JPH05299167A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチング素子のターンオン時の電圧検知
を行い、この電圧が所定値を越えないようにし、スイッ
チング素子に印加される過大な電流を防ぐ。 【構成】 スイッチング素子５のターンオン時の電圧を
検知するターンオン電圧検知回路９と、ターンオン電圧
検知回路９により検知されたスイッチング素子５のター
ンオン時の電圧が予め定めた設定値を越えない範囲で、
交流電源１からの入力電力がユーザの設定した値になる
ようにスイッチング素子５のオンオフ発振を制御する発
振制御回路１０とを備える。これにより、入力電力が小
さいときに印加されていたスパイク状の急峻な電流や過
大なスイッチング損失を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般家庭において使用
される誘導加熱調理器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、誘導加熱調理器はその安全，清
潔，高効率という優れた特徴から一般家庭に普及しつつ
ある。

【０００３】以下に従来構成の誘導加熱調理器について
説明する。図４は従来構成の誘導加熱調理器の回路ブロ
ック図である。図に示すように、交流電源１は、交流電
源１を直流に変換する整流回路２を介して負荷である負
荷鍋３に磁気結合する加熱コイル４とこの加熱コイル４
にオンオフ発振するスイッチング素子５に接続してい
る。また加熱コイル４には並列接続された共振コンデン
サ６を有している。７は交流電源１からの入力電力を検
知する入力電力検知回路であり、発振制御回路８により
入力電力検知回路７の信号を入力して入力電力がユーザ
の設定した値になるようにスイッチング素子５のオンオ
フ発振を制御するようにしている。

【０００４】以上のように構成された誘導加熱調理器の
動作を図５を用いて説明する。図は負荷鍋３がほうろう
鍋で、このときにスイッチング素子５に印加される電流
（ｉｓｗ）と電圧（ｖｓｗ）の波形を示しており、図５
（ａ）には入力電力が大きいときのスイッチング素子５
に印加される電流と電圧の波形を示している。また図５
（ｂ）には入力電力が小さいときにスイッチング素子５
に印加される電流と電圧の波形を示している。図５
（ａ）より分かるように入力電力が大きいときには、ス
イッチング素子５のターンオン時のスイッチング素子電
圧は共振の振幅が大きいためスイッチング素子５をター
ンオンさせるタイミングではゼロボルト以下になってお
り低損失のスイッチングが可能となっている。しかしな
がら、図５（ｂ）に示すように、入力電力が小さいとき
には共振の振幅が小さいためスイッチング素子５をゼロ
ボルト以下でターンオンさせることができず、スイッチ
ング素子５の電圧が残った状態でターンオンさせること
になる。

【０００５】図６にほうろう鍋と銅張り鍋における入力
電力とスイッチング素子損失の関係を示す。図に示すよ
うに、ほうろう鍋では最大電力１２００Ｗのときに損失
が最大で、入力電力を低下させていくと損失は徐々に低
下するが６００Ｗ付近を最小として再び増加する。一
方、加熱コイル４との結合がよい銅張り鍋では、損失が
最小となる入力電力は８００Ｗ付近で入力電力の低下と
ともに損失は急増し最小電力である１５０Ｗ付近では最
大電力時の損失を越えたものとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように上記の従来
構成では、入力電力が小さいときにはゼロボルト以下で
ターンオンさせることができず、スイッチング素子５の
電圧が残った状態でターンオンさせることになり、その
結果スパイク状の急峻な電流がスイッチング素子５に印
加されるばかりでなく、ターンオン時に過大なスイッチ
ング損失が加わることになる。なおこの動作モードは負
荷鍋３が銅張り鍋等加熱コイル４との結合がよいもので
あればより顕著に比較的大きな入力電力が発生するもの
である。

【０００７】この対策としては、スイッチング素子５に
電流耐量の大きいものの採用や、スイッチング損失を充
分に低減できる大型の冷却機構の採用が必要であるが、
いずれも大型化あるいはコスト高になるという問題点を
有していた。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、入力電力が小さいときのスイッチング素子に印加さ
れる過大な電流およびスイッチング損失を低減し、小型
で低コストの誘導加熱調理器を提供することを目的とし
ている。

【０００９】また、スイッチング素子に印加される過大
な電流およびスイッチング損失を低減した状態で、より
小さな入力電力を実現することを第２の目的としてい
る。

【００１０】さらに、より多様な負荷の材質でかつ広範
囲な入力電力によってスイッチング素子に印加される過
大な電流およびスイッチング損失を低減することを第３
の目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために本発明の誘導加熱調理器は、交流電源と、この
交流電源を直流に変換する整流回路と、負荷鍋と、この
負荷鍋と磁気結合する加熱コイルと、前記交流電源から
の入力電力を検知する入力電力検知回路と、前記加熱コ
イルにオンオフ発振するスイッチング素子と、前記加熱
コイルに接続される共振コンデンサと、前記スイッチン
グ素子のターンオン時の電圧を検知するターンオン電圧
検知回路と、このターンオン電圧検知回路により検知さ
れた前記スイッチング素子のターンオン時の電圧が予め
定めた設定値を越えない範囲で、前記交流電源からの入
力電力がユーザの設定した値になるように前記スイッチ
ング素子のオンオフ発振を制御する発振制御回路とを備
えたものを第１の課題解決手段としている。

【００１２】また、第２の目的を達成するために、第１
の課題解決手段に、ターンオン電圧検知回路により検知
されたスイッチング素子のターンオン時の電圧が予め定
めた設定値を越える際には、その時点における入力電力
のデューティ制御によりユーザの設定した入力電力を実
現するデューティ制御回路を備えたものを第２の課題解
決手段にしている。

【００１３】さらに、第３の目的を達成するために、第
１の課題解決手段の共振コンデンサを、第１の共振コン
デンサと開閉手段により開閉可能にする第２の共振コン
デンサとの並列回路によって構成し、ターンオン電圧検
知回路により検知されたスイッチング素子のターンオン
時の電圧が予め定めた設定値を越える際には、前記開閉
手段を切り換える開閉手段制御回路を備えたものを第３
の課題解決手段にしている。

【００１４】

【作用】本発明は上記した第１の課題解決手段により、
ターンオン電圧検知回路により検知されたスイッチング
素子のターンオン時の電圧が予め定めた設定値を越えな
い範囲で、交流電源からの入力電力がユーザの設定した
値になるようにスイッチング素子のオンオフ発振を制御
するため、ターンオン時のスイッチング素子電圧を所定
値以下に抑えることが可能となる。その結果、入力電力
が小さいときのスイッチング素子に印加される過大な電
流およびスイッチング損失を低減することが可能とな
る。

【００１５】また、第２の課題解決手段により、スイッ
チング素子のターンオン時の電圧が予め定めた設定値を
越える際には、その時点における入力電力のデューティ
制御により小さな入力電力を実現することができ、スイ
ッチング素子に印加される過大な電流およびスイッチン
グ損失が低減された状態で入力電力をユーザの設定した
値になるように制御するこが可能となる。

【００１６】さらに、第３の課題解決手段により、スイ
ッチング素子のターンオン時の電圧が予め定めた設定値
を越える際に、開閉手段を切り換えることにより共振コ
ンデンサの定数を変更することができる。この動作によ
りスイッチング素子電圧の共振の振幅を大きくしスイッ
チング素子のターンオン時の電圧を低下することができ
る。その結果より多様な負荷の材質でかつ広範囲な入力
電力でスイッチング素子に印加される過大な電流および
スイッチング損失を低減することが可能となる。

【００１７】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の一実施例について添付図面
を参照しながら説明する。なお、従来例と同一のものは
同じ符号を用い説明を省略する。

【００１８】図１において、１は交流電源、２は整流回
路、３は負荷鍋、４は加熱コイル、５はスイッチング素
子、６は共振コンデンサ、７は入力電力検知回路であ
り、従来例と異なる点は、スイッチング素子５にスイッ
チング素子５のターンオン時の電圧を検知するターンオ
ン電圧検知回路９を設けた点と、ターンオン電圧検知回
路９により検知されたスイッチング素子５のターンオン
時の電圧が予め定めた設定値を越えない範囲で、かつ入
力電力検知回路７によって検知された交流電源１からの
入力電力がユーザの設定した値になるようにスイッチン
グ素子５のオンオフ発振を制御する発振制御回路１０を
設けた点である。

【００１９】上記構成により、スイッチング素子５のタ
ーンオン時の電圧がターンオン電圧検知回路９により検
知され、発振制御回路１０はスイッチング素子５のター
ンオン時の電圧が予め定めた設定値を越えない範囲で、
交流電源１からの入力電力をユーザの設定した値になる
ようにスイッチング素子５のオンオフ発振を制御するた
め、ターンオン時のスイッチング素子電圧を所定値以下
に抑えることが可能となる。その結果、入力電力が小さ
いときのスイッチング素子５に印加される過大な電流お
よびスイッチング損失を低減することができる。

【００２０】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
について図２を参照しながら説明する。図に示すよう
に、前記第１の実施例と異なる点は、スイッチング素子
５に、ターンオン電圧検知回路９により検知されたスイ
ッチング素子５のターンオン時の電圧が予め定めた設定
値を越える際には、その時点における入力電力のデュー
ティ制御によりユーザの設定した入力電力を実現するデ
ューティ制御回路１１を設けた点である。

【００２１】上記構成により、スイッチング素子５のタ
ーンオン時の電圧が予め定めた設定値を越える際には、
その時点における入力電力のデューティ制御により小さ
な入力電力を実現することができるため、スイッチング
素子５に印加される過大な電流およびスイッチング損失
が低減された状態で入力電力をユーザの設定した値にな
るように制御することができる。

【００２２】（実施例３）さらに、本発明の第３の実施
例について図３を参照しながら説明する。図に示すよう
に、前記第１の実施例と異なる点は、共振コンデンサ６
を第１の共振コンデンサ１２と開閉手段１４により開閉
可能にする第２の共振コンデンサ１３との並列回路によ
って構成し、ターンオン電圧検知回路９により検知され
たスイッチング素子５のターンオン時の電圧が予め定め
た設定値を越える際には、開閉手段1４を切り換える開
閉手段制御回路１５を設けた点である。

【００２３】上記構成により、スイッチング素子５のタ
ーンオン時の電圧が予め定めた設定値を越える際に、開
閉手段１４を切り換えることにより共振コンデンサの定
数を変更することができる。この動作によりスイッチン
グ素子電圧の共振の振幅を大きくしスイッチング素子５
のターンオン時の電圧を低下することができる。その結
果、より多様な負荷の材質でかつ広範囲な入力電力によ
ってスイッチング素子５に印加される過大な電流および
スイッチング損失を低減することができる。

【００２４】なお、上記実施例においては回路ブロック
図により各機能の回路を表わしたがこれら機能の一部を
マイクロコンピュータにより兼ねる構成としてもよいこ
とは明かである。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明の誘導加熱調理器
は、ターンオン電圧検知回路により検知されたスイッチ
ング素子のターンオン時の電圧が予め定めた設定値を越
えない範囲で、交流電源からの入力電力がユーザの設定
した値になるようにスイッチング素子のオンオフ発振を
制御するため、ターンオン時のスイッチング素子電圧を
所定値以下に抑えることが可能となる。その結果、入力
電力が小さいときに印加されていたスパイク状の急峻な
電流や過大なスイッチング損失が防止でき、小型で低コ
ストの誘導加熱調理器を提供することができる。

【００２６】また、スイッチング素子のターンオン時の
電圧が予め定めた設定値を越える際には、その時点にお
ける入力電力のデューティ制御を行うことにより、スイ
ッチング素子に印加される過大な電流およびスイッチン
グ損失を低減した状態で、より小さな入力電力を実現す
ることができ使い勝手を良くすることができる。

【００２７】さらに、共振コンデンサを第１の共振コン
デンサと開閉手段により開閉可能にする第２の共振コン
デンサとの並列回路によって構成し、ターンオン電圧検
知回路により検知されたスイッチング素子のターンオン
時の電圧が予め定めた設定値を越える際に、開閉手段を
切り換えるようにすることにより、共振コンデンサの定
数を変更することができる。この動作によりスイッチン
グ素子電圧の共振の振幅を大きくしスイッチング素子の
ターンオン時の電圧を低下することができる。その結
果、より多様な負荷の材質でかつ広範囲な入力電力によ
ってスイッチング素子に印加される過大な電流およびス
イッチング損失を低減することができ、使い勝手を一層
良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の誘導加熱調理器の回路
ブロック図

【図２】同第２の実施例の誘導加熱調理器の回路ブロッ
ク図

【図３】同第３の実施例の誘導加熱調理器の回路ブロッ
ク図

【図４】従来の誘導加熱調理器の回路ブロック図

【図５】（ａ）同誘導加熱調理器の入力電力が大きいと
きの動作を説明するためのタイミングチャート （ｂ）同誘導加熱調理器の入力電力が小さいときの動作
を説明するためのタイミングチャート

【図６】同誘導加熱調理器の入力電力とスイッチング素
子損失の関係を示す図

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ 整流回路 ３ 負荷鍋 ４ 加熱コイル ５ スイッチング素子 ６ 共振コンデンサ ７ 入力電力検知回路 ９ ターンオン電圧検知回路 １０ 発振制御回路 １１ デューティ制御回路 １２ 第１の共振コンデンサ １３ 第２の共振コンデンサ １４ 開閉手段 １５ 開閉手段制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源と、この交流電源を直流に変換す
   る整流回路と、負荷鍋と、この負荷鍋と磁気結合する加
   熱コイルと、前記交流電源からの入力電力を検知する入
   力電力検知回路と、前記加熱コイルにオンオフ発振する
   スイッチング素子と、前記加熱コイルに接続される共振
   コンデンサと、前記スイッチング素子のターンオン時の
   電圧を検知するターンオン電圧検知回路と、前記ターン
   オン電圧検知回路により検知された前記スイッチング素
   子のターンオン時の電圧が予め定めた設定値を越えない
   範囲で、前記交流電源からの入力電力がユーザの設定し
   た値になるように前記スイッチング素子のオンオフ発振
   を制御する発振制御回路とを備えた誘導加熱調理器。
2. 【請求項２】ターンオン電圧検知回路により検知された
   スイッチング素子のターンオン時の電圧が予め定めた設
   定値を越える際にはその時点における入力電力のデュー
   ティ制御によりユーザの設定した入力電力を実現するデ
   ューティ制御回路を備えた請求項１記載の誘導加熱調理
   器。
3. 【請求項３】共振コンデンサを、第１の共振コンデンサ
   と開閉手段により開閉可能な第２の共振コンデンサとの
   並列回路により構成し、ターンオン電圧検知回路により
   検知されたスイッチング素子のターンオン時の電圧が予
   め定めた設定値を越える際には前記開閉手段を切り換え
   る開閉手段制御回路を備えた請求項１記載の誘導加熱調
   理器。