JPH0636395B2

JPH0636395B2 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JPH0636395B2
Application number: JP60134748A
Authority: JP
Inventors: 伸一笠原
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1985-06-20
Filing date: 1985-06-20
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPS61292877A

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野本発明は誘導加熱調理器の出力制御回路に係わり、詳述
すれば高周波発振を行なうためのスイッチング素子の導
通時間を商用交流電源周波に同期させて変化させる誘導
加熱調理器の出力制御回路に関する。

(ロ) 従来の技術従来此種調理器の出力制御を行なう方法としては商用交
流電源を全波整流して得られる直流（脈流）を２０〜５
０ＫHzの高周波電流に変換するインバータ回路内のスイ
ッチング素子についてその導通時間を可変して所望の出
力を得るパルス幅変調方式（以後ＰＷＭ方式と記述す
る）が一般的であり、この方式については特開昭５９−
９９９２号公報等にて開示されている。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点前記従来の技術に開示されるようなＰＷＭ方式において
は使用者が所望する出力レベルを設定すると、インバー
タ回路内のスイッチング素子の導通時間が一定のものと
して決まりそれに応じた高周波発振が行なわれる。しか
しこのときスイッチング素子に印加される電圧Ｖ_CEはそ
の包絡線がインバータ回路へ与えられる全波直流電圧Ｖ
_Cと相似形となるものであり、交流入力電源のゼロクロ
ス付近ではＶ_CEは小さくピーク付近ではＶ_CEもピーク値
をとる。一方設定出力を増加させるべくスイッチング素
子の導通時間を変化してゆくと前記Ｖ_CEの値が増加しス
イッチング素子の耐電圧を超える危険が生じてくる。し
たがってインバータ回路で得られる出力の上限は主にス
イッチング素子の耐電圧あるいは電流容量によって制限
されるものであって、それらのピーク値は交流入力のピ
ーク付近で生じることから出力設定をするとピーク時に
おいて安全な導通時間が設定されるようにしてあり交流
入力のゼロクロス付近では電圧、電流ともに大きく余裕
を残しながらの運転となり効率の良い高出力が得られな
かった。

このため本発明は、交流入力のピーク付近でのスイッチ
ング素子への負担を増加させることなく、スイッチング
素子に余裕のある領域内でゼロクロス付近の動作状態す
なわち導通時間を変化させてより大きな効率のよい高出
力を得られる調理器を提供しようとするものである。

(ニ) 問題点を解決するための手段本発明高周波交流を発生するためのスイッチング素子を
含み高周波交番磁界を発生して負荷を誘導加熱する加熱
コイルを備えた誘導加熱調理器において、商用交流電源
と、該電源を全波整流する全波整流回路と、前記スイッ
チング素子及び加熱コイル並びにバイパスコンデンサを
有する高周波発生回路と、前記スイッチング素子を駆動
するドライブ回路と、前記整流回路の周波数と同一の周
波数を有し前記電源電圧の両ピーク値付近で最小となり
電源電圧のゼロクロス付近で最大となる基準波を発生す
る基準波発生回路と、該基準波発生回路から発生する前
記基準波が最大値に近づくにつれ前記スイッチング素子
の導通時間を長くし、また前記基準波が最小値に近づく
につれ前記スイッチング素子の導通時間を短くするよう
に前記ドライブ回路を制御する出力制御回路とを備えた
ものである。

(ホ) 作用スイッチングトランジスタ(8)の導通時間を決定するた
めの基準電位を商用交流電源(1)電圧の周期的な変化に
対応させて、電源(1)のゼロクロス付近で最大となり電
源(1)の両ピーク値付近で最小となるように電源(1)周波
に対して２倍の周波数を有した余弦波状の波形のものと
している。

(ヘ) 実施例以下本発明の一実施例について第１図〜第３図を参照に
して説明する。

(1)は商用交流電源、(2)は全波整流回路、(3)は高周波
発生回路でありバイパスコンデンサ(4)・誘導加熱コイ
ル(5)・共振コンデンサ(6)・ダンパーダイオード(7)・
スイッチング素子としてのスイッチングトランジスタ
(8)とで構成されている。(9)は商用交流電源(1)を受け
て直流低電圧（以後Ｖ_DDと称する）を発生する低電圧回
路である。

(10)はバイパスコンデンサ(4)の加熱コイル(5)側端を入
力する基準発生回路であり、入力端は抵抗(11)と抵抗(1
2)との直列回路を介して接地される。この両抵抗(11)・
(12)の接続点(P)はインピーダンス素子例えば電界効果
トランジスタ（以後ＦＥＴと記述）(13)のゲートが接続
し、ソースは接地、ドレインは抵抗(14)を介して出力制
御回路としての比較器(20)の側入力端に接続する。一
方Ｖ_DDから抵抗(15)−可変抵抗(16)−抵抗(17)を介して
接地されており、可変抵抗(16)の設定ポイントは比較器
(20)の側入力端子に接続する。そしてこの基準波発生
回路(10)は電源(1)周波の２倍の周波数を有し、電源(1)
の両ピーク値に対し最小値をとり電源(1)のゼロクロス
付近に対して最大値をとるような基準波を発生させるも
のである。

(21)はスイッチングトランジスタ(8)の両端の電圧を拾
いその電圧に応じた周波数のパルス例えば第３ａ図に示
すようなノコギリ波を発生する発振器であり、その出力
は比較器(20)の側入力端に入力される。比較器(20)の
出力はドライブ回路(22)に入力され増幅されて高周波発
生回路(3)のスイッチングトランジスタ(8)のベースに入
力される。(23)は高周波発生回路(3)に辞自発振を行な
わせるための起動信号を発生する起動回路である。(24)
は加熱コイル(5)に高周波電流が供給されることにより
誘導加熱される負荷である。

本発明の構成は以上の如くであり、次にその動作につい
て説明する。

まず電源スイッチ（図示せず）を投入することにより、
電源(1)が供給される。このとき、調理器の天板上に適
切な負荷(24)が載置されているものとする。

いま基準波発生回路(10)における可変抵抗(16)による設
定を設定範囲内で最大にしたとすると、比較器(20)の
側入力すなわち基準電位は設定範囲内で最大に設定され
る。一方、バイパスコンデンサ(4)の両端の電圧Ｖ_Cが
直列抵抗(11)・(12)の両端に印加されるため、全波整流
波形が分圧されて整流波形と相似な波形がＰ点に導出さ
れる。したがってＦＥＴ(13)のゲート入力電圧はＶ_Cの
変化に応じて増減する。そしてＦＥＴ(13)のドレイン・
ソース間のインピーダンスはゲート入力電圧により変化
し、ゲート入力電圧が増加するインピーダンスは低下
し、ゲート入力電圧が減少するとインピーダンスは上昇
する。ＦＥＴ(13)のドレインは抵抗(14)を介して可変抵
抗(16)の設定ポイントに接続されているので、ＦＥＴ(1
3)のインピーダンスが変化すると前記基準電位は変化す
ることになる。即ちＶ_Cの変化がＦＥＴ(13)のドレイン
・ソース間のインピーダンス変化をもたらし基準電位を
変化させる。そしてその変化としては、Ｖ_Cの増加（減
少）＞ＦＥＴ(13)のインピーダンス減少（増加）＞基準
電位の低下（上昇）という一連の動作を伴ない、基準電
位はＶ_Cのピーク値付近で最小となり、Ｖ_Cのゼロクロ
ス付近で最大となる。（ただし基準電位の最小値は従来
の基準電位と等しくなるようにしてある）この結果第３
ａ図及び第３ｂ図に示すように、バイパスコンデンサ
(4)の両端電圧Ｖ_Cの変化に伴ないスイッチングトラン
ジスタ(8)の導通時間が変化（Ｖ_Cがピークになるとき
最小（Ｔ₁）、ゼロクロスするとき最大（Ｔ₂））して第
２図(d)に示すような全波整流波形と相似ではなく略台
形的形状を成したスイッチングトランジスタ(8)の両端
電圧の包絡線を得る。この包絡線と零ラインとで囲まれ
る部分の面積すなわち加熱出力は従来に比して大きなも
のとなる。

次に基準波発生回路(10)における可変抵抗(16)による設
定を設定範囲内で最小にしたとすると、比較器(20)の
側入力が最小に設定されて、それに伴なう基準電位波形
の最小値が設定範囲内で最小になる。そして前述せる動
作と同様な動作により最小出力設定での運転が行なわ
れ、スイッチングトランジスタ(8)のコレクタ・エミッ
タ間電圧のピーク値が設定範囲内で最小になる（第２図
(d)における台形的形状を成した包絡線の高さが最小と
なる）。

また基準波発生回路(10)における可変抵抗(16)による設
定を設定範囲内で可変したとすると、設定に基づいた基
準電位の最小値が決まり、コレクタ・エミッタ間電圧の
ピーク値も決まる。

上述したようにスイッチングトランジスタ(8)の導通時
間を決めるための基準となる電位を電源(1)電圧の周期
的変化に対応させて２倍の周波数で周期的に変化するよ
うにしたことで効率の良いスイッチング素子の導通時間
を得ることができ加熱出力波形を改善して高効率の加熱
を実現できる。

(ト) 発明の効果本発明は以上の如くであり、高周波発振を行なうための
スイッチング素子の導通時間を決定するための基準電位
を商用交流電源電圧の周期的変化に対応させてゼロクロ
ス付近で最大となり、両ピーク値付近で最小となるよう
に電源周波の倍の周波数で周期的に変化させるようにし
たことで、効率の良い導通時間を決めることが可能とな
ると共に加熱出力波形を高効率なものとすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気回路図、第２図は
本発明の要部信号波形図、第３ａ図は第２図Ａ時点付近
の波形拡大図、第３ｂ図は第２図のＢ時点付近の拡大
図、第４図は従来例を示す電気回路図である。 (1)……商用交流電源、(3)……高周波発生回路、(4)…
…バイパスコンデンサ、(5)……加熱コイル、(8)……ス
イッチングトランジスタ、(10)……基準波発生回路、(1
3)……ＦＥＴ、(16)……可変抵抗、(20)……比較器、(2
1)……発振器、(22)……ドライブ回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波交流を発生するためのスイッチング
素子を含み高周波交番磁界を発生して負荷を誘導加熱す
る加熱コイルを備えた誘導加熱調理器において、商用交
流電源と、該電源を全波整流する全波整流回路と、前記
スイッチング素子及び加熱コイル並びにバイパスコンデ
ンサを有する高周波発生回路と、前記スイッチング素子
を駆動するドライブ回路と、前記整流回路の周波数と同
一の周波数を有し前記電源電圧の両ピーク値付近で最小
となり電源電圧のゼロクロス付近で最大となる基準波を
発生する基準波発生回路と、該基準波発生回路から発生
する前記基準波が最大値に近づくにつれ前記スイッチン
グ素子の導通時間を長くし、また前記基準波が最小値に
近づくにつれ前記スイッチング素子の導通時間を短くす
るように前記ドライブ回路を制御する出力制御回路とを
備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。