JP2003257604A - インバータ調理器 - Google Patents

インバータ調理器

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JP2003257604A
JP2003257604A JP2002054419A JP2002054419A JP2003257604A JP 2003257604 A JP2003257604 A JP 2003257604A JP 2002054419 A JP2002054419 A JP 2002054419A JP 2002054419 A JP2002054419 A JP 2002054419A JP 2003257604 A JP2003257604 A JP 2003257604A
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Teruya Tanaka
照也 田中
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等 滝本
Hidetake Hayashi
秀竹 林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動周波数が過度に高くなったり短絡電流が
流れたりすることなく、高入力から低入力まで連続可変
できるようにする。 【解決手段】 インバータ回路34は、加熱コイル23
と共振用コンデンサ36とIGBT35a、35bとを有
して構成されている。インバータ回路34はIGBT3
5a、35bをスイッチング駆動することに基づいて高周
波電力を発生する。駆動周波数制御手段41はIGBT
35a、35bの駆動周波数を制御し、駆動パルス幅制御
手段42はIGBT35a、35bの駆動パルス幅を制御
する。そして、これら駆動周波数制御手段41及び駆動
パルス幅制御手段42により入力調整を行うようになっ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブリッジ型インバ
ータ回路を備えたインバータ調理器に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】図25には、インバー
タ調理器である電磁調理器が示されている。同図におい
て、直流電源回路1は、例えば100Vの商用交流電源
2を平滑・整流して直流電源を発生するものであり、整
流のためのダイオードブリッジ3と、平滑のためのリア
クタ4及びコンデンサ5とを備えて構成されている。前
記リアクタ4にはノイズを抑える機能もある。
【0003】インバータ回路6は、加熱コイル7と共振
用コンデンサ8とスイッチング素子9、10とを有して
構成され、各スイッチング素子9、10には、フリーホ
イールダイオード11、12が逆並列接続されている。
上記スイッチング素子9、10は駆動部13によりオン
オフされるものであり、例えば図26に示すように、デ
ッドタイムを置いて交互にオンオフさせることにより、
加熱コイル7に高周波電流を流し、鍋14を誘導加熱す
る。
【0004】上述した電磁調理器では、通常は、上記イ
ンバータ回路6のスイッチング素子9、10の駆動周波
数(オンオフ周波数)を変えることにより、入力電力4
00W〜3kWの間で連続的に入力調整が行われる構成で
ある。なお、入力電力400w未満とする場合には、イ
ンバータ回路6を断続的に運転するようにしているが、
加熱が断続となってしまう不具合があり、入力を高入力
から低入力まで連続して調整したいという要望がある。
【0005】ここで、駆動周波数変更による連続調整に
より入力電力を400W以下に調整するには、スイッチ
ング素子9、10の駆動周波数が高くなり過ぎてしま
い、これでは、スイッチング損失が増え、冷却装置が大
型化して、実用的ではない。
【0006】そこで、オンデューティー比を一義的に小
さくして(駆動パルス幅を相対的に小さくする)スイッ
チング素子9、10の駆動周波数を高入力から低入力ま
で変える方式とすると、入力電力が50W程度でも、駆
動周波数を100kHzといった高周波数にせずに済む。
【0007】しかしこの場合、逆に高入力領域では、下
アームのスイッチング素子10がオンするとき、上アー
ムのフリーホイールダイオード11の逆回復時間の間
(フリーホイールダイオードが逆導通している間)上下
短絡が発生し、上アームのスイッチング素子9がオンす
るとき、下アームのフリーホイールダイオード12の逆
回復時間の間上下短絡が発生する。このため、インバー
タ損失が増大して、短絡電流によりノイズが発生する。
【0008】図27は、上記ノイズ防止のためにスナバ
コンデンサ15aを備えたスナバ回路15を設ける構成
が考えられるが、この場合も、一定デューティー比での
駆動周波数の連続調整では、上述と同様に短絡電流が発
生する。図28には各スイッチング素子9、10のスイ
ッチングの様子とインバータ回路6に流れる電流の様子
とをモード(a)〜(j)に分けて示している。また、図
29には、各スイッチング素子9、10のオンオフの様
子(ベース電圧VGE1、VGE2)と、電流IL、電流Ic1と、
スイッチング素子10のコレクタ・エミッタ間電圧VCE2
との関係を示している。なお、この図29のタイミング
a〜jは上記各モード(a)〜(j)のタイミングに合致し
ている。
【0009】入力(入力電流IL)が大きくなると、モー
ド(i)からモード(j)に移行するときに、スナバコン
デンサ15aに充電電流が流れ、電圧が低下している途
中でスイッチング素子9がオンするため大きな短絡電流
が流れ、このスイッチング素子9を破壊するおそれがあ
る。
【0010】また、モード(d)からモード(e)に移
行するときに、スナバコンデンサ15aに充電電流が流
れ、電圧が上昇している途中にスイッチング素子10が
オンするため大きな短絡電流が流れ、このスイッチング
素子10を破壊するおそれがある。また、駆動周波数を
変えずに駆動パルス幅のみを変える方式もあるが、この
場合には高入力から低入力までカバーすることができな
いものである。
【0011】なお、駆動周波数の変更制御の場合、その
回路の特性上、インバータ回路6の発振周波数が設定値
を超えてしまうことがあり、インバータ回路6における
共振回路が誘導性から容量性に変化して回路の損失が増
えることがあった。
【0012】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、駆動周波数が過度に高くなったり短
絡電流が流れたりすることなく、高入力から低入力まで
連続可変できるインバータ調理器を提供するにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、加熱
コイルまたは高周波トランスと共振用コンデンサとスイ
ッチング素子とを有しこのスイッチング素子をスイッチ
ング駆動することに基づいて高周波電力を発生するブリ
ッジ型インバータ回路と、前記スイッチング素子の駆動
周波数を制御する駆動周波数制御手段と、前記スイッチ
ング素子の駆動パルス幅を制御する駆動パルス幅制御手
段とを備え、前記駆動周波数制御手段及び駆動パルス幅
制御手段により入力調整を行うようにしたところに特徴
を有する。
【0014】入力電力は、入力設定により変更された
り、あるいは、負荷によって変化したりする。この場
合、一定デューティー比での駆動周波数の調整のみで入
力を変更しようとすると、周波数が高くなり過ぎたり、
短絡電流が流れたりする。しかるに、この請求項1の発
明においては、前記駆動周波数制御手段及び駆動パルス
幅制御手段により入力調整を行うから、周波数が過度に
高くならずに且つ短絡電流が発生することなく入力を低
領域から高領域まで連続的に変更することが可能とな
る。
【0015】請求項2の発明は、インバータ回路の複数
のスイッチング素子に対して1つ又は複数のスナバ回路
を設けたところに特徴を有する。これにおいては、短絡
電流が発生することなく、スナバ回路によりスイッチン
グ素子の電圧の立ち上がりを緩和してスイッチング損失
を抑えることができて、効率向上に寄与できる。
【0016】請求項3の発明は、高入力領域における入
力調整を、駆動周波数制御手段による駆動周波数制御に
より行い、低入力領域における入力調整を駆動パルス幅
制御手段による駆動パルス幅制御により行うようにした
ところに特徴を有する。これにおいては、駆動周波数制
御は高入力領域を受け持つことになるから、高入力領域
から低入力領域まで受け持つ場合とは異なり、短絡電流
を発生させることなく高入力領域での入力を良好に連続
的に変更できる。また、低入力領域は駆動パルス幅制御
により受け持つので、適正な駆動パルス幅から順次小さ
くしてゆくことにより、入力を連続的に下げてゆくこと
ができ、この場合、駆動周波数を高くせずに済む。
【0017】請求項4の発明は、高入力領域における入
力調整を、駆動周波数制御手段による駆動周波数制御に
より行い、低入力領域における入力調整を、駆動パルス
幅制御手段による駆動パルス幅制御及び駆動周波数制御
手段による駆動周波数制御により行うようにしたところ
に特徴を有する。これによると、高入力領域における入
力調整を駆動周波数制御により受け持つから、高入力領
域から低入力領域まで受け持つ場合とは異なり、短絡電
流を発生させることなく高入力領域での入力を良好に連
続的に変更できる。また、低入力領域での入力調整を、
駆動パルス幅制御のみならず駆動周波数制御も行うの
で、駆動パルス幅に合わせて駆動周波数を設定すれば、
周波数を高くすることなくきめの細かい制御が可能とな
る。
【0018】請求項5の発明は、高入力領域における入
力調整を、駆動パルス幅制御手段による駆動パルス幅制
御及び駆動周波数制御手段による駆動周波数制御により
行い、低入力領域における入力調整を、駆動パルス幅制
御手段による駆動パルス幅制御により行うようにしたと
ころに特徴を有する。
【0019】この請求項5の発明によると、高入力領域
における入力調整を、駆動周波数制御のみならず駆動パ
ルス幅制御にて行うから、高入力領域において短絡電流
を発生することなく、さらにきめの細かい入力調整制御
を行うことが可能となる。また、低入力領域は駆動パル
ス幅制御により受け持つので、適正な駆動パルス幅から
順次小さくしてゆくことにより、入力を連続的に下げて
ゆくことができ、この場合、駆動周波数を高くせずに済
む。
【0020】請求項6の発明は、高入力領域における入
力調整を、駆動パルス幅制御手段による駆動パルス幅制
御及び駆動周波数制御手段による駆動周波数制御により
行い、低入力領域における入力調整を、駆動周波数制御
手段による駆動周波数制御により行うようにしたところ
に特徴を有する。
【0021】この請求項6の発明によると、高入力領域
における入力調整を、駆動パルス幅制御により受け持
ち、これに加えて駆動周波数制御も行うから、高入力領
域において短絡電流を発生することなく、さらにきめの
細かい入力調整制御を行うことが可能となる。そして、
低入力領域における入力調整を駆動周波数制御により受
け持つから、駆動パルス幅を大きくならないデューティ
ー比に設定して駆動周波数を上げてゆくことにより、周
波数を高くすることなく入力を連続的に下げてゆくこと
ができる。
【0022】請求項7の発明は、高入力領域における入
力調整を、駆動パルス幅制御手段による駆動パルス幅制
御により行い、低入力領域における入力調整を、駆動周
波数制御手段による駆動周波数制御により行うようにし
たところに特徴を有する。
【0023】この請求項7の発明によると、高入力領域
における入力調整を、駆動パルス幅制御により受け持つ
ので、高入力領域から低入力領域までを駆動パルス幅制
御で行う場合と異なり、無理のないパルス幅による高入
力領域での入力調整を行うことができる。低入力領域に
おける入力調整を、駆動周波数制御により受け持つの
で、高入力領域から低入力領域まで駆動周波数制御する
場合と異なり、低入力領域に応じたデューティー比に設
定して駆動周波数を変更することができ、駆動周波数を
高くせずに入力を下げることができる。なお、このよう
な低入力領域に適したデューティー比による駆動周波数
制御を高入力領域では行わないので、インバータ回路に
短絡が発生することはない。
【0024】請求項8の発明は、高入力領域における入
力調整を、駆動パルス幅制御手段による駆動パルス幅制
御により行い、低入力領域における入力調整は、駆動パ
ルス幅制御手段による駆動パルス幅制御及び駆動周波数
制御手段による駆動周波数制御により行うようにしたと
ころに特徴を有する。
【0025】この請求項8の発明によると、高入力領域
における入力調整を、駆動パルス幅制御により受け持つ
ので、高入力領域から低入力領域までを駆動パルス幅制
御で行う場合と異なり、無理のないパルス幅による高入
力領域での入力調整を行うことができる。また、低入力
領域での入力調整を、駆動周波数制御を主として駆動パ
ルス幅制御も行うことができ、駆動周波数に合わせて駆
動パルス幅を設定すれば、周波数を高くすることなくき
めの細かい制御が可能となる。
【0026】請求項9の発明は、駆動周波数制御手段の
駆動周波数制御と駆動パルス幅制御手段の駆動パルス幅
制御との切替えを、インバータ回路の動作を停止させて
から行うところに特徴を有する。駆動周波数制御手段の
駆動周波数制御と駆動パルス幅制御手段の駆動パルス幅
制御とを切替えるときには、インバータ回路の動作が急
変するため、インダクタンスの影響でスイッチング素子
電圧が過電圧になりインバータ回路が破損してしまうお
それがある。しかるにこの請求項9の発明によると、上
記切替えをインバータ回路の動作を停止させてから行う
ので、破損のおそれがなくなる。
【0027】請求項10の発明は、インバータ回路の短
絡電流を検出する短絡電流検出手段を設け、この短絡電
流検出手段により、短絡電流が検出されたときには、駆
動周波数制御手段の駆動周波数制御と駆動パルス幅制御
手段の駆動パルス幅制御との切替えを行うところに特徴
を有する。この請求項10の発明によると、短絡電流が
発生したところの制御形態から別の制御形態に切替える
から、短絡電流の発生を防止できる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明を例えば2口のクッ
キングヒータに適用した場合の第1の実施例につき図1
ないし図4を参照して説明する。図2には、ビルトイン
タイプのクッキングヒータ20の外観を示している。こ
の図2において、トッププレート21の上面には、3か
所に鍋載置部22a、22b、22cが印刷により表示さ
れている。このうち、左右の鍋載置部22a、22bの
下方には、それぞれ加熱コイル23、23(図1参照)
が配設されており、中央の鍋載置部22cの下方には図
示しないニクロム線ヒータが配設されている。
【0029】クッキングヒータ20の前面部には、左側
にロースタ24が配設され、右側には操作パネル25が
配設されている。この操作パネル25には、各種のスイ
ッチやダイヤルなどの操作部26が設けられており、こ
の操作部26には加熱コイル23、23のいわゆる火力
コントロールのための入力設定手段たる入力設定器26
aが設けられている。なお前記鍋載置部22a、22bに
は負荷である鍋27、27が載置されるものである。
【0030】次に、図1を参照して電気的構成について
説明する。なお、この図1では、一方の加熱コイル23
を駆動させる構成のみを示しているが、実際には、2個
の加熱コイル23、23及びニクロム線ヒータを駆動さ
せるための回路が構成されたものである。直流電源回路
28は、全波整流回路29の交流入力端子を商用交流電
源30に接続し、直流接続端子をリアクタ31を介して
平滑コンデンサ32の両端子間に接続した構成となって
いる。
【0031】平滑コンデンサ32の両端子間には直流母
線33a、33bを介してインバータ回路34が接続さ
れている。このインバータ回路34は、スイッチング素
子たるIGBT35a、35bと、共振コンデンサ36
と、前述の加熱コイル23と、フリーホイールダイオー
ド37a、37bとを図示のように接続して構成されてい
る。すなわち、前記直流母線33a、33b間には、正
側及び負側のスイッチング素子たるIGBT35a及び
35bからなるアームが接続されており、各IGBT3
5a、35bにはフリーホイールダイオード37a、37b
がそれぞれ並列に接続されている。このインバータ回路
34の出力端子には、加熱コイル23の一端が接続さ
れ、その加熱コイル23の他端には、共振コンデンサ3
6を介して直流母線33bに接続され、加熱コイル23
及び共振コンデンサ36により、共振回路38が構成さ
れている。インバータ回路34の各IGBT35a、3
5bは、駆動部39からゲートに駆動信号が与えられる
ようになっている。
【0032】インバータ回路34を駆動制御する主体と
してのマイクロコンピュータ40は、内部にROM、R
AMなどを備えた構成とされており、入力電力に応じて
IGBT35a、35bを駆動制御するものであり、駆動
周波数制御手段41、駆動パルス幅制御手段42として
の機能を備えている。また、このマイクロコンピュータ
40は切替え手段43としての機能も備えている。前記
駆動周波数制御手段41はIGBT35a、35bの駆動
周波数を変更するためのものであり、駆動パルス幅制御
手段42はIGBT35a、35bの駆動パルス幅を変更
するためのものである。
【0033】切替え回路44は、駆動周波数制御手段4
1の出力と駆動パルス幅制御手段42の出力とを切替え
て駆動部39に与えるものである。前記入力設定器26
aは、火力たる入力電力を設定するためのものであり、
例えば、図3に示すように、3kW〜50Wの間で任意に
入力電力を設定するようになっている。この入力設定器
26aによる入力設定値は前記切替え手段43、駆動周
波数制御手段41及び駆動パルス幅制御手段42に与え
られるようになっている。
【0034】さて、前記マイクロコンピュータ40にお
ける駆動周波数制御手段41、駆動パルス幅制御手段4
2及び切替え手段43の動作を図3及び図4を参照しな
がら説明する。駆動周波数制御手段41は、入力設定器
26aによる入力設定値が800W以上で3kW以下のとき
にはつまり高入力領域の場合には、入力設定値が高くな
るにつれ、オンデューティー比一定のまま、駆動周波数
を上げる(周期を短くする)ように制御する(図4
(a)、(b)参照)。
【0035】駆動パルス幅制御手段42は、入力設定器
26aによる入力設定値が800W未満で3kW以上のとき
にはつまり低入力領域の場合には、入力設定値が低くな
るにつれ、駆動周波数一定のまま、駆動パルス幅を小さ
くする(デッドタイムを大きくする)ように制御する
(図4(c)、(d)参照)。
【0036】切替え手段43は、入力設定器26aによ
る入力設定値が800W以上のとき(高入力領域)に
は、選択信号Saを出力して、切替え回路44を、駆動周
波数制御手段41からの制御信号aを受け付けるように
動作させる。駆動周波数制御手段41は、800W以上
の入力設定値に応じて駆動周波数を制御して制御信号a
を出力する また、切替え手段43は、800W未満のときには、選
択信号Sbを出力して、切替え回路44を、駆動パルス幅
制御手段42からの制御信号bを受け付けるように動作
させる。駆動パルス幅制御手段42は800W未満の入
力設定値に応じて駆動パルス幅を制御して制御信号bを
出力する。
【0037】このような実施例によれば、入力電力この
場合入力設定器26aにより設定される入力電力に応じ
て駆動周波数制御手段41及び駆動パルス幅制御手段4
2を切り替えるから、つまり、駆動周波数制御手段41
及び駆動パルス幅制御手段42により入力調整を行うか
ら、周波数が過度に高くならずに且つ短絡電流が発生す
ることなく入力を低領域から高領域まで連続的に変更す
ることができる。
【0038】また、本実施例によれば、高入力領域にお
ける入力調整を、駆動周波数制御手段41による駆動周
波数制御により行い、低入力領域における入力調整を駆
動パルス幅制御手段42による駆動パルス幅制御により
行うようにしている。これにおいては、駆動周波数制御
は高入力領域を受け持つことになるから、高入力領域か
ら低入力領域まで受け持つ場合とは異なり、短絡電流を
発生させることなく高入力領域での入力を良好に連続的
に変更できる。また、低入力領域は駆動パルス幅制御に
より受け持つので、適正な駆動パルス幅から順次小さく
してゆくことにより、入力を連続的に下げてゆくことが
でき、この場合、駆動周波数を高くせずに済む。
【0039】図5は第2の実施例を示しており、この実
施例においては、IGBT35aに対してスナバコンデ
ンサ45aを備えたスナバ回路45を接続すると共に、
IGBT35bに対してスナバコンデンサ46aを備えた
スナバ回路46を接続している点が第1の実施例と異な
る。この実施例によれば、スナバ回路45、46により
それぞれIGBT35a、35bの電圧の立ち上がりを緩
和してノイズの発生及びスイッチング損失を抑えること
ができて、効率向上に寄与できる。そして、このような
スナバ回路45、46を備えた構成においても、高入力
領域を駆動周波数制御にて受け持ち、低入力領域を駆動
パルス幅制御にて受け持つから、高入力領域から低入力
領域にかけて連続して良好な入力調整を図ることができ
る。なお、スナバ回路としてはスナバコンデンサと抵抗
とから構成してもよい。さらに、複数(2つ)のIGB
Tに対してひとつのスナバ回路でも良い。
【0040】図6は第3の実施例を示しており、この実
施例においては、第2の実施例における切替え手段43
に代えて、入力検出手段51を設けた点が異なる。この
入力検出手段には、入力設定器26aからの設定入力の
他に、図示しないが電流検出手段による入力電流検出信
号や、インバータ電流検出信号、あるいは図示しない電
圧検出手段による共振コンデンサ36の電圧検出信号な
どを受けて入力電力を検出し、その検出入力電力が、第
1の実施例における図3に示したと同様の値となったと
きに第1の実施例と同様の制御を行う。
【0041】すなわち、上記検出入力電力が800W以
上のときには、選択信号Saを出力して切替え回路44を
駆動周波数制御手段41の制御信号a受付へと動作させ
る。このとき、駆動周波数制御手段41は検出入力電力
が高くなるにつれ、オンデューティー比一定のまま、駆
動周波数を上げる(周期を短くする)ように制御する
(図4(a)、(b)参照)。さらに、上記検出入力電力
が800W未満のときには、選択信号Sbを出力して切替
え回路44を駆動パルス幅制御手段42の制御信号b受
付へと動作させる。このとき、駆動パルス幅制御手段4
2は入力設定値が低くなるにつれ、駆動周波数一定のま
ま、駆動パルス幅を小さくするように制御する(図4
(c)、(d)参照)。
【0042】図7ないし図9は第4の実施例を示してお
り、次の点が第3の実施例と異なる。すなわち、低入力
領域を制御する制御手段として駆動周波数制御手段と駆
動パルス幅制御手段とから1ユニットとして構成された
駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段52を設けてい
る。
【0043】検出入力電力が800W未満のときには、
選択信号Sbを出力して切替え回路44を駆動周波数制御
・駆動パルス幅制御手段52の制御信号b受付へと動作
させる。このとき駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手
段52は、検出入力電力が低くなるにつれ、駆動パルス
幅を小さくながら、駆動周波数も順次上げるように制御
する(図9(c)、(d)参照)。
【0044】この実施例によれば、低入力領域での入力
調整を、駆動パルス幅制御のみならず駆動周波数制御も
行うので、駆動パルス幅に合わせて駆動周波数を設定す
れば、周波数を高くすることなくきめの細かい制御が可
能となる。なお、駆動周波数制御手段と駆動パルス幅制
御手段とを備えた1ユニットの駆動周波数制御・駆動パ
ルス幅制御手段52に代えて、駆動周波数制御手段41
と駆動パルス幅制御手段42とを用いて、駆動周波数制
御と駆動パルス幅制御とを同時に行うようにしても良
い。要するに、駆動周波数制御手段と駆動パルス幅制御
手段との機能を、1ユニットで備えるか、単独ユニット
で備えるかはいずれでも良い。
【0045】図10ないし図12は第5の実施例を示し
ており、次の点が第3の実施例と異なる。すなわち、高
入力領域を制御する制御手段として駆動周波数制御手段
と駆動パルス幅制御手段とから1ユニットとして構成さ
れた駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段53を設け
ている。
【0046】検出入力電力が800W以上のときには、
駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段53らかの制御
信号aが切替え回路44により受け付けられる。このと
き、駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段53は、検
出入力電力が高くなるにつれ、駆動周波数を上げ、さら
に駆動パルス幅を同じオンデューティー比の場合に比し
て小さくする。(図12(a)、(b)参照)。
【0047】この実施例によれば、高入力領域における
入力調整を、駆動周波数制御のみならず駆動パルス幅制
御にて行うから、高入力領域において短絡電流を発生す
ることなく、さらにきめの細かい入力調整制御を行うこ
とが可能となる。なお、上述の駆動パルス幅は同じオン
デューティー比の場合に比して大きくしても良い。
【0048】図13ないし図15は第6の実施例を示し
ている。この実施例においては、高入力領域での入力調
整を駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段54にて受
け持ち、低入力領域での入力調整を駆動周波数制御手段
55にて受け持つようにしたところが第3の実施例と異
なる。すなわち、検出入力電力が800W以上のときに
は、検出入力が上がるにつれて、駆動パルス幅を大きく
しながら、駆動周波数も小さく変更する。(図15
(a)、(b)参照)。検出入力電力が800W未満のと
きには、一定のデューティー比とし、検出入力電力が低
くなるにつれ、駆動周波数を順次上げるように制御する
(図15(c)、(d)参照)。
【0049】この実施例によれば、高入力領域における
入力調整を、駆動パルス幅制御により受け持ち、これに
加えて駆動周波数制御も行うから、高入力領域において
短絡電流を発生することなく、さらにきめの細かい入力
調整制御を行うことが可能となる。そして、低入力領域
における入力調整を駆動周波数制御により受け持つか
ら、駆動パルス幅を大きくならないデューティー比に設
定して駆動周波数を上げてゆくことにより、周波数を高
くすることなく入力を連続的に下げてゆくことができ
る。
【0050】図16ないし図18は第7の実施例を示し
ており、高入力領域での入力調整を駆動パルス幅制御手
段56にて受け持つようにしたところが第6の実施例と
異なる。すなわち、検出入力電力が800W以上のとき
には、検出入力が上がるにつれて、周波数一定で、駆動
パルス幅を大きくするように変更する。(図18
(a)、(b)参照)。
【0051】この実施例によれば、高入力領域における
入力調整を、駆動パルス幅制御により受け持つので、高
入力領域から低入力領域までを駆動パルス幅制御で行う
場合と異なり、無理のないパルス幅による高入力領域で
の入力調整を行うことができる。
【0052】図19ないし図21は第8の実施例を示し
ており、この実施例においては、低入力領域を駆動周波
数・駆動パルス幅制御手段57により受け持つようにし
たところが上記第7の実施例と異なる。すなわち、検出
入力電力が800W未満のときには、検出入力が低くな
るにつれて、駆動周波数を高くする他に、駆動パルス幅
を小さく変更する。(図21(c)、(d)参照)。
【0053】図22は第9の実施例を示している。この
実施例においては、インバータ停止手段58を設けた点
が第3の実施例と異なる。すなわち、インバータ停止手
段58は、検出入力電力の上昇あるいは下降がしきい値
800Wを通過するところを検出して、駆動部39に一
時的にインバータ停止信号を出力して、インバータ動作
を停止させるようになっている。従って、駆動周波数制
御手段41の駆動周波数制御と駆動パルス幅制御手段4
2の駆動パルス幅制御との切替えを、インバータ回路の
動作を停止させてから行うようになっている。この実施
例によれば、駆動周波数制御と駆動パルス幅制御とを切
替えインバータ回路34の動作を停止させてから行うの
で、インバータ回路34の動作を急変させることがな
く、IGBT35a、35bの破損のおそれがなくなる。
【0054】なお、インバータ回路34の短絡電流を検
出する短絡電流検出手段を設け、この短絡電流検出手段
により短絡電流が検出されたときには、駆動周波数制御
手段41の駆動周波数制御と駆動パルス幅制御手段42
の駆動パルス幅制御との切替えを行うようにしても良
い。このようにすると、短絡電流が発生したところの制
御形態から別の制御形態に切替えるから、短絡電流の発
生を防止できる。また、この切替え前にインバータ回路
34の動作を停止させるようにしても良い。
【0055】図23は第10の実施例を示しており、こ
の実施例においては、インバータ調理器として電子レン
ジを示した点が第1の実施例と異なる。すなわち、加熱
コイルの代わりに、マグネトロン59を駆動するための
高周波トランス60を設けている。この実施例において
も第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0056】図24は第11の実施例を示しており、次
の点が第3の実施例(図6)と異なる。すなわち、スナ
バ回路46はIGBT35bに対して設けられ、共振コ
ンデンサ36の電圧位相を検出する共振コンデンサ電圧
位相検出手段61が設けられている。マイクロコンピュ
ータ40には、位相差設定手段62、位相差検出手段6
3、比較演算手段64、駆動周波数制御手段65、駆動
パルス幅制御手段66としての機能が備えられている。
【0057】位相差設定手段62は、入力検出手段51
からの検出入力により位相差を設定する。位相差検出手
段63には、インバータ回路34の出力電圧が相関する
第1の信号S1が与えられると共に、共振コンデンサ電
圧位相検出手段61から出力される、インバータ回路3
4の出力電流に位相が相関する第2の信号S2が与えら
れ、それらの位相差を検出する。この位相差検出手段6
3の位相差検出値と、前記位相差設定手段62の位相差
設定値とが比較演算手段64に与えられて、この比較演
算手段64により両値を比較して等しくなるように駆動
周波数制御手段65に指令を出す。
【0058】駆動周波数制御手段65は比較演算手段6
4からの指令に応じた駆動周波数制御信号を出力して駆
動パルス幅制御手段66に与える。このとき、駆動パル
ス幅制御手段66は、前記入力検出手段51の検出入力
に応じて駆動パルス幅を調整する。
【0059】この第11の実施例によれば、比較演算手
段64による比較結果から直接適切な周波数に変更する
ので、共振回路38のインピーダンスが容量性となる周
波数条件で駆動されることを防止でき、常に共振周波数
あるいは誘導性のインピーダンスとなる周波数で駆動す
ることができるようになり、損失の派生を極力抑制でき
る。そして、その周波数としながら、入力に応じてパル
ス幅を調整するので、高入力領域から低入力領域まで幅
広い入力調整ができるものである。
【0060】なお、本発明は上記した各実施例に限定さ
れず、次のように変更しても良い。駆動周波数制御手段
の駆動周波数制御による入力調整を、インバータ回路の
共振周波数以上となる周波数で行うようにしても良い。
このようにすると、誘導性の状況でインバータ回路を動
作できてフリーホイールダイオードの逆回復特性による
短絡電流発生がない。また、スナバ回路としては、コン
デンサと抵抗とから構成しても良い。さらに、高入力領
域と低入力領域とのしきい値800Wは適宜変更しても
良い。さらにまた、しきい値を複数設けて、各入力領域
において、駆動周波数制御、駆動パルス幅制御、その両
方による制御を適宜行うようにしても良い。
【0061】
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、駆動周波数が過度に高くなったり短絡電流が流れた
りすることなく、高入力から低入力まで連続可変でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す電気的構成図
【図2】外観斜視図
【図3】入力と駆動制御形態との関係を示す図
【図4】図3における各入力におけるLA、LB、LC、LDに
応じたIGBTのオンオフの様子を示す図
【図5】本発明の第2の実施例を示す図1相当図
【図6】本発明の第3の実施例を示す図1相当図
【図7】本発明の第4の実施例を示す図1相当図
【図8】図3相当図
【図9】図4相当図
【図10】本発明の第5の実施例を示す図1相当図
【図11】図3相当図
【図12】図4相当図
【図13】本発明の第6の実施例を示す図1相当図
【図14】図3相当図
【図15】図4相当図
【図16】本発明の第7の実施例を示す図1相当図
【図17】図3相当図
【図18】図4相当図
【図19】本発明の第8の実施例を示す図1相当図
【図20】図3相当図
【図21】図4相当図
【図22】本発明の第9の実施例を示す図1相当図
【図23】本発明の第10の実施例を示す図1相当図
【図24】本発明の第11の実施例を示す図6相当図
【図25】従来例を示す図1相当図
【図26】スイッチング素子のオンオフの様子を示す図
【図27】インバータ回路における各部の電流、電圧を
示すための回路図
【図28】スイッチング時におけるインバータ回路の電
流の様子を示す図
【図29】スイッチング、電流、電圧の変化の様子を示
す波形図
【符号の説明】
23は加熱コイル、26aは入力設定器、28は直流電
源回路、34はインバータ回路、35a、35bはIGB
T(スイッチング素子)、36は共振コンデンサ、37
a、37bはフリーホイールダイオード、40はマイクロ
コンピュータ、41は駆動周波数制御手段、42は駆動
パルス幅制御手段、43は切替え手段、45a、46aは
スナバコンデンサ、45、46はスナバ回路、51は入
力検出手段、52、53、54、57は駆動周波数制御
・駆動パルス幅制御手段(駆動周波数制御手段、駆動パ
ルス幅制御手段)、55は駆動周波数制御手段、56は
駆動パルス幅制御手段、58はインバータ停止手段、6
1は共振コンデンサ電圧位相検出手段、62は位相差設
定手段、63は位相差検出手段、64は比較演算手段を
示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 秀竹 愛知県瀬戸市穴田町991番地 株式会社東 芝愛知工場内 Fターム(参考) 3K051 AA02 AA07 AA08 AC07 AD02 AD03 CD02 5H007 AA02 AA06 BB04 CA01 CB02 CB09 CB17 CB25 DA03 DB02 DB13 EA08 EA09 FA03 FA06 FA13

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱コイルまたは高周波トランスと共振
    用コンデンサとスイッチング素子とを有しこのスイッチ
    ング素子をスイッチング駆動することに基づいて高周波
    電力を発生するブリッジ型インバータ回路と、 前記スイッチング素子の駆動周波数を制御する駆動周波
    数制御手段と、 前記スイッチング素子の駆動パルス幅を制御する駆動パ
    ルス幅制御手段とを備え、 前記駆動周波数制御手段及び駆動パルス幅制御手段によ
    り入力調整を行うようにしたことを特徴とするインバー
    タ調理器。
  2. 【請求項2】 インバータ回路の複数のスイッチング素
    子に対して1つ又は複数のスナバ回路を設けたことを特
    徴とする請求項1又は2記載のインバータ調理器。
  3. 【請求項3】 高入力領域における入力調整は、駆動周
    波数制御手段による駆動周波数制御により行い、低入力
    領域における入力調整は、駆動パルス幅制御手段による
    駆動パルス幅制御により行うようにしたことを特徴とす
    る請求項1又は2記載のインバータ調理器。
  4. 【請求項4】 高入力領域における入力調整は、駆動周
    波数制御手段による駆動周波数制御により行い、低入力
    領域における入力調整は、駆動パルス幅制御手段による
    駆動パルス幅制御及び駆動周波数制御手段による駆動周
    波数制御により行うようにしたことを特徴とする請求項
    1又は2記載のインバータ調理器。
  5. 【請求項5】 高入力領域における入力調整は、駆動パ
    ルス幅制御手段による駆動パルス幅制御及び駆動周波数
    制御手段による駆動周波数制御により行い、低入力領域
    における入力調整は、駆動パルス幅制御手段による駆動
    パルス幅制御により行うようにしたことを特徴とする請
    求項1又は2記載のインバータ調理器。
  6. 【請求項6】 高入力領域における入力調整は、駆動パ
    ルス幅制御手段による駆動パルス幅制御及び駆動周波数
    制御手段による駆動周波数制御により行い、低入力領域
    における入力調整は、駆動周波数制御手段による駆動周
    波数制御により行うようにしたことを特徴とする請求項
    1又は2記載のインバータ調理器。
  7. 【請求項7】 高入力領域における入力調整は、駆動パ
    ルス幅制御手段による駆動パルス幅制御により行い、低
    入力領域における入力調整は、駆動周波数制御手段によ
    る駆動周波数制御により行うようにしたことを特徴とす
    る請求項1又は2記載のインバータ調理器。
  8. 【請求項8】 高入力領域における入力調整は、駆動パ
    ルス幅制御手段による駆動パルス幅制御により行い、低
    入力領域における入力調整は、駆動パルス幅制御手段に
    よる駆動パルス幅制御及び駆動周波数制御手段による駆
    動周波数制御により行うようにしたことを特徴とする請
    求項1又は2記載のインバータ調理器。
  9. 【請求項9】 駆動周波数制御手段の駆動周波数制御と
    駆動パルス幅制御手段の駆動パルス幅制御との切替え
    は、インバータ回路の動作を停止させてから行うことを
    特徴とする請求項1又は2記載のインバータ調理器。
  10. 【請求項10】 インバータ回路の短絡電流を検出する
    短絡電流検出手段を設け、この短絡電流検出手段によ
    り、短絡電流が検出されたときには、駆動周波数制御手
    段の駆動周波数制御と駆動パルス幅制御手段の駆動パル
    ス幅制御との切替えを行うことを特徴とする請求項1な
    いし10のいずれかに記載のインバータ調理器。
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