JPS6122437B2 - - Google Patents
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- JPS6122437B2 JPS6122437B2 JP7577178A JP7577178A JPS6122437B2 JP S6122437 B2 JPS6122437 B2 JP S6122437B2 JP 7577178 A JP7577178 A JP 7577178A JP 7577178 A JP7577178 A JP 7577178A JP S6122437 B2 JPS6122437 B2 JP S6122437B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- load
- voltage
- switching element
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、誘導加熱調理器に関し、インバータ
回路の電圧波形を検出して、負荷の大小を判別す
ることを目的とするものである。
回路の電圧波形を検出して、負荷の大小を判別す
ることを目的とするものである。
従来、インバータ回路を利用した誘導加熱調理
器には、加熱される鍋と、ナイフ、スプーン等小
物の判別を行なうため、インバータの入力に微小
抵抗を接続して、その電圧降下を検出する方法、
または電流変成器によりインバータ入力レベルと
設定値を比較する方法等が採用されている。しか
し、これらの方法では、インバータの出力を可変
する際、インバータ入力電流も変化するため、比
較する設定値を変化させなければならず、回路構
成が複雑となる欠点がある。また電源からの入力
電流に変動が生じた場合、それが誤差となり、正
確な判別ができなくなるという欠点もある。他
方、他の方法として、インバータの出力コイルの
Ｑ値の変化を利用して、その共振電圧の大小によ
り、負荷を判別することも考えられるが、この方
法も同様に、出力制御するとき、設定値の補正が
必要である。
器には、加熱される鍋と、ナイフ、スプーン等小
物の判別を行なうため、インバータの入力に微小
抵抗を接続して、その電圧降下を検出する方法、
または電流変成器によりインバータ入力レベルと
設定値を比較する方法等が採用されている。しか
し、これらの方法では、インバータの出力を可変
する際、インバータ入力電流も変化するため、比
較する設定値を変化させなければならず、回路構
成が複雑となる欠点がある。また電源からの入力
電流に変動が生じた場合、それが誤差となり、正
確な判別ができなくなるという欠点もある。他
方、他の方法として、インバータの出力コイルの
Ｑ値の変化を利用して、その共振電圧の大小によ
り、負荷を判別することも考えられるが、この方
法も同様に、出力制御するとき、設定値の補正が
必要である。
本発明は、このような問題点を解決したもので
あり、インバータの動作電圧を検出し、その時間
幅を知ることにより、負荷の大小判別を行なう回
路を設け、出力を可変制御したとき或は入力が変
動したとき、安定かつ正確に動作させることがで
きたものである。
あり、インバータの動作電圧を検出し、その時間
幅を知ることにより、負荷の大小判別を行なう回
路を設け、出力を可変制御したとき或は入力が変
動したとき、安定かつ正確に動作させることがで
きたものである。
以下、本発明実施例を、図を参照しながら詳細
に説明する。第１図は、インバータ回路および負
荷判別回路を示し、Ｅは直流電源、L1は、直流
電源Ｅの正端子側＋Ｂに接続された加熱コイル、
T1は、この加熱コイルL1と直列に接続されたス
イツチングトランジスタで、コレクタを加熱コイ
ルL1にエミツタを電源Ｅ負端子側に接続されて
いる。C1は、加熱コイルL1と並列に接続された
〓〓〓〓〓
共振コンデンサで、加熱コイルL1と単一共振回
路１を構成する。D1は、スイツチングトランジ
スタT1と逆並列に接続されたダイオードで、ス
イツチングトラジスタT1とともにスイツチング
ブロツク２を構成しており、超可聴周波数で駆動
される。上記単一共振回路１およびスイツチング
ブロツク２にてインバータ回路が構成される。３
は、可熱コイルL1上に絶縁性トツププレート４
を介して載置された調理鍋である。この調理鍋３
は、磁性材料にて形成されたものが用いられる。
そして上記加熱コイルL1に与えられる高周波交
番電流にて発生する磁界をこれに加え、調理鍋３
に渦電流を発生させ、その鉄損により加熱が行な
われる。５は、スイツチングトランジスタT1の
ベースに抵抗R1を介して接続された発振駆動回
路で、スイツチングトランジスタT1をオン・オ
フ制御する超可聴周波数発振器が使用される。そ
の駆動信号をＢで表わす。６はスイツチングトラ
ンジスタT1のコレクタとダイオードD1の陰極と
の接続端子の電圧信号Ｃを入力とする負電圧検出
回路で、信号Ｃが、直流電源Ｅの負極よりも低い
電圧になつたとき出力端子に信号Ｄを発生する。
７は、この出力信号Ｄと、発振駆動回路５の出力
Ｂとを２入力とし、両信号のパルス時間幅を比較
する負荷判別回路、８は、この負荷判別回路、７
の出力Ｆにより、インバータ回路の発振駆動を停
止する禁止回路である。
に説明する。第１図は、インバータ回路および負
荷判別回路を示し、Ｅは直流電源、L1は、直流
電源Ｅの正端子側＋Ｂに接続された加熱コイル、
T1は、この加熱コイルL1と直列に接続されたス
イツチングトランジスタで、コレクタを加熱コイ
ルL1にエミツタを電源Ｅ負端子側に接続されて
いる。C1は、加熱コイルL1と並列に接続された
〓〓〓〓〓
共振コンデンサで、加熱コイルL1と単一共振回
路１を構成する。D1は、スイツチングトランジ
スタT1と逆並列に接続されたダイオードで、ス
イツチングトラジスタT1とともにスイツチング
ブロツク２を構成しており、超可聴周波数で駆動
される。上記単一共振回路１およびスイツチング
ブロツク２にてインバータ回路が構成される。３
は、可熱コイルL1上に絶縁性トツププレート４
を介して載置された調理鍋である。この調理鍋３
は、磁性材料にて形成されたものが用いられる。
そして上記加熱コイルL1に与えられる高周波交
番電流にて発生する磁界をこれに加え、調理鍋３
に渦電流を発生させ、その鉄損により加熱が行な
われる。５は、スイツチングトランジスタT1の
ベースに抵抗R1を介して接続された発振駆動回
路で、スイツチングトランジスタT1をオン・オ
フ制御する超可聴周波数発振器が使用される。そ
の駆動信号をＢで表わす。６はスイツチングトラ
ンジスタT1のコレクタとダイオードD1の陰極と
の接続端子の電圧信号Ｃを入力とする負電圧検出
回路で、信号Ｃが、直流電源Ｅの負極よりも低い
電圧になつたとき出力端子に信号Ｄを発生する。
７は、この出力信号Ｄと、発振駆動回路５の出力
Ｂとを２入力とし、両信号のパルス時間幅を比較
する負荷判別回路、８は、この負荷判別回路、７
の出力Ｆにより、インバータ回路の発振駆動を停
止する禁止回路である。
第２図は、負電圧検出回路６および負荷判別回
路７を、具体的に示すもので、９は、低電圧電源
＋Ｖが印加される入力端子、１０は、直流電源Ｅ
の負側端子に接続される他の電源入力端子、１１
は、電圧信号Ｃが入力する端子で、ダイオード
D2の陰極に接続されている。R2，T2は、入力端
子９，１０間に直列接続された抵抗、およびトラ
ンジスタで、このトランジスタT2のベースは、
ダイオードD2の陽極に接続されている。R3は、
入力端子９と、トランジスタT2のベースとの間
に介挿された抵抗である。上記講成の負電圧検出
回路６の出力Ｄは、トランジスタT2のコレクタ
より取り出され、次段の負荷判別回路７へ加えら
れる。次にこの負荷判別回路７の構成を説明す
る。９，１０は、前述したものと同じ電源が入力
する入力端子、この２入力端子９，１０間には、
それぞれトランジスタT3、抵抗R4、可変抵抗R5
および他のトランジスタT4が直列接続されてい
る。そしてトランジスタT3のベースには、発振
駆動回路５からの信号Ｂが、また他方のトランジ
スタT4のベースには、信号Ｄが入力し、それぞ
れスイツチング動作する。C2は抵抗R4および可
変抵抗R5の接続点１２と電源入力端子１０との
間に介挿されたコンデンサ、Ｇは、この接続点１
２の信号Ｅと、低電位側電源入力端子１０の電圧
信号とを２入力とする比較回路で、出力信号Ｆを
得る。この出力信号Ｆは、禁止回路８に加えられ
て、高レベルとなつたときインバータ回路の動作
を停止させる。
路７を、具体的に示すもので、９は、低電圧電源
＋Ｖが印加される入力端子、１０は、直流電源Ｅ
の負側端子に接続される他の電源入力端子、１１
は、電圧信号Ｃが入力する端子で、ダイオード
D2の陰極に接続されている。R2，T2は、入力端
子９，１０間に直列接続された抵抗、およびトラ
ンジスタで、このトランジスタT2のベースは、
ダイオードD2の陽極に接続されている。R3は、
入力端子９と、トランジスタT2のベースとの間
に介挿された抵抗である。上記講成の負電圧検出
回路６の出力Ｄは、トランジスタT2のコレクタ
より取り出され、次段の負荷判別回路７へ加えら
れる。次にこの負荷判別回路７の構成を説明す
る。９，１０は、前述したものと同じ電源が入力
する入力端子、この２入力端子９，１０間には、
それぞれトランジスタT3、抵抗R4、可変抵抗R5
および他のトランジスタT4が直列接続されてい
る。そしてトランジスタT3のベースには、発振
駆動回路５からの信号Ｂが、また他方のトランジ
スタT4のベースには、信号Ｄが入力し、それぞ
れスイツチング動作する。C2は抵抗R4および可
変抵抗R5の接続点１２と電源入力端子１０との
間に介挿されたコンデンサ、Ｇは、この接続点１
２の信号Ｅと、低電位側電源入力端子１０の電圧
信号とを２入力とする比較回路で、出力信号Ｆを
得る。この出力信号Ｆは、禁止回路８に加えられ
て、高レベルとなつたときインバータ回路の動作
を停止させる。
次に第３図とともに、動作を説明する。図中、
Ａ〜Ｆは、適性負荷の場合、A′〜F′は、小物負
荷の場合の信号波形を示し、波形Ａ，A′は、加
熱コイルL1に流れる電流波形を、Ｂ，B′〜Ｆ，
F′はそえぞれ、既述の各点における電流若しく
は電圧信号波形を表わす。まず、適性負荷を加熱
する場合について、波形Ａ〜Ｆを用いて述べる
と、時間t1でスイツチングトランジスタT1が導通
すると、加熱コイルL1を通つて、直流電源Ｅよ
り電流ｉTが流れ、加熱コイルL1を励磁する。つ
づく時間t2にてこのトランジスタT1を、遮断する
と、それまでに加熱コイルL1に与えられた電磁
エネルギーは、共振コンデンサC1とにより振動
電流ｉLCとなり、スイツチングブロツク２には電
流が流れない。このときの共振電圧は、波形Ｃで
示される。時間t3にて、共振電圧Ｃがゼロ以下に
なると、ダイオードD1が導通し、電流ｉDが、加
熱コイルL1を通じて、直流電源Ｅへ流入する。
この電流ｉDは、共振電圧Ｃがゼロにもどる時間
t4まで流れる。時間t4にて発振駆動回路５からの
信号ＢがトランジスタT1に加えられ、再びイン
バータの発振駆動がなされる。ここで、波形Ａに
て示す時間t1〜t2までの面積Ｉは、直流電源Ｅよ
り流出したエネルギーであり、一方時間t3〜t4ま
での面積は、逆に直流電源Ｅへもどされたエネ
ルギーである。この２つの面積、を観測すれ
ば、時間t1〜t4までの期間に、負荷に吸収、すな
わち消費されたエネルギーを知ることができ、両
面積の比率により負荷の大小を判別することがで
きる。なお、この比率は、加熱出力変化や電源電
圧の変動に対して一定である。上記面積、の
比は、時間t1〜t2および時間t3〜t4の比と同一であ
〓〓〓〓〓
る。なぜなら時間t1〜t2、t3〜t4ともに加熱コイル
L1のみが関与しているからである。ここで、面
積に対応する時間t1〜t2は、トランジスタT1の
導通時間、面積に対応する時間t3〜t4は、ダイ
オードD1の導通時間であり、信号波形Ｃは時間t1
〜t2には、トランジスタT1の飽和電圧ｖT、時間
t3〜t4には、ダイオードD1の順方向電圧ｖDとな
つている。この順方向電圧ｖDは、電源負極より
も低電圧であるから、負電圧検出回路６より、こ
の時間t3〜t4の間、信号Ｄが出力される。すなわ
ち、電圧ｖDは、ダイオードD2を介してトランジ
スタT2のベースに加わり、そのベース電圧をス
レツシヨルド電圧以下に下げるため、トランジス
タT2のコレクタ出力信号Ｄは、高レベルとな
る。他方負荷判別回路７のトランジスタT3のベ
ースには発振駆動回路５からの信号Ｂが加わりそ
の高レベルで、トランジスタT3は導通し、抵抗
R4を通してコンデンサC2に充電々流を流してい
る。その後上記信号Ｄの到来によりトランジスタ
T4が導通するとこの充電々圧は、可変抵抗R5を
通つて放電する。ここで、時間幅t1〜t2をＴA、t3
〜t4をＴBとし、両者の比Ｋ（＝TB／TA）のと
きを判別点とすれば KTA＞ＴBのとき適性負荷 KTA＜ＴBのとき小物負荷 となり、可変抵抗R5を調整して、抵抗R4との比
がＫとなるよう選択すれば、波形Ｅに示すように
コンデンサ電圧が適性負荷時には、常に幾らか充
電された状態（充電量＞放電量）に保つことがで
きる。この状態では比較回路Ｇの出力は、常に低
レベル保持する。したがつて禁止回路８は動作せ
ず、インバータ回路は正常に発振駆動し誘導加熱
がなされる。
Ａ〜Ｆは、適性負荷の場合、A′〜F′は、小物負
荷の場合の信号波形を示し、波形Ａ，A′は、加
熱コイルL1に流れる電流波形を、Ｂ，B′〜Ｆ，
F′はそえぞれ、既述の各点における電流若しく
は電圧信号波形を表わす。まず、適性負荷を加熱
する場合について、波形Ａ〜Ｆを用いて述べる
と、時間t1でスイツチングトランジスタT1が導通
すると、加熱コイルL1を通つて、直流電源Ｅよ
り電流ｉTが流れ、加熱コイルL1を励磁する。つ
づく時間t2にてこのトランジスタT1を、遮断する
と、それまでに加熱コイルL1に与えられた電磁
エネルギーは、共振コンデンサC1とにより振動
電流ｉLCとなり、スイツチングブロツク２には電
流が流れない。このときの共振電圧は、波形Ｃで
示される。時間t3にて、共振電圧Ｃがゼロ以下に
なると、ダイオードD1が導通し、電流ｉDが、加
熱コイルL1を通じて、直流電源Ｅへ流入する。
この電流ｉDは、共振電圧Ｃがゼロにもどる時間
t4まで流れる。時間t4にて発振駆動回路５からの
信号ＢがトランジスタT1に加えられ、再びイン
バータの発振駆動がなされる。ここで、波形Ａに
て示す時間t1〜t2までの面積Ｉは、直流電源Ｅよ
り流出したエネルギーであり、一方時間t3〜t4ま
での面積は、逆に直流電源Ｅへもどされたエネ
ルギーである。この２つの面積、を観測すれ
ば、時間t1〜t4までの期間に、負荷に吸収、すな
わち消費されたエネルギーを知ることができ、両
面積の比率により負荷の大小を判別することがで
きる。なお、この比率は、加熱出力変化や電源電
圧の変動に対して一定である。上記面積、の
比は、時間t1〜t2および時間t3〜t4の比と同一であ
〓〓〓〓〓
る。なぜなら時間t1〜t2、t3〜t4ともに加熱コイル
L1のみが関与しているからである。ここで、面
積に対応する時間t1〜t2は、トランジスタT1の
導通時間、面積に対応する時間t3〜t4は、ダイ
オードD1の導通時間であり、信号波形Ｃは時間t1
〜t2には、トランジスタT1の飽和電圧ｖT、時間
t3〜t4には、ダイオードD1の順方向電圧ｖDとな
つている。この順方向電圧ｖDは、電源負極より
も低電圧であるから、負電圧検出回路６より、こ
の時間t3〜t4の間、信号Ｄが出力される。すなわ
ち、電圧ｖDは、ダイオードD2を介してトランジ
スタT2のベースに加わり、そのベース電圧をス
レツシヨルド電圧以下に下げるため、トランジス
タT2のコレクタ出力信号Ｄは、高レベルとな
る。他方負荷判別回路７のトランジスタT3のベ
ースには発振駆動回路５からの信号Ｂが加わりそ
の高レベルで、トランジスタT3は導通し、抵抗
R4を通してコンデンサC2に充電々流を流してい
る。その後上記信号Ｄの到来によりトランジスタ
T4が導通するとこの充電々圧は、可変抵抗R5を
通つて放電する。ここで、時間幅t1〜t2をＴA、t3
〜t4をＴBとし、両者の比Ｋ（＝TB／TA）のと
きを判別点とすれば KTA＞ＴBのとき適性負荷 KTA＜ＴBのとき小物負荷 となり、可変抵抗R5を調整して、抵抗R4との比
がＫとなるよう選択すれば、波形Ｅに示すように
コンデンサ電圧が適性負荷時には、常に幾らか充
電された状態（充電量＞放電量）に保つことがで
きる。この状態では比較回路Ｇの出力は、常に低
レベル保持する。したがつて禁止回路８は動作せ
ず、インバータ回路は正常に発振駆動し誘導加熱
がなされる。
ところが、トツププレート４上にナイフ、スプ
ーン等小物負荷を置いた場合は、負荷に電力が吸
収されにくく、ダイオードD1を流れるフイード
バツク電流ｉDが大きくなり、波形A′に示す面積
′、′の比が小さくなる。すなわち、電流ｉ
D′の流れる時間t3′〜t4が長くなり、コンデンサC2
の放電量は、充電量に等しくなるまで放電する。
それ故、時間t3′〜t4′間の時間t5において放電電圧
はゼロとなり（波形E′）、比較回路Ｇの出力F′は
高レベルに変る。この高レベルパルスにより禁止
回路８が作動しインバータ回路は発振を停止し、
加熱動作は停止する。
ーン等小物負荷を置いた場合は、負荷に電力が吸
収されにくく、ダイオードD1を流れるフイード
バツク電流ｉDが大きくなり、波形A′に示す面積
′、′の比が小さくなる。すなわち、電流ｉ
D′の流れる時間t3′〜t4が長くなり、コンデンサC2
の放電量は、充電量に等しくなるまで放電する。
それ故、時間t3′〜t4′間の時間t5において放電電圧
はゼロとなり（波形E′）、比較回路Ｇの出力F′は
高レベルに変る。この高レベルパルスにより禁止
回路８が作動しインバータ回路は発振を停止し、
加熱動作は停止する。
以上、説明したように本発明誘導加熱調理器は
小物負荷を検知するに際し、直流電源より流出し
たエネルギーと、負荷にて吸収された残りのフイ
ードバツクエネルギーとの比率を求め、これによ
り負荷の適性、不適性を検知したものであるか
ら、次のような効果を奏する。
小物負荷を検知するに際し、直流電源より流出し
たエネルギーと、負荷にて吸収された残りのフイ
ードバツクエネルギーとの比率を求め、これによ
り負荷の適性、不適性を検知したものであるか
ら、次のような効果を奏する。
スイツチング素子のON期間を調整して加熱
出力を調整する場合であつても加熱コイルの電
流変化に対して、比較基準となる設定値を補正
することなく、安定して負荷の適、不適が判別
される。
出力を調整する場合であつても加熱コイルの電
流変化に対して、比較基準となる設定値を補正
することなく、安定して負荷の適、不適が判別
される。
電源電圧の変動に対しても同様に、上記設定
値を補正する必要がない。
値を補正する必要がない。
インバータ回路の発振周期と同レベルの高速
度で負荷判別が行なわれるから、小物検知時に
は、即時にインバータが停止するから、小物が
加熱されることはなく、安全性が極めて高い。
度で負荷判別が行なわれるから、小物検知時に
は、即時にインバータが停止するから、小物が
加熱されることはなく、安全性が極めて高い。
従来の微小抵抗法にみられるような電力消費
がなく、また電流変成器を用いた場合必要なト
ランスが不要であるから、製造コストは低い。
がなく、また電流変成器を用いた場合必要なト
ランスが不要であるから、製造コストは低い。
負荷判別は、時間幅の比較で行なわれるか
ら、信号検出をデイジタル的に行なうことがで
き、正確である。
ら、信号検出をデイジタル的に行なうことがで
き、正確である。
第１図は、本発明誘導加熱調理器の実施例ブロ
ツク図、第２図は、同要部回路図、第３図は、同
例の動作を説明するための信号波形図である。 ４……加熱コイル、１……単一共振回路、２…
…スイツチングブロツク、４……トツププレー
ト、３……調理鍋、５……発振駆動回路、６……
負電圧検出回路、７……負荷判別回路、８……禁
止回路、Ｇ……比較回路。 〓〓〓〓〓
ツク図、第２図は、同要部回路図、第３図は、同
例の動作を説明するための信号波形図である。 ４……加熱コイル、１……単一共振回路、２…
…スイツチングブロツク、４……トツププレー
ト、３……調理鍋、５……発振駆動回路、６……
負電圧検出回路、７……負荷判別回路、８……禁
止回路、Ｇ……比較回路。 〓〓〓〓〓
Claims (1)
- １ 直流電源と、この直流電源に接続された加熱
コイルと、この加熱コイルと共振回路を形成する
共振コンデンサと、この共振回路に共振電流を生
成するためのスイツチング素子及びこのスイツチ
ング素子に逆並列に接続されたダイオードから成
るスイツチングブロツクと、上記スイツチング素
子をオン・オフ制御する発振駆動回路を有し、こ
の発振駆動回路にて上記共振回路およびスイツチ
ングブロツクにて構成されるインバータ回路を駆
動する誘導加熱調理器において、上記発振駆動回
路出力により上記スイツチング素子の導通期間を
検出する手段と、上記スイツチング素子の端子間
電圧を検出して上記ダイオードの導通期間を検出
する手段と、上記両検出手段の出力を比較し、イ
ンバータ回路の負荷を判別する負荷判別手段とを
備えてなる誘導加熱調理器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7577178A JPS553162A (en) | 1978-06-20 | 1978-06-20 | Induction heating cooking instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7577178A JPS553162A (en) | 1978-06-20 | 1978-06-20 | Induction heating cooking instrument |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS553162A JPS553162A (en) | 1980-01-10 |
| JPS6122437B2 true JPS6122437B2 (ja) | 1986-05-31 |
Family
ID=13585793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7577178A Granted JPS553162A (en) | 1978-06-20 | 1978-06-20 | Induction heating cooking instrument |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS553162A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5816493A (ja) * | 1981-07-22 | 1983-01-31 | 三洋電機株式会社 | 誘導加熱調理器 |
-
1978
- 1978-06-20 JP JP7577178A patent/JPS553162A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS553162A (en) | 1980-01-10 |
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