JPS6131958B2 - - Google Patents
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- JPS6131958B2 JPS6131958B2 JP56012467A JP1246781A JPS6131958B2 JP S6131958 B2 JPS6131958 B2 JP S6131958B2 JP 56012467 A JP56012467 A JP 56012467A JP 1246781 A JP1246781 A JP 1246781A JP S6131958 B2 JPS6131958 B2 JP S6131958B2
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- Japan
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- circuit
- switching element
- period
- load
- induction heating
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Description
本発明は、誘導加熱調理器に関する。
誘導加熱調理器は、商用交流電源を整流して脈
流等直流電圧に変換し、この直流電源によりイン
バータを約20〜40KHz程度の高周波数にて発振さ
せ、これにより発生する高周波交番電流を誘導加
熱コイルに加えて磁界を発生させこの磁界を誘導
加熱コイルに近接して配置した鉄系金属よりなる
調理鍋に加えてこれを誘導加熱するものである。
第1図は、この種調理器のインバータを含む主
回路を示し、1は、交流電源、2は電源スイツ
チ、3は、整流回路、4,5は、チヨークコイル
および平滑コンデンサで高周波濾波回路を構成し
ている。6はインバータで誘導加熱コイル7、共
振コンデンサ8、ダンパーダイオード9およびス
イツチング素子10よりなる。スイツチング素子
10としては、トランジスタ、GTO(ゲートタ
ーンオフ)サイリスタ等半導体スイツチング素子
が使用される。(CT)は、入力電流を検知するカ
レント・トランス、11は調理鍋である。第2図
は、かかる主回路12を駆動・制御する回路ブロ
ツク図で、13は、インバータ発振起動信号を与
える起動信号発生回路、14は、無負荷、小物負
荷と適性負荷の判別を行なう負荷検知回路、15
は自励発振を行なう際のオン信号発生回路で、オ
フ状態にあるスイツチング素子10にオン信号を
与えこれを導通させる。16は、主回路12への
入力電流をカレント・トランスCTにて検知し、
予め設定された値と比較して入力電力を制御する
入力電力設定回路、17は、入力電力設定回路1
6からの出力を受けて、発振周波数が設定電力及
び負荷に対応する周波数となるようスイツチング
素子10のオフ時期を決定する周波数制御回路
で、スイツチング素子10のオフ信号を発生す
る。18は負荷検知回路14にて無負荷・不適性
負荷若しくは小物負荷が検知されたとき作動し、
次段のナンドゲート19を禁止するラツチ回路
で、このラツチ回路18は起動信号入力により解
除される。20は波形整形回路、21はスイツチ
ング素子10のゲート駆動回路である。しかして
いま起動信号が発せられると、この起動信号は波
形整形回路20、ゲート駆動回路21を経て主回
路12内のスイツチング素子10のゲートへ加わ
りこれを導通し、インバータ6の発振を開始す
る。スイツチング素子10が導通し、負荷へ電力
が供給され始めると、その入力電流はカレント・
トランスCTを介して入力電力設定回路16へ加
えられ、周波数値に対応した所予の電圧レベルと
比較され、これに一致するよう周波数制御回路1
7にて周波数制御される。この周波数制御はスイ
ツチング素子10の導通期間を変化させることに
より行なわれる。負荷が小物負荷である場合、負
荷検知回路14がはたらきラツチ回路18をセツ
トする。それ故、ナンドゲート19は禁止され、
オン信号発生回路15より発せられたオン信号
は、波形整形回路20へ伝わらず、発振は停止す
る。
かかる構成の調理器にあつては、調理鍋11の
材質によりスイツチング素子10に過大電流が流
れる場合がある。例えばスイツチング素子10と
してGTOサイリスタを使用し、鍋材質として18
−8ステンレス(クロムを18%、ニツケルを8%
含む)を用いた場合、GTOサイリスタには、約
60A以上の電流が流れ、素子破壊には至らないま
でも異常な発熱により素子劣化を早めるという問
題がある。因みに適性負荷では、素子電流は約
50Aであり、またGTOサイリスタの定格電流は
70A程度である。
本発明はかかる過大電流の発生を防止し、スイ
ツチング素子10の保護を図つたものである。す
なわち本発明にあつては、第3図に示す如く、保
護回路22が新たに付加される。以下保護回路2
2の具体的構成および動作を第4図および第5図
に基き説明する。トランジスタ23のベースには
ダイオード24を介して共振電圧Vpが印加され
る。抵抗25,26,27,28は、分割抵抗
で、Vpが正のとき、トランジスタ23をオン状
態とすべくベース電位を設定する。29はノイズ
吸収用コンデンサ、30はスピードアツプ用コン
デンサである。上記トランジスタ23は、Vpが
負の期間すなわちダイオード9が導通している期
間に、コレクタに正の電圧信号を出力する。この
信号は抵抗31、コンデンサ32よりなる積分回
路33を経て、比較回路34の入力端子に入力
する。比較回路34の入力端子には一定電圧
Vccを抵抗35,36にて分割して得た基準電位
信号が与えられている。比較回路34の出力は、
抵抗37,43を介して、周波数制御回路17を
構成する比較回路38の基準入力端子へ加えら
れる。周波数制御回路17は、入力電力設定回路
16にて設定された入力に応じた発振周波数に制
御するもので、入力電力設定回路16出力は、抵
抗39,40,41およびコンデンサ42よりな
る積分回路を経て、電位レベル信号に変換され、
分割抵抗43,44にて分割されて比較回路38
の入力端子へ入力する。ここで分割抵抗43,
44は、入力電力設定回路16から出力が発せら
れていないとき発振周波数が約20KHz以下となら
ないよう比較回路38の基準レベルを保持するも
のでありこれにより可聴音ノイズの発生が阻止さ
れる。45は、波形整形回路20からの約20〜
40KHzの発振パルスがそのベースに加えられ、オ
ン・オフ動作するトランジスタで、そのコレクタ
電位が比較回路38の入力端子に入力される。
46は、トランジスタ45と並列に接続されたコ
ンデンサであり、トランジスタ45オフ期間中充
電され、オン期間中放電されるから、トランジス
タ45のコレクタ電位は、鋸歯状波形となる。比
較回路38の出力にスイツチング素子10のオフ
信号が得られる。
適性負荷の加熱動作が行なわれる場合、第5図
に実線波形で示す如く一共振期間におけるダイオ
ード9導通期間は比較的短いから、積分回路33
のコンデンサ32充電期間は短かく、放電期間は
長くなり、したがつてその出力は低レベルに保持
される。かかる積分信号レベルは、比較回路34
の基準電位V+より低くなるから、比較回路3
4出力は“H”レベルのままであり、周波数制御
回路17は、保護回路22からの制限を受けるこ
となく、設定された入力で加熱動作が実行され
る。
一方、18−8ステンレス(クロム18%、ニツケ
ル8%を含む)製鍋が加熱される場合、第5図破
線波形で示す如く、一共振期間におけるダイオー
ド9導通期間は長くなる。それ故積分回路33の
コンデンサ32充電期間は長く、放電期間は短か
くなり、その出力レベルは上昇し、比較回路34
の基準レベルV+を越える。したがつて比較回路
34の出力は“L”レベルに変り、抵抗37がコ
ンデンサ42に並列に接続された構成となる。こ
れにより比較回路38の基準レベルはV0からV1
へ低下し、比較回路38の出力信号周期は短かく
なる。
下表は、鉄琺瑯鍋(適性負荷)と18−8ステン
レス製鍋の各測定結果を示す。
The present invention relates to an induction heating cooker. Induction heating cookers rectify commercial AC power and convert it into DC voltage such as pulsating current, and use this DC power to oscillate an inverter at a high frequency of approximately 20 to 40 KHz, thereby inducing the high frequency alternating current generated. In addition to the heating coil, a magnetic field is generated, and this magnetic field is applied to a cooking pot made of ferrous metal placed close to the induction heating coil to induction heat the cooking pot. Fig. 1 shows the main circuit including an inverter of this type of cooker, 1 is an AC power supply, 2 is a power switch, 3 is a rectifier circuit, 4 and 5 are a high frequency filter circuit composed of a chiyoke coil and a smoothing capacitor. are doing. Reference numeral 6 denotes an inverter comprising an induction heating coil 7, a resonant capacitor 8, a damper diode 9, and a switching element 10. As the switching element 10, a semiconductor switching element such as a transistor or a GTO (gate turn-off) thyristor is used. (CT) is a current transformer that detects input current, and 11 is a cooking pot. FIG. 2 is a circuit block diagram for driving and controlling the main circuit 12. Reference numeral 13 indicates a start signal generation circuit that provides an inverter oscillation start signal, and 14 a load detection circuit that discriminates between no load, small object load, and suitable load. circuit, 15
1 is an on-signal generation circuit for performing self-excited oscillation, which applies an on-signal to the switching element 10 in the off state to make it conductive. 16 detects the input current to the main circuit 12 with a current transformer CT,
An input power setting circuit 17 controls the input power by comparing it with a preset value.
A frequency control circuit receives the output from the switching element 6 and generates an off signal for the switching element 10, which determines when to turn off the switching element 10 so that the oscillation frequency becomes a frequency corresponding to the set power and load. 18 is activated when the load detection circuit 14 detects no load, inappropriate load, or small load;
This latch circuit 18 inhibits the next stage NAND gate 19, and is released by inputting a start signal. 20 is a waveform shaping circuit, and 21 is a gate drive circuit for the switching element 10. However, when the activation signal is now generated, this activation signal passes through the waveform shaping circuit 20 and the gate drive circuit 21 and is applied to the gate of the switching element 10 in the main circuit 12, making it conductive and causing the inverter 6 to start oscillating. When the switching element 10 becomes conductive and power begins to be supplied to the load, its input current becomes current.
The input power is applied to the input power setting circuit 16 via the transformer CT, and compared with a predetermined voltage level corresponding to the frequency value, and the frequency control circuit 1 is adjusted to match the predetermined voltage level.
The frequency is controlled by 7. This frequency control is performed by changing the conduction period of the switching element 10. If the load is an accessory load, the load sensing circuit 14 is activated and sets the latch circuit 18. Therefore, Nandgate 19 is banned,
The on signal generated by the on signal generation circuit 15 is not transmitted to the waveform shaping circuit 20, and oscillation is stopped. In a cooker having such a configuration, an excessive current may flow through the switching element 10 depending on the material of the cooking pot 11. For example, a GTO thyristor is used as the switching element 10, and the pot material is 18
-8 stainless steel (18% chromium, 8% nickel)
), the GTO thyristor has approximately
A current of 60 A or more flows through the device, and although it does not destroy the device, it causes abnormal heat generation that accelerates device deterioration. Incidentally, at an appropriate load, the element current is approximately
50A, and the rated current of the GTO thyristor is
It is about 70A. The present invention aims to prevent the generation of such excessive current and protect the switching element 10. That is, in the present invention, a protection circuit 22 is newly added as shown in FIG. Protection circuit 2 below
The specific structure and operation of 2 will be explained based on FIGS. 4 and 5. A resonance voltage Vp is applied to the base of the transistor 23 via a diode 24. Resistors 25, 26, 27, and 28 are divided resistors, and set the base potential to turn on the transistor 23 when Vp is positive. 29 is a noise absorption capacitor, and 30 is a speed up capacitor. The transistor 23 outputs a positive voltage signal to the collector during a period when Vp is negative, that is, during a period when the diode 9 is conductive. This signal passes through an integrating circuit 33 consisting of a resistor 31 and a capacitor 32, and is input to the input terminal of a comparator circuit 34. A constant voltage is applied to the input terminal of the comparator circuit 34.
A reference potential signal obtained by dividing Vcc by resistors 35 and 36 is provided. The output of the comparison circuit 34 is
It is applied via resistors 37 and 43 to a reference input terminal of a comparator circuit 38 that constitutes the frequency control circuit 17. The frequency control circuit 17 controls the oscillation frequency according to the input set by the input power setting circuit 16. After that, it is converted into a potential level signal,
Divided by dividing resistors 43 and 44 to comparator circuit 38
input to the input terminal. Here, the dividing resistor 43,
Reference numeral 44 maintains the reference level of the comparator circuit 38 so that the oscillation frequency does not fall below approximately 20 KHz when no output is generated from the input power setting circuit 16, thereby preventing the generation of audible noise. 45 is about 20~ from the waveform shaping circuit 20
A 40 KHz oscillation pulse is applied to the base of the transistor, which turns on and off, and its collector potential is input to the input terminal of the comparison circuit 38.
Reference numeral 46 denotes a capacitor connected in parallel with the transistor 45, which is charged during the off-period of the transistor 45 and discharged during the on-period, so that the collector potential of the transistor 45 has a sawtooth waveform. The off signal of the switching element 10 is obtained at the output of the comparison circuit 38. When heating an appropriate load, the conduction period of the diode 9 during one resonance period is relatively short as shown by the solid line waveform in FIG.
The capacitor 32 has a short charging period and a long discharging period, so its output is held at a low level. This integrated signal level is determined by the comparator circuit 34.
Since it is lower than the reference potential V+ of the comparator circuit 3
The four outputs remain at the "H" level, and the frequency control circuit 17 performs the heating operation with the set input without being restricted by the protection circuit 22. On the other hand, when a pot made of 18-8 stainless steel (containing 18% chromium and 8% nickel) is heated, the conduction period of the diode 9 during one resonance period becomes longer, as shown by the broken line waveform in FIG. Therefore, the charging period of the capacitor 32 of the integrating circuit 33 becomes longer, the discharging period becomes shorter, its output level increases, and the comparator circuit 34
exceeds the reference level V+. Therefore, the output of the comparison circuit 34 changes to the "L" level, and the resistor 37 is connected in parallel to the capacitor 42. As a result, the reference level of the comparator circuit 38 changes from V 0 to V 1
As a result, the output signal period of the comparator circuit 38 becomes shorter. The table below shows the measurement results for the iron enamel pot (appropriate load) and the 18-8 stainless steel pot.
【表】
(イ):保護回路が動作した場合
(ロ):保護回路を設けない場合
この表から明らかなように保護回路22の動作
により、周波数、電流ピーク値ともに適性負荷と
殆んど同じ値になることが判る。なお上記例にお
いて積分回路33出力は、鉄琺瑯鍋の場合、
1.2V、18−8ステンレス製鍋の場合1.87Vなる結
果が得られた。それ故比較回路34の基準電位V
+は、上記両電圧値の範囲内、例えばその中間、
約1.7V程度に設定すればよい。
以上のように本発明誘導加熱調理器は、特殊な
材質の負荷を加熱したときインバータに流れる過
大電流の発生を抑制するので、スイツチング素子
の熱破壊の防止、寿命の長期化を図つた状態でこ
うした特殊な負荷の加熱が行え、調理に使用され
る調理具の範囲が拡がる。また、本発明はインバ
ータの一発振期間に占めるダイオード期間の割合
を検出してスイツチング素子の過電流を検知して
いるので、従来、インバータ側に設けていた過電
流測定用のカレントトランスが不要となり、イン
バータ構造の小型化、簡略化が図れ、調理器全体
の薄型化が可能となる。[Table] (A): When the protection circuit operates
(b): When no protection circuit is provided As is clear from this table, due to the operation of the protection circuit 22, both the frequency and the current peak value become almost the same values as the appropriate load. In the above example, the output of the integral circuit 33 is, in the case of an iron enamel pot,
The result was 1.2V, and 1.87V for the 18-8 stainless steel pot. Therefore, the reference potential V of the comparison circuit 34
+ is within the range of both voltage values above, for example, in the middle,
It should be set to about 1.7V. As described above, the induction heating cooker of the present invention suppresses the generation of excessive current flowing through the inverter when heating a load made of a special material, thereby preventing thermal damage to the switching elements and prolonging their service life. The ability to heat such special loads expands the range of cooking utensils that can be used for cooking. Furthermore, since the present invention detects overcurrent in switching elements by detecting the ratio of the diode period to one oscillation period of the inverter, there is no need for a current transformer for overcurrent measurement, which was conventionally provided on the inverter side. , the inverter structure can be made smaller and simpler, and the overall thickness of the cooking device can be made thinner.
第1図は、誘導加熱調理器におけるインバータ
を含む主回路の一般的回路図、第2図は制御部を
含むブロツク図、第3図は本発明実施例ブロツク
図、第4図は要部回路図、第5図は信号波形図で
ある。
6……インバータ、12……主回路、17……
周波数制御回路、22……保護回路。
Fig. 1 is a general circuit diagram of the main circuit including an inverter in an induction heating cooker, Fig. 2 is a block diagram including a control section, Fig. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a main circuit. FIG. 5 is a signal waveform diagram. 6...Inverter, 12...Main circuit, 17...
Frequency control circuit, 22... protection circuit.
Claims (1)
チング素子およびダイオードを含む高周波インバ
ータ、を有して成る誘導加熱調理器において、上
記スイツチング素子のON時間長を設定するON時
間設定手段と、このON時間設定手段で設定され
たON時間長で上記スイツチング素子をON、
OFF制御する制御手段と、上記インバータの一
発振期間中に占める上記ダイオードの導通期間の
割合を検出する検出手段と、この検出手段で検出
されたダイオードの導通期間の割合が所定以下に
なるまで、上記ON期間設定手段で設定されるON
時間長を減少させるON時間調整手段と、から成
る誘導加熱調理器。1. In an induction heating cooker comprising an induction heating coil, a switching element connected in antiparallel, and a high frequency inverter including a diode, an ON time setting means for setting the ON time length of the switching element, and this ON time Turn on the above switching element for the ON time length set by the setting means,
a control means for performing OFF control; a detection means for detecting the proportion of the conduction period of the diode during one oscillation period of the inverter; ON set by the above ON period setting means
An induction heating cooker comprising: ON time adjustment means for reducing the time length.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1246781A JPS57126091A (en) | 1981-01-29 | 1981-01-29 | Induction heating cooking device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1246781A JPS57126091A (en) | 1981-01-29 | 1981-01-29 | Induction heating cooking device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57126091A JPS57126091A (en) | 1982-08-05 |
| JPS6131958B2 true JPS6131958B2 (en) | 1986-07-23 |
Family
ID=11806161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1246781A Granted JPS57126091A (en) | 1981-01-29 | 1981-01-29 | Induction heating cooking device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57126091A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5296440A (en) * | 1976-02-10 | 1977-08-13 | Toshiba Corp | Induction heating system |
-
1981
- 1981-01-29 JP JP1246781A patent/JPS57126091A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57126091A (en) | 1982-08-05 |
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