JPH0656794B2

JPH0656794B2 - 誘導加熱装置

Info

Publication number: JPH0656794B2
Application number: JP60085124A
Authority: JP
Inventors: 誠士神原; 正宏竹本; 豊高茂
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-04-19
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPS61243689A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は超可聴周波数の交流電圧を発生させて、調理器
具を誘導加熱する誘導加熱装置に関するものである。

〔従来例の構成とその問題点〕

従来、電磁調理器の出力制御回路及び加熱用パルス発生
回路は、図１に示される回路で構成されており、(1)
(2) (3)はコンパレーターであり、Ｒ１０・Ｒ１１・Ｒ
１１６・Ｒ１１７の抵抗分圧された加熱コイル電圧の零
クロスで、コンパレーター(1)の出力は第２図(イ)のよう
に変化する。

一方コンパレーター(2)は非安定マルチバイブレーター
が構成されており、通常加熱時の発振周期に対して長い
発振周期が選らばれている。

コンパレーター(3)はプロセッサーの出力情報に基づい
たディジタルコードをアナログ量に変換するＤＡコンバ
ーターの出力とコンパレーター(2)の積分コンデンサー
の電圧を比較した後、第２図(ハ)のように出力されま
す。

ここで第２図(ニ)に見られる加熱コイル両端電圧の正か
ら負に立ち下がる期間のみコンパレーター(2)のＰはＬ
レベルになるように、Ｑ１６４・Ｃ１１２・コンパレー
ター(1)は動作します。

共振コンデンサーＣ４と加熱コイルＬ２の負荷を含めた
インダクタンスによる電圧共振回路と直列に半導体スイ
ッチング回路が形成されている。

加熱コイルの両端電圧の正の領域は、スイッチング素子
がオンの期間に相当します。

これらの動作により、コンパレーター(2)は、共振回路
に同期した周期で、発振を行ない、コンパレーター(3)
の出力は共振回路に同期した周期でプロセッサー(4)の
出力情報に基づいたＬレベルのパルス幅を有したパルス
列となりドライブ回路を介しスイッチングトランジスタ
Ｑ１に供給されている。尚、図中Ｒ１１８〜Ｒ１３２及
びＲ１５０〜Ｒ１５７は抵抗器，Ｃ１１０〜Ｃ１１６は
コンデンサー，D106〜Ｄ１０８はダイオード，Ｑ１０５
はトランジスタ，(5)はドライブ回路，ＳＷ₁〜ＳＷ₇は
スイッチを示す。

このような構成にあっては、非安定マルチバイブレータ
ーの自走周波数により下限の同期周波数は制限され被加
熱物の状態・材質によっては、不安定なスイッチングと
なる。

又、発振回路と電流検出回路は独立しており、個々の回
路定数・環境条件によりその特性が異なるところから、
出力を決定する発振回路と出力を検出する電流検出回路
の対応は難しく装置のバラツキの原因となっていた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる問題を解決するために、電流検出回路
を発振回路として構成し、加熱制御する特徴を有した、
電磁調理器であって、高い安定度と低価格の製品を提供
しうるものである。

〔発明の構成〕

本発明は上記目的を達成するために、第３図のように直
流電源に加熱コイルＬとスイッチング素子Ｑを直列に接
続し、スイッチング素子と並列に共振コンデンサーＣ０
を設けたスイッチング回路と該スイッチング回路を駆動
出来るよう信号増幅する駆動回路１１、加熱コイルと相
似電圧が得られる補助間線Ｎの信号により、オン・オフ
するタイミング回路１２、電流検出信号によりオンオフ
する電流検出回路１３，前記電流検出回路１３の電流レ
ベルを決定する出力設定用の電圧発生器をもつマイクロ
コンピューター１４、マイクロコンピューター１４に
は、回路及び装置・被加熱物温度や状態の異常により出
力を示めす、保護装置入力が備えられている。

ここで電流検出入力とタイミング回路の入力極性は同じ
になるように接続されている。マイクロコンピューター
１４の保護装置の結果出力と各回路の出力は、いずれか
がオフになると、スイッチング回路が、オフになるよう
に論理積に結合されている。

共振コンデンサーＣ０は加熱コイルに並列に設け電圧共
振回路を形成しても良い。

又、該コンデンサーは分割し各々に設けても良い。

電流検出回路はスイッチング回路の一部に設うけた、変
流器や平滑コンデンサーに直列に設けた抵抗等により加
熱コイル電流と相似の波形が得られれば良い。

〔実施例の説明〕

以下、本発明の一実施例を第４図及び第５図に従って詳
細に説明する。

商用電源に電源スイッチＳ１を介して接続された全波整
流器Ｄ０の直流出力とスイッチング素子Ｑ１を直列に接
続し、スイッチング素子と並列に共振コンデンサーＣ０
を設けたスイッチング回路２１と該スイッチング回路２
１を駆動出来るように信号増幅するドライブ回路２２、
加熱コイルと相似電圧が得られる補助巻線Ｎの出力信号
により、オン・オフしタイミング信号を出力するタイミ
ング回路のコンパレーターＩＣ１があり、前記ＩＣ１の
スイッチング電圧の基準電圧を生成するツェナーダイオ
ードＺＤ１が設けられている。

電流検出信号により、オンオフするコンパレーターＩＣ
２。前記ＩＣ２の比較電圧レベルを決定する出力設定用
の電圧発生器であるＶＲに加えて、回路及び装置の異常
により出力がオフになる保護回路２４が備えられてい
る。

整流電源Ｄ０から分圧されて出来る制御直流電源回路２
５により、各回路に制御動作電源が供給されている。

ＩＣ１には加熱コイルＬ０に同体に巻かれたＮ巻線出力
電圧、第５図の「Ｃ」が＋入力へ、一定の直流電圧が第
５図の「Ｄ」のバイアスに重畳してあたえられている。

平滑コンデンサーと直列に設けられた抵抗により、スイ
ッチング回路の共振電流が検出される電圧出力、第５図
の「Ｅ」は検出回路ＩＣ２の＋入力に接続され、ＩＣ２
の一方の入力には出力設定レベルをＶＲを介して電圧
「Ａ」として与えられている。

それぞれのコンパレーターの出力と保護回路出力はオー
プンコレクタ構成による正論理のＡＮＤ回路となってい
る。Ｃ１は平滑コンデンサー、Ｌ₁は平滑チョークコイ
ル、Ｒ₁〜Ｒ₅は抵抗器である。

始動スイッチＳＷは、加熱中はオープンになるようにな
っており、通常は動作を停止させる為、「Ａ」の電圧は
「Ｅ」の電圧より必らず高くなるようにＳＷが閉の状態
で、制御電源電圧に設定されている。

停止中は、このことからドライブ回路２２の入力、第５
図の「Ｂ」の電圧はＬレベルでスイッチング回路は停止
している。

ここでスイッチＳＷを開放にすると、出力設定されてい
るＶＲの出力により「Ａ」の電圧は「Ｅ」の電圧より下
がり、「Ｂ」の入力はＨレベルになるとともに、スイッ
チング素子がオンとなり加熱コイルに電流が流れます。
ここで平滑コンデンサーＣ１に直列に設けられた抵抗Ｒ
３には、加熱コイル電流に比例した電圧が生じ、この電
圧が「Ｅ」電圧として与えられる。

加熱コイル電流は時間とともに上昇していき、つれて
「Ｅ」電圧は低下していき設定電圧「Ａ」に達すると
「Ｂ」の電圧は、Ｌレベルとなってスイッチング回路２
１は、オフになります。加熱コイルには逆起電力による
フライバック電圧が発生しコンデンサーＣ０を通じて、
反転したフライホイール電流が抵抗Ｒ３に流れ「Ｅ」の
電圧は再び上昇しＩＣ２は反転しますが、フライバック
電圧により誘起される、巻線Ｎの出力電圧により、コン
パレーターＩＣ１が反転し「Ｂ」のレベルは、Ｌレベル
になる。

このようにスイッチング回路２１は「Ｅ」電圧が加熱コ
イル電流に伴なって上昇しても、フライバック電圧が高
いかぎり停止している。

フライバック電圧は負荷条件等で決定されるインダクタ
ンス値とコンデンサーＣ０による共振周期時間後、零電
圧になり、「Ｃ」電圧は、ＩＣ１を反転させ、「Ｂ」の
電圧を再度Ｈレベルにしスイッチング回路２１をオンに
します。

このようにスイッチング回路２１のオン時間は、外部設
定レベルにより、又オフ時間はスイッチング回路の共振
周期で決定される、とともにスイッチング素子がオンす
るタイミングは、フライバック電圧、即ちスイッチング
素子の電圧の最少値で行なわれる。

加熱電力は、スイッチング回路２１のオン時間に比例す
るところから、外部設定レベルを可変することにより出
力を自在に調整することが出来る。

フライバック電圧の最少値で、スイッチングを素子は行
なうので、損失の少ない回路が形成されている。

〔効果〕

本発明の誘導加熱装置は、補助巻線で検出した加熱コイ
ルと相似の電圧に基づいて得たタイミング信号と加熱コ
イルの電流に基づいて得た電流検出信号との倫理積によ
る駆動信号でスイッチング素子を制御しているので、共
通の電源を用いているタイミング回路と電流検出回路と
を発振回路とすることができるので、独立した発振回路
を必要とせず、個々の回路定数・雰囲気温度などの環境
条件に関係なくタイミング回路と電流検出回路との対応
を行うことができ、加熱電力のバラツキが低減されると
ともに、部品点数の削減により、低価格の商品を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来誘導加熱装置の要部電気回路図、第２図は
同上装置の動作を説明するための信号波形図、第３図は
本発明誘導加熱装置の概略を示すブロック回路図、第４
図は同上装置の電気回路図、第５図は本考案装置の動作
を説明するための信号波形図を示す。ＩＣ１、ＩＣ２：コンパレーター、Ｌ０：加熱コイル、
Ｎ：巻線、Ｃ１：平滑コンデンサー、Ｒｓ：抵抗器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高茂豊大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シヤープ株式会社内 (56)参考文献特開昭55−80295（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−148890（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源に加熱コイルとスイッチング素子
とを直列に接続し、該スイッチング素子に並列に接続し
た共振コンデンサを有したスイッチング回路と、該スイ
ッチング回路を駆動する駆動回路とを備えた誘導加熱装
置において、上記加熱コイルと相似電圧を得るための補助巻線と、該補助巻線の出力信号を基準電圧と比較してオン・オフ
しタイミング信号を出力する比較器からなるタイミング
回路と、上記加熱コイルに流れる電流を検出し、この検出電流と
出力設定用ＶＲの設定値とを比較して電流検出信号を出
力する電流検出回路と、上記タイミング回路のタイミング信号と該電流検出回路
の電流検出信号との倫理積により上記駆動回路に駆動信
号を与えて上記スイッチング素子を制御することを特徴
とする誘導加熱装置。