繰り返
すものである。

ここで、正常負荷と異常負荷の動作波形の違いを述べる
。

第３図ではｔ２〜ｔ４間のみにその状態を記している。

時刻ｔ２から始まるコンデンサ６の電流ＩＣＩは正常負
荷が加熱コイル７の上部に載置されているときは加熱コ
イル１の等価実効抵抗は太きいため、その共振電流の反
転電流の最大値は小さくなる。

しかし、異常負荷の場合には加熱コイル７の実効抵抗は
小さくなるため、コンデンサ６の電流ＩＣ１の流れ始め
と終了電流値はほぼ同一の値となる。

次に第２図のダイオード５の電流検知回路９とレベル検
知回路１０について述べる、ダイオード５の電流はコン
デンサ６の電圧ＶＣＬの微分によって得られる。

すなわち、コンデンサ１３と抵抗１４．１５の微分回路
によって、抵抗１５の両端に等制約な電圧信号として発
生する。

これは、コンデンサ６の電流ＩＣ１の終点電流値と、ダ
イオード５の電流始点値が同一であるからである。

つま表わされ、この電圧は微分するとＣ１・ｄＶＣ１／
ｄｔ＝ｉとなる。

この微分波形の抵抗１５の両端電圧はＶａとして、第３
図に示しである。

この波形の正方向の電圧がダイオード５の電流に相当す
る。

そして、ダイオード１６により正方向成分はコンデンサ
１７と抵抗１８により平滑され直流になる。

（第３図ｖｂ）この微分回路と平滑回路は抵抗１９．：
２０とコンデンサ２１により直流バイアスを与えられて
いる。

次にこの検知電圧ｖｂが比較器２５の非反転入力に与え
られた基準電圧を越すと、比較器２５の出力はオンし、
抵抗２７、ダイオード２６、抵抗２４によって、抵抗１
９゜２０による直流バイアス電圧以下に正帰還され自己
保持動作を行う。

そして、比較器２５の出力はベース信号発振１駆動回路
１１の動作を停止させるものである。

以上本発明の構成動作を述べた。

本発明の異常負荷検知回路によれば、ダイオードに流れ
る回生電流を検知し、規定値以上になるとインバータの
発振を停止するか、もしくは発振周期を変えることによ
り、永久磁石とスイッチの組み合わせ等の適性鍋検知で
保護できない不適性異常鋼によるインバータの不安定動
作を防止でき、装置の信頼性の向上に大きく寄与するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における誘導加熱調理器の異
常負荷検知装置のブロック図、第２図は同電気回路図、
第３図は第１図、第２図の各部動作を示す波形図である
。４……トランジスタ、５……ダイオード、６……共振コ
ンデンサ、７……加熱コイル、８……負荷、９……ダイ
オ一ド電流検知回路、１０……レベル比較回路、１１…
…ベ一ス信号発振駆動回路。

Claims

【特許請求の範囲】１直流電源に接続されるトランジスタとダイオードの
並列回路、この並列回路に直列に接続される加熱コイル
と、この加熱コイルを共振回路を形成するコンデンサよ
り構成される誘導加熱調理器用インバータ装置に於いて
、前記ダイオードの電流検知回路及びレベル比較回路を
有し、異常負荷時、前記ダイオード電流が規定値を越え
た時、前記インバータの発振を停止、もしくは発振周波
数を変化させることを特徴とする誘導加熱調理器の異常
負荷検知装置。２ダイオード電流検知回路は、直流バイアスを与えら
れた、コンデンサと抵抗器の直列回路による微分回路、
及び微分出力の正方向出力を得る整流回路とより構成さ
れ、インバータのコイル両端電圧の微分出力から信号を
得ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の誘導
加熱調理器の異常負荷検知装置。