JPS5878385A

JPS5878385A - 誘導加熱装置

Info

Publication number: JPS5878385A
Application number: JP17545481A
Authority: JP
Inventors: 俊夫柿澤; 八巻　三夫
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-10-31
Filing date: 1981-10-31
Publication date: 1983-05-11
Also published as: JPH0241878B2

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】この発明はたとえば高周波磁界を利用して調理鍋全誘導
加熱することにエリその調理鍋内の食品全加熱調理する
誘導加熱装置に関する。

一般に、この種の誘導加熱装置にあっては、加熱コイル
とコンデンサとで直列（または並列）共振回路全形成す
るとともに、この共振回路を大電流用のトランジスタ（
スイッチング素子）で構成されるインバータ回路に接続
し、このインバータ回路上駆動回路で駆動して発振動作
させることにエリ加熱コイルに高周波電流を流して高周
波磁界全発生させ、この磁界上負荷である被加熱物たと
えば磁性体で形成された調理鍋に与えて渦電流損を生じ
せしめ、その渦電流損によって調理鍋を自己発熱させる
ことにエリ、調理鍋内の食品全加熱調理する。【うにな
っている０しかしながら、この↓うな従来の誘導加熱装置では、ス
テンレス等の非磁性体で固有抵抗値の比較的大きい鍋を
加熱しようとすると、磁性体の鍋よりも加熱コイルに大
きな電流が流れるため、インバータの損失が大きくなり
、インバータを破壊する恐れがある０このため、たとえ
ば磁石などによる鍋材質検知回路により、ステンレスを
含む非磁性体の鍋に通電しないようにしている。しかし
、最近では、生活の向上とともに、インテリア的な鍋が
多くなり、ステンレスの鍋などが多くなってきており、
これらの鍋が使用できないことは使用者にとって非常に
不便である。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、ステンレスなどの非磁性体で固有抵抗
値の大きい被加熱物音も加熱することができる誘導加熱
装置全提供することにある。

以下、この発明の一実施例について図面全参照して説明
する。

第１図において、入力端子１，２間には図示しない交流
電源が接続されるとともに、整流回路３が接続される。

上記入力端子２の接続ライン３５には交流電源の電流検
出用の電−、Ｅ　）ランス３６が挿設されている。上記
整流回路ヲの直流出力端Ｐ（正）とＮ（負）との間には
平滑用のコンデンサ４が接続される。また、整流回路３
の出力端Ｐには、加熱コイル５の一端が接続さ庇、この
加熱コイル５の他端にはＮＰＮ形トランジスタ（スイッ
チング素子）６のコレクタに接続され、このトランジス
タ６のエミッタは整流回路３の出力端Ｎに鎚続される。

上記トランジスタ６のコレクターエミッタ間には、加熱
コイル５とともに共振回路を形成するコンデンサ７お工
び図示極性のダンパーダイオード８と抵抗９とからなる
直列回路かそれぞれ接続される。しかして、上記加熱コ
イル５、トランジスタ６、コンデンサ７、ダイオード８
お↓び抵抗９で高周波発振回路１０を形成している〇一
方、入力端子１１．１２問および入力端子１３．１４間
には、図示しない交流電源が接続されるとともに、それ
ぞれ整流回路１５．１６が接続される０上記整流回路１
５．１６の両直流出力端の間にはそれぞれ平滑用コンデ
ンサ１７．１８が接続されるｏｆＣだし、上記整流回路
１５の負側出力端と、整流回路１６の正側出力端とは共
通に接続されており、この接続点には上記整流回路３の
出力端Ｎが接続されている。

ここに、整流回路１５．１６およびコンデンサ１１．１
８により電源回路１９が構成されている。上記整流回路
１５の正側出力端ａと整流回路１６の負側出力端すとの
間には帰還回路２０が接続され、この帰還回路２０の入
力端は加熱コイル５とトランジスタ６のコレクタとの接
続点に接続される。上記帰還回路２０は、トランジスタ
６のオン−オフ作動によって生じる信号に応じて加熱コ
イル５とコンデンサ７との共振周波数に同調した信号全
出力するものである。上記帰還回路２０の出力端は発振
回路２１の入力端に接続され、この発振回路２１の両電
源端はそれぞれ上記電源回路１９の出力端ａ。

ｂに接続される。上記発振回路２１は加熱コイル５とコ
ンデン−９−７との共振周波数に同期した鋸波状波音発
生するものである。

また、上記電源回路１９の出力端ａ　ｍ　ｂ間には、抵
抗２２とコンデンサ２３との直列回路が接続される。上
記抵抗２２とコンデンサ２３の接続点には図示極性のダ
イオード２４を介して前記ダイオード８と抵抗９との接
続点Ａが接続されるとともに、電源回路１９の出力端す
が抵抗２５．２６ｆ直列に介して接続される。上記抵抗
２５．２６の接続点にはＮＰＮ形トランジスタ２１のペ
ースが接続され、このトランジスタ２７のコレクタはＮ
ＰＮ形トランジスタ２８のペースに接続されるとともに
、抵抗２９を介して出力端ａに接続される。上記トラン
ジスタ：＃　、２Ｂのエミッタは出力端すに接続される
。

ここに、抵抗２２，２５，２６．ｚｙ、ダイオード２４
、コンデンサ２３、お↓びトランジスタ２’ｌ、２Ｂに
よって負荷検出制御回路３０が構成されている。この負
荷検出制御回路３０は、ダイオード８の電流全検出する
ことにより、その電流値によって負荷が磁性体か非磁性
体か全検出するものであり、たとえば磁性体を検出した
ときトランジスタ２１がオン、トランジスタ２Ｂがオフ
で、非磁性体全検出したときトランジスタ２７がオフ、
トランジスタ２８がオンする↓うになっている。上記電
源回路１９の出力端ａ、ｂ間には、抵抗３１とコンデン
サ３２との直列回路が接続される。上記抵抗３１とコン
デンサ３２の接続点には上記負荷検出制御回路３０の出
力端つまりトランジスタ２８のコレクタが抵抗３３を介
して接続されるとともに、抵抗３４を介して出力端すに
接続される。また、上記抵抗３１とコンデンサ３２の接
続点には、後述する出力制御回路４６の出力端が抵抗３
７を介して接続され、しかも比較器３９の非反転入力端
が抵抗３８を介して接続され、この比較器３９の反転入
力端には前記発振回路２１の出力端が接続される。ここ
に、抵抗３１．３３゜３４．３７．３Ｂ、コンデンサ３
２、および比較器３９に↓つてパルス幅制御回路４０が
構成されている。

上記パルス幅制卸回路４０の出力端つまり比較器３９の
出力端は駆動回路４ノの入力端に接１１゜続される。この駆動回路４１は供給される信号に応じて
′１”信号、Ｏ”信号金繰り返し出力することにより、
前記トランジスタ６をオン−オフ制御するものである。

すなわち、ＰＮＰ形トランジスタ４２のエミッタは前記
出力端ａに接続され、コレクタは抵抗４３お↓び図示極
性のダイオード４４；と介してＮＰＮ形トランジスタ４
５のコレクタに接続され、このトランジスタ４５のエミ
ッタは出力端１）に接続される構成となっている。上記
駆動回路４１の出力端つまり抵抗４３とダイオード４４
の接続点には前記トランジスタ６０ベースが接続される
○前記電５九トランス３６には出力制御回路４６が接続
され、この出力制御回路４６には図示しない−）まみに
よって操作されるボリューム４７が接続されている。上
記出力制御回路４６シま電Ｓ丸トランス３６にエリ検出
した入力電流とボリューム４７の出力とを比較して、適
自な直流電圧全出力する回路であり、その出力端は前記
抵抗３７を介して抵抗３１とコンデンサ３２の接続点に
接続されている。

次に、このような構成において、第２図（！Ｌ）〜（ｅ
）および第３図（ａ）〜（ｄ）を参照しつつ動作全説明
する。たとえば今、被加熱物として調理食品を入れた磁
性体の調理鍋全加熱するものとする。

そして、図示しない電源スイッチ會投入すると、整流器
３から加熱コイル５に直流電流が供給される。このとき
、電源回路１９からも直流電流が出力されることにエリ
、第２図（ａ）に示すように、発振回路２１がら鋸歯状
波が発生するとともに、コンデンサ２３．３２が充電さ
れる。このコンデンサ２３が所定電圧となったとき、ト
ランジスタ２７がオンし、トランジスタ２８がオフする
０また、コンデンサ３２が所定電圧となったとき、その
充電電圧により比較器３９の非反転入力端に比較電圧１
．が設定される０これにエリ、比較器３９は第２図（ｂ
）に示すように、発振回路２１の出力が電圧１．より小
さいとき（時間ｔ、）”ｔ”信号全出力し、電圧１．よ
り大きいとき（時間ｔｚ）”ｏ″″信号全出力する。そ
して、比較器３９から゛′１″信号が出力されると、ト
ランジスタ４２がオフで、トランク、ｘ９４５がオンと
なるＯこれにエリ、駆動回路４１から“θ″信号出力さ
れることにエリ、トランジスタ６がオフする。トランジ
スタ６がオフすると、第３図（ａ）に示すように、ダン
パーダイオード８に少電流が流れることにより、ダイオ
ード８と抵抗９の接続点Ａの電圧がコンデンサ２３の充
電電圧エリも少しだけ低くなる。

このため、第３１ｋ（ｅ）に点線で示すように、コンデ
ンサ２３の電圧がダイオード２４お↓び抵抗９ケ介して
放電されるが、すぐに接続点Ａの電圧が高くなり、コン
デンサ２３の充電電圧は元に復帰する。また、比較器３
９から“０″′信号が出力されると、トランジスタ４２
がオンで、トランジスタ４５がオフとなる。すると、駆
動回路４１から″′１″信号が出力されることにより、
トランジスタ６がオンする。これにエリ、加熱コイル５
には負荷電流が流れる。この結果、加熱コイル５とコン
デンサ７とで形成される共振回路でコンデンｆ７に充電
電流■１が流れ、この電流１１が流れ終えると反転して
放電電流Ｉ２が流れる〇以下、上記同様な動作を繰り返し持続することに↓す、
駆動回路４１から所定周期の信号がトランジスタ６のペ
ースに供給され、よってトランジスタ６はそれに伴って
オン−オフ作動し、高周波発振回路１０は所定周波数で
発振動作する。これにより、加熱コイル５には正および
負方向に交互に持続して流れることにより、負荷電流が
流れ、よって加熱コイル５から高周波磁界が生じ、その
磁界は磁性体調理鍋に与えられる。したがって、磁性体
の調理鍋には渦電流損が生じ、その渦電流損によって調
理鍋は自己発熱し、調理鍋内の食品が加熱調理される。

次に、被加熱物として調理食品を入れた非磁性体の調理
鍋全加熱するものとする。そして、上記電源スイツチ全
投入すると、整流器３から加熱コイル５に直流電流が供
給される。このとき、電源回路１９からも直流電流が出
力されることに↓す、第２図（ａ）に示すように、発振
回路２１から鋸歯状波が発生するとともに、コンデンサ
；！３．３２が充電されるＯこのコンデンサ２３が所定
電圧となったとき、トランジスタ２７がオンし、トラン
ジスタ２８がオフする０また、コンデンサ３２が所定電
圧となったとき、その充１！電圧にエリ比較器３９の非
反転入力端に比較電圧１．が設定される。この状態で、
発振回路２１の出力が一気に下がったとき、比較器３９
は″ｌ″″信号會出力する０すると、トランジスタ４２
がオフし、トランジスタ４５がオンし、駆動回路４ノか
ら°′０″信号が出力されて、トランジスタ６がオフす
る０これにより、第３図（Ｃ）に示すように、ダンパー
ダイオード８に大きな電流が流れ、ダイオード８と抵抗
９の接続点Ａの電圧がコンデンサ２３の充電電圧基りも
大幅に低くなる。このため、コンデンサ２３の電圧がダ
イオード２４お↓び抵抗９會介して放電され、トランジ
スタ２１のベース電圧がトランジスタ２７のオン電圧エ
リも低くなり、トランジスタ２２がオフし、トランジス
タ２８がオンする。すると、コンデンサ３２の充電電圧
が抵抗３３お↓びトランジスタ２ｇ　を介して放電され
る０これにより、比較器３９の非反転入力端は抵抗３３
で決まる所定電圧つまり第２図（ａ）に示す↓うに比較
電圧ｔ１↓りも小さい電圧つまり比較電圧ｔ２に設定さ
れる０これに↓す、比較器３９は第２因（ｂ）に示すよ
うに、発振回路２ノの出力が電圧ｔ２↓りも小さいとき
（時間ｔ％　）　ａｔ　ＩＩＩ信号全出力し、電圧ｔ！
よりも太きいとき（時間　、ｔ　）　＠＠　ＯＩＩ伯号
を出力する。そして、比較器３９から″１″信号が出力
されると、トランジスタ４２がオフで、トランジスタ４
５がオンとなる０これにエリ、駆動回路４１から０”信
号が出力されることにエリトランジスタ６がオフするＯ
また、比較器３９から′１”信号が出力されると、トラ
ンジスタ４２がオンで、トランジスタ４５かオフとなる
。すると、駆動回路４１から°゛１″１″信号されるこ
とにエリ、トランジスタ６がオンする０これにより、加
熱コイル５には負荷電流が流れる。この結果、加熱コイ
ル５とコンデンサ７とで構成される共振回路でコンデン
サ７に充電電流ＩＩ’　（ＩＩ’＜ＩＳ　）が流れ、こ
の電流ＩＫ′が流れ終わると反転して放電電流■２′（
Ｉ２’　＜　Ｉ２　）が流れる。

以下、同様な動作金繰り返し持続することにふり、駆動
回路４１から所定周期の信号がトランジスタ６のベース
に供給され、よってトランジスタ６はそれに伴ってオン
−オフ作動し、高周波発振回路１０は前述した磁性体の
鍋の場合と同様に、所定周波数でトランジスタ６のオン
時間の短い状態で発振動作する０これにエリ、加熱コイ
ル５には正および負方向に交互に接続して流れることに
より、負荷電流が流れ、↓つて加熱コイル５から高周波
磁界が生じ、その磁界は非磁性体調理鍋に与えられる。

したがって、非磁性体の調理鍋には渦電流損によって調
理鍋は自己発熱し、調理鍋内の食品が加熱調理される。

上記の↓うに、被加熱物がステンレスなどの非磁性体の
鍋の場合、ダイオード８の電流変化に↓す、被加熱物の
抵抗値が大であるか否か會判定し、この判定に応じて高
周波発振回路１０の周波数を変化させずに、トランジス
タ６のオン時間欠短くするようにしたので、抵抗値の大
きい非磁性体全加熱する場合に、トランジスタ６のコレ
クタ電流を抑えて、トランジスタ６の破壊を防止するこ
とができる。

以上詳述したようにこの発明によれば、直流電源に加熱
コイル全接続するとともに、この加熱コイルに対してス
イッチング素子全直列に接続し、かつこのスイッチング
素子に対して上記加熱コイルとともに共振回路を形成す
るコンデンサ全並列に接続するとともに、このコンデン
サに対してダイオード全並列に接続し、さらに上記ダイ
オード電流れる電流音検出する手段を設け、この検出し
た電流の大きさによって上記スイッチング素子をオン−
オフ制御する制御子Ｒ’を設けてなるので、ステンレス
などの非磁性体で固有抵抗値の大きい被加熱物音も加熱
することができる誘導加熱装置を提供できる。　　　５

【図面の簡単な説明】

図面、はこの発明の一実施例を示すもので、第１図叫１
全体の揚成上水す電気回路図、第２図（ａ）〜（ｅ）お
よび第３図（ａ）〜（ｄ）は動作を説明するための翼部
の伝号波形図である。３°°゛整流器、５・・・加熱コイル、６・・・トラン
ジスタ（スイッチング素子）、７・・・コンデンサ、８
・・・ダイオード、１９・・・電源回路、２０・・・帰
還回路、２１・・・発振回路、３ｏ・・・負荷検出制御
回路、４０°°°パルス幅制御回路、４ノ・・・駆動回
路、４６・・・出力制伺回路〇

Claims

【特許請求の範囲】

直流電源と、この電源に接続され被加熱物全誘導加熱す
る加熱コイルと、この加熱コイルに対して直列接続され
るスイッチング素子と、このスイッチング素子に対して
並列接続され前記加熱コイルとともに共振回路を形成す
るコンデンサと、このコンデンサに対゛して並列接続さ
れるダイオードと、このダイオードに流れる電流を検出
する手段と、この手段で検出された電流値に応じて前記
スイッチング素子全オン−オフ制御する制御手段とを具
備したことを特徴とする誘導加熱装置。