JPH01246782A - 電磁調理器 - 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】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明は加熱コイルの電磁誘導作用により被加熱物に渦
電流を発生させて、当該被加熱物を加熱する電磁調理器
に関し、特に電力損失を低減しつつ大きくｒ電力出力が
得られるようにした電磁調理器に関するものである。

（従来の技術） 電磁ｒＸＡｌ！ｌ！器は炎が生じないので安全性が高く
、また被加熱物を設置するためのトッププレートが結晶
化ガラスで構成でるので清潔であり、更に被加熱物を直
接加熱するので熱効率が高い等の利点を有する。このた
め従来の電磁調理器ではＥ級増幅回路を用いたインバー
タ回路により加熱コイルを駆動する方法、またはいわゆ
るハーフブリッジ回路を用いたインバータ回路により加
熱コイルを駆動Ｊ゛る方法等の種々の回路方式を用いた
電磁調理器が開発されている。一方、例えば中華料理等
では大ぎな火力を必要とプることから電磁調理器の出力
を大型化することが望まれていた。

Ｅｌ＆増幅回路を用いたインバータ回路により加熱コイ
ルを駆動する方法を用いた電磁調理器においては、加熱
コイルと半導体スイッチング素子を直列に接続すると共
に、この加熱コイルと共振用のコンデンサを直列に接続
している。この加熱コイルと共振用のコンデンサとの直
列共振を利用して加熱コイルと鍋等の被加熱物との間の
電磁誘導作用により被加熱物を加熱するようにしている
。

このようなＥ級増幅回路を用いた方式の電磁調理器にお
いては、半導体スイッチング素子を導通させる期間を変
化させることにより電磁調理器の出力を可変するように
している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらＥ級増幅回路を用いたインバータ回路方式
による電磁調理器においては、出力電力を高く設定する
ために半導体スイッチング素子のオン時間を長く設定す
ると、この半導体スイッチング素子のオン時間の長さに
比例してコレクタとエミッタ間の電圧が上昇し、半導体
スイッチング素子を破壊する恐れがあり、大きな出力電
力を得ることが困難であった。

またいわゆるハーフブリッジ回路を用いたインバータ回
路方式による従来の電磁調理器においては、出力電力を
高く設定するには大きな電流をスイッチング素子へ供給
する必要ガあり、スイッチング素子のスイッチング速度
が遅くなるため電力損失が大きくなるという欠点があっ
た。またハーフブリッジ回路を用いたインバータ方式に
よる従来の電磁調理器では、出力電力を低い電力から高
い電力へ連続的に変化させることができないという不都
合があった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、電力損失を低減
しつつ低い電力出力から高い電力出力まで連続的に可変
することかでき、且つ大きな出力電力を得ることのでき
る電磁調理器を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、電磁誘導により被加
熱物を加熱する複数の加熱コイルと、前記複数の加熱コ
イルの間に設けられ、当該各加熱コイル相互の磁気的影
響を仕切る磁気遮蔽手段と、前記複数の加熱コイル毎に
設けられ、各加熱コイルを独立して動作させる複数のイ
ンバータ回路とを有して構成した。

（作用） 本発明は複数の加熱コイルを設けると共に、この加熱コ
イルに対応して複数のインバータ回路を設けて各加熱コ
イルを独立して動作させるようにしている。また、それ
ぞれの加熱コイルの間には各加熱コイルが互いに磁気的
な影響を受けないように磁気遮蔽手段を設けており、そ
れぞれの加熱コイルは他の加熱コイルからの磁気的な影
響から仕切られる。そのため電力損失を低減して被加熱
物を効果的に加熱する。

（実施例） 以下本発明による一実施例を図面を参照して詳細に説明
する。

まず第３図を参照して本発明に係る電磁調理器の全体的
な構成を説明する。

第３図に示すように複数の加熱コイル１Ａ、１Ｂが設け
られている。これらの加熱コイルは、例えばリッツ線を
円盤状に巻き込んで形成される。

加熱コイルＩＡ、ＩＢはそれぞれインバータ回路３Ａ、
３Ｂへ接続されている。

次に第４図を参照して加熱コイル１Ａとインバータ回路
３Ａとの回路構成を説明する。

端子Ｐ１には加熱コイル１Ａが接続され、この加熱コイ
ル１Ａには共振用のコンデンサ５Ａが直列に接続されて
いる。この共振用のコンデンサ５Ａにはダイオード７Ａ
及びトランジスタ９Ａのそれぞれが並列に接続されてい
る。端子Ｐ３を介して矩形波のパルス信号がトランジス
タ９Ａのベースへ入力されると、トランジスタ９Ａが入
力したパルス信号に基づいてオン、オフ動作を繰返す。

これにより加熱コイル１Ａと共振用のコンデンサ５Ａが
直列共振し、加熱コイル１Ａに大きな共振電圧及び電流
が発生し、この結果加熱コイル１Ａから発生ずる磁束に
よる電磁誘導作用により鋼等の被加熱物に誘導電流を発
生して加熱するようになっている。

以上説明した回路構成は加熱コイル１Ｂ及びインバータ
回路３Ｂにおいても同様である。

次に第１図及び第２図を参照して複数の加熱コイルＩＡ
、ＩＢとその周辺装置の配置構成を説明する。

コイルベース１１の上には略扇型の形状に巻かれた加熱
コイル１Ａと１Ｂとが配置されている。

この扇型の加熱コイル１Ａと１Ｂとで略円形となるよう
に設定される。また加熱コイル１Ａと１Ｂとの間には互
いに磁気的な影響を受けないように磁気遮蔽手段である
フェライト１３を設けている。

またコイルベース１１の下側にはフェライト１５ａとフ
ェライト１５ｂとを設けている。このフェライト１５ａ
は加熱コイル１Ａと対応する形状に形成されると共に、
この加熱コイル１Ａと対応する位置に設けられている。

同様にフェライト１５ｂは加熱コイル１Ｂと対応する形
状に形成されると共に、この加熱コイル１Ｂと対応する
位置に設けられている。これらのフェライト１５ａ及び
１５ｂはそれぞれ対応する加熱コイルＩＡ、ＩＢからの
磁束の漏れを軽減すると共に、対応する加熱コイル１Ａ
、ＩＢとのインピーダンスの整合を行なう。前述したフ
ェライト１３及びフェライト１５ａ、１５ｂは金属酸化
物磁性材料により構成される。

加熱コイルＩＡ、ＩＢが配置されるコイルベース１１の
上側には結晶化ガラス等により形成したトッププレート
１７が設けられている。このトッププレート１７の上に
は被加熱物である鍋１９が載置される。

再び第３図を参照するにインバータ回路３Ａはインバー
タａ＋ｌ＋御回路２１Ａと接続されている。同様にイン
バータ回路３Ｂはインバータ制御回路２１Ｂと接続され
ている。またインバータ制御回路２１Ａ及び２１Ｂのそ
れぞれは出力制御回路２５と接続されている。これらの
インバータ制御回路２１Ａ及び２１Ｂは出力ｗ４御回路
２５からのアナログ量の制御信号に基づいて対応するイ
ンバータ回・路３Ａ、３Ｂを駆動する。インバータ制御
回路２１Ａは独立してインバータ回路３Ａを動作させる
と共に、インバータｗ４１１１回路２１Ｂは独立してイ
ンバータ回路３Ｂを動作させる。従って出力制御回路２
５から同一のアナログ量の指令信号がインバータ制御回
路２１Ａ及び２１Ｂへ出力されると、インバータ制御回
路２１Ａおよび２１Ｂがそれぞれ対応す、るインバータ
回路３Ａ及び３Ｂを動作させることにより、ｌ１１９が
双方の加熱コイル１Ａ及び１Ｂによって加熱され、大き
な出力を得ることができる。

また例えば出力制御回路２５からの制御信号がインバー
タ制御径２１Ａに対してのみ出力され、インバータ制御
回路２１Ｂに対して出力１ｊＪｔｌ１１回路２５からの
制御信号が送出されない場合には、インバータ回路３Ａ
のみが駆動され、インバータ回路３Ｂがその動作を停止
することから、鍋１９は加熱コイル１Ａによってのみ加
熱される。これにより電磁調理器の出力を低い値に設定
することができる。

負荷検知回路２３Ａは加熱コイル１Ａに流れる電流値に
相応する信号を入力すると共に、図示しない商用電源か
らの入力電流に相応する信号を入力しており、双方の信
号を比較することにより、加熱コイル１Ａの上側に被加
熱物である鍋１９が存在するかどうかを検出する。負荷
検知回路２３Ａはインバータ制御回路２１Ａと接続され
ており、負荷検知回路２３Ａが無負荷状態即ち加熱コイ
ル１Ａの上側に鋼１９が存在しない旨を検出すると、イ
ンバータ＆ｌＪ　ａ１１回路２１Ａの動作を停止させる
ことにより、加熱コイル１Ａによる加熱動作を禁止でる
。

同様に負荷検知回路２３ｂは加熱コイル１Ｂに流れる電
流値に相応する信号を入力すると共に、商用電源からの
入力電流に相応する信号を入力しており、双方の信号を
比較することにより加熱コイル１Ｂの上に鍋１９が存在
するかどうかを検出する。負荷検知回路２３Ｂはインバ
ータ１．ＩＩ御開回路２１Ｂ接続されており、負荷検知
回路２３ｂが加熱コイル１Ｂの上に１１９が存在しない
旨を判別すると、インバータ制御回路２１Ｂの動作を停
止させることにより、加熱コイル１Ｂの加熱動作を禁止
する。

次に第５図及び第６図を参照して動作を説明する。

第６図の期間Ａに示すように電磁調理器から最大の出力
電力を発生させる場合の動作について説明する。

出力制御回路２５はアナログ量の制御信号を送出してお
り、第６図の期ｆ！ＩＡに示すように出力制御回路２５
からレベルＬ１の信号がインバータ制御回路２１Ａへ出
力されると共に、レベルＬ１の信号がインバータ制御回
路１Ｂへ出力される。

まず、加熱コイル１Ａ側の動作について説明する。イン
バータ制御回路２１Ａは出力ｆｌｌ制御回路２５からの
レベルＬ＋の信号を入力すると、このレベルＬ１に相応
するパルス幅のパルス信号をインバータ回路３Ａへ出力
する。インバータ回路３Ａではパルス信号のパルス幅に
相応する期間の間だけトランジスタ９ＡＩｆ誘導通する
。トランジスタ９Ａがパルス幅に相応する間だけ導通す
ると、第５図（Ａ）に示すようにトランジスタ９Ａのコ
レクタへ加熱コイル１Ａを介して鋸歯状のコレクタ電流
１ｃが流れ、加熱コイル１Ａを駆動する。トランジスタ
９Ａがパルス幅に相応する時間の終了後オフになると、
加熱コイル１Ａの駆動電流は急に断たれるため、加熱コ
イル１Ａは共振用のコンデンサ５八と直列共振を起し、
第５図（Ｂ）に示すように略正弦波の形状の大きな共振
電圧即ちトランジスタ９Ａのコレクタとエミッタ間の電
圧ｙｃｅを発生すると同時に大きな共振電流が発生する
。

この大きな共振電流によって生じる磁束による電磁誘導
作用により鍋１９に渦電流が発生し、当該鋼１９を加熱
する。

以上説明した加熱動作はインバータ制御回路２１１３、
インバータ回路３Ｂ及び加熱コイル１Ｂにおいても同様
である。

次に第６図の期間Ｂに示すように電磁調理器の出力電力
を最大値の約半分程度に設定した場合の動作について説
明する。

出力制御回路２５はレベルし１の略半分のレベルである
レベルＬ２のアナログ信号をインバータ制御回路２１Ａ
及び２１Ｂのそれぞれに出力する。

まず加熱コイル１Ａ側の動作について説明すると、イン
バータｌｉＩ１ｍ回路２１Ａはレベルし２のアナログ信
号をパノｊすると、この入力したＬ２のレベルに対応す
るパルス幅のパルス信号をインバータ回路３Ａへ出力す
る。即ちインバータ制御回路２１ＡはレベルＬ２のアナ
ログ信号に基づいてパルス信号のパルス幅を短く設定す
る。インバータ回路３Ａはインバータ制御回路２１Ａか
らのパルス信号に基づいて動作し、加熱コイル１Ａを駆
動する・これにより加熱コイル１Ａは最大の出力電力の
約半分程度で鍋１９を加熱する。

以上のような加熱動作はインバータ制御回路２１Ｂ、イ
ンバータ回路３Ｂ及び加熱コイル１Ｂにおいても同様で
ある。即ち加熱コイル１Ａ及び１Ｂとで最大の出力電力
の略半分程度の出力電力で鍋１９を加熱する。

次に第６図の期間Ｃに示すように電磁調理器の出力電力
を低い値に設定した場合の動作について説明する。

出力制御回路２５はインバータ制御回路２１Ａへのアナ
ログ信号の送出を禁止すると共に、インバータ９１１１
１１回路２１Ｂに対してだけレベルＬ２のアナログ信号
を出力する。インバータ回路３Ｂはインバータ制御回路
２１Ｂからのパルス信号に基づいて加熱コイル１Ｂを駆
動する。これにより加熱コイル１Ｂは前述した期間Ｂと
同様に最大の出力電力の半分程度で鍋１９を加熱する。

またインバータ回路３Ａはインバータ制御回路２１Ａか
らのパルス信号が得られないことから、加熱コイル１Ａ
の動作を禁止する。従ってＷＡ１９は加熱コイル１Ｂに
よってのみ加熱される。この結果電磁調理器は最大出力
の約１／４の出力電力により鋼１９を加熱する。

第６図の期間Ａ又は期間Ｂに示ずように出力制御回路２
５からの制御信号に基づいて加熱コイル１Ａ及び１Ｂを
同時に駆動させる場合には、これらの加熱コイル１Ａと
１Ｂとの間にフェライト１３を設けていることから、そ
れぞれの加熱コイルは互いに他の加熱コイルからの磁気
的な影響を受けることがなく、それぞれの加熱コイル１
Ａ及び１Ｂは電力１０失を生じることなく確実に鋼１９
を加熱することができる。

また加熱コイル１Ａの下側にはフェライト１５ａを設け
ると共に、加熱コイル１Ｂの下側にはフエライト１５ｂ
を設けており、これらのフェライト１５ａ及び１５ｂの
介在により、対応する加熱コイルＩＡ、ＩＢとの間のイ
ンピーダンスの整合を図り、各加熱コイル１Ａ、１Ｂは
効率的に鍋１９を加熱する。

次に第７図を゛参照して本発明に係る第２の実施例を説
明する。

第７図に示す例では、略円形に巻かれた加熱コイル１Ａ
の外側に同心円状に加熱コイル１Ｂを配置づると共に、
この加熱コイル１Ａと加熱コイル１Ｂとの間に同心円状
のフェライト１３ａを設けたことを特徴とする。

第７図に示す例ではトッププレート１７の略中心部に加
熱コイル１Ａを配置しており、この加熱コイル１Ａの外
側に加熱コイル１Ｂを配置している。従って内側に設け
た加熱コイル１Ａと外側に設けた加熱コイル１Ｂとがフ
ェライト１３ａの介在により互いに磁気的な影響を受け
ないように配置されている。

第７図に示した構成例では電磁調理器の出力電力を低い
値に設定するに際して、内側に配置された加熱コイル１
Ａだけを動作させると共に、外側に配置された加熱コイ
ル１Ｂの動作を停止させるように設定づると、被加熱物
の被加熱面積の小さい鋼等を効率的に加熱づることがで
きる。

〔発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、複数の加熱コ
イルを設け、これらの加熱コイル毎に独立して動作する
インバータ回路を設け、さらにこれらの加熱コイルを磁
気的に仕切るようにしたことから、双方の加熱コイルを
独立して駆動することにより、電力損失を防止しつつ大
きな電力出力から小さな電力出力まで自在に得られ、効
率的に被加熱物を加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される電磁調理器の要部を示した
斜視図、第２図は本発明が適用される電磁調理器の要部
の断面を示した断面説明図、第３図は本発明が適用され
る電磁調理器の全体構成を示したブロック図、第４図は
第３図の加熱コイル及びインバータ回路の回路構成を示
した回路図、第５図は第４図の各部の信号波形図、第６
図は第３図の動作を示した説明図、第７図は本発明の他
の実施例の要部を断面にして示した断面説明図である。 ＩＡ、ＩＢ・・・加熱コイル ３Ａ、３Ｂ・・・インバータ回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電磁誘導により被加熱物を加熱する複数の加熱コイルと
   、 前記複数の加熱コイルの間に設けられ、当該各加熱コイ
   ル相互の磁気的影響を仕切る磁気遮蔽手段と、 前記複数の加熱コイル毎に設けられ、各加熱コイルを独
   立して動作させる複数のインバータ回路と を有することを特徴とする電磁調理器。