JPS627680B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は誘導加熱調理器動作時の出力調節を周
波数制御及びデユーテイ制御を並用して行う誘導
加熱調理器に関する。

(ロ) 従来技術 誘導加熱調理器は、周波数変換回路で直流電源
を交流に変換し、この交流電流を周波数変換回路
内の誘導加熱コイルに流して交番磁界を発生さ
せ、この加熱コイルに近接配置された鉄系金属よ
り成る調理具を誘導加熱するものである。

このような誘導加熱調理器においては、調理具
へ与える加熱出力を調節するため、例えば特公昭
55−15955号公報に示すように、周波数変換回路
の動作周波数や動作時のデユーテイ比を制御する
ことが従来から行なわれていた。

ところで、こうした誘導加熱調理器では出力の
調節幅を広くするため上記周波数変換回路の動作
周波数制御及び動作デユーテイ比制御を同時に行
なう方式が検討されている。

然し乍ら、出力操作摘の操作量Ｓと周波数変換
回路の動作周波数の周期Ｔを第２図の如く比例関
係で変化させ、出力操作摘の操作量Ｓと周波数変
換回路の動作期間のデユーテイＤを第３図の如く
比例関係で変化させると、加熱出力Ｐは第４図に
示すように操作量Ｓの２乗に略比例するようにな
る。

このため、高出力設定時において操作摘の操作
量変化△Ｓに対する出力変化△Ｐは大きくなり、
出力設定が行い難くなると云う不都合があつた。

(ハ) 発明の目的 本発明にこのような点に鑑みて為されたもので
あつて、出力操作摘の操作量変化に対する出力変
化を全出力調節範囲に亘つて略一定にすることを
目的とする。

(ニ) 発明の構成 本発明は、出力操作手段の操作量変化に応じて
変化させる発振デユーテイ期間内の周波数制御に
よる出力の変化量を高出力領域になるに従つて小
さくする構成を採る。

(ホ) 実施例 第１図は本発明誘導加熱調理器の一実施例を示
す回路図を示し、１は交流を全波整流して成る直
流電源２に結ばれ、この直流電源２電圧から超音
波周波数の高周波電流を生成する周波数変換回路
であつて、加熱コイル３、この加熱コイル３に直
列に接続された共振コンデンサ４、この共振コン
デンサ４に並列に接続されたスイツチングトラン
ジスタ５、このスイツチングトランジスタ５に逆
並列に接続されたフライホールダイオード６から
構成されている。７は上記スイツチングトランジ
スタ５のON、OFFを制御して上記周波数変換回
路１を駆動せしめる駆動回路、８はスイツチング
トランジスタ５のコレクタ電圧を検知し、この電
圧が所定レベル以下になつたとき信号を出力する
共振電圧検知回路、９はリセツト信号を受けるリ
セツト回路であつて、上記リセツト信号を受けた
とき上記周波数変換回路１を停止させるよう作用
する。１０はこのリセツト回路９及び上記共振電
圧検知回路８に結ばれた周波数制御回路を示し、
加熱コイル３に供給される電流信号がこの電流を
検知するカレントトランス（図示せず）、このカ
レントトランスに結ばれた端子Ｓを介して入力
端に入力される第１のコンパレータ１１、このコ
ンパレータ１１の入力端子への設定信号レベル
を設定する出力操作手段１２、この第１のコンパ
レータ１１出力の平均電圧を保持する保持コンデ
ンサ１３、上記リセツト回路９からの信号によ
り、この保持コンデンサ１３を放電せしめるトラ
ンジスタ１４、この保持コンデンサ１３の端子電
圧を入力端子に入力する第２のコンパレータ１
５、この第２のコンパレータ１５の入力端子に
結ばれた抵抗１６とコンデンサ１７から成る時定
数回路１８、上記共振電圧検知回路８からの信号
により上記コンデンサ１７の放電を行うトランジ
スタ１９で構成される。

尚、ここで上記出力操作手段１２としては、高
出力側に操作するにつれて操作量変化に応じて変
化する抵抗値が小さくなり、分圧信号レベルの変
化も小さくなる特性の可変抵抗、例えばオーデイ
オ機器の音量調節用に用いられるボリユームを使
用する。２０は上記共振電圧検知回路８、リセツ
ト回路９及び周波数制御回路１０の第２のコンパ
レータ１５からの信号を受けるNORゲートであ
つて、その出力は上記ドライブ回路７へ与えられ
る。２１は周波数変換回路１へ入力される入力電
流を検出して小物及び無負荷検知を行う小物検知
回路であつて、小物検知を行つたときORゲート
２２を介して上記リセツト回路９にリセツト信号
を送る。２３は電源トランス２４から交流電圧を
受ける制御用電源回路を示し、全波整流回路２
５、この全波整流回路２５に結ばれた定電圧回路
２６及び出力コンデンサ２７より成る。２８はこ
の電源回路に結ばれた零ボルト検知回路であつて
上記交流電圧の全波整流電圧の零ボルトを検出す
る。２９は上記周波数変換回路１の動作状態、停
止状態のデユーテイを制御するデユーテイ制御回
路であつて、第３のコンパレータ１１の制御によ
り充電抵抗３１及び放電抵抗３２を介して発振コ
ンデンサ３３に一定周期、例えば１秒周期で充放
電を行わしめてこのコンデンサ３３の充放電電圧
を出力する発振回路３４、上記小物検知回路２１
からの検知信号により上記発振回路３４動作を停
止するための禁止回路３５、上記発振回路３４出
力を入力端子に入力するとともに上記周波数制
御回路１０の出力操作手段１２からの信号を入
力端子に受ける第４のコンパレータ３６、上記零
ボルト検知回路２８の検知タイミングで上記第４
のコンパレータ３６出力を通過させるタイミング
回路３７、このタイミング回路３７からの信号に
よりセツト、リセツトが行なわれるフリツプフロ
ツプ回路３８、このフリツプフロツプ回路３８出
力を遅延させて上記ORゲート２２を介してリセ
ツト回路９へ伝える遅延回路３９、この遅延回路
３９の遅延期間中に上記周波数変換回路１の共振
コンデンサ４の電荷を放電させる放電手段４０、
から成る。尚、このデユーテイ制御回路２９の発
振回路３４において充電抵抗３１の抵抗値は小さ
く、放電抵抗３２の抵抗値は大きく設定されてお
り、発振コンデンサ３３への充電の時定数より放
電の時定数の方が大きい。

続いて動作を説明する。調理器の電源スイツチ
（図示せず）をONすることにより、直流電源２が
交流を全波整流して、周波数変換回路１へ脈流電
圧を供給する。これと同時に、電源回路２３は周
波数制御回路１０、デユーテイ制御回路２９等の
制御回路系に定電圧＋Vc及び−Vsを供給する。
これによりデユーテイ制御回路２９の発振回路３
４の発振動作が開始され、第５図の如く、発振コ
ンデンサ３３端子から急峻に立ち上がり、下方に
湾曲した状態で緩やかに立ち下がる電圧−時間特
性を有する信号が第４のコンパレータ３６の入
力端子に与えられる。このコンパレータ３６は
入力端子に伝えられる出力操作手段１２からの設
定信号と上記発振回路３４出力を比較し、設定信
号レベルの方が発振回路３４出力より高いとき
“Ｈ”、逆のとき“Ｌ”を出力する。この“Ｈ”、
“Ｌ”信号はタイミング回路３７を介して交流の
全波整流電圧の零電圧に同期してフリツプフロツ
プ回路３８に伝えられる。このフリツプフロツプ
回路３８がセツト、リセツトされることによつて
発生する信号は遅延回路３９、ORゲート２２を
介してリセツト回路９へ伝えられる。即ち、この
デユーテイ制御回路２９では発振回路３４出力が
設定レベルより上昇したときリセツト回路９をリ
セツトし、発振回路３４出力が設定レベルより下
がつたときリセツト回路９のリセツトを解除す
る。尚リセツト回路９のリセツトを解除するまで
の遅延回路３９での僅かな遅延時間中に放電手段
４０によつて周波数変換回路１の共振コンデンサ
４に蓄積されている電荷が放電される。

一方、周波数制御回路１０においては、カレン
トトランス（図示せず）から端子Ｓを介して伝え
られる入力電流に応じた入力信号と出力操作手段
１２での設定信号が第１のコンパレータ１１で比
較され設定信号が入力信号より高いレベルのとき
このコンパレータ１１出力は“Ｈ”、設定信号が
入力信号より低いときこのコンパレータ１１出力
“Ｌ”となる。従つて、保持コンデンサ１３には
上記出力操作手段１２からの設定信号レベルに応
じた電荷が充電され、この充電によつて生じた保
持コンデンサ１３端子電圧が第２のコンパレータ
１５の入力端子に供給される。また、この第２
のコンパレータ１５の入力端子にはトランジス
タ１９のON、OFFによりサイクリツクに充放電
を繰り返す時定数回路１８のコンデンサ１７端子
電圧が供給される。尚、このトランジスタ１９の
ONは共振電圧検知回路８でスイツチングトラン
ジスタ５が所定電圧以下になつたことを検出した
ときに行なわれる。このような信号を受けて第２
のコンパレータ１５は第６図のように入力端子
電圧が入力端子電圧より低くなつたときスイツ
チングトランジスタ５をONさせるためのON信号
を出力し、入力端子電圧が入力端子電圧より
高くなつたとき上記スイツチングトランジスタ５
をOFFするためのOFF信号を出力する。NORゲ
ート２０はこのような周波数制御回路１０からの
スイツチングトランジスタ５のON、OFF信号及
びリセツト回路９からの周波数変換回路１の
OFFデユーテイに応じたリセツト信号を受け、
リセツト信号のないときだけ、上記ON、OFF信
号をドライブ回路７へ伝える。これに応じて、ド
ライブ回路７はスイツチングトランジスタ５を
ON、OFFする。即ち、上記デユーテイ制御回路
２９で決定されるデユーテイ比に応じた期間中、
周波数制御回路１０で決められる発振周波数で周
波数変換回路１は発振する。また、上記リセツト
回路９からリセツト信号が発せられたときはトラ
ンジスタ１４により保持コンデンサ１３の電荷は
放電され、第２のコンパレータ１５からON信号
が出力されなくなるようになつているさらに小物
検知回路２１で小物が検知されたとき、この回路
２１はORゲート２２を介してリセツト回路９に
検知信号に送り、このリセツト回路９をリセツト
し上述と同様に周波数変換回路１の発振動作は停
止される。これと同時に、上記小物検知回路２１
からの検知信号は禁止回路３５へ伝えられ、この
禁止回路３５により発振回路３４動作が禁止さ
れ、デユーテイ制御回路２９の動作も停止され
る。

このような誘導加熱調理器において、出力操作
手段１２を操作して低出力側から徐々に設定信号
レベルを上昇させると上述したように保持コンデ
ンサ１３に充電される電荷量が上昇し、第２のコ
ンパレータ１５の入力端子へ供給される電圧が
高くなり、このコンパレータ１５から出力される
ON信号期間が第７図の如く長くなる。このON期
間長の増加に比例して周波数変換回路１内に流れ
る共振電流も増加する。他方上記出力操作手段１
２の操作により上昇した設定信号レベル（第５図
破線）はデユーテイ制御回路２９の第４のコンパ
レータ３６の入力端子にも加えられる。これに
より周波数変換回路１の発振期間デユーテイは増
加する。逆に、上記出力操作手段１２での設定信
号レベルを下げると周波数変換回路１内に流れる
共振電流が少なくなると同時にその発振期間デユ
ーテイも減少する。このため、周波数変換回路１
の出力は周波数制御とデユーテイ制御とが重畳さ
れた状態で変化する。

ところで、上記出力操作手段１２は第８図に示
すように設定出力が高くなるにつれて、その操作
量変化に応じて変化する設定信号レベルの変化量
が小さくなる。このため、高出力設定時、出力操
作手段１２の操作量に応じて変化する保持コンデ
ンサ１３端子間の保持電圧変化量も小さくなり、
設定出力が高くなるにつれて増加するスイツチン
グ素子５のON期間の増加割合も小さくなる。こ
れにより、第９図に示すように設定出力が高くな
るにつれて出力操作手段１２の手段量に対するイ
ンバータ発振デユーテイ期間のみを見た場合にお
ける周波数制御手段１０による出力の変化量も小
さくなる。

また、このように出力設定が高くなるにつれて
操作量に対応する信号レベル変化が小さくなる特
性の設定信号は上記出力操作手段１２からデユー
テイ制御回路２９内の第１のコンパレータ１１の
入力端子にも伝えられる。さらに、上述した如
く、この第４のコンパレータ３６の入力端子に
入力される信号は第５図の如く立ち下がりが緩や
かで下に凸の形状であるため出力操作手段１２で
の設定信号レベルが高いとき、即ち高出力設定の
とき、設定信号レベルの変化に対するデユーテイ
の変化量が小さくなる。このため第１０図に示す
如く出力加熱手段の操作量Ｓの変化に対するデユ
ーテイＰの変化は高出力設定時に少なくなる。

従つて、周波数制御回路１０とデユーテイ制御
回路２９の両方の制御で調節される出力Ｐは第１
１図に示す如く、出力操作手段１２の操作幅に対
して略比例した状態で変化するように補正され
る。

尚、上記出力操作手段１２から発せられる設定
信号のレベルは、操作量Ｓに対してＳのｘ乗の形
（０＜ｘ＜１）で表わせる関数に比例する適当な
ものにすれば良い。具体的には上記デユーテイ制
御回路２９内の充放電抵抗３１，３２の値が略等
しく、発振コンデンサ３３の充放電の時定数が等
しい場合、この操作手段１２の操作量Ｓの略1/2
乗に比例して変化するようにすれば良いが、本実
施例の如く、放電抵抗３２が充電抵抗３１より大
きく、発振コンデンサ３３の放電時定数が大きく
なる場合は上記操作量Ｓのべき数ｘは０＜ｘ＜1/
２の範囲で適当な値に設定しなければならない。

(ヘ) 発明の効果 以上述べた如く、本発明誘導加熱調理器は周波
数制御手段で設定出力が高くなるにつれて出力操
作手段の操作量変化に応じて変化させる発振デユ
ーテイ期間内の比周波数制御手段による出力の変
化量を小さくしているので、上記両制御の相乗効
果よつて、広範囲な設定出力が得られるととも
に、高出力設定時における出力操作手段の操作量
変化に応じて変化する設定出力の変化量を抑制す
ることが出来、高出力設定時の出力設定が容易と
なる。

従つて、高範囲に亘つて出力設定のし易い誘導
加熱調理器が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明誘導加熱調理器の回路図、第２
図乃至第４図は夫々出力操作手段の操作量に対す
る従来の調理器における周波数変換回路の発振周
期、発振期間デユーテイ、及び出力の変化を示す
関係線図、第５図は本発明の主要コンパレータへ
の入力電圧と、周波数変換回路の発振期間デユー
テイの関係を示す波形図、第６図、第７図は本発
明の他の主要コンパレータへの入力電圧とスイツ
チングトランジスタへのON、OFF信号の関係を
示す波形図、第８図、第９図、第１０図、第１１
図は本発明における出力操作手段の操作量に対す
る夫々、設定信号レベル、発振デユーテイ期間内
における出力、周波数変換回路の発振デユーテイ
及び出力の変化を示す関係線図である。 １……周波数変換回路、２……直流電源、７…
…ドライブ回路、８……共振電圧検知回路、９…
…リセツト回路、１０……周波数制御回路、１２
……出力操作手段、２３……制御用電源回路、２
８……零ボルト検知回路、２９……デユーテイ制
御回路、３３……発振コンデンサ、３４……発振
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流電源から交流電流を生成する周波数変換
   回路を有し、この周波数変換回路内の加熱コイル
   に上記交流電流を流して交番磁界を発生させ、こ
   の加熱コイルに近接配置された調理具を誘導加熱
   する誘導加熱調理器において、この調理器は上記
   周波数変換回路で生成される交流電流の発振周波
   数を変化させる周波数制御手段と、上記周波数変
   換回路の変換動作状態及び停止状態のデユーテイ
   比を変化させるデユーテイ制御手段と、上記周波
   数制御手段及びデユーテイ制御手段の両方に連動
   し、これ等の両制御手段を同時に調節して出力調
   節を行う出力操作手段と、を備え、上記周波数制
   御手段は設定出力が高くなるにつれて、出力操作
   手段の操作量変化に応じて変化させるそのときの
   各発振デユーテイ期間内の周波数制御手段による
   出力の変化量を小さくすることを特徴とした誘導
   加熱調理器。