JPH0636395B2 - Induction heating cooker - Google Patents
Induction heating cookerInfo
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- JPH0636395B2 JPH0636395B2 JP60134748A JP13474885A JPH0636395B2 JP H0636395 B2 JPH0636395 B2 JP H0636395B2 JP 60134748 A JP60134748 A JP 60134748A JP 13474885 A JP13474885 A JP 13474885A JP H0636395 B2 JPH0636395 B2 JP H0636395B2
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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の出力制御回路に係わり、詳述
すれば高周波発振を行なうためのスイッチング素子の導
通時間を商用交流電源周波に同期させて変化させる誘導
加熱調理器の出力制御回路に関する。The present invention relates to an output control circuit of an induction heating cooker. More specifically, the conduction time of a switching element for performing high frequency oscillation is set to a commercial AC power supply frequency. The present invention relates to an output control circuit of an induction heating cooker that changes in synchronization.
(ロ) 従来の技術 従来此種調理器の出力制御を行なう方法としては商用交
流電源を全波整流して得られる直流(脈流)を20〜5
0KHzの高周波電流に変換するインバータ回路内のスイ
ッチング素子についてその導通時間を可変して所望の出
力を得るパルス幅変調方式(以後PWM方式と記述す
る)が一般的であり、この方式については特開昭59−
9992号公報等にて開示されている。(B) Conventional technology As a conventional method for controlling the output of this type of cooker, a direct current (pulsating current) obtained by full-wave rectifying a commercial AC power source is 20 to 5
A pulse width modulation method (hereinafter referred to as a PWM method) is generally used to obtain a desired output by varying the conduction time of a switching element in an inverter circuit that converts a high frequency current of 0 KHz. Sho 59-
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 9992.
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 前記従来の技術に開示されるようなPWM方式において
は使用者が所望する出力レベルを設定すると、インバー
タ回路内のスイッチング素子の導通時間が一定のものと
して決まりそれに応じた高周波発振が行なわれる。しか
しこのときスイッチング素子に印加される電圧VCEはそ
の包絡線がインバータ回路へ与えられる全波直流電圧V
C と相似形となるものであり、交流入力電源のゼロクロ
ス付近ではVCEは小さくピーク付近ではVCEもピーク値
をとる。一方設定出力を増加させるべくスイッチング素
子の導通時間を変化してゆくと前記VCEの値が増加しス
イッチング素子の耐電圧を超える危険が生じてくる。し
たがってインバータ回路で得られる出力の上限は主にス
イッチング素子の耐電圧あるいは電流容量によって制限
されるものであって、それらのピーク値は交流入力のピ
ーク付近で生じることから出力設定をするとピーク時に
おいて安全な導通時間が設定されるようにしてあり交流
入力のゼロクロス付近では電圧、電流ともに大きく余裕
を残しながらの運転となり効率の良い高出力が得られな
かった。(C) Problems to be Solved by the Invention In the PWM method as disclosed in the above-mentioned prior art, when the output level desired by the user is set, the conduction time of the switching element in the inverter circuit is assumed to be constant. High frequency oscillation is performed according to the rule. However, at this time, the voltage V CE applied to the switching element is the full-wave DC voltage V whose envelope is applied to the inverter circuit.
It is similar to C, and V CE is small near the zero cross of the AC input power supply, and V CE takes a peak value near the peak. On the other hand, if the conduction time of the switching element is changed in order to increase the set output, the value of V CE increases and there is a danger of exceeding the withstand voltage of the switching element. Therefore, the upper limit of the output obtained by the inverter circuit is mainly limited by the withstand voltage or current capacity of the switching element, and their peak values occur near the peak of the AC input. The safe conduction time was set, and near voltage zero crossing of the AC input, the operation was performed while leaving a large margin for both voltage and current, and efficient high output could not be obtained.
このため本発明は、交流入力のピーク付近でのスイッチ
ング素子への負担を増加させることなく、スイッチング
素子に余裕のある領域内でゼロクロス付近の動作状態す
なわち導通時間を変化させてより大きな効率のよい高出
力を得られる調理器を提供しようとするものである。Therefore, according to the present invention, the operating state near the zero crossing, that is, the conduction time is changed within a region where the switching element has a margin without changing the load on the switching element in the vicinity of the peak of the AC input, and the efficiency is improved. It is intended to provide a cooker capable of obtaining high output.
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明高周波交流を発生するためのスイッチング素子を
含み高周波交番磁界を発生して負荷を誘導加熱する加熱
コイルを備えた誘導加熱調理器において、商用交流電源
と、該電源を全波整流する全波整流回路と、前記スイッ
チング素子及び加熱コイル並びにバイパスコンデンサを
有する高周波発生回路と、前記スイッチング素子を駆動
するドライブ回路と、前記整流回路の周波数と同一の周
波数を有し前記電源電圧の両ピーク値付近で最小となり
電源電圧のゼロクロス付近で最大となる基準波を発生す
る基準波発生回路と、該基準波発生回路から発生する前
記基準波が最大値に近づくにつれ前記スイッチング素子
の導通時間を長くし、また前記基準波が最小値に近づく
につれ前記スイッチング素子の導通時間を短くするよう
に前記ドライブ回路を制御する出力制御回路とを備えた
ものである。(D) Means for Solving the Problems The present invention provides a commercial AC power supply in an induction heating cooker including a heating coil that includes a switching element for generating a high frequency alternating current and generates a high frequency alternating magnetic field to induction heat a load. A full-wave rectifier circuit for full-wave rectifying the power supply, a high-frequency generation circuit having the switching element, a heating coil, and a bypass capacitor, a drive circuit for driving the switching element, and a frequency equal to the frequency of the rectifier circuit. A reference wave generating circuit that generates a reference wave that has a minimum value near both peak values of the power supply voltage and a maximum value near the zero crossing of the power supply voltage, and the reference wave generated from the reference wave generation circuit approaches the maximum value. As the conduction time of the switching element is increased, the conduction time of the switching element is increased as the reference wave approaches the minimum value. And an output control circuit for controlling the drive circuit so as to shorten the output voltage.
(ホ) 作用 スイッチングトランジスタ(8)の導通時間を決定するた
めの基準電位を商用交流電源(1)電圧の周期的な変化に
対応させて、電源(1)のゼロクロス付近で最大となり電
源(1)の両ピーク値付近で最小となるように電源(1)周波
に対して2倍の周波数を有した余弦波状の波形のものと
している。(E) Action The reference potential for determining the conduction time of the switching transistor (8) is maximized near the zero crossing of the power supply (1) by making it correspond to the periodical change of the commercial AC power supply (1) voltage. ) Is a cosine-shaped waveform having a frequency twice as high as the frequency of the power source (1) so that it becomes minimum near both peak values.
(ヘ) 実施例 以下本発明の一実施例について第1図〜第3図を参照に
して説明する。(F) Example One example of the present invention will be described below with reference to FIGS.
(1)は商用交流電源、(2)は全波整流回路、(3)は高周波
発生回路でありバイパスコンデンサ(4)・誘導加熱コイ
ル(5)・共振コンデンサ(6)・ダンパーダイオード(7)・
スイッチング素子としてのスイッチングトランジスタ
(8)とで構成されている。(9)は商用交流電源(1)を受け
て直流低電圧(以後VDDと称する)を発生する低電圧回
路である。(1) is a commercial AC power supply, (2) is a full-wave rectifier circuit, (3) is a high-frequency generator circuit, bypass capacitor (4), induction heating coil (5), resonant capacitor (6), damper diode (7)・
Switching transistor as switching element
It is composed of (8) and. A low voltage circuit (9) receives a commercial AC power source (1) and generates a DC low voltage (hereinafter referred to as V DD ).
(10)はバイパスコンデンサ(4)の加熱コイル(5)側端を入
力する基準発生回路であり、入力端は抵抗(11)と抵抗(1
2)との直列回路を介して接地される。この両抵抗(11)・
(12)の接続点(P)はインピーダンス素子例えば電界効果
トランジスタ(以後FETと記述)(13)のゲートが接続
し、ソースは接地、ドレインは抵抗(14)を介して出力制
御回路としての比較器(20)の側入力端に接続する。一
方VDDから抵抗(15)−可変抵抗(16)−抵抗(17)を介して
接地されており、可変抵抗(16)の設定ポイントは比較器
(20)の側入力端子に接続する。そしてこの基準波発生
回路(10)は電源(1)周波の2倍の周波数を有し、電源(1)
の両ピーク値に対し最小値をとり電源(1)のゼロクロス
付近に対して最大値をとるような基準波を発生させるも
のである。(10) is a reference generation circuit that inputs the heating coil (5) side end of the bypass capacitor (4), and the input end is a resistor (11) and a resistance (1
It is grounded via a series circuit with 2). Both resistors (11)
The connection point (P) of (12) is connected to an impedance element such as a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) (13) gate, the source is grounded, and the drain is a resistor (14) for comparison as an output control circuit. Connect to the side input of the device (20). On the other hand, it is grounded from V DD via resistor (15) -variable resistor (16) -resistor (17), and the set point of variable resistor (16) is the comparator.
Connect to the side input terminal of (20). This reference wave generation circuit (10) has a frequency twice that of the power supply (1),
It generates a reference wave that takes a minimum value for both peak values and takes a maximum value near the zero cross of the power supply (1).
(21)はスイッチングトランジスタ(8)の両端の電圧を拾
いその電圧に応じた周波数のパルス例えば第3a図に示
すようなノコギリ波を発生する発振器であり、その出力
は比較器(20)の側入力端に入力される。比較器(20)の
出力はドライブ回路(22)に入力され増幅されて高周波発
生回路(3)のスイッチングトランジスタ(8)のベースに入
力される。(23)は高周波発生回路(3)に辞自発振を行な
わせるための起動信号を発生する起動回路である。(24)
は加熱コイル(5)に高周波電流が供給されることにより
誘導加熱される負荷である。(21) is an oscillator which picks up the voltage across the switching transistor (8) and generates a pulse having a frequency corresponding to the voltage, for example, a sawtooth wave as shown in FIG. 3a, the output of which is the side of the comparator (20). It is input to the input terminal. The output of the comparator (20) is input to the drive circuit (22), amplified, and input to the base of the switching transistor (8) of the high frequency generation circuit (3). Reference numeral (23) is a starting circuit for generating a starting signal for causing the high frequency generation circuit (3) to oscillate automatically. (twenty four)
Is a load that is induction-heated by supplying a high-frequency current to the heating coil (5).
本発明の構成は以上の如くであり、次にその動作につい
て説明する。The configuration of the present invention is as described above, and its operation will be described below.
まず電源スイッチ(図示せず)を投入することにより、
電源(1)が供給される。このとき、調理器の天板上に適
切な負荷(24)が載置されているものとする。First, by turning on the power switch (not shown),
Power (1) is supplied. At this time, it is assumed that an appropriate load (24) is placed on the top plate of the cooker.
いま基準波発生回路(10)における可変抵抗(16)による設
定を設定範囲内で最大にしたとすると、比較器(20)の
側入力すなわち基準電位は設定範囲内で最大に設定され
る。一方、バイパスコンデンサ(4)の両端の電圧VC が
直列抵抗(11)・(12)の両端に印加されるため、全波整流
波形が分圧されて整流波形と相似な波形がP点に導出さ
れる。したがってFET(13)のゲート入力電圧はVC の
変化に応じて増減する。そしてFET(13)のドレイン・
ソース間のインピーダンスはゲート入力電圧により変化
し、ゲート入力電圧が増加するインピーダンスは低下
し、ゲート入力電圧が減少するとインピーダンスは上昇
する。FET(13)のドレインは抵抗(14)を介して可変抵
抗(16)の設定ポイントに接続されているので、FET(1
3)のインピーダンスが変化すると前記基準電位は変化す
ることになる。即ちVC の変化がFET(13)のドレイン
・ソース間のインピーダンス変化をもたらし基準電位を
変化させる。そしてその変化としては、VC の増加(減
少)>FET(13)のインピーダンス減少(増加)>基準
電位の低下(上昇)という一連の動作を伴ない、基準電
位はVC のピーク値付近で最小となり、VC のゼロクロ
ス付近で最大となる。(ただし基準電位の最小値は従来
の基準電位と等しくなるようにしてある)この結果第3
a図及び第3b図に示すように、バイパスコンデンサ
(4)の両端電圧VC の変化に伴ないスイッチングトラン
ジスタ(8)の導通時間が変化(VC がピークになるとき
最小(T1)、ゼロクロスするとき最大(T2))して第
2図(d)に示すような全波整流波形と相似ではなく略台
形的形状を成したスイッチングトランジスタ(8)の両端
電圧の包絡線を得る。この包絡線と零ラインとで囲まれ
る部分の面積すなわち加熱出力は従来に比して大きなも
のとなる。Assuming that the setting by the variable resistor (16) in the reference wave generation circuit (10) is maximized within the setting range, the side input of the comparator (20), that is, the reference potential is set to the maximum within the setting range. On the other hand, since the voltage V C across the bypass capacitor (4) is applied across the series resistors (11) and (12), the full-wave rectified waveform is divided, and a waveform similar to the rectified waveform appears at point P. Derived. Therefore, the gate input voltage of the FET (13) increases or decreases according to the change of V C. And the drain of FET (13)
The impedance between the sources changes with the gate input voltage, the impedance with increasing gate input voltage decreases, and the impedance with increasing gate input voltage increases. Since the drain of the FET (13) is connected to the set point of the variable resistor (16) via the resistor (14), the FET (1
When the impedance of 3) changes, the reference potential changes. That is, a change in V C causes a change in the drain-source impedance of the FET (13) to change the reference potential. The change is accompanied by a series of operations of increase (decrease) of V C > decrease (increase) of impedance of FET (13)> decrease (increase) of reference potential, and the reference potential is near the peak value of V C. It becomes the minimum and the maximum near the zero crossing of V C. (However, the minimum value of the reference potential is set to be equal to the conventional reference potential.)
As shown in Figures a and 3b, bypass capacitors
The conduction time of the switching transistor (8) changes with the change in the voltage V C across (4) (minimum (T 1 ) when V C reaches a peak, maximum (T 2 ) when zero crossing occurs) The envelope of the voltage across the switching transistor (8), which is not similar to the full-wave rectified waveform as shown in FIG. The area surrounded by the envelope and the zero line, that is, the heating output is larger than in the conventional case.
次に基準波発生回路(10)における可変抵抗(16)による設
定を設定範囲内で最小にしたとすると、比較器(20)の
側入力が最小に設定されて、それに伴なう基準電位波形
の最小値が設定範囲内で最小になる。そして前述せる動
作と同様な動作により最小出力設定での運転が行なわ
れ、スイッチングトランジスタ(8)のコレクタ・エミッ
タ間電圧のピーク値が設定範囲内で最小になる(第2図
(d)における台形的形状を成した包絡線の高さが最小と
なる)。Next, if the setting by the variable resistor (16) in the reference wave generation circuit (10) is minimized within the setting range, the side input of the comparator (20) is set to the minimum, and the reference potential waveform accompanying it is set. The minimum value of becomes the minimum within the setting range. The operation with the minimum output setting is performed by the same operation as described above, and the peak value of the collector-emitter voltage of the switching transistor (8) becomes the minimum within the setting range (Fig. 2).
The height of the trapezoidal shaped envelope in (d) is minimized).
また基準波発生回路(10)における可変抵抗(16)による設
定を設定範囲内で可変したとすると、設定に基づいた基
準電位の最小値が決まり、コレクタ・エミッタ間電圧の
ピーク値も決まる。If the setting by the variable resistor (16) in the reference wave generation circuit (10) is varied within the setting range, the minimum value of the reference potential based on the setting is determined, and the peak value of the collector-emitter voltage is also determined.
上述したようにスイッチングトランジスタ(8)の導通時
間を決めるための基準となる電位を電源(1)電圧の周期
的変化に対応させて2倍の周波数で周期的に変化するよ
うにしたことで効率の良いスイッチング素子の導通時間
を得ることができ加熱出力波形を改善して高効率の加熱
を実現できる。As described above, the potential used as the reference for determining the conduction time of the switching transistor (8) is changed at a frequency twice as high as that corresponding to the periodic change of the power supply (1) voltage. It is possible to obtain a good conduction time of the switching element, improve the heating output waveform, and realize highly efficient heating.
(ト) 発明の効果 本発明は以上の如くであり、高周波発振を行なうための
スイッチング素子の導通時間を決定するための基準電位
を商用交流電源電圧の周期的変化に対応させてゼロクロ
ス付近で最大となり、両ピーク値付近で最小となるよう
に電源周波の倍の周波数で周期的に変化させるようにし
たことで、効率の良い導通時間を決めることが可能とな
ると共に加熱出力波形を高効率なものとすることができ
る。(G) Effect of the Invention The present invention is as described above, and the reference potential for determining the conduction time of the switching element for performing high frequency oscillation is maximized in the vicinity of the zero cross in correspondence with the periodic change of the commercial AC power supply voltage. Therefore, it is possible to determine the conduction time with high efficiency and to change the heating output waveform with high efficiency by periodically changing the frequency at twice the power supply frequency so that it becomes minimum near both peak values. Can be one.
第1図は本発明の一実施例を示す電気回路図、第2図は
本発明の要部信号波形図、第3a図は第2図A時点付近
の波形拡大図、第3b図は第2図のB時点付近の拡大
図、第4図は従来例を示す電気回路図である。 (1)……商用交流電源、(3)……高周波発生回路、(4)…
…バイパスコンデンサ、(5)……加熱コイル、(8)……ス
イッチングトランジスタ、(10)……基準波発生回路、(1
3)……FET、(16)……可変抵抗、(20)……比較器、(2
1)……発振器、(22)……ドライブ回路。FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a signal waveform diagram of essential parts of the present invention, FIG. 3a is an enlarged waveform diagram near the time point of FIG. 2A, and FIG. FIG. 4 is an enlarged view in the vicinity of time B in the figure, and FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a conventional example. (1) …… Commercial AC power supply, (3) …… High frequency generator, (4)…
… Bypass capacitor, (5) …… Heating coil, (8) …… Switching transistor, (10) …… Reference wave generation circuit, (1
3) ... FET, (16) ... variable resistance, (20) ... comparator, (2
1) …… Oscillator, (22) …… Drive circuit.
Claims (1)
素子を含み高周波交番磁界を発生して負荷を誘導加熱す
る加熱コイルを備えた誘導加熱調理器において、商用交
流電源と、該電源を全波整流する全波整流回路と、前記
スイッチング素子及び加熱コイル並びにバイパスコンデ
ンサを有する高周波発生回路と、前記スイッチング素子
を駆動するドライブ回路と、前記整流回路の周波数と同
一の周波数を有し前記電源電圧の両ピーク値付近で最小
となり電源電圧のゼロクロス付近で最大となる基準波を
発生する基準波発生回路と、該基準波発生回路から発生
する前記基準波が最大値に近づくにつれ前記スイッチン
グ素子の導通時間を長くし、また前記基準波が最小値に
近づくにつれ前記スイッチング素子の導通時間を短くす
るように前記ドライブ回路を制御する出力制御回路とを
備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。1. An induction heating cooker including a heating coil that includes a switching element for generating high-frequency alternating current and generates a high-frequency alternating magnetic field to inductively heat a load, and a commercial alternating-current power source and full-wave rectification of the power source. A full-wave rectification circuit, a high-frequency generation circuit having the switching element, a heating coil, and a bypass capacitor, a drive circuit driving the switching element, and a power supply voltage having the same frequency as the rectification circuit. A reference wave generation circuit that generates a reference wave that becomes minimum near the peak value and becomes maximum near the zero cross of the power supply voltage, and the conduction time of the switching element as the reference wave generated from the reference wave generation circuit approaches the maximum value. The drive voltage is set so that the conduction time of the switching element is shortened as the reference wave approaches the minimum value. Induction heating cooker is characterized in that an output control circuit for controlling the blanking circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60134748A JPH0636395B2 (en) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | Induction heating cooker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60134748A JPH0636395B2 (en) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | Induction heating cooker |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61292877A JPS61292877A (en) | 1986-12-23 |
| JPH0636395B2 true JPH0636395B2 (en) | 1994-05-11 |
Family
ID=15135657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60134748A Expired - Lifetime JPH0636395B2 (en) | 1985-06-20 | 1985-06-20 | Induction heating cooker |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636395B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS5923490A (en) * | 1982-07-29 | 1984-02-06 | 三洋電機株式会社 | Induction heating cooking device |
| JPS6121393A (en) * | 1984-07-06 | 1986-01-30 | 東応工業株式会社 | Vacuum filler for fluid |
-
1985
- 1985-06-20 JP JP60134748A patent/JPH0636395B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61292877A (en) | 1986-12-23 |
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