(57)【要約】【課題】共振回路に高周波電流を流すスイッチング素子のＯＮ直後に大きなサージ電流が流れることを確実に防止して、信頼性を向上することを目的とする。【解決手段】整流回路１と、平滑回路２と、第一の負荷６と加熱コイル７とコンデンサ８とから成る共振回路５と、高周波電流を流す第一のスイッチング素子９と、この第一のスイッチング素子９を制御する第一の制御手段１０と、前記平滑回路２に接続される第二の負荷１１と、この第二の負荷１１に接続される第二のスイッチング素子１２と、この第二のスイッチング素子１２を制御する第二の制御手段１３とを備え、この第二の制御手段１３は第一の制御手段１０により第一のスイッチング素子９がＯＮされる直前に第二のスイッチング素子１２を所定の時間ＯＮした後にＯＦＦし、その直後に第一の制御手段１０は第一のスイッチング素子９をＯＮする。【選択図】　図１
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【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（１）と、この直流電源を平滑する平滑回路（２）と、この平滑回路（２）に接続され第一の負荷（６）と加熱コイル（７）とコンデンサ（８）とから成る共振回路（５）と、この共振回路（５）に接続され高周波電流を流す第一のスイッチング素子（９）と、この第一のスイッチング素子（９）を制御する第一の制御手段（１０）とを備えたインバータ制御回路において、
前記平滑回路（２）に接続される第二の負荷（１１）と、この第二の負荷（１１）に接続される第二のスイッチング素子（１２）と、この第二のスイッチング素子（１２）を制御する第二の制御手段（１３）とを備え、この第二の制御手段（１３）は第一の制御手段（１０）により第一のスイッチング素子（９）がＯＮされる直前に第二のスイッチング素子（１２）を所定の時間ＯＮした後にＯＦＦし、その直後に第一の制御手段（１０）は第一のスイッチング素子（９）をＯＮすることを特徴とするインバータ制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱（以下ＩＨという）ジャー炊飯器等のインバータ制御回路の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＩＨジャー炊飯器等のインバータ制御回路の一例を、図３を参照して説明する。図３は従来のインバータ制御回路の回路ブロック図である。
【０００３】
図において、交流電源（図示せず）を整流回路１で整流して直流電源に変換し、この直流電源を平滑コンデンサ３とコイル４から成る平滑回路２で平滑し、この平滑回路２に内釜等の第一の負荷６と加熱コイル７とコンデンサ８から成る共振回路５が接続される。さらに、この共振回路５に接続され高周波電流を流す第一のスイッチング素子９と、第一のスイッチング素子９を高周波数で制御する第一の制御手段１０とでインバータ制御回路が構成される。
【０００４】
以上の構成において、全体の動作を説明する。
使用者（図示せず）が加熱を指示すると、交流電源（図示せず）を整流回路１で整流して直流電源に変換し、この直流電源を平滑回路２で平滑し、共振回路５に供給する。第一の制御手段１０は第一のスイッチング素子９を高周波数で制御する。これにより、共振回路５すなわち加熱コイル７に高周波電流が流れて磁束を発生し、内釜等の第一の負荷６に渦電流を誘起させて自己発熱させ加熱する。
【０００５】
次に、波形の図を参照して回路主要部の問題点を説明する。
図４は従来のインバータ制御回路の主要部の波形を示す図である。Ａは整流回路１と平滑回路２との接続点すなわちア点の電圧波形であり、Ｂは第一のスイッチング素子９に流れる電流波形であり、Ｃは第一のスイッチング素子９のＯＮ、ＯＦＦ動作を示す波形である。尚、Ａにおいて、破線の波形は平滑されない場合の仮想波形を参考に示したものである。
【０００６】
図４において、Ａすなわちア点の電圧は、交流電源の周期に同期した波形で、第一のスイッチング素子９がＯＦＦの間はリップルの小さい電圧波形であり、第一のスイッチング素子９がＯＮになると、リップルの大きな電圧波形となる。第一のスイッチング素子９に流れる電流は、第一のスイッチング素子９がＯＮになると、Ｂで示すような交流電源の周期に同期した波形の電流が流れる。この第一のスイッチング素子９に流れる電流は、ＯＮ直後に過渡的に通常より大きなサージ電流となる。この原因は、第一のスイッチング素子９がＯＮする直前に平滑回路２を形成する平滑コンデンサ３に蓄えられた電荷が、第一のスイッチング素子９がＯＮすると共に、通常の高周波電流に重畳して第一のスイッチング素子９に流れるためである。
【０００７】
このような大きなサージ電流が第一のスイッチング素子９がＯＮする度に流れるので、第一のスイッチング素子９の信頼性は低いものであった。従って、この問題を解決することが望まれていた。
【０００８】
インバータ制御回路のスイッチング素子を保護する例として、特許文献１や特許文献２に示すものがある。
【０００９】
特許文献１に示す例は、スイッチング素子の電流を検知する検知手段兼停止手段を設け、一定に入力電流を制御したり、所定値以上の時停止するもので、これによりスイッチング素子等を保護し、信頼性を高めたものであるが、検知手段が必要であり、かつ電流が大きい時には動作を停止してしまうという欠点を持っている。
【００１０】
特許文献２に示す例は、スイッチング素子にサージ電流が流れることを防止するものではなく、サージ電圧が加わることを防止するものであるが、参考に記載する。
【００１１】
この例は、商用電源を単方向電源に変換する単方向電源部と、整流フィルター部と、前記整流フィルター部の単方向電源を半導体スイッチング素子のオン／オフで高周波交流電圧に変換するインバータ部を備え、前記整流フィルター部の出力にサージアブソーバーを配すもので、前記サージアブソーバーにより前記商用電源投入時発生する過大電圧を吸収して前記半導体スイッチング素子の破壊を防止することを特徴とする。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−１１３９７３号公報
【特許文献２】特開２０００−１２３９６４号公報。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来のインバータ制御回路においては、第一のスイッチング素子９はＯＮ直後に大きなサージ電流が流れ、信頼性が低いという課題を内在していた。
【００１４】
本発明は、前記課題を解決するものであり、共振回路に高周波電流を流すスイッチング素子のＯＮ直後に大きなサージ電流が流れることを確実に防止して、信頼性を向上することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、交流電源を整流して直流電源に変換する整流回路と、この直流電源を平滑する平滑回路と、この平滑回路に接続され第一の負荷と加熱コイルとコンデンサとから成る共振回路と、この共振回路に接続され高周波電流を流す第一のスイッチング素子と、この第一のスイッチング素子を制御する第一の制御手段とを備えたインバータ制御回路において、前記平滑回路に接続される第二の負荷と、この第二の負荷に接続される第二のスイッチング素子と、この第二のスイッチング素子を制御する第二の制御手段とを備え、この第二の制御手段は第一の制御手段により第一のスイッチング素子がＯＮされる直前に第二のスイッチング素子を所定の時間ＯＮした後にＯＦＦし、その直後に第一の制御手段は第一のスイッチング素子をＯＮするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、前述のように、交流電源を整流して直流電源に変換する整流回路と、この直流電源を平滑する平滑回路と、この平滑回路に接続され第一の負荷と加熱コイルとコンデンサとから成る共振回路と、この共振回路に接続され高周波電流を流す第一のスイッチング素子と、この第一のスイッチング素子を制御する第一の制御手段とを備えたインバータ制御回路において、前記平滑回路に接続される第二の負荷と、この第二の負荷に接続される第二のスイッチング素子と、この第二のスイッチング素子を制御する第二の制御手段とを備え、この第二の制御手段は第一の制御手段により第一のスイッチング素子がＯＮされる直前に第二のスイッチング素子を所定の時間ＯＮした後にＯＦＦし、その直後に第一の制御手段は第一のスイッチング素子をＯＮするものである。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に従って説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施例の回路ブロック図である。図２は本発明の一実施例の主要部の波形を示す図である。
【００１９】
先ず、図１に従い本発明の一実施例の全体の構成を説明する。
【００２０】
図において、１は整流回路で、交流電源（図示せず）に接続され、交流電源（図示せず）を整流して直流電源に変換する。２は平滑回路で、平滑コンデンサ３とコイル４が直列接続されて形成され、この直列接続点が前記整流回路１に接続され、前記直流電源を平滑する。
【００２１】
５は共振回路で、第一の負荷６と加熱コイル７とコンデンサ８とから成る。第一の負荷６は、ＩＨジャー炊飯器の内釜等で、加熱コイル７の近傍に配置される。加熱コイル７は、高周波電流が流れることにより磁束を発生し、第一の負荷６に渦電流を誘起させて自己発熱させる。コンデンサ８は、加熱コイル７と並列に接続され、一端が平滑回路２に接続される。
【００２２】
９は第一のスイッチング素子で、共振回路５の他端に接続され、高周波数で制御されることにより共振回路５すなわち加熱コイル７に高周波電流を流す。１０は第一の制御手段で、第一のスイッチング素子９のゲート端子に接続され、第一のスイッチング素子９を制御する。
【００２３】
１１は第二の負荷で、一端が平滑回路２の平滑コンデンサ３とコイル４の直列接続点に接続される。１２は第二のスイッチング素子で、第二の負荷１１の他端に接続される。１３は第二の制御手段で、第二のスイッチング素子１２のゲート端子に接続され、第二のスイッチング素子１２を制御する。
【００２４】
尚、上記において接続を説明しなかった整流回路１、平滑コンデンサ３、第一のスイッチング素子９、第二のスイッチング素子１２の一端は全て接地されている。
【００２５】
以上の構成において、全体の動作を説明する。
使用者（図示せず）が加熱を指示すると、交流電源（図示せず）を整流回路１で整流して直流電源に変換し、この直流電源を平滑回路２で平滑し、共振回路５に供給する。第一の制御手段１０は第一のスイッチング素子９を高周波数で制御する。これにより、共振回路５すなわち加熱コイル７に高周波電流が流れ、磁束を発生させ、内釜等の第一の負荷６に渦電流を誘起させて自己発熱させ加熱する。
【００２６】
次に図２を参照して、第一の制御手段１０が第一のスイッチング素子９を制御する時の詳細な動作を説明する。
【００２７】
図２は本発明の一実施例の主要部の波形を示す図である。Ａは整流回路１と平滑回路２との接続点すなわちア点の電圧波形であり、Ｂは第一のスイッチング素子９に流れる電流波形であり、Ｃは第一のスイッチング素子９のＯＮ、ＯＦＦ動作を示す波形であり、Ｄは第二のスイッチング素子１２のＯＮ、ＯＦＦ動作を示す波形である。尚、Ａにおいて、破線の波形は平滑されない場合の仮想波形を参考に示したものである。
【００２８】
第一の制御手段１０が第一のスイッチング素子９をＯＮする時、第二の制御手段１３は第一の制御手段１０により第一のスイッチング素子９がＯＮされる直前に第二のスイッチング素子１２をＯＮする。その後、第二の制御手段１３は第二のスイッチング素子１２を所定の時間（ｔ）ＯＮした後にＯＦＦする。そして、その直後に第一の制御手段１０は第一のスイッチング素子９をＯＮする。
【００２９】
このような制御をすることにより、平滑回路２を形成する平滑コンデンサ３に蓄えられた電荷が第二の負荷１１に流れて消費され、平滑コンデンサ３に蓄えられる電荷がほぼゼロの時に、第一のスイッチング素子９がＯＮされるので、第一のスイッチング素子９に流れる電流は通常の電流が流れるのみとなり、サージ電流が流れることを防止できる。
【００３０】
前記所定の時間（ｔ）は、加熱時間の減少を最小限にするために、交流電源の半周期であることが好ましい。第二の負荷１１は、所定の時間（ｔ）の間に平滑コンデンサ３に蓄積された電荷を第二の負荷１１で放電し、ほぼゼロになるようなインピーダンス値に設定する。
【００３１】
尚、上記においては、第二の制御手段１３は単独の構成のように説明したが、第一の制御手段１０にその機能を兼用させる構成でもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のインバータ制御回路によれば、交流電源を整流して直流電源に変換する整流回路と、この直流電源を平滑する平滑回路と、この平滑回路に接続され第一の負荷と加熱コイルとコンデンサとから成る共振回路と、この共振回路に接続され高周波電流を流す第一のスイッチング素子と、この第一のスイッチング素子を制御する第一の制御手段とを備えたインバータ制御回路において、前記平滑回路に接続される第二の負荷と、この第二の負荷に接続される第二のスイッチング素子と、この第二のスイッチング素子を制御する第二の制御手段とを備え、この第二の制御手段は第一の制御手段により第一のスイッチング素子がＯＮされる直前に第二のスイッチング素子を所定の時間ＯＮした後にＯＦＦし、その直後に第一の制御手段は第一のスイッチング素子をＯＮするので、共振回路に高周波電流を流すスイッチング素子のＯＮ直後に大きなサージ電流が流れることを確実に防止して、信頼性を向上できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回路ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例の主要部の波形を示す図である。
【図３】従来のインバータ制御回路の回路ブロック図である。
【図４】従来のインバータ制御回路の主要部の波形を示す図である。
【符号の説明】
１　整流回路
２　平滑回路
５　共振回路
６　第一の負荷
７　加熱コイル
８　コンデンサ
９　第一のスイッチング素子
１０　第一の制御手段
１１　第二の負荷
１２　第二のスイッチング素子
１３　第二の制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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