JPS6310551B2 - - 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は第１図のよう
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
と第１のフイルタコンデンサ５の直列回路が接続
され、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の逆並列回路の
直列回路が接続されている。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は高周波磁界を発生し、この上
に載置された鍋に渦電流を発生させジユール熱を
発生させる。また前記構成のチヨークコイル４、
加熱コイル６、コンデンサ５，７、トランジスタ
８及びダイオード９は周波数変換装置１０を構成
している。

周波数変換装置１０からの高周波雑音が電源へ
流出するのを軽減するために第２のフイルタコン
デンサ１１が整流器３の出力端子に接続されてい
る。

トランジスタ８に周期的な駆動信号を発生する
駆動回路１２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。上述の基本的な加熱動作に加えて
実際の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１２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とる
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
器が多くなつたり、スイツチングトランジスタ８
に高速のスイツチング時間が必要となつた。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。この方式の欠点と
しては、デユーテイ制御の起動時に発生する鍋音
が、毎周期の初めに周期的に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、コン
デンサ５，１１の蓄積電荷がトランジスタ８の導
通時に加熱コイル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）しているとコンデンサ１１，７は電
源１の最大値迄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使用者に供する
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第１
のフイルタコンデンサとを接続し、この第１のフ
イルタコンデンサの両端に加熱コイルと共振コン
デンサの共振回路とそれを励振する第１のスイツ
チング手段を接続し、かつ前記フイルタコンデン
サに整流素子を逆並列接続して構成した周波数変
換装置と、整流器の整流出力端子に第２のフイル
タコンデンサと第２のスイツチング手段を直列接
続したフイルタ回路と、商用電源の零電圧時点に
同期して反転し第２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、零点同期回路の出
力により第１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、この駆動回路の作動
の開始を遅延させる遅延回路とを有したものであ
る。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について添付図面をも
とに説明する。第２図は本発明の基本回路であ
り、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の整流出力端子にチヨークコイル４
と第１のフイルタコンデンサ５とを接続し、この
第１のフイルタコンデンサ５の両端に、加熱コイ
ル６と共振コンデンサ７の共振回路と、それを励
振する第１のスイツチング手段１３を接続し、か
つ、前記フイルタコンデンサ５に整流素子１４を
逆並列接続して構成した周波数変換装置１０と、
整流器３の整流出力端子に第２のフイルタコンデ
ンサ１１と第２のスイツチング手段１５を直列接
続したフイルタ回路と、商用電源１の零電圧時点
に同期して反転し、第２のスイツチング手段１５
へオン信号を供給する零点同期回路１６と、零点
同期回路１６の出力により第２のスイツチング手
段１５へオン信号を供給する駆動回路１７と、こ
の駆動回路１７の作動の開始を遅延させる遅延回
路１８とを有したものである。

次に第３図により具体回路を説明する。第１の
スイツチング手段１３はNPNトランジスタ８と
フライホイールダイオード９の逆並列接続で構成
されており、第２のスイツチング手段１５はサイ
リスタ１９とダイオード２０の逆並列接続で構成
されている。

ここでトランジスタ８やサイリスタ１９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、例えば電界効果トラン
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１６は整流器３の交流入力端子に接続
された電源トランス２１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２
２，２３によつて単相全波整流された整流出力は
分圧抵抗２４，２５によつて分圧された後、トラ
ンジスタ２６のベースに接続されている。又、ダ
イオード２２，２３のカソード端子には、さらに
ダイオード２７と平滑コンデンサ２８が接続され
ており、その平滑された直流電圧は抵抗２９とゼ
ナダイオード３０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２６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３１（例えば日本電気(株)製のNPD4013など、
以下Ｄ−Ｆ／Ｆと略す。）のクロツク入力端CKに
接続され、又そのデータ入力端子Ｄには発振制御
スイツチ３２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／F31の出力端子Ｑから
は制限抵抗３３を介してサイリスタ１９のゲート
端子へトリガ信号が供給されると共に遅延回路１
８入力抵抗３４へ出力が供給される。

Ｄ−Ｆ／F31からの出力信号は遅延回路１８を
構成する抵抗３４とコンデンサ３５から成る積分
回路と、コンデンサ３５の端子間に接続されたゼ
ナダイオード３６とトランジスタ３７から成る電
圧検出回路に供給される。駆動回路１７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３８，３９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３８のエ
ミツタ端子はトランジスタ３７のコレクタ端子に
接続されていて、トランジスタ３７が導通するま
ではトランジスタ３８はオフしトランジスタ３９
はオンしているのでトランジスタ８にはベース電
流が供給されていず周波数変換装置１０は全く励
振されていない。トランジスタ３７がオンすると
同時にトランジスタ３９は所定の時間だけオフし
抵抗４０，４１を介してトランジスタ８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１０は励振さ
れ、加熱コイル６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１を実質的に全波整流したダイオード
２２，２３のカソード端子電圧を示す。この電圧
は抵抗２４を介してトランジスタ２６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２６がオフし、第
４図ｂの正パルスをＤ−Ｆ／F31のクロツク入力
端子CKへ毎サイクル供給している。一方、発振
制御スイツチ３２が任意の位相でオンされ第４図
ｏのように任意の繰り返し波形をＤ−Ｆ／F31の
データ入力端子Ｄ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のようにＤ−Ｆ／
F31の出力端子Ｑには出力が発生する。従つてＤ
−Ｆ／F31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
スイツチ３２で図示しているが、ここに非安定マ
ルチバイブレータのような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
波形の繰返し周期や時間比率を任意に設定するこ
とは可能である。

Ｄ−Ｆ／F31の出力（第４図ｄ）が立上がると
同時に抵抗３３を介してサイリスタ１９にゲート
電流が流れサイリスタ１９が導通する。その時、
コンデンサ５の端子電圧はまだトランジスタ８が
導通していないので第４図ｋのように、ほぼ商用
電源の最大値に等しい電圧であるが、サイリスタ
１９が導通することによりチヨークコイル４とで
直列共振回路を構成し振動する。その振動の最下
点を零近辺にすることは、その直列共振回路の損
失分が少なければ容易であるので、最下点近傍に
同期してトランジスタ８がスイツチングを開始す
れば、加熱コイル６に流れる電流は極めて低い値
から起動することが可能となり鍋の渦電流も零か
ら立上がるソフトスタートとなり鍋の音が発生し
ない。

しかし、コンデンサ５の最下点を零にする様に
チヨークコイル４やコンデンサ１１、サイリスタ
１９の回路の抵抗分を低減させた場合、バラツキ
によつてはコンデンサ５の電圧が共振により負に
なる場合が予想される。その場合、コンデンサ
５、ダイオード９、加熱コイル６の閉ループが生
じるため、トランジスタ８が導通しなくても加熱
コイル６に電流が流れ、起動前に鍋音が発生して
しまう恐れがある。それに対して本実施例ではコ
ンデンサ５に逆並列にダイオード１４を接続し逆
電圧の発生を防止している。ダイオード１４の電
流を第４図ｊに示す。このダイオード１４によ
り、コンデンサ５の電圧を完全に零（厳密には約
1V発生するがそれはダイオード９の順方向電
圧と一致するため加熱コイル６には電流が流れな
い。）にすることが出来、鍋音の発生を防止する
ことが出来る。コンデンサ５の電圧は、コンデン
サ１１により一旦零に低下するが商用電源１の電
圧が位相の進捗と共に上昇するので、第４図ｋの
ように再上昇する。Ｄ−Ｆ／F31の出力（第４図
ｄ）は抵抗３４とコンデンサ３５の積分回路に印
加され、コンデンサ３５は第４図ｅの波形とな
る。ここでゼナーダイオード３６の降伏電圧を破
線で示すと、出力トランジスタ３７は第４図ｆの
ようにオン、オフとなる。

トランジスタ３７がオンする時点を、コンデン
サ５の電圧が零から立上つた時点に設定すると、
第４図ｇのようにトランジスタ８のコレクタ電圧
は零から徐々に立上がり、結果として加熱コイル
６の電流波形（第４図ｈ）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、コンデンサ
５の端子電圧は第４図ｋのように高リツプル電圧
波形となり、同時にコンデンサ１１の電圧も第４
図ｉのように高リツプル電圧となる。従つて、Ｄ
−Ｆ／F31の出力波形の立下がりが零点に同期し
ているので、停止時にも加熱コイル６の電流とコ
ンデンサ１１の電圧も零である。このため、停止
時にも鍋音が発生せず、且つ、コンデンサ１１の
電圧も零であるので、次に起動する際に再びコン
デンサ５の電荷を移すことが出来、再起動時の鍋
音発生を防止することが出来る。このことは、連
続発振の出力より、ごくわずかだけ出力を下げた
い場合の時間比制御では発振停止サイクルが１サ
イクルの場合があり得るが、その場合でも鍋音の
発生を防止できるということである。

発明の効果 以上説明したように、本発明の誘導加熱調理器
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（時間比制御）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図は従来例の誘導加熱調理器の構成を示す
回路図、第２図は本発明の誘導加熱調理器の回路
図、第３図は同誘導加熱調理器の一実施例を示す
回路図、第４図は第３図の実施例の動作波形を示
す波形図である。 ５……第１のフイルタコンデンサ、６……加熱
コイル、１０……周波数変換装置、１１……第２
のフイルタコンデンサ、１３……第１のスイツチ
ング手段、１５……第２のスイツチング手段、１
６……零点同期回路、１７……駆動回路、１８…
…遅延回路。

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第１のフイルタコンデンサと
   を接続し、この第１のフイルタコンデンサの両端
   に、加熱コイルと共振コンデンサの共振回路とそ
   れを励振する第１のスイツチング手段を接続し、
   かつ前記第１のフイルタコンデンサに整流素子を
   逆並列接続して構成した周波数変換装置と、整流
   器の整流出力端子に第２のフイルタコンデンサと
   第２のスイツチング手段を直列接続したフイルタ
   回路と、商用電源の零電圧時点に同期して反転し
   第２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、零点同期回路の出力により第１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、この駆動回路の作動の開始を遅延さ
   せる遅延回路とを有した誘導加熱調理器。