JPS60143586A - 誘導加熱装置 - 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】 （（）　産業上の利用分野 本発明は、たとえば高周波磁界を利用して調理鍋を誘導
加熱することによりその調理鍋内の食品を加熱調理する
誘導加熱装置に関する。

（ロ）従来技術 此種誘導加熱装置に於ける従来の回路を第１図に示して
説明すると、発振制御回路（１）の発生するパルスによ
ってパワースイッチング半導体（２）をドライブするド
ライブ回路（３）等への電源供給は、Ａｃ１ｏｏｖの一
般商用交流電源（４）を電源トランス（低周波用）（５
）にて降圧すると共に該降圧した電圧を整流回路（６）
（６）により直流電圧に整流して供給しており、前記せ
るパワースイッチング半導体（２）を駆動（導通）させ
た時に必要な電力は消費電力が１２００〜１３００Ｗ程
度の誘導加熱装置に於いては１５〜２０Ｗ程度であり、
その電力のほとんどがドライブ回路（３）で消費されて
しまうものであった。また上記せる電力を供給する電源
トランス（５）は機器の構成部品の中でも添附した文献
に記載されているように、重量・形状ともに大きいもの
のひとつであり、機器全体を小型・軽量化する上で最も
大きな問題であった。

（ハ）発明の目的 本発明は上記せる問題点ＫｆＩＩＬみて発明したもので
あり、ドライブ回路へ安定した電源を供給すると共に誘
導加熱装置の機器本体の小型・軽量化する事を目的とし
ている。

に）発明の構成 本発明は加熱コイルおよびパワースイッチング半導体を
含み、整流回路から出力される直流電力を高周波電力に
変換するインバータ回路と、前記パワースイッチング半
導体をドライブするドライブ回路と、該ドライブ回路に
ドライブパルスを入力する発振制御回路と、該発振制御
回路に電源を供給する電源回路とを有し、かつ前記電源
回路は整流回路の一方の出力側とパルストランスを介し
て直列接続しているスイッチング半導体にて構成され、
更に該スイッチング半導体は前記発振制御回路から出力
されるドライブパルスにより導通或は非導通とする如く
構成したものである。

（ホ）実施例 以下本発明の誘導加熱装置の一実施例の回路構成を第２
図に基づき説明すると、ＡＣｌｏｏＶの一般商用交流電
源顛より整流回路αすに交流電圧を加え、直流電圧Ｖ、
４Ｃに変換する。また前記整流回路０ηの出力端子０２
．Ｑ３の一方の端子０カには直列にチョークコイルα荀
を接続すると共に該チョークコイル６局を介してインバ
ータ回路ｏｆ９を接続している。

前記インバータ回路０Ｑは、整流回路０埴の出力端子（
２）、（至）間にバイパスコンデンサ顛を並列接続し、
また端子（２）、０３間に加熱コイル０７）と共振用コ
ンデンサ（ト）の共振回路を接続しかつ、前記共振用コ
ンデンサ（ト）と並列関係にターンオフ制御可能なパワ
ースイッチング半導体（以後パワートランジスタと称す
）０呻と、該パワートランジスタ０１のコレクタ・エミ
ッタ間にダイオード翰を逆並列接続している。

前記パワートランジスタ（１呻は後述する発振制御回路
Ｑ１）の出力するドライブパルスをドライブ回路盤へ入
力して、該ドライブ回路盤によりパワートランジスタ０
呻をパルスに比例して周期的に導通或は非導通としてス
イッチングさせて、前記インバータ回路（至）は整流回
路α力の出力する直流電力な高周波電力に変換するもの
である。

翰は前記チョークコイルα４と加熱コイルαηとの接続
点（イ）とパルストランス＠の一次側（入力側）を介し
てコレクタを接続しているスイッチングトランジスタで
、該スイッチングトランジスタ翰のベースは後述するが
抵抗−を介して発振制御回路（財）の出力端子（２１ａ
）に接続し、また該スイッチングトランジスタ翰のエミ
ッタはアース接続している。前記パルストランス（ハ）
の二次側（出力側）には巻線が２つあり、一方の巻線（
ハ）の出力端子（ホ）翰は夫々にダイオード＠翰を介し
て接続すると共に、該接続点（ロ）はチョークコイル翰
とコンデンサ輔を介して前記ダイオード翰と出力端子−
との接続点（ハ）に接続している。また他方の巻線に）
の出力端子＠（ロ）は夫々にダイオード■（至）を介し
て接続すると共に、該接続点に）はコンデンサ（ロ）と
チョークコイル（ハ）を介して前記ダイオードに）と出
力端子−との接続点（ホ）と接続している。更に前記接
続点（ハ）と接続点（→とを接続し且つ、前記接続点（
ハ）は整流回路αηの他方の出力側＠と接続して電源回
路（Ａ）＆構成している。

翰は後述する発振制御回路０１）にイニシャル電源を供
給するイニシャル電源回路で、前記接続点（イ）とアー
スとを直列に接続している抵抗■とツェナーダイオード
Ｏ■の接続点（へ）とダイオード（６）を介して前記チ
ョークコイル（至）とコンデンサ６１）の接続点（ト）
とを接続している。

（ハ）は前記せるパワートランジスタ顛を導通或は非導
通とするパルス幅を決定する発振制御回路で、一方の入
力端に）を抵抗（ロ）を介して前記接続点（ト）に接続
すると共に該入力端一はツェナーダイオードに）を介し
てアース接続し且つ、前記チョークコイル（至）とコン
デンサ（ロ）との接続点（７）Ｋ接続している。

また該発振制御回路Ｑ１）の他方の入力端に）は前記接
続点（イ）と接続している。更に、該発振制御回路な１
）の出力端（２１ａ）はドライブ回路盤と前記せる如く
スイッチングトランジスタ（ホ）のベースに抵抗−を介
して接続している。

翰は前記発振制御回路Ｑｇの出力するパルスのパルス幅
によってパワートランジスタａ呻を導通或は非導通とす
ると共に前記パワートランジスタＱｌの導通時間の終了
時には該パワートランジスタＱＯに逆バイアス電圧を印
加してスイッチング特性を向上させるドライブ回路で、
一方の入力端（財）な前記接続点（ト）と接続すると共
に他方の入力端（至）を前記接続点（イ）と接続し且つ
、該ドライブ回路＠の出力端（２２ａ　）を前記パワー
トランジスタ０１のベースに接続している。

本発明は上述するような構成であり、以下動作について
説明する。

図示しないが電源スィッチ等の投入によって整流回路Ｃ
ＬＩ）へ電源ａＯが通電されると、該整流回路（ロ）に
より電源電圧は直流電圧に変換されて一方の端子Ｑ２に
は直流電圧′ｖｃｃが出力される。該直流電圧Ｖｃｃは
チョークコイル０局・抵抗に）・ダイオード（６）・抵
抗（ロ）を介して発振制御回路なηの一方の入力端一へ
とイニシャル電源電圧（Ｖ！Ｄ　ｔ　）が入力する。従
って、該発振制御回路■は前記イニシャル電源電圧（■
。、）によって発振動作を開始して所定の発振周波数（
２０〜４０ＫＨｚ程度）のノ々ルスを発生し、ドライブ
回路器と抵抗−とを介してスイッチングトランジスタ翰
のベースへと入力する。前記スイッチングトランジスタ
翰のベースに発揚制御回路Ｑカのパルスが入力する事に
よって該スイッチングトランジスタ＠は直流電圧Ｖｃａ
をパルストランス（財）の−次側に前記パルスにより導
通して断続的に通電する。従って該パルストランス（ハ
）の二次側（出力側）には高周波の交流電圧が出力され
、一方の巻線（イ）の出力電圧はダイオード＠翰により
直流電圧Ｖｃｃｔに整流されてチョークコイル翰を介し
てドライブ回路器及び抵抗■な介して発振制御回路６２
１）の電源として入力される。また、パルストランス（
ハ）の一方の巻線（至）から出力される電圧Ｖ、、は前
記抵抗…・ダイオードθ２・抵抗−という回路で発振制
御回路Ｑ′Ｄに入力していたイニシャル電源電圧（Ｖ−
ｏ＋）よりも高電圧と上昇した時点で、イニシャル電源
から発振制御回路φカへの電源供給は停止する。従って
イニシャル電源による発振制御回路■の動作時間は非常
に短かい時間で、抵抗員での電力消費による発熱も非常
にわずかであり通常のドロップ電源のような大容量の抵
抗を用いる必要はない。更に、該■ｃｃ、は逆向きのダ
イオード（６）によってイニシャル電源回路器へと通電
される事はない。

一方前記発振制御回路Ｑηのパルス出力はドライブ回路
（イ）へと入力し、該ドライブ回路（イ）の出力によっ
てパワートランジスタ０呻を導通或は非導通とスイッチ
ングさせる。このときの電流の流れるループはパルス入
力時にはパワートランジスタ翰とコンデンサ０力を介し
てドライブ回路器の一方の入力端に）へ帰還されるルー
プとなる。また前記発振制御回路Ｑηの発生するパルス
がドライブ回路盤に非入力時には、ドライブ回路器の他
方の入力端に）からコンデンサ（ロ）・パワートランジ
スタα呻・ドライブ回路（イ）というループでパワート
ランジスタ（ｌ侍に前記パルストランスに）の出力側で
ある他方の巻線輪の出力電圧■。３．（即ち整流回路（
ロ）の他方の出力端（至）よりも低い逆バイアス電圧）
をベース・エミッタ間に印加して該パワートランジスタ
Ｑｌのスイッチング特性を向上させている。

而して本発明の回路構成によれば発振制御回路Ｑ℃及び
ドライブ回路（イ）に電源を供給する電源回路囚への電
源供給はインバータ回路０均と同じく電源（イ）の入力
を全波整流したＶｃｃをスイッチングトランジスタ翰に
より高周波でスイッチングして、ＡＣ化したものをパル
ストランス（ハ）にて降圧しており、該パルストランス
（財）の出力電圧ｖｃｃ、Ｔ　Ｖｃｃｔはスイッチング
トランジスタ翰のスイッチング周波数及び導通時間で変
化するが、本発明の一実施例では、インバータ回路（至
）への制御信号、（即ち発振制御回路（ハ）の発振する
２０〜４０ＫＨｚのパルス幅変調）を用いてスイッチン
グトランジスタ翰をスイッチングさせているので、イン
バータ回路０６中のパワートランジスタθ呻の導通時間
を前記パルスの幅を広げる事により長くして加熱能力を
大きくするとき（即ちドライブ回路器への電力供給もよ
り大きな電力を必要とするとき）には電源回路囚のスイ
ッチングトランジスタ（ハ）の導通時間が前記パルス幅
を広げる事にともなって比例して伸びるので前記せるパ
ワートランジスタα呻の導通時間も長くなる。従ってパ
ルストランス＠の出力電圧ＶＣＣＩ　ｊ　ＶＣｅｌ＋も
上昇するので発振制御回路Ｉ２η及びドライブ回路部へ
充分な電力の供給が行なえる事となる。

また、前記せるインバータ回路（至）の加熱能力を小さ
くするときには発振制御回路（財）の発振するパルス幅
を縮めてパワートランジスタＱ’Ｊの導通時間を短かく
すると共にスイッチングトランジスタ翰の導通時間も前
記パルス幅に比例して短かくなるので、パルストランス
−の出力電圧Ｖ（ＩＣ１ｔ　Ｖｃｃｔも減少する。

従って本発明の回路構成によれば、インバータ回路０玲
の加熱能力に応じて変化する発振制御回路（ハ）の出力
するパルス幅によってパワートランジスタα呻及びスイ
ッチングトランジスタ翰の導通時間が変化するので、前
記パワートランジスタａ０をスイッチングするドライブ
回路（２）の消費する電力量に見合った電力をパルスト
ランス＠により常に無駄なく供給する事ができる。

更に、パルストランス（財）を使用する事によって従来
使用していた大型の低周波用電源トランス（５）を必要
としないので、電源回路部及び機器本体の小型・軽量化
が可能となる。

（へ）効果 ８ 本発乳ヨ述する如くで、インバータ回路の加熱能力に応
じて変化する発振制御回路の出力するパルス幅によって
パワースイッチング半導体及びスイッチング半導体の導
通時間が変化するので、前記パワースイッチング半導体
をスイッチングするドライブ回路の消費する電力量に見
合った電力を、常に無駄なく供給する事ができる。

また、パルストランスを使用する事によって従来使用し
ていた大型の低周波用電源トランスを必要としないので
、電源回路部及び機器本体の小屋・軽量化が可能となり
、非常にコンパクトな使用者にとって使い易い誘導加熱
装置を提供する事ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の誘導加熱装置の回路構成図、第２図は本
発明の誘導加熱装置の一実施例を説明する回路構成図で
ある。 （ト）・・・電源、　α力・・・整流回路、　（２）・
・・一方の端子（一方の出力側）、　（至）・・・イン
バータ回路、ａ７）・・・加熱コイル、　Ｑ傷・・・パ
ワースイッチング半導体、　Ｑｐ・・・発振制御回路、
　翰・・・ドライブ回路、翰・・・スイッチング半導体
、　（ハ）・・・パルストランス、囚・・・電源回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、加熱コイルおよびパワースイッチング半導体を含み
   、整流回路から出力される直流電力を高周波電力に変換
   するインバータ回路と、前記パワースイッチング半導体
   をドライブするドライブ回路と、該ドライブ回路にドラ
   イブパルスを入力する発振制御回路と、該発振制御回路
   に電源を供給する電源回路とを有し、かつ前記電源回路
   は整流回路の一方の出力側とパルストランスを介して直
   列接続しているスイッチング半導体にて構成され、更に
   該スイッチング半導体は前記発振制御回路から出力され
   るドライブパルスにより導通或は非導通とする事を特徴
   とする誘導加熱装置。