JPS62232889A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は電磁調理器に係わり、詳述すれば加熱出力調節
運転時の出力を低出力域から高出力域まで安定に変化さ
せる電磁調理器に関する。

（ロ）従来の技術 従来此種調理器は、その出力を調節する方法としてイン
バータ回路の発振周波数を可変して加熱出力を変化させ
る周波数制御の方法と、イン／（−夕回路の発振周波数
は固定としインバータ回路が駆動する時間と非駆動の時
間との比を可変して全体としての加熱出力を変化させる
オン・オフデユーティ−制御の方法とがある。前者すな
わち周波数制御の立場をとるものとしては、特公昭６０
−４５５８号公報がある。この制御方法にあっては、そ
の低出力域に下限があり、２００Ｗ程度以下の出力調節
が、インバータ回路の中のスイ・ノチング素子のストレ
ージタイムやスイッチングスピード等の関係で困難であ
るという欠点を有していた。−劣後者すなわちオン・オ
フデユーティ−制御の立場をとるものとしては、特公昭
６１−３０７９号公報がある。この方法にあっては、略
ゼロＷ近くまで出力制御を行なうことが可能であるが、
特に強出力域における負荷に対する加熱にムラが生じ、
こげついてしまうという欠点があつた。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 前記従来の技術にあっては、加熱出力を制御するため周
波数制御の立場若しくはオン・オフデユーティ−制御の
立場のいずれかをとってきたが、前者には低出力域に後
者には高出力域にそれぞれ問題を残していた。

このため本発明は、広い範囲にわたり安定な加熱が行な
えるような調理器を提供することを目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、スイッチング素子を動作させて自動発振を行
ない加熱コイルにて高周波交番磁界を発生して誘導加熱
するインバータ回路を備えた電磁調理器であって、加熱
出力を設定するための設定信号を可変制御する出力設定
部と、前記設定信号と設定レベル信号との大小を判断す
る信号比較部と、該比較部で前記設定信号が小でないと
判断されたとき前記スイッチング素子の発振周波数を可
変制御し前記設定信号が小と判断されたとき前記インバ
ータ回路のデユーティ−を可変制御して出力制御する出
力制御部とを備えたものである。

（本）作用 信号比較部としての基４電圧回路（２０）において、出
力設定部（１９）による設定信号と所定レベル信号との
大小が判断され、その結果設定信号が所定レベル信号に
比べ小でないとき設定信号に応じた信号をオンパルス幅
決定回路（１４）の比較器（４０）の基準レベルとして
いる。また設定信号が所定レベル信号より小となったと
き一定レベルの信号を基準電圧回路（２０）は出力して
オンパルス幅決定回路（１４）の比較器（４０）の基準
レベルを固定することで周波数制御の下限を規定し、デ
ユーティ−比制御回路（１８）によってインバータ回路
（１１）のオンオフデユーティ−を可変制御している。

（へ）実施例 以下本発明の一実施例について第１図〜第７図を参照し
て説明する。

り１）はプラスチック等の合成樹脂あるいは金属にて箱
体形状に形成される調理器本体であり、その上面に非磁
性耐熱絶縁部材例えばセラミックガラスで構成せる天板
（２）を配設している。（３）は本体（１）前側面ある
いは上面前部に設けられる操作部であり、電源スィッチ
（４）や「出力調節」運転や１温度調節」運転等複数の
調理モードをもち調理モードを切替える切替スイッチ（
５）及び操作スイッチ（６）が設けられている。

（１０）は電源スィッチ（４）の投入により調理器内部
の電気機械部品を作動させる電源回路、（１１）は後述
するドライブ回路（１５）からの信号に基づきスイッチ
ング素子を動作させて自励発振を行ない、加熱コイルに
て高周波交番磁界を発生させて、天板（２）上に載置き
れる金属鍋等の負荷（１２）を誘導加熱するインバータ
回路である。（１３）はインバータ回路（１１）に自励
発振を行なわせるためのタイミングパルスを発生する発
振回路、（１４）は発振回路（１３）からのタイミング
パルスと後述する出方制御回路（１６）の出力１コ基づ
いてスイッチング素子の導通時間を決定するオンパルス
幅決定回路、（１５）はオンパルス幅決定回路（１４）
の出力信号を増幅してスイッチング素子を作動させるド
ライブ回路である。

次に出力制御回路（１６）について詳述する０本発明に
おける出力制御回路（１６）は、大きく２つに分割する
ことができ、一方を出力設定回路（１７）、他方をデユ
ーティ−比制御回路（１８）とし、両者（１７）（１８
）によってパルス幅決定回路（１４）の出力すなわちス
イッチング素子のｏｎパルス幅を決定するための基準レ
ベルを制御する。

まず出力設定回路（１７）について説明するが、加熱出
力を設定するための設定信号を送出する出力設定部（１
９）と、設定信号と所定レベル信号との大小を判断する
信号比較部としての基準電圧回路（２０）とから成って
おり、出力設定部（１９）は直流電圧ＶＤＤ−抵抗（３
０）−可変抵抗（３１）−抵抗（３２）−７’　−スの
直列回路にて構成され、可変抵抗（３１）は電源スィッ
チ（４）と操作スイッチ（６）とを兼用せる操作レバー
に連動するものである。尚、この出力設定部（１９）は
説明生簡略化するため操作レバーにて設定を行なう場合
について示しであるが、別設これに限定されるものでは
なく、例えばタッチスイッチにて出力設定するもの（第
２図参照）にあっては、この出力設定部の信号としてタ
ッチスイッチ操作に基づいて作成される階段状波形を利
用すればよい。また基準電圧回路（２０）は可変抵抗（
３１）のスライド端子部（Ａ）を抵抗（３３）を介して
トランジスタ（３４）のベースに接続し、エミッタは抵
抗（３５）を介して接地きれ、コレクタは直流電源ＶＤ
Ｄに接続しておく。またコレクタ・エミッタ間にはツェ
ナーダイオード（３６）を接続させ、エミッタをオンパ
ルス幅決定回路（１４）の比較器（４０）の■個入力端
に接続しておく。そしてこの基準電圧回路（２０）はＡ
点に出力される設定信号が所定レベル信号に比べ小でな
いと判断したとき、設定信号に応じた電圧信号を送出し
、オンパルス幅決定回路（１４）の基準レベルとなし、
設定信号が所定レベル信号に比べ／Ｊ％であると判断し
たときに、一定レベルの電圧信号を送出してオンパルス
幅決定回路（１４）の基準レベルを固定する。

他方デユーティ−比制御回路（１８〉は−周期が上昇す
る部分と下降する部分とに分けられる比較信号を周期的
に連続して送出する信号発生回路例えば鋸歯状波発生回
路（２１）と、デユーティ−比設定部（２２）とから構
成されており、デユーティ−比設定部（２２）は鋸歯状
波発生回路（２１〉の出力を比較器（３７）のｅ個入力
端に入力し、（Ａ）点の信号を抵抗（３８）を介して■
個入力端に入力している。この比較器（３７〉の出力端
がオンパルス幅決定回路（１４）に接続されている。モ
してデユーティ−比設定部（２２）は出力設定部＜１９
）にて出力される設定信号が所定レベル信号に比べ小で
ないときインバータ回路（１１）を連続発振させ、設定
信号が所定レベル信号より小のときに鋸歯状波発生回路
（２１）より出力される比較信号と設定信号との両者に
基づいてインバータ回路（１１）の発振・非発振の比を
制御するものである。詳述すれば、比較器（３７）から
高レベル信号が出力されているとき（設定信号が所定レ
ベル信号より小であるときと比較信号が設定信号未満の
ときとの期間中）オンパルス幅決定回路（１４）には影
響を与えず、インバータ回路（１１）は基準電圧回路り
２０）の出力信号に基づいたオンパルス幅決定回路（１
４）のオンパルスによって発振し、比較器（３７）から
低レベル信号が出力される期間（比較信号が設定信号以
上となる期間に相当）オンパルス幅決定回路（１４）か
らオンパルスが送出しないようにしてインバータ回路（
１１）の発振を停止させて、オンオフデユーティ−によ
る出力制御を行なう。

さて、オンパルス幅決定回路（１４）であるが、発振回
路（１３）の出力をコンデンサ（３９）を介して比較器
（４０）のｅ個入力端へ入力する。またｅ個入力端は抵
抗（４１）及びダイオード（４２）を夫々介し−てｖＤ
Ｉ）に接続し、■個入力端はコンデンサ（４３）を介し
て接地するとともに、デユーティ−比設定部（２２）及
び基準電圧回路（２０）に接続しておく。そして、比較
器（４０）が基準電圧回路（２０）の出力信号と発振回
路（１３）のタイミングパルスとによってオンパルス幅
を決めオンパルスを送出する。ただし、デユーティ−比
設定部（２２）より低レベル信号が入力している期間は
オンパルスの送出が停止する。またオンパルス幅決定回
路（１４）とデユーティ−比制御回路（１８）とから出
力制御部を構成している。

本発明の構成は以上の如くであって、以下その動作を説
明する。まず電源スィッチ（４）を投入することにより
、（図示していないが）ファンモータが駆動して調理器
本体（１）内の冷却が開始するとともに、直流電圧ｖ０
が電源回路（１０）より送出される。そこで、天板（２
）上には適切な負荷（１２）が載置されているものとし
て説明を続ける。

いま、操作部（３）における操作で「出力調節」の調理
モードを選択し、その出力調節を最大に設定したものと
仮定する（第１図においては、可変抵抗（３１）の抵抗
値を最大にしてＡ点の電位を最大に設定する）。このと
き、Ａ点の電位は出力調節運転を行なう中で最大（第４
図点Ｃ参照）であるためデユーティ−比制御回路（１８
）の比較器（３７）の出力は常に高レベル信号となって
、オンパルス幅決定回路（１４）には影響を及ぼさない
（すなわちオンオフデユーティ−比は１である）。一方
Ａ点の電位は制御範囲内で最大であり、このＡ点の電位
を■あとすると、ＶＡが所定レベル信号に比べ小でない
すなわちｖＡ≧ｖｔ＋ｏ　　Ｖ２＋　ｏ　、　ｓ　ＣＶ
　ｌ）　（Ｖ２はツェナーダイオードのツェナー電圧）
を満足するためトランジスタ（３４）が導通状態となっ
て、Ｂ点の電位ｖ　ｅ　（以後この点の電位をｖｅとす
る）がＶｍ−ＶＡ−０，６（Ｖ）となる。すなわち、操
作部（３）操作に基づいて出力設定部（１９）より出力
されるＡ点の電位ｖＡが、ＹＡ≧ＶＤＤ　　Ｖｚ＋　０
　。

６〔Ｖ〕を満足する範囲内で可変されていれば、Ｖ、＝
Ｖえ−０，６［Ｖ）という電位がＢ点に出力される。こ
のときＶｌｌが比較器（４０）の■側に入力きれており
、このｖ３と、発振回路（１３）のタイミングパルスを
オンパルス幅決定回路（１４）の時定数回路（第１図に
おけるコンデンサ（３９）と抵抗（４１））を経て波形
整形したものとの比較でオンパルス幅を決定する。した
がって、いまｖＡが最大であるためｖ８も最大となり、
比較器（４０）より出力きれるパルスの幅も制御範囲内
で最大なものとなる。この出力パルスがドライブ回路（
１５）にて増幅されて、インバータ回路（１１）のスイ
ッチング素子を駆動するが、このパルス幅が大きければ
大きいほどスイッチング素子の発振周波数は低くなって
加熱コイルによる加熱出力が大きくなるものであり、パ
ルス幅が最大であるため加熱出力は最大に設定きれるこ
ととなる。

そして、操作部（３）における操作により、設定出力を
最大から徐々に低下させてＡ点の電位■４を低下させる
と（第４図において点Ｃから点Ｆまで参照）、オンパル
ス幅決定回路（１４）の出力パルス幅も徐々に小さくな
り、インバータ回路（１１）のスイッチング素子の発振
周波数が徐々に高くなって加熱出力が徐々に低下するこ
ととなる（ただし、ＶＡ≧ＶＤＤ　　ＶＺ＋０．６　を
満足スル範囲内下限る。第５図参照）。またこの範囲内
においては、デユーティ−比制御回路（１８）の比較器
（３７）の出力は常に高レベル信号となって、オンパル
ス幅決定回路（１４）には影舌を及ぼきない（すなわち
オンオフデユーティ−比は１である）。

さて、操作部（３）操作に基づいた出力設定部（１９）
による設定状態が、ＶＡ≧ＶＤＤ　　ＶＺ＋　０　、６
を満足しなくなると、すなわちｖＡが所定レベル信号よ
り小イイかえればＶＡ＜ＶＤＤ　　ＶＺ＋０．６　とな
る範囲まで低下すると、基準電圧回路（２０）のトラン
ジスタ（３４）が非導通となってＢ点の電位Ｖ。

はＶｓ”ＶｏＤ−Ｖｚという一定の値に固定される（こ
の固定されるときの設定出力が周波数制御の方式で十分
に安定して得られる出力例えば約２００Ｗ程度になるよ
うにｖ２の値を決めておく。第４図点Ｆ）。■、が一定
値に固定きれると、オンパルス幅決定回路（１４）の出
力パルス幅も設定範囲内で最小になり、以後操作部（３
）を操作して設定出力を周波数制御によって低下させよ
うとしてもこのパルス幅は変化しないため、周波数制御
による下限がこのパルス幅で決定される。一方、デユー
ティ−比制御回路（１８）の比較器（３７）の■側入力
端にｖＡが入力きれており、このＶＡがｖＡ＝ｖＤＩ）
−ｖ２＋０．６となった時点で鋸歯状波発生回路（２１
）より出力される鋸歯状波の尖頭点と交差するようにし
ておけば、ｖＡがＶ　Ａ＜　Ｖ　ｏ　ｏ　　Ｖ　ｚ　＋
０．６の範囲内で比較器（３７）の出力が零レベルすな
わち低レベルになる期間を設定できる。すなわち第７図
に示したように、インバータ回路（１１）の自励発振を
行なわすことのできる発振期間ＴＡと自励発振を停止さ
せる非発振期間Ｔ、との比が、操作部（３）ノ操作によ
るＶＡ　がＶ、＜Ｖｏｏ−Ｖ、＋０．６の範囲において
のみ可変可能となり、デユーティ−比制御による加熱出
力の調節がな詐れる。例えば第７図の出力設定点Ｆ及び
点Ｇにおけるオンオフデユーティ−は第７図（ｂ）及び
（Ｃ）に示すようになる。ここで、鋸歯状波の発生周期
は数秒〜１０数秒のものである。

本発明は以上の如くであり、周波数制御とデユーティ−
制御の両制御方式を採用させて、低出力域から高出力域
までの広範囲にわたる出力制御が安定して行なえる。ま
た低出力域において安定した加熱出力が得られることか
ら、グツグツ煮や単なる保温、またゆっくりとした湯沸
かし等調理に利用する範囲が増える。周波数制御の下限
を出力設定部によって決める構成ではないため、操作部
はレバーであれタッチスイッチであれどちらもそのまま
適合でき構成を簡略化できる。

（ト）発明の効果 本発明は以上の如くであり、周波数制御とデユーティ−
制御の両制御方式を採用し、特に低出力域をデユーティ
−制御で作動させるようにし、低出力から高出力へと広
い範囲にわたる出力制御を安定に行なうことができる。

また低出力域は特に安定した出力可変が行なえることか
ら、グツグツ煮や単なる保温等調理の領域を増やすこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の一実施例を示し、第１図は要部電気回路
図、第２図は調理器の外観斜視図、第３図は電気ブロッ
ク図、第４図は設定部の設定状態に対応するＡ点及びＢ
点の出力電圧図、第５図及び第６ｒｙＪは出力設定回路
の動作波形図、第７図はデユーティ−比制御回路の動作
波形図である。 （１１）・・・インバータ回路、（１４）・・・オンパ
ルス幅決定回路、　（１８）・・・デユーティ−比制御
回路、（１９）・・・出力設定部、　（２０）・・・基
準電圧回路（信号比較部）。 二やみ１傍（り簀 第２図 第４図 ＋１＼−祐１＆用本４匁−入 九−ｎｏＨＢｐ　　、＋〜 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、スイッチング素子を動作させて自励発振を行ない加
   熱コイルにて高周波交番磁界を発生して誘導加熱するイ
   ンバータ回路を備えた電磁調理器に於いて、加熱出力を
   設定するための設定信号を可変制御する出力設定部と、
   前記設定信号と設定レベル信号との大小を判断する信号
   比較部と、該比較部で前記設定信号が小でないと判断さ
   れたとき前記スイッチング素子の発振周波数を可変制御
   し前記設定信号が小と判断されたとき前記インバータ回
   路のデューティーを可変制御して出力制御する出力制御
   部とを備えたことを特徴とする電磁調理器。