【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は一般家庭において使用さ
れる誘導加熱調理器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction heating cooker used in ordinary households.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、誘導加熱調理器はその安全・清潔
・高効率という優れた特徴が理解され、一般家庭に普及
しつつある。誘導加熱調理器はスパイラル平板状に巻回
された加熱コイルに数十ＫＨｚの高周波電流を印加する
ことにより加熱コイルと磁気結合した負荷鍋を誘導加熱
する構成であり、この数十ＫＨｚの高周波電流はスイッ
チング素子を含む高周波インバータ回路においてスイッ
チング素子を高速でオンオフさせることにより発生させ
ている。2. Description of the Related Art In recent years, induction heating cookers have been recognized for their excellent features of safety, cleanliness, and high efficiency, and are becoming popular in ordinary households. The induction heating cooker has a configuration in which a high-frequency current of several tens KHz is applied to a heating coil wound in a spiral plate shape to induction-heat a load pan magnetically coupled with the heating coil. Are generated by turning on and off the switching element at high speed in a high-frequency inverter circuit including the switching element.
【０００３】以下に従来構成の誘導加熱調理器について
説明する。図５は従来構成の誘導加熱調理器の回路図で
ある。図５において、１は交流電源、２は加熱コイル、
３はスイッチング素子、４は交流電源１からの入力電流
を検知する入力電流検知回路、５はスイッチング素子３
をオンオフすることにより加熱コイル２に高周波電流を
供給するインバータ回路、６はスイッチング素子３の両
端に発生するスイッチング素子電圧を検知するスイッチ
ング素子電圧検知回路、８はスイッチング素子電圧を予
め定めた一定の制限値に制限するスイッチング素子電圧
制限回路、９はスイッチング素子電圧制限回路８による
制限の範囲で交流電源１からの入力電流が所定値になる
様にスイッチング素子３のオンオフを制御する制御部で
ある。A conventional induction heating cooker will be described below. FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional induction heating cooker. In FIG. 5, 1 is an AC power supply, 2 is a heating coil,
3 is a switching element, 4 is an input current detection circuit for detecting an input current from the AC power supply 1, and 5 is a switching element 3.
, An inverter circuit for supplying a high-frequency current to the heating coil 2 by turning on and off, 6 a switching element voltage detection circuit for detecting a switching element voltage generated at both ends of the switching element 3, and 8 a predetermined constant switching element voltage. A switching element voltage limiting circuit 9 for limiting the switching element 3 to a limit value is a control unit that controls on / off of the switching element 3 so that the input current from the AC power supply 1 becomes a predetermined value within the range of the limitation by the switching element voltage limiting circuit 8. .
【０００４】以上のように構成された従来構成の誘導加
熱調理器においては、スイッチング素子電圧の制限値は
その動作状態によらず一定の値であり、スイッチング素
子の耐圧定格に対して余裕があるように設定されてい
た。[0004] In the induction heating cooker of the conventional configuration configured as described above, the limit value of the switching element voltage is a constant value irrespective of the operation state, and there is a margin with respect to the withstand voltage rating of the switching element. Was set as follows.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来構成では、スイッチング素子電圧の制限値が一定であ
るためスイッチング素子のオンオフ周期が短い状態でス
イッチング素子電圧が制限値に達するような負荷鍋が使
用された場合には、スイッチング素子での損失が過大に
なるという欠点があり、そのためスイッチング素子が熱
により破壊したり、あるいはそれを防止するためスイッ
チング素子の冷却構造が大型化したりコスト高になった
りするという問題点を有していた。However, in the above-mentioned conventional configuration, since the limit value of the switching element voltage is constant, a load pan is used in which the switching element voltage reaches the limit value in a state where the ON / OFF cycle of the switching element is short. In this case, there is a disadvantage that the loss in the switching element becomes excessively large.Therefore, the switching element is destroyed by heat, or the cooling structure of the switching element becomes large and the cost increases in order to prevent it. Had the problem of doing so.
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、スイッチング素子のオンオフ周期が短い時やオン時
間の短い時、あるいはスイッチング素子温度が高い時に
はスイッチング素子電圧の制限値を低減させ、その結果
スイッチング素子での過大な損失の発生を抑制し、スイ
ッチング素子の熱による破壊の防止と、冷却構造の小型
化・低コスト化を行なうことを目的としている。The present invention solves the above-mentioned conventional problems. When the ON / OFF cycle of the switching element is short, the ON time is short, or when the temperature of the switching element is high, the limit value of the switching element voltage is reduced. As a result, an object of the present invention is to suppress the generation of excessive loss in the switching element, prevent the switching element from being damaged by heat, and reduce the size and cost of the cooling structure.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の誘導加熱調理器は、交流電源と、加熱コイル
と、スイッチング素子と、前記交流電源からの入力電流
を検知する入力電流検知回路と、前記スイッチング素子
をオンオフすることにより前記加熱コイルに高周波電流
を供給するインバータ回路と、前記スイッチング素子の
両端に発生するスイッチング素子電圧を検知するスイッ
チング素子電圧検知回路と、前記スイッチング素子のオ
ンオフ周期を検知するオンオフ周期検知回路と、前記ス
イッチング素子電圧を前記スイッチング素子のオンオフ
周期に対応したＮ段階の制限値に制限するスイッチング
素子電圧制限回路と、前記スイッチング素子電圧制限回
路による制限の範囲で前記交流電源からの入力電流が所
定値になる様に前記スイッチング素子のオンオフを制御
する制御部とからなる構成としている。In order to achieve this object, an induction heating cooker according to the present invention comprises an AC power supply, a heating coil, a switching element, and an input current detector for detecting an input current from the AC power supply. A circuit, an inverter circuit that supplies a high-frequency current to the heating coil by turning on and off the switching element, a switching element voltage detection circuit that detects a switching element voltage generated across the switching element, and an on / off state of the switching element. An on / off cycle detecting circuit for detecting a cycle, a switching element voltage limiting circuit for limiting the switching element voltage to an N-step limit value corresponding to the on / off cycle of the switching element, and a limit range of the switching element voltage limiting circuit. Before the input current from the AC power supply reaches a predetermined value, It has a configuration comprising a control unit for controlling the turning on and off of the switching element.
【０００８】またこの目的を達成するため第２の構成と
して、スイッチング素子のオン時間を検知するオン時間
検知回路と、スイッチング素子電圧をスイッチング素子
のオン時間に対応したＮ段階の制限値に制限するスイッ
チング素子電圧制限回路と、前記スイッチング素子電圧
制限回路による制限の範囲で前記交流電源からの入力電
流が所定値になる様に前記スイッチング素子のオンオフ
を制御する制御部とを備えたものとする。In order to achieve this object, as a second configuration, an on-time detecting circuit for detecting the on-time of the switching element, and limiting the switching element voltage to N-stage limit values corresponding to the on-time of the switching element. It is provided with a switching element voltage limiting circuit, and a control unit for controlling on / off of the switching element such that an input current from the AC power supply has a predetermined value within a range limited by the switching element voltage limiting circuit.
【０００９】さらに第３の構成として、スイッチング素
子温度を検知するスイッチング素子温度検知回路と、ス
イッチング素子電圧をスイッチング素子温度に対応した
Ｎ段階の制限値に制限するスイッチング素子電圧制限回
路と、前記スイッチング素子電圧制限回路による制限の
範囲で前記交流電源からの入力電流が所定値になる様に
前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部とを
備えたものとする。Further, as a third configuration, a switching element temperature detecting circuit for detecting the switching element temperature, a switching element voltage limiting circuit for limiting the switching element voltage to an N-stage limit value corresponding to the switching element temperature, and A control unit that controls on / off of the switching element so that the input current from the AC power supply has a predetermined value within a range limited by the element voltage limiting circuit.
【００１０】[0010]
【作用】この構成によって、スイッチング素子のオンオ
フ周期が短い状態でスイッチング素子電圧が制限値に達
するような負荷鍋が使用された場合には、スイッチング
素子のオンオフ周期を検知しスイッチング素子電圧の制
限値を低下させることにより、スイッチング素子に発生
する損失を低減することができる。これはスイッチング
素子において発生する損失が、オンオフ周期が短い程ま
たスイッチング素子電圧の制限値が高い程大きくなる傾
向にあるためであり、従って本発明の構成によりスイッ
チング素子のオンオフ周期が短い時にはスイッチング素
子電圧の制限値を低下させるることにより損失の低減が
可能になるものである。With this configuration, when a load pot is used in which the switching element voltage reaches the limit value in a state where the switching element ON / OFF cycle is short, the ON / OFF cycle of the switching element is detected and the switching element voltage limit value is detected. , The loss generated in the switching element can be reduced. This is because the loss generated in the switching element tends to increase as the ON / OFF cycle is shorter and the limit value of the switching element voltage is higher. Therefore, according to the configuration of the present invention, when the ON / OFF cycle of the switching element is shorter, the switching element The loss can be reduced by lowering the voltage limit value.
【００１１】またオンオフ周期の代わりにオン時間を検
知し、オン時間が短い時にスイッチング素子電圧の制限
値を低下させるようにしても同様にスイッチング素子に
おける損失を低減することができる。Also, the on-time is detected instead of the on-off cycle, and the loss in the switching element can be similarly reduced by reducing the limit value of the switching element voltage when the on-time is short.
【００１２】さらにスイッチング素子の温度を検知し、
スイッチング素子温度の上昇に伴いスイッチング素子電
圧の制限値を低下させれば、スイッチング素子での損失
はスイッチング素子温度の上昇につれ低減させることが
可能となるため、過大な温度上昇によるスイッチング素
子の破壊を防止することができる。Further, the temperature of the switching element is detected,
If the limit value of the switching element voltage is reduced in accordance with the rise of the switching element temperature, the loss in the switching element can be reduced as the switching element temperature rises. Can be prevented.
【００１３】[0013]
【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１４】図１において、１は交流電源、２は加熱コ
イル、３はスイッチング素子、４は交流電源１からの入
力電流を検知する入力電流検知回路、５はスイッチング
素子３をオンオフすることにより加熱コイル２に高周波
電流を供給するインバータ回路、６はスイッチング素子
３の両端に発生するスイッチング素子電圧を検知するス
イッチング素子電圧検知回路、７はスイッチング素子３
のオンオフ周期を検知するオンオフ周期検知回路、８は
スイッチング素子電圧をオンオフ周期検知回路７により
検知されたスイッチング素子のオンオフ周期に対応した
Ｎ段階の制限値に制限するスイッチング素子電圧制限回
路、９はスイッチング素子電圧制限回路８による制限の
範囲で交流電源１からの入力電流が所定値になる様にス
イッチング素子３のオンオフを制御する制御部である。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an AC power supply, 2 denotes a heating coil, 3 denotes a switching element, 4 denotes an input current detecting circuit for detecting an input current from the AC power supply 1, and 5 denotes a heating by turning the switching element 3 on and off. An inverter circuit for supplying a high-frequency current to the coil 2; a switching element voltage detection circuit 6 for detecting a switching element voltage generated at both ends of the switching element 3;
An on / off cycle detecting circuit for detecting the on / off cycle of the switching element; a switching element voltage limiting circuit for limiting the switching element voltage to an N-step limit value corresponding to the on / off cycle of the switching element detected by the on / off cycle detecting circuit; The control unit controls the on / off of the switching element 3 so that the input current from the AC power supply 1 has a predetermined value within the range limited by the switching element voltage limiting circuit 8.
【００１５】以上のように構成された誘導加熱調理器に
ついて、図２を用いてその動作を説明する。図２の
（ａ）は従来例におけるオンオフ周期とスイッチング素
子損失の関係を表わしたグラフで、動作可能なオンオフ
周期Ｔ１〜Ｔ４においてオンオフ周期が短くなる程スイ
ッチング素子損失は大きくなっている。図２の（ｂ）は
図１の誘導加熱調理器においてスイッチング素子電圧の
制限値を３段階にした場合のオンオフ周期とスイッチン
グ素子電圧の制限値の関係を示したグラフで、オンオフ
周期がＴ４からＴ３，Ｔ２，Ｔ１と短くなるにつれてス
イッチング素子電圧の制限値をＶ３からＶ２，Ｖ１と低
下させている。この効果によりスイッチング素子での損
失は図２の（ｃ）にしめすようになり、その結果スイッ
チング素子損失の最大値Ｐ３は従来例の最大値Ｐ１より
大幅に低減させることが可能となる。The operation of the induction cooking device configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a graph showing the relationship between the ON / OFF cycle and the switching element loss in the conventional example. The shorter the ON / OFF cycle in the operable ON / OFF cycles T1 to T4, the larger the switching element loss. FIG. 2B is a graph showing the relationship between the on / off cycle and the limit value of the switching element voltage when the limit value of the switching element voltage is set to three levels in the induction heating cooker of FIG. As T3, T2 and T1 become shorter, the limit value of the switching element voltage is reduced from V3 to V2 and V1. Due to this effect, the loss in the switching element becomes as shown in FIG. 2C, and as a result, the maximum value P3 of the switching element loss can be greatly reduced from the maximum value P1 of the conventional example.
【００１６】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。(Embodiment 2) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１７】図３において、１は交流電源、２は加熱コ
イル、３はスイッチング素子、４は交流電源１からの入
力電流を検知する入力電流検知回路、５はスイッチング
素子３をオンオフすることにより加熱コイル２に高周波
電流を供給するインバータ回路、６はスイッチング素子
３の両端に発生するスイッチング素子電圧を検知するス
イッチング素子電圧検知回路、１０はスイッチング素子
３のオン時間を検知するオン時間検知回路、８はスイッ
チング素子電圧をオン時間検知回路１０により検知され
たスイッチング素子のオン時間に対応したＮ段階の制限
値に制限するスイッチング素子電圧制限回路、９はスイ
ッチング素子電圧制限回路８による制限の範囲で交流電
源１からの入力電流が所定値になる様にスイッチング素
子３のオンオフを制御する制御部である。In FIG. 3, reference numeral 1 denotes an AC power supply, 2 denotes a heating coil, 3 denotes a switching element, 4 denotes an input current detecting circuit for detecting an input current from the AC power supply 1, and 5 denotes a heating by turning the switching element 3 on and off. An inverter circuit for supplying a high-frequency current to the coil 2; a switching element voltage detection circuit 6 for detecting a switching element voltage generated across the switching element 3; an on-time detection circuit 10 for detecting an on-time of the switching element 3; Is a switching element voltage limiting circuit for limiting the switching element voltage to an N-stage limit value corresponding to the ON time of the switching element detected by the ON time detecting circuit 10; Turn on / off the switching element 3 so that the input current from the power supply 1 becomes a predetermined value. It is a Gosuru control unit.
【００１８】以上のような構成により、スイッチング素
子のオン時間を検知し、オン時間が短い時にはスイッチ
ング素子電圧の制限値を低減することができる。スイッ
チング素子のオン時間はオンオフ周期とその増減におい
て同じ様な振舞いをするため、オン時間が短い時にスイ
ッチング素子電圧の制限値を低下させれば、スイッチン
グ素子における損失を低減することができる。With the above configuration, the ON time of the switching element is detected, and when the ON time is short, the limit value of the switching element voltage can be reduced. Since the ON time of the switching element behaves similarly in the ON / OFF cycle and its increase / decrease, if the limit value of the switching element voltage is reduced when the ON time is short, the loss in the switching element can be reduced.
【００１９】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。Embodiment 3 Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２０】図４において、１は交流電源、２は加熱コ
イル、３はスイッチング素子、４は交流電源１からの入
力電流を検知する入力電流検知回路、５はスイッチング
素子３をオンオフすることにより加熱コイル２に高周波
電流を供給するインバータ回路、６はスイッチング素子
３の両端に発生するスイッチング素子電圧を検知するス
イッチング素子電圧検知回路、１１はスイッチング素子
３の温度を検知するスイッチング素子温度検知回路、８
はスイッチング素子電圧をスイッチング素子温度検知回
路１１により検知されたスイッチング素子の温度に対応
したＮ段階の制限値に制限するスイッチング素子電圧制
限回路、９はスイッチング素子電圧制限回路８による制
限の範囲で交流電源１からの入力電流が所定値になる様
にスイッチング素子３のオンオフを制御する制御部であ
る。In FIG. 4, 1 is an AC power supply, 2 is a heating coil, 3 is a switching element, 4 is an input current detecting circuit for detecting an input current from the AC power supply 1, and 5 is heating by turning the switching element 3 on and off. An inverter circuit for supplying a high-frequency current to the coil 2; a switching element voltage detection circuit 6 for detecting a switching element voltage generated across the switching element 3; a switching element temperature detection circuit 11 for detecting the temperature of the switching element 3;
Is a switching element voltage limiting circuit for limiting the switching element voltage to an N-stage limit value corresponding to the temperature of the switching element detected by the switching element temperature detection circuit 11; This is a control unit that controls on / off of the switching element 3 so that the input current from the power supply 1 becomes a predetermined value.
【００２１】以上のような構成により、スイッチング素
子３の温度を検知し、スイッチング素子温度の上昇に伴
いスイッチング素子電圧の制限値を低下させれば、スイ
ッチング素子での損失はスイッチング素子温度の上昇に
つれ低減させることが可能となり、過大な温度上昇によ
るスイッチング素子３の破壊を防止することができる。With the above configuration, if the temperature of the switching element 3 is detected and the limit value of the switching element voltage is reduced with the rise of the switching element temperature, the loss in the switching element increases as the temperature of the switching element rises. Thus, the switching element 3 can be prevented from being destroyed due to an excessive temperature rise.
【００２２】なお、第１の実施例においてスイッチング
素子電圧の制限値は３段階に変化させたがＮ段階（Ｎは
２以上の整数）において同様の効果を得られることは明
らかである。また、第１、第２および第３の実施例はブ
ロック図により回路を表わしたがこれら機能の一部をマ
イクロコンピュータにより兼ねる構成としてもよいこと
は明らかである。Although the limit value of the switching element voltage is changed in three steps in the first embodiment, it is apparent that the same effect can be obtained in N steps (N is an integer of 2 or more). In the first, second and third embodiments, the circuits are represented by block diagrams. However, it is obvious that a part of these functions may be constituted by a microcomputer.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上のように本発明の誘導加熱調理器
は、スイッチング素子の両端に発生するスイッチング素
子電圧を検知するスイッチング素子電圧検知回路と、前
記スイッチング素子のオンオフ周期を検知するオンオフ
周期検知回路と、前記スイッチング素子電圧を前記スイ
ッチング素子のオンオフ周期に対応したＮ段階の制限値
に制限するスイッチング素子電圧制限回路と、前記スイ
ッチング素子電圧制限回路による制限の範囲で前記交流
電源からの入力電流が所定値になる様に前記スイッチン
グ素子のオンオフを制御する制御部とを設けることによ
り、スイッチング素子のオンオフ周期が短い時にはスイ
ッチング素子電圧の制限値を低減させ、その結果スイッ
チング素子での過大な損失の発生を抑制し、スイッチン
グ素子の熱による破壊の防止と、冷却構造の小型化・低
コスト化を行なうことが可能となる。As described above, the induction heating cooker according to the present invention comprises a switching element voltage detection circuit for detecting a switching element voltage generated at both ends of a switching element, and an on / off cycle detection for detecting an on / off cycle of the switching element. A switching element voltage limiting circuit for limiting the switching element voltage to an N-stage limit value corresponding to an on / off cycle of the switching element; and an input current from the AC power supply within a range limited by the switching element voltage limiting circuit. And a control unit for controlling the on / off of the switching element so that the switching element voltage becomes a predetermined value. When the on / off cycle of the switching element is short, the limit value of the switching element voltage is reduced. As a result, excessive loss in the switching element is reduced. Of the switching element, and the switching element And prevention, it is possible to perform the size and cost of the cooling structure.
【００２４】また第２の手段として、スイッチング素子
のオン時間を検知するオン時間検知回路と、スイッチン
グ素子電圧をスイッチング素子のオン時間に対応したＮ
段階の制限値に制限するスイッチング素子電圧制限回路
と、前記スイッチング素子電圧制限回路による制限の範
囲で前記交流電源からの入力電流が所定値になる様に前
記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部とを設
けることにより、第一の手段より簡単な構成にて同様の
効果を得ることができる。As a second means, an on-time detecting circuit for detecting the on-time of the switching element, and an on-time detecting circuit for detecting the on-time of the switching element correspond to the on-time of the switching element.
A switching element voltage limiting circuit for limiting to a step limit value, and a control unit for controlling on / off of the switching element such that an input current from the AC power supply has a predetermined value within a range limited by the switching element voltage limiting circuit. Is provided, the same effect can be obtained with a simpler configuration than the first means.
【００２５】さらに第３の手段として、スイッチング素
子温度を検知するスイッチング素子温度検知回路と、ス
イッチング素子電圧をスイッチング素子温度に対応した
Ｎ段階の制限値に制限するスイッチング素子電圧制限回
路と、前記スイッチング素子電圧制限回路による制限の
範囲で前記交流電源からの入力電流が所定値になる様に
前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部とを
設けることにより、スイッチング素子温度が高い時には
スイッチング素子電圧の制限値を低減させ、その結果、
スイッチング素子の熱による破壊の直接的な防止が可能
となり、冷却構造の小型化・低コスト化を行なうことが
可能となるものである。Further, as a third means, a switching element temperature detecting circuit for detecting a switching element temperature, a switching element voltage limiting circuit for limiting the switching element voltage to an N-stage limit value corresponding to the switching element temperature, A control unit that controls the on / off of the switching element so that the input current from the AC power supply has a predetermined value within a range limited by the element voltage limiting circuit. Value, so that
This makes it possible to directly prevent the switching element from being destroyed by heat, and to reduce the size and cost of the cooling structure.
【図１】本発明の第１の実施例における誘導加熱調理器
の回路図FIG. 1 is a circuit diagram of an induction heating cooker according to a first embodiment of the present invention.
【図２】（ａ）は従来例におけるオンオフ周期とスイッ
チング素子損失の関係を示すグラフ （ｂ）は第１の実施例におけるオンオフ周期とスイッチ
ング素子電圧の制限値の関係を示すグラフ （ｃ）は第１の実施例におけるオンオフ周期とスイッチ
ング素子損失の関係を示すグラフFIG. 2A is a graph showing a relationship between an on / off cycle and a switching element loss in a conventional example. FIG. 2B is a graph showing a relationship between an on / off cycle and a limit value of a switching element voltage in the first embodiment. 4 is a graph showing the relationship between the on / off cycle and the switching element loss in the first embodiment.
【図３】本発明の第２の実施例における誘導加熱調理器
の回路図FIG. 3 is a circuit diagram of an induction heating cooker according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３の実施例における誘導加熱調理器
の回路図FIG. 4 is a circuit diagram of an induction heating cooker according to a third embodiment of the present invention.
【図５】従来例における誘導加熱調理器の回路図FIG. 5 is a circuit diagram of an induction heating cooker in a conventional example.
１ 交流電源 ２ 加熱コイル ３ スイッチング素子 ４ 入力電流検知回路 ５ インバータ回路 ６ スイッチング素子電圧検知回路 ７ オンオフ周期検知回路 ８ スイッチング素子電圧制限回路 ９ 制御部 １０ オン時間検知回路 １１ スイッチング素子温度検知回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Heating coil 3 Switching element 4 Input current detection circuit 5 Inverter circuit 6 Switching element voltage detection circuit 7 ON / OFF period detection circuit 8 Switching element voltage limiting circuit 9 Control part 10 ON time detection circuit 11 Switching element temperature detection circuit
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| JP4661591AJP3019440B2 (en) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | Induction heating cooker |
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