JPS6137745B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般家庭において使用される誘導加熱
を応用した誘導加熱調理器に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来この種の誘導加熱調理器の回路構成を第１
図に示す。この第１図に示すように、商用電源１
に電源スイツチ２を介して接続された整流器３の
出力端子にはチヨークコイル４とフイルタコンデ
ンサ５の直列回路が接続され、フイルタコンデン
サ５の両端には加熱コイル６と共振コンデンサ７
の並列共振回路と、トランジスタ８とフライホイ
ールダイオード９の逆並列回路との直列回路が接
続されている。これらチヨークコイル４、加熱コ
イル６、フイルタコンデンサ５、共振コンデンサ
７、トランジスタ８、及びフライホイールダイオ
ード９が周波数変換装置１０を構成している。こ
の周波数変換装置１０のトランジスタ８に周期的
な起動信号を供給する駆動回路１１は整流器３の
入力端子から電源を供給されトランジスタ８を超
可聴周波数でスイツチングさせる。トランジスタ
８が超可聴周波数でスイツチング動作をすること
により加熱コイル６は高周波数磁界を発生し鍋に
渦電流を発生させジユール熱を発生させる。

上述の基本的な加熱動作に加えて、実調理時に
は出力を任意に可変し設定することが必要であ
り、そのために駆動回路１１の出力信号の周波数
を変化させていた。その場合、煮込み料理にも適
する様に出力の可変巾を大きくするには周波数の
変化巾も極めて大きくなり、妨害波雑音周波数の
広域化のために妨害雑音を受ける機器が多ふなつ
たり、トランジスタ８に高速のスイツチング時間
特性をもつものが必要であつた。又、出力可変の
別の手段として周波数変換装置１０の発振を周期
的にオン・オフさせて通電比率を制御するデユー
テイ制御手段がある。この方式の欠点は、デユー
テイ周期に同期して、通電起動時に鍋音が発生し
耳障りとなることである。ここで起動時の鍋音の
原因は、トランジスタ８の導通時にフイルタコン
デンサ５の蓄積電荷が加熱コイル６を流れる時に
鍋が機械的に振動することに起因する。従つて起
動時のフイルタコンデンサ５の電圧が高い程、鍋
音も高くなる。

第１図の回路構成ではトランジスタ８がオフ
（非発振時）していると、フイルタコンデンサ５
は電源１の最大値まで充電されているため上述の
鍋音は極めて高いものとなる問題があつた。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消し鍋音が発生
しないデユーテイ制御手段により出力設定の可変
巾を大きくした誘導加熱調理器を提供するもので
ある。

発明の構成 本発明の誘導加熱調理器は、商用電源に接続さ
れた整流器の整流出力端子にチヨークコイルとフ
イルタコンデンサと第１のスイツチング手段を直
列接続すると共に、前記フイルタコンデンンサと
前記第１のスイツチング手段との直列回路の両端
に加熱コイルと共振コンデンサの並列回路とそれ
を励振する第２のスイツチング手段との直列回路
を接続した周波数変換装置と、商用電源の零電圧
時点に同期して出力を反転させるとともに前記第
１のスイツチング手段へオン信号を供給する零点
同期回路と、前記零点同期回路の出力により前記
第２のスイツチング手段へ周期的なオン信号を供
給する駆動回路とにより構成され、周波数変換装
置が発振している間のみ第１のスイツチング手段
が導通状態となりフイルタコンデンサを充電させ
るため、起動時にフイルタコンデンサの蓄積電荷
がなく鍋音が発生しないデユーテイ制御手段を実
現可能にしたものである。

実施例の説明 本発明の実施例について第２図を参照して説明
する。

第２図に示すように、商用電源１２に電源スイ
ツチ１３を介して接続された整流器１４の出力端
子にはチヨークコイル１５とフイルタコンデンサ
１６と第１のスイツチング手段１７が直列接続さ
れ、フイルタコンデンサ１６と第１のスイツチン
グ手段１７との直列回路の両端には、加熱コイル
１８と共振コンデンサ１９との並列共振回路と、
それを励磁する第２のスイツチング手段２０との
直列回路が接続されている。これらチヨークコイ
ル１５、フイルタコンデンサ１６、第１のスイツ
チング手段１７、加熱コイル１８、共振コンデン
サ１９、第２のスイツチング手段２０により周波
数変換装置２１が構成されている。又、整流器１
４の入力端子から電源を供給され、商用電源１２
の零電圧時点に同期して出力を反転させる零点同
期回路２２は第１のスイツチング手段１７へオン
信号を供給するとともに、駆動回路２３への入力
信号を供給する。

上記構成にもとづき、電源スイツチ１３を投入
し零点同期回路２２の出力によりデユーテイ―制
御を行なうと、通電中は、第１のスイツチング手
段１７は導通状態となりフイルタコンデンサ１６
は電源周波数に同期して充放電を始める。と同時
に駆動回路２３の出力も所定周波数で第２のスイ
ツチング手段２０にオン信号を供給し、周波数変
換装置２１は発振を始める。通電を停止させる
と、零電圧時点で第１のスイツチング手段１７は
開放状態となるためフイルタコンデンサ１６には
電荷が蓄積されない状態となる。と同時に、周波
数変換装置２１は発振を停止する。ここで周波数
変換装置２１の起動時について着目すると、上述
の動作からわかるように、フイルタコンデンサ１
６は蓄積電荷がない状態から充電を開始するた
め、加熱コイル１８内の瞬間的な電荷の移動が起
こらず、従つて起動時に鍋音が発生しない訳であ
る。

第３図は同実施例の電気回路を示し、第１のス
イツチング手段１７はサイリスタ２４とダイオー
ド２５の逆並列接続で構成され、第２のスイツチ
ング手段２０はNPNトランジスタ２６とフライ
ホイールダイオード２７の逆並列接続で構成され
ている。

ここでNPNトランジスタ２６やサイリスタ２
４は制御信号により作動するスイツチング素子で
あれば特に限定されるものでなく、例えば電解効
果トランジスタ（FET）や、ゲートターンオフ
サイリスタ（GTO）などを用いても何ら動作に
支障ない。

零点同期回路２２は整流器１４の交流入力端子
に接続された電源トランス２８を有している。そ
の二次巻線はセンタタツプを有しており、ダイオ
ード２９，３０によつて単相全波整流された整流
出力は分圧抵抗３１，３２によつて分圧された
後、トランジスタ３３のベースに接続されてい
る。又、ダイオード２９，３０のカソード端子に
はさらにダイオード３４と平滑コンデンサ３５が
接続されており、その平滑された直流電圧は抵抗
３６とツエナダイオード３７とにより安定化さ
れ、他の電子回路の定電圧電源となつている。

トランジスタ３３のコレクタ・エミツタ間に発
生する零ボルト同期パルスはＤ―フリツプフロツ
プ３８（例えば日本電気（株）製のμPD―4013
など、以下、Ｄ―Ｆ／Ｆと略す。）のクロツク入
力端子に接続され、又、そのデータ入力端子には
発振制御スイツチ３９により発振時には高レベル
の入力が供給されている。Ｄ―Ｆ／Ｆの出力端子
からは制御抵抗４０を介してサイリスタ２４のゲ
ート端子へトリガ信号が供給されるとともに、分
圧抵抗４１，４２によつて分圧された後、トラン
ジスタ４３のベースに接続されている。

駆動回路２３はパルス出力を周期的に発生する
パルス発生回路であれば特に限定されないが、本
実施例ではトランジスタ４４，４５で構成される
非安定マルチバイブレータを用いている。ここで
トランジスタ４４のエミツタ端子はトランジスタ
４３のコレクタ端子に接続されていて、トランジ
スタ４３が導通するまではトランジスタ４４はオ
フし、トランジスタ４５はオンしているので
NPNトランジスタ２６にはベース電流が供給さ
れておらず周波数変換装置２１は全く励振されて
いない。トランジスタ４３がオンすると同時にト
ランジスタ４５は所定の時間だけオフし、抵抗４
６，４７を介してNPNトランジスタ２６にベー
ス電流を流し、以後、非安定マルチバイブレータ
の出力周波数に応じて周波数変換装置２１は励振
され、加熱コイル１８は鍋（図示せず）を誘導加
熱する。

その動作を第４図に従つて説明する。第４図ａ
は商用電源１２を実質的に全波整流したダイオー
ド２９，３０のカソード端子電圧を示す。この電
圧は抵抗３１を介してトランジスタ３３のベース
端子へ供給されるため、電源の零ボルト時にはベ
ース電流がなくなりトランジスタ３３がオフし、
第４図ｂの正のパルスをＤ―Ｆ／Ｆのクロツク入
力端子へ毎サイクル供給している。一方、発振制
御スイツチ３９が任意の位相でオンされ、第４図
ｃの如く任意の繰り返し波形をＤ―Ｆ／Ｆへ入力
するとクロツク入力の立上がり点に同期して第４
図ｄの如く出力が発生する。従つてＤ―Ｆ／Ｆの
出力の立上がり及び立下がりは必ず電源の零点に
同期する。ここで発振信号の制御を発振制御スイ
ツチ３９で図示しているが、ここに非安定マルチ
バイブレータの如き構成で容易に得られる低周波
発振器の出力を代わりに接続し、その出力パルス
巾を可変することによつて第４図ｄの出力波形の
繰り返し周期や通電比率を任意に設定することは
可能である。

フイルタコンデンサ１６の端子電圧は、第４図
ｈの如く周波数変換装置２１が励振されていない
時は零である。そして、Ｄ―Ｆ／Ｆの出力（第４
図ｄ）が電源の零点で立上がると同時に抵抗４０
を介してゲート電流が流れサイリスタ２４が導通
すると、フイルタコンデンサ１６の端子電圧は商
用電源１２の位相の進捗とともに上昇する。又、
Ｄ―Ｆ／Ｆの出力が立上ると、トランジズタ４３
もオンする（第４図ｅ）ので、NPNトランジス
タ２６のコレクタ電圧は第４図ｆの如く零から
徐々に立上がり、結果として加熱コイル１８の電
流波形（第４図ｇ）もソフトスタートすることが
可能である。一旦、起動すると、フイルタコンデ
ンサ１６の端子電圧は第４図ｈの如く高リツプル
電圧となるが、停止すると、Ｄ―Ｆ／Ｆの出力波
形の立下がりが零点に同期しているので、零の状
態を保つことになる。すなわち、起動及び停止が
商用電源１２の零点に同期して行なわれるので、
これと同期してサイリスタ２４のオン・オフを行
なうとフイルタコンデンサ１６の蓄積電荷は停止
時には零となり、再び起動する時も零からソフト
スタートすることにより起動時に鍋音は発生しな
い訳である。

第５図は本発明の他の実施例を示す回路図で、
４８は雑音防止用コンデンサである。この雑音防
止用コンデンサ４８も第１のスイツチング手段１
７と直列接続することにより、雑音防止用コンデ
ンサ４８の端子電圧も又、第４図ｈの如き波形と
なり、鍋音は発生しない。

又、第３図において、第１のスイツチング手段
１７をサイリスタ２４とダイオード２５の逆並列
接続で構成しているが、双方向性サイリスタに置
き換えることが出来ることは言うまでもない。

発明の効果 以上説明したように、本発明にもとづく誘導加
熱調理器は、 起動時の鍋音を防止して使用者に不快感を与
えない。

デユーテイ制御（通電比制御）時に広範な出
力設定をしても上記鍋音が発生しない。

起動時にコンデンサの短絡電流がスイツチン
グ素子に流れないため、素子の信頼性や経済性
が高い。

などの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の誘導加熱調理器の回路図、第２
図は本発明の実施例による誘導加熱調理器の回路
図、第３図は同誘導加熱調理器の具体的な回路
図、第４図は同実施例の動作波形を示す波形図、
第５図は本発明の他の実施例による誘導加熱調理
器の回路図である。 １５……チヨークコイル、１６……フイルタコ
ンデンサ、１７……第１のスイツチング手段、１
８……加熱コイル、１９……共振コンデンサ、２
０……第２のスイツチング手段、２１……周波数
変換装置、２２……零点同期回路、２３……駆動
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 商用電源に接続された整流器の整流出力端子
   にチヨークコイルとフイルタコンデンサと第１の
   スイツチング手段を直列接続すると共に、前記フ
   イルタコンデンサと前記第１のスイツチング手段
   との直列回路の両端に、加熱コイルと共振コンデ
   ンサの並列回路とそれを励振する第２のスイツチ
   ング手段との直列回路を接続した周波数変換装置
   と、商用電源の零電圧時点に同期して出力を反転
   させると共に前記第１のスイツチング手段へオン
   信号を供給する零点同期回路と、前記零点同期回
   路の出力により前記第２のスイツチング手段へ周
   期的なオン信号を供給する駆動回路とにより構成
   成された誘導加熱調理器。