JPS6074380A - 誘導加熱調理器 - Google Patents
誘導加熱調理器Info
- Publication number
- JPS6074380A JPS6074380A JP58183343A JP18334383A JPS6074380A JP S6074380 A JPS6074380 A JP S6074380A JP 58183343 A JP58183343 A JP 58183343A JP 18334383 A JP18334383 A JP 18334383A JP S6074380 A JPS6074380 A JP S6074380A
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- JP
- Japan
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- circuit
- transistor
- signal
- rate
- voltage
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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。
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
本発明は一般家庭において使用する周波数変換装置を備
えた誘導加熱調理器に関するものである。
えた誘導加熱調理器に関するものである。
従来例の構成とその問題点
加熱コイルと共振コンデンサの共振回路を半導体のスイ
ッチング素子で励振するインバータを備えた従来の誘導
加熱調理器は、スイッチング素子がオフした後に発生す
る素子端子間の電圧が、」＝記共振回路の並列共振現象
により再び零になるのを検出した後、スイッチング素子
へ再び所定の時間巾の導通信号を発生していた。それに
よりスイッチング素子が導通する時のスイッチング損失
を低減することが可能となるが、素子端子電圧が共振作
用で零にならなければ発振を継続することが出来なかっ
た。具体的に述べるとインバータの１１荷は使用される
鍋であるが、形状・材質・位置６４によって電気的には
極めて多様な負荷変動となる。
ッチング素子で励振するインバータを備えた従来の誘導
加熱調理器は、スイッチング素子がオフした後に発生す
る素子端子間の電圧が、」＝記共振回路の並列共振現象
により再び零になるのを検出した後、スイッチング素子
へ再び所定の時間巾の導通信号を発生していた。それに
よりスイッチング素子が導通する時のスイッチング損失
を低減することが可能となるが、素子端子電圧が共振作
用で零にならなければ発振を継続することが出来なかっ
た。具体的に述べるとインバータの１１荷は使用される
鍋であるが、形状・材質・位置６４によって電気的には
極めて多様な負荷変動となる。
しかしスイッチング素子端子の電圧が所定値以上に低下
した事を検出したシ、あるいはスイッチング素子（フラ
イホイールダイオードを含む）の電流が逆方向に流れる
のを検出する事によって再度導通信号を発生する制御方
式の従来例では、あらゆる負荷条件においても必らず電
圧が零になる様に加熱コイルと鍋との結合を考慮したイ
ンバータでなければ発振停止に陥いる危険性があった。
した事を検出したシ、あるいはスイッチング素子（フラ
イホイールダイオードを含む）の電流が逆方向に流れる
のを検出する事によって再度導通信号を発生する制御方
式の従来例では、あらゆる負荷条件においても必らず電
圧が零になる様に加熱コイルと鍋との結合を考慮したイ
ンバータでなければ発振停止に陥いる危険性があった。
もちろん、使用に供される全ての鍋に対して安全に動作
するか否かの設計確認は物理的に不可能であるので、安
全係数を持たせた設計のために加熱コイルと鍋との結合
を悪くして負荷変動を緩和する方法を採っていた。
するか否かの設計確認は物理的に不可能であるので、安
全係数を持たせた設計のために加熱コイルと鍋との結合
を悪くして負荷変動を緩和する方法を採っていた。
しかし、そのためには加熱コイルに必要以上の電流を流
さなければ同一の出力が得られず効率その他を改善する
障害となっていた。
さなければ同一の出力が得られず効率その他を改善する
障害となっていた。
発明の目的
本発明はこのような従来の問題を解決しインバータの発
振動作の安定性向上と機器の効率向上を図つ〜誘導加熱
調理器を提供するものである。
振動作の安定性向上と機器の効率向上を図つ〜誘導加熱
調理器を提供するものである。
発明の構成
本発す」の誘導加熱調理器は、商用電源に接続されたチ
ョークコイルとフィルタコンデンサからなるフィルタ回
路とフィルタコンデンサの両端に接続された加熱コイル
と共振コンデンサの共振回路を励振する半導体スイッチ
ング素子から成る周波数変換回路と、半導体スイッチン
グ素子の端子電圧の変化率を検出する変化率検出回路と
、ぞの１１圧変化率が２度目の零に達した時に信号を発
生するトリガ回路と、そのトリガ回路の出力に接続され
て、半導体スイッチング素子へ所定の時間１１」のオン
信号を供給する駆動回路とから構成さＪｔている。
ョークコイルとフィルタコンデンサからなるフィルタ回
路とフィルタコンデンサの両端に接続された加熱コイル
と共振コンデンサの共振回路を励振する半導体スイッチ
ング素子から成る周波数変換回路と、半導体スイッチン
グ素子の端子電圧の変化率を検出する変化率検出回路と
、ぞの１１圧変化率が２度目の零に達した時に信号を発
生するトリガ回路と、そのトリガ回路の出力に接続され
て、半導体スイッチング素子へ所定の時間１１」のオン
信号を供給する駆動回路とから構成さＪｔている。
実施例の説明
以下、添附図面に基づいて本発明の一実施例について説
明する。第１図及び第２図において商用電源１にスイッ
チ２を介して接続された整流器３の整流出力端子には、
チョークコイル４とフィルタコンデンサ５から成るフィ
ルタ回路が接続さ、ｌｔでいる。
明する。第１図及び第２図において商用電源１にスイッ
チ２を介して接続された整流器３の整流出力端子には、
チョークコイル４とフィルタコンデンサ５から成るフィ
ルタ回路が接続さ、ｌｔでいる。
さらにフィルタコンデンサ５には加熱コイル６と共振コ
ンデンサ７の並列共振回路と、ＮＰＮ）・ランジスタ８
とフライホイルダイオード９の逆＼１【列回路の直列回
路が接続されており周波数変換か！。
ンデンサ７の並列共振回路と、ＮＰＮ）・ランジスタ８
とフライホイルダイオード９の逆＼１【列回路の直列回
路が接続されており周波数変換か！。
置２０を構成している。トランジスタ８の１１１１１；
Ｊ”ｌ＋ｌ：圧ｖ１ は変化率検出回路１０へ入力さ
れ、■１ の変化率が零になる毎にトリガ回路１１へ出
力を発生ずる。トリガ回路１１は変化率検出回路１ｏの
２度目の出力に同期して駆動回路１２へ出力を発生し、
その後、所定のパルス巾の駆動信号をトランジスタ８の
ベース端子に供給する。
Ｊ”ｌ＋ｌ：圧ｖ１ は変化率検出回路１０へ入力さ
れ、■１ の変化率が零になる毎にトリガ回路１１へ出
力を発生ずる。トリガ回路１１は変化率検出回路１ｏの
２度目の出力に同期して駆動回路１２へ出力を発生し、
その後、所定のパルス巾の駆動信号をトランジスタ８の
ベース端子に供給する。
第２図は第１図の実施例のブロック図をさらに具体的に
説明するものであり、以下、各部の波形を図示した第３
図とともに各部の動作について説明する。商用電源１に
接続された変成器１３はセンタタップを有する２次巻線
を有しており、それぞれ整流ダイオード１４，１５、平
滑コンデンサ１６．１７、定電圧ダイオ−１’１８．１
９によシ正負の２電源を供給し、その中点はトランジス
タ８のエミ・ツタに接続されている。変化率検出回路１
０を構成するコンデンサ１０１と直列接続された２つの
抵抗１０２，１０３の微分回路はトランジスタ８の端子
間に接続されており、抵抗１０２゜１０３の中点に接続
されたコンパレータ１０６の入力端子に■１ の微分波
形を入力する。
説明するものであり、以下、各部の波形を図示した第３
図とともに各部の動作について説明する。商用電源１に
接続された変成器１３はセンタタップを有する２次巻線
を有しており、それぞれ整流ダイオード１４，１５、平
滑コンデンサ１６．１７、定電圧ダイオ−１’１８．１
９によシ正負の２電源を供給し、その中点はトランジス
タ８のエミ・ツタに接続されている。変化率検出回路１
０を構成するコンデンサ１０１と直列接続された２つの
抵抗１０２，１０３の微分回路はトランジスタ８の端子
間に接続されており、抵抗１０２゜１０３の中点に接続
されたコンパレータ１０６の入力端子に■１ の微分波
形を入力する。
又、コンパレータ１０６の他の入力端子には、負電源間
に接続された２つの分圧抵抗１０４，１０５により一定
の負電圧が基準電圧として供給さｔｌでいる。
に接続された２つの分圧抵抗１０４，１０５により一定
の負電圧が基準電圧として供給さｔｌでいる。
ここでｖｌ はトランジスタ８のオフ時に発生ずる電圧
で、加熱コイル６と共振コンデンサ７の並列共振回路に
より、第３図ａのように、振動波形となるので抵抗１０
３に表わされる微分電圧波形は第３図すとなる。同図で
一点鎖線はコンパｌ／ −タ１０６の基準電圧を示して
いる。コンパレータ１０６の出力信号第３図Ｃは抵抗１
０７でプルアップされて変化率検出回路１０の出力信号
としてトリガ回路１１を構成するＤ−フリ・ノプノ１ｙ
ノブ１１１（以下Ｄ−Ｆ／Ｆ）のクロ、り端子に供給
されるが、第３図ｂＫ示すコンパレータ１０６の入力信
号で判る様に■１ の変化率（ｄＶ１／ｄｉ ）か零と
なる点でコンパレータ１０６の出力信シづｒｌ、ｐｙ−
転し、第２図実施例の回路ではトランジスタ８がオフし
た後、二度目にｄＶ１／ｄｔが零となる点てはコンパレ
ータ１０６の出力は低から高へ変化１−る。Ｄ−Ｆ／Ｆ
１１１は日本電気個）製のＵＰＤ４０１３ＢＣ等の市販
されているＩＣが使用でき、そのＱ出力端子とＤ端子は
接続されている。Ｄ＝Ｆ／Ｆ１１１はクロック入力の立
上り時のＤ端子信号を読み取りＱ端子にその反転出力を
発生させるので、前述のように２度目のｄＶ１／ｄｔ
が零となる点（第３図Ｃの立上がり時）で出力Ｑ（第３
図ｄ）が反転する。第３図Ｃで立上シ波形の後、細い負
パルスが発生するのは、後述のようにｄＶ１／ｄ ｔ
−ｏを検出してトランジスタ８を導通させた時にｖｌ
が零に低下しそのためコンパレータ１０６の入力電圧が
ｄＶ１／ｄｔ（Ｏの信号となるためであり、そのパルス
巾は主にトランジスタ８のターンオン時間となシ約１〜
３μｓ程度である。この様にトランジスタ８のターンオ
ンに際し、Ｄ−Ｆ／Ｆ １１１のクロ・７り入力には２
度の立上シ点が短時間に発生するため、そのＱ出力信号
は第３図ｄのように細巾パルスとなシ、駆動回路１２を
構成する単安定マルチバイブレータ１２１のトリガ端子
へと接続されている。この単安定マルチバイブレータ１
２１はトランジスタで構成された一般的なものでも良い
が、ことでは日本電気■製のＵＰＤ ４５２８Ｂ Ｃを
用いている。
で、加熱コイル６と共振コンデンサ７の並列共振回路に
より、第３図ａのように、振動波形となるので抵抗１０
３に表わされる微分電圧波形は第３図すとなる。同図で
一点鎖線はコンパｌ／ −タ１０６の基準電圧を示して
いる。コンパレータ１０６の出力信号第３図Ｃは抵抗１
０７でプルアップされて変化率検出回路１０の出力信号
としてトリガ回路１１を構成するＤ−フリ・ノプノ１ｙ
ノブ１１１（以下Ｄ−Ｆ／Ｆ）のクロ、り端子に供給
されるが、第３図ｂＫ示すコンパレータ１０６の入力信
号で判る様に■１ の変化率（ｄＶ１／ｄｉ ）か零と
なる点でコンパレータ１０６の出力信シづｒｌ、ｐｙ−
転し、第２図実施例の回路ではトランジスタ８がオフし
た後、二度目にｄＶ１／ｄｔが零となる点てはコンパレ
ータ１０６の出力は低から高へ変化１−る。Ｄ−Ｆ／Ｆ
１１１は日本電気個）製のＵＰＤ４０１３ＢＣ等の市販
されているＩＣが使用でき、そのＱ出力端子とＤ端子は
接続されている。Ｄ＝Ｆ／Ｆ１１１はクロック入力の立
上り時のＤ端子信号を読み取りＱ端子にその反転出力を
発生させるので、前述のように２度目のｄＶ１／ｄｔ
が零となる点（第３図Ｃの立上がり時）で出力Ｑ（第３
図ｄ）が反転する。第３図Ｃで立上シ波形の後、細い負
パルスが発生するのは、後述のようにｄＶ１／ｄ ｔ
−ｏを検出してトランジスタ８を導通させた時にｖｌ
が零に低下しそのためコンパレータ１０６の入力電圧が
ｄＶ１／ｄｔ（Ｏの信号となるためであり、そのパルス
巾は主にトランジスタ８のターンオン時間となシ約１〜
３μｓ程度である。この様にトランジスタ８のターンオ
ンに際し、Ｄ−Ｆ／Ｆ １１１のクロ・７り入力には２
度の立上シ点が短時間に発生するため、そのＱ出力信号
は第３図ｄのように細巾パルスとなシ、駆動回路１２を
構成する単安定マルチバイブレータ１２１のトリガ端子
へと接続されている。この単安定マルチバイブレータ１
２１はトランジスタで構成された一般的なものでも良い
が、ことでは日本電気■製のＵＰＤ ４５２８Ｂ Ｃを
用いている。
単安定マルチバイブレータ１２１はトリガ信号（第３図
ｄ）に対し第３図ｅのように外信けの抵抗１２８とコン
デンサ１２９で定まる所定のパルス巾Ｔ１ の出力を発
生し、抵抗１２２を介してトランジスタ１２５ヘベース
電流を供給する。トランジスタ１２５で反転された信号
は再度出力トランジスタ１２７で反転・増巾されトラン
ジスタ８へ抵抗１２６を介してベース電流を流す。第３
図ｆにトランジスタ８のコレクタ電流を示す。そしてＴ
１ 時間後には出力トランジスタ１２７がオンしてトラ
ンジスタ８に逆バイアスを印加してオフせしめ、再び振
動性の■１ を発生せしめる。従−３て周波数変換装置
２ｏの動作周波数は加熱コイル６と共振コンデンサ７の
共振周波数（固定）と駆動回路１２の出力パルス巾（Ｔ
１）で決定され、Ｔ１を長くする程、加熱コイル６には
大きな高周波ｉＺＬ流が流れるのでＴ１ を制御するこ
とにより、誘導加熱出力を可変することが可能である。
ｄ）に対し第３図ｅのように外信けの抵抗１２８とコン
デンサ１２９で定まる所定のパルス巾Ｔ１ の出力を発
生し、抵抗１２２を介してトランジスタ１２５ヘベース
電流を供給する。トランジスタ１２５で反転された信号
は再度出力トランジスタ１２７で反転・増巾されトラン
ジスタ８へ抵抗１２６を介してベース電流を流す。第３
図ｆにトランジスタ８のコレクタ電流を示す。そしてＴ
１ 時間後には出力トランジスタ１２７がオンしてトラ
ンジスタ８に逆バイアスを印加してオフせしめ、再び振
動性の■１ を発生せしめる。従−３て周波数変換装置
２ｏの動作周波数は加熱コイル６と共振コンデンサ７の
共振周波数（固定）と駆動回路１２の出力パルス巾（Ｔ
１）で決定され、Ｔ１を長くする程、加熱コイル６には
大きな高周波ｉＺＬ流が流れるのでＴ１ を制御するこ
とにより、誘導加熱出力を可変することが可能である。
以上の動作説明でも判る様にトランジスタ８Ｃｊ、端子
電圧が最低の時にターンオンするので、スイ・・チング
損失が最少で動作することになり、小型・安価なもので
良く、又、発熱量が少ないので冷却ファンの性能を落す
ことによる静音化や、放熱フィンの小型化による製品の
小型・薄型化を達成することが可能となる。
電圧が最低の時にターンオンするので、スイ・・チング
損失が最少で動作することになり、小型・安価なもので
良く、又、発熱量が少ないので冷却ファンの性能を落す
ことによる静音化や、放熱フィンの小型化による製品の
小型・薄型化を達成することが可能となる。
以上、半導体スイッチング素子として、トランジスタ８
を用いた実施例で説明したが、トランジスタの代わりに
ＧＴＯ（ゲートター／オフサイリスタ）やＦＥＴ（電界
効果型トランジスタ）など、制御信号でオン・オフを制
御できる素子であれば何らの制限はない。又、共振コン
デンサ７がトランジスタ８に並列接続されても動作に変
わりはない。
を用いた実施例で説明したが、トランジスタの代わりに
ＧＴＯ（ゲートター／オフサイリスタ）やＦＥＴ（電界
効果型トランジスタ）など、制御信号でオン・オフを制
御できる素子であれば何らの制限はない。又、共振コン
デンサ７がトランジスタ８に並列接続されても動作に変
わりはない。
発明の効果
本発明の誘導加熱調理器によれば、次のようなすぐれた
効果を得ている。
効果を得ている。
１ 被加熱物の形状・材質によらず、半導体スイッチン
グ素子の損失が常に最少になる様に動作するので、機器
の小型・静音化・低価格化が図れる。
グ素子の損失が常に最少になる様に動作するので、機器
の小型・静音化・低価格化が図れる。
２ 被加熱物の形状・材質の変動に対して、常に発振条
件が存在するので発振停止や異常発振現象が発生せず安
定な機器を供給できる。
件が存在するので発振停止や異常発振現象が発生せず安
定な機器を供給できる。
３ 電圧の二度目の最少点を検知して半導体スイッチン
グ損失を駆動するため、鍋材質等に」。
グ損失を駆動するため、鍋材質等に」。
シ加熱コイルのインダクタンスが飽和特性を持ち振動電
圧が非正弦波（ひずみ波）であっても正確に最少点で点
弧されて、スイッチング損失が最少となる。
圧が非正弦波（ひずみ波）であっても正確に最少点で点
弧されて、スイッチング損失が最少となる。
４ 構成が簡単であり信頼性が高い。
第１図は本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器のブロ
ック図、第２図は同回路図、第３図は第２図の動作説明
を示す波形図である。 ６・・°°“加熱コイル、７・・・・・・共振コンデン
サ、８・・・・・半導体スイッチング素子（トランジス
タ）、１０・・・・・・変化率検出回路、１１ ・・ト
１ツガ［−７１１路、１２・・・・・駆動回路、２０・
・ 周波数変換装置、。
ック図、第２図は同回路図、第３図は第２図の動作説明
を示す波形図である。 ６・・°°“加熱コイル、７・・・・・・共振コンデン
サ、８・・・・・半導体スイッチング素子（トランジス
タ）、１０・・・・・・変化率検出回路、１１ ・・ト
１ツガ［−７１１路、１２・・・・・駆動回路、２０・
・ 周波数変換装置、。
Claims (1)
- 商用電源に接続されたチョークコイルとフィルタコンデ
ンサから成るフィルタ回路およびフィルタコンデンサの
両端に接続された加熱コイルと共振コンデンサとその共
振回路を励振する半導体スイッチング素子からなる周波
数変換装置と、半導体スイッチング素子の端子電圧の変
化率を検出する変化率検出回路と、その電圧変化率が２
度目の零に達した時に信号を発生するトリガ回路と、そ
のトリガ回路の出力に接続されて、半導体スイッチング
素子へ所定の時間巾のオン信号を供給する駆動回路から
なる誘導加熱調理器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58183343A JPS6074380A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 誘導加熱調理器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58183343A JPS6074380A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 誘導加熱調理器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6074380A true JPS6074380A (ja) | 1985-04-26 |
| JPS6310880B2 JPS6310880B2 (ja) | 1988-03-09 |
Family
ID=16134062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58183343A Granted JPS6074380A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 誘導加熱調理器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6074380A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04109585A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-04-10 | Zojirushi Corp | 誘導加熱装置 |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58183343A patent/JPS6074380A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04109585A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-04-10 | Zojirushi Corp | 誘導加熱装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6310880B2 (ja) | 1988-03-09 |
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