JPS6112636B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、誘導加熱調理器に関する。

誘導加熱調理器は、商用交流電源を整流して脈
流等直流電圧に変換し、この直流電源によりイン
バータを約20〜40KHz程度の高周波数にて発振さ
せ、これにより発生する高周波交番電流を誘導加
熱コイルに加えて磁界を発生させこの磁界を誘導
加熱コイルに近接して配置した鉄系金属よりなる
調理鍋に加えてこれを誘導加熱するものである。

第１図は、この種調理器のインバータを含む主
回路を示し、１は、交流電源、２は電源スイツ
チ、３は、整流回路、４，５は、チヨークコイル
および平滑コンデンサで、高周波濾波回路を構成
している。６はインバータで誘導加熱コイル７、
共振コンデンサ８、ダンパーダイオード９および
スイツチング素子１０よりなる。スイツチング素
子１０としては、トランジスタ、GTO（ゲート
ターンオフ）サイリスタ等半導体スイツチング素
子が使用される。CTは、入力電流を検知するカ
レント・トランス、１１は調理鍋である。第２図
は、かかる主回路１２を駆動・制御する回路ブロ
ツク図で、１３はインバータ発振起動信号を与え
る起動信号発生回路、１４は無負荷、小物負荷と
適性負荷の判別を行なう負荷検知回路、１５は自
励発振を行なう際のオン信号発生回路で、オフ状
態にあるスイツチング素子１０にオン信号を与え
これを導通させる。１６は、主回路１２への入力
電流をカレント・トランスCTにて検知し、予め
設定された値と比較して入力電力を制御する入力
電力設定回路、１７は、入力電力設定回路１６か
らの出力を受けて、発振周波数が設定電力及び負
荷に対応する周波数となるようスイツチング素子
１０のオフ時期を決定する周波数制御回路で、ス
イツチング素子１０のオフ信号を発生する。１８
は負荷検知回路１４にて無負荷、不適性負荷若し
くは小物負荷が検知されたとき作動し、次段のナ
ンドゲート１９を禁止するラツチ回路で、このラ
ツチ回路１８は起動信号入力により解除される。
２０は波形整形回路、２１はスイツチング素子の
ゲート駆動回路である。しかしていま起動信号が
発せられると、この起動信号は波形整形回路２
０、ゲート駆動回路２１を経て主回路１２内のス
イツチング素子１０のゲートへ加わりこれを導通
し、インバータ６の発振を開始する。スイツチン
グ素子１０が導通し、負荷へ電力が供給され始め
ると、その入力電流はカレント・トランスCTを
介して入力電力設定回路１６へ加えられ、周波数
値に対応した所予の電圧レベルと比較され、これ
に一致するよう周波数制御回路１７にて周波数制
御される。この周波数制御はスイツチング素子１
０の導通期間を変化させることにより行なわれ
る。負荷が小物負荷である場合、負荷検知回路１
４がはたらきラツチ回路１８をセツトする。それ
故、ナンドゲート１９は禁止され、オン信号発生
回路１５より発せられたオン信号は、波形整形回
路２０へ伝わらず、発振は停止する。

このような回路構成をもつ誘導加熱調理器にあ
つては、オンパルス発生回路１５として第３図に
示す回路例が既に提案されている。同図について
説明するに、トランジスタ２２は、そのベースに
ダイオード２３を介して加えられ信号Vpが負の
とき、すなわち、ダンパーダイオード９が導通し
ている期間のみオフとなり、コレクタに“Ｈ”レ
ベル信号を出力する。この“Ｈ”レベル信号はナ
ンドゲート１９に入力し、“Ｌ”レベルオン信号
として出力する。しかしながらダイオード導通期
間は、鍋の材質によつて異なり、インダクタンス
が小さく抵抗が大きい鍋、例えばステンレス−鉄
−ステンレスの３層金属鍋では、負荷のエネルギ
ー吸収が大きいため発振の減衰が大きく電圧Vp
がゼロ値に達しない場合が生じる。また同様の現
象は、100V電源で使用される調理器に、200Vの
電源を供給した場合や、入力電力を下げた場合、
或は誘導加熱コイル７と、調理鍋１１間のギヤツ
プが小さくエネルギーが鍋１１に吸収され易くな
つた場合等に見られる。このように発振電圧Vp
がゼロクロスしない場合、すなわち、Vpが負の
電圧にならない場合、トランジスタ２２のコレク
タは“Ｌ”レベルであり、オン信号が出力されな
いこととなり、以後発振は停止してしまう。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもの
で、以下第４図に基き本発明実施例要旨に係るオ
ンパルス発生回路１５を説明する。２４は、比較
回路で、入力端子には、電源電圧Ｖ_Iを抵抗２
５，２６にて分割して得た基準電圧が入力され、
入力端子には共振電圧Vpを抵抗２７，２８お
よびツエナーダイオード２９にて分割、設定して
得た信号が入力される。ツエナーダイオード２９
は、電圧Vpの分割電位が一定電圧＋Vccを起え
ない様電圧カツトするために設けられている。３
０は、微分回路で、コンデンサ３１および抵抗３
２よりなる。１９は比較回路２４の出力がこの微
分回路３０を経て入力されるナンドゲートで、そ
の出力としてオン信号を得る。１８は前記ラツチ
回路である。

次に第５図を用いて上記オン信号発生回路１５
の動作を説明する。波形Ａは、抵抗２７，２８ツ
エナーダイオード２９接続点ａの電位、および、
抵抗２５，２６接続点ｂの電位をそれぞれ示し、
ａ点電位は約20〜40KHzの発振周波数にて振動
しており、かつその上限は、ツエナー電位に抑え
られている。ｂ点電位は脈流電源（100若しくは
120Hz）と相似の波形を描く。波形Ｂは、上記波
形Ａを拡大して示す。これらの信号ａ，ｂは、そ
れぞれ基準レベルおよび信号レベルとして、比較
回路２４の、入力端子へ加わり、出力として
波形ｃなる信号を得る。さらにこの信号ｃは、微
分回路３０を経て、信号立上り同期信号に整形さ
れてナンドゲート１９へ入力する。適性負荷の場
合、ラツチ回路１８の出力は“Ｈ”レベルにある
から、ナンドゲート１９からは“Ｌ”レベルのオ
ン信号が発生する。これを波形Ｅに示す。波形Ｅ
の“Ｌ”レベルパルスの時間幅は、周波数制御に
支障のない時間、例えば最小出力200Wであれば
オン時間が約４μsecとなるから、上記時間は４
μsecより小さく設定される必要がある。

以上のように本発明誘導加熱調理器は、共振電
圧がゼロクロスしなくてもスイツチング素子１０
オン信号を出力するものであるから、ステンレス
−鉄−ステンレスの３層構造をもつ鍋等適性負荷
であるにも拘らず発振が停止してしまうという従
来装置の欠点は解消される。また設定電力を小さ
くした場合、電圧の振幅が小さくなつてゼロクロ
スしなくなるため従来構造であれば周波数可変に
よる出力制御において入力を下げることは不可能
であつたが、本発明によればかかる問題はなく、
約200Wから約1200Wまでの広い出力範囲にわた
つて、かつ連続的に周波数制御による出力制御が
可能となる。さらに誘導加熱コイル７と調理鍋１
１のキヤツプを従来より一層狭くすることが可能
となるためエネルギー効率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、誘導加熱調理器のインバータを含む
主回路の一般的回路図、第２図は、制御部を含む
回路ブロツク図、第３図は従来例に係るオン信号
発生回路図、第４図は本発明実施例に係るオン信
号発生回路図、第５図は同例信号波形図である。 ６……インバータ、１２……主回路、１３……
起動信号発生回路、１４……負荷検知回路、１５
……オン信号発生回路、１６……入力電力設定回
路、１７……周波数制御回路、１８……ラツチ回
路、２０……波形整形回路、２１……ゲート駆動
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 誘導加熱コイルおよびスイツチング素子を含
   む高周波インバータ、上記スイツチング素子にイ
   ンバータ発振起動信号を与える起動信号発生回
   路、インバータの発振状態を検知して発振を継続
   すべく上記スイツチング素子に周期的なオン信号
   およびオフ信号を与えるオン信号発生回路および
   オフ信号発生回路を有する誘導加熱調理器におい
   て、上記オン信号発生回路は、インバータ入力電
   圧に相似する信号を基準とし、この基準信号と上
   記インバータの共振電圧とを比較してオン信号を
   発生することを特徴とする誘導加熱調理器。