JPH0417290A - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、非磁性ステンレス製銅、皿等の非磁性被加
熱容器の加熱が可能な誘導加熱調理器に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第６図は、例えば特開昭６０−１５０５７９号公報に示
されている従来の誘導加熱調理器の制御回路図である。

第６図において、（１）は商用交流電源、（２）は交流
を直流に変換するダイオードブリッジ、（３）はチョー
クコイル、（４）は平滑コンデンサで、上記ダイオード
ブリッジ（２）とチョークコイル（３）とで整流回路を
構成している。（５）は鍋、皿等の被加熱容器、（６）
はこの被加熱容器（５）を加熱する加熱コイル、（７）
はこの加熱コイル（６）とで直列共振回路を構成するコ
ンデンサ、（８）は上記コンデンサ（６）に並列に接続
されたダイオード、（９）はスイッチング素子で、例え
ばＮＰＮ形トランジスタが使用され、そのコレクタ・エ
ミッタ間に上記コンデンサ（７）が並列に接続されてい
る。そして、上記整流回路、ダイオード（８）、および
スイッチング素子（９）等によって、上記直列共振回路
を駆動するためのインバータ回路が構成されている。（
１ｏ）は負特性のサーミスタ、（１１）は制御回路、（
１２）は制御部で、４：記制御回路（１１）からの出力
設定指令に応じたタイミングで上記スイッチング素子（
９）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。なお、上記サーミス
タ（ｌＯ）は第７図に示すように上記スイッチング素子
（９）の放熱板（１３）に取り付けられている。

また、制御回路（１１）は第８図に示すように構成され
ており、この第８図において、（１１１）　（１１２）
　（１１３）は抵抗、（１１４）は比較器、　（１１５
）は抵抗、（１１６）はＮＰＮ形のトランジスタ＋　（
１１７）は抵抗である。

サーミスタ（１０）と抵抗（１１１）との直列回路に直
流電圧Ｖｃｃが印加されると共に、抵抗（１１２）（１
１３）の直列回路にも直流電圧Ｖｃｃが印加される。そ
して、サーミスタ（１０）と抵抗（１１１）との相互接
続点に得られる電圧が比較器（１１４）の非反転入力端
（＋）に供給される。また、抵抗（１１２）　（１１３
）の相互接続点に得られる電圧が比較器（１１４）の反
転入力端（−）に供給される。比較器（１１４）の出力
は抵抗（１１５）を介してトランジスタ（１１６）のベ
ース・エミッタ間に供給され、このトランジスタ（１１
６）のコレクタ電圧を抵抗（１１７）を介して出力設定
指令として制御部（１２）に供給される。

次に動作について説明する。

第６図〜第８図において、非磁性ステンレス（例えば１
８−８ステンレス）鍋等の非磁性被加熱容器（５）を加
熱コイル（６）上にセットして電源（１）を投入すると
、制御部（１２）の制御によってスイッチング素子（９
）がオン・オフし、共振回路が発振して加熱コイル（６
）に高周波電流が流れる。即ち、加熱コイル（６）から
高周波磁界が発せられ、この高周波磁界が被加熱容器（
５）に与えられて被加熱容器（５）が自己発熱する。こ
の場合、加熱コイル（６）の出力は通常の例えば１２０
０Ｗ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（５）が１８
−８ステンレス製であるために、次第にスイッチング素
子（９）の温度が上昇する。そしてスイッチング素子（
９）の温度が一定値以上（例えば８５℃以上）になると
、サーミスタ（１０）と抵抗（１１１）との相互接続点
に得られる電圧が抵抗（１１２）（１１３）の相互接続
点に得られる電圧よりも大となり、比較器（１１４）が
論理１信号を出力し、制御回路（１１）から制御部（１
２）へ出力低減指令が供給される。すると、制御部（１
２）は加熱コイル（６）の出力を低減するべくスイッチ
ング素子（９）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）の出力が低下すると、それに伴
ってスイッチング素子（９）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（９）の温度が一定値以下になると、比較器
（１１４）の出力が論理Ｏ信号となり、制御部（１２）
は加熱コイル（６）の出力を通常の状態、つまり、例え
ば１２００Ｗに復帰せしめることになる。

このように、スイッチング素子（９）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１２００
Ｗに設定し、スイッチング素子（９）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、この低減制御
により、加熱コイル（６）の出力は再度通常の１２００
Ｗに復帰し、再びスイッチング素子（９）の温度が一定
値以上となり、加熱コイル（６）の出力は９００Ｗへ低
減制御され、以後同様に加熱コイル（６）は１２００Ｗ
→９００Ｗ→１２００Ｗ・・・・と繰り返し制御される
。

また、通常スイッチング素子（９）に供給する入力は、
非磁性鍋の場合にスイッチング素子（９）に流れる電流
が許容値を越え、スイッチング素子（９）が破壊するの
で、入力を制限して電流や電圧を許容値内で使用するよ
うにすることで破壊するのを防止しており、この防止手
段として、例えば、特開昭５９−３５３９０号公報に示
されているように、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ステンレスの
場合にスイッチング素子に過大電流が流れるのを検出し
てスイッチング素子のオン期間を短縮して通電電流がス
イッチング素子の適性範囲であるように制御するものが
ある。

また、実開昭５８−６０８９１号公報に示されているよ
うに、１８−８ステンレス等の非磁性材料製錫の使用時
に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Ｖｂ＞Ｖｅとなることを検知して
、この時に入力制限動作を行ないスイッチング素子を保
護するものもある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の誘導加熱調理器は前述のように構成されたものが
あり、例えば前述の特開昭５９−３５３９０号公報のも
の、実開昭５８−６０８９１号公報のものでは、トラン
ジスタ等のスイッチング素子はその電圧・電流が許容値
内に制御されるが、スイッチング素子の損失によりスイ
ッチング素子の温度が上昇し、温度許容値を越えればス
イッチング素子は破壊する。そこで、例えば前述の特開
昭５９−３５３９０号公報。

実開昭５８−６０８９１号公報のものに、前述の第６図
〜第８図のものを組み合せ、スイッチング素子の温度を
冷却フィン（１３）　（冷却ファンを利用する場合もあ
る）で許容値内に保つと共に、スイッチング素子（９）
の温度が一定値以上になるとサーミスタ（１０）によっ
てスイッチング素子（９）の駆動信号を抑制してその出
力を制限することも考えられるが、温度による出力低減
の値が一つの値に固定される（例えば前述のように加熱
コイル（６）の出力が１２００Ｗから９００Ｗに低減す
るように制御して加熱コイル（６）の出力低減値を９０
０Ｗに固定）ので、スイッチング素子（９）の冷却条件
が良く、スイッチング素子（９）の出力をさほど減らさ
ずともスイッチング素子（９）の温度を危険温度以下に
保つことができる場合では必要以上の出力低減となり、
機器の能力を生じきることができない。また、このよう
に冷却条件が良い場合にはサーミスタ（１０）も十分に
冷却されるために出力低減後の復帰時間が短くなる。即
ち、例えば、加熱コイル（６）の出力が９００Ｗに低減
された後にすぐに１２００　Ｗに復帰され、再び９００
Ｗに低減されるという制御が頻繁に繰り返され、加熱コ
イル（６）の出力が１２００Ｗ→９００Ｗ４１２ＯＯＷ
・・・・と、３００Ｗ　（１２００Ｗ　−９００Ｗ）の
大幅な出力変化幅で頻繁に変動することになり、調理が
終るまでに大幅な温度変化が繰り返されると共に調理時
間に長時間を要し、調理する側にとっては非常に使いず
らい物となるという問題が生じる。

この発明は前述のような課題を解決するためになされた
もので、１８−８ステンレス鍋等の非磁性被加熱容器に
対して、スイッチング素子を保護ししかも機器の能力を
充分に生じさせ、調理し易い良好な加熱を可能とする誘
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
る加熱コイル、この加熱コイルと共に共振回路を構成す
るコンデンサ、上記共振回路を駆動するインバータ回路
、このインバータ回路におけるスイッチング素子の温度
を検知する温度検出素子、及び出力が増加した後に減少
する動作を繰り返し行う増減信号発生手段と上記温度検
出素子による温度信号と上記増減信号発生手段の出力信
号とを比較する比較手段とを有しこの比較手段の出力に
より上記スイッチング素子の温度上昇に伴って上記スイ
ッチング素子の導通時間を漸次短かくする制御手段を備
えたものである。

［作　用コ この発明の誘導加熱調理器においては、加熱コイルへの
通電制御を行なうインバータ回路におけるスイッチング
素子の温度を検知する温度検出素子の出力（温度信号）
と、出力が増加した後に減少する動作を繰り返し行う増
減信号発生手段の出力信号とが比較手段によって比較さ
れ、上記比較手段の出力により、上記スイッチング素子
の温度上昇に伴って上記スイッチング素子の導通時間が
漸次短かくなり、加熱コイルの加熱出力も漸次減少し、
加熱コイルの加熱出力が従来のように大幅に変化するこ
とが無く、調理に悪影響を及ぼしにくくなる。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を第１図及び第２図について
説明する。但し、第１図、第２図において、（１）〜（
１０）　（１２）　（１１１）（１１４）は第６図の従
来例と同−又は相当部分であるので詳細な説明は省略す
る。第１図において、（２ｏ）は出方低減指令を制御部
（１２）に供給する制御回路で、その回路構成を第２図
に示す。第２図において、（２０１）は三角波信号等の
増減信号を発生する増減信号発生手段で。

その出力は比較手段（１１４）の（＋）端子に供給され
る。

比較手段（１１４）の（−）端子には、スイッチング素
子（９）の温度を検出するサーミスタ等の温度検出素子
（１０）による温度信号が加えられる。（２０２）　（
２０３）は抵抗、（２０４）はコンデンサで、上記抵抗
（２０２）（２０３）とで比較手段（１１４）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、
この直流電圧を出力低減指令として制御部（１２）へ供
給する。

第３図は第２図に示す制御回路（２０）の各部の出力信
号の関係を示す図で、同図（ａ）は増減信号発生手段（
２０１）の出力である増減信号（２０１ｓ）　（比較手
段（１１４）の（＋）端子の入力信号）と、温度検出素
子（１０）と抵抗（１１１）とによる分圧が生成された
温度信号（１０ｓ）　（比較手段（１１４）の（−）端
子の入力信号）との関係を、縦軸に電圧を、横軸に時間
をとって示す図であり、この第３図（ａ）中、（２１Ｌ
）はスイッチング素子（９）（第１図）の温度が低い場
合の領域、（２１Ｍ）はスイッチング素子（９）の温度
が危険温度にやや近づいた場合の領域、（２１１（）は
スイッチング素子（９）の温度が危険温度に比較的近づ
いた場合の領域を夫々示す。第３図（ｂ）は第３図（ａ
）と同様に、縦軸に電圧を、横に第３図（ａ）と同じレ
ンジの時間をとった図で、比較手段（１１４）の出力信
号（１１４ｓ）と制御回路（２０）の出力信号（２０ｓ
）との関係を示している。

次に、第３図（ａ）（ｂ）を使って、第１図及び第２図
の実施例の動作を説明する。

第１図のスイッチング素子（９）の温度が問題無く低い
場合（第３図の領域（２１Ｌ））は、温度検出素子（１
０）による温度信号（１０ｓ）は増減信号（三角波信号
）　（２０１ｓ）より値が低く、比較手段（１１４）の
出力（１１４ｓ）は常にＨｉ　（第３図（ｂ）領域（２
１１）であり、従って、制御回路（２０）の出力である
８力低減指令（２０ｓ）はＨｉのままの連続信号となり
、機器の出力は通常の状態にある。

スイッチング素子（９）の温度が上昇してスイッチング
素子（９）の危険温度にやや近づき、第３図の領域（２
１Ｍ）となると、温度信号（１０ｓ）は増減信号（２０
１ｓ）の下部と交差するようになり、比較手段（１１４
）の出力（１１４ｓ）は第３図（ｂ）に示すようにＨｌ
の時間の長いパルス信号となる。そしてこのパルス信号
は抵抗（２０２）　（２０３）及びコンデンサ（２０４
）によって平滑、平均化され、制御回路（２０）からの
出力低減指令（２０ｓ）は第３図（ｂ）のように通常（
領域（２１Ｌ）のＨｉより若干低い値となって、機器の
出力は通常より若干低減される。これによりスイッチン
グ素子（９）の温度上昇が納まれば出力は現状維持され
るが、更に温度上昇が続いて第３図の右端（領域（２１
Ｈ））のように温度信号（１０ｓ）が増減信号（２０ｓ
）の上部で交差した場合は、比較手段（１１４）の出力
（１１４ｓ）はＨｉの時間の短いパルス信号となり、こ
のパルス信号を抵抗Ｃ２０２）　（２０３）及びコンデ
ンサ（２０４）によって平均化した８力低減指令（２０
ｓ）は更に低くなり、従って機器の出力は更に低減され
る。

つまり、スイッチング素子（９）の温度上昇が止まるよ
うに機器出力がほぼ無段階で制御され、加熱コイル（６
）の発生熱量もほぼ無段階で制御される。即ち、スイッ
チング素子（９）の冷却条件を一定とした場合は、磁性
鍋より非磁性鍋の方がスイッチング素子（９）の電流が
多いことからスイッチング素子（９）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
入力制限動作を行いスイッチング素子（９）を保護する
ものであり、しかも加熱コイル（６）による調理温度も
ほぼ無段階に制御され急激に大幅に変動することなく、
調理への悪影響を抑制するものである。

また、スイッチング素子（９）の最大電流、最大電圧に
対する保護手段は図示してないが、前述の従来のものと
同様に、例えばスイッチング素ソ（９）のコレクタ電流
をカレントトランス等で検知し、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、夫々に設
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（９）
の許容値を越える場合には、制御回路（２０）において
スイッチング素子（９）の導通期間を短かくすることに
より、コレクタ電流及び電圧を許容値内に保っている。

なお、前述の実施例では温度信号（１０ｓ）と比較する
ために比較手段（１１４）の（＋）端子に入力する信号
（２０１ｓ）を三角波信号としたが、増減信号発生手段
（２０１）を鋸歯状波発生器として比較手段（１１４）
の（＋）端子への入力信号を鋸歯状波としても前述の実
施例と同様に出力をほぼ無段階に制御できる。

また、前述の実施例ではスイッチング素子（９）の温度
変化が一定の速さであれば出力も一定の割合で変化する
ことになるのは比較手段（１１４）の（＋）端子の波形
から明らかであり、ここでサーミスタ（温度検出素子）
（１０）には温度検知の遅れ時間が有ることを考慮する
と、スイッチング素子（９）の温度が危険温度に近づく
に従って出力を低減させる変化の割合を大きくした方が
スイッチング素子（９）を安全に保護することができる
。そのためには例えば第４図に示すように、比較手段（
１１４）の（＋）端子に供給される鋸歯状波の立上りを
、例えば時定数を小さくしたコンデンサの充電特性を利
用しその充電時の波形のような曲線状の特性（２０１Ｓ
Ｕ）とし、立下りはコンデンサの放電特性を利用しその
放電時の波形のようにほぼ直線的に急減する特性（２０
１５０）とすればよい。これにより、第５図（イ）に示
すように、サーミスタ（１０）の温度（ロ）が上昇する
に従い出力低減の比は大きくなり、スイッチング素子（
９）は安全に保護される。なお、（ハ）は前述のように
増減信号発生手段（２０１）の出力信号（２０１ｓ）が
三角波の場合の出力である。

［発明の効果］ この発明は前述のように、被加熱容器を加熱する加熱コ
イルと、この加熱コイルと共に共振回路を構成するコン
デンサと、上記共振回路を駆動するインバータ回路と、
このインバータ回路におけるスイッチング素子の温度を
検知する温度検出素子と、出力が増加した後に減少する
動作を繰返し行う増減信号発生手段と、上記温度検出素
子による温度信号と上記増減信号発生手段の出力信号と
を比較する比較手段とを有し、この比較手段の出力によ
り上記スイッチング素子の温度上昇に伴って上記スイッ
チング素子の導通時間を漸次短くする制御手段とを備え
た構成としたので、被加熱容器が非磁性の場合であって
も、加熱コイルへの給電制御を行うスイッチング素子に
流れる電流を。

該スイッチング素子の種々の冷却状態に自動的に対応し
て該スイッチング素子の温度上昇に伴って漸次減少させ
ることができ、加熱コイルの発生熱量も漸次減少させる
ことができ、従って、スイッチング素子の温度がその危
険温度に近づいた場合に、該スイッチング素子を流れる
電流及び加熱コイルの発熱量が従来のもののように急激
に低下するようなことがなく、加熱コイルの発熱量の急
変による調理への悪影響を抑制でき調理し易くなる。

更に、スイッチング素子の温度がその危険温度に近づい
て来た場合に、該スイッチング素子の温度上昇の原因と
なる電流が従来のもののように急激に減少するようなこ
とがなく、機器の能力を充分に生じさせつつスイッチン
グ素子を保護することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示す図で、第１
＠は全体の回路構成を示す接続図、第２図は第１図の制
御回路の内部構成を示す接続図、第３図は第２図の制御
回路の各部の信号の関係を示し、その（ａ）は増減信号
発生手段（２０１）の出力信号（２０１ｓ）と温度検出
素子（１０）の出力信号（１０ｓ）との関係を、（ｂ）
は比較器（１１４）の出力信号（１１４ｓ）と制御回路
（２０）の出力信号（２０ｓ）との関係を夫々示してい
る。第４図はこの発明の他の実施例の増減信号発生手段
の出力信号と温度検出素子の出力信号との関係を示す図
、第５図は第３図（ａ）に示す増減信号発生手段出力信
号の場合と第４図に示す増減信号発生手段出力信号の場
合の各出力を比較して示す図、第６図は従来の誘導加熱
調理器の全体回路構成を示す接続図、第７図は第６図の
スイッチング素子及び温度検出素子の取付部の構造を示
す斜視図、第８図は第６図の制御回路の内部構成を示す
接続図である。 図において、（５）は被加熱容器、（６）は加熱コイル
、（７）は加熱コイル（６）とで共振回路を構成するコ
ンデンサ、（９）はスイッチング素子で、ダイオードブ
リッジ（２）とチョークコイル（３）と平滑コンデンサ
（４）と加熱コイル（６）とダイオード（８）とでイン
バータ回路を構成している。（１０）は温度検出素子。 （２０）は制御回路、 （１１４）は比較手段、 は増減信号発生手段である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第 図 關 第 図 第 図 第 図 第 図 手 続 補 平成２ 年１０

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、この加熱コイルと共
   に共振回路を構成するコンデンサ、上記共振回路を駆動
   するインバータ回路、このインバータ回路におけるスイ
   ッチング素子の温度を検知する温度検出素子、及び出力
   が増加した後に減少する動作を繰返し行う増減信号発生
   手段と上記温度検出素子による温度信号と上記増減信号
   発生手段の出力信号とを比較する比較手段とを有しこの
   比較手段の出力により上記スイッチング素子の温度上昇
   に伴って上記スイッチング素子の導通時間を漸次短かく
   する制御手段を備えた誘導加熱調理器。