JPS6112639B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、誘導加熱調理器に関する。

誘導加熱調理器は、商用交流電源を整流して脈
流等直流電圧に変換し、この直流電源によりイン
バータを約20〜40KHz程度の高周波数にて発振
させ、これにより発生する高周波交番電流を誘導
加熱コイルに加えて磁界を発生させこの磁界を誘
導加熱コイルに近接して配置した鉄系金属よりな
る調理鍋に加えてこれを誘導加熱するものであ
る。

第１図は、この種調理器のインバータを含む主
回路を示し、１は、交流電源、２は電源スイツ
チ、３は、整流回路、４，５は、チヨークコイル
および平滑コンデンサで高周波濾波回路を構成し
ている。６はインバータで誘導加熱コイル７、共
振コンデンサ８、ダンパーダイオード９およびス
イツチング素子１０よりなる。スイツチング素子
１０としては、トランジスタ、GTO（ゲートタ
ーンオフ）サイリスタ等半導体スイツチング素子
が使用される。CTは、入力電流を検知するカレ
ント・トランス、１１は調理鍋である。第２図
は、かかる主回路１２を駆動・制御する回路ブロ
ツク図で、１３は、インバータ発振起動信号を与
える起動信号発生回路、１４は無負荷、小物負荷
と適性負荷の判別を行なう負荷検知回路、１５は
自励発振を行なう際のオン信号発生回路で、オフ
状態にあるスイツチング素子１０にオン信号を与
えこれを導通させる。１６は、主回路１２への入
力電流をカレント・トランスCTにて検知し、予
め設定された値と比較して入力電力を制御する入
力電力設定回路、１７は、入力電力設定回路１６
からの出力を受けて、発振周波数が設定電力に対
応する周波数となるよう、スイツチング素子１０
のオフ時期を決定する周波数制御回路で、スイツ
チング素子１０のオフ信号を発生する。１８は負
荷検知回路１４にて無負荷、不適性負荷若しくは
小物負荷が検知されたとき作動し、次段のナンド
ゲート１９を禁止するラツチ回路で、このラツチ
回路１９は起動信号入力により解除される。２０
は波形整形回路、２１はスイツチング素子のゲー
ト駆動回路である。しかしていま起動信号が発せ
られると、この起動信号は波形整形回路２０、ゲ
ート駆動回路２１を経て主回路１２のスイツチン
グ素子１０のゲートへ加わりこれを導通し、イン
バータ６の発振を開始する。スイツチング素子１
０が導通し、負荷へ電力が供給され始めると、そ
の入力電流はカレント・トランスCTを介して入
力電力設定回路１６へ加えられ、周波数値に対応
した所予の電圧レベルと比較され、これに一致す
るよう周波数制御回路１７にて周波数制御され
る。この周波数制御はスイツチング素子１０の導
通期間を変化させることにより行なわれる。負荷
が小物負荷である場合、負荷検知回路１４がはた
らきラツチ回路１８をセツトする。それ故、ナン
ドゲート１９は禁止され、オン信号発生回路１５
より発せられたオン信号は、波形整形回路２０へ
伝わらず、発振は停止する。

このような構成の調理器にあつては、負荷に数
KWの電力が加わるため、インバータ６には数
10Aの高周波電流が流れ、スイツチング素子１０
の熱的破壊の原因となつている。特にインバータ
６の発振起動時には、第５図ロ波形E′（スイツ
チング素子オフ信号）およびＩ_L′（負荷電流）に
示す如く、スイツチング素子１０に流れる電流が
大きくなり、そのピークは約60A以上に達する。
これは、起動時は、負荷電流は、０点からT₀時
間流れるのに対し、他の期間では、負の位置から
T₀時間流れるためである。したがつて第５図ロ
に示す波形のように起動時０点よりT₀時間流れ
るためそのピークが60数Ａと大きくなり、その逆
方向電流もまた大きく、負の期間が長くなり、そ
れ故再び正側に現れるピーク値も小さくなる。こ
のような起動時に現われる異常な大電流およびこ
れに続く小電流は起動音発生の原因となつてい
る。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、第３図に示す如く、起動保護回路２２
を設け、起動直後は、スイツチング素子１０のオ
ン期間を強制的に短かくし、素子１０に過大電流
が流れるのを阻止したものである。以下第４図お
よび第５図イに基き本発明実施例を説明する。２
２は起動保護回路で、起動信号発生回路１３より
発せられる起動信号Ａが、コンデンサ２３、抵抗
２４よりなる微分回路を経てトランジスタ２５の
ベースに加えられる。したがつて、トランジスタ
２５のコレクタには起動信号発生直後、“Ｈ”レ
ベル信号Ｂが現われる。一方周波数制御回路１７
は、比較回路２６を備え、その入力端子には入
力電力設定回路１６からの信号が電圧レベル信号
として与えられる。すなわち入力電力設定回路１
６は、設定された入力に応じて出力時間幅を変え
られたパルス信号を出力し、このパルス信号は、
抵抗２７，２８，２９、コンデンサ３０よりなる
積分回路を経て電位レベル信号に変換され、分割
抵抗３１，３２にて分割され、基準レベル信号と
して比較回路２６の入力端子へ入力する。ここ
で分割抵抗３１，３２は入力電力設定回路１６か
ら出力が発せられていないとき発振周波数が約
20KHz以下に下らないよう、比較回路２６の基
準レベルを保持するものであり、これにより可聴
音ノイズの発生が阻止される。比較回路２６の
入力端子は、また抵抗３３およびダイオード３４
を介して起動信号発生回路１３に接続され、起動
信号Ａが与えられる。したがつて“Ｌ”レベルの
起動信号発生期間中は、基準レベル信号Ｃは僅か
低下させられることとなる。

比較回路２６の入力端子には、抵抗３５およ
びコンデンサ３６よりなる時定数回路３７の出力
が加えられる。コンデンサ３６には、並列にトラ
ンジスタ３８が接続されており、このトランジス
タ３８のベースには波形整形回路２０より、約20
〜40KHzのインバータ発振周波数に同期したパ
ルス信号が加えられているから、同周波数にてオ
ン・オフを繰返す。したがつて時定数回路３７出
力は、波形Ｄに示す鋸歯状波となり、これが基準
レベルに達した時、比較回路２６は、“Ｌ”レベ
ルパルスＥを発生し、これがスイツチング素子１
０オフ信号として波形整形回路２０へ加えられ
る。

かかる構成において、まず起動信号Ａが出力す
ると、この出力期間中比較回路２６入力端子の
基準レベル信号Ｃは、僅か低いレベルに保持され
る。一方起動信号立下りに同期して出力されるト
ランジスタ２５の“Ｈ”レベル信号は、抵抗３５
に新たに抵抗３９を付加し、時定数回路３７の時
定数を下げるべく作用する。それ故、コンデンサ
３６への充電が加速され、その出力は短期間T₀
で基準レベルに達し、オフ信号Ｅを出力する。ト
ランジスタ２５の出力Ｂは、次の高周波発振サイ
クルには、“Ｌ”レベルとなつているから、抵抗
３９は遮断され、時定数は元の状態に戻る。それ
故前回よりやゝ長い時間かかつてコンデンサ３６
が充電される。このとき基準レベルに達するまで
の期間t₀′は、前回の期間t₀よりも長い。起動信号
Ａの出力がオフとなると、基準レベルＣが上昇す
るから、コンデンサ３６の充電々荷が基準レベル
に達するには、さらに長い時間を要し、この期間
T₀″は、一層長くなり、これらの期間の大小関係
はT₀＜T₀′＜T₀″となる。波形Ｉ_Lは、誘導加熱コ
イル７に流れる負荷電流を示し、起動初期には、
その値は約40Aとすることができ、これは、正常
発振時の電流約50Aより一段と低く抑えられてい
ることが判る。

以上のように本発明誘導加熱調理器は、インバ
ータ発振起動時、スイツチング素子導通期間を、
予め設定した入力電力レベルに対応する期間より
も短かくするものであるから、起動時スイツチン
グ素子に異常な大電流が流れることを阻止でき、
素子の発熱による破壊、劣化等を防止でき、調理
器の信頼性および安全性の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、誘導加熱調理器におけるインバータ
を含む主回路の一般的な回路図、第２図は制御部
を含むブロツク図、第３図は本発明実施例ブロツ
ク図、第４図は要部回路図、第５図イ，ロは波形
図である。 ６……インバータ、１２……主回路、１７……
周波数制御回路、２２……起動保護回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 誘導加熱コイルおよびスイツチング素子を含
   む高周波インバータ、上記スイツチング素子に起
   動信号を与えこれをオンとする起動信号発生回
   路、設定入力に応じたレベル信号を基準入力端子
   に、インバータ発振周波数に同期して充放電を繰
   り返す時定数回路出力を信号入力端子にそれぞれ
   入力する比較回路を有し、時定数回路出力が基準
   レベルに達したときスイツチング素子オフ信号を
   出力する周波数制御回路、起動信号発生時上記基
   準レベルを低下させるとともに上記時定数回路の
   時定数を低下させる起動保護回路、スイツチング
   素子オフ後インバータの共振状態を検知して上記
   スイツチング素子にオン信号を与えるオン信号発
   生回路を備え、インバータ発振起動直後は、入力
   を低下させたことを特徴とする誘導加熱調理器。