JPS6398994A - 誘導加熱装置 - 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 本発明は家庭用誘導加熱調理器として利用される誘導加
熱装置に関する。

口）従来の技術 家庭用誘導加熱調理器として使用される誘導加熱装置は
、第９図のように商用交流（１〉を余波整流して成る全
波整流回路（２）にチョークコイル（３）、バイパスフ
ンデンサ（４）を介して結ばれた誘導加熱コイル（５）
と、この誘導加熱コイルとともに共振回路を形成する共
振コンデンサ（６）と、上記誘導加熱コイル（５）に励
振電流を生成するだめのスイッチング素子（７）と、こ
のスイッチング素子（７）に逆並列に接続されたダイオ
ード（８）とから成り、上記スイッチング素子（７）を
ＯＮ、ＯＦＦさせて上記共振回路に共振を流を生成し、
誘導加熱コイル（５）で高周波交番磁界を発生させて、
加熱コイル（５）に近接配置された被加熱物調理具を誘
導加熱するものである。

このような誘導加熱調理器において、入力１力の制御は
交流人力１流をカレントトランス（ＣＴυで検知し、こ
れが予め設定きれた設定レベルに等しくなるように制御
回路（９）でスイッチング素子の０８時間を制御するよ
うにしていた。

こうした誘導加熱装置は例えは特開昭５４−４８３４６
号に開示されている。

また、このような誘導加熱調理器は入力電力制御用のカ
レントトランス（ｃ’ｒ＋）の他にスイッチング素子（
７）に流れる電流を検知するカレントトランス（Ｃｒ２
）を設（す、このカレントトランス（Ｃｒ２）で過１ｔ
ｔＩＥが検知されたとき、スイッチング素子（７）の動
作を停止させるようにしていた。

ハ）発明が解決しようとする問題点 このような入力制御の誘導加熱装置では全波整流回路の
一次側に入力を流を検出するカレントトランスを設けな
ければならなかった。このため、誘導加熱装置を複数個
有する誘導加熱調理器では全波ＬＩ！ｉ流回路を各加熱
日毎に設けなければならず調理器の小型化を阻むもので
あった。

また、単口の誘導加熱装置では全波整流回路の１次個に
入力電力制御用のカレントトランスを設けるとともに、
全波１１ｉ流回路の２次側にスイッチング素子の過電流
を検出するカレンｌ−トランスを設けなければならなか
った。

二）　問題点を解決するための手段 本発明はこのような点に鑑みて為されたものであって、
スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出手段
と、レベル設定を行うレベル設定手段と、上記電流検出
手段の検出レベルがレベル設定手段での設定と等しくな
るようスイッチング素子の０８時間を調節するＯＮ時間
制御回路と、上記スイッチング素子のＯＦＦ時間長を検
出して上記０８時間を補正する補正回路と、を有してい
る。

ホ）作用 スイッチング素子の０８時間に比例して、被加熱物負荷
に入力される入力電力は変化するが、その変化率は負荷
の形状、材質に応じて異なる。このような形状、材質の
差は加熱コイルの等価インダクタンスとして表われる０
本発明では、スイッチング素子電流が設定レベルに等し
くなるようスイッチング素子の０８時間を調整するとと
もに、誘導加熱コイルと共振コンデンサでの共振期間に
対応するスイッチング素子のＯＦＦ期間を検出し、上記
誘導加熱コイルの等価インダクタンスの情報を抽出して
これに応じてスイッチング素子の０８時間が補正され、
負荷の差による入力電力差が暑正される。

くべ）　実施例 第２図は本発明誘導加熱装置の回路ブロック図、第１図
は本発明誘導加熱装置の制御回路の回路図であって第９
図と同一部分には同一符号を付している。これ等の図に
おいて、（１０）はカレントトランス（Ｃｒ２）からの
検出信号を整流平滑する整流平滑手段、（１１）は上記
スイッチング素子（７）の電流レベルを設定するレベル
設定手段を示し、可変抵抗（ＶＨ２）によりそのレベル
が１１！！される。　（１２）はこのレベル設定手段（
１１）のレベルと、ｔｉ平滑回路（１０）の出力レベル
を比較する比較器であって、その出力は抵抗（１３）（
１４）コンデンサ（１５）から成る積分回路で積分され
る。　（１６）はスイッチング素子（７）のコレクタが
十分低下したことを検知してその出力が立ち下がるＯＮ
タイミング検知回回路示し、その後は時間とともに出力
が立ち上がる。　（１７）は上記コンデンサ（１５）レ
ベルとＯＮタイミング検知回路（１６）出力を比較する
比較器であって、その出力はスイッチング素子（７）の
ＯＮ、ＯＦＦ信号となる。（８）は上って比較器（１７
）出力を反転するインバータ、〈１９）は抵抗〈２０）
（２１）とともに積分回路を構成するコンデンサを示し
、比較器（１７）からの出力が“Ｌ″レベルとき、即ち
スイッチング素子（７）がＯＦＦのとき、コンデンサ（
１９）への充電が為される。　（２２）は上記コンデン
サ（１９）のレベルと、抵抗（２３）（２４）で設定さ
れる所定電圧レベルを比較する比較器を示し、その出力
は抵抗（２５）を介してコンデンサ（１５）に結ばれて
いてコンデンサ（１５）の電圧レベルを調整するように
なっている。　（２６＞はスイッチング素子（７）に流
れる電流のピークを検出するピーク検出回路、（２７）
はこのピーク検出回路（２６）の信号と抵抗（２８）（
２９）で決められる所定レベルとを比較する比較器であ
って、その出力はダイオード（３０）、抵抗（３１）を
介して上記コンデンナ（１５）に結ばれていてこのコン
デンサ（１５）のレベルを調整するようになっている。

このような誘導加熱装置において、スイッチング素子（
７）のＯＮ、ＯＦＦはコンデンサ（１５）とＯＮタイミ
ング検知回路（１６）の出力の比較により行なわれる。

これは、次のような動作で行なわれる。ＯＮタイミング
検知回路（１６）がタイミングを検知すると、その出力
は一旦低下拵せられ、比較器（１７）出力は“Ｈ”にな
りスイッチング素子（７）はＯＮされる。その後ＯＮタ
イミング検知回路（１６）は徐々に立ち上がり、コンデ
ンサ（１５〉レベルを越えると比較回路（１７）出力は
′Ｌ”になり、スイッチング素子（７）がＯＦＦされ、
加熱コイル（５）と共振コンデンサ（６〉による共振が
始まる。

この共振によりスイッチング素子（７）端子間電圧が一
旦立ち上がった後、立ら下がる。このスイッチング素子
（７）端子間電圧の立ち下がりを検知してＯＮタイミン
グ検知回路（１６）はその出力を低下し、比較回路（１
７）出力が“Ｈ”レベルになり、スイッチング素子（７
）は再度ＯＮされ、ＯＮ、ＯＦＦ動作が続けられる。こ
れかられかるように、スイッチング素子（７）の０８時
間はコンデンサ（１５〉の保持電圧により決められる。

ところで、スイッチング素子〈７）に流れる電流はカレ
ントトランス（ＣＴｚ）で検知され、それが整流平滑回
路（１０）で整流平滑され、比較器（１２）へ与えられ
る。比較器（１２）はレベル設定手段（１１）出力と上
記整流平滑回路（１０〉出力を比較してレベル設定手段
（１１）出力に整流平滑回路（１０）出力が等しくなる
ようコンデンサ（１５）の充電々圧を調整きれる。尚、
カレントトランス（ＣＴＣ）出力（Ｗｆ’＋）、を流平
滑回路（１０）出力（Ｗｆｚ）、及びインバータ〈１８
）出力（Ｗｆ’り）を第３図に示す。

また、こうした誘導加熱装置では抵抗器（１７）からの
ＯＮ、ＯＦＦ信号はインバータ（１８）で反転され、上
記第３図の（Ｗ　ｆ’　りのようになり、スイッチング
素子〈７）のＯＦＦ期間に応じたレベルがコンデンサ（
１９）で保持され、この電圧が所定より低くなると、比
較器（２２）から“Ｌ”レベル信号が出力されてコンデ
ンサ（１５）が負イ則に引かれて、スイッチング素子（
７）の０８時間が低下するよう作用する。

他方、カレントトランス（ＣＴｚ）からの信号のピーク
がピーク検出回路（２６）で検出され、比較器（２７）
でこのピーク検出回路（２６）出力が所定レベルを越え
たとき、ダイオード（３０）及び抵抗（３１）を介して
コンデンサ（１５）電圧を放電せしめる。尚、このとき
のピーク検出回路（２６）の出力（ｗｒＪ及びコンパレ
ータ（２７）出力及び（Ｗｆ’ｓ）を第４図に示す。

第５図は本発明誘導加熱装置の制御回路の他の実施例を
示す回路図であって、第１図と同一部分には同一符号を
付しである。即ち、この回路ではフンパレータ（１７）
からのＯＮ、ＯＦＦ信号の立ら下がりに同期した信号が
コンデンサ（３２）及び抵抗（３３）（３４）から成る
微分回路〈３５）で生成され、これがインバータ（３６
）を介して反転されてコンデンサ（３７）のレベルを増
加させるようにしている。そして、このコンデンサ（３
７）レベルはレベル設定手段（１１）で設定されるレベ
ルと比較器（３８）で比較きれ、その出力により、ＯＮ
期間を決めるコンデンサク１５）のレベルをｆｆ１ｔす
るようになっている。

従っ℃、スイッチング素子（７）に所定のｉ５流を流す
よう制御した場合、鉄系の負荷のときは、加熱コイル（
５）の等価インダクタンス及び等価抵抗は比較的大きく
、そのＯＮ＃間は長くなり比較器（１７）出力（Ｗｆｅ
）は第６図のようにＯＮ信号及びＯＦＦ信号時間は長く
なって、微分回路（３５）、インバータ（３６）を介し
てコンデンサ（３７）へ与えられる充電信号（Ｗ　ｆ　
７）の発生は少い、このためコンデンサ（３７）の充電
レベルは第８図の実線のようにレベル設定手段（１１）
のレベルより低く、比較器（３８）ノ出力は′Ｈ”レベ
ルに保たれる。

これに対し、ステンレス系の負荷であるときは、加熱コ
イル（５）の等価インダクタンス及び等価抵抗は比較的
小さく、その０８時間は鉄系負荷に対して短かくなり、
比較器（１７）出力（Ｗ　ｆ”　ｓ）は第７図点線のよ
うにＯＮ信号及びＯＦＦ信号時間は短くなって、微分回
路（３５）、インバータ（３６）を介してコンデンサ（
３７）へ与えられる充電信号（Ｗ　！　’　７）の発生
は多くなる。このため、コンデンサ（３７）の充電レベ
ルは第７図１点鎖線のようにレベル設定手段（１１）出
力より高くなろうとし、比較器（３８）の出力は′Ｌ”
レベルになる。これにより、コンデンサ（１５〉の充電
レベルは低下し、ＯＮ、ＯＦＦ信号の周期はさらに高（
なろうとする、然し乍ら、コンデンサ（１５）の充電レ
ベルが低くなってスイッチング素子（７）の電流が少く
なるとカレントトランス（ＣＴＣ）で検出移れる電流が
少くなり、比較器（１２）の出力は“Ｈ”にされる。

即ち、コンデンサ（１５）のレベルは比較器（１２）の
出力と比較器（３８）の出力のつりおいのレベルに保持
される。

（ト）　発明の効果 以上述べた如く、本発明誘導加熱装置ではカレントトラ
ンスを入力電力制御とスイッチング素子の過電流保護と
の両方に利用出来る。また、多口誘導加熱調理器を構成
する場合、交流入力を流を検知しないので、全波整流回
路やバイパスコンデンサを各々共通にした状態で各日毎
に入力電力制御が行える。従って、誘導加熱装置の小型
化、軽量化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明誘導加熱装置の制御回路図、第２図は本
発明誘導加熱装置の回路ブロック図、第３図、第４図は
本発明誘導加熱装置の動作を示す動作波形図、第５図は
本発明誘導加熱装置の制御回路の他の実施例奢示す回路
図、第６図乃至第８図は第５図の回路の動作を示を動作
波形図、第９図は従来の誘導加熱装置のブロック図であ
る。 （１）・・・商用交流、（２）・・・全波を流回路、（
３）・・・チョークコイル、（４）・・・バイパスコン
デンサ、（５）・・・誘導加熱コイル、（６）・・・共
振コンデンサ、（７）・・・スイッチング素子、（９）
・・・制御回路、（１０）・・・整流平滑手段、〈１１
）・・・レベル設定手段、（１２〉（１７）（１８）（
２７）（３８）・・・比較器、（１５）（１９）（３２
）（３７）・・・コンデンサ、　（１６）・・・ＯＮタ
イミング検知回路、（１８）（３６）・・・インバータ
、（２６）・・・ピーク検出回路、（３０）・・・ダイ
オード、（３５）・・・微分回路、（ＣＴＩ）（ＣＴａ
）・・・カレントトランス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）直流電源に結ばれた誘導加熱コイルと、この誘導加
   熱コイルとともに共振回路を形成する共振コンデンサと
   、上記誘導加熱コイルに共振電流を生成するためのスイ
   ッチング素子とから成り、上記スイッチング素子をＯＮ
   、ＯＦＦさせて上記共振回路に共振電流を生成して成る
   誘導加熱装置においてこのスイッチング素子に流れる電
   流を検出する電流検出手段と、レベル設定を行うレベル
   設定手段と、上記電流検出手段の検出レベルがレベル設
   定手段での設定と等しくなるようスイッチング素子のＯ
   Ｎ時間を調節するＯＮ時間制御回路と、上記スイッチン
   グ素子のＯＦＦ時間長を検出して上記ＯＮ時間制御回路
   でのＯＮ時間を補正する補正回路と、を有して成る誘導
   加熱装置。