JPS61193395A - 電磁調理器 - 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】 以下の順序で未発！電磁調理器を説明する。

Ａ、産業上の利用分野。

Ｂ、韓明の概要　　　。

Ｃ９従来例 り０発明が解決しようとする問題点［第４図］Ｅ０問題
点を解決するための手段 １０作用　　　　　、 Ｇ、実施例［第１図乃至第３図］ ａ、概略［第１図、第３図］ ｂ、具体的回―、構、成［第２図］ Ｈ０発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 、本発明は電磁調理器、竺に誘導加熱出力の大きさによ
ってデユーティ制御と、周波数制御等の連続可変制御と
の間で出力制御方式が切換わるようにした電磁調理器に
関するものである。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、出力が小さいときはデユーティ制御により出
力を制御し、出力が大きいときは周波数制御等の連続可
変制御により出力を制御するようにした電磁調理器にお
いて、連続゛可変制御状態からデユーティ制御状態に切
換わるときにデユーティレシオの１００％よりも相当に
小さな値（例えば９０％）の値に低下することに伴って
出力が急激に低下することがないようにデユーティ制御
のときはその出力低下分出力補正手段によって連続可変
制御路を出力補正制御し、それによって連続可変制御状
態とデユーティ制御状態との間の切換点において出力が
不連続とならないようにし、出力を広範囲にわた゛つて
連続的に制御できるようにしよう１とするものである。

（Ｃ，従来技術） 電磁調理器として例えば特開昭５９−３７６８９号公報
に記載されているように鍋等の容器を直接誘導加熱して
煮炊きすることができるようにしたものがある。そして
、そのような電磁調理器の出力制御方式として周波数制
御方式と、デユーティ制御方式とがある。周波数制御方
式はワークコイルに流す高周波電流の周波数を変えるこ
とにより出力を制御するものであり、又、デユーティ制
御回路方式゛はワークコイルに流す高周波電流を□　数
秒から士数秒の周期でスイッチングし、その動作デユー
ティレシオを変化させることにより出力を制御するもの
である。そして、周波数制御方式は出力が小さくなると
周波数によって出力を正確に制御することが難しくなる
ので出力が小さい範囲のときの出力制御には適してない
。それに対してデユーティ制御方式は大きな出力を得る
のには不適当である。というのはデユーティ制御型の電
磁調理器の最大出力を大きくする場合には当然のことな
からデユーティ制御周期におけるオンの期間の瞬時出力
を大きくしなければならない。例えば最大出力をｔ　２
００Ｗにする場合には瞬時出力を１２００Ｗ以上の大き
さにしなければならない。そして、各デユーティ制御周
期毎に出力がＯの状態になったり出力が１２００Ｗ以上
の大きさになったりする。このように出力□が頻繁に大
きく変化するような電磁調理器は電力負荷として好まし
いものではなく、電磁調理器を使用したため家庭におけ
る商用電源の電圧がデユーティ制御周期と同じ周期で変
化するというようなことにもなりかねない。従って、デ
ユーティ制−は大きな出力を得るのに適切とはいえない
のである。

そこで、最近においては出力を広範囲にわたって変化す
るこよができるようにするため出力が小さい範囲におい
てはデユーティ制御により出力を制御し、出力が大きい
範囲においては周波数制御により出力を制御するように
する試みが為されている。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）ところで、この
ようなタイプの電磁調理器は出力指定用のコントロール
ボリュームによる出力指定位置とそれに対応した出力（
厳密には平均出力）との関係が第４図に示すようになり
、出力制御方式が切換わる点Ｂで出力がＰ２とＰ３との
間で不連続的に変化してしまうのが普通である。′とい
うのは、デユーティ制御区間においては、誘導加熱する
ワークコイルに供給する高周波電流の周波数が周波数制
御における出力の最小値Ｐ２のときの周波数と等しい値
に保たれている。そして、そのデューテ・イレシオが１
よりも小さな値、例えば０．９から略０の間で変化する
。そのた　　　　”め、制御方式が切換わる点Ｂで出力
の大きさが不連続的に変化してしまう。尚、Ｐｌは周波
数制御における最大出力、Ｐ４はデユーティ制御下にお
ける最小出力である。

このように、デユーティ制御下におけるデューティレシ
オの最大値を１００％ではなく例えば９０％、あるいは
８０％というようにするのは、デユーティレシオが１０
０％に比較的近い区間においてはデユーティレシオによ
る出力（平均出力）の微妙なコントロールが難しいため
であり、出力の大きさによって制御方式を切換えるよう
にした電磁調理器では一般にそのようにされている。

従って、従来においては制御方式が切換わる点Ｂで出力
がＰ２からＰ３へあるいはＰ３からＰ２へ不連続的に変
化するので、Ｐ２とＰ３の間では出力を制御することが
不可能であった。

そこで、本発明は制御方式が切換わる点においても出力
が連続的に変化することができるようにすることを目的
とするものである。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点を解決するため、出力が小さいと
きはデユーティ制御により出力を制御し、出力が大きい
ときは連続可変制御により出力を制御するタイプの電磁
調理器において、デユーティ制御のときにデユーティ制
御における最大出力値が連続可変制御における最小出力
値と略等しくなるように連続可変制御回路に対して出力
補正する出力補正手段を設けてなる。

（Ｆ、作用）　　　　一 本発明電磁調理器によれば、デユーティ制御のときは、
出力補正手段によりデユーティ制御における最大出力値
が連続可変制御における最小出力値と等しくなるように
出力補正されるので、制御方式が切換わる点で電磁調理
器の出力が不連続的に変化することを防止することがで
きる。従って、広い範囲にわたって出力を連続的に変化
させることができる。

（Ｇ、実施例）［第１図乃至第３図］ 以下に、本発明電磁調理器を添附図面に示した実施例に
従って詳細に説明する。

（ａ、概略） 第１図は本発明電磁調理器の実施の一例の概略を示す回
路ブロック図である。

ｌは出力回路で、鍋等の容器を誘導加熱するための高周
波磁界を発生するものである。ＢＲは商用交流電源から
の交流電流を余波整流するブリッジ回路で、４個の整流
器からなる。Ｌｌ、ＣＩ、Ｃ２はブリッジ回路ＢＲで余
波整流された電流を平滑する平滑回路を構成するコイル
及びコンデンサである。この平滑回路の出力側に高周波
磁界発生用ワークコイルＬ２と出力トランジスタＱとか
らなる直列回路が接続されている。Ｃ３はワークコイル
Ｌと並列に接続された共振用コンデンサ、ＤＩはダンパ
ーダイオードで、出力トランジスタＱに逆並列に接続さ
れている。そして、鍋等の容器は上記ワークコイルＬ２
上に置かれて加熱される。

２は出力検出回路で、カレントトランスＣＴによって検
出された入力電流（ブリッジ回路ＢＲに供給された電流
）の平均値を求め、それを電圧に変換するものである。

３は出力コントローラで、出力コントロールボリューム
ＶＲから出力された出力指定電圧と出力検出回路２から
の出力検出電圧とを受け、出力電圧牽メインオシレータ
４へ送出し、その出力検出電圧力、Ｓ出力指定電圧と等
しくなるようにメインオシレータ４を制御する役割を果
す。メインオシレータ４は出力コントローラ３から出力
された電圧と対応する周波数の高周波パルスを発生する
ものであり、該メインオシレータ４及び上記出力コント
ローラ３によって周波数制御回路５が構成される。

６はメインオシレータ４から出力された高周波パルスを
スイッチングするためのゲート回路で。

デユーティ制御オシレータ７から出力されたデユーティ
制御パルスにより制御される。そして、該デユーティ制
御オシレータ７及びゲート回路６によってデユーティ制
御回路８が構成される。

９は駆動回路で、上記ゲート回路６から出力された高周
波パルスを適宜増幅等して出力回路ｌのトランジスタＱ
に印加する。

１０は制御切換回路で、出力コントロールボリュームＶ
Ｒから出力された出力指定電圧と基準電圧とを比較し、
出力指定電圧が基準電圧よりも低いときは、即ち、出力
コントロールボリュームＶＲの摺動子の位置（以下「出
力指定位置」という。）が切換点ＢよりもＡ側に在ると
きは、デユーティ制御状態にする。又、その逆に出力指
定電圧が基準電圧よりも高いときは、即ち出力指定位置
が切換点ＢよりもＣ側に在るときは周波数制御状態にす
る。尚、上記基準電圧は出力指定位置が切換点Ｂのとき
の出力指定電圧と等しく設定されている。

１１は出力補正回路で、デユーティ制御状態のとき制御
切換回路ｌＯからの信号を受けて出力コントローラ３へ
出力レベルを所定量高めるための出力補正信号を送出す
る。デユーティ制御状態のときの出力レベルを高める量
、即ち出力補正量については後述する。

この電磁調理器の動作を説明する。

出力指定電圧が基準電圧よりも低いときは、制御切換回
路ｌＯがその出力指定電圧をデユーティ制御オシレータ
７へ送出し、デユーティ制御オシレータ７から出力され
るデユーティ制御パルスのデユーティレシオをコントロ
ールする。又、制御切換回路ｌＯは出力補正回路１１へ
出力補正させる信号を送出し、メインオシレータ４から
出力される高周波パルスの周波数を所定の周波数にする
。この時の周波数をデユーティ制御時開波数と称するこ
ととする。

しかして、出力コントロールボリュームＶＲからの出力
指定電圧が基準電圧よりも低いときはワークボイルＬ２
に流れる高周波パルス電流の周波数がデユーティ制御時
開波数に固定され、出力デユーティ制御回路８によりデ
ユーティ制御された状態になる。

尚、デユーティ制御状態のときはデユーティレシオは例
えば０％〜９０％の範囲で変化可能にされており、デユ
ーティレシオの最大値は１００％ではなくそれより相当
に小さな例えば９０％である。

そして、出力指定電圧が基準電圧よりも高いときは、制
御切換回路１０はデユーティ制御オシレータ７へ連続加
熱状態にするための信号を送出する。又、制御切換回路
１０は出力補正回路１１へは出力補正をさせる信号の送
出を行わない状態になり、出力コントローラ３は出力コ
ントロールボリュームＶＲからの出力指定電圧に応じた
電圧を発生し、メインオシレータ４が発生する高周波パ
ルスの周波数をデユーティ制御時開波数ではなくその出
力指定電圧と対応する値にする。しかして、出力指定電
圧が基準電圧よりも高いときは電磁調理器は周波数制御
状態になる。

次に、デユーティ制御時における出力補正回路１１によ
る出力補正について説明する。ここで、デユーティ制御
の周期をＴ、出力コントロールボリュームＶＲによる出
力指定位置を切換点Ｂにして出力（平均出力）をデユー
ティ制御により制御できる制御範囲での最大値にしたと
きのデユーティ制御パルスのパルス幅（デユーティ制御
周期のオンの期間）をＴｏ、その時の平均出力をＰ、デ
ユーティ制御周期のオンの期間のときの出゛力（これを
瞬時出力という。）をＰＯとする。すると、デユーティ
制御状態にあるときの平均出力Ｐは次式（１）で表わさ
れる。

即ち、瞬時出力ＰＯとデユーティレシオＴｏ／Ｔとの積
が平均出力である。ところで、出力補正をしない場合に
おいては最大デユーティレシオが１００％ではないので
、前述のとおり周波数制御範囲における出力Ｐの最小値
Ｐ２とデユーティ制御範囲における出力（平均出力）Ｐ
の最大値Ｐ３との間には大きな差がある。そこで、その
Ｐ３がＰ２と等しくなるようにデユーティ制御時に出力
補正をすれば、−波数制御状態からデユーティ制御状態
へ、あるいはデユーティ制御状態から周波数制御状態へ
切換わるときに出力Ｐが不連続的に　　　　−変化する
ことをなくすことができる。従って、前記式（１）のＰ
にＰ２を代入して求めた次式（２）により得られる瞬時
出力Ｐｏが発生するような電圧を出力コントローラ３を
介してメインオシレータ４に与えれば良い。

ｐ□＝−一・Ｐ２　　　　・・・　（２）Ｏ 即ち、デユーティ制御時においてはデユーティ制御パル
スの最大値（例えば９０％）のときの出力Ｐ３が周波数
制御による最小出力Ｐ２と等しい値になるような制御電
圧をメインオシレータ４に与えておくのである。換言す
れば、最大デユーティレシオの逆数と、周波数制御によ
る最小出力Ｐ２との積に略等しい瞬時出力ＰＯが生じる
ようにする。すると、第３図に示すような制御特性が得
られる。従って、周波数制御により制御できる出力Ｐの
最小値のときの高周波パルスの周波数と、デユーティ制
御時局波数とは異なることになる。このように、本発明
は出力補正をすることに大きな特徴がある。

（ｂ、具体的回路構成） 第２図は第１図に示した電磁調理器の具体的回路構成を
示すものである。

Ｒ１、Ｒ２、Ｃ４は出力検出回路２を構成する抵抗、コ
ンデンサである。Ｒ１はカレントトランスＣＴにより検
出された電流を電圧に変換する抵抗である。Ｒ２、Ｃ４
は抵抗Ｒ１の端子電圧を平均化する抵抗１．コンデンサ
であり、このコンデンサＣ４の端子電圧が出力検出電圧
となる。

Ｒ３は出力コントロールボリュームＶＲの０点側の端子
と電源端子（＋Ｖｃｃ）との間に接続された抵抗、Ｒ４
は出力コントロールボリュームＶＲのＡ点側の端子と接
地との間に接続された抵抗であり、このＲ３、Ｒ４は出
力可変範囲を調整する働きをする。そして、出力コント
ロールボリュームＶＲの摺動子と接地との間から出力指
定電圧が発生する。

Ｄ２、Ｒ５−Ｒ８，ＯＰＡは出力コントローラ３を構成
するダイオード、抵抗、オペアンプである。Ｄ２は出力
コントロールボリュームＶＲの摺動子とオペアンプＯＰ
Ａの非反転入力端子との間に接続されたダイオードであ
り、オペンアンプＯＦＡはその非反転入力端子にダイオ
ードＤ２を介して出力指定電圧を受ける。又、その反転
入力端子覧抵抗Ｒ５を介して出力検出回路２がらの出力
１轡出電、圧を受ける。そして、オペアンプＯＰＡの“
砦、力端子と反転入力端子との間には負帰還抵抗Ｒ６が
接続されており、アベアンプＯＰＡは出力検出電圧が出
力指定電圧に等しくなるようにメインオシレータ４をコ
ントロールしようとする。

Ｒ７、Ｒ８は分圧回路を構成する抵抗で、この抵抗Ｒ７
、Ｒ８により構成された分圧回路の出力点はオペアンプ
ＯＰＡの非反転入力端子に接続されている。この分圧回
路はオペアンプＯＰＡの非反転入力端子に加わる電圧の
最小値を設定するリミッタとしての役割を果す。即ち、
出力コントロールボリュームＶＲからの出力指定電圧が
その分圧回路の出力電圧よりも高いときはその出力指定
電圧がオペアンプＯＰＡに入力されるが、出力指定電圧
が分圧回路の出力電圧よりも低いときはダイオードＤ２
がカットオフし、出力指定電圧はオペアンプＯＰＡには
加わらなくなり、オペアンプＯＰＡの非反転入力端子に
は分圧回路の出力電圧が加わる。

Ｒ９−Ｒ１１、ＣＯＭＦは制御切換回路１０を構成する
抵抗、コンパレータである。Ｒ９、ＲｌＯは出力指定電
圧と比較される基準電圧を発生する分圧回路で、その出
力である基準電圧はコンパレータＣＯＭＦの非反転、入
力端子に印加される。

そして、コンパレータＣＯＭＦの反転入力端子には出力
検出電圧力準加され戸。Ｒ１１は電源端、−！（、＋、
Ｖ　、ｃ　ｃ　）　トコン、、パ、、Ｌ、−１ｃｏＭＰ
と＋７）間に接続された抵抗である。　。

該制御切換回路１０は出力指定電圧が基準電圧よりも大
きいとき、即ち、出力指定位置が切換点ＢよりもＣ側に
あるときにはコンパレータＣＯＭＰの出力電圧が１″′
、つ」、、、になる・すると・デ−ティ制御オシレータ
７はゲート回路６を閉じた状態、即ち、メインオシレー
タ４から出力された高周波パルスをそのまま通す状態に
保つ。又、出力指定電圧が基準電圧よりも大きいとき、
即ち、出力指定位置が切換点ＢよりもＡ側にあるときは
コンパレータＣ’ＯＭ　Ｆの出力電圧が「ハイ」になる
。すると、デユーティ制御オシレータ７は出力コントロ
ールボ゛リュームＶＲからの出力指定電圧に対応したデ
ユーディレジオを有するデユーティ制御パルスを出力す
る状態、換言すればデユ−ティ制御パルスのデユーディ
レジオが出力指定電圧によって制御された状態になる。

Ｄ３、Ｒ１２は出力検出回路１１を構成するダイオード
、抵抗である。ダイオード６’　３はそのアノードがコ
ンパレータＣ！ＯＭＰの出力端子に接続され、カソード
は抵抗１２を介しぞ上記オペアンプＯＰＡの非反転入力
端子に接続されている。

この出力補正回路１１は制御切換商略１０の出力が「ハ
イ」レベルのときには出力補正電流を抵抗Ｒ８へ供給し
、オペアンプＯＰＡの非反転入力端子の電圧を強制的に
一定量上昇させる。即ち、出力指定電圧が基準電圧より
も低いとき（謂わば、デユーティ制御状態のとき）には
オペアンプＯＰＡの非反転入力電圧を抵抗Ｒ７、Ｒ８か
らなる分圧回路の出力電圧よりも適宜高くした値に保つ
。そして、そのデユーティ制御のときのオペアンプＯＰ
Ａの非反転入力電圧はデユーティ制御時局波数が得られ
るように、即ち１前述のようにデユーティ制御により制
御できる出力範囲の最大値Ｐ’３が周波数制御により制
御できる出力範囲の最小値Ｐ２と同じになるように設定
されている。

しかして、この出力補正回路１１により第３図に示すよ
うに制御特性が得られる゛。そして、この出力補正回路
ｌｉは抵抗Ｒ１２とダイオードＤ３左からなる非常に簡
単な構成を有しており、従って、゛単に抵抗とダイオー
ドを付加するだけで制御特性を第４図のような特性から
第３図に示す特性に改良することができる。′ （Ｈ，発明の効果）　　　　　− 以上に述べたように、本発明電磁調理器によれば；デユ
ーティ制御のときは出力補正手段によりデユーティ面外
における最大出力値が連続可変制御における最小出力値
と等しくなるような出力補正が為されるので、制御方式
が切換わる点で電磁調理器の出力が不連続的に変化する
ことを防止することが′ｔｓきる。従って、広い範囲に
わたって出力を連続的に変化することができる。　　　
　　□

【図面の簡単な説明】

第１ｍ乃至第３図−は本発明電磁調理器゛の実施の一例
を′説明するため”のもア卆、第１図は電磁調理器の概
略を示す回路ブロック図、第′２図は電磁調理器の具体
的回路を水子回路図、第３図は電磁調理器の制御特性図
、第４図は従来の電磁調理器の制御□”特“性菌で□あ
る。 符号の説明 ５・・・連続可変制御回路（周波数制御回路）、 ８・・・デユーティ制御回路、 φ０ １０・・赤制御切換回路、 １１拳・・出力補正手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）瞬時誘導加熱出力を連続的に変化させることので
   きる連続可変制御回路と、 誘導加熱出力のデューティを制御するデューティ制御回
   路と、 出力指定操作により指定された指定出力と予め設定され
   た基準出力とを比較し、上記指定出力が上記基準出力よ
   りも大きいときは上記デューティ制御回路によるデュー
   ティ制御が停止され上記連続制御回路により出力が制御
   された連続可変制御状態にし、上記指定出力が上記基準
   出力よりも小さいときは上記連続可変制御回路により瞬
   時誘導加熱出力が一定値に保たれ且つ上記デューティ制
   御回路によるデューティ制御により誘導加熱出力が制御
   されたデューティ制御状態にする制御切換回路と、 デューティ制御状態にあるときにデューティ制御下にお
   ける最大デューティレシオの逆数と連続可変制御下にお
   ける最小出力との積に略等しい瞬時出力が得られるよう
   に連続可変制御回路を出力補正制御する出力補正手段と
   、 からなることを特徴とする電磁調理器