JP4314705B2

JP4314705B2 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP4314705B2
Application number: JP35127199A
Authority: JP
Inventors: 武北泉; 泉生弘田; 貴弘宮内; 英樹大森
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: JP2001167865A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波磁界による誘導加熱を利用して調理を行う誘導加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の誘導加熱調理器について説明する。図１０は従来から使用されている誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。
【０００３】
電源１は商用電源でありダイオードブリッジ１３により整流され、高周波電流を供給する供給源として働く平滑コンデンサ２に伝達される。第一のチョークコイル３は電源１の正極に接続されており、第一のスイッチング素子４がターンオフするタイミングが零電流となる零電流スイッチングを行うように使用されている。また、第一のスイッチング素子４には第一のダイオード５が並列に接続されている。第一のダイオード５は、電流が第一のスイチング素子４と逆方向に流れる場合にこの電流を電源１側に環流するように作用する。第一のスイッチング素子４は、オン状態の時に加熱コイル６と共振コンデンサ７の共振周波数で共振する共振電流を発生する。また加熱コイル６は、この共振電流によって高周波磁界を発生する。この高周波磁界は、鍋８と鎖交して、鍋８は誘導加熱されるものである。第二のダイオード１２は、第一のスイッチング素子４のコレクタ電圧が上昇してクランプコンデンサ１０の電位より高くなったときに導通して、第一のスイッチング素子４のコレクタ電圧の上昇を抑えている。また第二のスイッチング素子１１は、第一のスイッチング素子４がオフすると同時にオンして、クランプコンデンサ１０が蓄えた電荷を放出する様に動作する。制御手段９はマイクロコンピュータなどを用いており、鍋８に供給する電力に応じて第一のスイッチング素子４と、第二のスイッチング素子１１とを制御している。
【０００４】
制御手段９は、第一のスイッチング素子４をスイッチング損失などを考慮して２０〜３０ｋＨｚで駆動している。また、鍋８に結合する加熱コイル６のインダクタンスと共振コンデンサ７の容量で決まる共振周波数を、スイッチング素子４の動作周波数の２倍以上に設定している。すなわち一回のスイッチング動作で２波形以上の共振電流が流れるような定数としている。換言すれば、例えば２０ｋＨｚでスイッチング素子４を駆動すると加熱コイル６には４０ｋＨｚ以上の高周波電流が供給されるものである。すなわち、加熱コイル６は４０ｋＨｚ以上の高周波磁界を発生するものである。鍋８としてアルミ鍋等を使用しているときには、これらの鍋を誘導加熱するためには４０ｋＨｚ以上の高周波磁界が必要となるものである。この理由は、２０ｋＨｚ程度の周波数であれば鍋の表皮抵抗が少なく十分な発熱が期待できないためである。そこで、前記説明したように４０ｋＨｚ以上の高周波磁界を加熱コイル６から発生させ、鍋の表皮抵抗が周波数の平方根に比例して増加する性質を利用して、誘導加熱を効率的に実行できるものである。上記構成における動作について説明する。図１１は、前記構成としたときに各部に流れる電流あるいは電圧の波形を示している。波形（ａ）は、第一のスイッチング素子４または第一のダイオード５に流れる共振電流Ｉｃを、波形（ｂ）は第一のスイッチング素子４のコレクタ−エミッタ間に生じる電圧Ｖｃｅを、波形（ｃ）は第二のスイッチング素子１１または第二のダイオード１２に流れる電流Ｉｓｃを、波形（ｄ）は第二のスイッチング素子１１のコレクタ−エミッタ間に生じる電圧Ｖｓｃｅを、波形（ｅ）は制御手段９が第一のスイッチング素子４に与えるゲート信号ＶＧＥを、波形（ｆ）は制御手段９が第二のスイッチング素子１１に与えるゲート信号ＶｓＧＥを示している。
【０００５】
制御手段９は第一のスイッチング素子４にゲート信号ＶＧＥを供給すると、第一のスイッチング素子４は導通する。この時、第一のスイッチング素子４には加熱コイル６と共振コンデンサ７で生じた共振電流Ｉｃが流れる。この共振電流Ｉｃの周波数は、第一のスイッチング素子４のゲート信号ＶＧＥの周波数より２倍以上高いため、２波形以上の共振電流が一回のスイッチング動作で流れるものである。鍋８にはこの共振電流の共振周波数で決まる高周波磁界が供給されることになる。つまり、通常の２倍以上の周波数で駆動している状態と同様な効果が得られることになる。
【０００６】
この後、必要なパワーを供給した後、制御手段９は第一のダイオード５に電流が流れているタイミングで第一のスイッチング素子４をオフする。この時、第二のスイッチング素子１１をオンして、クランプコンデンサ１０に蓄えられた電荷を放出する。この間に第一のスイッチング素子４のコレクタ電圧は共振波形で上昇することになる。このとき、クランプコンデンサ１０の電圧より第一のスイッチング素子４のコレクタ電圧が高くなると、第二のダイオード１２は導通状態になり、クランプコンデンサ１０を充電して第一のスイッチング素子４のコレクタ電圧を一定電圧にクランプする。この間に、制御手段９は第二のスイッチング素子１１をオフ状態にしておく。その後、制御手段９は第一のスイッチング素子４を導通状態にし、以降この動作を繰り返すことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の誘導加熱調理器は、アルミ鍋や多層鍋を加熱するときに、加熱電力を調整することができないという課題を有している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電源に並列に接続したダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジに並列に接続した平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの一端に一端を接続した第一のチョークコイルと、前記第一のチョークコイルの他端と前記平滑コンデンサの他端に接続した第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子に逆並列に接続した第一のダイオードと、前記第一のスイッチング素子に並列に接続した加熱コイルと共振コンデンサの直列回路と、前記第一のチョークコイルの両端に接続したクランプコンデンサと第二のスイッチング素子の直列回路と、前記第二のスイッチング素子に逆並列に接続した第二のダイオードと、前記第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の導通を制御する制御手段を備え、前記制御手段はアルミ鍋や多層鍋を誘導加熱すべく鍋に結合する前記加熱コイルと共振コンデンサの共振周波数を前記第一のスイッチング素子の動作周波数の２倍以上の周波数に設定するとともに、前記制御手段は、鍋への供給する電力を小さくする場合、第一のスイッチング素子のオフ時間を長くするとともに、第一のスイッチング素子がオフ期間にクランプコンデンサに蓄えられた電荷を放出すべく第二のスイッチング素子をオン状態にするようにして、アルミ鍋や多層鍋であっても鍋に供給する電力を調整できる誘導加熱調理器としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、電源に並列に接続したダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジに並列に接続した平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの一端に一端を接続した第一のチョークコイルと、前記第一のチョークコイルの他端と前記平滑コンデンサの他端に接続した第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子に逆並列に接続した第一のダイオードと、前記第一のスイッチング素子に並列に接続した加熱コイルと共振コンデンサの直列回路と、前記第一のチョークコイルの両端に接続したクランプコンデンサと第二のスイッチング素子の直列回路と、前記第二のスイッチング素子に逆並列に接続した第二のダイオードと、前記第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の導通を制御する制御手段を備え、前記制御手段はアルミ鍋や多層鍋を誘導加熱すべく鍋に結合する前記加熱コイルと共振コンデンサの共振周波数を前記第一のスイッチング素子の動作周波数の２倍以上の周波数に設定するとともに、前記制御手段は、鍋への供給する電力を小さくする場合、第一のスイッチング素子のオフ時間を長くするとともに、第一のスイッチング素子がオフ期間にクランプコンデンサに蓄えられた電荷を放出すべく第二のスイッチング素子をオン状態にするようにして、アルミ鍋や多層鍋であっても鍋に供給する電力を調整できる誘導加熱調理器としている。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、電源に並列に接続したダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジに並列に接続した平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの一端に一端を接続した第一のチョークコイルと、前記第一のチョークコイルの他端と前記平滑コンデンサの他端に接続した第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子に逆並列に接続した第一のダイオードと、前記第一のスイッチング素子に並列に接続した加熱コイルと共振コンデンサの直列回路と、前記第一のチョークコイルの両端に接続したクランプコンデンサと第二のスイッチング素子の直列回路と、前記第二のスイッチング素子に逆並列に接続した第二のダイオードと、前記第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の導通を制御する制御手段を備え、前記制御手段はアルミ鍋や多層鍋を誘導加熱すべく鍋に結合する前記加熱コイルと共振コンデンサの共振周波数を前記第一のスイッチング素子の動作周波数の２倍以上の周波数に設定するとともに、前記制御手段は、鍋への供給電力を大きくする場合には第二のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数を減少するように前記第二のスイッチング素子のオン時間を短くし、鍋への供給電力を小さくする場合には、第二のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数を増加するように前記第二のスイッチング素子のオン時間を長くするように制御するようにして、アルミ鍋や多層鍋であっても鍋に供給する電力を調整できる誘導加熱調理器としている。
【００１１】
請求項３に記載した発明は、電源に並列に接続したダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジに並列に接続した平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの一端に一端を接続した第一のチョークコイルと、前記第一のチョークコイルの他端と前記平滑コンデンサの他端に接続した第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子に逆並列に接続した第一のダイオードと、前記第一のスイッチング素子に並列に接続した加熱コイルと共振コンデンサの直列回路と、前記第一のチョークコイルの両端に接続したクランプコンデンサと第二のスイッチング素子の直列回路と、前記第二のスイッチング素子に逆並列に接続した第二のダイオードと、前記第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の導通を制御する制御手段を備え、前記制御手段はアルミ鍋や多層鍋を誘導加熱すべく鍋に結合する前記加熱コイルと共振コンデンサの共振周波数を前記第一のスイッチング素子の動作周波数の２倍以上の周波数に設定するとともに、前記制御手段は、鍋への供給電力を大きくする場合には第一のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数を増加するように前記第一のスイッチング素子のオン時間を長くし、鍋への供給電力が小さくする場合には第一のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数を増加するように前記第一のスイッチング素子のオン時間を短くするように制御するように制御して、アルミ鍋や多層鍋であっても鍋に供給する電力を調整できる誘導加熱調理器としている。
【００１２】
請求項４に記載した発明は、制御手段は、鍋に供給する電力の調整を、第一のスイッチング素子または第二のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、前記第一のスイッチング素子を通過する共振電流の周期の数と前記第二のスイッチング素子を通過する共振電流の周期の数の合計が常に一定になるように、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のオン時間を制御するようにして、アルミ鍋や多層鍋であっても鍋に供給する電力を調整でき、また発振周波数を一定にしたままで出力電力を調整でき、２つ以上の誘導加熱調理器を同時に動作させた場合に生じる鍋干渉音を防止することもできる誘導加熱調理器としている。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明の第１の実施例について説明する。図１は本実施例の誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。本実施例が従来例と異なるのは第一のスイッチング素子５及び第二のスイッチング素子１１を制御している制御手段１５の制御方法が異なる点である。
【００１４】
電源１は商用電源であり、ダイオードブリッジ１３によって整流され、高周波電流を供給する供給源として働く平滑コンデンサ２に伝達される。第一のチョークコイル３は電源１の正極に接続されており、第一のスイッチング素子４がターンオフするタイミングが零となる零電流スイッチングを行うように作用している。また、第一のスイッチング素子４には第一のダイオード５が並列に接続されており、第一のスイッチング素子４に流れる電流が、第一のスイチング素子４と逆方向に流れる場合には、電源１側に環流するように作用する。第一のスイッチング素子４は、オン状態の時に加熱コイル６と共振コンデンサ７で決まる共振周波数の共振電流を発生して、加熱コイル６にこの共振電流を供給する。加熱コイル６は、この共振電流によって高周波磁界を発生する。この高周波磁界は鍋８に鎖交して、鍋８は誘導加熱され発熱する。
【００１５】
第二のダイオード１２は、第一のスイッチング素子４のコレクタ電圧が上昇してクランプコンデンサ１０の電位より高くなると導通するもので、このため第一のスイッチング素子４のコレクタ電圧の上昇は抑えられる。従って、第一のスイッチング素子４としては耐圧定格の低い、換言すれば汎用のスイッチング素子を使用することができるものである。また第二のスイッチング素子１１は、第一のスイッチング素子４がオフすると同時にオン状態となって、クランプコンデンサ１０が蓄えた電荷を放出させる。
【００１６】
制御手段１５にはマイクロコンピュータなどを用いており、予め設定されている出力電力を基準として、鍋８に供給する電力に応じて第一のスイッチング素子４を、またこのとき、クランプ動作に応じて第二のスイッチング素子１１を制御している。従来例でも説明しているように、制御手段９は、第一のスイッチング素子４をスイッチング損失などを考慮して２０〜３０ｋＨｚで駆動している。また、鍋８に結合する加熱コイル６のインダクタンスと共振コンデンサ７の容量で決まる共振周波数を、スイッチング素子４の動作周波数の２倍以上に設定している。すなわち一回のスイッチング動作で２波形以上の共振電流が流れるような定数としている。換言すれば、例えば２０ｋＨｚでスイッチング素子４を駆動すると加熱コイル６には４０ｋＨｚ以上の高周波電流が供給されるものである。すなわち、加熱コイル６は４０ｋＨｚ以上の高周波磁界を発生するものである。鍋８としてアルミ鍋等を使用しているときには、これらの鍋を誘導加熱するためには４０ｋＨｚ以上の高周波磁界が必要となるものである。この理由は、２０ｋＨｚ程度の周波数であれば鍋の表皮抵抗が少なく十分な発熱が期待できないためである。そこで、前記説明したように４０ｋＨｚ以上の高周波磁界を加熱コイル６から発生させ、鍋の表皮抵抗が周波数の平方根に比例して増加する性質を利用して、誘導加熱を効率的に実行できるものである。
【００１７】
以下、本実施例の動作について説明する。図２と図３は制御手段１５が動作している状態での誘導加熱調理器の各部の波形を示している。図２は、鍋８に供給する電力が基準値よりも大きい場合を、図３は鍋８に供給する電力が基準値よりも小さい場合を示している。また、波形（ａ）は第一のスイッチング素子４または第一のダイオード５に流れる共振電流Ｉｃを、波形（ｂ）は第二のスイッチング素子１１または第二のダイオード１２に流れる電流Ｉｓｃを、波形（ｃ）は制御手段１５が第一のスイッチング素子４に与えるゲート信号ＶＧＥを、（ｄ）は制御手段１５が第二のスイッチング素子１１に与えるゲート信号ＶｓＧＥを示している。
【００１８】
制御手段１５が第一のスイッチング素子４にゲート信号ＶＧＥを供給すると、第一のスイッチング素子４は導通する。すなわち、第一のスイッチング素子４には加熱コイル６と共振コンデンサ７で生じた共振電流Ｉｃが流れることになる。ここで、共振電流Ｉｃの周波数はゲート信号ＶＧＥの周波数より２倍以上高いため、２波形以上の共振電流が一回のスイッチング動作で流れるものである。つまり、通常の２倍以上の周波数で駆動している状態と同様な効果が得られることになる。
【００１９】
この後、必要なパワーを供給した後、制御手段９は第一のダイオード５に電流が流れているタイミングで第一のスイッチング素子４をオフする。この時、第二のスイッチング素子１１をオン状態にしてクランプコンデンサ１０が蓄えた電荷を放出する。この間に第一のスイッチング素子４のコレクタ電圧は共振波形で上昇する。ここで、クランプコンデンサ１０の電圧より第一のスイッチング素子４のコレクタ電圧よりも高くなると、第二のダイオード１２は導通状態になり、クランプコンデンサ１０を充電して第一のスイッチング素子４のコレクタ電圧を一定電圧にクランプする。この間に、制御手段９は第二のスイッチング素子１１をオフ状態にしておく。その後、制御手段９は第一のスイッチング素子４を導通状態にし、以降この動作を繰り返すことになる。
【００２０】
ここで、制御手段１５は、鍋８に供給する電力が基準値よりも大きい場合には、第二のスイッチング素子１２を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数が現在よりも増加するように、かつ周期の数が整数となるタイミングで第二のスイッチング素子をオンするように制御しているものである。すなわち、第一のスイッチング素子４がオフしている時間が現在よりも短くなるように制御しているものである。
【００２１】
また、制御手段１５は、鍋８に供給する電力が基準値よりも小さい場合には、第一のスイッチング素子４のオフ時間が現在よりも長くなるように制御しているものである。但し、再び第一のスイッチング素子４をオンする際には、第二のスイッチング素子１１がオフしている期間であることが必要なため、第二のスイッチング素子１１がオフし手いる状態で、第二のダイオード１２に電流が流れている区間でオフ時間を調整しているものである。
【００２２】
以上のように本実施例によれば、制御手段１５が第一のスイッチング素子４のオフ時間を制御するようにして、鍋８に供給する電力を調整することが可能で、多層鍋やアルミ鍋の加熱が可能な誘導加熱調理器を実現しているものである。
【００２３】
（実施例２）
続いて本発明の第２の実施例について説明する。図４と図５は、本実施例の制御手段１５としたときの各部の波形を示している。図４は、鍋８に供給する電力が基準値よりも大きい場合を、図５は鍋８に供給する電力が基準値よりも小さい場合を示している。またそれぞれ、波形（ａ）は第一のスイッチング素子４または第一のダイオード５に流れる共振電流Ｉｃを、波形（ｂ）は第二のスイッチング素子１１または第二のダイオード１２に流れる電流Ｉｓｃを、波形（ｃ）は制御手段１５が第一のスイッチング素子４に供給するゲート信号ＶＧＥを、波形（ｄ）は制御手段１５が第二のスイッチング素子１１に与える駆動信号ＶｓＧＥを示している。
【００２４】
本実施例では、鍋８に供給する電力が基準値よりも大きい場合には、制御手段１５は第二のスイッチング素子１１のオン時間を短くするように制御している。すなわち、第二のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数が現在よりも減少するように、かつ周期の数が整数となるタイミングで第二のスイッチング素子１１をオンするように制御しているものである。
【００２５】
また、鍋８に供給する電力が基準値よりも少ない場合には、制御手段１５は第二のスイッチング素子１１のオン時間を長くするように制御している。すなわち、第二のスイッチング素子１１を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数が現在よりも増加するように、かつ周期の数が整数となるタイミングで第二のスイッチング素子１１をオンするように制御しているものである。
【００２６】
以上のように本実施例によれば、制御手段１５は、鍋８に供給する電力が基準値よりも大きいときには、第二のスイッチング素子１１を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数が現在よりも増加するように、かつ周期の数が整数となるタイミングで第二のスイッチング素子１１をオンするように制御し、鍋８に供給する電力が基準値よりも少ないときは、第二のスイッチング素子１１を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数が現在よりも減少するように、かつ周期の数が整数となるタイミングで第二のスイッチング素子１１をオンするように制御しているものである。このため、鍋８がアルミ鍋や多層鍋であっても、供給する電力を調整でき、効率よく加熱することができる誘導加熱調理器を実現するものである。
【００２７】
（実施例３）
続いて本発明の第３の実施例について説明する。図６と図７は、本実施例の制御手段１５としたときの各部の波形を示している。図６は、鍋８に供給する電力が基準値よりも大きい場合を、図７は鍋８に供給する電力が基準値よりも小さい場合を示している。またそれぞれ、波形（ａ）は第一のスイッチング素子４または第一のダイオード５に流れる共振電流Ｉｃを、波形（ｂ）は第二のスイッチング素子１１または第二のダイオード１２に流れる電流Ｉｓｃを、波形（ｃ）は制御手段１５が第一のスイッチング素子４に供給するゲート信号ＶＧＥを、波形（ｄ）は制御手段１５が第二のスイッチング素子１１に与える駆動信号ＶｓＧＥを示している。
【００２８】
本実施例では、鍋８に供給する電力が基準値よりも大きい場合には、制御手段１５は第一のスイッチング素子４のオン時間を長くするように制御している。すなわち第一のスイッチング素子４を通過する共振電流Ｉｃの数が多くなるように制御している。つまり通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数が現在よりも増加するように、かつ周期の数が整数となるタイミングで第一のスイッチング素子４をオンするように制御しているものである。また鍋８に供給する電力が基準値よりも少ない場合には、第二のスイッチング素子４のオン時間を短くするように制御するものである。すなわち第一のスイッチング素子４を通過する共振電流Ｉｃの数が少なくなるように制御している。つまり通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数が現在よりも減少するように、かつ周期の数が整数となるタイミングで第一のスイッチング素子４をオンするように制御しているものである。
【００２９】
このように制御することによって、鍋８に供給する電力を、第一のスイッチング素子４を通過する共振電流の個数で制御することができ、かつ第二のスイッチング素子１１を流れる電流値が零の時にスイッチングすることが可能になる。
【００３０】
以上のように本実施例によれば、制御手段１５が、鍋８に供給する電力が基準値よりも大きいときには、第一のスイッチング素子４を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数が現在よりも増加するように、かつ周期の数が整数となるタイミングで第一のスイッチング素子４をオンするように、また鍋８に供給する電力が基準値よりも少ないときは、第一のスイッチング素子４を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数が現在よりも減少するように、かつ周期の数が整数となるタイミングで第一のスイッチング素子４をオンするように制御するようにして、アルミ鍋や多層鍋であっても鍋に供給する電力を調整できる誘導加熱調理器を実現している。
【００３１】
（実施例４）
続いて本発明の第４の実施例について説明する。図８と図９は、本実施例の制御手段１５としたときの各部の波形を示している。図８は、鍋８に供給する電力が基準値よりも大きい場合を、図９は鍋８に供給する電力が基準値よりも小さい場合を示している。またそれぞれ、波形（ａ）は第一のスイッチング素子４または第一のダイオード５に流れる共振電流Ｉｃを、波形（ｂ）は第二のスイッチング素子１１または第二のダイオード１２に流れる電流Ｉｓｃを、波形（ｃ）は制御手段１５が第一のスイッチング素子４に供給するゲート信号ＶＧＥを、波形（ｄ）は制御手段１５が第二のスイッチング素子１１に与える駆動信号ＶｓＧＥを示している。
【００３２】
本実施例では制御手段１５は、鍋８に供給する電力の調整を、第一のスイッチング素子４または第二のスイッチング素子１１を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、第一のスイッチング素子４を通過する共振電流の周期の数と第二のスイッチング素子１１を通過する共振電流の周期の数の合計が常に一定となるように、かつ周期の数が整数となるタイミングで第一のスイッチング素子または第二のスイッチング素子をオンするように制御しているものである。すなわち、図８に示しているＶＧＥとＶｓＧＥで決まる周期中に第一のスイッチング素子４を通過する共振電流Ｉｃと第二のスイッチング素子１１を通過する共振電流Ｉｓｃの数の合計と、図９に示しているＶＧＥとＶｓＧＥで決まる周期中に第一のスイッチング素子４を通過する共振電流Ｉｃと第二のスイッチング素子１１を通過する共振電流Ｉｓｃの数の合計とは一定の数となっているものである。
【００３３】
また、前記実施例で説明しているように、鍋８に供給する電力が基準値よりも大きい場合には、第一のスイッチング素子４を通過する共振電流Ｉｃの数を多くし、第二のスイッチング素子１１を通過する共振電流Ｉｓｃの数を少なくするように制御し、鍋８に供給する電力が基準値よりも少ない場合には、第一のスイッチング素子４を通過する共振電流Ｉｃの数を少なくし、第二のスイッチング素子１１を通過する共振電流Ｉｓｃの数を多くするように制御しているものである。以上のように制御することによって、動作周波数を一定に制御できるものである。従って、例えば２台以上の誘導加熱調理器を動作させた時に発振周波数の違いによって生じる鍋の干渉音を防止することができる。
【００３４】
以上の様に本実施例によれば、制御手段１５が、鍋８に供給する電力の調整を、第一のスイッチング素子４または第二のスイッチング素子１１を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、第一のスイッチング素子４を通過する共振電流の周期の数と第二のスイッチング素子１１を通過する共振電流の周期の数の合計が常に一定となるように、かつ周期の数が整数となるタイミングで第一のスイッチング素子４または第二のスイッチング素子１１をオンするように制御するようにして、アルミ鍋や多層鍋であっても鍋に供給する電力を調整でき、また発振周波数を一定にしたままで出力電力を調整でき、２つ以上の誘導加熱調理器を同時に動作させた場合に生じる鍋干渉音を防止することもできる誘導加熱調理器を実現するものである。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明は、電源に並列に接続したダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジに並列に接続した平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの一端に一端を接続した第一のチョークコイルと、前記第一のチョークコイルの他端と前記平滑コンデンサの他端に接続した第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子に逆並列に接続した第一のダイオードと、前記第一のスイッチング素子に並列に接続した加熱コイルと共振コンデンサの直列回路と、前記第一のチョークコイルの両端に接続したクランプコンデンサと第二のスイッチング素子の直列回路と、前記第二のスイッチング素子に逆並列に接続した第二のダイオードと、前記第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の導通を制御する制御手段を備え、前記制御手段はアルミ鍋や多層鍋を誘導加熱すべく鍋に結合する前記加熱コイルと共振コンデンサの共振周波数を前記第一のスイッチング素子の動作周波数の２倍以上の周波数に設定するとともに、前記制御手段は、鍋への供給する電力を小さくする場合、第一のスイッチング素子のオフ時間を長くするとともに、第一のスイッチング素子がオフ期間にクランプコンデンサに蓄えられた電荷を放出すべく第二のスイッチング素子をオン状態にすることによって鍋に供給する電力を調整する構成として、アルミ鍋や多層鍋であっても鍋に供給する電力を調整できる誘導加熱調理器を実現するものである。
【００３６】
請求項２に記載した発明は、電源に並列に接続したダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジに並列に接続した平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの一端に一端を接続した第一のチョークコイルと、前記第一のチョークコイルの他端と前記平滑コンデンサの他端に接続した第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子に逆並列に接続した第一のダイオードと、前記第一のスイッチング素子に並列に接続した加熱コイルと共振コンデンサの直列回路と、前記第一のチョークコイルの両端に接続したクランプコンデンサと第二のスイッチング素子の直列回路と、前記第二のスイッチング素子に逆並列に接続した第二のダイオードと、前記第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の導通を制御する制御手段を備え、前記制御手段はアルミ鍋や多層鍋を誘導加熱すべく鍋に結合する前記加熱コイルと共振コンデンサの共振周波数を前記第一のスイッチング素子の動作周波数の２倍以上の周波数に設定するとともに、前記制御手段は、鍋への供給電力を大きくする場合には第二のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数を減少するように前記第二のスイッチング素子のオン時間を短くし、鍋への供給電力を小さくする場合には、第二のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数を増加するように前記第二のスイッチング素子のオン時間を長くするように制御する構成として、アルミ鍋や多層鍋であっても鍋に供給する電力を調整できる誘導加熱調理器を実現するものである。
【００３７】
請求項３に記載した発明は、電源に並列に接続したダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジに並列に接続した平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの一端に一端を接続した第一のチョークコイルと、前記第一のチョークコイルの他端と前記平滑コンデンサの他端に接続した第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子に逆並列に接続した第一のダイオードと、前記第一のスイッチング素子に並列に接続した加熱コイルと共振コンデンサの直列回路と、前記第一のチョークコイルの両端に接続したクランプコンデンサと第二のスイッチング素子の直列回路と、前記第二のスイッチング素子に逆並列に接続した第二のダイオードと、前記第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の導通を制御する制御手段を備え、前記制御手段はアルミ鍋や多層鍋を誘導加熱すべく鍋に結合する前記加熱コイルと共振コンデンサの共振周波数を前記第一のスイッチング素子の動作周波数の２倍以上の周波数に設定するとともに、前記制御手段は、鍋への供給電力を大きくする場合には第一のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数を増加するように前記第一のスイッチング素子のオン時間を長くし、鍋への供給電力が小さくする場合には第一のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数を増加するように前記第一のスイッチング素子のオン時間を短くするように制御する構成として、アルミ鍋や多層鍋であっても鍋に供給する電力を調整できる誘導加熱調理器を実現できるものである。
【００３８】
請求項４に記載した発明は、制御手段は、鍋に供給する電力の調整を、第一のスイッチング素子または第二のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、前記第一のスイッチング素子を通過する共振電流の周期の数と前記第二のスイッチング素子を通過する共振電流の周期の数の合計が常に一定になるように、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のオン時間を制御する構成として、アルミ鍋や多層鍋であっても鍋に供給する電力を調整でき、また発振周波数を一定にしたままで出力電力を調整でき、２つ以上の誘導加熱調理器を同時に動作させた場合に生じる鍋干渉音を防止することもできる誘導加熱調理器を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である誘導加熱調理器の構成を示す回路図
【図２】同、鍋に供給する電力が基準値よりも大きい場合の各部の動作を示す波形図
【図３】同、鍋に供給する電力が基準値よりも少ない場合の各部の動作を示す波形図
【図４】本発明の第２の実施例である誘導加熱調理器の、鍋に供給する電力が基準値よりも大きい場合の各部の動作を示す波形図
【図５】同、鍋に供給する電力が基準値よりも少ない場合の各部の動作を示す波形図
【図６】本発明の第３の実施例である誘導加熱調理器の、鍋に供給する電力が基準値よりも大きい場合の各部の動作を示す波形図
【図７】同、鍋に供給する電力が基準値よりも少ない場合の各部の動作を示す波形図
【図８】本発明の第４の実施例である誘導加熱調理器の、鍋に供給する電力が基準値よりも大きい場合の各部の動作を示す波形図
【図９】同、鍋に供給する電力が基準値よりも少ない場合の各部の動作を示す波形図
【図１０】従来の誘導加熱調理器の回路構成の例を示す図
【図１１】同、各部の動作を示す波形図
【符号の説明】
１電源
２平滑コンデンサ
３第一のチョークコイル
４第一のスイッチング素子
５第一のダイオード
６加熱コイル
７共振コンデンサ
８鍋
９制御手段
１０クランプコンデンサ
１１第二のスイッチング素子
１２第二のダイオード
１３ダイオードブリッジ
１５制御手段

Claims

電源に並列に接続したダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジに並列に接続した平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの一端に一端を接続した第一のチョークコイルと、前記第一のチョークコイルの他端と前記平滑コンデンサの他端に接続した第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子に逆並列に接続した第一のダイオードと、前記第一のスイッチング素子に並列に接続した加熱コイルと共振コンデンサの直列回路と、前記第一のチョークコイルの両端に接続したクランプコンデンサと第二のスイッチング素子の直列回路と、前記第二のスイッチング素子に逆並列に接続した第二のダイオードと、前記第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の導通を制御する制御手段を備え、前記制御手段はアルミ鍋や多層鍋を誘導加熱すべく鍋に結合する前記加熱コイルと共振コンデンサの共振周波数を前記第一のスイッチング素子の動作周波数の２倍以上の周波数に設定するとともに、前記制御手段は、鍋への供給する電力を小さくする場合、第一のスイッチング素子のオフ時間を長くするとともに、第一のスイッチング素子がオフ期間にクランプコンデンサに蓄えられた電荷を放出すべく第二のスイッチング素子をオン状態にする誘導加熱調理器。
電源に並列に接続したダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジに並列に接続した平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの一端に一端を接続した第一のチョークコイルと、前記第一のチョークコイルの他端と前記平滑コンデンサの他端に接続した第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子に逆並列に接続した第一のダイオードと、前記第一のスイッチング素子に並列に接続した加熱コイルと共振コンデンサの直列回路と、前記第一のチョークコイルの両端に接続したクランプコンデンサと第二のスイッチング素子の直列回路と、前記第二のスイッチング素子に逆並列に接続した第二のダイオードと、前記第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の導通を制御する制御手段を備え、前記制御手段はアルミ鍋や多層鍋を誘導加熱すべく鍋に結合する前記加熱コイルと共振コンデンサの共振周波数を前記第一のスイッチング素子の動作周波数の２倍以上の周波数に設定するとともに、前記制御手段は、鍋への供給電力を大きくする場合には第二のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数を減少するように前記第二のスイッチング素子のオン時間を短くし、鍋への供給電力を小さくする場合には、第二のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数を増加するように前記第二のスイッチング素子のオン時間を長くするように制御する誘導加熱調理器。
電源に並列に接続したダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジに並列に接続した平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの一端に一端を接続した第一のチョークコイルと、前記第一のチョークコイルの他端と前記平滑コンデンサの他端に接続した第一のスイッチング素子と、前記第一のスイッチング素子に逆並列に接続した第一のダイオードと、前記第一のスイッチング素子に並列に接続した加熱コイルと共振コンデンサの直列回路と、前記第一のチョークコイルの両端に接続したクランプコンデンサと第二のスイッチング素子の直列回路と、前記第二のスイッチング素子に逆並列に接続した第二のダイオードと、前記第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の導通を制御する制御手段を備え、前記制御手段はアルミ鍋や多層鍋を誘導加熱すべく鍋に結合する前記加熱コイルと共振コンデンサの共振周波数を前記第一のスイッチング素子の動作周波数の２倍以上の周波数に設定するとともに、前記制御手段は、鍋への供給電力を大きくする場合には第一のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数を増加するように前記第一のスイッチング素子のオン時間を長くし、鍋への供給電力が小さくする場合には第一のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、この周期の数を増加するように前記第一のスイッチング素子のオン時間を短くするように制御する誘導加熱調理器。
制御手段は、鍋に供給する電力の調整を、第一のスイッチング素子または第二のスイッチング素子を通過する共振電流が０から立ち上がって０に達するまでを１周期としてカウントして、前記第一のスイッチング素子を通過する共振電流の周期の数と前記第二のスイッチング素子を通過する共振電流の周期の数の合計が常に一定になるように、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のオン時間を制御する請求項２〜３いずれか一項記載の誘導加熱調理器。