JPS607358B2 - induction heating device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加熱調理装置に適用して好適な誘導加熱装置に
関し「特に誘導加熱装置の負荷としての被加熱体の譲磁
率が適切でない場合に〜即ち例えば鉄などの磁性材料よ
りなる容器でない場合に加熱用コイルを有する出力回路
の出力素子が破壊されるのを防止するようにしたもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an induction heating device suitable for application to a heating cooking device, and relates to an induction heating device suitable for application to a heating cooking device. This is to prevent the output element of the output circuit having the heating coil from being destroyed if the container is not made of material.

従来の高周波磁界を料理などに供する鉄等の磁性材料よ
り成る容器（なべ、かまに類する物）に与えて之を加熱
するようになされた誘導加熱装贋は例えば第１図のよう
に構成されている。A conventional induction heating device that heats a container made of magnetic material such as iron by applying a high-frequency magnetic field to the container (pot, kettle, etc.) used for cooking, etc. is configured as shown in Figure 1, for example. ing.

電源プラグーの一方の端子は電源スイッチ２０を介して
ブリッジ整流回路２の一方の入力端に接続され、電源プ
ラグ一の他方の端子はブリッジ整流回路２の他方の入力
端に接地される。ブリッジ整流回路２の出力端は高城周
波数成分を除去するチョークコイル３に接続され、チョ
ークコイル３の両端は容量の大きいコンデンサ４，５を
介して接地される。チョークコイル３の他端は被加熱体
６に近接して配される加熱用コイル７を介して転流回路
８に接続される。転流回路８は転流コイル９と容量の大
きいコンデンサ１０との直列回路で構成され、加熱用コ
イル７の他端は転流コイル９及びコンデンサＩＱの接続
中点に接続され、コンデンサの他端は接地される。転流
コイル９の他端は後述するＧＣＳＩ５１こ対する保護回
路１３を介して接地される。尚「この保護回路１３はコ
ンデンサ１１及び抵抗器１２の直列回路で構成される。
更に、転流回路８の転流コイル９の他端はダンパー用ダ
イオード１４のカソ−ド‘こ接続されると共に「出力素
子（スイッチング素子）としてのＯＧＣＳ（ゲート。コ
ントロールド・スイッチ）１５のアノードーこ接続され
る。ダンパー用ダイオード１４のカソード及びＧＣＳ１
５のカソードは接地され「ＧＣＳ寛 ５のゲートは発振
器１ ６の出力端子に接続される。タ 次に「第２図に
示す波形図をも参照して上述した回路の動作を説明しよ
う。先ず、負荷としての容器の材質の透磁率が適切で装
置が正常に状態している場合について述べる。電源プラ
グ１よりの商用電源はブリッジ整流回路２に供給されて
両波整流される。この整流回路には例えば１００Ｖで１
０Ａの電流が流れる。整流されて得られた電圧はチョー
クコイル３を介して平滑されて加熱用コイル７に供給さ
れる。一方、発振器１６によって第２図に示す方形波信
号が発生し「之はゲート電流ｌｃとして出力素子である
ＧＣＳ１５のゲートに供給される。ＧＣＳ１ ５はこの
ゲート入力信号でスイッチング作用を行ない、ＧＣＳ翼
５のアノード電流波形は第２図Ｃのようになる。又「
ダンパー用ダイオード畳４には第２図Ｄに示すダンパー
電流ｌｄが流れ、転流用コイル９には第２図Ｂに示す波
形の電流が流れる。尚「第２図Ｂに示す波形における蓑
区間において転流回路８のコンデンサ１Ｑ‘ま充電され
る。ところで、容器の材質の透磁率が異なるため加熱用
コイルから負荷としての容器側を見たインピーダンスが
大幅に異なり「例えば透磁率の小さいなべの場合には、
ゲート電流ｌｃは第２図〇のようになり、ダンパ−電流
ＩＤは第２図〇に示すようにその流通角が極端に小さく
なったり欠落していわゆるダンパー区間が存在しない場
合が生じる。One terminal of the power plug is connected to one input end of the bridge rectifier circuit 2 via the power switch 20, and the other terminal of the power plug 1 is grounded to the other input end of the bridge rectifier circuit 2. The output end of the bridge rectifier circuit 2 is connected to a choke coil 3 for removing Takagi frequency components, and both ends of the choke coil 3 are grounded via capacitors 4 and 5 with large capacitance. The other end of the choke coil 3 is connected to a commutation circuit 8 via a heating coil 7 arranged close to the object to be heated 6 . The commutation circuit 8 is composed of a series circuit of a commutation coil 9 and a capacitor 10 with a large capacity, and the other end of the heating coil 7 is connected to the midpoint between the commutation coil 9 and the capacitor IQ, and the other end of the capacitor is grounded. The other end of the commutation coil 9 is grounded via a protection circuit 13 connected to a GCSI 51, which will be described later. This protection circuit 13 is composed of a series circuit of a capacitor 11 and a resistor 12.
Further, the other end of the commutation coil 9 of the commutation circuit 8 is connected to the cathode of a damper diode 14, and also to the anode of an OGCS (gate controlled switch) 15 as an output element (switching element). This is connected to the cathode of the damper diode 14 and the GCS1.
The cathode of the GCS circuit 5 is grounded, and the gate of the GCS circuit 5 is connected to the output terminal of the oscillator 16. , a case will be described in which the magnetic permeability of the material of the container serving as the load is appropriate and the device is in a normal state.Commercial power from the power plug 1 is supplied to the bridge rectifier circuit 2 and double-wave rectified.This rectifier circuit For example, 1 at 100V
A current of 0A flows. The rectified voltage is smoothed through the choke coil 3 and supplied to the heating coil 7. On the other hand, the oscillator 16 generates a square wave signal as shown in FIG. 2, which is supplied as a gate current lc to the gate of the GCS 15, which is an output element. The anode current waveform of No. 5 is as shown in Fig. 2C.
A damper current ld shown in FIG. 2D flows through the damper diode mat 4, and a current having a waveform shown in FIG. 2B flows through the commutation coil 9. Incidentally, capacitor 1Q' of commutation circuit 8 is charged in the section of the waveform shown in FIG. "For example, in the case of a pot with low magnetic permeability,
The gate current lc becomes as shown in FIG. 2, and the damper current ID has an extremely small flow angle or is missing, as shown in FIG. 2, so that a so-called damper section does not exist.

このような場合に出力回路を動作させると出力素子は破
壊されるおそれがある。即ち、第２図〇に示すように、
ダンパー区間が存在しない状態で出力素子としてのＧＣ
Ｓ１６をオンオフさせると、特に大電流が流れている状
態で強制的にオフさせた場合には、ＧＣＳ１ ５のアノ
ードに非常に高い電圧が発生すると共に「アノード電流
の大さによっては完全にこれをオフとすることはできず
、そのオフ時の電力損失が増大することによりＧＣＳ１
５は破壊されてしまう。尚、この時、整流用コイル９に
は第２図８に示す波形の電流が流れる。斯かる点に鑑み
、本発明は被加熱体の透磁率が適切でない場合に出力回
路におけるダンパー電流の流通角が極端に小さくなった
り、又は欠落してしまう負荷の場合にもｔ これを容易
に検出して出力回路の出力素子を保護せんとするもので
ある。If the output circuit is operated in such a case, the output element may be destroyed. That is, as shown in Figure 2〇,
GC as an output element without damper section
When S16 is turned on and off, especially when it is forcibly turned off while a large current is flowing, a very high voltage is generated at the anode of GCS15. GCS1 cannot be turned off, and the power loss increases when it is turned off.
5 will be destroyed. At this time, a current having a waveform shown in FIG. 2 flows through the rectifying coil 9. In view of this, the present invention can easily solve this problem even in the case of a load in which the damper current flow angle in the output circuit becomes extremely small or is missing when the magnetic permeability of the heated body is not appropriate. The purpose is to detect and protect the output elements of the output circuit.

以下に、第３図乃至第４図を参照して本発明誘導加熱装
置の一実施例を詳細に説明しよう。第３図に本装置全体
のブロック図、第４図に第３図の出力回路及びダンパー
電流検出回路を示すも、第１図と対応する部分には同一
符号を付してその重複説明を省略する。電源プラグ１は
電源スイッチ２０を介してメインスイッチ２１の接点及
び降圧用トランス２２の１次コイルに接続される。Hereinafter, one embodiment of the induction heating apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. Fig. 3 shows a block diagram of the entire device, and Fig. 4 shows the output circuit and damper current detection circuit of Fig. 3, but parts corresponding to those in Fig. 1 are given the same reference numerals and redundant explanations are omitted. do. The power plug 1 is connected to the contacts of a main switch 21 and the primary coil of a step-down transformer 22 via a power switch 20 .

メインスイッチ２１の他方の穣点５ま整流回路２３の交
流入力端子に接続され「その直流出力端子は出力回路２
４の電圧入力端子に接続される。一方、降圧用トランス
２２の出力端は整流回路２６の交流入力端子に接続され
る。尚、降圧用トランス２２と整流回路２５とで低電圧
供給回路３６が構成されている。整流回路２５の直流出
力様子は制御回路２６の出力端に接続される。この制御
回路２６‘ま負荷としての容器の種類ち材料を検知した
り「異常電圧及び異常温度を検出して「 これ等の場合
には後段に電圧を供給しないように制御するものである
。制御回路２６の出力端は発振器２？の電圧端子に接続
されると共に逆流防止用ダイオード２８を介して出力回
路２４の電圧入力端子に接続される。又、発振器２７の
出力端子は出力回路２４の出力回路素子に接続され「出
力回路２４のダソパー用ダィオード‘まダンパー電流検
出回路２９を介してメインスイッチ２１の制御端子に接
続される。尚、このメインスイッチ２川ま例えばサィリ
ス夕等の電子スイッチ又はリレー等の機械スイッチによ
って構成される。一方〜第４図に示す回路において、出
力回路２４のダンパー用ダイオード１４のカソードはダ
ンパー電流検出回路２９に婆綾され、抵抗器３０を介し
てトランジスタ３７のベースに接続される。The other point 5 of the main switch 21 is connected to the AC input terminal of the rectifier circuit 23, and its DC output terminal is connected to the output circuit 2.
Connected to the voltage input terminal of 4. On the other hand, the output end of the step-down transformer 22 is connected to the AC input terminal of the rectifier circuit 26. Note that the step-down transformer 22 and the rectifier circuit 25 constitute a low voltage supply circuit 36. The DC output state of the rectifier circuit 25 is connected to the output terminal of the control circuit 26. This control circuit 26' detects the type and material of the container as a load, detects abnormal voltage and abnormal temperature, and controls so as not to supply voltage to the subsequent stage in such cases. The output terminal of the circuit 26 is connected to the voltage terminal of the oscillator 2?, and is also connected to the voltage input terminal of the output circuit 24 via the reverse current prevention diode 28.The output terminal of the oscillator 27 is connected to the output terminal of the output circuit 24 The damper diode of the output circuit 24 is connected to the control terminal of the main switch 21 via the damper current detection circuit 29. In the circuit shown in FIGS. connected to the base.

トランジスタ３１のコレク外ま抵抗器３２を介して電源
十Ｂに接続されると共に抵抗器３３を介してメインスイ
ッチ２１の制御端子に接続され、抵抗器３３の池端はコ
ンデンサ３４を介して接地される。尚、抵抗器３３とコ
ンデンサ３４とで積分回路３５が構成されている。又、
発振器亀６の出力端子は出力回路素子のＧＣＳ１ ６の
ゲートに接続されている。次に、上述した構成の誘導加
熱装置の動作について説明しよう。The outside of the transistor 31 is connected to the power supply 1B via a resistor 32 and to the control terminal of the main switch 21 via a resistor 33, and the terminal of the resistor 33 is grounded via a capacitor 34. . Note that the resistor 33 and the capacitor 34 constitute an integrating circuit 35. or,
The output terminal of the oscillator turtle 6 is connected to the gate of the output circuit element GCS16. Next, the operation of the induction heating device configured as described above will be explained.

先ず、動作準備状態において「電源スイッチ２０を投入
して低電圧供給回路３６の降圧用トランス２２で商用電
源電圧を例えば２０Ｖに降圧し、この交流低電圧を整流
回路２５に供給して整流する。そして、整流電圧を制御
回路２６に供給し、制御回路２６を動作させて逆流防止
用ダイオード２８を介して出力回路素子であるＧＣＳ１
５が破壊しない程度の電圧を出力回路２４に先ず供給し
ておく。次に、装置に負荷としての容器を敦暦し、ダン
パー電流が存在するか、又はダンパー電流の流通角いわ
ゆるダンパー区間が一定以上であるかをダソパー電流検
出回路２９で検出する。即ち、ダンパー電流をダンパー
電流検出回路２９に供給し、ダンパー電流の流通角の大
きさ、いわゆるダンパー区間の長さを検出している。そ
して、ダンパー区間の長さが適切な長さである場合にの
み、換言すれば負荷としての容器が適切である場合にの
み「検出回路２９の検出出力として制御信号をメインス
イッチ２１に供給し、メインスイッチ２１をこの時初め
て閉じるようにしている。斯くして、正規の商用電源電
圧がメインスイッチ２１を介して整流回路２３に供給さ
れ「整流された正規の直流電圧が出力回路２４に供給さ
れることによって初めて誘導加熱装置は正常に動作する
ようになる。斯くして、本発明誘導加熱装置によれ‘ま
、動作準備状態で低電圧供給回路よりの低電圧を出力回
路に供給し、この世力回路のダンパー電流をダンパ−電
流検出回路に供給して被加熱体の透磁率が適切なもので
ある時に検出回路の検出出力によってメインスイッチを
投入して正規の電源電圧を出力回路に供給するように成
し、先ず、低電圧を供給した状態で出力回路の負荷に対
する安全性を調べるので、構成簡単且つ容易にして出力
回路の出力素子を確実に保護することができる。First, in the operation preparation state, the power switch 20 is turned on, the step-down transformer 22 of the low voltage supply circuit 36 steps down the commercial power supply voltage to, for example, 20 V, and this AC low voltage is supplied to the rectifier circuit 25 for rectification. Then, the rectified voltage is supplied to the control circuit 26, the control circuit 26 is operated, and the GCS1, which is the output circuit element, is
5 is first supplied to the output circuit 24 at a level that does not cause it to be destroyed. Next, the device is loaded with a container, and the damper current detection circuit 29 detects whether a damper current is present or whether the damper current flow angle, so-called damper section, is above a certain level. That is, the damper current is supplied to the damper current detection circuit 29, and the magnitude of the flow angle of the damper current, so-called the length of the damper section, is detected. Then, only when the length of the damper section is an appropriate length, in other words, only when the container as a load is appropriate, a control signal is supplied to the main switch 21 as a detection output of the detection circuit 29, The main switch 21 is closed for the first time at this time.In this way, the regular commercial power supply voltage is supplied to the rectifier circuit 23 via the main switch 21, and the rectified regular DC voltage is supplied to the output circuit 24. Only then can the induction heating device operate normally.Thus, with the induction heating device of the present invention, the low voltage from the low voltage supply circuit is supplied to the output circuit in the operation ready state, and the world The damper current of the power circuit is supplied to the damper current detection circuit, and when the magnetic permeability of the heated object is appropriate, the main switch is turned on by the detection output of the detection circuit and the normal power supply voltage is supplied to the output circuit. In this way, first, the safety of the output circuit against the load is checked while a low voltage is supplied, so that the configuration is simple and easy, and the output elements of the output circuit can be reliably protected.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来の謙導加熱装置の一例を示す回路図「第２
図は第亀図の動作説明に供する波形図、第３図は本発明
誘導加熱装置の一例のブロック図、第４図は第３図にお
ける出力回路２４及びダンパー区間検出回路２９の部分
の回路図である。 ６は被加熱体、７は加熱用コイル、２１はメインスイッ
チ、２４は出力回路「 ２９はダンパー区間検出回路、
３６は低電圧供給回路である。 第１図第２図 第３図 第４図Figure 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional Kendo heating device.
3 is a block diagram of an example of the induction heating device of the present invention, and FIG. 4 is a circuit diagram of the output circuit 24 and damper section detection circuit 29 portion in FIG. 3. It is. 6 is a heated object, 7 is a heating coil, 21 is a main switch, 24 is an output circuit, 29 is a damper section detection circuit,
36 is a low voltage supply circuit. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 被加熱体と、該被加熱体に交流磁界を与える加熱用
コイルと、該加熱用コイルが設けられた出力回路と、該
出力回路に正規の電源電圧より低い低電圧を供給する低
電圧供給回路と、上記出力回路のダンパー電流を検出す
る積分回路を含むダンパー電流検出回路と、上記ダンパ
ー電流検出回路の検出出力によって制御されるメインス
イツチとより成り、動作準備状態で上記低電圧供給回路
よりの低電圧を上記出力回路に供給し、該出力回路のダ
ンパー電流をダンパー電流検出回路に供給し、被加熱体
の透磁率が適切なものである時に上記ダンパー電流検出
回路の検出出力によって上記メインスイツチを投入して
正規の電源電圧を上記出力回路に供給するように成した
誘導加熱装置。1 An object to be heated, a heating coil that applies an alternating magnetic field to the object to be heated, an output circuit provided with the heating coil, and a low voltage supply that supplies a low voltage lower than the regular power supply voltage to the output circuit. a damper current detection circuit including an integrator circuit for detecting the damper current of the output circuit, and a main switch controlled by the detection output of the damper current detection circuit. A low voltage of 1 is supplied to the output circuit, a damper current of the output circuit is supplied to the damper current detection circuit, and when the magnetic permeability of the heated object is appropriate, the detected output of the damper current detection circuit causes the main An induction heating device configured to supply regular power supply voltage to the output circuit by turning on a switch.