JP4345775B2 - Induction heating cooker - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to an induction heating cooker that performs cooking using induction heating by a high-frequency magnetic field.
従来の誘導加熱調理器について図面を参照しながら説明する。図13は従来から使用されている誘導加熱調理器の一例の構成を示す回路図である。 A conventional induction heating cooker will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration of an example of an induction heating cooker conventionally used.
電源1は商用電源を整流した直流電源であり、商用電源周波数の2倍の脈流または平滑された電圧である。電源1はチョークコイル2および平滑コンデンサ3を通して、第一のスイッチング素子6と第二のスイッチング素子7のスイッチング動作に従い、高周波電力を加熱コイル5に供給することになる。加熱コイル5に供給された高周波電力は高周波磁界として鍋8に供給され、この高周波磁界により発生する渦電流により鍋自体が発熱することになる。ここで鍋8は通常磁性ステンレスや鉄等の固有抵抗が大きい材質でできており、アルミニウム鍋等は加熱できないものとして通常除外される。また、加熱コイル5に流れる電流は加熱コイル5と共振コンデンサ4で決まる共振電流である。電流モニタ9はカレントトランス等で構成され、電源1から供給される入力電流をモニタしている。制御手段10は電流モニタ9で検出された電流が所定の電流値となるように第一のスイッチング素子6および第二のスイッチング素子7のスイッチング時間を制御している。通常、第一のスイッチング素子6と第二のスイッチング素子7のオン時間は同一であり、交互にスイッチング動作を繰り返すことになる。また第一のスイッチング素子6および第二のスイッチング素子7には電力回生のためのダイオードが内蔵されており、第一のスイッチング素子6と第二のスイッチング素子7のスイッチング動作が切り替わる際に電流が流れることになる。
The
図12は第一のスイッチング素子6と第二のスイッチング素子7の動作時の波形を示す。制御手段10は、第一のスイッチング素子6を導通させるため第一のスイッチング素子6のゲートに駆動信号を入力しオン状態とする。すると、電流Ic1は平滑コンデンサ3から第一のスイッチング素子6、加熱コイル5、共振コンデンサ4を流れ共振電流となる。制御手段10は所定のオン時間を経過した後、第一のスイッチング素子6をオフさせ、引き続き第二のスイッチング素子7のゲートに駆動信号を入力しオンさせ、第二のスイッチング素子7を導通状態にする。すると、電流Ic2は共振コンデンサ4から加熱コイル5、第二のスイッチング素子7を流れ共振電流となる。
FIG. 12 shows waveforms during operation of the
以上の動作を繰り返すことにより加熱コイル5には共振電流が供給されることになる。ここで、各スイッチング素子6、7のオン時間は共振コンデンサ4の容量と加熱コイル5のインダクタンスで決まる共振電流の周期より短い領域で制御されることになる。また、共振電流の周期と各スイッチング素子6、7の周期が一致するとき最大の電力を発生することになる。また、この方式は各スイッチング素子6、7の最大電圧が電源1の電圧と一致することが大きな特徴である。
By repeating the above operation, a resonance current is supplied to the
このような従来の誘導加熱調理器においては、アルミニウム鍋やアルミニウムが鍋厚の多くを占める多層鍋等は、鍋自体の固有抵抗が低いために加熱が困難であった。 In such a conventional induction heating cooker, it has been difficult to heat an aluminum pan or a multi-layer pan in which aluminum occupies most of the pan thickness because the specific resistance of the pan itself is low.
また、アルミニウム鍋を加熱する方法として、(1)加熱コイルのアンペアターンを大きくする、つまり加熱コイルの巻き数を多くする方法、(2)加熱周波数を更に高周波化する方法等があるが、加熱コイルの巻き数を大きくした場合には調理器が大きくなること、更に高周波化した場合にはスイッチング素子の損失が増大し、スイッチング素子の冷却が困難になる等の課題が生じることになる。 As methods for heating the aluminum pan, there are (1) a method for increasing the ampere turn of the heating coil, that is, a method for increasing the number of turns of the heating coil, and (2) a method for further increasing the heating frequency. When the number of turns of the coil is increased, the cooker becomes larger, and when the frequency is further increased, the loss of the switching element is increased, and it becomes difficult to cool the switching element.
本発明は上記の課題を解決するもので、アルミニウム鍋および多層鍋を加熱できる誘導加熱調理器を提供することを目的としている。 This invention solves said subject and it aims at providing the induction heating cooking appliance which can heat an aluminum pan and a multilayer pan.
上記課題を解決するために本発明は、互いに直列接続して平滑コンデンサに接続した第一のスイッチング素子および第二のスイッチング素子と、互いに直列接続して前記第二のスイッチング素子に並列に接続した誘導加熱用の加熱コイルおよび共振コンデンサと、前記両スイッチング素子を交互に駆動する制御手段と、前記加熱コイルで加熱する鍋の種類を検知する鍋判別手段と、前記共振コンデンサの容量を切り替える切り替え手段とを備え、前記制御手段は、アルミニウム鍋を加熱する場合に前記制御手段が前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を駆動する駆動信号の周波数に比べ、前記加熱コイルに流れる共振電流の周波数を2倍以上に設定するように、磁性ステンレス又は鉄鍋を加熱する場合は前記共振電流の周波数を前記駆動信号の周波数より低く設定するように、前記鍋判別手段により判別された信号に応じて前記切り替え手段を制御し前記共振コンデンサの容量を切り替える誘導加熱調理器である。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a first switching element and a second switching element connected in series and connected to a smoothing capacitor, and connected in series to each other and connected in parallel to the second switching element. Heating coil and resonant capacitor for induction heating, control means for alternately driving both switching elements, pan discriminating means for detecting the type of pan heated by the heating coil, and switching means for switching the capacity of the resonant capacitor The control means, when heating the aluminum pan, the resonance current flowing through the heating coil compared to the frequency of the drive signal for the control means to drive the first switching element and the second switching element. in so that to set the frequency of more than twice, when heating a magnetic stainless steel or iron pan is of the resonant current In so that to set the wave number lower than the frequency of the drive signal, an induction heating cooker for switching the capacitance of the resonance capacitor by controlling the switching means in response to the determined signal by the pan discriminating means.
これにより、スイッチング素子のスイッチング損失を増加させずに高周波電力を鍋に供給することが可能になり、アルミニウム鍋や多層鍋の加熱が可能な誘導加熱調理器を実現できるものである。また、一種類の加熱コイルで様々な鍋を有効に加熱することが可能になり、従来のアルミニウム鍋加熱兼用の誘導加熱調理器に比べ小型化を図ることができる。 Thereby, it becomes possible to supply high frequency power to the pan without increasing the switching loss of the switching element, and an induction heating cooker capable of heating an aluminum pan or a multi-layer pan can be realized. Moreover, it becomes possible to effectively heat various pans with one type of heating coil, and it is possible to achieve a reduction in size compared to a conventional induction heating cooker also used for heating aluminum pans.
請求項1の発明によれば、第一のスイッチング素子および第二のスイッチング素子の損失を増加させずに高周波電力を鍋に供給することが可能になり、アルミニウム鍋や多層鍋の加熱が可能な誘導加熱調理器を実現できる。また、一種類の加熱コイルで様々な鍋を有効に加熱することが可能になり、従来のアルミニウム鍋加熱兼用の誘導加熱調理器に比べ小型化を図ることができる。
According to invention of
また、請求項2の発明によれば、アルミニウム鍋等の重量が軽い場合でも鍋浮きが生じにくくなり、安全性の高い誘導加熱調理器を実現できるものである。
Further, according to the invention of
また、請求項3、4の発明によれば、鍋の軽さに起因する鍋浮きを必要な時だけ抑えることが可能になり、安全性を高めることができる。
Moreover, according to invention of
本発明の請求項1に係わる発明は、互いに直列接続して平滑コンデンサに接続した第一のスイッチング素子および第二のスイッチング素子と、互いに直列接続して前記第二のスイッチング素子へ並列に接続した誘導加熱用の加熱コイルおよび共振コンデンサと、前記両スイッチング素子を交互に駆動する制御手段と、前記加熱コイルで加熱する鍋の種類を検知する鍋判別手段と、前記共振コンデンサの容量を切り替える切り替え手段とを備え、前記制御手段は、アルミニウム鍋を加熱する場合に前記制御手段が前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を駆動する駆動信号の周波数に比べ、前記加熱コイルに流れる共振電流の周波数を2倍以上に設定するように、磁性ステンレス又は鉄鍋を加熱する場合は前記共振電流の周波数を前記駆動信号の周波数より低く設定するように、前記鍋判別手段により判別された信号に応じて前記切り替え手段を制御し前記共振コンデンサの容量を切り替える誘導加熱調理器である。
The invention according to
上記実施の形態において、アルミニウム鍋を加熱する場合にスイッチング素子のスイッチング損失を増加させずに高周波電力を鍋に供給するとともに、一種類の加熱コイルで様々な鍋を有効に加熱することが可能になるものである。 In the above embodiment, when heating an aluminum pan , high-frequency power is supplied to the pan without increasing the switching loss of the switching element, and various pans can be effectively heated with a single heating coil. It will be.
また、請求項2に係わる発明は、請求項1記載において、アルミニウム鍋を加熱する場合に共振電流周波数を100kHz以上に設定した誘導加熱調理器である。
The invention according to
上記実施の形態において、アルミニウム鍋等の重量が軽い場合でも鍋浮きが生じにくくなるものである。 In the above embodiment, even when the weight of an aluminum pan or the like is light, the pan does not easily float.
また、請求項3に係わる発明は、互いに直列接続して平滑コンデンサに接続した第一のスイッチング素子および第二のスイッチング素子と、互いに直列接続して前記第二のスイッチング素子に並列に接続した誘導加熱用の加熱コイルおよび共振コンデンサと、前記両スイッチング素子を交互に駆動する制御手段と、前記共振コンデンサの容量を切り替える切り替え手段と、鍋の重量を検知する鍋重量判別手段を備え、前記制御手段は、アルミニウム鍋を加熱する場合に前記制御手段が前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を駆動する駆動信号の周波数に比べ、前記加熱コイルに流れる共振電流の周波数を2倍以上に設定し、アルミニウム鍋を加熱する場合であってかつ前記鍋重量判別手段により前記鍋が設定値より軽いと判別した場合には前記鍋が前記設定値より軽いと判別しない場合に比べ前記共振コンデンサの容量を切り替え前記共振電流の周波数をさらに高くするように制御する誘導加熱調理器である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a first switching element and a second switching element that are connected in series and connected to a smoothing capacitor, and an induction that is connected in series and connected in parallel to the second switching element. A heating coil and a resonant capacitor for heating; a control unit that alternately drives the switching elements; a switching unit that switches a capacity of the resonant capacitor; and a pan weight determination unit that detects the weight of the pan; When heating the aluminum pan, the control means makes the frequency of the resonance current flowing in the heating coil more than double the frequency of the drive signal that drives the first switching element and the second switching element. set, the pot is lighter than the set value by and the pan weight determining means a case of heating the aluminum pan If it is determined is induction heating cooker which controls so as to further increase the frequency of the resonance current switching capacity of the resonance capacitor compared to the case where the pan is not determined that the lighter than the set value.
上記実施の形態において、鍋の軽さに起因する鍋浮きを必要な時だけ抑えることが可能になるものである。 In the above embodiment, in which it suppressed Rukoto is enabled only when needed pot floating due to lightness of the pot.
また、請求項4に係わる発明は、請求項3記載において、アルミニウム鍋を加熱する場合に共振電流の周波数を100kHz以上に設定した誘導加熱調理器である。
The invention according to
上記実施の形態において、鍋の軽さに起因する鍋浮きを必要な時だけ抑えることが可能になるものである。 In the said embodiment, it becomes possible to suppress the pot floating resulting from the lightness of a pot only when needed.
以下本発明の誘導加熱調理器につき、図1〜図11を参照して説明する。 Hereinafter, the induction heating cooker of the present invention will be described with reference to FIGS.
(参考の形態1)
図1は一参考の形態を示す誘導加熱調理器の回路構成図で、図2は同誘導加熱調理器における回路の各部の波形図である。この発明は、スイッチング素子を制御している制御手段が、第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の駆動信号の周波数に比べ、加熱コイルと共振コンデンサで形成される共振電流の周波数を2倍以上に設定した点が図13に示した従来例の誘導加熱調理器と異なるだけで、それ以外の同一構造および作用効果を奏する部分には従来例と同一符号を付して詳細な説明を省き、異なる点を中心に説明する。
( Reference form 1)
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an induction heating cooker showing one reference form, and FIG. 2 is a waveform diagram of each part of a circuit in the induction heating cooker. In this invention, the control means that controls the switching element doubles the frequency of the resonance current formed by the heating coil and the resonance capacitor compared to the frequency of the drive signal of the first switching element and the second switching element. The points set above are different from the induction heating cooker of the conventional example shown in FIG. 13, and other parts having the same structure and effect are given the same reference numerals as those of the conventional example, and detailed description is omitted. The explanation will focus on the different points.
電源1は商用電源を整流したものであり、非平滑で用いることや電解コンデンサ等で平滑した形で用いることがある。電源1の正極に接続したチョークコイル2とこのチョークコイル2の他端と電源1の負極間に接続した平滑コンデンサ3は、高周波電流を供給する供給源として働く。共振コンデンサ4と誘導加熱用の加熱コイル5は互いに直列接続して、前記平滑コンデンサ3に並列接続した第一のスイッチング素子6と第2のスイッチング素子7の互いに直列接続した共通接続点に加熱コイル5の一端を接続し、第2のスイッチング素子7の他端に共振コンデンサ4の一端を接続している。鍋8は、加熱コイル5の高周波磁界を受けて発生する渦電流により発熱する。電流モニタ9は電源1から供給される入力電流をモニタしている。制御手段20は、第一のスイッチング素子6を導通させるため第一のスイッチング素子6のゲートに図2に示す駆動信号を入力しオン状態とする。すると、図2に示す電流Ic1は平滑コンデンサ3から第一のスイッチング素子6、加熱コイル5、共振コンデンサ4を共振電流となり流れる。次に、制御手段20は前記共振電流が零電流に達すると、第一のスイッチング素子6をオフさせ、引き続き第二のスイッチング素子7のゲートに図2に示す駆動信号を入力しオンさせ、第二のスイッチング素子7を導通状態にする。すると、図2に示す電流Ic2は共振コンデンサ4から加熱コイル5、第二のスイッチング素子7を共振電流となり流れることになる。この際、第二のスイッチング素子7の導通時間は共振電流の周期より1/2以下の周期であるため、共振コンデンサ4から加熱コイル5、第二のスイッチング素子7を通る電路と、共振コンデンサ4から第二のスイッチング素子7に内蔵されたダイオードを通って加熱コイル5に電力を供給する電路を交互に繰り返すことになる。制御手段20はこの動作を電流モニタ9で検出される電流値が所定の値となるまで続けた後、第二のスイッチング素子7の零電流を検知し第二のスイッチング素子7をオフ状態にする。この動作を繰り返すことにより加熱コイル5には共振電流が供給され、鍋8には加熱コイル5から高周波磁界が供給されることになる。また制御手段20は、マイクロコンピュータ等を用いて入力電力に応じた制御を第一のスイッチング素子6および第二のスイッチング素子7に行わせている。ここで、第一のスイッチング素子6および第二のスイッチング素子7の駆動信号はスイッチング損失等を考慮して通常20〜30kHzで行われている。これに対して鍋8と結合した加熱コイル5のインダクタンスと共振コンデンサ4の容量で決まる共振周波数を、第一のスイッチング素子6および第二のスイッチング素子7の動作周波数の2倍以上、すなわち2波形以上の共振電流が第二のスイッチング素子7に一回のスイッチング動作で流れるような定数としている。これは、アルミニウム鍋等の加熱を行う場合に鍋の表皮抵抗が周波数の平方根に比例する特長を用いて発熱を起こすことを目的としているものであり、表皮抵抗を上昇させ、かつスイッチング損失を増加させないものである。また、この方式を用いることで、通常行われるアンペアターン、すなわち加熱コイル5の径を大きくすることで、鍋に入る磁束を増やし、加熱を行う方式で問題となる加熱コイル径の増大を抑えることも可能になる。
The
上記構成における動作について説明する。図2は本参考の形態における各部波形示す図である。(a)は第一のスイッチング素子6に流れる電流波形Ic1を、(b)は第二のスイッチング素子7に流れる電流波形Ic2を、(c)は制御手段20から第一のスイッチング素子6のゲートに与えられる駆動信号の波形を、(d)は制御手段20から第二のスイッチング素子7のゲートに与えられる駆動信号の波形をそれぞれ示している。この駆動信号の波形により各スイッチング素子の駆動周波数は従来と変わらないままで、加熱コイル5には駆動信号の周波数の数倍の周波数を持つ共振電流が供給されていることが分かる。
The operation in the above configuration will be described. Figure 2 is a diagram showing waveforms of each portion present reference embodiment. (A) shows the current waveform Ic1 flowing through the
以上のように本参考の形態によれば、第一のスイッチング素子6および第二のスイッチング素子7のスイッチング損失を増加させずに高周波電力を鍋8に供給することが可能になり、アルミニウム鍋や多層鍋の加熱が可能な誘導加熱調理器を実現できるものである。
According to embodiments of the present reference above, it is possible to supply high frequency power to the
(実施の形態1)
図3は請求項2の発明に対応する一実施の形態を示す誘導加熱調理器における回路構成の各部の波形図、図4は同誘導加熱調理器における加熱コイルへ供給される高周波磁界の周波数を示す図である。この発明は、制御手段が加熱コイルと共振コンデンサで決まる共振電流の周波数を100kHz以上に設定している点が、図1に示した参考の形態1の誘導加熱調理器と異なり、図1の回路構成そして図3は図2と同じで詳細な説明を省き、異なる点を中心に説明する。
(Embodiment 1 )
FIG. 3 is a waveform diagram of each part of the circuit configuration in the induction heating cooker showing an embodiment corresponding to the invention of
制御手段20は、加熱コイル5のインダクタンスと共振コンデンサ4の容量で決まる共振電流の共振周波数を100kHz以上に設定している。
The control means 20 sets the resonance frequency of the resonance current determined by the inductance of the
上記実施の形態において、加熱コイル5と共振コンデンサ4で決まる共振電流の周波数を100kHz以上に設定しているので、アルミニウム鍋等の重量の軽い場合でも鍋浮きが生じにくくなる。すなわち、アルミニウム鍋等の加熱を行う際、鍋で生じる逆位相の磁界と加熱コイル5からの磁界から反発力が生じ、これに鍋自体の軽さの要素が加わって起こる現象であり、図4に示すように加熱コイル5へ供給される高周波磁界の周波数を上げるに従って、浮力が減少する性質がある。そこで、本実施の形態では共振電流の共振周波数を100kHz以上に設定することにより、鍋浮きの問題を解決するものである。
In the above embodiment, since the frequency of the resonance current determined by the
以上のように本実施の形態によれば、アルミニウム鍋等の重量が軽い場合でも鍋浮きが生じにくくなり、安全性の高い誘導加熱調理器を実現できるものである。 As described above, according to the present embodiment, even when the weight of an aluminum pan or the like is light, the pan does not easily float, and an induction heating cooker with high safety can be realized.
(参考の形態2)
図5は一参考の形態を示す誘導加熱調理器における回路構成の各部の波形図である。この発明は、制御手段が第二のスイッチング素子の導通時に流れる共振電流の零電流を通過する数を制御することで、入力電力を制御する点が、図1に示した参考の形態1の誘導加熱調理器と異なり、図1の回路構成は同じで詳細な説明を省き、異なる点を中心に説明する。
( Reference form 2 )
FIG. 5 is a waveform diagram of each part of the circuit configuration in the induction heating cooker showing one embodiment. In the present invention, the control means controls the input power by controlling the number of resonance currents that pass when the second switching element is turned on, so that the induction power of the
制御手段20は、電流モニタ9が検出した第二のスイッチング素子7の導通時に流れる電流信号を受け、第二のスイッチング素子7の導通時に流れる共振電流の零電流を通過する数を制御することで、入力電力を制御する構成にしている。
The control means 20 receives a current signal that flows when the
上記参考の形態において、制御手段20は電流モニタ9が検出した第二のスイッチング素子7の導通時に流れる電流信号を受け、第二のスイッチング素子7の導通時に流れる共振電流の零電流を通過する数を制御することにより入力電力を制御するので、図5<電力大>に示すように共振電流の零電流を通過する数が少ないこと、すなわち駆動信号の周波数が高い程入力電力は大きくなることになる。また、この構成では図5<電力小>に示すように定格電力での共振電流の零電流を通過する数が多いほど制御性が良くなるため、共振電流が100kHzを越えるような場合に有効な制御方式である。すなわち、調理物の調理に合わせて入力電力を変える制御ができるようになる。
In the above-mentioned reference form, the control means 20 receives a current signal that flows when the
以上の様に本参考の形態によれば、入力電力の調整の範囲が広くなり、制御性の優れた誘導加熱調理器を実現できるものである。 According to this reference embodiment as described above, the range of adjustment of the input power is widened, in which the control of the superior induction heating cooker can be realized.
(参考の形態3)
図6は一参考の形態を示す誘導加熱調理器における回路構成の各部の波形図である。この発明は、制御手段が第一のスイッチング素子の導通時に流れる共振電流の零電流を通過する数を制御することで、入力電力を制御する点が、図1に示した参考の形態1の誘導加熱調理器と異なり、図1の回路構成は同じで詳細な説明を省き、異なる点を中心に説明する。
( Reference form 3 )
FIG. 6 is a waveform diagram of each part of the circuit configuration in the induction heating cooker showing one embodiment. In the present invention, the control means controls the input power by controlling the number of resonance currents that flow when the first switching element is turned on, so that the induction power of the
制御手段20は、電流モニタ9が検出した第一のスイッチング素子6の導通時に流れる電流信号を受け、第一のスイッチング素子6の導通時に流れる共振電流の零電流を通過する数を制御することで、入力電力を制御する構成にしている。
The control means 20 receives a current signal that flows when the
上記参考の形態において、制御手段20は電流モニタ9が検出した第一のスイッチング素子6の導通時に流れる電流信号を受け、第一のスイッチング素子6の導通時に流れる共振電流の零電流を通過する数を制御して入力電力を制御するので、図6<電力大>に示すように第一のスイッチング素子6を流れる電流による共振電流の数が少ない程、すなわち第一のスイッチング素子6の駆動信号の周波数が高いほど、入力電力は大きくなることになる。また、この構成では図6<電力小>に示すように定格電力での共振電流の零電流を通過する数が多いほど入力電力は小さくなり制御性が良くなるため、共振電流が100kHzを越えるような場合に有効な制御方式である。すなわち、調理物の調理に合わせて入力電力を変える制御ができるようになる。
In the above-mentioned reference form, the control means 20 receives the current signal flowing when the
以上の様に本参考の形態によれば、入力電力の調整の範囲が広くなり、制御性の優れた誘導加熱調理器を実現できるものである。 According to this reference embodiment as described above, the range of adjustment of the input power is widened, in which the control of the superior induction heating cooker can be realized.
(参考の形態4)
図7は一参考の形態を示す誘導加熱調理器における回路構成の各部の波形図である。この発明は、制御手段が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時に流れる共振電流の零電流を通過する数を同時に制御し、かつ前記スイッチング素子の駆動信号の周波数を一定に保ったまま入力電力を制御する点が、図1に示した参考の形態1の誘導加熱調理器と異なり、図1の回路構成は同じで詳細な説明を省き、異なる点を中心に説明する。
( Reference form 4 )
FIG. 7 is a waveform diagram of each part of the circuit configuration in the induction heating cooker showing one embodiment. According to the present invention, the number of resonance currents that pass through the zero current of the resonance current that flows when the first switching element and the second switching element are conducted is controlled simultaneously, and the frequency of the drive signal of the switching element is kept constant. Unlike the induction heating cooker of
制御手段20は、電流モニタ9が検出した第一のスイッチング素子6および第二のスイッチング素子7の導通時に流れる電流信号を受け、第一のスイッチング素子6および第二のスイッチング素子7の導通時に流れる共振電流の零電流を通過する数を制御し、かつ前記スイッチング素子の駆動信号の周波数を一定に保ったまま入力電力を制御する構成にしている。
The control means 20 receives a current signal that flows when the
上記参考の形態において、制御手段20は電流モニタ9が検出した第一のスイッチング素子6および第二のスイッチング素子7の導通時に流れる電流信号を受け、第一のスイッチング素子6および第二のスイッチング素子7の導通時に流れる共振電流の零電流を通過する数を制御して、前記スイッチング素子の駆動信号の周波数を一定に保ったまま入力電力を制御するので、入力電力は主に第二のスイッチング素子7の導通時間により決まるため、図7<電力大>に示すように第二のスイッチング素子7を通過する共振電流の零電流を通過する数が少ないほど入力電力が大きくなることになる。また、この構成では図7<電力小>に示すように定格電力での共振電流の零電流を通過する数が多いほど入力電力は小さくなり制御性が良くなる。
In the above-mentioned reference form, the control means 20 receives the current signal flowing when the
以上の様に本参考の形態によれば、スイッチング素子の駆動信号の一定周波数での入力電力の調整が可能になり、隣り合った誘導加熱調理器(1台の調理器本体に加熱コイルを隣接して並設した形態)の駆動信号の周波数の違いによる干渉音の発生を抑えることが可能になり、騒音の少ない誘導加熱調理器を実現できるものである。 According to this reference embodiment as described above, the adjacent heating coils constant frequency input power adjustment in becomes possible, the induction heating cooker adjacent (one cooking device body of the drive signal of the switching element Thus, it is possible to suppress the generation of interference sound due to the difference in the frequency of the drive signal in the form of a parallel arrangement), and an induction heating cooker with less noise can be realized.
(参考の形態5)
図8は一参考の形態を示す誘導加熱調理器における回路構成の各部の波形図である。この発明は、制御手段が第一のスイッチング素子のオン時間を替えて入力電力を制御する点が、図1に示した参考の形態1の誘導加熱調理器と異なり、図1の回路構成は同じで詳細な説明を省き、異なる点を中心に説明する。
( Reference form 5 )
FIG. 8 is a waveform diagram of each part of the circuit configuration in the induction heating cooker showing one embodiment. The present invention in that the control means controls the input power by changing the ON time of the first switching element is different from the induction heating cooker according to the first reference shown in FIG. 1, the circuit arrangement of FIG. 1 is the same Thus, the detailed explanation will be omitted, and different points will be mainly described.
制御手段20は第一のスイッチング素子6のオン時間を替えて入力電力を制御する構成にしている。
The control means 20 is configured to control the input power by changing the ON time of the
上記参考の形態において、制御手段20は第一のスイッチング素子6の導通時間を替えて入力電力を制御しているので、すなわち第一のスイッチング素子6が導通状態の時に共振コンデンサ4に蓄えられる電荷量を制御することにより、第二のスイッチング素子7が導通状態になったときに電力量が制御されることになる。この構成による入力電力の制御は、図8<電力小>に示すように第一のスイッチング素子6をオフする際の制限がなく細かい入力電力の制御が可能であり、制御性に優れている。また、図8<電力大>に示すように第一のスイッチング素子6の導通時間が長くなるほど入力電力が大きくなる。
In the above reference embodiment, the control means 20 controls the input power by changing the conduction time of the
以上の様に本参考の形態によれば、入力電力の調整の範囲が広くなり、制御性の優れた誘導加熱調理器を実現できるものである。 According to this reference embodiment as described above, the range of adjustment of the input power is widened, in which the control of the superior induction heating cooker can be realized.
(実施の形態2)
図9は請求項1の発明に対応する一実施の形態を示す誘導加熱調理器の回路構成図で、図10は同誘導加熱調理器におけるスイッチング素子に流れる電流の波形図である。この発明は、鍋の種類に応じて共振電流の周波数を変化させるために、加熱コイルと直列接続した共振コンデンサの容量を切り替えるようにした点が、参考の形態1の誘導加熱調理器と異なり、それ以外の同一構造および作用効果を奏する部分には図1と同じ符号を付して詳細な説明を省略し、異なる処を中心に説明する。
(Embodiment 2 )
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of an induction heating cooker showing an embodiment corresponding to the invention of
共振コンデンサ4は3個を並列に接続して共通接続点を加熱コイル5に結線している。そして、11は前記共振コンデンサ4の2個に接続し、容量を切り替えるスイッチ等の切り替え手段である。12は鍋の種類を検知する鍋判別手段で、検知した判別信号を制御手段20aに送信する。前記制御手段20aは前記鍋判別手段12により判別された信号に応じて前記切り替え手段11を制御し共振コンデンサ4の容量を切り替えて共振電流の周波数を変化させ入力電力を制御するものである。
Three
上記実施の形態において、鍋8が磁性ステンレスや鉄の場合には共振電流の周波数は従来例と同じくスイッチング素子の駆動信号の周波数より低いことが望まれる。これは高周波電流を流した場合に、加熱コイル5で発生する損失が表皮効果のため増加するためで、鍋8が鉄等の場合、前記駆動信号の周波数での固有抵抗で十分鍋を発熱させることが可能である。
In the above embodiment, when the
一方、鍋8がアルミニウム鍋や多層鍋の場合は、参考の形態1で述べたように前記駆動信号の周波数に比べ数倍の共振電流を流す必要がある。そのため、鍋の材質により、共振電流の周波数を変えてやり、鍋8に応じた共振電流を作ることが効果的である。また、この構成の場合は従来のアルミニウム鍋の加熱で行っていた加熱コイル5の切り替えがいらないことになる。なお、鍋8が鉄鍋等の場合は共振周波数が低くなることから共振コンデンサ4の値は大きくなり、アルミニウム鍋の場合は共振コンデンサ4の値は小さくなることになる。このように、図10<鍋1>、<鍋2>は、鍋が変わった場合のスイッチング素子に流れる電流の波形を示している。鍋の種類の応じて最適な共振コンデンサ4を選択することで、最も有効な共振電流を選択することができる。
On the other hand, when the
なお、上記実施の形態における鍋判別手段12は、鍋の加熱コイル5からみたインピーダンスや共振電流の周波数の変化等から検出する等様々な方式が考えられるが、初期の目的を達成するなら、いずれの方式でも良い。
In addition, various methods, such as detecting from the change of the impedance seen from the
以上の様に本実施の形態によれば、一種類の加熱コイルで様々な鍋を有効に加熱することが可能になり、従来のアルミニウム鍋の加熱兼用の誘導加熱調理器に比べ小型の誘導加熱調理器を実現するものである。 As described above, according to the present embodiment, various types of pans can be effectively heated with one type of heating coil, and the induction heating cooker is smaller than a conventional induction heating cooker for heating aluminum pans. A cooker is realized.
(実施の形態3)
図11は請求項3の発明に対応する一実施の形態を示す誘導加熱調理器の回路構成図である。この発明は、鍋の重量に応じて共振電流の周波数を変化させるために、加熱コイルと直列接続した共振コンデンサの容量を切り替えるようにした点が、参考の形態1並びに実施の形態2の誘導加熱調理器と異なり、それ以外の同一構造および作用効果を奏する部分には図1および図9と同じ符号を付して詳細な説明を省略し、異なる処を中心に説明する。
(Embodiment 3 )
FIG. 11 is a circuit configuration diagram of an induction heating cooker showing an embodiment corresponding to the invention of
13は鍋の重量を検出する鍋重量判別手段で、検出した重量判別の信号を制御手段20bへ送信する。そして、制御手段20bは前記鍋重量判別手段13により判別された信号に応じて前記切り替え手段11を制御し共振コンデンサ4を切り替えて共振電流の周波数を変化させるものである。
13 is a pan weight discriminating means for detecting the weight of the pan, and transmits the detected weight discriminating signal to the control means 20b. And the control means 20b controls the said switching means 11 according to the signal discriminate | determined by the said pan weight discrimination | determination means 13, and switches the
上記実施の形態において、鍋8がアルミニウム鍋の場合には鍋で生じる逆位相の磁界と加熱コイル5からの磁界から反発力が生じ、これに鍋自体の軽さの要素が加わって鍋浮き現象が生じる。これには図4に示すように加熱コイル5へ供給される高周波磁界の周波数を上げて浮力を減少させる構成が有効である。しかし、共振電流の周波数を上げることは加熱コイル5の損失を増加させることにつながる。そこで、本実施の形態では鍋重量判別手段13により鍋の重量を検出し、一定以下の重量になった場合のみ、切り替え手段11により共振コンデンサ4の容量を切り替え、共振電流の周波数を上げてやり、鍋浮きを防止するものである。
In the above embodiment, when the
なお、鍋重量判別手段13は、重量センサや鍋浮きの瞬間の検出など様々な方式が考えられ、初期の目的を達成するなら、いずれの方式でも良い。 The pan weight discriminating means 13 may be of various types such as a weight sensor or detection of the moment when the pan is lifted, and any type may be used as long as the initial purpose is achieved.
以上の様に本実施の形態によれば、鍋の軽さに起因する鍋浮きを必要な時だけ抑えることが可能になり、安全性の高い誘導加熱調理器を実現するものである。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to suppress the pot floating caused by the lightness of the pot only when necessary, and realize a highly safe induction heating cooker.
4 共振コンデンサ
5 加熱コイル
6 第一のスイッチング素子
7 第二のスイッチング素子
9 電流モニタ
11 切り替え手段
12 鍋判別手段
13 鍋重量判別手段
20、20a、20b 制御手段
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