JPS584288A - 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、誘導加熱調理器に関し、特にインバータ回路
のスイッチング素子制御回路に関するものである。

第１図は、従来例及び本発明実施例に適用される誘導鮪
調理器の一般的回路図を示し、（１）は交流電源、（２
）はチョークコイル、（３）は整流回路、（Ｃ１）は平
滑コンデンサ、（’：ｈ）（Ｑｌ）は２偏置列１接続さ
れたトランジスタで、一方向性スイッチング素子として
はたらく。（４＋はトランジスタ（Ｑｌ）ｋ対し並列に
接続された共振コンデンサ（Ｃ２）及び誘導加熱ぞイル
伜）よりなる直列共振回路、（Ｉｈ　）（Ｄｌ）は各々
トランジスタ（Ｑ＋）（Ｑｔ）に対し逆並列に接続され
たダイオードである。上記トランジスタ（Ｑｌ）（Ｑｔ
）、直列共振回路（４）およびダイオード（Ｄｌ）（Ｄ
ｚ）にてインバータ回路（５）が構成される。

（６）は降圧トランスを含む電源回路、（７）はこの電
源回路（６）にて駆動される制御回路で、トランジスタ
（’；ｈ）（Ｑｔ）の駆動信号ａ、ｂ、ｏ％改を出力す
る。

ここで信号ａ、ａは、トランジスタ（Ｑｚ）（Ｑｔ）の
各ペースに加えられる互いに逆位相のパルス信号であり
、信号１、改は各トランジスタ（Ｑｌ）（Ｑｖ）のエミ
ッタに入力されトランジスタ（ＣＬｌ）（Ｃ１０）のベ
ース番こ対する電位を調整しその動作を確実に行なうも
のである。トランジスタ（Ｑｌ）のコレクタ電位をＷｏ
ｏ、トランジスタ（Ｑりのｉミッタ電位をアース電位と
すると、トランジスタ（ＱＩＸＱｖ）のオン・オフによ
り、直列共振回路（４）は電位ＶＣＣ１及びアース間化
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）（Ｑｌ）の駆動周波数
が等しいとき、インピーダンスがゼロとなり、誘導加熱
コイル（ト）を流れる電流波形は正弦波となり、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。こ
のようなインバータ回路（５）の発振周波数を約２　Ｑ
　ＫＨｆｆとなるよう直列共振回路（４）を調整し、誘
導加熱コイル（ト）上に鉄系金属よりなる調整輪（図示
せず）を近接させて、これ会誘導加熱する調理器が既番
ζ提案されている。

かかる調理器にあっては、トランジスタ（Ｑｌ）（Ｑｌ
）の制御信号ＩＬ、ｂ、ａ、ｌを生成する制御回路（７
）に従来ワロック発振器を含むパルストランスを各々ト
ランジスタ（Ｑｌ）（Ｑｔ）に対応して設ける方法が利
用されることが多いが、かかる場合、パルストランス２
個、さらに電源回路（６）に含まれる降圧トランスが必
要であり、調理器全体が大型化、かつコスト高となる欠
点がある。

本発明は、インバータ回路（５）のスイッチングトラン
ジスタ制御回路として、２トランス型自励発振器を使用
することにより上記問題を解決したものである。

以下本発明実施例を詳述する。第２図は、本発明一実施
例に係る電源及び制御回路を示し２トランス型自動発振
器（８）により構成される。（９）は、電源供給端子で
、電圧ＶＣＣが入力される。この電圧”（１０は、平滑
コンデンサ（Ｃ１）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（。（Ｔ１）は
第１トランスで、２個の同一特性のトランジスタ（’ｈ
）（Ｑｌ）が互いに相補接続され、各コレクタ巻線（ｎ
＋）（ｎｔ）にて、その１次巻線が構成される。各トラ
ンジスタ（Ｑり　（Ｑ４）のエミッタは共通に接続され
平滑コンデンサ（Ｃｉ）を介して、上記１次巻線中間点
に接続されると同時に、ダイオード（Ｄ３）を介して電
源端子（９）に接続される。（Ｔ２）は第２トランスで
、トランジスタ（Ｑｌ）（Ｑ４）のペース巻線（ｍｓ）
（ｎ４）にて、その２次巻線が構成される。（Ｒ１）（
Ｒｔ）はトランジス１　（Ｑｓ）（Ｑ４）のペース・エ
ミッタ間に介挿すれた抵抗、’（Ｒｓ）は起動抵抗、（
Ｄ４ＸＣ４）、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（テ２）のペース巻線（ｎり（ｎ４
）と各トランジスタ（ＱＢ）（Ｑ４）のエミッタの間に
介挿されており、ダイオード（Ｄ４）は逆流阻止用とし
て、またコンデンサ（Ｃ４）はスイッチング速度を高速
化させる目的で使用される。（ｎｓ）は、第１トランス
（Ｔ１）の正帰還巻線で、その出力は抵抗（Ｒｓ　）を
介して第２トランス（Ｔ２）の１次巻線（ｎ６）に接続
される。ここで第２トランス（丁りは、その飽和領域ま
で使用される所謂飽和トランスと呼ばれるものである−
　　（ｎｌＸｎｌ）は第１トランス（Ｔ１）の２次巻線
で、各々トランジスタ（Ｑｌ）（Ｑ４）のコレクタ巻線
（Ｔ１１）（Ｒ２）に対応して設けられ、各々の出力−
は、抵抗（Ｒ４）　ｂよびコンデンサ（Ｃｓ）　、抵抗
（Ｒｉ）およびコンデンサ（Ｃ４）よりなる遅延回路を
経て重なり防止蛛理された後、信号ａ、ｂ％Ｃ１ｄとし
て出力される。これらの制御信号ａ、ｂ、Ｃ１ｄは、前
述のスイッチングトランジスタ（Ｑ＋）（Ｑりの各ベー
ス及びエミッタに加えられ、インバータ回路（５）の発
振を制御する。

次に動作を説明する。電圧ＶＣ（＋が端子（９）に加え
られると、平滑コンデンサ（Ｃｓ）にて平滑され、その
電圧は、約１００ｖから約１４０ｖまでの間を脈動する
脈流電圧ｖＢとなる。この電圧ｖＢにより、まずトラン
ジスタ（’；Ｌｘ　）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（ｎｓ）に誘起電圧が生じ、こ
の誘起電圧は、第２トランス（〒りの１次巻線（Ｒ４）
を介してトランジスタ（ａＳ）のベース巻線（１１ｇ）
にさらに誘起電圧を生ずる。この電圧番こより、トラン
ジスタ（Ｑｉ）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（Ｒ１１）を流
れる電流１よ、第２トランス（Ｔ２）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。これ暑
こより第２トランス（丁２）の１次側の電流は急に増加
し、抵抗（Ｒ５）の両端の電圧降下が増加し、そのため
に第２トランス（Ｔ２）の１次巻線（Ｒ６）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（Ｑｓ）のベースには、コンデンサ（Ｃ４）
の電圧が図示の如き極性で印加され、トランジスタ（Ｑ
ｓ）がカットオフされ、トランジスタ（ｑ４）が通電開
始する。そして前回と逆の方向に帰還作用が起こり、ト
ランジスタ（Ｑｓ）ζまオフに、トランジスタ（Ｑ４）
がオンになる。第２トランス（丁りの１次電流は逆にな
り、さきにトランジスタ（Ｑｌ）がオンしたときと同様
番こしてトランジスタ（Ｑ４）がオンとなる。このよう
番こして自動発振が続行される。１次トランス（Ｔ１）
の２つのコレクタ巻線（ｎｌ）（！！＊）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（Ｑｉ）（ｃＬｉ）のオン・オフに応じて、
出力が得られ、トランジスタ（Ｑｉ）がオンのとき、信
号ａ、１にオン信号が、信号ａ、ｄＬにオフ信号が得ら
れ。

他方トランジスタ（ｑ４）がオンのとき、信号ａ、１に
オフ信号が信号ｅ、ａ４こオン信号が得られる。

信号ａ、ｂ及び信号ａ、ｔｌを波形にて書き表わすと、
第３図に示す如く描ける。かかる２トランス形式自動発
振器の発振周波数は、第１トランス（Ｔ１）の正帰還巻
線（”ｓ）の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動発振周波数例えば約２　
Ｑ　ＫＨｉｌを得ることができる。

このような構成の発振器では、その発振周波数が固定さ
れ自由に可変できない問題がある。第４図に示す他の実
施例は、かかる点を考慮し、周波数変更可能な自動発振
器を提供するものである。

本実施例に右いて、ａＧは、１１１トランス（Ｔ１）の
正帰還巻線（ｎｓ）　Ｋ誘起された電圧を整流する整流
回路、（ｎｙ）（”１ｓ）はこの整流回路出力が、入力
される第２トランス（Ｔ２）の制御巻線で、抵抗（Ｒ４
）およびトランジスタ（Ｑｓ　）が中間薯こ設けられる
。トランジスタ（’；Ｌｓ　）のコレクタ・ベース間に
は抵抗（Ｒ７）、及び可変抵抗（ｖＲ）が接続される。

このほかの回路構成は第２図に示す一実施例回路と略同
−である。

このような構成にすると、第１トランス（テ１）の正帰
還巻線（Ｒ５）に誘起された電圧に応じて第２トランス
（Ｔりに磁気電流バイアスが追加されること１となりそ
れ故磁気電流が増加して、飽和に達する時期が早くなる
。これよりバイアス電圧値を変化させることによって発
振周波数を変更させることができることとなる。バイア
ス電圧の変更は、可変抵抗（ＶＲ）の抵抗値を変えるこ
とにより行なわれる。すなわち、トランジスタ（Ｑｓ　
）のコレクタ・エミッタ間電位は、一定に保持され、か
つそのレベルは可変抵抗（′ｖＲ）によって変えられる
から、制御巻線（”？）（”ｌ１１）側に現われる電圧
は、このトランジスタ（Ｑｓ）のコレクタ・エミッタ間
電位を差し引いた値となる。それ故、この電位を加減す
ることにより、制御巻線（ｎｖ　）　（！１ｔｏ）に加
わる電位が変化し、その結果、１１２ｈランス（τ２）
の磁気電流バイアスが変更されることとなる。

第５図は、第２トランス（Ｔ２）の制御巻線（ｎ？）（
ｎ１０）と１次巻線（ｎｉ）及び２次巻線（”１Ｘｎ４
）の具体的巻線構造を示し、制御巻ＩＩ　（ｎ？）（ｎ
ｉ６）は。

２個のトロイダルコア但■に各々独立に巻装され、互い
の電流方向が逆となるよう接続されている。

１次及び２次巻線（ｎｉ）（ｎｉ）（ｎ４）は２個のコ
ア。

（至）に同一方向に巻装されている。これにより交流電
圧が制御巻線（ｎ？Ｘｎ１０）に誘起されることを防止
できる。

第６図は、上記構成の２トランス型の自励発振器による
インバータ回路（５）の動作状態を示す図で縦軸は発振
周期を、横軸は電源電圧ｖＢをそれぞれ表わす。図示の
ように、可変抵抗（ＴＲ）の値を大中小３段階に分けて
発振させた場合、各々周期約ｇｏ、ｓ（周波数約３３Ｋ
Ｈす、約４ＱμＢ（１１＆数約２５　ＫＢｇｌ）　、約
５０ＩＬｓ（周波数約２゜ｚＢｇ）　　トｆ！す、ｗｉ
ｔ約２０　ＫＢＭ　ｂｚ　ラ約５３　ＫＨＭまでの範囲
でリニヤな周波数制御が可能となる。

なお上記例では、制御巻線（ｎｓ）（ｎ１ｏ）　　に流
れる電流を、抵抗（’ｙ）　ｓ可変抵抗（ＶＲ）および
トランジスタ（Ｑｓ）にて制御したがこれにかえて、１
個の大容量の可変抵抗を使用することも可能である。

以上の説明のように本発明誘導加熱調理器は、インバー
タ回路の制御回路として、２トランス型自励発振器を使
用し、またその発振周波数を任意に調節できる構成とす
ることにより、従来のクロック発振器にかわる新規な制
御回路を提供できたシス等比較的大型かつ高コストの電
気部品を不要とすることができる。さらに本発明によれ
ば、自励発振器の発振Ｗ１波数が電源電圧ＶＢの変化に
対し安定であるから、高精度の周波数制御が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例及び本発明実施例を説明するための誘
導加熱調理器の概略回路図、第２図は本発明一実施例回
路図、第３図は動作波形図、第４図は他の実施例回路図
、第５図はｔＩ１２トランスの巻線構成図、第６図は、
発振周期−電源電圧特性図である。 （１）・・・交流電源、（３）・・・整流回路、（Ｃ１
）・・・平滑コンデンサ、（Ｑｌ）〜（Ｃ４）・・・ト
ランジスタ、（Ｃ２）・・・共振コンデンサ、（至）・
・・誘導加熱コイル、（４）・・・直列共振回路、（５
）・・・インバータ回路、（６）・・・電源回路、（７
）・・・制御回路、（６）・・・２トランス型自動発振
器、（Ｔ＋）　”・第１トランス、（Ｔり・・・第２ト
ランス。 第８図 Ｃ土」］」ヨエＦトピ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直流電源間に直列接続された２個の一方向性スイッ
   チング素子、該スイッチング素子の一方に並列接続され
   た共振コンデンサおよび誘導加熱コイルよりなる直列共
   振回路、上記各スイッチング素子にそれぞれ逆並列に接
   続されたダイオード、上記２個のスイッチング素子を交
   互に動作させる制御回路を含む誘導加熱調理器に奢いて
   、上記制御回路は互いに相補接続されエミッタ側に電源
   電圧を供給される１対のトランジスタを含み該トランジ
   スタの各コレクタ巻線を１次巻線とする第１トランスと
   、上記各トランジスタの各ペース巻線を２次巻線とする
   飽和トラ゛ンスよりなる第２トランスと、上記第１、第
   ２トランス間に設けられた正帰還巻線とを備えてなるト
   ランス型自励発振器にて構成され、上記！１１トランス
   の２次巻線より上記２個のスイッチング素子の駆動信号
   を得ることを特徴とする誘導加熱調理器。 ２　直流電源間に直列接続された２個の方向性スイッチ
   ング素子、該スイッチング素子の一方に並列接続された
   共振コンデンサおよび誘導加熱コイルよりなる直列共振
   回路、上記各スイッチング素子にそれぞれ逆並列に接続
   されたダイオード、上記２個のスイッチング素子を交互
   に動作させる制御回路を含む誘導加熱調理器において、
   上記制御回路は互いに相補接続されエミッタ側に電源電
   圧を供給される１対のトランジスタを含み、該トランジ
   スタの各コレクタ巻線を１次巻線とする第１トランスと
   、上記トランジスタの各ベース巻線を２次巻線とする飽
   和トランスよりなる第２トランスと、上記第１、第２ト
   ランス間に設けられた正帰還巻線と、該正帰還巻線の誘
   起電圧を検出し、該電圧の大きさに応じて上記第２トラ
   ンス磁気電汰バイアスを変化させこれにより飽和時間を
   変化させる制御巻線とを備えてなる２トランス型自励発
   振器にて構成され、上記第１トランスの２次巻線より上
   記２個のスイッチング素子の駆動信号を得ることを特徴
   とする誘導加熱調理器。