JPH04118888A - 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］ この発明は非磁性ステンレス鍋等の非磁性被加熱容器の
加熱を可能とする誘導加熱調理器に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は例えば特開昭６０−１５０５７９号公報に示さ
れた従来の誘導加熱調理器の制御回路の構成図である。

第５図において、（１）は商用電源で、この電源（１）
にはダイオードブリッジ（２）、チョークコイル（３）
、および平滑コンデンサ（４）からなる整流回路（５）
を介して、加熱コイル（６）とコンデンサ（７）とから
なる直列共振回路（８）が接続されている。そして前記
コンデンサ（７）にはダイオード（９）が並列に接続さ
れると共にスイッチング素子１例えばＮＰＮ形トランジ
スタ（１０）のコレクタ・エミッタ間が並列に接続され
ている。すなわち、整流回路（５）、ダイオード（９）
及びスイッチング素子（１０）等によって上記直列共振
回路（８）を駆動するためのインバータ回路（ｌりが構
成されている。　（１２）は正温度特性のサーミスタ等
からなる温度検出素子で、第６図に示すようにスイッチ
ング素子（１０）の放熱板（１３）に取付けられている
。（Ｉ４）は温度検出素子（１２）の出力によりスイッ
チング素子（１０）を制御するための制御回路で、その
内部回路構成は後述の第７図に示されている。　（ｉｓ
）はこの制御回路（１４）の出力によりスイッチング素
子（１０）をオン・オフさせる制御部、（Ｐ）は加熱コ
イル（６）により加熱される非磁性ステンレス、例えば
１８−８ステンレス、鍋等の非磁性被加熱容器で、この
容器内に被調理物が入れられる。

第７図において、（１４１）　（１４２）　（１４３）
　（１４４）（１４５）は抵抗、（１４６）は比較器、
（１４７）はＮＰＮ形トランジスタである。そして、前
記抵抗（１４１）と温度検出素子（１２）との直列回路
及び抵抗（１４２）と抵抗（１４３）との直列回路に直
流電圧Ｖｃｃが印加される。

また、温度検出素子（１２）と抵抗（１４１）との相互
接続点に得られる電圧が比較器（１４６）の非反転入力
端（＋）に供給され、抵抗（１４２）と抵抗（１４３）
との相互接続点に得られる電圧が上記比較器（１４６）
の反転入力端（−）に供給される。比較器（１４６）の
出力は抵抗（１４４）を介してトランジスタ（１４７）
のベース・エミッタ間に供給され、このトランジスタ（
１４７）のコレクタ電圧は抵抗（１４５）を介して出力
設定指令として制御部（１５）に供給される。上記制御
部（１５）は、上記制御回路（１４）の出力設定指令に
応じたタイミングでスイッチング素子（１０）のオン・
オフ制御を行なうことにより加熱コイル（６）の出力を
設定するものである。

次に第５図〜第７図の動作について説明する。

被調理物が入れられた非磁性被加熱容器（Ｐ）を加熱コ
イル（６）にセットして電源（１）を投入すると、制御
部（１５）の制御によってスイッチング素子（１０）が
オン・オフし、共振回路（８）が発振して加熱コイル（
６）に高周波電流が流れる。すなわち、加熱コイル（６
）から高周波磁界が発せられ、それが被加熱容器（Ｐ）
に与えられて該被加熱容器（Ｐ）が自己発熱する。この
場合、加熱コイル（６）の出力は通常の１２００ｗ程度
に設定される。

こうして調理が開始されると、被加熱容器（Ｐ）が１８
−８ステンレス製、すなわち非磁性体製である場合には
、スイッチング素子（１０）の温度は次第に上昇するよ
うになる。そしてスイッチング素子（１０）の温度が一
定値以上（例えば８５℃以上）になると、温度検出素子
（負温度特性のサーミスタ）（１２）の抵抗値が小さく
なるので該温度検出素子（１２）と抵抗（１４１）との
相互接続点に得られる電圧が抵抗（１４２）　（１４３
）の相互接続点に得られる電圧よりも大となり、比較器
（１４６）が論理１信号を出力し、トランジスタ（１４
７）が導通して、制御回路（１４）から制御部（１５）
へ出力低減指令が供給される。制御部（１５）はこの出
力低減指令を受けることにより加熱コイル（６）の出力
を低減するべくスイッチング素子（１０）のオン・オフ
タイミングを決定し、加熱コイル（６）の出力を例えば
９００ｗに設定する。こうして加熱コイル（６）の出力
が低減すると、それに伴ってスイッチング素子（１０）
の温度も低下する。これにより、機器の損傷が未然に防
止される。そして、スイッチング素子（ｌＯ）の温度が
一定値以下になると、比較器（１４６）の出力が論理Ｏ
信号となり、トランジスタ（１４７）が不導通状態とな
り、制御部（１５）からは出力低減指令が解除され、ス
イッチング素子（１０）は通常のオン・オフ制御が行わ
れ、加熱コイル（６）の出力は通常の状態、すなわち１
２００１に復帰せしめられることになる。

このように、スイッチング素子（１０）の温度が一定値
以下の状態では加熱コイル（６）の出力を通常の１２０
０１１に設定し、スイッチング素子（１０）の温度が危
険な状態の一定値以上になると加熱コイル（６）の出力
を例えば９００ｗまで低減するように制御される。

また、通常、スイッチング素子（１０）に供給する入力
は、非磁性被加熱容器（Ｐ）の場合にスイッチング素子
（１０）に流れる電流が増大して許容値を越え、スイッ
チング素子（１０）が破壊するので、入力を制限し、電
流や電圧を許容値内で使用することでこの破壊を防止し
ており、例えば特開昭５９−３５３９０号公報に示され
るものは、スイッチング素子に流れる電流をカレントト
ランスで検知し、負荷が１８−８ステンレス鍋の場合に
はスイッチング素子に過大電流が流れるので、スイッチ
ング素子のオン期間を短縮して通電々流がスイッチング
素子の適正範囲であるように制御している。

また、実開昭５８−６０８９１号公報に示されるものは
、１８−８ステンレス等の非磁性材料鍋の使用時ではス
イッチング素子を流れる電流が多くなり素子が損傷する
ため、この場合はスイッチング素子のアノード電圧検出
信号ｖｂと制御電圧Ｖｅとの関係がＶ　ｂ　＞　Ｖ　ｅ
となることから該電流が多くなったことを検知できるの
で、この検知時に入力制限動作を行ってスイッチング素
子を保護している。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の誘導加熱調理器は以上のように構成されているの
で、加熱コイル（６）への通電を制御するトランジスタ
等のスイッチング素子は、電圧・電流が許容値以内であ
っても、該スイッチング素子の損失により該スイッチ素
子の温度が上昇する。

この温度上昇により上記スイッチング素子の温度が許容
値を越えればスイッチング素子は破壊するので、一般に
冷却フィン、冷却ファンを設けることによりスイッチン
グ素子の温度を許容値内に保つと共に、スイッチング素
子近傍のサーミスタの温度が一定値以上になるとスイッ
チング素子ヘノ出力を例えば加熱コイル（６）の出力が
１２００１から９００ｖに低減されるように制限してい
たが、温度による出力低減の値が一つでかつスイッチン
グ素子を保護するのに充分小さな値、例えば加熱コイル
の出力が９００１１．に固定されるので、スイッチング
素子の冷却条件がよく、さほど出力を減らさずともスイ
ッチング素子の温度を危険温度以下に保つことができる
場合においても、必要以上の大幅な出力低減が急激に生
じることとなり、装置の能力を生かしきることができな
いのみでなく、この場合にはサーミスタも十分に冷却さ
れるために復帰時間が短くなる。すなわち、加熱コイル
の出力、つまり被加熱容器の温度が、頻繁に、大幅に、
かつ急激に変動することになり、調理する側にとっては
非常に使いづらいものとなる問題点があった。

この発明は上述のような問題点を解消するためになされ
たもので、非磁性被加熱容器を使用した場合に、単にス
イッチング素子を保護するのではなく、被加熱容器の温
度が頻繁に大幅に急激に生しることない調理し易い良好
な加熱を可能とし装置の能力も十分に生かせる誘導加熱
調理器を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱容器を加熱す
る加熱する加熱コイルへの通電量を制御するスイッチン
グ素子の温度を検知する温度検出回路、前記スイッチン
グ素子のオン・オフに対応して充放電を行う充放電回路
、及び前記温度検出回路の出力を一方の入力とすると共
に前記充放電回路の出力を他方の入力とし前記スイッチ
ング素子の温度上昇に伴って前記スイッチング素子の導
通状態が連続的に変わるように制御部の出力を変える比
較器を備えたものである。

［作　用］ この発明による誘導加熱調理器において、スイッチング
素子の温度が危険温度に近づくと、その時のスイッチン
グ素子のオン・オフに対応した充電あるいは放電状態に
ある充放電回路の出力とスイッチング素子の温度に対応
した温度検出回路の出力とを入力する比較器が前記両出
力の大きさに対応した出力を出し、この比較器の出力に
より制御部はスイッチング素子の導通状態を連続的に変
化させて加熱コイルの出力を連続的に減少させ。

スイッチング素子の温度が安定する出力で連続加熱を行
い、加熱コイルの出力が頻繁に大幅に急激に変動するの
が抑制される。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図によって説明する。第１
図及び第２図において、（１）〜（１２）　（１５）及
び（Ｐ）は第５図〜第７図に示す従来のものと同−又は
相当部分であるのでその詳細な説明は省略する。（１６
）は出力低減指令を制御部（１５）に供給する制御回路
で、その内部回路構成を第２図に示す。

第２図において、（１６０）（１６１）（１６２）（１
６３）（１６４）（１６５）は抵抗、　（１６６）（１
６７）はコンデンサ、（１６８）は比較器、（１６９）
はダイオード、（１２ｃ）は温度検出回路で、温度検出
素子（１２）と抵抗（１６０）とで構成されている。　
（１６６ｃ）は充放電回路で、コンデンサ（１６６）と
抵抗（１６１）　（１６２）　（１６３）とダイオード
（１６９）とで構成されている。比較器（１６８）の（
＋）端子には、スイッチング素子（１０）の温度を検知
する温度検出素子（１２）と抵抗（１６０）との相互接
続点に得られる電圧、すなわち温度信号が加えられる。

また、抵抗（１６１）（１６２）の直列回路にＶｃｃが
印加されると共に抵抗（１６２）と並列にコンデンサ（
１６６）が接続され、これらコンデンサ（１６６）、抵
抗（１６１）　（１６２）の相互接続点に得られる電圧
が比較器（１６８）のく−）端子に供給される。更にこ
の比較器（１６８）の（−）端子は抵抗（１６３）及び
ダイオード（１６９）を介して制御部（１５）の出力、
すなわちスイッチング素子（ｌＯ）のベースに接続され
ている。抵抗（１６４）　（１６５）及びコンデンサ（
１６７）は比較器（１６ｇ）の出力を平滑し、平均化し
た直流電圧とするためのものであり、この直流電圧が出
力低減指令として制御部（１５）へ供給される。

次に動作について説明する。

第３図に、制御部（１５）の出力（１５０ＵＴ）、比較
器（１６８）の入力（１６８ＩＮ＋）（１６８ＴＮ−）
、比較器（１６８）の出力（１６８ＯＵＴ）、及び制御
回路（１６）の出力（１６０ＵＴ）の各信号の関係を示
しである。

制御部（１５）はスイッチング素子（１０）をオン・オ
フさせるためのパルス波形の出力（第３図（イ）の１５
ＯＵＴ）を出す。コンデンサ（１６６）は抵抗（１６１
）により充電されるが、制御部（１５）の出力（１５０
０丁）がり。

になった時は抵抗（１６３）及びダイオード（１６９）
を通って放電され、比較器（１６８）の（−）端子の入
力電圧（１６ｇＩＮ−）は前述の充放電により三角波（
第３図（ロ）の１６８ＩＮ−）となる。スイッチング素
子（１０）の温度が問題なく低い場合は、比較器（１６
８）の（＋）端子の入力電圧（１６８ＩＮ＋）は（−）
端子電圧（１６８ＩＮ−）より高く（第３図（ロ）の１
６８ＩＮり、比較器（１６８）の出力（１６８ＯＵＴ）
はＨｉであり（第３図（ハ）の１６８ＯＵＴ）、コンデ
ンサ（１６７）は充電されたままとなって、制御部Ｍ　
（１６）の出力（１６０ＬＩＴ）はＨｉとなり（第３図
（ハ）の１６ＯＵＴ）、加熱コイル（６）の出力は通常
の状態１例えば１２００１１にある。

ここで、スイッチング素子（１０）の温度が上昇し、危
険温度に近づくと、比較器（１６８）の（＋）端子電圧
（１６８ＩＮ＋）は第３図（ロ）に破線で示すように低
くなり、（＝）端子の三角波電圧（１６８ＩＮ−）と交
差するようになり、比較器（１６８）の出力（１６８Ｏ
ＵＴ）は第３図（ニ）に示すようにパルス信号となり、
制御回路（１６）の出力（１６０ＵＴ）は抵抗（１６４
）　（１６５）及びコンデンサ（１６７）によって平滑
、平均化され１通常時より低い電圧となって（第３図（
ニ）の１０００丁）、制御部（１５）に出力低減を指示
する。従って、制御部（１５）は、加熱コイル（６）の
出力（以下加熱出力と記す）が低減するようにスイッチ
ング素子（１０）を制御する。加熱出力の低減量は制御
回路（１６）の出力電圧（１６０ＵＴ）の低さの程度に
依る。制御回路（１６）における比較器（１６８）の（
−）端子電圧（１６８ＩＮ−）が三角波となっているた
め、スイッチング素子（１０）の温度が高い程、比較器
（１６８）の出力（１６８０ＵＴ）のＬ０期間が長く、
制御回路（１６）の出力（１６０ＵＴ）が下がり、加熱
出力が低減され、この動作はスイッチング素子（１０）
の温度変化に伴って連続的に無段階に行われる。すなわ
ち、スイッチング素子（１０）の冷却条件を一定とした
場合は、被加熱容器（Ｐ）が非磁性である方がスイッチ
ング素子（１０）の電流が多いことからスイッチング素
子（ｌＯ）の温度は高くなり、成る条件下で許容温度を
越える場合には必要最低限の加熱出力低減を行いスイッ
チング素子（１０）を保護する。またスイッチング素子
（ｌＯ）の最大電流、最大電圧に対する保護は従来と同
様に、例えばスイッチング素子（１０）のコレクタ電流
をカレントトランス等（図示せず）で検知し、またコレ
クタ電圧を抵抗分割による減圧した値で検知し、これら
と、それぞれに設けた基準電圧とを電圧比較器（図示せ
ず）で比較し、コレクタ電流又はコレクタ電圧がスイッ
チング素子（１０）の許容値を越える場合には制御回路
（１６）においてスイッチング素子（１０）の導通期間
を短くすることにより、コレクタ電流及び電圧を許容値
内に保っている。又、比較器（１６８）の（−）端子の
入力電圧は、制御部（１５）の呂カパルス信号により充
放電されて三角波となっているため、加熱出力が低減さ
れる時は制御部（１５）の出力のオン・オフの比率が変
化し、比較器（１６８）の（−）端子電圧の波形も変化
するが、最終的にはスイッチング素子（１０）の温度上
昇と加熱出力とのバランスにより、第４図に示すように
安定する。

なお、前述の実施例では比較器（１６８）の（−）端子
のコンデンサ（１６６）の放電に抵抗（１６３）及びダ
イオード（１６９）を介して時定数を設定したが、ダイ
オード（１６９）のみとして比較器（１６８）の（−）
端子の波形を間欠の制波としてもよく前述の実施例と同
様の効果を奏する。

［発明の効果］ この発明は以上のように、被加熱容器を加熱コイル、オ
ン・オフ制御されることにより前記加熱コイルへの通電
量を制御するスイッチング素子、及びこのスイッチング
素子をオン・オフ制御する制御部を備えた誘導加熱調理
器において、前記スイッチング素子の温度を検知する温
度検出回路。

前記スイッチング素子のオン・オフに対応して充放電を
行う充放電回路、及び前記温度検出回路の出力を一方の
入力とすると共に前記充放電回路の出力を他方の人力と
し出力で前記制御部の出力を前記スイッチング素子の導
通状態が連続的に変わるように変える比較器を設けたの
で、スイッチング素子の温度が上昇し危険温度に近づき
始めればスイッチング素子の導通状態が連続的に変わり
、加熱コイルの出力は連続的に小さくなる方向に変化し
、従来のように頻繁に、大幅に、急激に変化することが
なくなり、被加熱容器が非磁性体の場合でも、被加熱容
器の温度が頻繁に、大幅に、急激に変化するようなこと
が無くなり、調理し易い誘導加熱調理器を得ることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による誘導加熱調理器の一実施例を示
す全体回路構成図、第２図は第１図における制御回路の
内部回路構成図、第３図及び第４図は第１図及び第２図
における各部の入出力信号の関係を示す図で、第３図（
イ）及び第４図（イ）は制御部（１５）の出力（１５０
ＵＴ）の波形図、第３図（ロ）及び第４図（ロ）は比較
器（１６８）の（＋）端子への非反転入力（１６ｇＩＮ
り及び比較器（１６８）の（−）端子への反転入力（１
６８ＩＮ−）の波形図、第３図（ハ）、第３図（ニ）、
及び第４図（ハ）は比較器（１６８）の出力（１６８Ｏ
ＵＴ）及び制御回路（１６）の出力（１６０ＵＴ）の波
形図である。第５図〜第７図は従来の誘導加熱調理器を
示す図で、第５図は全体回路構成図、第６図はスイッチ
ング素子（１０）及び温度検出素子を放熱板に取り付け
た状態を示す斜視図、第７図は第５図に・おける制御回
路の内部回路構成図である。 図において、（Ｐ）は被加熱容器、（６）は加熱コイル
、　（１０）はスイッチング素子、（１５）は制御部、
（１２ｃ）は温度検出回路、　（１６６ｃ）は充放電回
路、（１６８）は比較器である。 なお１図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第 ■ 閃 に 第 図 第 し１ 第 図 ｂ 第 １イ１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被加熱容器を加熱する加熱コイル、オン・オフ制御され
   ることにより前記加熱コイルへの通電量を制御するスイ
   ッチング素子、及びこのスイッチング素子をオン・オフ
   制御する制御部を備えた誘導加熱調理器において、前記
   スイッチング素子の温度を検知する温度検出回路、前記
   スイッチング素子のオン・オフに対応して充放電を行う
   充放電回路、及び前記温度検出回路の出力を一方の入力
   とすると共に前記充放電回路の出力を他方の入力とし出
   力で前記制御部の出力を前記スイッチング素子の温度上
   昇に伴って前記スイッチング素子の導通状態が連続的に
   変わるように変える比較器を設けたことを特徴とする誘
   導加熱調理器。