JPS6310880B2 - - Google Patents
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- JPS6310880B2 JPS6310880B2 JP18334383A JP18334383A JPS6310880B2 JP S6310880 B2 JPS6310880 B2 JP S6310880B2 JP 18334383 A JP18334383 A JP 18334383A JP 18334383 A JP18334383 A JP 18334383A JP S6310880 B2 JPS6310880 B2 JP S6310880B2
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- JP
- Japan
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- circuit
- transistor
- signal
- switching element
- rate
- Prior art date
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- Expired
Links
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
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- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
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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。
装置を備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
体のスイツ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、スイツチング素子
がオフした後に発生する素子端子間の電圧が、上
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、スイツ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
ツチング素子が導通する時のスイツチング損失を
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
出来なかつた。具体的に述べるとインバータの負
荷は使用される鍋であるが、その形状・材質・位
置等によつて電気的には極めて多様な負荷変動と
なる。しかしスイツチング素子端子の電圧が所定
値以下に低下した事を検出したり、あるいはスイ
ツチング素子（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
つ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
つた。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
緩和する方法を採つていた。
体のスイツ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、スイツチング素子
がオフした後に発生する素子端子間の電圧が、上
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、スイツ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
ツチング素子が導通する時のスイツチング損失を
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
出来なかつた。具体的に述べるとインバータの負
荷は使用される鍋であるが、その形状・材質・位
置等によつて電気的には極めて多様な負荷変動と
なる。しかしスイツチング素子端子の電圧が所定
値以下に低下した事を検出したり、あるいはスイ
ツチング素子（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
つ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
つた。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
緩和する方法を採つていた。
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つていた。
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つていた。
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
図つた誘導加熱調理器を提供するものである。
ータの発振動作の安定性向上と機器の効率向上を
図つた誘導加熱調理器を提供するものである。
発明の構成
本発明の誘導加熱調理器は、商用電源に接続さ
れたチヨークコイルとフイルタコンデンサからな
るフイルタ回路とフイ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ツチング素子から成る周波
数変換装置と、半導体スイツ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番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、半導体スイツ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とから構成されてい
る。
れたチヨークコイルとフイルタコンデンサからな
るフイルタ回路とフイ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ツチング素子から成る周波
数変換装置と、半導体スイツ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番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、半導体スイツ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とから構成されてい
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にスイツチ２を介して接続された整流器３
の整流出力端子には、チヨークコイル４とフイル
タコンデンサ５から成るフイルタ回路が接続され
ている。
ついて説明する。第１図及び第２図において商用
電源１にスイツチ２を介して接続された整流器３
の整流出力端子には、チヨークコイル４とフイル
タコンデンサ５から成るフイルタ回路が接続され
ている。
さらにフイルタコンデンサ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ト
ランジスタ８とフライホイルダイオード９の逆並
列回路の直列回路が接続されており周波数変換装
置２０を構成している。トランジスタ８の端子電
圧V1は変化率検出回路１０へ変化率検出回路１
０はV1の変化率が零になる毎にトリガ回路１１
へ出力を発生する。トリガ回路１１は変化率検出
回路１０の２番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。
と共振コンデンサ７の並列共振回路と、NPNト
ランジスタ８とフライホイルダイオード９の逆並
列回路の直列回路が接続されており周波数変換装
置２０を構成している。トランジスタ８の端子電
圧V1は変化率検出回路１０へ変化率検出回路１
０はV1の変化率が零になる毎にトリガ回路１１
へ出力を発生する。トリガ回路１１は変化率検出
回路１０の２番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図の実施例のブロツク図をさらに
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
ンタタツプを有する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、定電圧ダイオード１８，１９により
正負の２電源を変化率検出回路１０、トリガ回路
１１、駆動回路１２に供給し、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１０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V1の微分波形を入力する。
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
ンタタツプを有する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、定電圧ダイオード１８，１９により
正負の２電源を変化率検出回路１０、トリガ回路
１１、駆動回路１２に供給し、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１０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V1の微分波形を入力する。
又、コンパレータ１０６の−入力端子には、負
荷電源間に接続された２つの分圧抵抗１０４，１
０５により一定の負電圧が基準電圧として供給さ
れている。
荷電源間に接続された２つの分圧抵抗１０４，１
０５により一定の負電圧が基準電圧として供給さ
れている。
ここでV1はトランジスタ８のオフ時に発生す
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１０３に表わされる微分電圧波形
は第３図ｂとなる。同図で一点鎖線はコンパレー
タ１０６の基準電圧を示している。第３図ｃはコ
ンパレータ１０６の出力信号を表わし、抵抗１０
７でプルアツ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−フリツ
プフロツプ１１１（以下Ｄ−Ｆ／Ｆ）のクロツク
端子に供給されるが、第３図ｂに示すコンパレー
タ１０６の入力信号で判る様にV1の変化率
（dV1／dt）が零となる点でコンパレータ１０６
の出力信号は反転し、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
零となる点ではコンパレータ１０６の出力は低か
ら高へ変化する。Ｄ−Ｆ／Ｆ１１１は日本電気(株)
製のUPD4013BC等の市販されているICが使用で
き、その出力端子とＤ端子は接続されている。
Ｄ−Ｆ／Ｆ１１１はクロツク入力の立上り時のＤ
端子信号を読み取り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（第
３図ｄ）が反転する。第３図ｃで立上り波形の
後、細い負パルスが発生するのは、後述のように
dV1／dt＝０を検出してトランジスタ８を導通さ
せた時にV1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＜０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り約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／Ｆ１１１のクロツク入力には２度の立上り点
が短時間に発生するため、その出力信号は第３
図ｄのように細巾パルスとなり、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１２１はトランジスタで構成された一
般的なものでも良いが、ここでは日本電気(株)製の
UPD4528BCを用いている。
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１０３に表わされる微分電圧波形
は第３図ｂとなる。同図で一点鎖線はコンパレー
タ１０６の基準電圧を示している。第３図ｃはコ
ンパレータ１０６の出力信号を表わし、抵抗１０
７でプルアツ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−フリツ
プフロツプ１１１（以下Ｄ−Ｆ／Ｆ）のクロツク
端子に供給されるが、第３図ｂに示すコンパレー
タ１０６の入力信号で判る様にV1の変化率
（dV1／dt）が零となる点でコンパレータ１０６
の出力信号は反転し、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
零となる点ではコンパレータ１０６の出力は低か
ら高へ変化する。Ｄ−Ｆ／Ｆ１１１は日本電気(株)
製のUPD4013BC等の市販されているICが使用で
き、その出力端子とＤ端子は接続されている。
Ｄ−Ｆ／Ｆ１１１はクロツク入力の立上り時のＤ
端子信号を読み取り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（第
３図ｄ）が反転する。第３図ｃで立上り波形の
後、細い負パルスが発生するのは、後述のように
dV1／dt＝０を検出してトランジスタ８を導通さ
せた時にV1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＜０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り約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／Ｆ１１１のクロツク入力には２度の立上り点
が短時間に発生するため、その出力信号は第３
図ｄのように細巾パルスとなり、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１２１はトランジスタで構成された一
般的なものでも良いが、ここでは日本電気(株)製の
UPD4528BC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のように外付けの抵
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へ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T1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V1を発生せしめる。従つ
て周波数変換装置２０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（T1）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
波電流が流れるので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。
（第３図ｄ）に対し第３図ｅのように外付けの抵
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へ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T1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V1を発生せしめる。従つ
て周波数変換装置２０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（T1）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
波電流が流れるので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８は
端子電圧が最低の時にターンオンするので、スイ
ツチング損失が最少で動作することなり、小型・
安価なもので良く、又、発熱量が少ないので冷却
フアンの小型化による静音化や、放熱フインの小
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。
端子電圧が最低の時にターンオンするので、スイ
ツチング損失が最少で動作することなり、小型・
安価なもので良く、又、発熱量が少ないので冷却
フアンの小型化による静音化や、放熱フインの小
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、半導体スイツチング素子として、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（ゲートターンオフサイリス
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。
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（ゲートターンオフサイリス
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。
すぐれた効果を得ている。
１ 被加熱物の形状・材質によらず、半導体スイ
ツチング素子の損失が常に最少になる様に動作
するので、機器の効率の向上、小型化・静音
化・低価格化が図れる。
ツチング素子の損失が常に最少になる様に動作
するので、機器の効率の向上、小型化・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。
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。
３ 電圧の二番目の最少点を検知して半導体スイ
ツチング素子を駆動するため、鍋材質等により
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）であつても正
確に最少点で点弧されて、スイツチング損失が
最少となる。
ツチング素子を駆動するため、鍋材質等により
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）であつても正
確に最少点で点弧されて、スイツチング損失が
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
器のブロツク図、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。 ４……チヨークコイル、５……フイルターコン
デンサ、６……加熱コイル、７……共振コンデン
サ、８……半導体スイツチング素子（トランジス
タ）、１０……変化率検出回路、１１……トリガ
回路、１２……駆動回路、２０……周波数変換装
置。
器のブロツク図、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。 ４……チヨークコイル、５……フイルターコン
デンサ、６……加熱コイル、７……共振コンデン
サ、８……半導体スイツチング素子（トランジス
タ）、１０……変化率検出回路、１１……トリガ
回路、１２……駆動回路、２０……周波数変換装
置。
Claims (1)
- １ 商用電源に接続されたチヨークコイルとフイ
ルタコンデンサから成るフイルタ回路およびフイ
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
スイツチング素子からなる周波数変換装置と、半
導体スイツ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番目
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
ツ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 JPS6074380A (ja) | 1985-04-26 |
| JPS6310880B2 true 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) |
Families Citing this family (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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6074380A (ja) | 1985-04-26 |
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