JPH08288059A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力電流検知部と動作周波数検知部からの入
力により、判定部で負荷を判定し、負荷に応じて入力電
力を変化させることにより、負荷に応じたパワーを供給
することができる誘導加熱調理器を提供することを目的
とする。 【構成】 入力電流検知部１９と動作周波数検知部１７
ｂからの入力により判定部１７ｃであらかじめ入力され
た値と比較して負荷を判定し、負荷に応じた入力電流の
制限値によって入力電力を制限し、この制限値は誘導加
熱調理器の冷却できる限界となる入力電力より低い値に
設定し、判定部１７ｃによって判定された負荷に応じた
制限値に入力電力を制限する誘導加熱調理器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバーターの制御手
段に特徴を有する誘導加熱調理器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の入力電流検知部からの入力により
入力電流を制御する制御手段を用いた誘導加熱調理器の
インバーター回路の一例を図７、図８を用いて説明す
る。

【０００３】図７は従来の誘導加熱調理器の回路の一例
である。５１は直流電源、５２は加熱コイルで、図には
特に記載していないがこの上に被加熱物（鍋等）が置か
れる。５３は共振コンデンサで、加熱コイル５２と共振
コンデンサ５３で負荷回路５４が構成されている。５５
はスイッチング素子で、本例では大電流（６０Ａ）、高
耐圧（９００Ｖ）のＩＧＢＴを用いている。５６は逆導
通ダイオードである。５７はスイッチング素子５５を制
御する信号を出す制御回路で、図には特に記載していな
いが、スイッチング素子５５の両端にかかる電圧Ｖｃｅ
を検知しており、スイッチング素子５５を駆動するドラ
イブ回路５７ａを内蔵している。

【０００４】図８は定常動作時におけるインバーター各
部の動作波形である。図８（ア）は制御回路５７から出
力されるドライブ信号で、この出力がＨｉｇｈの時にス
イッチング素子５５がオンになる。図８（イ）は、スイ
ッチング素子５５と逆導通ダイオード５６に流れる電流
Ｉｃで、図８（ウ）はスイッチング素子５５の両端にか
かる電圧Ｖｃｅである。

【０００５】以下、図７及び図８をもとに、この回路の
動作の説明を行う。制御回路５７はスイッチング素子５
５を所定時間オンさせた後、ターンオフし加熱コイル５
２と共振コンデンサ５３からなる負荷回路５４を共振さ
せる。さらに制御回路５７はＶｃｅを検知しており、Ｖ
ｃｅの立ち下がりが所定値よりも低くなると再び、スイ
ッチング素子５５をオンさせる。以上の動作を繰り返す
ため図７の制御回路５７における図８（ア）のドライブ
信号に対して、Ｉｃは図８（イ）の様に、Ｖｃｅは図８
（ウ）の様になり、加熱コイル５２上に置かれた鍋にパ
ワーが供給される。この鍋に供給されるパワーはスイッ
チング素子５５のオン時間を制御し、インバーター回路
５８の入力電流を変化させることにより自在に変えるこ
とができる。よって、入力電力をＰｉｎ、直流電源５１
の出力電圧をＶｄｃ、入力電流（実効値）をＩｉｎとし
た場合、Ｐｉｎ＝Ｖｄｃ×Ｉｉｎが成立する。この式
は、入力電流Ｉｉｎを制限値に制御することにより、Ｐ
ｉｎが一定値に保たれる事を表す。また、入力電流検知
回路からの信号により、鍋に供給されるパワーを検知す
ることができる。

【０００６】従来のインバーターの制御手段は、入力電
流が設定値を越えないように制限する制御回路が一般的
であった。しかしながら、誘導加熱調理器においては、
一定の入力電流に制御した場合でも、被加熱物の特性に
より、スイッチング素子５５の電流電圧特性や、動作周
波数等が異なるため、被加熱物に供給されるパワーは一
定となるが、スイッチング素子の損失に差が生じてい
た。

【０００７】図９に負荷ａ、負荷ｂ、負荷ｃの入力電力
と動作周波数の特性を示す。ここで、負荷ａは非磁性
鍋、負荷ｂホーロー鍋など、負荷ｃは磁性鍋に代表され
る。また、各負荷を加熱する場合において、スイッチン
グ素子の損失が誘導加熱調理器の冷却できる限界となる
入力電力を点で示している。各負荷とも、点より入力電
力が大きくなると、スイッチング素子の損失が誘導加熱
調理器の冷却できる限界より大きくなり、破壊に至るお
それがあるので、通常は点より入力電力が低い値に制限
値を設定する。そのため、従来の制御方法では、同じパ
ワーを供給した場合にスイッチング素子の損失が最大と
なる負荷の特性によって、入力電流の制限値を決定して
いた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のインバーターの制御手段では、同じパワーを供給し
た場合にスイッチング素子の損失が最大となる負荷以外
については、更にパワーを供給できる余裕があるにもか
かわらず、設定値以上はパワーを供給することはできな
い。つまり、実際に家庭で使用する場合、普段使用する
鍋等の被加熱物が、スイッチング素子の損失が高くなる
特性の負荷に合わせたパワーしか供給されないと言う課
題を有していた。

【０００９】本発明は、前記課題を解決するためのもの
で、動作周波数と入力電流の特性をから負荷を判定し、
負荷に応じて供給するパワーを制限し、供給する誘導加
熱調理器を提供することを第１の目的とするものであ
る。

【００１０】また、入力電流に応じて動作周波数の範囲
をあらかじめ設定し、設定された範囲内の動作周波数に
ついては、つまり、スイッチング素子の損失が誘導加熱
調理器の冷却できる限界より大きくなる被加熱物を加熱
する動作周波数の範囲である場合のみ、被加熱物に供給
するパワーを制限するる誘導加熱調理器を提供すること
を第２の目的とするものである。

【００１１】また、入力電流に応じて動作周波数をあら
かじめ設定し、設定値より動作周波数が大きい場合に
は、つまり、スイッチング素子の損失が誘導加熱調理器
の冷却できる限界より大きくなる被加熱物を加熱する動
作周波数以上については、被加熱物に供給するパワーを
制限する誘導加熱調理器を提供することを第３の目的と
するものである。

【００１２】また、あらかじめ設定した所定の入力電流
時に、動作周波数の範囲をあらかじめ設定し、設定した
範囲内の動作周波数の場合は、つまり、スイッチング素
子の損失が誘導加熱調理器の冷却できる限界より大きく
なる被加熱物を加熱する動作周波数の場合のみ、被加熱
物に供給するパワーを制限する誘導加熱調理器を提供す
ることを第４の目的とするものである。

【００１３】また、あらかじめ設定した所定の入力電流
時に、動作周波数をあらかじめ設定し、設定値より動作
周波数が大きい場合には、つまり、スイッチング素子の
損失が誘導加熱調理器の冷却できる限界より大きくなる
被加熱物を加熱する動作周波数以上については、被加熱
物に供給するパワーを制限する誘導加熱調理器を提供す
ることを第５の目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために本発明の第１の手段は、加熱コイルとそれに直
列接続したスイッチング素子と前記加熱コイルに並列接
続した共振コンデンサと前記スイッチング素子に並列に
接続した逆導通ダイオードとからなるインバーター回路
と、前記インバーター回路の入力電流検知部と、動作周
波数検知部と、これら両検知部からの入力により負荷を
判定する判定部と、負荷に応じて入力電流を制御する手
段を有する制御回路を設けたことを特徴とする誘導加熱
調理器とする。

【００１５】第２の目的を達成するために本発明の第２
の手段は、加熱コイルとそれに直列接続したスイッチン
グ素子と前記加熱コイルに並列接続した共振コンデンサ
と前記スイッチング素子に並列に接続した逆導通ダイオ
ードとからなるインバーター回路と、前記インバーター
回路の入力電流検知部と、動作周波数検知部とを備え、
入力電流値に応じた動作周波数の範囲をあらかじめ設定
し、設定された範囲内の動作周波数では入力電流を制限
する制御手段を有する制御回路を設けたことを特徴とす
る誘導加熱調理器とする。

【００１６】第３の目的を達成するために本発明の第３
の手段は、加熱コイルとそれに直列接続したスイッチン
グ素子と前記加熱コイルに並列接続した共振コンデンサ
と前記スイッチング素子に並列に接続した逆導通ダイオ
ードとからなるインバーター回路と、前記インバーター
回路の入力電流検知部と、動作周波数検知部とを備え、
入力電流値に応じた動作周波数をあらかじめ設定し、設
定した値より動作周波数が大きければ入力電流を制限す
る制御手段を有する制御回路を設けたことを特徴とする
誘導加熱調理器とする。

【００１７】第４の目的を達成するために本発明の第４
の手段は、加熱コイルとそれに直列接続したスイッチン
グ素子と前記加熱コイルに並列接続した共振コンデンサ
と前記スイッチング素子に並列に接続した逆導通ダイオ
ードとからなるインバーター回路と、前記インバーター
回路の入力電流検知部と、動作周波数検知部とを備え、
所定の入力電流時での動作周波数の範囲をあらかじめ設
定し、設定された範囲内の動作周波数では入力電流を制
限する制御手段を有する制御回路を設けたことを特徴と
する誘導加熱調理器とする。

【００１８】第５の目的を達成するために本発明の第５
の手段は、加熱コイルとそれに直列接続したスイッチン
グ素子と前記加熱コイルに並列接続した共振コンデンサ
と前記スイッチング素子に並列に接続した逆導通ダイオ
ードとからなるインバーター回路と、前記インバーター
回路の入力電流検知部と、動作周波数検知部とを備え、
所定の入力電流時での動作周波数をあらかじめ設定し、
設定した値より動作周波数が大きければ入力電流を制限
する制御手段を有する制御回路を設けたことを特徴とす
る誘導加熱調理器とする。

【００１９】

【作用】上記構成により、負荷を判断し、負荷に応じた
入力電力を設定し、スイッチング素子の損失が誘導加熱
調理器の冷却できる限界まで、鍋にパワーを供給できる
誘導加熱調理器を提供することができる。

【００２０】また、入力電流に応じて、動作周波数の範
囲をあらかじめ設定し、設定範囲内に動作周波数が入っ
ている場合には、負荷に応じた入力電力に設定し、スイ
ッチング素子の損失が誘導加熱調理器の冷却できる限界
まで、鍋にパワーを供給できる。

【００２１】また、入力電流に応じて、動作周波数をあ
らかじめ設定し、動作周波数が設定値以上の場合には、
負荷に応じた入力電力に設定し、スイッチング素子の損
失が誘導加熱調理器の冷却できる限界まで、鍋にパワー
を供給できる。

【００２２】また、あらかじめ設定した所定の入力電流
時に、動作周波数の範囲をあらかじめ設定し、設定範囲
内に動作周波数が入っている場合には、負荷に応じた入
力電力に設定し、スイッチング素子の損失が誘導加熱調
理器の冷却できる限界まで、鍋にパワーを供給できる。

【００２３】また、あらかじめ設定した所定の入力電流
時に、動作周波数をあらかじめ設定し、動作周波数が設
定値以上の場合には、負荷に応じた入力電力に設定し、
スイッチング素子の損失が誘導加熱調理器の冷却できる
限界まで、鍋にパワーを供給できる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図１及
び図２を用いて説明する。図１は本発明の誘導加熱調理
器の回路の一例である。１１は直流電源、１２は加熱コ
イルで、図には特に記載していないがこの上に被加熱物
（鍋等）が置かれる。１３は共振コンデンサで、加熱コ
イル１２と共振コンデンサ１３で負荷回路１４が構成さ
れている。１５はスイッチング素子で、本例では大電流
（６０Ａ）、高耐圧（９００Ｖ）のＩＧＢＴを用いてい
る。１６は逆導通ダイオードである。１７はスイッチン
グ素子１５を制御する信号を出す制御回路で、図には特
に記載していないが、スイッチング素子１５の両端にか
かる電圧Ｖｃｅを検知しており、スイッチング素子１５
を駆動するドライブ回路１７ａを内蔵している。また、
入力電流検知部１９、及び動作周波数検知部１７ｂから
の入力により判定部１７ｃであらかじめ入力された値と
比較して負荷を判定し、負荷に応じた入力電流の制限値
によって、入力電力を制限する。

【００２５】その制限値を図２に示す。図２に負荷ａ、
負荷ｂ、負荷ｃの入力電力と動作周波数の特性を示す。
負荷ａは非磁性鍋、負荷ｂホーロー鍋など、負荷ｃは磁
性鍋に代表される。また、各負荷を加熱する場合におい
て、スイッチング素子の損失が誘導加熱調理器の冷却で
きる限界となる入力電力を点で示している。各負荷と
も、点より入力電力が大きくなると、スイッチング素子
の損失が誘導加熱調理器の冷却できる限界より大きくな
り、破壊に至るおそれがある。よって、それぞれの負荷
について、点より入力電力が低い値に制限値を設定し、
判定部１７ｃによって判定された負荷に応じた制限値で
入力電力を制限する。そのため、従来の制御方法では、
負荷に関らず一定のパワーしか供給できなかったが、負
荷に応じたパワーを供給することができる。

【００２６】次に本発明の第２の実施例について図３を
用いて説明する。図１の入力電流検知部１９、及び動作
周波数検知部１７ｂの両検知部からの入力により、判定
部１７ｃにおいて、入力電流値に応じて、あらかじめ設
定された動作周波数の範囲内であるか否か判定する。こ
こでは、図３に示すような負荷の動作周波数の範囲に設
定する。

【００２７】図３に負荷ａ、負荷ｂ、負荷ｃの入力電力
と動作周波数の特性を示す。負荷ａは非磁性鍋、負荷ｂ
ホーロー鍋など、負荷ｃは磁性鍋に代表される。また、
各負荷を加熱する場合において、スイッチング素子の損
失が誘導加熱調理器の冷却できる限界となる入力電力を
点で示している。各負荷とも、点より入力電力が大きく
なると、スイッチング素子の損失が誘導加熱調理器の冷
却できる限界より大きくなり、破壊に至るおそれがあ
る。図３においては、負荷ａの特性のみが、最大入力電
力値でのスイッチング素子の損失が、誘導加熱調理器の
冷却できる限界より大きくなる被加熱物を加熱する動作
周波数の範囲であるため、この場合のみ、負荷ａの制限
値で制御し、スイッチング素子を保護する。

【００２８】次に本発明の第３の実施例について図４を
用いて説明する。図１の入力電流検知部１９、及び動作
周波数検知部１７ｂの両検知部からの入力により、判定
部１７ｃにおいて、入力電流値に応じて、あらかじめ設
定された動作周波数以上であるか否か判定する。ここで
は、図４に示す様な、負荷の動作周波数に設定する。

【００２９】図４に負荷ａ、負荷ｂ、負荷ｃの入力電力
と動作周波数の特性を示す。負荷ａは非磁性鍋、負荷ｂ
ホーロー鍋など、負荷ｃは磁性鍋に代表される。また、
各負荷を加熱する場合において、スイッチング素子の損
失が誘導加熱調理器の冷却できる限界となる入力電力を
点で示している。各負荷とも、点より入力電力が大きく
なると、スイッチング素子の損失が誘導加熱調理器の冷
却できる限界より大きくなり、破壊に至るおそれがあ
る。図４においては、負荷ａの特性のみが、最大入力電
力値でのスイッチング素子の損失が、誘導加熱調理器の
冷却できる限界より大きくなる被加熱物を加熱する動作
周波数以上であるため、この場合のみ、負荷ａの制限値
で制御し、スイッチング素子を保護する。

【００３０】次に本発明の第４の実施例について図５を
用いて説明する。図１の入力電流検知部１９、及び動作
周波数検知部１７ｂの両検知部からの入力により、判定
部１７ｃにおいて、あらかじめ設定した所定の入力電流
時に、あらかじめ設定された動作周波数の範囲内である
か否か判定する。ここでは、図５に示す様な、負荷の動
作周波数の範囲に設定する。図５に負荷ａ、負荷ｂ、負
荷ｃの入力電力と動作周波数の特性を示す。負荷ａは非
磁性鍋、負荷ｂホーロー鍋など、負荷ｃは磁性鍋に代表
される。また、各負荷を加熱する場合において、スイッ
チング素子の損失が誘導加熱調理器の冷却できる限界と
なる入力電力を点で示している。各負荷とも、点より入
力電力が大きくなると、スイッチング素子の損失が誘導
加熱調理器の冷却できる限界より大きくなり、破壊に至
るおそれがある。図５においては、負荷ａの特性のみ
が、最大入力電力値でのスイッチング素子の損失が、誘
導加熱調理器の冷却できる限界より大きくなる被加熱物
を加熱する動作周波数の範囲であるため、この場合の
み、負荷ａの制限値で制御し、スイッチング素子を保護
する。

【００３１】次に本発明の第５の実施例について図６を
用いて説明する。図１の入力電流検知部１９、及び動作
周波数検知部１７ｂの両検知部からの入力により、判定
部１７ｃにおいて、あらかじめ設定した所定の入力電流
時に、あらかじめ設定された動作周波数以上であるか否
か判定する。ここでは、図６に示す様な、負荷の動作周
波数に設定する。図６に負荷ａ、負荷ｂ、負荷ｃの入力
電力と動作周波数の特性を示す。負荷ａは非磁性鍋、負
荷ｂホーロー鍋など、負荷ｃは磁性鍋に代表される。ま
た、各負荷を加熱する場合において、スイッチング素子
の損失が誘導加熱調理器の冷却できる限界となる入力電
力を点で示している。各負荷とも、点より入力電力が大
きくなると、スイッチング素子の損失が誘導加熱調理器
の冷却できる限界より大きくなり、破壊に至るおそれが
ある。図６においては、負荷ａの特性のみが、最大入力
電力値でのスイッチング素子の損失が、誘導加熱調理器
の冷却できる限界より大きくなる被加熱物を加熱する動
作周波数以上であるため、この場合のみ、負荷ａの制限
値で制御し、スイッチング素子を保護する。

【００３２】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明の第１の手段によって、負荷を判断し、負荷に応じた
入力電力を設定し、スイッチング素子の損失が誘導加熱
調理器の冷却できる限界まで、鍋にパワーを供給できる
誘導加熱調理器を提供するものである。

【００３３】また、本発明の第２の手段によって、入力
電流に応じて、動作周波数の範囲をあらかじめ設定し、
設定範囲内に動作周波数が入っている場合には、負荷に
応じた入力電力に設定し、スイッチング素子の損失が誘
導加熱調理器の冷却できる限界まで、鍋にパワーを供給
できる誘導加熱調理器を提供するものである。

【００３４】また、本発明の第３の手段によって、入力
電流に応じて、動作周波数をあらかじめ設定し、動作周
波数が設定値以上の場合には、負荷に応じた入力電力に
設定し、スイッチング素子の損失が誘導加熱調理器の冷
却できる限界まで、鍋にパワーを供給できる誘導加熱調
理器を提供するものである。

【００３５】また、本発明の第４の手段によって、あら
かじめ設定した所定の入力電流時に、動作周波数の範囲
をあらかじめ設定し、設定範囲内に動作周波数が入って
いる場合には、負荷に応じた入力電力に設定し、スイッ
チング素子の損失が誘導加熱調理器の冷却できる限界ま
で、鍋にパワーを供給できる誘導加熱調理器を提供する
ものである。

【００３６】また、本発明の第５の手段によって、あら
かじめ設定した所定の入力電流時に、動作周波数をあら
かじめ設定し、動作周波数が設定値以上の場合には、負
荷に応じた入力電力に設定し、スイッチング素子の損失
が誘導加熱調理器の冷却できる限界まで、鍋にパワーを
供給できる誘導加熱調理器を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誘導加熱調理器のインバーター回路の
ブロック構成図

【図２】本発明の誘導加熱調理器の第１の実施例におけ
る動作周波数と入力電力の関係を示す図

【図３】本発明の誘導加熱調理器の第２の実施例におけ
る動作周波数と入力電力の関係を示す図

【図４】本発明の誘導加熱調理器の第３の実施例におけ
る動作周波数と入力電力の関係を示す図

【図５】本発明の誘導加熱調理器の第４の実施例におけ
る動作周波数と入力電力の関係を示す図

【図６】本発明の誘導加熱調理器の第５の実施例におけ
る動作周波数と入力電力の関係を示す図

【図７】従来の誘導加熱調理器の制御手段を用いたイン
バーター回路の概略構成図

【図８】同インバーター回路の動作波形図

【図９】従来の誘導加熱調理器における動作周波数と入
力電力の関係を示す図

【符号の説明】

１１、５１ 直流電源 １２、５２ 加熱コイル １３、５３ 共振コンデンサ １４、５４ 負荷回路 １５、５５ スイッチング素子 １６、５６ 逆導通ダイオード １７、５７ 制御回路 １７ａ、５７ａ ドライブ回路 １７ｂ 判別部 １７ｃ 動作周波数検知部 １８、５８ インバーター回路 １９、５９ 入力電流検知部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱コイルとそれに直列接続したスイッ
   チング素子と前記加熱コイルに並列接続した共振コンデ
   ンサと前記スイッチング素子に並列に接続した逆導通ダ
   イオードとからなるインバーター回路と、前記インバー
   ター回路の入力電流検知部と、動作周波数検知部と、こ
   れら両検知部からの入力により負荷を判定する判定部
   と、負荷に応じて入力電流を制御する手段を有する制御
   回路を設けたことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 【請求項２】 加熱コイルとそれに直列接続したスイッ
   チング素子と前記加熱コイルに並列接続した共振コンデ
   ンサと前記スイッチング素子に並列に接続した逆導通ダ
   イオードとからなるインバーター回路と、前記インバー
   ター回路の入力電流検知部と、動作周波数検知部とを備
   え、入力電流値に応じた動作周波数の範囲をあらかじめ
   設定し、設定された範囲内の動作周波数では入力電流を
   制限する制御手段を有する制御回路を設けたことを特徴
   とする誘導加熱調理器。
3. 【請求項３】 加熱コイルとそれに直列接続したスイッ
   チング素子と前記加熱コイルに並列接続した共振コンデ
   ンサと前記スイッチング素子に並列に接続した逆導通ダ
   イオードとからなるインバーター回路と、前記インバー
   ター回路の入力電流検知部と、動作周波数検知部とを備
   え、入力電流値に応じた動作周波数をあらかじめ設定
   し、設定した値より動作周波数が大きければ入力電流を
   制限する制御手段を有する制御回路を設けたことを特徴
   とする誘導加熱調理器。
4. 【請求項４】 加熱コイルとそれに直列接続したスイッ
   チング素子と前記加熱コイルに並列接続した共振コンデ
   ンサと前記スイッチング素子に並列に接続した逆導通ダ
   イオードとからなるインバーター回路と、前記インバー
   ター回路の入力電流検知部と、動作周波数検知部とを備
   え、所定の入力電流時での動作周波数の範囲をあらかじ
   め設定し、設定された範囲内の動作周波数では入力電流
   を制限する制御手段を有する制御回路を設けたことを特
   徴とする誘導加熱調理器。
5. 【請求項５】 加熱コイルとそれに直列接続したスイッ
   チング素子と前記加熱コイルに並列接続した共振コンデ
   ンサと前記スイッチング素子に並列に接続した逆導通ダ
   イオードとからなるインバーター回路と、前記インバー
   ター回路の入力電流検知部と、動作周波数検知部とを備
   え、所定の入力電流時での動作周波数をあらかじめ設定
   し、設定した値より動作周波数が大きければ入力電流を
   制限する制御手段を有する制御回路を設けたことを特徴
   とする誘導加熱調理器。