JPS58158885A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シングルエンディラドプッシュプル（ＳＥＰ
Ｐ）回路を用いた誘導加熱調理器に関する０ この種調理器の電源として、交流を１Ｍ流、平滑して得
た直流電源が使用されるが、この直流電源は、第１図Ａ
に示すように電源投入後安定電圧に達するまでにある＆
ｆの時間を要する。図中時間ｔｏは電源投入時を、時間
ｔｓは、電圧が安定化し要時間を示し時間ｔ６がら時間
を参まで約４ｍ５ｃｃ根度である。８ＥＰＰ回路を駆動
する駆動回路として自励インバータを使用した場合、そ
の発振は、波形Ｂに示すように電源電圧が動作可能電圧
ｖ１に達する時間ｔ１にて開始され、電圧が安定動作電
圧Ｖ！に達する時間ｔ２にて安定する。

ＳＥＰＰ回路は、通常電源電圧が安定状態に達する以前
に駆動されると、スイッチング素子として組み込まれて
いるトランジスタが破壊するｔ険がある。これは、電源
電圧立上シ直後は、負荷検知回路等制御回路への電源電
圧が不十分であるため、これらが正常に動作せず、無負
荷状態或はアルミ鋼等が加熱された場合、トランジスタ
に過大電流が流れるという理由による。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、
電源電圧が安定化した後にｓｇｐｐ回路の動作を１」能
としたものである。

さらに本発明は、自励インバータから５ＥＰＰ回路の動
作を可能としたものである。

さらに本発明は、自励インバータから５ＥＰＰの 回路に最蛛起ｗＪ偏号が与えられたとき、該起動信号に
て作動するトランジスタの導通期間を、定常時に比較し
て短縮させることにより、起動待誘導加熱コイル及び共
振コンデンサに流れる過大電流の発生を抑止し、トラン
ジスタの破壊を阻止するものである。

以下図を参照しながら本発明実施例を詳述する。

纂２図において、（１）は交流電源、（２１は電源スィ
ッチ、（３）は整流回路、（４）はチョークコイル、（
０１）はフィルタコンデンサである。（Ｑｔ）（Ｑｇ）
はフィルタコンデンサ（Ｃ１）端子間に直列に接続され
た一対のトランジスタ、（５）はトランジスタ（Ｃ２）
に対し並列に接続された共振コンデンサ（０２）及び誘
導加熱コイル■よシなる直列共振回路、（Ｄｌ）（Ｄｇ
）は各々トランジスタ←Ｑｌ）（Ｑｔ）に対し逆並列に
接続されたタイオードである。上記トランジスタ（Ｑｌ
　）（Ｃ２）、直列共振回路６）及びダイオード（ＤＩ
　）（ＤＩ　）にて８ＥＰＰ回路（６）が構成される。

（７）は、自励インバータでトランジスタ（Ｑｌ　）（
Ｃ２）の駆動信号ｍ、ｂ、ｃ、ｄを出力するもので、そ
の構成は後述する。ここで信号ａ、ｃｌｉ、トランジス
タ（Ｑｌ　）　（Ｑｚ　）の各ベースに加えられるはい
に逆位相のパルス信号であり、信号ｂ％　ｄは各トラン
ジスタ（Ｑｌ）（Ｑｚ　）のエミッタに入力されトラン
ジスタ（Ｑｌ　）（Ｃ２）のベースに対する電位を調整
し、その動作をａ！１実に行なうものである。この波形
ｔ−＠３図に示す。ｓｇｐｐ回路（６）の動作につき説
明するとトランジスタ（Ｑｌ）のコレクタ電位ｆ　Ｖ　
ｃ　ｃ　ｓ　　トランジスタ（Ｃ２）のエミッタ電位を
アース電位とすると、トランジスタ（Ｑｚ　）（Ｑｚ　
）のオン・オフにより、直列共振回路（４）は電位ＶＣ
Ｃ％及びアース間に交互に接続される。この直列共振回
路（４）は、その共振周波数とトランジスタ（Ｑｌ）（
Ｑｚ−）の躯１周波数が等しいとき、インピーダンスが
ゼロとなシ、誘導加熱コイル（Ｌｌを流れる磁流波形は
正弦波とｌ）、各半サイクルごとに電流を受けもつトラ
ンジスタが変わる０このような８ＥＰＰ回路（６）の発
振周波数を約２０　Ｋ　Ｈｚとなるよう直列共振回路５
）を調整し、誘導加熱コイルＣＬｌ上に鉄系金属よシな
る調−絹（図示せず）を近接させて、これを誘導加熱す
る。

（８）は自励インバータ（７）内の発振信号（第１図Ｂ
）を受けてこれを整流する整流回路、（Ｏｓ）は平滑コ
ンデンサでその出力端子に直列電圧（第１図Ｃ）を得る
○（９）は、平滑コンデンサ（Ｃ８）より電源が供給さ
れるリレー、凹はトランジスタ（Ｑｌ）のエミッタ及び
アース間に介挿された常閉スイッチで、リレー（９）へ
の通電時開放する。（Ｑｓ）（Ｃ４）はトランジスタ（
Ｑｌ）のベースとアース間に接続された２個のトランジ
スタで、トランジスタ（Ｃ４）のベースには、コンデン
サ（０４）及び抵抗（Ｒ１）よりなる時定数回路の出力
が与えられる。（Ｃ６）は、トランジスタ（Ｑｌ）のペ
ース信号が抵抗（Ｒ１）を介して、そのベースに与えら
れるトランジスタで、位相を反転させるために用いられ
る。（Ｏｓ　）（Ｒａ　）はコンデンサ及び抵抗で、ト
ランジスタ（Ｑｓ）のコレクタ出力をパルス化する。（
社）は、このパルス信号がダイオード（Ｄｌ）を介して
加えられる単安定マルチバイブレータで、２個のトラン
ジスタ（Ｑｓ）（Ｑｙ）を含む。（Ｃ８）は、トランジ
スタ（Ｑｙ）−の出力がそのベースに加えられるトラン
ジスタで、そのコレクタ電位は、前述のトランジスタ（
Ｃ８）のベースに与えられる。

上記回路において、リレー（９）による常閉スイッチ−
の開放遅延時間は電源電圧が安定化した後、即ち時間ｔ
＄以上に設定される０実際にはりレー抄、本例の場合こ
の遅延時間で十分であるため、別の遅延回路は設けてい
ない。これにより自動インバーダ（７）の発振及び電源
電圧が安定化した後に、８　ＥＰＦ回路（６）を１作さ
せることができる。第１図りにスイッチ曲の動作波形を
示し、′Ｈルベル期間がスイッチ開放期間である。

１／Ｌ’−１９１に連動するスイッチ（ｉｌｌｉｊ）ラ
ンジスタ（Ｑｔ　）のベース・エミッタ間に設けられる
必要がある。この点につき説明すると、いま仮にこのス
イッチを他方のトランジスタ（Ｃ２）のベース・エミッ
タ間に入れたとすると、トランジスタ（Ｑｒ）のみ、オ
ン・オフを繰返すことになシ、直列共振回路（５）に電
流が流れ共振コンデンサ（Ｏｘ）を充電する。それ故時
間ｔｌで、スイッチ（至）が開放したとき、トランジス
タ（Ｑ’ｍ）の最初の導通時に、このトランジスタ（Ｃ
２）のコレクタにサージ電圧が発生しダイオード（Ｄｌ
）の作動遅れによシミ源電圧をクランプすることができ
ず、トランジスタ（Ｃ２）が破壊される虞れがある。

従ってスイッチａｎＦｉ、トランジスタ（Ｑｌ　）のベ
ース・エミッタ間に設、けられなけれはならず、こうす
るとスイッチ明が開放されない限シ直列共振回路（５）
に電流が流れることはない。しかしながらスイッチ（至
）を開放し、トランジスタ（Ｑｓ））１１１通した直後
に瞬間的に直列共振回路畝（５）に大喝流が流れ、前述
の場合と同様の事態が発生することがある。例えば起動
時、最初のオン信号がトランジスタ（Ｑｌ）のベースに
入力したとき直列共振回路（５）は空の状態になってい
るためこれに急激に大電流が流れ込み、これに流れる電
＠、１ｐは、ｔｊＩＪ４図１にピーク値ｉｐとして示す
如く定常時より高い値を示す（破線波形）。実線波形に
て示す定常状態では、トランジスタ（Ｑｌ）がオンした
瞬間は、誘導加熱コルク−１共振コンデンサ（Ｃ２）、
ダイオード（Ｄｌ）を通じて反対方向に電流が流れてお
り、トランジスタ（Ｑｌ）のオン期間のピーク電流ｉｐ
は、前述の電流ｉｐよりも小さい値となる。従りて、こ
のままではやはり起動時にトランジスタ（Ｑｌ）を破壊
する慮れがあるため、トランジスタ（Ｑｌ）オンのとき
負荷電流を小さくしなければならない。

これを達成するため、起動時トランジスタ（Ｑｌ）のオ
ン直後は、このトランジスタ（Ｑｌ）の導通期間を＊Ｊ
＠して、直列共振回路に流れる４流を低い値に抑制する
構成がとられている。

第２図及び第４図に基きその動作を説明すると、電源ス
イッチｉｌ＋投入後（時間ｔ　ｏ　）、電源電圧が安定
な値に達すると、（時間ｔ　ｓ　）　ＩＪフレー９）及
びこれに連動するスイッチ（至）のはたらきによりトラ
ンジスタ（Ｑｌ）の動作が可能となる。即ち信号りが＠
Ｈ”レベルとなってはじめて起動信号ａがトランジスタ
（Ｑｔ　）のベースに加わる。この最初の信号ａの立上
シに同期して、トランジスタ（Ｃ６）が導通して、コレ
クタ電位Ｅは＠Ｌ″レベルに反転する。この＠Ｌルベル
反転信号は次段の微分回路に与えられてパルス化され信
号Ｆを得る。

この立下りパルスＦによシ単安定マルチバイブレータ０
が一定時間（信号ａの＠Ｈ”レベル期間よシ短かい時間
）＠Ｈ”レベル信号をトランジスタ（Ｃ７）のコレクタ
に出力する（信号Ｇ）。この信号Ｇによりトランジスタ
（Ｑｓ）がオン、続イてトランジスタ（Ｃ８）がオフと
なシ、そのコレ２ｌに＠Ｈ”レベル信１号Ｈを得る。な
おトランジスタ（Ｃ４）は、コンデンサ（Ｃ４）及び抵
抗（Ｒ１）よシなる時定数回路にて制御され、電源投入
後所定時間１τ尋通状塾を保たれる。波形信号■は、こ
の時定数回路の出力電位を示し、この電位が一定値まで
低下するとトランジスタ（Ｃ４）Ｕオフとなる。したが
りてこのトランジスタ（Ｃ４）のオン期間内において信
号Ｈが１Ｈ′″ノベルとなったとき、この信号がトラン
ジスタ（Ｑりの４通期間を決定する。即ち、起動時トラ
ンジスタ（Ｑｌ）の導通期間は単安定マルチバイブレー
タＩの出力期間に一致して短縮される。これにより最初
の電流ピーク値は量″ｐに示す如く、低い値に抑えられ
る。時間Ｔが経過してトランジスタ（Ｃ４）が、オフに
変ると、単安定マルチバイブレータａυの出力Ｇによる
トランジスタ（Ｑｓ　）のオン・オフ制御は、信号ａに
影響を及はさなくなるから、定常状態の時間幅をもつ信
号ａによりトランジスタ（Ｑｌ）は駆動される。かくし
て起動時のみトランジスタ（Ｑｌ）の導通期間を短縮し
て、過大電流の発生は阻止される。なお上記例では信号
朧の最初のパルスのみ短縮したが、これは、トランジス
タ（Ｑ４）の導通期間を長くすることによシ、その数を
増加することは勿論可能であシ、この場合よシ、長期間
の電流低下が図られることとなる。

第５図は、自励インバータ（７）の具体的回路例を示し
く自）は、ｌ１ｉｌＩＡＰ給端子で、電圧Ｖｃｃが入力
される。この電圧Ｖ　ｅ　ｃは、フィルタコンデンサ（
Ｃ＋）の容量が力率改善のため小さいことから、殆んど
平滑されない脈流波形を描く。（Ｔｌ　）は第１トラン
スで、２個の同一特性のトランジスタ（Ｑｌｌ）（Ｑｔ
ｏ）が互いに相補接続され、各コレクタ巻線（”ｌ）（
ｎｇ）にて、その１次巻線が構成される。各トランジス
タ（Ｑｓ　）（ＱＩＯ）のエミッタ扛共通に接続され平
滑コンデンサ（Ｏｓ）を介ｊ〜て、上記１次巻線中間点
に接続されると同時に、ダイオード（Ｒ４）を介して電
源端子−に接続される。（Ｔｌ）は第２トランスで、ト
ランジスタ（Ｑｓ）（Ｑｌｏ）のベース春４！（ｆｌｌ
）（Ｒ４）にて、その２次巻線が構成される。（Ｒ４）
（Ｒ５）はトランジスタ（Ｑｅ）（Ｑｘｏ）のペ−Ｘ・
エミッタ間に介挿された抵抗、（Ｒ１）は起動抵抗、（
Ｒ５）（０？　）は並列接続されたダイオード及びコン
デンサで第２トランス（Ｔｌ）のベース＠１（ｎｓ）（
ｎａ）と各トランジスタ（Ｑｓ）（Ｑｌｏ）のエミッタ
の間に介挿されており、ダイオード（Ｄｓ）は逆流阻止
用として、ｔたコンデンサ（Ｃ？）はスイッチング速度
を高速化させる目的で使用される。（Ｒ６）は、第１ト
ランス（Ｔｌ）の正帰Ｒ巻線で、その出力は抵抗（Ｒ６
）を介して第２トランス（Ｔｌ）の１次巻線（ｎ＠）に
接続される。ここで第２トランス（Ｔｌ）は、その飽和
領ｗ？、まで使用される所鯛飽相トランスと呼ばれるも
のである。（ｎり）（ｎＳ）は纂１トランス（Ｔ１）の
２次巻線で、各々トランジスタ（Ｑｓ）（Ｑｌｏ）のコ
レクタ８４Ｍ（ｎｓ）（ｎ意）に対応して設けられ、各
々の出力は、抵抗（Ｒ？）およびボンデ／す（Ｃ８）、
抵抗（Ｒａ　）およびコンデンサ（Ｏｓ）よりなる遅延
回路を経て重なジ防止処理された後、イど号ａ、５％　
Ｃ％　ｄとして出力される。これらの制御信号ａ％　ｂ
、ｃ、ｄは、前述のスイッチングトランジスタ（Ｑｌ）
（Ｑｌ　）の各ベース及びエミッタに加えられ、５ＢＰ
Ｐ回路（６）の発振を制御する。

次に動作を説明する。電圧Ｖｃｃが端子（２）に加えら
れると、平滑コンデンサ（Ｏｓ）Ｋて平滑され、その電
圧は、約１００ｖから約１４０ｖまでの藺は脈動する脈
流電圧ｖＢにより、まずトランジスタ（Ｑ９）が導通し
たとすると、そのコレクタ・エミッタ間に電流が流れ始
め、コレクタ巻線（ｎｌ）に結合する正帰還巻線（Ｒ８
）に誘起電圧が生じ、この誘起電圧は、！！２）ランス
（Ｔｔ）の１次巻線（Ｒ６）を介してトランジスタ（Ｑ
９）のベース巻＊（ｎｇ）にさらにＳ起電圧を生ずる。

この電圧によりｓ　　トランジスタ（Ｑ９）は正帰還を
生じ、十分なベース電流によって導通状態は完全なもの
となる。抵抗（Ｒ６）を流れる電流は、第２トランス（
Ｔｌ）の１次インダクタンスのために直線的に増加し、
飽和状態となる。これにより第２トランス（Ｔりの１次
側の電流は急に増加し、抵抗（Ｒ６〕の両端の電圧降下
が増加し、そのために謝２トランス（Ｔｌ）の１次巻線
（ｎｓ）の両端にかかる電圧が減少し％帰還電圧が減少
する。そうするとトランジスタ（Ｑ９）のベースには、
コンデンサ（Ｏｙ）の電圧が図示の如き極性で印加され
、トランジスタ（Ｑ９）がカットオフされ、トランジス
タ（Ｑ　１０　）が通電開始する。そして前回と逆の方
向に婦道作用が起こす、１゛ランジスタ（Ｑｌ）はオフ
に、トランジスタ（ＱＩＯ）がオンになる。第２トラン
ス（Ｔｌ）の１次電流は逆になシ、さきにトランジスタ
（ＱＩ）がオンしたときと同様にしてトランジスタ（Ｑ
ｌｏ）がオンとなる。このようにして自動発振が続行さ
れる。１次トランス（Ｔｌ　）の２つのコレクタ巻４１
（”ｘ）（”ｇ）は、それぞれ２次巻線（ｎｙ）（ｎｓ
）に電磁結合しているから、トランジスタ（Ｑｓ）（Ｑ
ｌｏ）のオン・オフに応じて、出力が得られ、トランジ
スタ（Ｑ９）がオンのとき、信号ａ％　ｂにオン信号、
信号ｃ、ｄにオフ信号が得られ、他方トランジスタ（Ｑ
ＩＯ）がオンノとき、信号ａ％　ｂにオフ信号が信号ｃ
、ｄにオン信号が得られる。かかる２トランス形式自助
インバータの発振周波数は、第１トランス（Ｔｌ）の正
帰還巻線（ｎｉ）Ｅ誘起される電圧値によって決まるか
ら、この巻数を調整すれば所望の自励発振周波数例えば
約２０ＫＨｘを得ることができる。

以上説明したように本発明誘導加熱胸理器は、５ＥＰＰ
回路を構成する高電位側トランジスタのベース・エミッ
タ間にリレーによシ駆動される常閉スイッチを設け、電
源役人後この電源電圧が安負荷時等におけるこのトラン
ジスタの破壊という事故は回避される。また本発明はリ
レーの作動時したがって５ＥＰＰ回路の起動時トランジ
スタの導通期間を定常時に比べて短縮した状態で発振開
始させるものであるから、起動時にトランジスタに流れ
易い過大電流の発生を抑制することができる０

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例及び本発明を説明するための信号波形
図、８２図は、本発明実施例回路図、第６図は、同例波
形図、第４図ビ）（ロ）は起動時及び定常時における信
号波形図、第５図は自動インバータの具体例を示す回路
図である。 （６）・・・・・・５ＥＰＰ回路、（７）・・・・・・
自励インバータ第１図 「−−−−一″′−一−−一−−−−−１第３けＩ 第ｔ１・Ｌ−ζＩ （イ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（ロフ手　　続　　補　　正　　書（自発） 昭和５７年７月１ｚ日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第４１８３９号 ２、発明の名称 誘導加熱調理器 ６、補正をする者 特許出願人 住所　守口市京阪本通２丁目１８番地 名称（１８８）三洋電機株式会社 代表−者　井　植　　　薫 ４、代理人 住所　守口市京阪本通２丁目１８番地 ５、補正の対象 （）明細書の図面の簡単な説明の橢 ○添付図面 ６、補正の内容 Ｑ明細書第１６頁第６行目及び第４行目に「第４図（イ
）（ロ）は起動時及び定常時における信号波形図、」と
あるのを、［第４図は、動作信号波形図」と補正する。 ０図面中、第２図及び第４図を別紙の通シ補正する。 Ｏ第５図を別紙の通り追加する。 第２１Ａ 第４図 第５図 ｃ　ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、直列接続された一対のトランジスタを含むＳＥＰＰ
   回路を自励インバータにて駆動し、該ＳＥＰＰ回路に発
   生する交査電流を誘導加熱コイルに供給する誘導加熱調
   理器において、電源高電位側に接続された上記−のトラ
   ンジスタのペース・エミッタ間を短絡するスイッチと、
   該トランジスタのベースに最初の駆動信号が入力した後
   電源電圧の安定化時間に基いて設定された所定時間後に
   上記スイッチを開放するスイッチ制御回路と、該スイッ
   チ制御回路によシスイッチが開放された後短期間上記ト
   ランジスタの導通期間を定常状急に比して短縮させる導
   通期間短縮回路を備えたことを特＆ζする！！！導加熱
   、＃理器。