JP2004031247A - Inverter for electromagnetic induction heating, and electromagnetic cooker - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力用スイッチング素子を含む電磁誘導加熱用インバータおよび電磁調理器に係り、特に、複数の加熱部を備えた電磁調理器における干渉音の抑制に関する。
【0002】
【従来の技術】
電磁誘導により鍋そのものを加熱する電磁調理器が広く使われるようになってきている。電磁調理器は、火を使わないため安全であり、効率も高いので、省エネルギーに有効であり、近年、一般家庭への導入が急速に進んでいる。
【0003】
図1は、従来の電磁調理器の一般的構成を示すブロック図である。図1の電磁調理器においては、磁性鍋101と非磁性ステンレス鍋102とが、トッププレート(強化ガラス)103上に載せられている。トッププレート103の下には、例えば2個の加熱コイル104,104と、IGBTを含む第1インバータ105と、IGBTを含む第2インバータ106と、電流検知回路107,107と、カレントトランス108,108と、マイクロコンピュータなどを含むインバータ制御手段109とが、配置されている。
【0004】
電磁調理器で加熱できる鍋は、大きく分けて、3種類ある。第1は、鉄鍋,磁性ステンレス鍋に代表される磁性鍋であり、第2は、磁性鍋および非磁性鍋の中間の特性を持つ非磁性ステンレス鍋であり、第3は、アルミ鍋,銅鍋などの非磁性鍋である。
【0005】
非磁性鍋の動作周波数は、磁性鍋と比べてはもちろん、非磁性ステンレス鍋と比べて、動作周波数が少なくとも10kHz以上高いので、他の種類の鍋と組合せても、干渉音は問題にならない。
【0006】
したがって、ここでは、干渉が問題となる磁性鍋と非磁性ステンレス鍋との組合せに限り、回路の動作周波数と入力電力との関係を説明する。
【0007】
図2は、従来の電磁調理器における動作周波数と入力電力との関係を説明する図である。非磁性ステンレス鍋は、自己インダクタンスが小さいため、動作周波数が磁性鍋よりも5kHz程度高くなる。非磁性ステンレス鍋を加熱するときには、磁性鍋よりも5kHz程度高い動作周波数で駆動し、入力電力を調整している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電流共振回路を少なくとも2個搭載した電磁調理器では、種類が異なる鍋を使ったときに、動作周波数が異なるために、2種類の動作周波数が合成され、干渉音が発生する。
【0009】
電磁調理器は、一般的に複数個の加熱部を持っている製品が多い。各加熱部で種類が異なる鍋を使用した場合、各インバータの動作周波数が異なるので、インバータ1とインバータ2との合成波が発生する。この合成波が人間の可聴周波数(一般的に20〜16kHz)内にあると、人間に不快な干渉音として聞こえてしまう。
【0010】
干渉音を抑制するには、共振コンデンサおよび/または加熱コイルを可変にして、図2の共振ピークが重なるように、同一の動作周波数で駆動する方法がある。
【0011】
しかし、この方法では、共振コンデンサ,加熱コイルの部品点数が増え、共振コンデンサ,加熱コイルの切り替えに必要な素子が増加し、コストアップになるとともに、増加した素子の分の損失により、インバータ効率が低下する。また、電磁調理器が、大型となる。
【0012】
例えば、特開平09−185986号公報,特開2002−008840号公報に記載のように、スイッチング素子をオン/オフ駆動する制御信号と同一周波数で、加熱出力に応じて遅延量のみ変えた制御信号を個別の電流経路のスイッチング素子に供給し、オン/オフ駆動させる方法がある。
【0013】
しかし、この方法では、回路構成および制御手順が複雑になる。
【0014】
また、特開2002−093562号公報は、動作周波数の差が1kHz以下かどうかを判別し、1kHzを越えていれば、1kHz以下の差になるように高い方の動作周波数を低くして運転する方法を示している。
【0015】
しかし、1kHz以下の差では、干渉音が可聴周波数となるので、本発明者らの確認試験によれば、干渉音対策としては、不十分であった。
【0016】
本発明の目的は、干渉音がなく高効率で低コストの電磁誘導加熱用インバータおよびこの電磁誘導加熱用インバータを採用した電磁調理器を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、インバータと加熱コイルとを含み電磁誘導により金属負荷を加熱する加熱回路を複数有する電磁誘導加熱用インバータにおいて、前記複数の加熱回路がそれぞれ異なる金属負荷を加熱するときには、加熱する金属負荷の等価インピーダンスに合わせて前記複数の加熱回路の動作周波数を少なくとも10kHz以上離して設定するインバータ制御手段を備えた電磁誘導加熱用インバータを提案する。
【0018】
本発明によれば、負荷に合わせて異なった動作周波数でインバータを駆動する場合に、10kHz以上の差を付けることにより、合成波が人間の可聴周波数以上となり、干渉音をなくすことができる。
【0019】
本発明は、また、インバータと加熱コイルとを含み電磁誘導により金属負荷を加熱する加熱回路を複数有する電磁誘導加熱用インバータにおいて、前記加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出回路と、前記複数の加熱回路がそれぞれ異なる金属負荷を加熱するときには、検出された電流に合わせて前記複数の加熱回路の動作周波数を少なくとも10kHz離して設定するインバータ制御手段とを備えた電磁誘導加熱用インバータを提案する。
【0020】
このように、金属負荷の種類は、加熱コイルに流れる電流を検出して判別してもよい。
【0021】
前記電流検出回路は、前記インバータのIGBTに内蔵されたセンスIGBTと、センス抵抗とを含み、前記電流により生ずる電圧を検出する回路とすることができる。
【0022】
本発明において、センスIGBTやセンス抵抗は、IGBT本体の製造プロセスで作り込めるので、コストアップの要因とはならない。
【0023】
前記電流検出回路は、前記インバータ内の配線インダクタンスと、前記配線インダクタンスに発生する電圧を積分し電流に換算する積分器とを含むようにしてもよい。
【0024】
本発明によれば、カレントトランスや電流検知回路を使用することなく回路を構成でき、安価で信頼性の高い電磁誘導加熱用インバータを実現できる。
【0025】
本発明は、上記目的を達成するために、インバータと加熱コイルとを含み電磁誘導によりトッププレート上に載せた磁性鍋,非磁性ステンレス鍋,非磁性鍋のいずれかを加熱する加熱回路を複数有する電磁調理器において、前記複数の加熱回路がそれぞれ異なる種類の前記鍋を加熱するときには、加熱する前記鍋の等価インピーダンスに合わせて前記複数の加熱回路の動作周波数を少なくとも10kHz以上離して設定するインバータ制御手段を備えた電磁調理器を提案する。
【0026】
本発明によれば、負荷に合わせて異なった動作周波数でインバータを駆動する場合に、10kHz以上の差を付けることにより、合成波が人間の可聴周波数以上となり、干渉音をなくすことができる。
【0027】
本発明は、さらに、インバータと加熱コイルとを含み電磁誘導によりトッププレート上に載せた磁性鍋,非磁性ステンレス鍋,非磁性鍋のいずれかを加熱する加熱回路を複数有する電磁調理器において、前記加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出回路と、前記複数の加熱回路がそれぞれ異なる種類の鍋を加熱するときには、検出された電流に合わせて前記複数の加熱回路の動作周波数を少なくとも10kHz離して設定するインバータ制御手段とを備えた電磁調理器を提案する。
【0028】
このように、磁性鍋,非磁性ステンレス鍋,非磁性鍋のいずれであるかは、加熱コイルに流れる電流を検出すれば、判別できる。
【0029】
前記電流検出回路は、前記インバータのIGBTに内蔵されたセンスIGBTと、センス抵抗とを含み、前記電流により生ずる電圧を検出する回路とすることが可能である。
【0030】
本発明において、センスIGBTやセンス抵抗は、IGBT本体の製造プロセスで作り込めるので、コストアップの要因とはならない。
【0031】
前記電流検出回路は、前記インバータ内の配線インダクタンスと、前記配線インダクタンスに発生する電圧を積分し電流に換算する積分器とを含むことができる。
【0032】
本発明によれば、カレントトランスや電流検知回路を使用することなく回路を構成でき、安価で信頼性の高い電磁誘導加熱用インバータを実現できる。
【0033】
【発明の実施の形態】
図3は、2つの加熱部を持つ本発明による電磁調理器の全体構成を示すブロック図である。図3の本発明による電磁調理器においては、磁性鍋101と非磁性ステンレス鍋102とが、トッププレート(強化ガラス)103上に載せられている。トッププレート103の下には、2個の加熱コイル104,104と、IGBTを含む第1インバータ105と、IGBTを含む第2インバータ106と、マイクロコンピュータなどを含むインバータ制御手段109とが、配置されている。
【0034】
本実施形態においては、図1に示した従来の電磁調理器に設置されていた電流検知回路107,107およびカレントトランス108,108が無い。
【0035】
本実施形態の特徴は、磁性鍋と非磁性ステンレス鍋との動作周波数を10kHz以上離して動作させることである。既に述べたように、非磁性鍋の動作周波数は、磁性鍋と比べてはもちろん、非磁性ステンレス鍋と比べて、動作周波数が少なくとも10kHz以上高いので、他の種類の鍋と組合せても、干渉音は問題にならないから、特別の対策は不要である。
【0036】
【実施形態1】
図4は、本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施形態1の構成を示す回路図である。
【0037】
図4に示した電流共振型の電磁誘導加熱用インバータは、交流電源201と、整流回路例えばダイオードブリッジからなる整流回路202と、平滑用リアクトル203と、平滑用コンデンサ204と、上アームIGBT205と、下アームIGBT206と、上アームダイオード207と、下アームダイオード208と、スナバコンデンサ209,210と、共振コンデンサ211,212と、加熱コイル213と、抵抗214,215と、ゲート駆動回路216,217とから構成される。
【0038】
図3の電磁調理器の全体構成と対比すると、実施形態1の電流共振型の電磁誘導加熱用インバータは、第1インバータ105または第2インバータ106に相当し、加熱コイル213は、加熱コイル104に相当する。
【0039】
この電流共振型の電磁誘導加熱用インバータの動作を説明する。まず、上アームIGBT205,下アームIGBT206がオフの状態を考える。この状態では、ゲート駆動回路216,ゲート駆動回路217からは、信号が出ていないので、IGBT205およびIGBT206のゲートは、0Vになっており、加熱コイル213には、電流が流れない。IGBT205のコレクタとIGBT206のエミッタとの間には、整流回路202の出力電圧が印加されている。
【0040】
次に、オン状態を説明する。ゲート駆動回路216からオンの信号がIGBT205のゲートに入力されると、IGBT205がオンし、IGBT205,加熱コイル213,共振コンデンサ212,共振コンデンサ211,スナバコンデンサ209に電流が流れ始める。
【0041】
IGBT205を所定のタイミングでオフさせると、IGBT205に流れる電流が、遮断される。加熱コイル213に蓄えられたエネルギーにより、共振コンデンサ212,スナバコンデンサ210,加熱コイル213のループと、共振コンデンサ211,スナバコンデンサ209,加熱コイル213のループとに、電流が流れる。
【0042】
次に、スナバコンデンサ209が充電され、スナバコンデンサ210が放電されると、共振コンデンサ211,平滑コンデンサ204,ダイオード208,加熱コイル213のループと、共振コンデンサ212,ダイオード208,加熱コイル213のループとに、電流が流れる。
【0043】
加熱コイル213に蓄えられたエネルギーがなくなると、共振コンデンサ211および共振コンデンサ212に充電されたエネルギーにより、逆方向に電流が流れ始める。
【0044】
電流が逆方向に流れる前に、下アームIGBT206にゲート駆動回路217からオンの信号を入力し、IGBT206をオンさせておくと、共振コンデンサ211および212から加熱コイル213を通ってIGBT206に電流が流れる。
【0045】
IGBT206を所定のタイミングでオフさせると、IGBT206に流れる電流が、遮断される。加熱コイル213に蓄えられたエネルギーにより、共振コンデンサ212,加熱コイル213,スナバコンデンサ210のループと、加熱コイル213,共振コンデンサ211,スナバコンデンサ209のループとに、電流が流れる。
【0046】
次に、スナバコンデンサ209が放電され、スナバコンデンサ210が充電されると、ダイオード207がオンし、共振コンデンサ211,加熱コイル213のループと、共振コンデンサ212,加熱コイル213,ダイオード207,平滑コンデンサ204のループとに、電流が流れる。
【0047】
図5は、本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施形態1における合成波の波形の一例を示す図である。本例のインバータ1の動作周波数は20kHzであり、インバータ2の動作周波数は30kHzである。このとき合成波は、16kHzとなり、人間の可聴周波数の上限に近いので、干渉音は聞こえなくなる。
【0048】
図6は、本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施形態1におけるINV1の動作周波数とINV2の動作周波数との差に対する合成波の周波数の関係を示す図である。
【0049】
このときのインバータ1の動作周波数は、20kHzに固定してある。INV2の動作周波数が30kHzより低いと、合成波の周波数が可聴周波数上限の16kHz以下となり、干渉音が聞こえるようになる。
【0050】
これに対し、INV2の動作周波数が30kHzより高く、INV1の動作周波数との差が10kHz以上になると、INV2の動作周波数の20kHzに近づく。
【0051】
したがって、磁性鍋の動作周波数よりも非磁性ステンレス鍋の動作周波数を10kHz以上高くすると、合成波が可聴周波数以上になり、干渉音がなくなる。
【0052】
本実施形態1によれば、2つのインバータの鍋が異なったときに10kHz以上離れた動作周波数で駆動し、合成波の周波数を人間の可聴周波数以上にして、干渉音をなくすことができる。
【0053】
【実施形態2】
図7は、本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施形態2の構成を示す回路図である。本実施形態2は、図4の実施形態1に対して、センスIGBTを内蔵する上アームIGBT601と、センスIGBTを内蔵する下アームIGBT602とを採用し、上アームのセンス抵抗603と、下アームのセンス抵抗604とを付加した回路である。
【0054】
本実施形態2は、上下アームのIGBTにセンスIGBTを内蔵し、負荷に流れる電流を検出する方式である。センスIGBTやセンス抵抗は、IGBT本体の製造プロセスで作り込めるので、コストアップの要因とはならない。
【0055】
図8は、本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施形態2における動作波形の一例を示す図である。IGBT本体と比べて、センスIGBTは、約1000分1程度の導通面積になっている。したがって、センスIGBTには、導通面積に比例し、IGBT本体に流れる電流の約1/1000程度の電流が流れる。
【0056】
センスIGBTに流れる電流によりセンス抵抗に電圧が発生するので、この電圧から電流値を検出する。検出した電流値に基づき、インバータ制御手段109で負荷を判別し、負荷に応じた動作周波数でIGBTを駆動する。
【0057】
本実施形態2によれば、カレントトランスや電流検知回路を使用することなく回路を構成でき、安価で信頼性の高い電磁誘導加熱用インバータを実現できる。
【0058】
【実施形態3】
図9は、本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施形態3の構成を示す回路図である。本実施形態3は、図4の実施形態1に対して、配線インダクタンス801,802と、積分器803,804とを付加した回路である。配線インダクタンス801,802は回路パターンに付随して必ず存在するので、積分器803,804を付加するだけでよい。
【0059】
本実施形態3は、配線インダクタンス801,802を利用し、配線インダクタンスに発生する電圧を積分器803,804で電流値に換算する方式である。
【0060】
本実施形態2においても、カレントトランスや電流検知回路を使用することなく回路を構成できるので、安価で信頼性の高い電磁誘導加熱用インバータを実現できる。
【0061】
ここでは、IGBTのエミッタ側配線を利用したが、他の配線を利用しても、同様の効果が得られる。
【0062】
【発明の効果】
本発明によれば、負荷に合わせて異なった動作周波数でインバータを駆動する場合に、10kHz以上の差を付けることにより、合成波が人間の可聴周波数以上となり、干渉音をなくすことができる。
【0063】
また、干渉音低減のためのノイズフィルタ等が不要になり、回路の効率が向上し、省エネルギーに有効であり、装置の小型化,コストダウンに効果がある。
【0064】
さらに、回路の高効率化に伴い、放熱対策が不要になり、この点でも、機器の小型化,コストダウンに効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の電磁調理器の一般的構成を示すブロック図である。
【図2】従来の電磁調理器における周波数と入力電力との関係を説明する図である。
【図3】2つの加熱部を持つ本発明による電磁調理器の全体構成を示すブロック図である。
【図4】本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施形態1の構成を示す回路図である。
【図5】本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施形態1における合成波の波形の一例を示す図である。
【図6】本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施形態1におけるINV1の動作周波数とINV2の動作周波数との差に対する合成波の周波数の関係を示す図である。
【図7】本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施形態2の構成を示す回路図である。
【図8】本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施形態2における動作波形の一例を示す図である。
【図9】本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施形態3の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
101 磁性鍋
102 非磁性ステンレス鍋
103 トッププレート(強化ガラス)
104 加熱コイル
105 (第1)インバータ
106 (第2)インバータ
107 電流検知回路
108 カレントトランス
109 インバータ制御手段
201 交流電源
202 整流回路
203 平滑用リアクトル
204 平滑用コンデンサ
205 上アームIGBT
206 下アームIGBT
207 上アームダイオード
208 下アームダイオード
209 スナバコンデンサ
210 スナバコンデンサ
211 共振コンデンサ
212 共振コンデンサ
213 加熱コイル(104)
214 抵抗
215 抵抗
216 ゲート駆動回路
217 ゲート駆動回路
601 センスIGBTを内蔵する上アームIGBT
602 センスIGBTを内蔵する下アームIGBT
603 上アームのセンス抵抗
604 下アームのセンス抵抗
801 配線インダクタンス
802 配線インダクタンス
803 積分器
804 積分器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic induction heating inverter including a power switching element and an electromagnetic cooker, and more particularly to suppression of interference noise in an electromagnetic cooker having a plurality of heating units.
[0002]
[Prior art]
An electromagnetic cooker that heats the pot itself by electromagnetic induction has been widely used. The electromagnetic cooker is safe because it does not use fire, and has high efficiency, which is effective for energy saving. In recent years, the induction cooker has been rapidly introduced into ordinary households.
[0003]
FIG. 1 is a block diagram showing a general configuration of a conventional electromagnetic cooker. In the electromagnetic cooker of FIG. 1, a
[0004]
There are roughly three types of pots that can be heated by an electromagnetic cooker. The first is a magnetic pan typified by an iron pan and a magnetic stainless pan, the second is a non-magnetic stainless pan having characteristics intermediate between the magnetic pan and the non-magnetic pan, and the third is an aluminum pan and copper pan. Non-magnetic pots such as pots.
[0005]
Since the operating frequency of the non-magnetic pan is higher than that of the magnetic pan by at least 10 kHz or more compared to that of the non-magnetic stainless steel pan, even if it is combined with another type of pan, the interference sound does not matter.
[0006]
Therefore, here, the relationship between the operating frequency of the circuit and the input power will be described only for the combination of the magnetic pan and the non-magnetic stainless steel pan where interference is a problem.
[0007]
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between an operating frequency and input power in a conventional electromagnetic cooker. Since the non-magnetic stainless steel pan has a small self-inductance, the operating frequency is higher by about 5 kHz than that of the magnetic pan. When heating the non-magnetic stainless steel pan, it is driven at an operating frequency higher than the magnetic pan by about 5 kHz to adjust the input power.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in an electromagnetic cooker equipped with at least two current resonance circuits, when different types of pots are used, since the operating frequencies are different, the two types of operating frequencies are combined and an interference sound is generated.
[0009]
Many electromagnetic cookers generally have a plurality of heating units. When different types of pots are used in the respective heating units, since the operating frequencies of the respective inverters are different, a composite wave of the inverter 1 and the
[0010]
In order to suppress the interference sound, there is a method in which the resonance capacitor and / or the heating coil are made variable and driven at the same operating frequency so that the resonance peaks in FIG. 2 overlap.
[0011]
However, in this method, the number of components of the resonance capacitor and the heating coil increases, the number of elements required for switching the resonance capacitor and the heating coil increases, and the cost increases. descend. In addition, the electromagnetic cooker becomes large.
[0012]
For example, as described in JP-A-09-185986 and JP-A-2002-008840, a control signal in which only a delay amount is changed according to a heating output at the same frequency as a control signal for turning on / off a switching element. Is supplied to the switching elements of the individual current paths to perform on / off driving.
[0013]
However, this method complicates the circuit configuration and control procedure.
[0014]
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-095562 determines whether the difference between the operating frequencies is 1 kHz or less. If the difference exceeds 1 kHz, the operation is performed by lowering the higher operating frequency so that the difference becomes 1 kHz or less. The method is shown.
[0015]
However, if the difference is 1 kHz or less, the interference sound has an audible frequency. Therefore, according to the confirmation test of the present inventors, it was insufficient as a measure against the interference sound.
[0016]
An object of the present invention is to provide a high-efficiency and low-cost electromagnetic induction heating inverter without interference noise and an electromagnetic cooker employing the electromagnetic induction heating inverter.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides an electromagnetic induction heating inverter having a plurality of heating circuits including an inverter and a heating coil and heating a metal load by electromagnetic induction, in order to achieve the above object. An inverter for electromagnetic induction heating comprising inverter control means for setting the operating frequencies of the plurality of heating circuits at least 10 kHz or more apart according to the equivalent impedance of the metal load to be heated when heating is proposed.
[0018]
According to the present invention, when the inverter is driven at different operating frequencies according to the load, by adding a difference of 10 kHz or more, the synthesized wave becomes equal to or higher than the human audible frequency, and interference noise can be eliminated.
[0019]
The present invention also provides an electromagnetic induction heating inverter including a plurality of heating circuits that heat a metal load by electromagnetic induction including an inverter and a heating coil, wherein a current detection circuit that detects a current flowing through the heating coil, When the heating circuit heats different metal loads, an inverter for electromagnetic induction heating comprising inverter control means for setting the operating frequencies of the plurality of heating circuits at least 10 kHz apart according to the detected current is proposed.
[0020]
As described above, the type of the metal load may be determined by detecting the current flowing through the heating coil.
[0021]
The current detection circuit may be a circuit that includes a sense IGBT built in the IGBT of the inverter and a sense resistor and detects a voltage generated by the current.
[0022]
In the present invention, since the sense IGBT and the sense resistor can be produced in the manufacturing process of the IGBT main body, they do not cause a cost increase.
[0023]
The current detection circuit may include a wiring inductance in the inverter, and an integrator that integrates a voltage generated in the wiring inductance and converts the voltage into a current.
[0024]
According to the present invention, a circuit can be configured without using a current transformer or a current detection circuit, and an inexpensive and highly reliable inverter for electromagnetic induction heating can be realized.
[0025]
In order to achieve the above object, the present invention has a plurality of heating circuits including an inverter and a heating coil for heating any one of a magnetic pan, a non-magnetic stainless steel pan, and a non-magnetic pan placed on a top plate by electromagnetic induction. In the electromagnetic cooker, when the plurality of heating circuits heat different types of pots, an inverter control that sets the operating frequencies of the plurality of heating circuits at least 10 kHz or more apart according to the equivalent impedance of the pot to be heated. An electromagnetic cooker with means is proposed.
[0026]
According to the present invention, when the inverter is driven at different operating frequencies according to the load, by adding a difference of 10 kHz or more, the synthesized wave becomes equal to or higher than the human audible frequency, and interference noise can be eliminated.
[0027]
The present invention further provides an electromagnetic cooker having a plurality of heating circuits for heating any one of a magnetic pan, a non-magnetic stainless steel pan, and a non-magnetic pan placed on a top plate by electromagnetic induction, including an inverter and a heating coil. A current detection circuit for detecting a current flowing through a heating coil, and when the plurality of heating circuits heat different types of pots, the operating frequencies of the plurality of heating circuits are set at least 10 kHz apart in accordance with the detected current. The present invention proposes an electromagnetic cooker provided with an inverter control means.
[0028]
As described above, it is possible to determine which of the magnetic pan, the non-magnetic stainless steel pan, and the non-magnetic pan is to be detected by detecting the current flowing through the heating coil.
[0029]
The current detection circuit may include a sense IGBT built in the IGBT of the inverter and a sense resistor, and may be a circuit for detecting a voltage generated by the current.
[0030]
In the present invention, since the sense IGBT and the sense resistor can be produced in the manufacturing process of the IGBT main body, they do not cause a cost increase.
[0031]
The current detection circuit may include a wiring inductance in the inverter, and an integrator that integrates a voltage generated in the wiring inductance and converts the voltage into a current.
[0032]
According to the present invention, a circuit can be configured without using a current transformer or a current detection circuit, and an inexpensive and highly reliable inverter for electromagnetic induction heating can be realized.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of the electromagnetic cooker according to the present invention having two heating units. In the electromagnetic cooker according to the present invention shown in FIG. 3, a
[0034]
In the present embodiment, there are no
[0035]
A feature of the present embodiment is that the magnetic pan and the non-magnetic stainless steel pan are operated at an operating frequency of 10 kHz or more. As described above, the operating frequency of the non-magnetic pan is at least 10 kHz higher than that of the magnetic pan and of the non-magnetic stainless steel pan. No special measures are required because sound is not a problem.
[0036]
Embodiment 1
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the first embodiment of the electromagnetic induction heating inverter according to the present invention.
[0037]
The current resonance type electromagnetic induction heating inverter illustrated in FIG. 4 includes an
[0038]
When compared with the entire configuration of the electromagnetic cooker in FIG. 3, the current resonance type electromagnetic induction heating inverter of the first embodiment corresponds to the
[0039]
The operation of this current resonance type electromagnetic induction heating inverter will be described. First, consider the state where the
[0040]
Next, the ON state will be described. When an ON signal is input from the
[0041]
When the
[0042]
Next, when the
[0043]
When the energy stored in the
[0044]
Before the current flows in the reverse direction, an on signal is input from the
[0045]
When the
[0046]
Next, when the
[0047]
FIG. 5 is a diagram showing an example of a waveform of a synthetic wave in the electromagnetic induction heating inverter according to the first embodiment of the present invention. The operating frequency of the inverter 1 of this example is 20 kHz, and the operating frequency of the
[0048]
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the difference between the operating frequency of INV1 and the operating frequency of INV2 in the electromagnetic induction heating inverter according to the first embodiment of the present invention and the frequency of the composite wave.
[0049]
The operating frequency of the inverter 1 at this time is fixed at 20 kHz. When the operating frequency of the INV2 is lower than 30 kHz, the frequency of the synthesized wave becomes equal to or lower than the upper limit of the audible frequency of 16 kHz, so that an interference sound can be heard.
[0050]
On the other hand, when the operating frequency of INV2 is higher than 30 kHz and the difference from the operating frequency of INV1 becomes 10 kHz or more, the operating frequency of INV2 approaches 20 kHz.
[0051]
Therefore, when the operating frequency of the non-magnetic stainless steel pan is higher than the operating frequency of the magnetic pan by 10 kHz or more, the synthesized wave becomes higher than the audible frequency, and the interference sound disappears.
[0052]
According to the first embodiment, when the pots of the two inverters are different from each other, they are driven at operating frequencies separated by 10 kHz or more, and the frequency of the synthesized wave is set to the audible frequency of humans or higher, thereby eliminating interference noise.
[0053]
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an electromagnetic induction heating inverter according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment employs an
[0054]
In the second embodiment, a sense IGBT is built in the IGBTs of the upper and lower arms to detect a current flowing through a load. Since the sense IGBT and the sense resistor can be produced in the manufacturing process of the IGBT main body, they do not cause a cost increase.
[0055]
FIG. 8 is a diagram showing an example of an operation waveform in
[0056]
Since a voltage is generated in the sense resistor by the current flowing through the sense IGBT, a current value is detected from the voltage. The inverter control means 109 determines the load based on the detected current value, and drives the IGBT at an operating frequency according to the load.
[0057]
According to the second embodiment, a circuit can be configured without using a current transformer or a current detection circuit, and an inexpensive and highly reliable electromagnetic induction heating inverter can be realized.
[0058]
Embodiment 3
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of an electromagnetic induction heating inverter according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment is a circuit in which
[0059]
In the third embodiment, a voltage generated in the wiring inductance is converted into a current value by the
[0060]
Also in the second embodiment, since a circuit can be configured without using a current transformer or a current detection circuit, an inexpensive and highly reliable electromagnetic induction heating inverter can be realized.
[0061]
Here, the emitter side wiring of the IGBT is used, but the same effect can be obtained by using another wiring.
[0062]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the inverter is driven at different operating frequencies according to the load, by adding a difference of 10 kHz or more, the synthesized wave becomes equal to or higher than the human audible frequency, and interference noise can be eliminated.
[0063]
In addition, a noise filter or the like for reducing interference noise is not required, circuit efficiency is improved, energy is saved, and the size and cost of the device are reduced.
[0064]
Further, with the increase in the efficiency of the circuit, there is no need to take measures to dissipate heat. This is also effective in reducing the size and cost of the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a general configuration of a conventional electromagnetic cooker.
FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between frequency and input power in a conventional electromagnetic cooker.
FIG. 3 is a block diagram showing an overall configuration of an electromagnetic cooker according to the present invention having two heating units.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of an electromagnetic induction heating inverter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a waveform of a synthetic wave in the electromagnetic induction heating inverter according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the difference between the operating frequency of INV1 and the operating frequency of INV2 in the first embodiment of the electromagnetic induction heating inverter according to the present invention, and the frequency of the composite wave.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an electromagnetic induction heating inverter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an example of an operation waveform in
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of an electromagnetic induction heating inverter according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101
104 Heating coil 105 (First) Inverter 106 (Second)
206 Lower arm IGBT
207
214
602 Lower arm IGBT with built-in sense IGBT
603 Upper
Claims (8)
前記複数の加熱回路がそれぞれ異なる金属負荷を加熱するときには、加熱する金属負荷の等価インピーダンスに合わせて前記複数の加熱回路の動作周波数を少なくとも10kHz以上離して設定するインバータ制御手段を備えた
ことを特徴とする電磁誘導加熱用インバータ。In an electromagnetic induction heating inverter having a plurality of heating circuits including an inverter and a heating coil and heating a metal load by electromagnetic induction,
When the plurality of heating circuits heat different metal loads, inverter control means is provided for setting the operating frequencies of the plurality of heating circuits at least 10 kHz or more apart according to the equivalent impedance of the metal load to be heated. And an inverter for electromagnetic induction heating.
前記加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出回路と、前記複数の加熱回路がそれぞれ異なる金属負荷を加熱するときには、検出された電流に合わせて前記複数の加熱回路の動作周波数を少なくとも10kHz離して設定するインバータ制御手段とを備えた
ことを特徴とする電磁誘導加熱用インバータ。In an electromagnetic induction heating inverter having a plurality of heating circuits including an inverter and a heating coil and heating a metal load by electromagnetic induction,
A current detection circuit for detecting a current flowing through the heating coil, and when the plurality of heating circuits heat different metal loads, the operating frequencies of the plurality of heating circuits are set at least 10 kHz apart in accordance with the detected current. An inverter for electromagnetic induction heating, comprising:
前記電流検出回路が、前記インバータのIGBTに内蔵されたセンスIGBTと、センス抵抗とを含み、前記電流により生ずる電圧を検出する回路である
ことを特徴とする電磁誘導加熱用インバータ。The electromagnetic induction heating inverter according to claim 2,
An electromagnetic induction heating inverter, wherein the current detection circuit is a circuit that includes a sense IGBT built into the IGBT of the inverter and a sense resistor, and detects a voltage generated by the current.
前記電流検出回路が、前記インバータ内の配線インダクタンスと、前記配線インダクタンスに発生する電圧を積分し電流に換算する積分器とを含む
ことを特徴とする電磁誘導加熱用インバータ。The electromagnetic induction heating inverter according to claim 2,
An inverter for electromagnetic induction heating, wherein the current detection circuit includes a wiring inductance in the inverter, and an integrator for integrating a voltage generated in the wiring inductance and converting the voltage into a current.
前記複数の加熱回路がそれぞれ異なる種類の前記鍋を加熱するときには、加熱する前記鍋の等価インピーダンスに合わせて前記複数の加熱回路の動作周波数を少なくとも10kHz以上離して設定するインバータ制御手段を備えた
ことを特徴とする電磁調理器。An electromagnetic cooker having a plurality of heating circuits for heating any one of a magnetic pan, a non-magnetic stainless steel pan, and a non-magnetic pan placed on a top plate by electromagnetic induction including an inverter and a heating coil,
When the plurality of heating circuits heat different types of the pans, inverter control means is provided for setting the operating frequencies of the plurality of heating circuits at least 10 kHz or more apart according to the equivalent impedance of the pan to be heated. An electromagnetic cooker characterized by the following.
前記加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出回路と、前記複数の加熱回路がそれぞれ異なる種類の鍋を加熱するときには、検出された電流に合わせて前記複数の加熱回路の動作周波数を少なくとも10kHz離して設定するインバータ制御手段とを備えた
ことを特徴とする電磁調理器。An electromagnetic cooker having a plurality of heating circuits for heating any one of a magnetic pan, a non-magnetic stainless steel pan, and a non-magnetic pan placed on a top plate by electromagnetic induction including an inverter and a heating coil,
A current detection circuit for detecting a current flowing through the heating coil, and when the plurality of heating circuits heat different types of pots, the operating frequencies of the plurality of heating circuits are separated by at least 10 kHz in accordance with the detected current. An electromagnetic cooker comprising an inverter control means for setting.
前記電流検出回路が、前記インバータのIGBTに内蔵されたセンスIGBTと、センス抵抗とを含み、前記電流により生ずる電圧を検出する回路である
ことを特徴とする電磁調理器。The electromagnetic cooker according to claim 6,
An electromagnetic cooker, wherein the current detection circuit is a circuit that includes a sense IGBT built in the IGBT of the inverter and a sense resistor, and detects a voltage generated by the current.
前記電流検出回路が、前記インバータ内の配線インダクタンスと、前記配線インダクタンスに発生する電圧を積分し電流に換算する積分器とを含む
ことを特徴とする電磁調理器。The electromagnetic cooker according to claim 6,
An electromagnetic cooker, wherein the current detection circuit includes a wiring inductance in the inverter, and an integrator for integrating a voltage generated in the wiring inductance and converting the voltage into a current.
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JP2011044422A (en) * | 2009-07-22 | 2011-03-03 | Mitsubishi Electric Corp | Induction heating cooker |
-
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WO2010089809A1 (en) | 2009-02-06 | 2010-08-12 | パナソニック株式会社 | Electromagnetic cooking device |
US9084295B2 (en) | 2009-02-06 | 2015-07-14 | Panasonic Corporation | Electromagnetic cooking device |
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