JPS61239591A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スイッチング回路の駆動により超可聴周波数
の交流電圧を発生させ、これを加熱コイルに印加して誘
導加熱するようにした電磁調理器に関するものである。

〔従来技術〕

この種の電磁調理器の従来例の回路構成を第７図に示し
ている。

同図において、単方向電源の取り出される整流手段め出
力端子１ａ・１ｂには、加熱コイル２と半導体スイッチ
ング素子３とを直列に接続すると共に、共振コンデンサ
４と上記加熱コイル２の負荷を含めたインダクタンスに
よる共振回路が組まれており、半導体スイッチング素子
３のオン・オフ動作により上記共振回路を発振させ、こ
れにより加熱コイル２に高周波電流を印加するように構
成されている。

上記半導体スイッチング素子３のオン・オフ動作を制御
する制御部５には、コンパレータ６などから成るタイミ
ング回路７、コンパレータ８などから成る三角波発生回
路９、コンパレータ１０などから成る比較回路１１が組
まれると共に、加熱出力情報としてデジタルコード信号
を発生するプロセッサ】２、及びこのプロセッサ１２か
らのデジタルコード信号をアナログ信号に変換するＤＡ
コンバータ１３などが設けられている。

前記タイミング回路７では、抵抗１４・１５および抵抗
１６・１７によりそれぞれ分圧された前記加熱コイル２
の両端間電圧〔第８図（Ｄ）にその波形を示す〕がその
ゼロクロスを基準にコンパレータ６で比較されて第８図
（Ａ）に破線で示すような波形を得、さらにこのコンパ
レータ６の出力段に組まれた微分回路により同図（Ａ）
に実線で示すような周期信号を得るように構成されてい
る。

又、前記三角波発生回路９において、コンパレータ８は
非安定マルチバイブレークを構成しており、その発振周
期として前記共振回路の発振周期より十分長い周期が設
定されている。

以上の構成によりコンパレータ１０では、前記プロセッ
サ１２からの加熱出力情報６に相当するＤＡコンバータ
１３の出力〔第８図（Ｂ）にその波形を破線で示す〕と
、前記コンパレータ８の入力段の積分コンデンサ１８に
生じる発振用ノコギリ波出力〔第８図（Ｂ）にその波形
を実線で示す〕とが比較され、第８図（Ｃ）に示すよう
な波形の出力が得られる。

又、タイミング回路７のトランジスター９、コンデンサ
２０、コンパレータ６は、加熱コイル２の両端間電圧が
正から負に変化する期間だけ、コンパレータ８の出力を
Ｉ、にするように組まれているので、非安定マルチバイ
ブレークを構成する上記コンパレータ８は共振回路に同
期して発振を繰り返す。

一方、前記共振回路に対して、半導体スイッチング素子
３はそのオン動作の間に第８図（Ｄ）の波形が正領域と
なるように接続されているので、前記各回路の動作によ
りコンパレータ８が共振回路に同期して発振するのに伴
い、コンパレータ１０の出力は共振回路に同期した周期
で、かつプロセッサ１２の加熱出力情報に応したしレベ
ル幅のパルス列となり、この出力がドライブ回路２１を
介して前記半導体スイッチング素子３に入力される。そ
して、前記プロセッサー２は、加熱コイル２の電圧を監
視しながら、この値に応じた加熱出力情報を順次発生し
、ＤＡコンバーター３に与えることにより安定した駆動
を行わせるものである。

しかしながら、このような構成にあっては、ＤＡコンハ
゛−夕１３の出力段にフィルタ回路２２が介在すること
から、そのとき定数により加熱出力情報はその応答制御
時間内に制限されることになり、十分安定した出力が得
られないという欠点を有する。

又、半導体スイッチング素子３に与えられるパルス信号
のパルス幅も、前記従来例ではコンデンサ、コンパレー
タの温度状態に左右されることになり、その出力を一層
不安定なものにしている。

（発明の目的〕 本発明は、従来例における前記問題点を考慮してなされ
たものであって、安定した出力を得ることが出来、回路
集積度も大幅に向上してコストダウン、小型化を図るこ
との出来る電Ｎ、調理器の提供を目的とするものである
。

〔発明の構成〕

イ □ 本発明の電磁調理器は、スイッチング回路の駆動により
加熱コイルに超可聴周波数の交流電圧を印加して誘導加
熱するようにしたものであって、前記加熱コイルの電圧
を検出する検出手段と、加熱出力情報を可変設定する出
力情報設定手段と、前記検出手段の出力および前記出力
情報設定手段の出力情報に基づき制御される計数回路を
有しこの計数回路の出力により前記スイッチング回路の
スイッチング間隔を制御するスイッチング制御手段とを
備え、スイッチング回路に与える制御信号のパルス幅を
デジタル信号により可変して加熱制御するようにしたこ
とを特徴とするものである。

〔実施例１〕１ 本発明の第１の実施例を、第１図ないし第４図に基づき
以下に詳述する。

第１図は、本実施例の電磁調理器の回路の概略の構成を
示したものであって、商用交流電源２３を整流・平滑化
して直流電源に変換する直流電源回路２４の出力端子に
、加熱コイル２５とスイッチング素子２６、ダイオード
２７から成るスインチング回路２８とを直列に接続する
一方、上記加熱コイル２５とで共振回路を形成する共振
コンデンサ２９を上記スイッチング回路２８に対し並列
に接続して、加熱コイル２５に高周波電圧を印加するた
めの共振駆動部が構成されている。共振コンデンサ２９
は、このほか上記加熱コイル２５に並列に接続すること
により共振回路を構成しても良い。

前記加熱コイル２５には、これと同体に補助巻線３０が
巻回され、加熱コイル２５の両端間電圧と相似の出力電
圧を上記補助巻線３０より得て、これを次段の波形整形
回路３１で波形整形するように構成されている。

前記スイッチング素子２６をオン・オフ動作させるため
のパルス信号は、カウンタ３２の出力によりセント・リ
セットするフリップフロップ３３の一方の出力を、ドラ
イブ回路３４で増幅することにより得るように構成され
ている。

又、前記カウンタ３２は、クロック発生回路３５のクロ
ック信号を計数することによりアップ又はダウン動作し
、その計数開始のタイミングなどは前記波形整形回路３
１の出ノｊに応じてタイミング信号を出力するカウンタ
制御回路３６により行う一方、カウンタ３２からフリッ
プフロップ３３への出力タイミングは、マイクロコンピ
ュータ３７よりカウンタ３２にプリセットされるデジタ
ルデータに基づき設定するように構成されている。

カウンタ３２に加熱出力情報を提供する前記マイクロコ
ンピュータ３７のデジタルデータは、電源電圧などマイ
クロコンピュータ３７に人力すれるセンサ入力の変化に
応じて自動的に可変設定するように構成されているが、
このほか一定の出力データを生成するレジスタなどを含
む論理回路を用いて、上記マイクロコンピュータ３７に
代用しても良い。

第２図は、第１図に示した回路構成を具体化した一例を
示すものであって、加熱コイル２５と同体に巻回された
補助巻線３０は加熱コイル２５と逆極性とされており、
この補助巻線３０の出力を受ける波形整形回路３１では
、この回路を構成す（’ｌ　） るインバータ３８の入力スレソシュレベル以下にバイア
スが与えられている。

カウンタ制御回路３６は、ＮＯＲゲート３９、ＮＡＮＤ
ゲート４０がら成り、カウンタ３２の出力と波形整形回
路３１の出力とに応じてインバータ４１を介してフリッ
プフロップ３３をセント・リセット動作させる一方、フ
リップフロップ３３の一方の出力Ｑ２とＮＡＮＤゲー）
４０の出力とに応じて、マイクロコンピュータ３７がら
のデジタルデータをカウンタ３２にプリセットするよう
に構成されている。

マイクロコンピュータ３７は、電源電圧、加熱温度など
のセンサ情報、手動出力設定情報或いは機器固有の制御
データから出力情報を生成する論理演算器および演算手
順を格納したメモリなどから成り、機器の異常を知らせ
る入力端子Ｘ、変流器４２の電圧を検出する入力端子Ａ
Ｄ、　、出力を外部から手動制御する入力端子ＡＤ２、
加熱出力情報をデジタルデータとして出力する出力端子
軸〜０７、カウンタ３２などの各制御回路の初期値をセ
ットする出力端子ＯＥなどを備えている。

そして、前記各制御回路に供給する直流電源は、トラン
ス４３、ツェナーダイオード４４、トランジスタ４５な
どからなる直流電圧回路４６により得るように構成され
ている。この直流電源は、このほか前記直流電源回路２
４の整流器出力より分圧して得ることも出来る。

フリ・７ブフロソブ３３の出力を増幅してスイッチング
素子２６に入力するドライブ回路３４は、トランジスタ
４７・４８・４９・５０などにより構成台れている。

この電磁調理器は以上の回路構成がら成り、その動作を
第３図に示す波形図に基づいて説明すれば以下の通りで
ある。

給電路のスイッチ５１を閉じて電源供給すると、マイク
ロコンピュータ３７の端子ＯＥより出力される初期値セ
ント信号により、フリップフロップ３３はその出力Ｑ、
がし、すなわち共振駆動部のスイッチング素子２６がオ
フとなるようにセットされ、またカウンタ３２はリセッ
トされる。

以上の初期状態のもとで、スタートスイッチ５２により
マイクロコンピュータ３７に外部始動信月が入力される
と、その出力端子０．〜ｏ７に加熱出力情報がデジタル
コードでセントされ、クロック発生回路３５より出力さ
れる一定周期のクロックイ言号がカウンタ３２で計数さ
れる。

前記カウンタ３２では、端子ＰＩに入力されるプリセッ
ト信号に基づき、マイクロコンピュータ３７の出力端子
○、〜ＯＩ、にセットされたデジタルデータをプリセッ
トする一方、クロック信号を端子ＣＫより受けてアップ
カウントシ、上記プリセット値までカラン１〜アツプす
るとキャリーを発生し、端子ＣＹの出力は１クロック間
Ｉ、となり、通常のカウント期間では出力Ｈの状態に保
たれる。ここではカウンタ３２がカウントアツプしてキ
ャリーを発生する例を示したが、カウントダウンにより
ボローを発生ずる構成としても良い。

第３図（Ｂ）に符号ａで示すように波形整形回路３１の
インバータ３８に入力がない期間では、波形整形回路３
１の出力はＨとなり、ＮＯＲゲート３９の出力はカウン
タ３２がキャリーを発生した場合に限りＩ］となる。一
方、カウンタ３２のプリセット入力は、フリップフロッ
プ３３の出力Ｑ２とＮｏｒ？ゲート３９の出力とのＮＡ
ＮＤ論理となっているので、上記インバータ３８に入力
のない期間においては、フリップフロップ３３の出力Ｑ
２がＨのもとでカウンタ３２にキャリーが発生した場合
に限り得られる。

又、カウンタ３２は、プリセットされないときは最大カ
ウント値に達してキャリーが得られる一方、プリセット
されるとマイクロコンピュータ３７からの加熱出力情報
に応したカラン１へ値でキャリーが得られることから、
共振駆動部のスイッチング素子２６に与えられるフリッ
プフロップ３３の出力Ｑ、のＩ−レヘルの幅は」二部最
大カウント値に、またＩ］レベルの幅は上記加熱用ツノ
情報に応じたカウント値に相当する時間に設定されるこ
とになる。

第３図（Ｂ）の符号ａの期間は通常存在せず、共振駆動
部のスイッチング素子２６のオン・オフ動作により補助
巻線３０に加熱コイル２５と逆相・の電圧が生じてフリ
ップフロップ３３の出力Ｑ１が１１となる状態では、カ
ウンタ３２は先にプリセットされたデータを越えてアッ
プカウントし、最大カウント値に達したときキャリーを
発生する。

これによりフリップフロップ３３の出力Ｑ、は反転して
Ｌとなる。共振駆動部のスイッチング素子２６では、フ
リップフロップ３３の出力Ｑ１がＨの期間に大電流が流
れているので、上記反転動作に伴いこれより若干遅れて
オフ状態に移行する。

前記共振駆動部では、共振動作により加熱コイノ１２５
に蓄積されている磁気エネルギが共振コンデン斐２９を
通じて回生ずることにより、スイッチング素子２６の両
端子間に第３図（’Ａ）に示すような波形の電圧が発生
し、また変流器４２には回生電流に応じた電圧出力が得
られ、これがマイクロコンピュータ３７の繻子ＡＤ、に
入力される。マイクロコンピュータ３７は、加熱出力情
報を□パ　　　　　　上記端子Ａ　Ｄ　＋からの入力に
応じた値に変換した後、このデータを出力端−ｊ−０，
〜０．にセットする。一方、ＮＯＲゲート３９では、前
記補助巻線３０の電圧出力に基づき出力がＨとなり、カ
ウンタ３２へのプリセット入力はＬに反転してカウント
動作が停止する。

スイッチング素子２６の両端子間型圧は、回生エネルギ
により第３図（Ａ）に示すように低下する。これに伴っ
てインバータ３８への入力がそのスレッシュレベルを割
ると、ＮＯＲゲート３９の出力がＨに変わる。これによ
りマイクロコンピュータ３７の加熱出力情報がカウンタ
３２にプリセントされ、再びカウント動作を開始する一
方、フリップフロップ３３もその出力Ｑ１がＨとなって
、スイッチング素子２６はオン動作に移行する。

このようにして、共振駆動部のスイッチング素子２６の
オン時間ふオフ時間が自動的に決定される。即ち、オン
時間はマイクロコンピュータ３７により処理される加熱
出力情報（プリセット値）Ｍ、カウ゛ンタ３２の段数（
最大カウント値）Ｎ１クロック周期時間ｔにより オン時間＝　（’Ｎ−Ｍ）　ｘ　ｔ　　・・・（１）と
して決定され、またオフ時間は回生エネルギによる共振
周期時間により決定される。

電磁調理器の加熱出力は、上記オン時間に比例するから
、これにより電磁調理器の出力制御を自在に行うことが
可能となる。

なお、カウンタ３２がダウンカウンタとして機能する場
合、上記オン時間は オン時間−Ｍｘｔ　　・・・（２） となる。

第４図は、本実施例の回路を組み込んだ電磁調理器の分
解斜視図を示すもので、デジタル信号処理により加熱出
力制御を行う構成とすることにより、回路集積度が向上
して、同図中の回路構成ブロック５３・５４のように回
路部品がコンパクトにマウントされる。

〔実施例２〕 第５図は、本発明の第２め実施例を示すものであって、
加熱出力情報を可変設定する出力情報設定手段として、
前記第１の実施例におけるマイクロコンピュータ３７に
代えて、ＡＤコンバータ５５を用いたものである。

上記ＡＤコンハーク５５へは、その入力端子ＡＤ１より
変流器４２の電圧が、また入力端子ＡＤ２より手動入力
がそれぞれ入力され、これらの入力に応したデジタルデ
ータが加熱出力情報として直接カウンタ３２にプリセッ
トされる。

なお、この実施例では、スタートスイッチ５２をカウン
タ３２側に設けている。そのほかの構成およびその動作
は先の実施例と同様である。

〔実施例３〕 第６図では、本発明の第３の実施例を示すものであって
、加熱出力情報を可変設定する出力情報設定手段を、前
記第１の実施例におけるマイクロコンピュータ３７に代
えて、デコーダ５６とＲＯＭ５７とで構成したものであ
る。

上記ＲＯＭ５７には、加熱出力情報がデジタル情報とし
て製造段階で予め記１ａさせである。一方、デコーダ５
６へは、その入力端子ＡＤ、より変流器４２の電圧が、
また入力端子ＡＤ２より手動入力がそれぞれ入力され、
これらのアナログ情報はデコーダ５６によってデジタル
信号に符号化され、このデジタルデータが出力端子０．
〜０．．よりＲＯＭ５７へアドレスデータとして出力さ
れ、これによりＲＯＭ５７では対応するデジタル出力情
報が読み出されてカウンタ３２ヘプリセントされる。

そのほかの構成およびその動作は先の実施例と同様であ
る。

〔発明の効果〕

本発明の電磁調理器は、以上のように加熱コイルを含む
共振駆動部のスイッチング回路をオン・オフ動作させる
のに、前記加熱コイルの電圧を検出手段で検出する一方
、電源電圧などに応じて出力情報設定手段からの加熱出
力情報を可変設定し、前記検出手段の出力と前記出力情
報設定手段からの加熱出力情報に基づき計数回路をカウ
ント制御し、この計数回路の出力で前記スイッチング回
路のスイッチング間隔を制御するように構成したから、
スイッチング回路のオン・オフ制御が電源電圧などの変
化に即応してデジタル信号処理により瞬時に行われ、回
路上のアナログ量その他の条件によって出力制御が左右
されることなく、電磁調理器を安定した出力状態のもと
で動作させるこよ込、ｉ５いうヵ、□、、ユお。ッ、ヨ
ツ、１１、□　　　　Ｉ盈 回路部品を半導体に集積する道も開け、大幅なコ　　　
　　　　；ストダウンと装置の小型化を図ることも可能
とな　　　　　　　する。

【図面の簡単な説明】

や１□。工・。□１゜カケイカ。１−　＠　Ｒｆａｔよ
　　　　Ｉ（Ｄ＋Ｈ＋１）Ｆｌ、２１ｉａ＆；Ｊ：＋’
０Ｆ４（＋（ｆｓ　Ｃｕ、＝ｆｌｌｆｆｌ（＋ｌＩＧ＊
ｔ　　　　　ｌ。ｌ、８Ｗ、、ｓ□６□イ。イヤやイオ
ツう、４４□　　　１は実施例の回路を適用した電磁調
理器の分解斜視　　　　　　　１、　　図、第５図は本
発明の第２の実施例を示す回路図、第６図は本発明の第
３の実施例を示す回路図、第７図は従来例を示す゛回路
図、第８図はその動作を示ず波形図である。　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　［２４は直流電源回路、
２５は加熱コイル、２６　　　　　　　ンはスイッチン
グ素子、２８はスイッチング回路、　　　　　　　　１
゜２９は共振コンデンサ、３０は補助巻線（検出子　　
　　　　　ｌ曹 段）、３１は波形整形回路、３２はカウンタ（ス　　　
　　　　１； （１Ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　　（・イツ
チング制御手段）、３３はフリップフロップ（スイッチ
ング制御手段）、３４はドライブ回路、３５ばクロック
発生回路（スイッチング制御手段）、３６はカウンタ制
御回路（スイッチング制御手段）、３７はマイクロコン
ピュータ（出力情報設定手段）、５５はＡＤコンバータ
（出力情報設定手段）、５６はデコーダ（出力情報設定
手段）、５７はＲＯＭ（出力情報設定手段）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、スイッチング回路の駆動により加熱コイルに超可聴
   周波数の交流電圧を印加して誘導加熱するようにした電
   磁調理器において、前記加熱コイルの電圧を検出する検
   出手段と、加熱出力情報を可変設定する出力情報設定手
   段と、前記検出手段の出力および前記出力情報設定手段
   の出力情報に基づき制御される計数回路を有しこの計数
   回路の出力により前記スイッチング回路のスイッチング
   間隔を制御するスイッチング制御手段とを備えたことを
   特徴とする電磁調理器。