(57)【要約】      （修正有）【課題】雑音防止コンデンサや雑音除去用コイルを小容量の物にしながら、特別にスイッチング素子の部品裕度を大きくする事無く使い勝手の良い調理器用の誘導加熱装置を提供する。【解決手段】交流電源を整流して直流電源に変換する整流回路２と、直流電源をスイッチング素子により高周波電流に変換して加熱コイルおよび共振コンデンサを有する共振回路９に供給し、加熱コイル６の近傍に配置された負荷８を加熱するインバータ部１２と、直流電源を流れる電流を検知する電流検出手段１４と、負荷を加熱する時に、電流検出手段を処理し出力電力の把握を行い、スイッチング素子のＯＮ時間を変更する制御手段とを備え、制御手段は、スイッチング素子のＯＮ時間の変更は増加分と減算分とを略同じにするものである。【選択図】図１
2019040785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を整流して直流電源に変換する整流回路と、
前記直流電源をスイッチング素子により高周波電流に変換して加熱コイルおよび共振コンデンサを有する共振回路に供給し、
前記加熱コイルの近傍に配置された負荷を加熱するインバータ部と、
前記直流電源を流れる電流を検知する電流検出手段と、
前記負荷を加熱する時に、前記電流検出手段を処理し出力電力の把握を行い、前記スイッチング素子のＯＮ時間を変更する制御手段とを備え、
該制御手段は、前記スイッチング素子のＯＮ時間の変更は増加分と減算分とを略同じにすることを特徴とする調理器用の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調理器用の誘導加熱装置のインバータ制御回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、誘導加熱器のインバータから発せられる電気的雑音を低減する方法として、スイッチング素子のオンオフの周波数を決定する発振手段の発振周波数を、基本周波数（ｆ０）を中心に周波数をｆ０→ｆ０＋Δｆ→ｆ０−Δｆ→ｆ０と上下に変化させて制御することで雑音成分を低減する誘導加熱調理器が特許文献１に公開されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５５３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の場合、基本周波数（ｆ０）を中心に周波数をｆ０→ｆ０＋Δｆ→ｆ０−Δｆ→ｆ０と上下に変化させて制御を行っている過程で、周波数をｆ０＋Δｆからｆ０−Δｆと急激に変動させるタイミングが発生する。
【０００５】
この周波数に基づいて高速でＯＮ，ＯＦＦしているスイッチング素子には、加熱コイルと共振コンデンサからなる共振回路が接続され、また加熱コイルで加熱される負荷（鍋）の大きさ、材質、載置位置によって流れる電流が異なる。さらに、調理中に負荷の位置が常に変化する場合があり、その場合も同様に流れる電流が変化する。
【０００６】
このような使われ方の時、前記高速でＯＮ，ＯＦＦしているスイッチング素子の周波数を前記急激に変化させたタイミングと前記負荷の移動とが重なった場合、スイッチング素子のＯＮ，ＯＦＦタイミングとスイッチング素子を流れる電流の変化でスイッチング素子の損出が大きくなりスイッチング素子を損傷する可能性があるため、回路設計に時間を要し、回路と部品の裕度を大きくとる必要が予想される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、交流電源を整流して直流電源に変換する整流回路と、前記直流電源をスイッチング素子により高周波電流に変換して加熱コイルおよび共振コンデンサを有する共振回路に供給し、前記加熱コイルの近傍に配置された負荷を加熱するインバータ部と、前記直流電源を流れる電流を検知する電流検出手段と、前記負荷を加熱する時に、前記電流検出手段を処理し出力電力の把握を行い、前記スイッチング素子のＯＮ時間を変更する制御手段とを備え、該制御手段は、前記スイッチング素子のＯＮ時間の変更は増加分と減算分とを略同じにするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、雑音防止コンデンサや雑音除去用コイルを小容量の物にしながら、特別にスイッチング素子の部品裕度を大きくする事無く使い勝手の良い調理器用の誘導加熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来及び本発明の一実施例を示すインバータ制御回路の回路ブロック図である。
【図２】本発明のおけるスイッチング素子１０の電流電圧波形を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施例についてジャー炊飯器を例に図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の誘導加熱装置のインバータ制御回路の一実施例の回路ブロック図である。
【００１２】
図において、１は交流の商用電源である。２は整流回路で、複数の整流器で構成され、入力は交流の商用電源１に接続され、商用電源１から供給される交流電源を整流して直流電源に変換し出力する。チョークコイル３の一端は電流検出手段１４を介して整流回路２のプラス端子に接続され、他端は平滑コンデンサ４の一端（高圧側端子）と接続され、平滑コンデンサ４の他端は接地される。５は平滑回路で、チョークコイル３と平滑コンデンサ４とで形成され、整流回路２が出力した直流電源を平滑する。
【００１３】
６は加熱コイルで、共振コンデンサ７に並列に接続され、その一端は平滑コンデンサ４の高圧側端子に接続される。８はＩＨジャー炊飯器の内釜（負荷）で、加熱コイル６の近傍に配置され、加熱コイル６の発生する磁束により誘導加熱される。９は加熱コイル６、共振コンデンサ７、および内釜８から成る共振回路である。
【００１４】
１０はスイッチング素子で、コレクタ端子は加熱コイル６の平滑回路５との接続点とは異なる一端に接続され、エミッタ端子は接地され、高速スイッチングされることにより共振回路９すなわち加熱コイル６に高周波電流を流すものである。
【００１５】
１１はダイオードで、カソード端子、アノード端子はそれぞれスイッチング素子１０のコレクタ端子、エミッタ端子に接続される。１２はインバータ部で、スイッチング素子１０およびダイオード１１で形成される。
【００１６】
１３はドライブ回路で、出力はスイッチング素子１０のベース端子に接続され、入力された信号を駆動に適した駆動電圧に変換してスイッチング素子１０を駆動する。
【００１７】
１８はマイクロコンピュータで、出力端子ＯＵＴ１は電力を設定するパルス信号を出力し、ドライブ回路１３に接続されている。入力端子ＩＮ１は後記電流検出手段１４に接続され、入力端子ＩＮ２は後記電圧検出手段１５に接続され、入力端子ＩＮ３は後記電源周波数検出手段１６に接続され、入力端子ＩＮ４はトリガー回路１７の出力端子に接続される。また、マイクロコンピュータ１８は複数の加熱モードを有している。
【００１８】
１５は電圧検出手段で商用電源１の電圧を検出している。また商用電源を整流した１周期の波形内の任意の電圧も検出することができる。１６は電源周波数検出手段で電源波形０Ｖを検出し商用電源の周波数を検出することができる。１４は電流検出手段で、検出部が電源１と整流回路２との間に接続され、出力部がマイクロコンピュータ１８の入力端子ＩＮ１に接続され、加熱コイル６に流れる電流を検出してマイクロコンピュータ１８に入力し、マイクロコンピュータ１８はこの電流値からインバータ部１２の出力電力の把握や内釜８の検出を行う。
【００１９】
次に、内釜８を加熱する場合の動作ついて説明する。先ず、加熱開始前における回路の状態及びマイクロコンピュータ１８の動作を説明する。交流の電源が、商用電源１から整流回路２に供給され、整流回路２によって整流され、平滑回路５によって平滑されて直流の電源に変換される。
【００２０】
この直流電源は、マイクロコンピュータ１８が選択した内釜８を共振回路９、及びこれに繋がるインバータ部１２内のスイッチング素子１０が駆動された時に、これらの回路に電流を供給するべく準備状態にある。マイクロコンピュータ１８は通電され、図示していない使用者からの加熱開始の信号が入力されるまで、出力端子ＯＵＴ１からアクティブな信号を出力することなく待機している。
【００２１】
使用者の加熱開始の信号がマイクロコンピュータ１８に入力されると、マイクロコンピュータ１８はその旨を理解し、以下のように加熱動作を開始する。加熱開始の信号により、マイクロコンピュータ１８は出力端子ＯＵＴ１から内釜８に適した電力設定パルス信号を出力し、この信号はドライブ回路１３を経由してインバータ部１２内のスイッチング素子１０のベースへ伝達され、スイッチング素子１０が駆動される。スイッチング素子１０が駆動されることにより、前記直流電源から共振回路９に電流が供給され、加熱コイル６やスイッチング素子１０等に電流が流れ始める。
【００２２】
マイクロコンピュータ１８の出力端子ＯＵＴ１から出力される所定のパルス信号のОＮ時間のみスイッチング素子１０に電流が流れ、前述のパルス信号がОＦＦとなった後にスイッチング素子１０のコレクタ端子とエミッタ端子間に発生する電圧即ち共振電圧の０Ｖを検出するトリガー回路１７が動作を始め、その出力がマイクロコンピュータ１８の入力端子ＩＮ４に伝達される。
【００２３】
トリガー回路１７の信号がマイクロコンピュータ１８に伝達されると、マイクロコンピュータ１８はその信号に同期する周波数でパルス信号を出力端子ＯＵＴ１より出力される。以後、前記信号はマイクロコンピュータ１８の出力端子ＯＵＴ１→ドライブ回路１３→スイッチング素子１０→トリガー回路１７→マイクロコンピュータ１８の入力端子ＩＮ４→・・・・・・とループ状に伝達される。これにより、スイッチング素子１０がマイクロコンピュータ１８によるＯＮタイミングで周期的に駆動されるため、加熱コイル６に高周波電流が持続して流れ、内釜８の加熱が行われる。
【００２４】
電流検出手段１４はこの高周波電流に対応して前記直流電源に流れる電流を検出してマイクロコンピュータ１８の入力端子ＩＮ１に入力し、マイクロコンピュータ１８は入力された一次電流を適宜処理して、出力電力の把握等を行う。
【００２５】
図２は共振回路９を高周波駆動した場合のスイッチング素子１０の電圧電流波形を示したものである。スイッチング素子１０のОＮ時間ｔは、マイクロコンピュータ１８の出力端子ＯＵＴ１から出力される所定のパルス信号のОＮ時間により決まるものである。商用電源１を整流回路２によって整流された半波波形を１サイクルとすると、スイッチング素子１０のОＮ時間ｔは、前述の１サイクル内は固定の値としている。その場合、基本波は１つの固定周波数となるため、機器から発せられる雑音は大きな値となる。
【００２６】
そこで、図２に示すようにスイッチング素子１０のＯＮ時間の変更は増加分と減算分とを略同じにすることで、ОＮ時間の一度の増加や一度の減算でＯＮ時間に大きな変化を発生させないもので、ｔ、ｔ＋ｘ１、ｔ＋ｘ２、ｔ＋ｘ１、ｔ、ｔ−ｘ１、ｔ−ｘ２、ｔ−ｘ１、ｔ、・・・と繰り返すことで基本波の周波数を変化させて複数となり機器から発せられる雑音を周波数ごとに分散することが可能となり、雑音の最大値を抑制し、雑音防止コンデンサや雑音除去用コイルを小容量の安価な物にすることができる。また、誘導加熱調理器に適用した場合、前記周波数の変化を小さくすることで、スイッチング素子１０に流れる電流の変化も小さくすることで、ＯＮ，ＯＦＦしているスイッチング素子１０の周波数の変化したタイミングと調理中の負荷（鍋）の移動とが重なった場合、スイッチング素子１０の損出に対する裕度が保たれる。
【００２７】
以上の説明はＩＨ式のジャー炊飯器にて行ったが、内釜８を一般の鍋として加熱する誘導加熱調理器でもよい。また、前記マイクロコンピュータ１８は同等の動作をする制御手段１８としてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・商用電源、２・・・整流回路、３・・・チョークコイル、４・・・平滑コンデンサ、５・・・平滑回路、６・・・加熱コイル、７・・・共振コンデンサ、８・・・内釜、９・・・共振回路、１０・・・スイッチング素子、１１・・・ダイオード、１２・・・インバータ部、１３・・・ドライブ回路、１４・・・電流検出手段、１５・・・電圧検出手段、１６・・・電源周波数検出手段、１７・・・トリガー回路、１８・・・マイクロコンピュータ
【図１】
2019040785.tif 000003
【図２】
2019040785.tif 000004