JP2004171879A

JP2004171879A - Electromagnetic cooker

Info

Publication number: JP2004171879A
Application number: JP2002335136A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Matsubara; 則幸松原; Takashi Kumagai; 隆熊谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-19
Also published as: JP4228663B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic cooker having an improved flexibility of design inside the main body by efficiently cooling the heating member such as an induction heating coil and a switching element, capable of increasing and decreasing the output of the induction heating coil as required. <P>SOLUTION: A plurality of inverters corresponding to a plurality of induction heating coils 11a, 11b are arranged on one base board, and a heat sink 3 mounting the positive and negative switching elements 2a, 2b, 2c constituting these inverters is made common. Thereby, the control part 1 is made compact, and if it is within the limits not exceeding the heat radiation capacity, when one of the induction heating coil out of plural induction heating coils 11a, 11b is used at the rated output value or less, the other induction heating coil can be used at the output exceeding the rated value. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁調理器に関し、ことに誘導加熱コイルやスイッチング素子などの発熱部材を効率的に冷却し、本体内部における設計の自由度を向上させることを目的とする電磁調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁調理器においては、複数の誘導加熱コイルに対応した複数の基板を多段配置し、各駆動回路および各誘導加熱コイルを効率良く冷却することにより設計の自由度を向上させている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３３１８４号公報（第３−４頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電磁調理器においては、複数の誘導加熱コイルの各々に対応して複数の基板が設けられていたため、各誘導加熱コイルの出力は、対応した基板の放熱特性以上の出力にすることが困難であった。
【０００５】
この発明に係る電磁調理器は、複数の誘導加熱コイルに対応する複数のインバータを１枚の基板上に配置し、これらインバータを構成する正負のスイッチング素子を載置する放熱板を共通化したものである。そのため、制御部のコンパクト化が図れるとともに、放熱板の放熱容量を越えない範囲内であれば、複数の誘導加熱コイルのうちの一方の誘導加熱コイルを定格値以下の出力にて使用する時には、他方の誘導加熱コイルを定格値を越える出力にて使用することが可能となる。このように、複数のインバータに対応した放熱板を共通化することにより、電磁調理器内部の設計の自由度を高めることができるとともに、装置を大型化することなく、また、部品点数を増加することなく、誘導加熱コイルの出力を定格出力値にとらわれることなく、必要に合わせて増減させることができることになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電磁調理器は、複数の調理容器が載置可能なトッププレートと、トッププレートの下面に設けられ複数の調理容器の各々を加熱するための複数の誘導加熱コイルと、正負のスイッチング素子の対にて構成されるインバータであって、複数の誘導加熱コイルの各々に高周波電流を供給する複数のインバータと、正負のスイッチング素子の対が２以上載置された１枚の放熱板と、放熱板及び複数の誘導加熱コイルに送風する冷却ファンと、放熱板に載置されたスイッチング素子の各々の駆動を制御し、放熱板に載置されたスイッチング素子の放熱量の総和が放熱板の放熱容量を越えないように、複数の誘導加熱コイルのいずれかにて定格出力以上の出力がされる時、残りの誘導加熱コイルの出力を定格出力以下に調整する制御回路とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は、本発明にかかる電磁調理器の一例を示す構成説明図である。以下、図に基づき、かかる電磁調理器の構成と冷却機構につき説明する。
本発明にかかる電磁調理器は、ケース上面に設けたトッププレート１０に、調理器を載置する２つのコンロ部１４ａおよび１４ｂを有している。このコンロ部１４ａおよび１４ｂの下面には、各々のコンロ部に対応して誘導加熱コイル１１ａおよび１１ｂ（図２参照）が設けられている。この誘導加熱コイル１１ａおよび１１ｂは、制御部１により制御され、各々の誘導加熱コイルに対応してトッププレート面上に設置される調理器の大きさや調理材料の量等に合わせ、所定の熱量が得られるよう、出力調整される。制御部１へは電磁調理器の前面に配置された操作部１３から制御指令が入力される。また、制御部１には正負のスイッチング素子（ＩＧＢＴ：ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の対にて構成された２つのインバータが設けられており、これらＩＢＧＴが生じた熱を放熱するための放熱板３が設けられている。これら２つのインバータは各々、上述した誘導加熱コイル１１ａ、１１ｂに対応するものである。さらに、電磁調理器の背面には外部からの空気の取り入れ口が設けられ、送風ファン５が稼動することにより外部より空気６が取り込まれ、放熱板３および誘導加熱コイル１１ａおよび１１ｂが冷却される。なお、電磁調理器には、前述の２つのコンロ部１４ａおよび１４ｂとは別に、魚などを焼くためのロースター部１２が設けられているが、２つのコンロ部１４ａおよび１４ｂに対応する制御部を１枚の基板にまとめ、各ＩＧＢＴに対応する放熱板も共通としたことにより、電磁調理器の内部空間の設計の自由度が向上し、ロースター部１２を拡張することが可能となる。
【０００８】
図２（ａ）は、本発明にかかる電磁調理器の、制御部１における放熱板３の構成の一例を示す上面図である。
かかる制御部１は、２つの誘導加熱コイル１１ａおよび１１ｂを制御するもので、各々の誘導加熱コイルを制御するために２つのインバータが配置されている。２つのインバータは各々正負のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）の対にて構成される。具体的には、正側のスイッチング素子であるＩＧＢＴ２ａと負側のスイッチング素子であるＩＧＢＴ２ｂにて構成されるインバータにより誘導加熱コイル１１ａが制御され、正側のスイッチング素子であるＩＧＢＴ２ｃと負側のスイッチング素子であるＩＧＢＴ２ｄにて構成されるインバータにより誘導加熱コイル１１ｂが制御されることになる。これら２つのインバータを構成する４つのＩＧＢＴのうち、正側のスイッチング素子であるＩＧＢＴ２ａおよび２ｃが熱伝導性絶縁シート７ａおよび７ｂを介して放熱板３に取り付けられている。また、これら２つのインバータを構成する４つのＩＧＢＴのうち、負側のスイッチング素子であるＩＧＢＴ２ｂおよび２ｄは放熱板３に直接取り付けられている。
【０００９】
このように、正側のＩＧＢＴ２ａおよび２ｃを熱伝導性絶縁シート７ａおよび７ｂを介して放熱板３に取り付けたのは、次のような理由による。すなわち、通常、ＩＧＢＴの電気的な接地は放熱板を介して取られるが、各インバータを構成する正負のＩＧＢＴが電気的に接続された状態では、両者間に電気的な干渉が生じる。そのため、対を構成する正負のＩＧＢＴは電気的に分離することが必要であり、このような構成が取られている。従って、インバータを構成するＩＧＢＴを、放熱板を介さずに電気的に接地させる場合には、かかる熱伝導性絶縁シート７ａおよび７ｂは不要である。
【００１０】
また、熱伝導性絶縁シートは各々のインバータを構成する正負のＩＧＢＴの対のいずれか一方に設けておけばよい。具体的には、ＩＧＢＴ２ａ、２ｂのどちらか一方と、ＩＧＢＴ２ｃ、２ｄのどちらか一方に熱伝導性絶縁シートを設けておけば、正負のＩＧＢＴの対の接地を分断することができる。また、電気的な干渉をより確実に防止する観点からは、正負の対を構成するＩＧＢＴの両側に熱伝導性絶縁シートを設けてもよい。かかる熱伝導性絶縁シートとしては、Ｓｉゴム中に、表面に絶縁被覆を施した金属の微粒（＜φ０．１ｍｍ）を介在させたものがあり、例えば、信越シリコーン社より放熱絶縁用ゴム（ＴＣ−Ａ、ＴＣ−ＡＧ、ＴＣ−ＢＧ）として市販されている。なお、本実施の形態においては、厚み０．４ｍｍの信越シリコーン社製放熱絶縁用ゴムＴＣ−Ａを用いている。
【００１１】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。放熱板３は、放熱効率を上げるために、中空もしくはフィンの構造を有しており、図後方から、図２（ａ）に開示された、送風ファン５にて送風された空気６により冷却され、放熱を行うことになる。
【００１２】
なお、誘導加熱コイルの定格出力は、通常２．４ｋＷに設定されている。そのため、従来の電磁調理器においては、各々の誘導加熱コイルに対応して、各２．４ｋＷの放熱容量を有した放熱板が設けられている。本発明においても、誘導加熱コイル１１ａおよび１１ｂの定格出力は、２．４ｋＷに設定されている。そのため、放熱板３としては、４．８ｋＷの放熱容量を有したものが設けられている。この放熱容量は、従来の２．４ｋＷの放熱容量を有する放熱板の２枚分に対応するものであるため、放熱板の放熱容量の総和は従来と同じで、放熱板の大きさも同等である。
【００１３】
図４は、本発明にかかる電磁調理器の制御回路の構成を示す図である。以下、図に基づき、回路動作に付き説明する。
まずはじめ、外部電源より平滑回路１９に電力２０が入力される。この電力２０は通常４．８ｋＷに設定されている。外部電源から入力された電力２０は平滑回路１９にて直流に変換され、インバータ１５およびインバータ１６へと出力される。従って、インバータ１５の出力とインバータ出力の総和が４．８ｋＷを越えることはない。インバータ１５は前述のＩＧＢＴ２ａ、２ｂにて構成されており、また、インバータ１６は同じくＩＧＢＴ２ｃ、２ｄにて構成されている。これらインバータ１５および１６は、平滑回路１９から送られる直流電力を、例えば、２０ｋＨｚ程度の交流電力に変換することにより、対応する誘導加熱コイル１１ａおよび１１ｂを高周波にて駆動させるためのものである。また、ゲート駆動信号生成回路（制御回路）１８は、放熱板３上に設置された温度センサー１７により放熱板３の放熱容量を越えないように２つのインバータ１５および１６の駆動を制御している。例えば、インバータ１５の出力が２ｋＷである場合には、インバータ１６の出力は最大２．８ｋＷの範囲で出力調整され、逆にインバータ１６の出力が２ｋＷである場合には、インバータ１５の出力が最大２．８ｋＷの範囲で出力調整される。このように、短時間（例えば、５分から１０分程度）において、ＩＧＢＴの破壊あるいは急激な特性劣化を生じない程度であれば、どちらか一方のインバータの出力が定格出力以下の場合には、他方のインバータの出力を定格出力以上とすることが可能となる。かかる出力調整が可能となることにより、部品点数や放熱板の放熱容量を増加させることなく、かつ、装置構成を複雑化することなく、調理の初期時に急激な加熱を必要とする場合や、水を短時間にて沸騰させたい場合等に定格出力以上の高出力にて調理することが可能となり電磁調理器の利便性が向上する。また、電磁調理器の家庭内での使用においては、２口コンロの両方を同時に最高出力にて使用することはまれで、かかる構成にしても、ほとんど実用上の問題は生じないものと思われる。
なお、上記実施の形態においては、外部電源から入力される電力量に合わせた放熱容量を有する放熱板を備えた場合につき説明したが、例えば、外部電源から入力された電力２０が４．８ｋＷである場合に、放熱板の放熱容量が４ｋＷであるような構成でも構わない。このような場合には、温度センサー１７により、２つのインバータ１５および１６の放熱量の総和が４ｋＷ以下に制限されることになる。
【００１４】
なお、本実施の形態においては、２つの誘導加熱コイルを用いる場合について説明したが、誘導加熱コイルは２つに限られることはなく、３つ以上であっても構わない。例えば、コンロ部が３つの場合には、誘導加熱コイルは３つ必要であり、対応するインバータも３つになる。この場合、そのうち、２つのインバータを構成するスイッチング素子のみを１つの放熱板に載置してもよく、また、３つのインバータを構成するスイッチング素子の全てを１枚の放熱板に接地してもよい。このような構成においても、放熱板に載置されたスイッチング素子の発熱量の総和が放熱板の放熱容量を越えないように制御することで、上記と同様の効果が得られる。すなわち、誘導加熱コイルをｎ個（ｎは２以上の自然数）備えた電磁調理器においては、各誘導加熱コイルＬ１、Ｌ２−−−Ｌｎの定格出力を各々Ｐ１、Ｐ２−−−Ｐｎ、使用時の出力を各々Ｗ１、Ｗ２−−−Ｗｎ、これら出力に対応する誘導加熱コイルの放熱量を各々Ｈ１、Ｈ２−−−Ｈｎ、放熱板の放熱容量をＨｔとすると、下記式（１）および（２）の関係を満たすように誘導加熱コイルの出力が調整される。
Ｗ１＋Ｗ２＋−−−＋Ｗｎ≦Ｐ１＋Ｐ２＋−−−＋Ｐｎ −−−（１）
Ｈ１＋Ｈ２＋−−−＋Ｈｎ≦Ｈｔ −−−−（２）
なお、各定格出力Ｐ１、Ｐ２−−−Ｐｎ、に対応する誘導加熱コイルの放熱量を各々ｈ１、ｈ２−−−ｈｎとすると、
ｈ１＋ｈ２＋−−−＋ｈｎ≦Ｈｔ −−−−（３）
となるように、放熱板の放熱容量Ｈｔが決定される。
また、定格出力をあまり大きく越えて使用することはスイッチング素子の特性からは好ましくなく、通常は、２０％程度の増加に抑えることが好ましい。かかる観点より、下記式（４）の関係を満たすことが好ましい。
Ｗｘ≦１．２Ｐｘ（ｘはｎ以下の自然数） −−−−（４）
【００１５】
なお、放熱板３の放熱効率の観点からは、冷却ファン５に近接したＩＧＢＴ２ａおよび２ｂにて構成されるインバータに対応した誘導加熱コイル１１ａ側を高出力にて使用する方が好ましいことは言うまでもないが、制御部１にてＩＧＢＴ２ａ、２ｂにて構成されるインバータが対応する誘導加熱コイルとＩＧＢＴ２ｃ、２ｄにて構成されるインバータが対応する誘導加熱コイルと切り替え可能に回路構成しておくと、冷却ファン５に近接したＩＧＢＴ２ａおよび２ｂにて構成されるインバータにて電磁調理器の左右どちらのコンロにおいても高出力化が行え、調理における利便性が向上し好適である。
【００１６】
また、インバータを定格出力以上にて使用することができる時間は、一般的にはスイッチング素子にかかる負荷と、負荷をかける時間で決まる面積の総和から決定される。すなわち、スイッチング素子に急激に負荷を与えた場合には、インバータを定格出力以上とすることができる時間は短くなり、急激な負荷を与えない場合には、定格出力以上に保持できる時間は長くなる。従って、各誘導加熱コイルを定格出力以上に保持できる時間は、実際には、スイッチング素子であるＩＧＢＴの特性（耐圧特性や寿命特性）を考慮して決定することになる。
【００１７】
なお、本実施の形態においては、インバータを構成するスイッチング素子としてＩＧＢＴを用いたが、かかるスイッチング素子としては、ＩＧＢＴに限定されることはなく、サイリスタやパワーＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング機能を有するいわゆるパワー半導体であれば適用でき、同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００１８】
以上、本発明にかかる電磁調理器によれば、複数の誘導加熱コイルに対応する複数のインバータを１枚の基板上に配置し、これらインバータを構成する正負のスイッチング素子に対応する放熱板を共通化することにより、電磁調理器内部の設計の自由度を高めることができるとともに、放熱板の放熱容量を越えない範囲で、複数の誘導加熱コイルの出力調整が可能となり、装置を大型化することなく、また、部品点数を増加することなく、誘導加熱コイルの出力を必要に合わせて増減でき、短時間においては定格出力以上の出力が可能となる。
【００１９】
実施の形態２
図３（ａ）は、本発明にかかる電磁調理器の、制御部１における放熱板３ａおよび３ｂの構成の一例を示す上面図である。
かかる制御部１は、実施の形態１にて開示したものとは異なり、２つの誘導加熱コイル１１ａおよび１１ｂに対応する２つのインバータを構成する４つのＩＧＢＴ２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄのうちの正側のＩＧＢＴ２ａおよび２ｃと負側のＩＧＢＴ２ｂおよび２ｄが、各々、異なる２つの放熱板３ｂおよび３ａに設けられている。また、放熱板３ａは図示しない絶縁回路を介して接地線に接続され、放熱板３ｂは直接接地線に接続されている。かかる構成とすることで、各ＩＧＢＴは熱伝導性絶縁シートを介することなく放熱板に取り付けることができると共に、正側のＩＧＢＴ２ａおよび２ｃと負側のＩＧＢＴ２ｂおよび２ｄ間の電気的な干渉が効果的に抑制される。
【００２０】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。放熱板３ａおよび３ｂは、相対するように分離配置されており、図後方から、図３（ａ）に開示された、送風ファン５により送風された空気６により冷却され、放熱を行うことになる。
【００２１】
このような構成のもと、２つの誘導加熱コイル１１ａおよび１１ｂの出力が以下のように調整される。すなわち、２つの誘導加熱コイル１１ａおよび１１ｂに対応した２つのインバータを構成する４つの正負のＩＧＢＴ２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄは、通常、正負の対として２．４ｋＷの定格出力を有する誘導加熱コイルに対応するものであるが、この正負のＩＧＢＴは、正側の出力および負側の出力をほぼ当分に出力分担するものであるため、各ＩＧＢＴの担う誘導加熱コイルの出力としては、２．４ｋＷのほぼ半分の１．２ｋＷ相当と考えることができる。また、放熱板３ａおよび３ｂの放熱容量は各々２．４ｋＷであるため、放熱容量の総和は４．８Ｋｗであり、従来と同じである。
【００２２】
しかしながら、本発明にかかる電磁調理器においては、２つの誘導加熱コイル１１ａおよび１１ｂに対応したＩＧＢＴのうち、正側のＩＧＢＴ２ａ、２ｃおよび負側のＩＧＢＴを２ｂ、２ｄを同じ放熱板上に設けたため、短時間（例えば、５分から１０分程度）の使用においては、ＩＧＢＴの破壊あるいは急激な特性劣化を生じない程度であれば、どちらか一方のインバータの出力が定格出力以下の場合には、他方のインバータの出力を定格出力以上とすることが可能となる。例えば、誘導加熱コイル１１ａに対応した正負のＩＧＢＴ２ａ、２ｂの出力分担を各々１．４ｋＷとし、誘導加熱コイル１１ｂに対応した正負のＩＧＢＴ２ｃ、２ｄの出力分担を各々１ｋＷとすることにより、誘導加熱コイル１１ａの出力を２．８ｋＷ、誘導加熱コイル１１ｂの出力を２ｋＷとすることができる。かかる出力調整が可能となることにより、部品点数や放熱板の放熱容量を増加させることなく、かつ、装置構成を複雑化することなく、調理の初期時に急激な加熱を必要とする場合や、水を短時間にて沸騰させたい場合等に効果的に対応することができ電磁調理器の利便性が向上する。
【００２３】
以上、本発明にかかる電磁調理器は、複数の誘導加熱コイルに対応する複数のインバータを１枚の基板上に配置し、これら複数のインバータを構成する複数の正のスイッチング素子に対応する放熱板および複数の負のスイッチング素子に対応する放熱板を別個に設けることにより、電磁調理器内部の設計の自由度を高めることができるとともに、各放熱板の放熱容量を越えない範囲で、複数の誘導加熱コイルの出力調整を可能とし、装置を大型化することなく、また、部品点数を増加することなく、誘導加熱コイルの出力を必要に合わせて増減でき、短時間においては定格出力以上の出力が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上、本発明にかかる電磁調理器によれば、複数の調理容器が載置可能なトッププレートと、トッププレートの下面に設けられ複数の調理容器の各々を加熱するための複数の誘導加熱コイルと、正負のスイッチング素子の対にて構成されるインバータであって、複数の誘導加熱コイルの各々に高周波電流を供給する複数のインバータと、正負のスイッチング素子の対が２以上載置された１枚の放熱板と、放熱板及び複数の誘導加熱コイルに送風する冷却ファンと、放熱板に載置されたスイッチング素子の各々の駆動を制御し、放熱板に載置されたスイッチング素子の放熱量の総和が放熱板の放熱容量を越えないように、複数の誘導加熱コイルのいずれかにて定格出力以上の出力がされる時、残りの誘導加熱コイルの出力を定格出力以下に調整する制御回路とを備えているため、電磁調理器内部の設計の自由度が高まるとともに、放熱板の放熱容量を越えない範囲で、複数の誘導加熱コイルの出力調整が可能となり、装置を大型化することなく、また、部品点数を増加することなく、誘導加熱コイルの出力を必要に合わせて増減でき、短時間においては定格出力以上の出力が可能な利便性に優れた電磁調理器が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電磁調理器の構成を説明する斜視図である。
【図２】本発明にかかる電磁調理器の放熱板の構成を説明する構成説明図である。
【図３】本発明にかかる電磁調理器の放熱板の構成を説明する構成説明図である。
【図４】本発明にかかる電磁調理器の制御回路の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１制御部、２ａ〜２ｄスイッチング素子、３放熱板、３ａ負側放熱板、
３ｂ正側放熱板、５冷却ファン、６風向き方向、
７ａ、ｂ熱伝導性絶縁シート、１０トッププレート、
１１、１１ａ、１１ｂ誘導加熱コイル、１２ロースター、１３操作部、
１４ａ、１４ｂコンロ部、１５インバータ、１６インバータ、
１７温度検出器、１８ゲート駆動信号生成回路、１９平滑回路、
２０入力電力。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic cooker, and more particularly to an electromagnetic cooker intended to efficiently cool heating members such as induction heating coils and switching elements and to improve the degree of design freedom inside the main body. .
[0002]
[Prior art]
In a conventional electromagnetic cooker, a plurality of substrates corresponding to a plurality of induction heating coils are arranged in multiple stages, and the degree of freedom in design is improved by efficiently cooling each drive circuit and each induction heating coil. (For example, refer to Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-33184 A (page 3-4, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional electromagnetic cooker, since a plurality of substrates are provided corresponding to each of the plurality of induction heating coils, it is difficult to set the output of each induction heating coil to an output exceeding the heat dissipation characteristics of the corresponding substrate. Met.
[0005]
In the electromagnetic cooker according to the present invention, a plurality of inverters corresponding to a plurality of induction heating coils are arranged on a single substrate, and a heat radiating plate on which positive and negative switching elements constituting these inverters are placed is shared. It is. Therefore, the control unit can be made compact, and if one induction heating coil of a plurality of induction heating coils is used at an output less than the rated value within a range not exceeding the heat dissipation capacity of the heat sink, The other induction heating coil can be used at an output exceeding the rated value. Thus, by sharing the heat sink corresponding to a plurality of inverters, the degree of freedom in designing the inside of the electromagnetic cooker can be increased, and the number of parts can be increased without increasing the size of the apparatus. Without being restricted by the rated output value, the output of the induction heating coil can be increased or decreased as necessary.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An electromagnetic cooker according to the present invention includes a top plate on which a plurality of cooking containers can be placed, a plurality of induction heating coils provided on the lower surface of the top plate for heating each of the plurality of cooking containers, and positive / negative switching An inverter composed of a pair of elements, a plurality of inverters for supplying a high-frequency current to each of the plurality of induction heating coils, and a single heat sink on which two or more pairs of positive and negative switching elements are mounted; The cooling fan that blows air to the heat radiating plate and the plurality of induction heating coils and the drive of each switching element placed on the heat radiating plate are controlled, and the total amount of heat radiated from the switching elements placed on the heat radiating plate is the heat radiating plate Control circuit that adjusts the output of the remaining induction heating coils below the rated output when any of the multiple induction heating coils outputs more than the rated output so as not to exceed the heat dissipation capacity It is those with a.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
FIG. 1 is a configuration explanatory view showing an example of an electromagnetic cooker according to the present invention. Hereinafter, the configuration of the electromagnetic cooker and the cooling mechanism will be described with reference to the drawings.
The electromagnetic cooker according to the present invention has two stove portions 14a and 14b for placing the cooker on a top plate 10 provided on the upper surface of the case. On the lower surfaces of the stove parts 14a and 14b, induction heating coils 11a and 11b (see FIG. 2) are provided corresponding to the respective stove parts. The induction heating coils 11a and 11b are controlled by the control unit 1 and have a predetermined amount of heat in accordance with the size of the cooker and the amount of cooking materials installed on the top plate surface corresponding to each induction heating coil. The output is adjusted to obtain. A control command is input to the control unit 1 from the operation unit 13 disposed on the front surface of the electromagnetic cooker. Further, the control unit 1 is provided with two inverters composed of a pair of positive and negative switching elements (IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor), and a heat radiating plate 3 for radiating the heat generated by these IBGTs. Is provided. Each of these two inverters corresponds to the induction heating coils 11a and 11b described above. Further, an air intake port from the outside is provided on the back surface of the electromagnetic cooker. When the blower fan 5 is operated, the air 6 is taken in from the outside, and the heat radiating plate 3 and the induction heating coils 11a and 11b are cooled. . The electromagnetic cooker is provided with a roaster unit 12 for grilling fish and the like separately from the above-described two stove units 14a and 14b, but a control unit corresponding to the two stove units 14a and 14b is provided. By combining the heat sinks corresponding to each IGBT together on one board, the degree of freedom in designing the internal space of the electromagnetic cooker is improved, and the roaster unit 12 can be expanded.
[0008]
Fig.2 (a) is a top view which shows an example of a structure of the heat sink 3 in the control part 1 of the electromagnetic cooker concerning this invention.
The control unit 1 controls the two induction heating coils 11a and 11b, and two inverters are arranged to control each induction heating coil. Each of the two inverters is composed of a pair of positive and negative switching elements (IGBT). Specifically, the induction heating coil 11a is controlled by an inverter constituted by the IGBT 2a which is a positive side switching element and the IGBT 2b which is a negative side switching element, and the IGBT 2c which is a positive side switching element and the negative side switching element. Induction heating coil 11b is controlled by an inverter constituted by IGBT 2d as an element. Of the four IGBTs constituting these two inverters, IGBTs 2a and 2c, which are positive side switching elements, are attached to the heat radiating plate 3 via thermally conductive insulating sheets 7a and 7b. Of the four IGBTs constituting these two inverters, the negative side switching elements IGBTs 2b and 2d are directly attached to the heat sink 3.
[0009]
Thus, the reason why the IGBTs 2a and 2c on the positive side are attached to the heat sink 3 via the heat conductive insulating sheets 7a and 7b is as follows. That is, normally, the electrical grounding of the IGBT is taken through the heat sink, but when the positive and negative IGBTs constituting each inverter are electrically connected, electrical interference occurs between the two. Therefore, the positive and negative IGBTs constituting the pair need to be electrically separated, and such a configuration is adopted. Therefore, when the IGBT constituting the inverter is electrically grounded without using the heat sink, the heat conductive insulating sheets 7a and 7b are unnecessary.
[0010]
Moreover, what is necessary is just to provide a heat conductive insulating sheet in either one of the pair of positive / negative IGBT which comprises each inverter. Specifically, if a heat conductive insulating sheet is provided on either one of the IGBTs 2a and 2b and either one of the IGBTs 2c and 2d, the grounding of the pair of positive and negative IGBTs can be divided. Further, from the viewpoint of more reliably preventing electrical interference, a heat conductive insulating sheet may be provided on both sides of the IGBT constituting the positive and negative pair. As such a heat conductive insulating sheet, there is one in which fine particles of metal (<φ0.1 mm) with an insulating coating on the surface are interposed in Si rubber. For example, a rubber for heat radiation insulation (TC) from Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. -A, TC-AG, TC-BG). In the present embodiment, a heat-insulating rubber TC-A made by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. having a thickness of 0.4 mm is used.
[0011]
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. The heat radiating plate 3 has a hollow or fin structure in order to increase the heat radiating efficiency, and is cooled by the air 6 blown by the blower fan 5 disclosed in FIG. , It will dissipate heat.
[0012]
Note that the rated output of the induction heating coil is normally set to 2.4 kW. Therefore, in the conventional electromagnetic cooker, the heat sink with the 2.4 kW heat dissipation capacity is provided corresponding to each induction heating coil. Also in the present invention, the rated output of the induction heating coils 11a and 11b is set to 2.4 kW. For this reason, the heat radiating plate 3 is provided with a heat dissipation capacity of 4.8 kW. This heat dissipation capacity corresponds to the conventional heat dissipation plate of 2.4 kW, so the total heat dissipation capacity of the heatsink is the same as the conventional, and the size of the heatsink is the same. .
[0013]
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the control circuit of the electromagnetic cooker according to the present invention. The circuit operation will be described below with reference to the drawings.
First, power 20 is input to the smoothing circuit 19 from an external power source. This power 20 is normally set to 4.8 kW. The electric power 20 input from the external power source is converted into direct current by the smoothing circuit 19 and output to the inverter 15 and the inverter 16. Therefore, the sum of the output of the inverter 15 and the inverter output does not exceed 4.8 kW. The inverter 15 is configured by the above-described IGBTs 2a and 2b, and the inverter 16 is also configured by the IGBTs 2c and 2d. These inverters 15 and 16 are for driving the corresponding induction heating coils 11a and 11b at a high frequency by converting the DC power sent from the smoothing circuit 19 into, for example, AC power of about 20 kHz. The gate drive signal generation circuit (control circuit) 18 controls the driving of the two inverters 15 and 16 so as not to exceed the heat radiation capacity of the heat sink 3 by the temperature sensor 17 installed on the heat sink 3. . For example, when the output of the inverter 15 is 2 kW, the output of the inverter 16 is adjusted within a range of maximum 2.8 kW. Conversely, when the output of the inverter 16 is 2 kW, the output of the inverter 15 is maximum. The output is adjusted in the range of 2.8 kW. As described above, if the output of one of the inverters is equal to or lower than the rated output within a short time (for example, about 5 to 10 minutes), the output of one of the inverters is less than the rated output. It becomes possible to make the output of the inverter more than the rated output. Such output adjustment is possible, without increasing the number of parts and the heat dissipation capacity of the heat sink, and without complicating the device configuration, when rapid heating is required at the initial stage of cooking, When it is desired to boil in a short time, it becomes possible to cook at a high output above the rated output, and the convenience of the electromagnetic cooker is improved. In addition, when using an electromagnetic cooker in the home, it is rare to use both of the two-burner stoves at the maximum output at the same time, and even with such a configuration, it seems that practical problems will hardly occur. .
In the above embodiment, the case where the heat radiating plate having the heat radiation capacity corresponding to the amount of power input from the external power source is described. However, for example, the power 20 input from the external power source is 4.8 kW. In some cases, the heat dissipation capacity of the heat dissipation plate may be 4 kW. In such a case, the temperature sensor 17 limits the total amount of heat radiation of the two inverters 15 and 16 to 4 kW or less.
[0014]
Although the case where two induction heating coils are used has been described in the present embodiment, the number of induction heating coils is not limited to two, and may be three or more. For example, when there are three stove sections, three induction heating coils are required, and there are three corresponding inverters. In this case, only the switching elements constituting the two inverters may be placed on one heat sink, or all the switching elements constituting the three inverters may be grounded on one heat sink. Good. Even in such a configuration, the same effect as described above can be obtained by controlling so that the total amount of heat generated by the switching elements placed on the heat sink does not exceed the heat dissipation capacity of the heat sink. That is, in an electromagnetic cooker equipped with n induction heating coils (n is a natural number of 2 or more), the rated output of each induction heating coil L1, L2 --- Ln is P1, P2 --- Pn, respectively. Where W1 and W2 --- Wn are the outputs, H1 is the heat dissipation amount of the induction heating coil corresponding to these outputs, and Hn is the heat dissipation capacity of the heat sink, and the following equations (1) and ( The output of the induction heating coil is adjusted so as to satisfy the relationship 2).
W1 + W2 + −−− + Wn ≦ P1 + P2 + −−− + Pn −−− (1)
H1 + H2 + −−− + Hn ≦ Ht −−−− (2)
If the heat radiation amounts of the induction heating coils corresponding to the rated outputs P1, P2 --- Pn are h1, h2 --- hn,
h1 + h2 + −−− + hn ≦ Ht −−−− (3)
Thus, the heat dissipation capacity Ht of the heat sink is determined.
In addition, it is not preferable to use the output exceeding the rated output so much from the characteristics of the switching element, and it is usually preferable to suppress the increase to about 20%. From this viewpoint, it is preferable to satisfy the relationship of the following formula (4).
Wx ≦ 1.2Px (x is a natural number equal to or less than n) ---- (4)
[0015]
Needless to say, from the viewpoint of the heat dissipation efficiency of the heat sink 3, it is preferable to use the induction heating coil 11 a side corresponding to the inverter constituted by the IGBTs 2 a and 2 b close to the cooling fan 5 at a high output. However, if the control unit 1 is configured to switch between an induction heating coil corresponding to the inverter constituted by the IGBTs 2a and 2b and an induction heating coil corresponding to the inverter constituted by the IGBTs 2c and 2d, cooling is performed. The inverter constituted by the IGBTs 2a and 2b close to the fan 5 can increase the output on both the left and right stoves of the electromagnetic cooker, which is preferable because convenience in cooking is improved.
[0016]
Further, the time during which the inverter can be used at the rated output or higher is generally determined from the sum of areas determined by the load applied to the switching element and the time for applying the load. That is, when a load is suddenly applied to the switching element, the time during which the inverter can be increased to the rated output or less is shortened, and when the load is not applied suddenly, the time that can be maintained above the rated output is increased. . Therefore, the time during which each induction heating coil can be maintained at or above the rated output is actually determined in consideration of the characteristics (withstand voltage characteristics and life characteristics) of the IGBT that is the switching element.
[0017]
In this embodiment, an IGBT is used as a switching element constituting the inverter. However, the switching element is not limited to the IGBT, and is a so-called power semiconductor having a switching function such as a thyristor or a power MOSFET. Needless to say, it can be applied and has the same effect.
[0018]
As mentioned above, according to the electromagnetic cooking device concerning the present invention, a plurality of inverters corresponding to a plurality of induction heating coils are arranged on one board, and a heat sink corresponding to positive and negative switching elements which constitute these inverters is shared. In addition to being able to increase the degree of freedom of design inside the electromagnetic cooker, it is possible to adjust the output of multiple induction heating coils within the range that does not exceed the heat dissipation capacity of the heat sink, and to enlarge the device In addition, the output of the induction heating coil can be increased or decreased as necessary without increasing the number of parts, and an output exceeding the rated output can be achieved in a short time.
[0019]
Embodiment 2
Fig.3 (a) is a top view which shows an example of a structure of the heat sink 3a and 3b in the control part 1 of the electromagnetic cooker concerning this invention.
Unlike the one disclosed in the first embodiment, the control unit 1 is the positive side of the four IGBTs 2a, 2b, 2c and 2d constituting the two inverters corresponding to the two induction heating coils 11a and 11b. IGBTs 2a and 2c and negative-side IGBTs 2b and 2d are provided on two different heat sinks 3b and 3a, respectively. Moreover, the heat sink 3a is connected to a ground line through an insulating circuit (not shown), and the heat sink 3b is directly connected to the ground line. By adopting such a configuration, each IGBT can be attached to the heat radiating plate without using a heat conductive insulating sheet, and electrical interference between the positive side IGBTs 2a and 2c and the negative side IGBTs 2b and 2d is effective. To be suppressed.
[0020]
FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. The heat dissipating plates 3a and 3b are separated and arranged so as to face each other, and are cooled by the air 6 blown by the blower fan 5 disclosed in FIG. .
[0021]
Under such a configuration, the outputs of the two induction heating coils 11a and 11b are adjusted as follows. That is, the four positive and negative IGBTs 2a, 2b, 2c, and 2d constituting the two inverters corresponding to the two induction heating coils 11a and 11b are normally an induction heating coil having a rated output of 2.4 kW as a positive / negative pair. Correspondingly, the positive and negative IGBTs share the output on the positive side and the output on the negative side for the time being. Therefore, the output of the induction heating coil carried by each IGBT is 2.4 kW. It can be considered that it is approximately half equivalent to 1.2 kW. Moreover, since the heat dissipation capacity of the heat sinks 3a and 3b is 2.4 kW, the total heat dissipation capacity is 4.8 Kw, which is the same as the conventional one.
[0022]
However, in the electromagnetic cooker according to the present invention, among the IGBTs corresponding to the two induction heating coils 11a and 11b, the positive IGBTs 2a and 2c and the negative IGBT 2b and 2d are provided on the same heat sink. When using for a short time (for example, about 5 to 10 minutes), if the output of one of the inverters is less than the rated output, as long as the IGBT is not destroyed or suddenly deteriorated, the other It becomes possible to make the output of the inverter more than the rated output. For example, the output sharing of the positive and negative IGBTs 2a and 2b corresponding to the induction heating coil 11a is 1.4 kW each, and the output sharing of the positive and negative IGBTs 2c and 2d corresponding to the induction heating coil 11b is 1 kW, respectively. The output of 11a can be 2.8 kW, and the output of induction heating coil 11b can be 2 kW. Such output adjustment is possible, without increasing the number of parts and the heat dissipation capacity of the heat sink, and without complicating the device configuration, when rapid heating is required at the initial stage of cooking, It is possible to effectively cope with the case where it is desired to boil in a short time, and the convenience of the electromagnetic cooker is improved.
[0023]
As mentioned above, the electromagnetic cooker concerning this invention has arrange | positioned the several inverter corresponding to several induction heating coils on one board | substrate, and the heat sink corresponding to several positive switching element which comprises these several inverters In addition, by providing a separate heat sink corresponding to a plurality of negative switching elements, the degree of freedom in designing the interior of the electromagnetic cooker can be increased, and a plurality of inductions can be used as long as the heat dissipation capacity of each heat sink is not exceeded. The output of the heating coil can be adjusted as necessary, without increasing the size of the device and without increasing the number of parts, and the output of the induction heating coil can be increased or decreased as needed. It becomes possible.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the electromagnetic cooker according to the present invention, a top plate on which a plurality of cooking containers can be placed, and a plurality of induction heating coils provided on the lower surface of the top plate for heating each of the plurality of cooking containers, An inverter composed of a pair of positive and negative switching elements, a plurality of inverters supplying a high-frequency current to each of a plurality of induction heating coils, and one or more pairs of positive and negative switching elements mounted The heat radiation plate, the cooling fan that blows air to the heat radiation plate and the plurality of induction heating coils, and the drive of each switching element placed on the heat radiation plate are controlled, and the amount of heat radiation of the switching element placed on the heat radiation plate is controlled. Adjust the output of the remaining induction heating coils below the rated output when any of the multiple induction heating coils outputs more than the rated output so that the total does not exceed the heat dissipation capacity of the heat sink. Control circuit increases the degree of freedom in designing the interior of the electromagnetic cooker and makes it possible to adjust the output of multiple induction heating coils within the range that does not exceed the heat dissipation capacity of the heat sink. Without increasing the number of parts and without increasing the number of parts, the output of the induction heating coil can be increased or decreased as necessary, and a highly convenient electromagnetic cooker that can output more than the rated output in a short time is realized. The
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an electromagnetic cooker according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration explanatory diagram illustrating a configuration of a heat sink of an electromagnetic cooker according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a heat sink of an electromagnetic cooker according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a control circuit of an electromagnetic cooker according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control part, 2a-2d Switching element, 3 Heat sink, 3a Negative side heat sink,
3b Positive side heat sink, 5 Cooling fan, 6 Wind direction,
7a, b thermally conductive insulating sheet, 10 top plate,
11, 11a, 11b Induction heating coil, 12 roaster, 13 operation unit,
14a, 14b Stove section, 15 inverter, 16 inverter,
17 temperature detector, 18 gate drive signal generation circuit, 19 smoothing circuit,
20 Input power.

Claims

A top plate on which a plurality of cooking containers can be placed;
A plurality of induction heating coils provided on the lower surface of the top plate for heating each of the plurality of cooking containers;
A plurality of inverters configured by a pair of positive and negative switching elements, each supplying a high-frequency current to each of the plurality of induction heating coils;
One heat sink on which two or more pairs of positive and negative switching elements are mounted;
A cooling fan that blows air to the heat sink and the plurality of induction heating coils;
The plurality of switching elements mounted on the heat radiating plate are controlled so that the total amount of heat radiated from the switching elements mounted on the heat radiating plate does not exceed the heat radiating capacity of the heat radiating plate. An electromagnetic cooker comprising: a control circuit that adjusts the output of the remaining induction heating coil to be equal to or lower than the rated output when any of the induction heating coils outputs an output that exceeds the rated output.

At least one of a positive-side switching element and a negative-side switching element constituting each of the pair of positive and negative switching elements placed on the heat sink is connected to the heat sink via a thermally conductive insulating layer. The electromagnetic cooker according to claim 1, which is placed.

A top plate on which a plurality of cooking containers can be placed;
A plurality of induction heating coils provided on the lower surface of the top plate for heating each of the plurality of cooking containers;
A plurality of inverters configured by a pair of positive and negative switching elements, each supplying a high-frequency current to each of the plurality of induction heating coils;
A first heat radiating plate on which a plurality of the positive switching elements are mounted;
A second heat sink on which a plurality of the negative switching elements are mounted;
A cooling fan that blows air to the first heat radiating plate, the second heat radiating plate and the plurality of induction heating coils;
Controlling the driving of each of the switching elements placed on the first heat radiating plate and the second heat radiating plate, and the heat radiation amount of the plurality of positive switching elements placed on the first heat radiating plate So that the sum of the heat dissipation amounts of the plurality of negative switching elements mounted on the second heat dissipating plate does not exceed the heat dissipating capacity of the first heat dissipating plate. A control circuit that adjusts the remaining output of the induction heating coil below the rated output when the output of the induction heating coil exceeds the rated output so that the heat dissipation capacity of the plurality of induction heating coils is not exceeded. An electromagnetic cooker.