JP2856788B2 - Electromagnetic cooker - Google Patents

Electromagnetic cooker

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JP2856788B2
JP2856788B2 JP1281994A JP28199489A JP2856788B2 JP 2856788 B2 JP2856788 B2 JP 2856788B2 JP 1281994 A JP1281994 A JP 1281994A JP 28199489 A JP28199489 A JP 28199489A JP 2856788 B2 JP2856788 B2 JP 2856788B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はインバータ回路を用いて被加熱物を誘導加熱
する電磁調理器に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to an electromagnetic cooker for inductively heating an object to be heated using an inverter circuit.

(従来の技術) 電磁調理器は高温となる発熱部がないので安全性が高
く、また熱効率が高いなどの利点を有し種々のものが開
発されている。
(Prior Art) Various types of electromagnetic cookers have been developed which have advantages such as high safety because there is no heat generating portion which becomes high in temperature and high heat efficiency.

ハーフブリッジ型のインバータ回路を用いる電磁調理
器は、スイッチング素子へ電源電圧以上の電圧が印加さ
れないので、非磁性のアルミ鍋や銅鍋をも加熱し得る電
磁調理器や大電力型の電磁調理器に採用されている。
An electromagnetic cooker that uses a half-bridge type inverter circuit does not apply a voltage higher than the power supply voltage to the switching element, so that an electromagnetic cooker that can heat a non-magnetic aluminum pot or copper pot or a high-power electromagnetic cooker Has been adopted.

このようなハーフブリッジ型のインバータ回路を用い
る従来の電磁調理器では、トッププレートの上に載置さ
れた被加熱物すなわち負荷の状態が適正であるかどうか
を判断し、この判断の結果不適正な負荷若しくは無負荷
状態であることを判断したときにはインバータ回路の動
作を停止させるようにしている。
In a conventional electromagnetic cooker using such a half-bridge type inverter circuit, it is determined whether the state of the object to be heated placed on the top plate, that is, the state of the load, is appropriate. The operation of the inverter circuit is stopped when it is determined that there is no load or no load.

このような負荷の状態を判断する際に従来装置におい
ては、インバータ回路のインバータ電圧を低い一定の値
に設定しておき、このとき流れるインバータ電流の値を
検出し、この検出したインバータ電流の値に応じて負荷
の状態を判断するようにしている(特開昭61−128493号
公報)。
In determining the state of such a load, in the conventional device, the inverter voltage of the inverter circuit is set to a low constant value, the value of the inverter current flowing at this time is detected, and the detected value of the inverter current is determined. The state of the load is determined according to the condition (JP-A-61-128493).

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来装置では、負荷状態の
検出を行なう際にインバータ電圧を変化させる必要があ
り、このためトライアックやサイリスタなどを用いてイ
ンバータ電圧の位相を制御する必要が生じる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in such a conventional device, it is necessary to change the inverter voltage when detecting the load state. Therefore, the phase of the inverter voltage is controlled using a triac or thyristor. Need to be done.

このため電源回路に設けた平滑用のコンデンサに大き
なリプル電流が発生し、電源ラインに大きなノズルを発
生する。このような電源ラインのノイズを除去するため
に大容量のリアクターを設ける必要が生じる。
Therefore, a large ripple current is generated in the smoothing capacitor provided in the power supply circuit, and a large nozzle is generated in the power supply line. In order to remove such power line noise, it is necessary to provide a large-capacity reactor.

またトライアックやサイリスタなどの損失によって効
率が低下するという問題点を有していた。
In addition, there is a problem that the efficiency is reduced due to the loss of the triac or the thyristor.

本発明は上記課題に鑑みて成されたもので、電源ライ
ンでのノイズの発生を防止し、効率の低下を招来するこ
となく負荷状態の検出を確実に行なうことのできる電磁
調理器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an electromagnetic cooker capable of preventing generation of noise in a power supply line and reliably detecting a load state without lowering efficiency. The purpose is to:

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するための本願第1の発明は、被加熱
物を誘導加熱する加熱コイルに印加する高周波電力を当
該加熱コイルと共振用コンデンサとの共振によって発生
するインバータ回路と、このインバータ回路の出力電圧
の位相と共振用コンデンサを流れる電流の位相との位相
差を可変設定する位相差設定手段と、この位相差設定手
段で可変設定される位相差となるように前記インバータ
回路の発振周波数を制御する発振周波数制御手段と、前
記インバータ回路へ供給される入力電流を検出する検出
段と、前記位相差を共振状態からずらした値としたとき
の前記検出手段で検出される入力電流から当該被加熱物
を識別する識別手段とを有して構成した。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A first invention of the present application for achieving the above object is to provide a high-frequency power applied to a heating coil for inductively heating an object to be heated by using the heating coil and a resonance capacitor. An inverter circuit generated by the resonance of the inverter circuit, phase difference setting means for variably setting the phase difference between the phase of the output voltage of the inverter circuit and the phase of the current flowing through the resonance capacitor, and variably set by the phase difference setting means. An oscillation frequency control means for controlling an oscillation frequency of the inverter circuit so as to have a phase difference, a detection stage for detecting an input current supplied to the inverter circuit, and a value obtained by shifting the phase difference from a resonance state. Identification means for identifying the object to be heated from the input current detected by the detection means at the time.

さらに本願第2の発明は、被加熱物を誘導加熱する加
熱コイルに印加する高周波電力を当該加熱コイルと共振
用コンデンサとの共振によって発生するインバータ回路
と、このインバータ回路の出力電圧の位相と共振用コン
デンサを流れる電流の位相との位相差を可変設定する位
相差設定手段と、この位相差設定手段で可変設定される
位相差となるように前記インバータ回路の発振周波数を
制御する発振周波数制御手段と、前記インバータ回路へ
供給される入力電流を検出する検出手段と、前記位相差
を共振状態からずらした値としたときに前記検出手段で
検出される入力電流に基づいて前記加熱コイルと共振用
コンデンサの定数を変更する変更手段とを有して構成し
た。
Further, the second invention of the present application is directed to an inverter circuit for generating high-frequency power applied to a heating coil for inductively heating an object to be heated by resonance between the heating coil and a resonance capacitor, and a phase and resonance of an output voltage of the inverter circuit. Difference setting means for variably setting the phase difference with the phase of the current flowing through the capacitor, and oscillation frequency control means for controlling the oscillation frequency of the inverter circuit so that the phase difference is variably set by the phase difference setting means. Detecting means for detecting an input current supplied to the inverter circuit; and controlling the heating coil based on the input current detected by the detecting means when the phase difference is shifted from a resonance state. Changing means for changing the constant of the capacitor.

(作用) 本願第1の発明である電磁調理器においては、インバ
ータ回路の加熱コイルと共振コイルとの共振によって発
生した高周波電力で当該加熱コイルに近接して配設され
る被加熱物を誘導加熱するようにしている。また、この
とき位相差設定手段で可変設定されるインバータ回路の
出力電圧を位相と共振用コンデンサを流れる電流の位相
との位相差に、発振周波数制御手段でインバータ回路の
発振周波数を制御することによって当該電磁調理器の入
力制御を行なうことができる。さらに、被加熱物の加熱
に際しては、まず前記位相差を共振状態からずらした値
に初期設定し、このときのインバータ回路へ供給される
入力電流値を検出手段で検出する。識別手段はこの検出
手段で検出された入力電流値から当該被加熱物の性状例
えば、材質を識別するようにした。
(Operation) In the electromagnetic cooker according to the first aspect of the present invention, the object to be heated disposed in close proximity to the heating coil is induction-heated by high-frequency power generated by resonance between the heating coil and the resonance coil of the inverter circuit. I am trying to do it. At this time, the output voltage of the inverter circuit variably set by the phase difference setting means is changed to a phase difference between the phase and the phase of the current flowing through the resonance capacitor by controlling the oscillation frequency of the inverter circuit by the oscillation frequency control means. Input control of the electromagnetic cooker can be performed. Further, when heating the object to be heated, the phase difference is initially set to a value shifted from the resonance state, and the input current value supplied to the inverter circuit at this time is detected by the detecting means. The identification means identifies the property, for example, the material of the object to be heated from the input current value detected by the detection means.

さらに、本願第2の発明においては、本願第1の発明
と同様にして検出手段で検出される入力電流値に基づい
て変更手段が前記加熱コイルの巻数や共振コンデンサの
容量等の定数を変更して、被加熱物の性状に最適な入力
制御を行なうようにした。
Further, in the second invention of the present application, the changing means changes constants such as the number of turns of the heating coil and the capacity of the resonance capacitor based on the input current value detected by the detecting means in the same manner as in the first invention of the present application. Thus, input control optimal for the properties of the object to be heated is performed.

(実施例) 以下図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。
(Example) Hereinafter, an example according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず第1図を参照して構成を説明する。 First, the configuration will be described with reference to FIG.

交流電源1は直流電源回路3と接続されている。この
直流電源回路3は直流電源を整流するためのブリッジ回
路5と、整流された脈流を平滑化するためのコンデンサ
7とから構成されている。
AC power supply 1 is connected to DC power supply circuit 3. The DC power supply circuit 3 includes a bridge circuit 5 for rectifying the DC power supply and a capacitor 7 for smoothing the rectified pulsating flow.

ハーフブリッジ型のインバータ回路9は2つのトラン
ジスタ11,13と、各トランジスタ11,13のコレクターエミ
ッタ間に接続されたダイオード15,17と、直列共振回路
すなわち加熱コイル19と、この加熱コイル19へ直列に接
続された共振用のコンデンサ12とから構成されている。
The half-bridge type inverter circuit 9 includes two transistors 11 and 13, diodes 15 and 17 connected between the collector and the emitter of each transistor 11 and 13, a series resonance circuit, that is, a heating coil 19, and a series connection to the heating coil 19. And a resonance capacitor 12 connected to the power supply.

インバータ電圧位相検知回路20は第1の信号としてイ
ンバータ電圧VINを検出し、この検出したインバータ電
圧VINを位相比較回路23へ出力する。またコンデンサ電
圧位相検知回路22はコンデンサ21を流れるインバータ電
流IINと位相的に相関する第2の信号としてコンデンサ2
1の両端の電圧Vc1を検出し、この検出した電圧Vc1を位
相比較回路23へ出力する。
The inverter voltage phase detection circuit 20 detects the inverter voltage V IN as a first signal, and outputs the detected inverter voltage V IN to the phase comparison circuit 23. The capacitor voltage phase detection circuit 22 outputs a second signal, which is phase-correlated with the inverter current I IN flowing through the capacitor 21,
The voltage Vc 1 at both ends of 1 is detected, and the detected voltage Vc 1 is output to the phase comparison circuit 23.

位相比較回路23は入力した第1の信号と第2の信号の
双方の信号の位相を比較して比較の結果すなわち双方の
信号の位相差に係る信号をローパスフィルタ(以下LPF
と称する)25へ出力する。
The phase comparison circuit 23 compares the phases of both the input first signal and the second signal, and compares the result of the comparison, that is, the signal relating to the phase difference between the two signals, with a low-pass filter (hereinafter, LPF).
).

位相差設定回路27は前述した第1の信号と第2の信号
の位相差を可変設定する。この可変設定された位相差に
応じて入力電力が調整されるようになっている。
The phase difference setting circuit 27 variably sets the phase difference between the first signal and the second signal. The input power is adjusted according to the variably set phase difference.

電圧制御発振器(以下VCOと称する)29は前記位相差
設定回路27によって可変設定された位相差となるように
インバータ回路9の発振周波数を制御するための周波数
制御手段であり、ローパスフィルタ25からの信号電圧に
応じて発振周波数を変化させる。
A voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as VCO) 29 is a frequency control means for controlling the oscillation frequency of the inverter circuit 9 so as to have a phase difference variably set by the phase difference setting circuit 27. The oscillation frequency is changed according to the signal voltage.

駆動回路31はVCO29からの信号に基づいてトランジス
タ11,13を交互にオンオフ動作させる。この駆動回路31
からの信号に基づいてトランジスタ11,13を交互にオン
オフ動作すると、加熱コイル19とコンデンサ21が直列共
振状態に設定され、これにより加熱コイル19が高周波電
力を発生して図示しないトッププレートの上に載置され
た鍋などの被加熱物を誘導加熱する。
The drive circuit 31 alternately turns on and off the transistors 11 and 13 based on a signal from the VCO 29. This drive circuit 31
When the transistors 11 and 13 are alternately turned on and off based on a signal from the heating coil 19 and the capacitor 21, the heating coil 19 and the capacitor 21 are set to a series resonance state, whereby the heating coil 19 generates high-frequency power and is placed on a top plate (not shown). An object to be heated, such as a placed pan, is induction heated.

初期回路33はインバータ回路9の出力電圧と位相的に
相関する第1の信号と、共振用のコンデンサ21を流れる
電流と位相的に相関する第2の信号との双方の信号の位
相差を初期設定するための初期設定手段であり、電源が
投入されると初期信号を位相差設定回路27へ出力する。
位相差設定回路27はこの初期回路33から初期信号を入力
すると、第1の信号と第2の信号との位相差を基準の位
相差例えば130゜に設定する。これにより例えばトップ
プレートの上に載置された被加熱物がアルミニウム製の
鍋である場合には入力電力が200ワットに設定される。
The initial circuit 33 initializes the phase difference between the first signal correlated in phase with the output voltage of the inverter circuit 9 and the second signal correlated in phase with the current flowing through the resonance capacitor 21. This is an initial setting means for setting, and outputs an initial signal to the phase difference setting circuit 27 when the power is turned on.
Upon receiving the initial signal from the initial circuit 33, the phase difference setting circuit 27 sets the phase difference between the first signal and the second signal to a reference phase difference, for example, 130 °. Thus, for example, when the object to be heated placed on the top plate is an aluminum pan, the input power is set to 200 watts.

カレントトランスCTは交流電源1から供給される電源
電流IINを検出し、この検出した電源電流IINと相応する
信号を入力電流検知回路43へ出力する。この入力電流検
知回路43はカレントトランスCTからの検出信号に基づい
て電源電流すなわち入力電流IINを検知する。
The current transformer CT detects the power supply current I IN supplied from the AC power supply 1 and outputs a signal corresponding to the detected power supply current I IN to the input current detection circuit 43. The input current detection circuit 43 detects a power supply current, that is, an input current I IN based on a detection signal from the current transformer CT.

負荷状態検知回路35は入力電流検知回路43からの情報
に基づいてトッププレートの上に載置された負荷の状態
が適正な負荷であるかどうかを検出する。
The load state detection circuit 35 detects whether the state of the load placed on the top plate is an appropriate load based on information from the input current detection circuit 43.

この負荷状態検知回路35における負荷の検出を第2図
を参照して詳細に説明する。
The detection of the load by the load state detection circuit 35 will be described in detail with reference to FIG.

第2図は位相差設定回路27から出力される位相設定電
圧VsETに対する入力電流IINを負荷の状態例えば被加熱
物の材質毎に示した特性図である。具体的に説明する
と、第2図は入力電圧200ボルト仕様で最大入力電力が
2.2kwの定格の電磁調理器の特性を示したものであり、
同図曲線aは無負荷状態の特性曲線であり、同図曲線b
はアルミニウム製の鍋を示した特性曲線であり、同図曲
線cは非磁性のステンレス鍋の特性曲線であり、同図曲
線dを鉄鍋の特性曲線である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the input current I IN with respect to the phase setting voltage Vs ET output from the phase difference setting circuit 27 for each load state, for example, for each material of the object to be heated. Specifically, FIG. 2 shows that the maximum input power is 200 V input voltage specification.
It shows the characteristics of a 2.2 kW rated electromagnetic cooker,
The curve a in the figure is a characteristic curve in a no-load state, and the curve b in the figure is
Is a characteristic curve showing an aluminum pan, curve c in the figure is a characteristic curve of a non-magnetic stainless steel pan, and curve d is a characteristic curve of an iron pan.

ここで第2図の横軸には位相設定電圧VsETを示してい
るが、この位相設定電圧VsETが大きくなるに応じて第1
の信号と第2の信号との位相差が大きくなる。例えば位
相設定電圧VsETが0ボルトであるときには位相差90゜と
対応し、位相設定電圧VsETが4ボルトのときには位相差
130゜と対応する。また、位相差が90゜であるときに
は、入力電力が例えば1500Wに設定され、位相差が130゜
であるときには入力電力が例えば200Wに設定される。
Here, the horizontal axis of FIG. 2 shows the phase setting voltage Vs ET, and as the phase setting voltage Vs ET increases, the first
And the second signal have a large phase difference. For example, when the phase setting voltage Vs ET is 0 volt, the phase difference corresponds to 90 °, and when the phase setting voltage Vs ET is 4 volts, the phase difference corresponds to 90 °.
Corresponds to 130 ゜. When the phase difference is 90 °, the input power is set to, for example, 1500 W, and when the phase difference is 130 °, the input power is set to, for example, 200 W.

負荷状態検知回路35は負荷の状態を判断するための所
定の幅を有する閾値すなわち第2図に示す如く閾値Is1
と、この閾値Is1より大きな値の閾値Is2とを設定してお
り、この閾値と入力電流検知回路43によって検出した入
力電流IINの値とを比較する。すなわち負荷状態検知回
路35は入力電流IINの値が閾値Is1を下回る場合にはトッ
ププレートの上に載置された被加熱物が鉄鍋か若しくは
非磁性のステンレス鍋であることを判断する。また入力
電流IINの値が閾値Is1と閾値Is2との間であるときには
トッププレートの上に載置された被加熱物が適正な負
荷、すなわちアルミニウム製の鍋であることを判断す
る。また入力電流IINの値が閾値Is2より大きい場合には
無負荷状態であることを判断する。
The load state detection circuit 35 has a threshold having a predetermined width for judging the state of the load, that is, the threshold Is 1 as shown in FIG.
If, and to set a threshold value Is 2 larger than the threshold value Is 1, and compares the value of the input current I IN detected by the input current detecting circuit 43 and the threshold value. That load state detection circuit 35 determines that the value of the input current I IN is placed on the target object is either iron pan has or nonmagnetic stainless steel pan on the top plate when below the threshold Is 1 . The object to be heated placed on the top plate when the value of the input current I IN is between the threshold Is 1 and the threshold value Is 2 determines that the proper loading, i.e. aluminum pan. If the value of the input current I IN is larger than the threshold value Is 2 , it is determined that there is no load.

タイマ回路37は所定のタイマ時間例えば3秒に設定さ
れており、負荷状態検知回路35からの信号を入力する
と、3秒経過後に初期回路33を動作させることにより再
び負荷検出動作を実行する。
The timer circuit 37 is set to a predetermined timer time, for example, 3 seconds. When a signal from the load state detecting circuit 35 is input, the load detecting operation is performed again by operating the initial circuit 33 after 3 seconds.

次に第1図に示した実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described.

まず電源が投入されると初期回路33から初期信号が位
相差設定回路27へ出力される。この位相差設定回路27は
初期回路33から初期信号を入力すると、入力電力が小さ
い値となるような位置差、例えば第1の信号と第2の信
号の位相差が130゜となるような位相設定電圧VsETをLPF
25へ出力する。
First, when the power is turned on, an initial signal is output from the initial circuit 33 to the phase difference setting circuit 27. When the initial signal is input from the initial circuit 33, the phase difference setting circuit 27 sets a phase difference at which the input power becomes a small value, for example, a phase difference at which the phase difference between the first signal and the second signal becomes 130 °. Set voltage Vs ET to LPF
Output to 25.

VCO29はLPF25からの入力電圧に応じて発振周波数が変
化する。また駆動回路31はVCO29からの信号に応じてイ
ンバータ回路9を駆動する。ここでインバータ回路9は
第1の信号と第2の信号との位相差が130゜となるよう
な発振周波数で発振する。
The oscillation frequency of the VCO 29 changes according to the input voltage from the LPF 25. The drive circuit 31 drives the inverter circuit 9 according to a signal from the VCO 29. Here, the inverter circuit 9 oscillates at an oscillation frequency such that the phase difference between the first signal and the second signal becomes 130 °.

このようなインバータ回路9の初期発振状態におい
て、カレントトランスCTが入力電流IINと対応する信号
を検出し、検出信号を入力電流検知回路43へ出力する。
この入力電流検知回路43はカレントトランスCTからの検
出信号に基づいて入力電流IINの値を検出する。次に負
荷状態検知回路35は入力電流検知回路43から入力した入
力電流IINの値と閾値とを比較して負荷の状態を検出す
る。具体的に説明するとインバータ回路9では初期発振
状態においては第2図に示す位相設定電圧VsETが4Vに設
定されており、入力電流IINの値が閾値Is1の下回る場合
にはトッププレートの上に載置された負荷が鉄鍋若しく
は非磁性のステンレス鍋であることを検出する。また入
力電流IINの値が閾値Is1と閾値Is2との範囲内である場
合には適正な負荷、すなわち負荷がアルミ鍋であること
を検出する。また更に入力電流IINの値が閾値Is2を上回
る場合には無負荷状態であることを検出する。
In such an initial oscillation state of the inverter circuit 9, the current transformer CT detects a signal corresponding to the input current I IN and outputs a detection signal to the input current detection circuit 43.
The input current detection circuit 43 detects the value of the input current I IN based on a detection signal from the current transformer CT. Next, the load state detection circuit 35 detects the state of the load by comparing the value of the input current I IN input from the input current detection circuit 43 with a threshold. More specifically, in the inverter circuit 9, in the initial oscillation state, the phase setting voltage Vs ET shown in FIG. 2 is set to 4 V, and when the value of the input current I IN is lower than the threshold Is 1 , It detects that the load placed on the top is an iron pot or a non-magnetic stainless steel pot. When the value of the input current I IN is in the range between the threshold Is 1 and the threshold Is 2 , it detects that the load is an appropriate load, that is, the load is an aluminum pan. Further, when the value of the input current I IN exceeds the threshold Is 2 , it is detected that there is no load.

以上の如く負荷状態検知回路35が無負荷状態であるこ
とを検出した場合又は負荷状態が鉄鍋若しくは非磁性の
ステンレス鍋であることを検出した場合には検出信号を
タイマ回路37へ出力する。またこのとき負荷状態検知回
路35は駆動回路31の動作を停止させることによりインバ
ータ回路9の発振動作を停止させるようになっている。
As described above, when the load state detection circuit 35 detects that there is no load, or when it detects that the load state is an iron pot or a non-magnetic stainless steel pot, it outputs a detection signal to the timer circuit 37. At this time, the load state detection circuit 35 stops the operation of the drive circuit 31 to stop the oscillation operation of the inverter circuit 9.

タイマ回路37は負荷状態検知回路35からの検出信号を
入力すると、3秒経過後に初期回路33を動作させる。こ
れにより3秒経過後に再び負荷状態の検出動作が行なわ
れる。
Upon input of the detection signal from the load state detection circuit 35, the timer circuit 37 operates the initial circuit 33 after a lapse of 3 seconds. As a result, the operation of detecting the load state is performed again after a lapse of 3 seconds.

またトッププレートの上に載置された負荷がアルミニ
ウム製の鍋である場合には加熱動作が開始される。すな
わちインバータ電圧位相検知回路20はインバータ電圧V
INを検出して位相比較回路23へ出力する。またコンデン
サ電圧位相検知回路22は共振用のコンデンサ21の両端の
電圧Vc1を検出して位相比較回路23へ出力する。エクス
クルーシブオア回路などから構成される位相比較回路23
がインバータ電圧VIN及び電圧Vc1を入力すると、双方の
信号の位相を比較し、信号Vp1をLPF25へ出力する。LPF2
5は位相差設定回路27からの信号と前述した信号Vp1を入
力すると、信号Vp2をVCO29へ出力する。このときLPF25
から出力される信号Vp2は信号Vp1に応じて変化する。ま
たVCO29は信号Vp2の値に応じて発振周波数が変化する、
続いて駆動回路31はVCO29からの信号に応じてインバー
タ回路9を駆動する。この駆動回路31からの信号に基づ
いてトランジスタ11,13がオンオフ動作することによ
り、加熱コイル19と共振用のコンデンサ21とが直列共振
状態に設定される。これにより加熱コイル19から発生す
る磁束による電磁誘導作用によりアルミ鍋の鍋底へ渦電
流を発生してこのアルミ鍋を加熱するようになってい
る。
When the load placed on the top plate is an aluminum pot, the heating operation is started. That is, the inverter voltage phase detection circuit 20 detects the inverter voltage V
IN is detected and output to the phase comparison circuit 23. The capacitor voltage phase detection circuit 22 detects the voltage Vc 1 across the resonance capacitor 21 and outputs the voltage Vc 1 to the phase comparison circuit 23. Phase comparison circuit 23 consisting of exclusive OR circuit etc.
Receives the inverter voltage V IN and the voltage Vc 1 , compares the phases of both signals, and outputs the signal Vp 1 to the LPF 25. LPF2
5 receives the signal from the phase difference setting circuit 27 and the signal Vp 1 described above and outputs the signal Vp 2 to the VCO 29. At this time LPF25
Signal Vp 2 output from changes in response to the signal Vp 1. Also, the oscillation frequency of the VCO 29 changes according to the value of the signal Vp 2 ,
Subsequently, the drive circuit 31 drives the inverter circuit 9 according to the signal from the VCO 29. When the transistors 11 and 13 are turned on and off based on the signal from the drive circuit 31, the heating coil 19 and the resonance capacitor 21 are set in a series resonance state. As a result, an eddy current is generated at the bottom of the aluminum pan by electromagnetic induction due to the magnetic flux generated from the heating coil 19, and the aluminum pan is heated.

次に第3図を参照して本発明に係る更に具体的な実施
例を説明する。
Next, a more specific embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.

VCO29は入力電圧に応じて発振周波数が変化するもの
であり、例えば入力電圧が1ボルトのとき40KHzの短形
パルスを出力する。
The VCO 29 changes its oscillation frequency in accordance with the input voltage. For example, when the input voltage is 1 volt, it outputs a short pulse of 40 KHz.

デッドタイム生成回路30はVCO29からの短形パルスを
分周する。またデットタイム生成回路30は2個のトラン
ジスタ11,13が同時にオンしないように一方のトランジ
スタへの駆動電流の供給をオフした後に、このトランジ
スタが完全にオフするまで他方のトランジスタへの駆動
電流の供給を停止するためのいわゆるデットタイムを生
成する。
The dead time generation circuit 30 divides a short pulse from the VCO 29. The dead time generation circuit 30 turns off the supply of the drive current to one transistor so that the two transistors 11 and 13 are not turned on at the same time, and then turns off the drive current to the other transistor until this transistor is completely turned off. Generate a so-called dead time for stopping the supply.

トランジスタ11を駆動するための上アーム駆動回路31
Aと、トランジスタ13を駆動するための下アーム駆動回
路31Bとで駆動回路31を形成している。ここで上アーム
駆動回路31A、下アーム駆動回路31Bへ入力されるドライ
ブ信号はトランジスタ11,13の動作電位レベルと異なる
ので、それぞれパルストランスTRA,TRBを介してトラン
ジスタ11,13へ与えられる。
Upper arm drive circuit 31 for driving transistor 11
A and a lower arm drive circuit 31B for driving the transistor 13 form a drive circuit 31. Here, the drive signals input to the upper arm drive circuit 31A and the lower arm drive circuit 31B are different from the operating potential levels of the transistors 11 and 13, and are supplied to the transistors 11 and 13 via the pulse transformers TRA and TRB, respectively.

インバータ回路9では共振用コンデンサ21に対してコ
ンデンサ71が直列に接続されており、このコンデンサ21
と71との分圧電圧をコンデンサ21へ流れる電流と位相的
に相関する第2の信号としてコンデンサ電圧位相検知回
路22へ出力する。
In the inverter circuit 9, a capacitor 71 is connected in series to the resonance capacitor 21.
And 71 are output to the capacitor voltage phase detection circuit 22 as a second signal which is phase-correlated with the current flowing through the capacitor 21.

コンデンサ電圧位相検知回路22は演算増幅器73及びホ
トカプラ75などから構成され、前述の第2の信号を入力
すると短形パルスを生成し、ホトカプラ75によって電位
レベルの整合を図っている。
The capacitor voltage phase detection circuit 22 includes an operational amplifier 73 and a photocoupler 75. When the second signal is input, the capacitor voltage phase detection circuit 22 generates a short pulse, and the photocoupler 75 matches the potential level.

エクスクルーシブオア回路を用いた位相比較回路23は
インバータ回路9の出力電圧と位相的に相関する第1の
信号Caをデットタイム生成回路30から入力すると共に、
第2の信号Cbをコンデンサ電圧位相検知回路22から入力
している。
A phase comparison circuit 23 using an exclusive OR circuit inputs a first signal Ca, which is phase-correlated with the output voltage of the inverter circuit 9, from the dead time generation circuit 30,
The second signal Cb is input from the capacitor voltage phase detection circuit 22.

LPF25は演算増幅器77を有し、位相比較回路23から入
力する信号Vp1を平滑化してVCO29へ出力する。
LPF25 has an operational amplifier 77, the signal Vp 1 to be input from the phase comparator 23 outputs to the VCO29 smoothes.

位相差設定部27Aは入力電流設定値回路41,比較回路45
及び初期設定回路53を有している。入力電流設定値回路
41は抵抗81と可変抵抗83とから構成され、可変抵抗83を
調整することによりインバータ回路9からの加熱出力す
なわち入力電力を変化させることができる。この可変抵
抗83によって設定された設定値に係る信号は比較回路45
の非反転入力端子へ与えらる。また比較回路45の反転入
力端子には入力電流検知回路43からの信号が与えられて
おり、比較回路45は双方の入力端子へ入力した信号を比
較する。また初期設定回路53は直列に接続された抵抗R
4,R5と、抵抗R4に並列に接続されたコンデンサ89とから
構成されている。
The phase difference setting section 27A includes an input current setting value circuit 41 and a comparison circuit 45.
And an initial setting circuit 53. Input current setting circuit
41 includes a resistor 81 and a variable resistor 83, and the heating output from the inverter circuit 9, that is, the input power can be changed by adjusting the variable resistor 83. The signal relating to the set value set by the variable resistor 83 is output to the comparison circuit 45.
To the non-inverting input terminal. Further, a signal from the input current detection circuit 43 is provided to the inverting input terminal of the comparison circuit 45, and the comparison circuit 45 compares the signals input to both input terminals. The initial setting circuit 53 includes a resistor R connected in series.
4, R5, and a capacitor 89 connected in parallel with the resistor R4.

位相差設定制限回路47は演算増幅器91,抵抗93,95など
から構成され、抵抗93と95の分圧電圧を位相差下限値V
LLとして設定している。これにより直列共振回路がいわ
ゆる容量性とならないように位相差の下限値が制限され
る。
The phase difference setting limiting circuit 47 includes an operational amplifier 91, resistors 93, 95, and the like.
Set as LL . This limits the lower limit of the phase difference so that the series resonance circuit does not become so-called capacitive.

発振周波数制限回路49は演算増幅器97などから構成さ
れ、VCO29の入力電圧を監視してVCO29の発振周波数が所
定の値を下回らないように制限する。
The oscillation frequency limiting circuit 49 includes an operational amplifier 97 and the like, monitors the input voltage of the VCO 29, and limits the oscillation frequency of the VCO 29 so as not to fall below a predetermined value.

操作部61は電源投入時に起動信号を初期回路62へ出力
する。この初期回路62は操作部61からの起動信号を入力
すると初期信号をタイマ回路63へ出力する。
The operation unit 61 outputs a start signal to the initial circuit 62 when the power is turned on. The initial circuit 62 outputs an initial signal to the timer circuit 63 when a start signal from the operation unit 61 is input.

タイマ回路63は所定のタイマ時間例えば1秒に設定さ
れており、初期回路62から初期信号を入力すると1秒の
間だけLレベルとなる信号ST1を位相差設定部27A及びタ
イマ回路66へ出力する。
The timer circuit 63 is set to a predetermined timer time, for example, 1 second, and outputs a signal ST1 that becomes L level only for 1 second to the phase difference setting unit 27A and the timer circuit 66 when an initial signal is input from the initial circuit 62. .

比較回路64の反転入力端子には抵抗R13とR14との分圧
電圧が閾値電圧Vs1として与えられている。また他方の
比較回路65の非反転入力端子には抵抗R11と抵抗R12との
分圧電圧が閾値電圧VS2として与えられている。ここで
閾値電圧Vs1は第2図に示した閾値Is1と対応し、また閾
値電圧Vs2は第2図に示した閾値Is2と対応するものであ
る。また比較回路64の非反転入力端子及び比較回路65の
反転入力端子には入力電流検知回路43からの信号が与え
られている。
The inverting input terminal of the comparator circuit 64 the divided voltage between resistors R13 and R14 is given as the threshold voltage Vs 1. The divided voltage between the resistor R11 resistor R12 is provided as the threshold voltage VS 2 to the non-inverting input terminal of the other comparator circuit 65. In this case, the threshold value voltage Vs 1 is the threshold Is 1 and correspondingly, also the threshold voltage Vs 2 shown in FIG. 2 and corresponds to the threshold Is 2 shown in Figure 2. Further, a signal from the input current detection circuit 43 is supplied to a non-inverting input terminal of the comparing circuit 64 and an inverting input terminal of the comparing circuit 65.

従って比較回路64及び65は入力電流検知回路43からの
信号の入力すると、閾値電圧Vs1,Vs2と比較することに
より、負荷の状態を検出する。具体的に説明すると、無
負荷状態であることを検出すると比較回路65がLレベル
の信号をタイマ回路66へ出力する。またトッププレート
の上に載置された負荷が鉄鍋が若しくは非磁性のステン
ス鍋である場合には比較回路64がLレベルの信号をタイ
マ回路66へ出力する。
Therefore, when the signals from the input current detection circuit 43 are input, the comparison circuits 64 and 65 detect the state of the load by comparing the signals with the threshold voltages Vs 1 and Vs 2 . More specifically, when detecting that there is no load, the comparison circuit 65 outputs an L-level signal to the timer circuit 66. When the load placed on the top plate is an iron pot or a non-magnetic stainless steel pot, the comparison circuit 64 outputs an L level signal to the timer circuit 66.

タイマ回路66は所定のタイマ時間例えば3秒に設定さ
れており、比較回路64若しくは65からのLレベルの信号
を入力すると、3秒間だけVCO29の動作を停止させると
共に、この3秒経過後に再び初期回路62を動作させる。
またタイマ回路66はタイ回路63からの信号を入力してお
り、タイマ回路63からの出力信号ST1がLレベルの間だ
け比較回路64若しくは65からの信号を受付けるようにな
っている。
The timer circuit 66 is set to a predetermined timer time, for example, 3 seconds. When an L-level signal is input from the comparison circuit 64 or 65, the operation of the VCO 29 is stopped for only 3 seconds, and after the lapse of 3 seconds, the VCO 29 is initialized again. The circuit 62 is operated.
The timer circuit 66 receives a signal from the tie circuit 63, and receives a signal from the comparison circuit 64 or 65 only while the output signal ST1 from the timer circuit 63 is at the L level.

次に第3図に示した実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 3 will be described.

電源が投入されると操作部61からの起動信号に基づい
て初期回路62が初期信号を出力する。タイマ回路63は初
期回路62から初期信号を入力すると信号ST1をタイマ回
路66及び位相差設定部27Aへ出力する。
When the power is turned on, the initial circuit 62 outputs an initial signal based on a start signal from the operation unit 61. When the timer circuit 63 receives the initial signal from the initial circuit 62, it outputs a signal ST1 to the timer circuit 66 and the phase difference setting unit 27A.

位相差設定部27AではLレベルの信号ST1を入力する
と、トランジスタTR1を導通する。このトランジスタTR1
が導通すると、トランジスタTR1に接続された抵抗R3
と、抵抗R4との合成抵抗と、抵抗R5とで分圧される電圧
すなわち位相設定電圧VsETが例えば4ボルトに設定され
る。第2図に示すように位相設定電圧VsETが4ボルトに
設定されると、負荷がアルミ鍋である場合には第1の信
号と第2の信号の位相差が例えば130゜に設定されるよ
うになっている。
When the L-level signal ST1 is input to the phase difference setting unit 27A, the transistor TR1 is turned on. This transistor TR1
Is turned on, the resistor R3 connected to the transistor TR1
When the combined resistance of the resistor R4, the voltage is divided by a resistor R5 that is, the phase setting voltage Vs ET is set to, for example, 4 volts. As shown in FIG. 2, when the phase setting voltage Vs ET is set to 4 volts, when the load is an aluminum pot, the phase difference between the first signal and the second signal is set to, for example, 130 °. It has become.

このような状態すなわち初期発振状態において比較回
路64及び65は入力電流検知回路43からの信号に基づいて
負荷状態を検出する。
In such a state, that is, in the initial oscillation state, the comparison circuits 64 and 65 detect the load state based on the signal from the input current detection circuit 43.

ここで無負荷状態である場合には比較回路65がLレベ
ルの信号をタイマ回路66へ出力する。また負荷状態が鉄
鍋か若しくは非磁性のステンレス鍋である場合には比較
回路64がLレベルの信号をタイマ回路66へ出力する。従
って無負荷状態である場合または負荷状態が鉄鍋か若し
くは非磁性のステンレス鍋である場合にはタイマ回路66
が3秒間だけVCO29の動作を停止させることにより、イ
ンバータ回路9の発振動作を停止させる。
Here, when the load is not loaded, the comparison circuit 65 outputs an L level signal to the timer circuit 66. When the load state is the iron pan or the non-magnetic stainless steel pan, the comparison circuit 64 outputs an L level signal to the timer circuit 66. Therefore, when there is no load or when the load is an iron pan or a non-magnetic stainless steel pan, the timer circuit 66 is used.
Stops the operation of the VCO 29 for only 3 seconds, thereby stopping the oscillation operation of the inverter circuit 9.

またトッププレートの上に載置された負荷がアルミ鍋
である場合にはタイマ回路63のタイマ時間の経過後すな
わち1秒が経過した後に所望の入力電力に設定されて加
熱動作を開始する。すなわち位相差設定部27Aでは比較
回路45が動作して設定された位相差となるような新極を
出力する。これによって位相差設定部27Aは入力設定さ
れた位相差設定電圧VsETをLPF25へ出力し、VCO29、駆動
回路31、インバータ回路9を動作させて加熱動作を行
う。。
When the load placed on the top plate is an aluminum pan, the desired input power is set after the timer time of the timer circuit 63 elapses, that is, one second has elapsed, and the heating operation is started. That is, in the phase difference setting unit 27A, the comparison circuit 45 operates to output a new pole having the set phase difference. This phase difference setting section 27A outputs the inputted set phase difference setting voltage Vs ET to LPF 25, VCO 29, the drive circuit 31 performs the heating operation of the inverter circuit 9 is operated. .

以上の如く第3図に示す実施例は、閾値電圧Vs1を比
較回路64で設定すると共に、閾値電圧Vs2を比較回路65
で設定するように構成したので、負荷の状態を確実に検
出することができる。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 3, the threshold voltage Vs 1 is set by the comparator 64 and the threshold voltage Vs 2 is
Since it is configured to set the load state, it is possible to reliably detect the state of the load.

次に第4図を参照して本発明に係る他の実施例を説明
する。
Next, another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例は、加熱コイル19の巻数と、共振用のコンデ
ンサ21の容量とを切換えることにより、アルミ鍋のみな
らず鉄鍋及び非磁性のステンレス鍋をも加熱できるよう
にしたことを特徴とする。
This embodiment is characterized in that not only an aluminum pan but also an iron pan and a non-magnetic stainless steel pan can be heated by switching the number of turns of the heating coil 19 and the capacity of the resonance capacitor 21. .

具体的には説明すると、加熱コイル19は巻数50ターン
の加熱コイル19aと、巻線15ターンの加熱コイル19bとか
ら形成されている。また共振用のコンデンサ21は容量0.
01μFのコンデンサ21aと、容量1.2μFのコンデンサ21
bとから構成されている。
More specifically, the heating coil 19 includes a heating coil 19a having 50 turns and a heating coil 19b having 15 turns. The capacitor 21 for resonance has a capacity of 0.
01μF capacitor 21a and 1.2μF capacitor 21
b.

通常の加熱動作時すなわち負荷がアルミ鍋である場合
には加熱コイル19a,19b及びコンデンサ21b,21aが直列に
接続される。このときのインバータ回路9の発振周波数
は例えば50KHzに設定される。
During a normal heating operation, that is, when the load is an aluminum pan, the heating coils 19a and 19b and the capacitors 21b and 21a are connected in series. The oscillation frequency of the inverter circuit 9 at this time is set to, for example, 50 KHz.

また負荷状態検知回路35が入力電流検知回路43からの
検出信号に基づいて負荷が例えば鉄鍋であることを検出
すると、検出信号を切換回路39へ出力する。これにより
切換回路39はスイッチSWを切換えて加熱コイル19aとコ
ンデンサ21aとを直列に接続する。すなわち切換回路39
はスイッチSWを切換えることにより加熱コイルの巻数を
小さく設定する。このときのインバータ回路9の発振周
波数は例えば25KHzに設定される。
When the load state detection circuit 35 detects that the load is, for example, an iron pot based on the detection signal from the input current detection circuit 43, it outputs a detection signal to the switching circuit 39. Thus, the switching circuit 39 switches the switch SW to connect the heating coil 19a and the capacitor 21a in series. That is, the switching circuit 39
Sets the number of turns of the heating coil small by switching the switch SW. The oscillation frequency of the inverter circuit 9 at this time is set to, for example, 25 KHz.

以上の如く第4図に示す実施例は負荷が鉄鍋であるこ
とを検出したときには加熱コイルの巻数を小さい値に切
換えることにより、負荷が鉄鍋である場合には確実に加
熱動作を行なうことができる。
As described above, the embodiment shown in FIG. 4 switches the number of turns of the heating coil to a small value when detecting that the load is an iron pan, thereby ensuring that the heating operation is performed when the load is an iron pan. Can be.

[発明の効果] 以上説明してきたように本発明の請求項1に係る発明
によれば、位相差制御方式を採用し、位相差を共振状態
からずらした値に可変設定したときに流れる電源電流の
値に応じて負荷の状態を判断するように構成したので、
負荷の状態を正確に検出することができると同時に、大
電流が流れないのでトライアックやサイリスタなどを用
いる必要が無く、このため電源ラインに大きなノイズを
発生させることなく、しかも電磁調理器の効率を大幅に
改善することができる。また、本発明の請求項2に係る
発明によれば、位相差制御方式を採用し、位相差を共振
状態からずらした値に可変設定したときに流れる電源電
流の値に基づいて加熱コイルと共振用コンデンサの定数
を変更するように構成したので、負荷の状態に応じた加
熱コイルと共振用コンデンサの定数を設定することがで
き、その設定動作の際、大電流が流れないのでトライア
ックやサイリスタなどを用いる必要が無く、このため電
源ラインに大きなノイズを発生させることなく、しかも
電磁調理器の効率を大幅に改善することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the first aspect of the present invention, the power supply current flowing when the phase difference control method is adopted and the phase difference is variably set to a value shifted from the resonance state. Is configured to determine the load status according to the value of
At the same time, it is possible to accurately detect the state of the load, and it is not necessary to use a triac or thyristor because a large current does not flow. Can be greatly improved. Further, according to the invention according to claim 2 of the present invention, a phase difference control method is adopted, and the resonance between the heating coil and the heating coil is performed based on the value of the power supply current flowing when the phase difference is variably set to a value shifted from the resonance state. The configuration of the heating capacitor and the constant of the resonance capacitor can be set according to the state of the load, and a large current does not flow during the setting operation, so a triac, thyristor, etc. Therefore, the efficiency of the electromagnetic cooker can be greatly improved without generating large noise in the power supply line.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る一実施例を示したブロック図、第
2図は位相設定電圧に対する入力電流の特性を負荷の状
態毎に示した特性曲線図、第3図は本発明に係る実施例
の具体的な回路構成を示した回路ブロック図、第4図は
本発明に係る他の実施例を示したブロック図である。 9……インバータ回路 19……加熱コイル 21……共振用コンデンサ 29……位相差設定回路 33……初期回路 35……負荷状態検知回路 43……入力電流検知回路
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment according to the present invention, FIG. 2 is a characteristic curve diagram showing characteristics of an input current with respect to a phase setting voltage for each load state, and FIG. FIG. 4 is a circuit block diagram showing a specific circuit configuration of an embodiment according to the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment according to the present invention. 9 Inverter circuit 19 Heating coil 21 Resonant capacitor 29 Phase difference setting circuit 33 Initial circuit 35 Load state detection circuit 43 Input current detection circuit

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−128493(JP,A) 特公 昭55−10959(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 6/12Continuation of the front page (56) References JP-A-61-128493 (JP, A) JP-B-55-10959 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H05B 6 / 12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被加熱物を誘導加熱する加熱コイルに印加
する高周波電力を当該加熱コイルと共振用コンデンサと
の共振によって発生するインバータ回路と、 このインバータ回路の出力電圧の位相と共振用コンデン
サを流れる電流の位相との位相差を可変設定する位相差
設定手段と、 この位相差設定手段で可変設定される位相差となるよう
に前記インバータ回路の発振周波数を制御する発振周波
数制御手段と、 前記インバータ回路へ供給される入力電流を検出する検
出手段と、 前記位相差を共振状態からずらした値としたときに前記
検出手段で検出される入力電流から当該被加熱物を識別
する識別手段と を有することを特徴とする電磁調理器。
An inverter circuit for generating high-frequency power applied to a heating coil for inductively heating an object to be heated by resonance between the heating coil and a resonance capacitor; a phase of an output voltage of the inverter circuit and a resonance capacitor; Phase difference setting means for variably setting a phase difference with a phase of a flowing current; oscillation frequency control means for controlling an oscillation frequency of the inverter circuit so as to have a phase difference variably set by the phase difference setting means; Detecting means for detecting an input current supplied to the inverter circuit; and identifying means for identifying the object to be heated from the input current detected by the detecting means when the phase difference is shifted from a resonance state. An electromagnetic cooker comprising:
【請求項2】被加熱物を誘導加熱する加熱コイルに印加
する高周波電力を当該加熱コイルと共振用コンデンサと
の共振によって発生するインバータ回路と、 このインバータ回路の出力電圧の位相と共振用コンデン
サを流れる電流の位相との位相差を可変設定する位相差
設定手段と、 この位相差設定手段で可変設定される位相差となるよう
に前記インバータ回路の発振周波数を制御する発振周波
数制御手段と、 前記インバータ回路へ供給される入力電流を検出する検
出手段と、 前記位相差を共振状態からずらした値としたときに前記
検出手段で検出される入力電流に基づいて前記加熱コイ
ルと共振用コンデンサの定数を変更する変更手段と を有することを特徴とする電磁調理器。
2. An inverter circuit for generating high-frequency power applied to a heating coil for induction heating of an object to be heated by resonance between the heating coil and a resonance capacitor; and a phase of an output voltage of the inverter circuit and a resonance capacitor. Phase difference setting means for variably setting a phase difference with a phase of a flowing current; oscillation frequency control means for controlling an oscillation frequency of the inverter circuit so as to have a phase difference variably set by the phase difference setting means; Detecting means for detecting an input current supplied to the inverter circuit; and a constant of the heating coil and the resonance capacitor based on the input current detected by the detecting means when the phase difference is shifted from a resonance state. An electromagnetic cooker, comprising: changing means for changing the value.
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