JPS6340291A - 誘導加熱調理器 - 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 本発明は一般家庭において使用する誘導加熱調理器に関
するものである。

従来の技術 発明者らは第３図に示す誘導加熱調理器をすでに提案し
ている。第３図において、電源回路１は、直流電源２と
限流コイル３で構成しており、この電源回路１の一方の
端子に加熱コイル４の中点端子を接続している。この加
熱コイル４の両端には共振コンデンサ６を接続し、トラ
ンジスタおよび逆導通ダイオードで構成したスイッチン
グ素子６．７をそれぞれ直列に接続している。また、電
源回路１の他端はスイッチング素子６，７に接続されて
いる。制御回路８は電源回路１とスイッチング素子６．
７間に設けられた入力電力検知手段１０の検知信号と入
力電力設定手段９の設定イ直を比較し発振回路１１の発
振周波数を制御しスイッチング素子６，７のオン・オフ
を制御している。

１２は負荷の鍋である。

次に第４図を参照しながら上記構成による誘導加熱調理
器の動作を説明する。第４図は第３図に示した誘導加熱
調理器のスイッチング素子６の端予電圧ｖ１．端子電流
１１　　とスイッチング素子子の端子電圧？、’２　　
＋端子電流１２の波形図である。

０≦１＜１１においてスイッチング素子６はオフ、スイ
ッチング素子７はオンである。この期間において加熱コ
イル４と共振コンデンサ６の共振によってｖｌ　が発生
し、１　：　１１　でｖ１＝ｏ、コンデンサ電圧Ｖ。−
０となる。ｖＣ＝０となると、スイッチング素子６の逆
導通ダイオードがオンし、０〉１１となる。制御回路８
はｔｌからΔ１ａ経過したｔ２においてスイッチング素
子７をオフする。すると、今度は加熱コイル４と共振コ
ンデンサ５の共振による電圧がｖ２に発生し、ｔ３おい
てｖ２＝ＯとなりΔｔｂ経過した後、制御回路８はｔ４
でスイッチング素子６をオフする。

以上の動作を繰り返して行うことにより加熱コイル４に
高周波電流が供給され鍋１２を誘導加熱する。Δｔａ　
およびΔｔｂ　の期間はスイッチング素子６とスイッチ
ング素子７が共に導通状態である。Δ１ａ　およびΔｔ
、を長くすると入力電流工・　が増加し、加熱電力が増
加し、動作周波数　　ｎ が下がる。

制御回路８は、抵抗などによって構成した入力電力検知
手段１ｏの出力が、入力電力設定手段９による設定値と
等しくなるように発振回路１１の発振周波数を制御し、
加熱電力を制御するものである。

第６図は発明者らが提案している他の誘導加熱調理器の
回路図である。

第６図において、２１は直流電源２２と限流コイル２３
で構成した電源回路、２４は電源回路２１の一方の端子
に中点端子を接続した加熱コイル、２６は共振コンデン
サ、２６と２７はいずれもトランジスタと逆阻止ダイオ
ードで構成したスイッチング素子、２８は制御回路、２
９は入力電力設定手段である。制御回路２８は入力電力
検知手段３ｏと発振回路３１を有する。３２は負荷の鍋
である。

次に第７図を参照しながら第６図に示した誘導加熱調理
器の動作を説明する。第７図は第６図に示した誘導加熱
調理器のスイッチング素子２６の端子電圧ｖ１．電流１
１　　とスイッチング素子２７の端子電圧υ２　、電流
１２の波形図である。

Ｏ≦ｔｉｔ１においてスイッチング素子２６はオフ、ス
イッチング素子２７はオンである。この期間において加
熱コイル２４と共振コンデンサ２６の共振によってｖｌ
　が発生し、１　＝　１．　で’１）１＝ｏ。

コンデンサ電圧Ｖ。＝０となる。υ。＝０となると、ス
イッチング素子２６の逆阻止ダイオードの作用により、
ｖｌ　くｏとなる。ここで制御回路２Ｂはスイッチング
素子２６のトランジスタをオンし、ｔｌからΔ１ａ　経
過したｔ２においてスイッチング素子２７をオフする。

するとスイッチング素子２６はオン状態となり、今度は
加熱コイル２４と共振コンデンサ２６の共振による電圧
がυ２に発生し、ｔ３においてｖ２＝０となる。ここで
制御回路２８はスイッチング素子２７のトランジスタを
オンし、ｔ３からΔｔｂ　経過したｔ４においてスイッ
チング素子２６をオフする。

以上の動作を燥り返して行うことにより加熱コイル２４
に高周波電流が供給され鍋３２を誘導加熱する。Δ１ａ
およびΔｔｂを長くすると入力電流Ｉｉｎ　　が増加し
、加熱電力が増加し、動作周波数が下がる。

制御回路２８は、抵抗などによって構成した入力電力検
知手段３ｏの出力が、入力電力設定手段２９からの設定
値に等しくなるように発振回路３１の発振周波数を制御
し、加熱電力を制御するものである。

発明が解決しようとする問題点 第３図の誘導加熱調理器における動作周波数ｆと入力電
力Ｐｉｎの関係を第５図に示す。第５図においてｆｏは
、加熱コイル４と共振コンデンサ６の共振周波数でこの
周波数で動作させるとΔｔａ＝ｏ、Δｔｂ＝ｏである。

入力電力Ｐｉｎは、ｆ＜ｆ。の範囲すなわちΔｔａ≧０
．Δｔｂ≧０の範囲ではｆの増加と共に減少するが、ｆ
＞ｆｏの範囲で動作させようとすると、Δｔａく０また
はΔｔｂくｏ　となる。例えばΔｔａくＱの場合には、
１ノ、〉０でスイッチング素子らをオンしなければなら
ず、共振コンデンサ５の電荷が、スイッチング素子６の
トランジスタと、スイッチング素子７の逆導通ダイオー
ドを通って短絡され大電流が流れるため、スイッチング
素子７の電力ロスが大きくなって温度が異常に上昇した
り、破壊されることもある。従ってｆ＞ｆｏの動作は困
難であり、第５図に示すＰｉｎ１ｎｉユ　以下に入力電
力Ｐｉユを下げることができないため、使用上は弱火で
の調理ができないという問題点があった。

次に、第６図の誘導加熱調理器における動作周波数ｆと
入力電力Ｐｉｎ　の関係を第８図に示す。

第８図においてｆ。は、先の側の場合と同様加熱コイル
２４と共振コンデンサ２６の共振周波数である。入力電
力Ｐｉユは、ｆ＜ｆ。の範囲ではｆの増加と共に減少す
る。ｆ＞ｆｏの範囲で動作させると、先の例のようにス
イッチング素子に共振コンデンサの短絡電流が流れるこ
とはないが、第８図に示すようにｆの増加に伴なって再
びＰｉｎが増加するため、やはりＰｉｎｍｉユ以下の制
御を行うことができず先の例と同様の弱火での調理がで
きないという使用上の問題点がある。

本発明は、前記問題点に鑑み、前記Ｐｉｎｍｉｎ以下の
弱火を可能とし、調理性能の高い誘導加熱調理器を提供
するものである。

問題点を解決するだめの手段 この目的を達成するために本発明の誘導加熱調理器は、
直流電源と限流コイルを直列接続して構成した電源回路
と、一方の端子または中点端子を前記電源回路の一方の
端子に接続した加熱コイルと、前記加熱コイルの両端子
間に接続した共振コンデンサと、前記加熱コイルの両端
から前記電源回路の他方の端子にそれぞれ接続したスイ
ッチング素子と、入力電力設定手段と、前記スイッチン
グ素子を駆動する制御回路を有し、前記制御回路は、前
記入力電力設定手段の設定値がある値以上の場合には前
記設定値に応じて前記スイッチング素子の駆動周波数を
変化させ、前記設定値がある値以下の場合には前記設定
値に応じて加熱時間と停止時間の比を変化させる構成と
したものである。

作　　用 この構成により本発明の誘導加熱調理器は、共振周波数
における動作時よりもさらに弱火にすることが可能とな
る。従って調理性能の高い誘導加熱調理器を提供するこ
とができる。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図は本発明の一実施例における誘導加熱調理
器の回路図である。第１図において、４１は直流電源４
２と限流コイル４３で構成した電源回路、４４は電源回
路４１の一方の端子に中点端子を接続した加熱コイル、
４６は共振コンデンサ、４６と４７はいずれもトランジ
スタと逆導通ダイオードで構成したスイッチング素子、
４８は制御回路、４９は入力電力設定手段である。

制御回路４８は入力電力検知手段５０と発振回路６１と
、デユーデイ制御手段６２と、リレー６３と、電圧υＺ
を出力する直流電源５４と、比較器５６で構成している
。また入力電力設定手段４９は直流電源６ｅと可変抵抗
６７で構成している。

６０は負荷の鍋である。

発振回路６１は２つの入力端子Ａ、Ｂを有し、Ｂ端子が
ハイである場合には発振を停止し、ロウである場合にの
み発振を行う。またＡ端子に加わる電圧ｖＡＶｃよって
Δ１ａおよびΔｔｂを変化させる。すなわち’１）Ａ＝
ＯにおいてはΔ１ａ＝０゜Δｔｂ＝ｏ、ｆ＝ｆｏであり
、ｖＡが増加するに従ってΔｔａ、Δｔｂ　を増加させ
る動作を行う。

デユーティ制御手段６２は所定の周波数で発振する発振
器で、入力電力検知手段５Ｑの出力ｖＩの時間的平均値
ｖＩと、入力電力設定手段４９の出力ｖＲＯ差に応じて
出力のノ・イとロウ、の時間比を制御する動作を行う。

すなわち、ｖＩ〉ｖＲの場合にはデユーティ制御手段５
２の出力がロウの時間を短くし、ｖＩくｖＲの場合には
ロウの時間を長くする。

以上の構成において動作を説明する。電源回路４１、加
熱コイル４４．共振コンデンサ４６．スイッチング素子
４６．スイッチング素子４７ば、第３図の技術と同じ動
作をする。

ｖＲ＞ｖＺの場合には、比較器５５の出力がロウとなり
リレー５３のコイル電圧が０となり、発振回路Ｓ１の入
力端子Ａ、ＢはそれぞれＡ、、Ｂ１に接続される。Ｂ端
子がロウであるため発振回路６１は常時発振状態となり
、かつｖＲ＝υ工となるように動作周波数が制御される
。

υＲ〈υＺの場合には、比較器６６の出力がハイとなり
リレー６３のコイルに電圧が印加されるため、Ａ、Ｂば
それぞれＡ２．Ｂ２に接続される。Ａ端子がロウである
ため発振周波数はｆ。となり、デユーティ制御手段５２
の動作によってυＲ＝υ工になるように加熱時間と停止
時間の比が制御される。

従ってｖＺＯ値をｆ。で動作させた時のｖ工にすること
により、入力電力設定値に対する動作周波数ｆと平均入
力電力Ｐｉユ　の関係は第２図ａ。

ｂに示すようになる。第２図すにより明らかなように、
本実施例における誘導加熱調理器は、ｆ。

（ておける入力電力よりもさらに低い平均人力電力を得
ることができる。

なお本実施例においては、デユーティ制御と動作周波数
による制御との切り換えを、直流な源６４、比較器５６
．リレー５３によって行ったが、例えばＡ端子の電圧が
ある値以下になったことを検知してデユーティ制御に切
り換える方法なども可能である。その場合には負荷の鍋
が変わった場合でも平均入力電力Ｐｉユ　を第２図すの
ように制御することができる。

また本実施例ではスイッチング素子を逆導通形のものを
用いたが、第６図の技術にあったような逆阻止形のもの
を用いた場合如も平均入力電力Ｐｉユ　をｆ。における
入力電力以下に制御することができる。

まだ加熱コイルの中点端子がなく加熱コイルの一方の端
子に電源回路の一方の端子を接続したものに応用した場
合でも同様の効果が得られる。

発明の効果 以上の実施例からも明らかなように本発明の誘導加熱調
理器は特に、入力電力設定手段の設定値がある値以上の
場合には前記設定値に応じてスイッチング素子の駆動周
波数を変化し、前記設定値がある値以下の場合には前記
設定値に応じて加熱時間と停止時間の比を変化すること
により、平均入力電力を加熱コイルと共振コンデンサの
共振周波数における入力電力よりも小さくすることがで
きるため、弱火が可能となり調理性能が向上するという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における誘導加熱調理器の回
路図、第２図ａは第１図の誘導加熱調理器の入力電力設
定値と動作周波数の関係を示す図、第２図すは入力電力
設定値と平均入力電力の関係を示す図、第３図は発明者
らが提案している誘導加熱調理器の回路図、第４図は第
３図における技術の動作波形図、第６図は第３図におけ
る技術の動作周波数と入力電力の関係を示す図、第６図
は発明者らが提案している他の誘導加熱調理器の回路図
、第７図は第６図における技術の動作波形図、第８図は
第６図における技術の動作周波数と入力電力の関係を示
す図である。 ４２・・・・・・直流電源、４３・・・・・・限流コイ
ル、４１・・・・・・電源回路、４４・・・・・・加熱
コイル、４６・・・・・・共振コンデンサ、４６・・・
・・・スイッチング素子、４７・・・・・・スイッチン
グ素子、４９・・・・・・入力電力設定手段、４８・・
・・・・制御回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第　２　図 ＡノＪ！ノーｌシズ疋シｄ１、 第３図 第４図 Ｕ− 浮　　　　　　　　　　　　　　憾 ロ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　−）１−、−　　　　　　　　　　　　＋　　
　＋１第　７　図 玉子２７− 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電源と限流コイルを直列接続して構成した電源回路
   と、一方の端子または中点端子を前記電源回路の一方の
   端子に接続した加熱コイルと、前記加熱コイルの両端子
   間に接続した共振コンデンサと、前記加熱コイルの両端
   から前記電源回路の他方の端子にそれぞれ接続したスイ
   ッチング素子と、入力電力設定手段と、前記スイッチン
   グ素子を駆動する制御回路を有し、前記制御回路は、前
   記入力電力設定手段の設定値がある値以上の場合には前
   記設定値に応じて前記スイッチング素子の駆動周波数を
   変化させ、前記設定値がある値以下の場合には前記設定
   値に応じて加熱時間と停止時間の比を変化させる誘導加
   熱調理器。