JPH067512B2 - 誘導加熱調理器のタイミング回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、加熱コイルに高周波交流を供給することによ
り被加熱体を誘導加熱して被調理物を加熱調理する誘導
加熱調理器に係わり、詳述すれば調理器のタイミング回
路に関する。

(ロ) 従来の技術 従来此種誘導加熱調理器は、負荷として様々な材質や形
状をもつ金属製の鍋を使用することが多く、また出力を
広範囲にわたって可変させる必要性から自励発振ループ
を形成し、高周波発生回路内のスイッチング素子の導通
時間を可変制御するパルス幅制御の機能とを合わせ持つ
必要があり、実公昭５８−３６４７３号公報に開示され
るように加熱コイル両端の電圧を拾って、それぞれを適
当な比で分割して比較させることによりスイッチング素
子をオンさせるための信号の発生タイミングを得るとい
う方法が一般的であった。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 前記従来の技術では、加熱コイルの両端の電圧を拾って
おり、電源側の電圧は常時変化はないが、他方の電圧は
負荷の種類や出力設定状態に応じて波高値及び減衰状態
がともに変化する（第６図参照）。ここで設定出力を最
大としたとき、前記他方の電圧は正弦波状に変化し、略
ゼロボルトまで下がるため電源側電圧の分割電位を低く
しておけばオン信号の発生タイミングは良好なものとな
る。しかしこの状態で、設定出力を最小にすると他方の
電圧の波高値はもちろん低下するが、減衰的になり前記
分割電位とのクロス点がなくなり発振の自動追尾が行な
えなくなってしまう（第６図参照）。逆に設定出力が
最小のときにオン信号の発生タイミングが良好となるよ
うに分割電位を定めておくと、設定出力が最大のときに
は、共振コンデンサにまだ電荷が残っている（完全に放
電が済んでいない）状態で、スイッチング素子のオン信
号が発生することになり（第６図参照）、前記電荷が
スイッチング素子に急激に流れ込むことになってスイッ
チング素子の損失が増大してしまう。

このため、本発明は負荷の種類や設定出力状態に応じた
適切なオン信号の発生タイミングを制御できるような効
率のよい自動追尾を行なうタイミング回路を提供するこ
とを目的とする。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、高周波交流の供給により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の一端の信号を受
けて第１の比較信号を送出する第１の信号可変手段と、
前記コイルの他端の信号を受けて第２の比較信号を送出
する第２の信号可変手段と、前記第１・第２の比較信号
に基づいてタイミングパルスを送出する比較手段とを備
えたタイミング回路であり、前記第２の信号可変手段は
前記コイルの一端の信号あるいは加熱出力を設定する出
力設定回路からの信号を受けてインピーダンスが変化す
るインピーダンス素子を有しそのインピーダンス変化に
より前記第２の比較信号を可変するようにしたものであ
る。

(ホ) 作用 タイミングパルス発生回路(9)に入力される２つの信号
の一方の信号をインピーダンス素子(33)によって、他方
の信号あるいは他方の信号の変化に追随して変化させる
ようにして、出力設定状態や発振周波数に対応できるタ
イミングパルスを発生させている。

(ヘ) 実施例 以下本発明の一実施例を第１図〜第６図を参照して説明
する。

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

(9)は前記誘導加熱コイル(4)の両端(A)(B)の電圧を拾っ
てスイッチングトランジスタ(7)のオン信号を発生させ
るためのタイミングを制御するタイミング回路としての
タイミングパルス発生回路、(10)は商用交流電源(1)を
受けて所定の期間毎にパルス信号を発生する起動回路、
(11)は加熱コイル(4)による加熱出力を設定する信号を
送出する出力設定回路、(12)はタイミングパルス発生回
路(9)・起動回路(10)・出力設定回路(11)のそれぞれの
信号を受けてスイッチングトランジスタ(7)を導通させ
るためのオン信号を発生し設定出力に対応したオンパル
ス幅を決定するオンパルス幅決定回路、(13)は該オンパ
ルス幅決定回路(12)からの信号を増幅してスイッチング
トランジスタ(7)に供給するドライブ回路である。(14)
は加熱コイル(4)に高周波交流が供給されることにより
誘導加熱される負荷である。

前記出力設定回路(11)は可変抵抗(15)と抵抗(16)(17)と
で構成せる直列回路を備えており、例えば直列回路の両
端にＶ_DDを印加させ、可変抵抗(15)より出力信号を送出
するようにしておく。

前記オンパルス幅決定回路(12)はコンデンサ(19)と抵抗
(20)との時定数回路及び該時定数回路のコンデンサ(19)
と抵抗(20)との接続点(F)の電位との前記出力設定回路
(11)からの出力信号（電位）とを比較して、スイッチン
グトランジスタ(7)のオン信号の時間幅を決定する比較
器(22)とを備えている。すなわち起動回路(10)の信号を
受けるべくダイオード(23)を入力端に接続し、タイミン
グパルス発生回路(9)の出力端にも接続し、抵抗(18)を
介してＶ_DDと接続する。また前記入力端はコンデンサ(1
9)を介して比較器(22)の側入力端に接続する。この
側入力端は、抵抗(20)およびダイオード(21)を介してＶ
_DDと接続している。また比較器(22)の 側入力端は出力設定回路(11)の出力端に接続している。
そして、比較器(22)の出力端はドライブ回路(13)の入力
端に接続する。

前記タイミングパルス発生回路(9)は２つの入力端を有
しており、一方の入力端は加熱コイル(4)のスイッチン
グトランジスタ(7)側端Ｂ点と接続し、第１の信号可変
手段(40)としての抵抗(24)と抵抗(25)との直列回路を介
して接地される。抵抗(24)と抵抗(25)との接続点(E)は
比較手段としての比較器(26)の 側入力端と接続している。他方の入力端は加熱コイル
(4)の電源(1)側端Ａ点に接続し、抵抗(27)と抵抗(28)と
の直列回路を介して接地されている。抵抗(27)と抵抗(2
8)との接続点(D)は比較器(26)の側入力端に接続して
いる。前記一方の入力端はまた抵抗(29)と抵抗(30)との
直列回路を介して接地され、２つの抵抗(29)(30)の接続
点はダイオード(31)と抵抗(32)の直列回路を介してイン
ピーダンス素子(33)例えば電界効果トランジスタの入力
端に接続している。ダイオード(31)と抵抗(32)との接続
点(C)はコンデンサ(34)を介して接地される。インピー
ダンス素子(33)の入力端はまた抵抗(35)を介して接地さ
れる。このインピーダンス素子(33)の一方の出力端は接
地され、他方の出力端はＤ点に接続する。このインピー
ダンス素子(33)と抵抗(27)，(28)とで第２の信号可変手
段(41)を構成している。また前記比較器(26)の出力端は
オンパルス幅決定回路(12)の入力端に接続する。

本発明の構成は以上の如くであり、以下その動作につい
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(14)が載置されているものとする。

いま、出力設定回路(11)における可変抵抗(15)による出
力設定を設定範囲内で最大（Ｖ_DDの分割比を最大）にし
たとすると、比較器(22)の 側入力すなわち基準電位が最大に設定される。このと
き、起動回路(10)からの起動信号をオンパルス幅決定回
路(12)が受けて時定数回路を経て比較器(22)の側入力
端に入力され、比較器(22)の出力パルス幅は最大とな
る。この出力パルスがドライプ回路(13)で増幅されスイ
ッチングトランジスタ(7)のベースに入力して高周波発
生回路(3)が作動して最大出力としての１サイクル目の
発振を行なう（第４図(a)参照）。ここで共振コンデン
サ(5)の充電電位は制御範囲内で最大となっており、加
熱コイル(4)による加熱出力も最大なものとなる。そし
てタイミングパルス発生回路(9)の一方の入力端に入力
される電位も最大であり、Ｃ点の積分電位は最大でイン
ピーダンス素子(33)のインピーダンスは制御範囲内で最
小となる。このため比較手段としての比較器(26)の側
入力すなわち第１の比較信号としての基準電位が最小と
なり、タイミングパルスの発生タイミングは第２の比較
信号としてのＥ点電位が略零電位に近いところとなりス
イッチングトランジスタ(7)の損失を最少に抑えられ
る。またこのタイミングパルスはオンパルス幅決定回路
(12)に入力され、起動回路(10)からの起動信号が入力さ
れたときと同様の動作で高周波発生回路(3)の２サイク
ル目以降の発振を継続させる（第２図参照）。

次に出力設定回路(11)における可変抵抗(15)による出力
設定を設定範囲内で最小（Ｖ_DDの分割比を最小）にした
とすると、比較器(22)の 側入力すなわち基準電位が最小に設定される。このとき
オンパルス幅決定回路(12)が起動回路(10)からの起動信
号を受けて、時定数回路を経て比較器(22)の側入力端
に入力され、この比較器(22)の出力パルス幅は制御範囲
内で最小となる。この出力パルスがドライブ回路(13)を
経てスイッチングトランジスタ(7)のベース入力となり
最小出力としての高周波発生回路(3)の１サイクル目の
発振が行なわれる（第４図(b)参照）。ここで共振コン
デンサ(5)の充電電位は制御範囲内で最小となってお
り、加熱コイル(4)による加熱出力も最小なものとな
る。そしてタイミングパルス発生回路(9)の一方の入力
端に入力される電位は最小のものでそれに伴ないＣ点の
電位が最小でインピーダンス素子(33)のインピーダンス
が制御範囲内で最大となる。このため、比較手段として
の比較器(26)の側入力すなわち第１の比較信号として
の基準電位が最大となり、タイミングパルスの発生タイ
ミングは第２の比較信号としてのＥ点電位が減衰振動を
する直前となり良好なタイミングパルスとして高周波発
生回路の２サイクル目以降の発振を継続させることがで
きる（第３図参照）。

また、出力設定回路(11)における可変抵抗(15)による出
力設定を設定範囲内で可変したとすると、設定出力に応
じた加熱出力を供給できるように種々の回路の基準電位
が変化してオンパルス幅決定回路(12)の出力パルス幅や
タイミングパルス発生回路(9)のタイミングパルスの発
生タイミング及びタイミングパルス幅が可変される。

上述せるタイミングパルス発生回路(9)のインピーダン
ス素子(33)への入力として加熱コイル(4)のスイッチン
グトランジスタ(7)側の電位を拾っているが、可変抵抗
(15)による出力設定が行なわれたときにその設定状態に
よって電位が変化する点の信号例えば出力設定回路(11)
からの出力信号を拾うようにしてもよく、別断加熱コイ
ル(4)の一端Ｂ点に限定されるものではない。

さて、誘導加熱による出力を制御するために必要なタイ
ミングパルスを発生するタイミングパルス発生回路(9)
に入力される２つの信号の一方の信号に基づいて、基準
レベルとなる第２の比較信号を他方の信号あるいは他方
の信号に変化を生じさせる信号の変化状態に対応して変
化させるようにするため、入力信号に応じてインピーダ
ンスの変化するインピーダンス素子(33)を活用させたこ
とで、出力設定状態及び発振周波数状態等に対応できる
パルス発生タイミングを得られると共に、スイッチング
トランジスタ(7)による損失の減少や良好な発振を継続
できる。

(ト) 発明の効果 本発明は以上の如くであり、タイミングパルスを発生す
るタイミングパルス発生回路に入力される２つの信号の
一方の信号に基づき基準レベルとなる第２の比較信号を
他方の信号あるいは他方の信号に変化を生じさせる信号
の出力設定や発振周波数等による変化状態に対応して変
化させるようにするため、インピーダンス素子のインピ
ーダンス変化が一方の信号に影響するように配置させた
ことで、出力設定状態及び発振周波数状態等に対応でき
るパルス発生タイミングを得られると共に、スイッチン
グトランジスタによる損失の減少や良好な発振を継続さ
せられる。

【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図及
び第３図は出力設定状態による本発明の要部信号波形
図、第４図は本発明の１サイクル目の発振状態を示す波
形図、第５図は従来例を示す電気回路図、第６図は従来
例における発振波形図である。 (4)…加熱コイル、 (7)…スイッチング素子、 (9)…
タイミングパルス発生回路、 (26)…比較器、(33)…イ
ンピーダンス素子、 (40)…第１の信号可変手段、 (4
1)…第２の信号可変手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高周波交流の供給により高周波交番磁界を
   発生して負荷を誘導加熱する加熱コイルの両端の信号を
   入力してタイミングパルスを発生する誘導加熱調理器の
   タイミング回路に於いて、前記加熱コイルの一端の信号
   を受けて第１の比較信号を送出する第１の信号可変手段
   と、前記コイルの他端の信号を受けて第２の比較信号を
   送出する第２の信号可変手段と、前記第１・第２の比較
   信号に基づいてタイミングパルスを送出する比較手段と
   を備え、前記第２の信号可変手段は前記コイルの一端の
   信号あるいは加熱コイルによる加熱出力を設定する出力
   設定回路からの信号を受けてインピーダンスが変化する
   インピーダンス素子を有しそのインピーダンス変化によ
   り前記第２の比較信号を可変するようにしたことを特徴
   とする誘導加熱調理器のタイミング回路。