JP2004362798A - Induction heating device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭やオフィス、レストラン、工場などで使用される誘導加熱装置に関するものであり、さらに詳しくはアルミニウムや銅といった低透磁率、高電気伝導率なる材料の被加熱物を電磁誘導の原理を利用して加熱する調理器や加熱装置などの誘導加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
以下、従来の誘導加熱装置の例として、誘導加熱コイルから高周波磁界を発生し、電磁誘導による渦電流によってアルミや鍋等の被加熱物を加熱する誘導加熱装置について説明する。
【0003】
図6において、電源101は低周波交流電源である200V商用電源であり、ブリッジダイオードである整流回路102の入力端に接続される。整流回路102の出力端間に第1の平滑コンデンサ103が接続される。整流回路102の出力端間には、さらに、チョークコイル105と第2のスイッチング素子107の直列接続体が接続される。加熱コイル112は被加熱物であるアルミニウム製の鍋113と対向して配置されている。
【0004】
104はインバータであり、第2の平滑コンデンサ111の低電位側端子は整流回路102の負極端子に接続され、第2の平滑コンデンサ111の高電位側端子は第1のスイッチング素子(IGBT)106の高電位側端子(コレクタ)に接続され、第1のスイッチング素子(IGBT)106の低電位側端子はチョークコイル105と第2のスイッチング素子(IGBT)107の高電位側端子(コレクタ)との接続点に接続される。加熱コイル112と第1の共振コンデンサ110aの直列接続体が第2のスイッチング素子107に並列に接続される。100bは、第2の共振コンデンサで、切替手段(リレー)118により、第1の共振コンデンサ110aに並列に接続される。
【0005】
第1のダイオード108(第1の逆導通素子)は第1のスイッチング素子106に逆並列に接続(第1のダイオード108のカソードと第1のスイッチング素子106のコレクタとを接続)され、第2のダイオード109(第2の逆導通素子)は第2のスイッチング素子107に逆並列に接続される。
【0006】
114は、電源101から流れる入力電流を検知する電流検知手段で、出力制御手段115は、電流検知手段114の出力に応じて、第1のスイッチング素子106と第2のスイッチング素子107のゲートに信号を出力する。
【0007】
116は、共振コンデンサ110aの電圧を検知する電圧検知手段で、鍋種判定手段117は、電流検知手段114の出力と電圧検知手段116の出力により、鉄系の負荷とアルミ系の負荷の判定を行う。
【0008】
119は、インバータ104の起動または停止動作と出力する電力を設定する設定手段であり、複数キースイッチにより構成される。
【0009】
以上のように構成された誘導加熱装置において、第1のスイッチング素子106と、第2のスイッチング素子107の駆動周波数に比べ、共振電流の周波数は2倍以上に設定することにより、第1のスイッチング素子106と、第2のスイッチング素子107の損失を増やすことなく、かつ、チョークコイル105により、第2の平滑コンデンサが昇圧されるので、アルミ等の低抵抗、低透磁率の負荷を高出力で誘導加熱できる。
【0010】
また、鍋種判定手段117により、鉄系の負荷と判断した場合、第2の共振コンデサ110bを第1の共振コンデンサ110aに接続し、共振コンデンサの容量を切替え、第1のスイッチング素子106と、第2のスイッチング素子107の駆動周波数を約23KHzにし、駆動時間比を制御することにより、鉄系の鍋を誘導加熱できる。
【0011】
図7は、インバータ104を起動し、鍋種判定を行う場合の条件を示している。横軸が電流検知手段114の出力、縦軸が電圧検知手段116の出力であり、斜線で示す部分が、アルミ鍋と判定する領域である。
【0012】
図8は、鉄鍋を加熱する場合におけるインバータの動作フローチャートである。ステップ131でインバータ104を起動し、ステップ132で鍋種判定手段117により、鉄鍋と判定すると、ステップ133で、インバータ104を停止する。さらに、共振コンデンサの電圧が、低下、安定するまでステップ134で2.0秒間待機し、ステップ135で切替手段118により、切替リレーをオンすることにより、共振コンデンサ110bを加えることにより切り替える。ステップ136で0.5秒間待機した後、ステップ137でインバータ104を起動する。ステップ137とステップ138において、第1のスイッチング素子106と、第2のスイッチング素子107の駆動周波数は、約23KHzで、所定の電力が得られるまで駆動時間比を徐々に増加させる。ステップ139では、設定手段119の入力により、インバータ104が加熱を停止し、ステップ140では、2.0秒間待機し、ステップ141で、共振コンデンサを、アルミ系の負荷を加熱する状態に切り替える。
【0013】
【特許文献1】
特開2002−75620号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
従来の誘導加熱調理器では、インバータを起動する場合、アルミ等の低抵抗、低透磁率の負荷を加熱するものとして、共振コンデンサをアルミ系の負荷鍋を加熱する場合の容量に切り替えていた。しかし、使用者が、アルミ系の負荷鍋より、鉄系の負荷鍋を使用する場合が多い場合、共振コンデサの容量を切り替えるためのリレーのオンオフ回数が極度に増加し、リレーが接点溶着等により故障する場合が考えられる。また、リレーを切り替える場合に、共振コンデンサの電圧を低下、安定させるため、インバータを停止する回数が増加し、所定の電力の到達するまでの時間が遅く、調理中においては、使い勝手が悪くなるという課題があった。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子を有するインバータによって加熱コイルから高周波磁界を発生し、負荷を誘導加熱する誘導加熱装置において、鉄やステンレスが材質の負荷とアルミ等の低抵抗、低透磁率の材質の負荷を加熱できる加熱手段と、前記加熱手段が、鉄系の負荷を加熱する場合と、アルミ系の負荷を加熱する場合で、共振コンデンサの容量を切り替える切替手段と、鉄系の負荷とアルミ系の負荷を判定する鍋種判定手段と、前記鍋種判定手段により、判定された鍋種に応じて、前記切替手段により共振コンデンサの容量を切替え、前記第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子の駆動周波数と駆動時間比を可変して出力制御を行う出力制御手段と、加熱の開始と停止、及び加熱する電力を入力する設定手段と、前記鍋種判定手段により判定された鍋種を記憶する鍋種記憶手段を有し、鉄系の負荷鍋を加熱中に加熱を停止した場合に、前記切替手段が共振コンデンサの容量を切り替えないものである。
【0016】
これによって、リレーの接点溶着等の故障が減少し耐久性が向上する。また、鉄系の負荷を加熱する場合にも、設定された電力に到達するまでの時間が短縮され、調理中の使い勝手がよい誘導加熱装置を提供できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の目的は、各請求項に記載した構成を実施の形態とすることにより達成することができるので、以下には各請求項の特徴とする構成に作用を併記して実施の形態の意義を理解しやすく説明することとする。
【0018】
請求項1に記載の発明は、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子とを備えたインバータによって加熱コイルから高周波磁界を発生し、鉄やステンレスが材質の鉄系の負荷とアルミ等の低抵抗で低透磁率の材質のアルミ系の負荷とを共振コンデンサの容量を切り替えて誘導加熱する加熱手段と、前記加熱手段が鉄系の負荷を加熱する場合とアルミ系の負荷を加熱する場合とで前記インバータの共振コンデンサの容量を切り替える切替手段と、鉄系の負荷とアルミ系の負荷を判定する鍋種判定手段と、前記鍋種判定手段により判定された鍋種に応じて前記共振コンデンサの容量を切替え、前記第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子の駆動周波数と駆動時間比を可変して前記加熱手段の出力制御を行う出力制御手段と、加熱の開始と停止及び加熱する電力を入力する設定手段と、前記鍋種判定手段により判定された鍋種を記憶する鍋種記憶手段とを有し、前記制御手段は、前記加熱手段の加熱を停止したときに前記切替手段が共振コンデンサの選択状態を保持して切り替えないようにしたため、鉄系の負荷鍋をよく使用する場合においても、リレーの接点溶着等の故障が減少し耐久性が向上する。また、鉄系の負荷を加熱する場合にも、設定された電力に到達するまでの時間が短縮され、調理中の使い勝手がよい誘導加熱装置を提供できる。
【0019】
請求項2に記載の発明は、特に、鍋種記憶手段は、電源をオフしてもデータを保持する不揮発性メモリにより記憶されることで、電源投入後も、最後に加熱した鍋種に応じて共振コンデンサの容量を切り替えるため、電源投入後、初めて鉄系の負荷鍋を使用する場合にも、設定された電力に到達するまでの時間が短縮され、さらに使い勝手がよくなる。
【0020】
請求項3に記載の発明は、特に、切替手段により共振コンデンサの容量を切り替えた回数をカウントするカウント手段を有し、前記カウント手段により切替回数が所定の値を超えると、加熱を停止するため、インバータを構成する部品のばらつき等により、アルミ鍋加熱中に、鉄鍋と判定し、鉄鍋加熱中にアルミ鍋と判定するように、正しく判定できない場合にも、インバータを停止するので、切替手段が共振コンデンサの容量を切替えるために、リレーを繰り返し駆動することがなく、耐久性が向上する。
【0021】
請求項4に記載の発明は、特に、異常報知手段を有し、カウント手段により切替回数が所定の値を超えると、加熱を停止するとともに、異常の報知を行うことにより、使用できない鍋であることを知らせることができる。
【0022】
請求項5に記載の発明は、特に、鍋種記憶手段は、鍋種を判定した条件を記憶し、鍋種判定手段が前回の鍋種判定条件と比較し、所定の範囲内である場合、加熱を停止するので、切替手段により、共振コンデンサを切替動作を行っている場合に、負荷鍋を交換されても、負荷鍋を交換されたことを検知できるので、使用できない負荷鍋をただしく判定できる。
【0023】
【実施例】
以下本発明の各実施例について図面を参照しながら説明する。
【0024】
(実施例1)
図1は本実施例の誘導加熱装置の回路構成を示す図である。電源1は低周波交流電源である200V商用電源であり、ブリッジダイオードである整流回路2の入力端に接続される。整流回路2の出力端間に第1の平滑コンデンサ3が接続される。整流回路2の出力端間には、さらに、チョークコイル5と第2のスイッチング素子7の直列接続体が接続される。加熱コイル12は被加熱物であるアルミニウム製の鍋12と対向して配置されている。
【0025】
4はインバータであり、第2の平滑コンデンサ11の低電位側端子(エミッタ)は整流回路2の負極端子に接続され、第2の平滑コンデンサ11の高電位側端子は第1のスイッチング素子(IGBT)6の高電位側端子(コレクタ)に接続され、第1のスイッチング素子(IGBT)6の低電位側端子はチョークコイル5と第2のスイッチング素子(IGBT)7の高電位側端子(コレクタ)との接続点に接続される。加熱コイル12と第1の共振コンデンサ10aの直列接続体が第2のスイッチング素子7に並列に接続される。10bは、第2の共振コンデンサで、切替手段(リレー)18により、第1の共振コンデンサ10aに並列に接続される。
【0026】
第1のダイオード8(第1の逆導通素子)は第1のスイッチング素子6に逆並列に接続(第1のダイオード8のカソードと第1のスイッチング素子6のコレクタとを接続)され、第2のダイオード9(第2の逆導通素子)は第2のスイッチング素子7に逆並列に接続される。
【0027】
14は、電源1から流れる入力電流を検知する電流検知手段で、出力制御手段15は、電流検知手段14の出力に応じて、第1のスイッチング素子6と第2のスイッチング素子7のゲートに信号を出力する。
【0028】
16は、第1の共振コンデンサ10aの電圧を検知する電圧検知手段で、鍋種判定手段17は、電流検知手段14の出力と電圧検知手段16の出力により、鉄系の負荷とアルミ系の負荷の判定を行う。
【0029】
19は、インバータ4の起動または停止動作と出力する電力を設定する設定手段であり、複数キースイッチにより構成される。
【0030】
以上のように構成された誘導加熱装置において、以下動作を説明する。電源1は整流回路2により全波整流され、整流回路2の出力端に接続された第1の平滑コンデンサ3に供給される。この第1の平滑コンデンサ3はインバータに高周波電流を供給する供給源として働く。
【0031】
第2のスイッチング素子7を駆動されている間に、第2のスイッチング素子7と第2のダイオード8と加熱コイル12と共振コンデンサ10で形成される閉回路で共振し、第1のスイッチング素子7を駆動している間に、第1のスイッチング素子7と第1のダイオード8と加熱コイル12と共振コンデンサ10で形成される閉回路で共振する。第2のスイッチング素子7をオフすると、チョークコイル5により、第2の平滑コンデンサが昇圧されるので、アルミ等の低抵抗、低透磁率の負荷を高出力で誘導加熱できる。
【0032】
本実施例では、加熱コイル12と共振コンデンサ10と第1のスイッチング素子6の駆動時間と、第2のスイッチング素子7の駆動時間は、共振周期が駆動時間の2/3になるように設定されているため、駆動周波数が約20kHzであれば、共振電流の周波数は約60kHzになる。
【0033】
鉄系の負荷を加熱する場合は、切替手段18により、第2の共振コンデンサ10bが第1の共振コンデンサ10aに並列に接続し、駆動周波数を一定(23KHz)にし、駆動時間比を変更することにより、所定の電力を供給する。
【0034】
本実施例では、第1のスイッチング素子6と第2のスイッチング素子7の駆動周波数は、マイクロコンピュータに内蔵しているPWM機能を使い、駆動周波数は、駆動周期をマイクロコンピュータ内部で設定することにより実現している。また、電流検知手段14の出力と、電圧検知手段16の出力は、マイクロコンピュータに内蔵しているAD変換機能を使い、マイクロコンピュータに入力される。
【0035】
図2は、鉄鍋を加熱する場合におけるインバータの動作フローチャートである。ステップ31でインバータ4を起動し、ステップ32で鍋種判定手段17により、鉄鍋と判定すると、ステップ33で、インバータ4を停止する。さらに、共振コンデンサの電圧が、低下、安定するまでステップ4で2.0秒間待機し、ステップ35で切替手段18により、切替リレーをオンすることにより、共振コンデンサ10bを接続することにより切り替える。ステップ36で0.5秒間待機した後、ステップ37でインバータ54を起動する。ステップ37とステップ38において、第1のスイッチング素子56と、第2のスイッチング素子57の駆動周波数は、約23KHzで、所定の電力が得られるまで駆動時間比を徐々に増加させる。ステップ39では、設定手段19の入力により、インバータ4が加熱を停止する。この時、切替手段18により、切替リレーの出力を鍋種記憶手段20に記憶された鍋種の応じて、切り替えないため、設定手段19の入力により、インバータ4を起動する場合、鉄系の負荷を加熱する状態からインバータ4を起動する。
【0036】
以上のように、本実施例によれば、アルミ等の低抵抗、低透磁率の負荷と鉄やステンレス等の負荷を加熱するインバータにおいて、使用者が鉄系の負荷鍋を利用することが多い場合に、共振コンデンサを切り替える回数が少なくなるので、リレーが接点溶着等による故障が発生しにくく、かつ、リレーの切替に伴うインバータの停止時間が減少するため、使い勝手のよい誘導加熱装置が提供できるものである。
【0037】
(実施例2)
本発明の第2の実施例は、第1の実施例と同様の構成とし、図1において、鍋種記憶手段20として電源をオフしてもデータ保持される不揮発性の記憶素子を用いることが相違点である。
【0038】
図3は、電源投入後からのインバータの動作フローチャートである。ステップ41で電源投入後、鍋種記憶手段20である不揮発性メモリから前回使用時の鍋種判定手段17の結果を読み込み、鉄系の負荷を使用していた場合、ステップ43で共振コンデンサの切替を行い、ステップ44で0.5秒待機し、鉄系の負荷をすぐに加熱できる状態で、設定手段19により、インバータ4が起動されるのを待つ。また、ステップ42で前回使用した負荷鍋がアルミ系の鍋であれば、アルミの負荷をすぐに加熱できる状態で、設定手段19により、インバータ4が起動されるのを待つ。
【0039】
なお、外部記憶手段は、電源をオフしてもデータ保持される記憶素子であれば良い。
【0040】
以上のように、本実施例によれば、電源投入後も、前回使用した負荷鍋に応じてあらかじめ、すぐに加熱できる状態にあるので、インバータの起動が早くなり、使い勝手が向上する。
【0041】
(実施例3)
本発明の第3の実施例は、第1の実施例に、カウント手段21を付加したものである。
【0042】
図1において、21は、出力制御手段15により、切替手段18が共振コンデンサを切替えるリレーを駆動する回数をカウントするカウント手段手段である。
【0043】
図4は、鍋種判定手段17の判定結果に応じて、連続して、切替手段18により共振コンデンサを切替えた場合のフローチャートである。アルミ系の負荷鍋を加熱する状態から加熱開始後、ステップ51において、カウンタ手段21は、カウンタを初期化(0にする)する。ステップ52でインバータ4を起動し、ステップ53で鍋種判定手段17により、鉄鍋と判定すると、ステップ54で、共振コンデンサ切替え動作を行う。(共振コンデンサ切替え動作は、インバータ4を停止し、2.0秒間待機した後、共振コンデンサを切替え、さらに、0.5秒間待機動作を行う。)ステップ55でカウント手段21は、カウント値を1つ増加し、ステップ56でカウント値が5回以上であれば、加熱を停止する。ステップ56でカウント値が5回未満であれば、ステップ57で、インバータ4を起動する。ステップ53で鍋種判定手段17により、アルミ鍋と判定すると、ステップ59で、共振コンデンサ切替え動作を行う。ステップ60でカウント手段21は、カウント値を1つ増加し、ステップ61でカウント値が5回以上であれば、加熱を停止する。ステップ56でカウント値が5回未満であれば、ステップ62で、インバータ4を起動し、ステップ53に移行する。
【0044】
以上のように、本実施例によれば、インバータ4を構成する各部のバラツキにより、負荷鍋がアルミ系でも鉄系でもないと判断した場合に、加熱を停止するので、切替手段であるリレーを連続的に駆動することがなくなり、故障の少ない誘導加熱装置が実現できる。
【0045】
(実施例4)
本発明の第4の実施例は、本発明の第3の実施例において、異常報知手段22を付加したものである。
【0046】
図5は、カウント手段21により、カウント値が所定の回数に達したため、加熱を停止した場合における異常報知手段22の表示例であり、LCDの時間表示領域に「H43」と表示することにより、加熱停止の原因を使用者に知らせる。
【0047】
本実施例では、LCDに表示しているが、LED素子による表示でもよく、また、ブザーによって報知するとなおよい。
【0048】
以上によって、加熱停止の原因を使用者が知ることができ、使用できない鍋を判別できるので、使い勝手がよくなる。
【0049】
(実施例5)
本発明の第5の実施例は、本発明の第3の実施例と同じ構成とし、鍋種記憶手段20は、鍋種判定手段17が鍋種を検知した時点における電流検知手段14と電圧検知手段16の出力値を記憶することが相違点である。
【0050】
図4において、ステップ53とステップ58で鍋種判定手段17が鍋種を検知した時点における電流検知手段14と電圧検知手段16の出力値を記憶する。次にステップ53とステップ58で鍋種判定手段17が鍋種を検知した時点における電流検知手段14と電圧検知手段16の出力値と前回記憶した電流検知手段14と電圧検知手段16の出力値と比較し、それぞれの差が共に所定の値(本実施例では、マイコンの8ビットAD変換値で±5以上)にある場合、前回と鍋が変化していると判断し、カウント手段21のカウント値を初期化する。
【0051】
以上によって、共振コンデンサ切替え動作中におけるインバータ停止時に、負荷鍋が変更されても、カウント手段21は、カウンタを初期化するので、加熱できない鍋であることを、より正確に判定できる。
【0052】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、加熱が停止した場合に、前記切替手段が共振コンデンサの容量を切り替えないため、切替手段であるリレーの接点溶着等の故障が減少し耐久性が向上する。また、鉄系の負荷を加熱する場合にも、設定された電力に到達するまでの時間が短縮され、調理中の使い勝手がよい誘導加熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の誘導加熱装置の構成を示す回路ブロック図
【図2】第1の実施例の誘導加熱装置の共振コンデンサの容量切替動作を示すフローチャート
【図3】本発明の第2の実施例の誘導加熱装置の電源投入時の共振コンデンサの容量切替動作を示すフローチャート
【図4】本発明の第3の実施例の誘導加熱装置の共振コンデンサの容量切替動作を示すフローチャート
【図5】本発明の第4の実施例の誘導加熱装置の異常表示例の略図
【図6】従来例の誘導加熱調理器の構成を示す回路ブロック図
【図7】従来例の誘導加熱装置の鍋種判定しきい値を示す図
【図8】従来例の誘導加熱装置の共振コンデンサの容量切替動作を示すフローチャート
【符号の説明】
4 インバータ
6 第1のスイッチング素子
7 第2のスイッチング素子
10 共振コンデンサ
12 加熱手段
14 電流検知手段
15 出力制御手段
16 電圧検知手段
17 鍋種判定手段
18 切替手段
19 設定手段
20 鍋種記憶手段
21 カウント手段
22 異常報知手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an induction heating device used in general homes, offices, restaurants, factories, and the like, and more particularly, to an object to be heated made of a material having low magnetic permeability and high electrical conductivity such as aluminum and copper by electromagnetic induction. The present invention relates to an induction heating device such as a cooker or a heating device that heats using a principle.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, as an example of a conventional induction heating device, an induction heating device that generates a high-frequency magnetic field from an induction heating coil and heats an object to be heated such as an aluminum or a pan by eddy current due to electromagnetic induction will be described.
[0003]
In FIG. 6, a
[0004]
[0005]
The first diode 108 (first reverse conducting element) is connected in anti-parallel to the first switching element 106 (connecting the cathode of the
[0006]
[0007]
116 is a voltage detecting means for detecting the voltage of the
[0008]
[0009]
In the induction heating device configured as described above, the frequency of the resonance current is set to be twice or more the driving frequency of the
[0010]
When the pan type determining means 117 determines that the load is an iron-based load, the
[0011]
FIG. 7 shows conditions for starting the
[0012]
FIG. 8 is an operation flowchart of the inverter when heating the iron pot. In step 131, the
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-75620
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional induction heating cooker, when starting an inverter, a low-resistance and low-magnetic-permeability load such as aluminum is heated, and the resonance capacitor is switched to a capacity for heating an aluminum load pan. However, when the user often uses an iron-based load pan rather than an aluminum-based load pan, the number of times the relay for switching the capacity of the resonant capacitor is turned on and off extremely increases. Failure may occur. In addition, when switching the relay, the frequency of stopping the inverter is increased to lower and stabilize the voltage of the resonance capacitor, the time until the predetermined power is reached is slow, and the usability is deteriorated during cooking. There were challenges.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an induction heating device that generates a high-frequency magnetic field from a heating coil by an inverter having a first switching element and a second switching element and induction heats a load. A heating means capable of heating a load of a material having low resistance and low magnetic permeability such as aluminum and a load of a material having a low magnetic permeability, wherein the heating means heats an iron-based load, and heats an aluminum-based load. Switching means for switching the capacity of the pan, pot type determining means for determining iron-based load and aluminum-based load, and the capacity of the resonance capacitor by the switching means according to the pot type determined by the pan type determining means. Output control means for controlling the output by changing the drive frequency and the drive time ratio of the first switching element and the second switching element, and starting and stopping heating. And setting means for inputting the power to be heated, and having a pot type storage means for storing the pan type determined by the pan type determination means, when heating is stopped during heating the iron-based load pan, The switching means does not switch the capacitance of the resonance capacitor.
[0016]
Thereby, failures such as contact welding of the relay are reduced and durability is improved. In addition, even when heating an iron-based load, it is possible to provide an induction heating device that can shorten the time required to reach the set electric power and is easy to use during cooking.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Since the objects of the present invention can be achieved by implementing the configurations described in the claims as embodiments, the significance of the embodiments will be described below by adding actions to the features characterized in the claims. Will be explained in an easy-to-understand manner.
[0018]
According to the first aspect of the present invention, a high-frequency magnetic field is generated from a heating coil by an inverter including a first switching element and a second switching element, and an iron-based load made of iron or stainless steel and a low load of aluminum or the like are used. A heating means for induction heating by switching the capacity of the resonance capacitor between an aluminum load of a material having a low magnetic permeability and a resistance; and a case where the heating means heats an iron load and a case where the aluminum load is heated. Switching means for switching the capacity of the resonance capacitor of the inverter, a pot type determining means for determining the iron-based load and the aluminum-based load, and the resonance capacitor of the resonance capacitor according to the pot type determined by the pot type determining means Output control means for switching the capacity, changing the drive frequency and drive time ratio of the first switching element and the second switching element to control the output of the heating means, Setting means for inputting electric power to start and stop and heating, and a pan type storage means for storing the pan type determined by the pan type determination means, wherein the control means stops heating of the heating means. Since the switching means keeps the selected state of the resonance capacitor and does not perform the switching when the switching operation is performed, even when the iron-based load pan is frequently used, the failure such as the contact welding of the relay is reduced and the durability is improved. . In addition, even when heating an iron-based load, it is possible to provide an induction heating device that can shorten the time required to reach the set electric power and is easy to use during cooking.
[0019]
The invention according to
[0020]
The invention according to claim 3 has a counting means for counting the number of times the capacitance of the resonance capacitor is switched by the switching means, and when the number of switching times exceeds a predetermined value, the heating is stopped. The inverter is stopped even if it cannot be correctly determined, such as when the aluminum pan is being heated and the aluminum pan is being determined due to variations in the components that make up the inverter. Since the means switches the capacitance of the resonance capacitor, the durability is improved without repeatedly driving the relay.
[0021]
The invention according to claim 4 is a pot that has an abnormality notification unit, and when the number of times of switching exceeds a predetermined value by the counting unit, stops heating and notifies the abnormality, thereby making the pot unusable. I can let you know.
[0022]
In the invention according to claim 5, in particular, the pot type storage means stores the condition for determining the type of the pot, and the type of pot determination means compares the condition with the previous type of pot determination, and when the condition is within a predetermined range, Since the heating is stopped, the switching unit can detect that the load pan has been replaced even if the load pan is replaced by performing the switching operation of the resonance capacitor, so that the unusable load pan can be properly determined. .
[0023]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
(Example 1)
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of the induction heating device of the present embodiment. The power supply 1 is a 200 V commercial power supply that is a low-frequency AC power supply, and is connected to an input terminal of a
[0025]
Reference numeral 4 denotes an inverter. The low potential side terminal (emitter) of the second smoothing capacitor 11 is connected to the negative terminal of the
[0026]
The first diode 8 (first reverse conducting element) is connected in antiparallel to the first switching element 6 (connecting the cathode of the first diode 8 and the collector of the first switching element 6), and (Second reverse conducting element) is connected to the second switching element 7 in anti-parallel.
[0027]
[0028]
[0029]
Reference numeral 19 denotes setting means for setting the starting or stopping operation of the inverter 4 and the output power, and is constituted by a plurality of key switches.
[0030]
The operation of the induction heating device configured as described above will be described below. The power supply 1 is full-wave rectified by a
[0031]
While the second switching element 7 is being driven, resonance occurs in a closed circuit formed by the second switching element 7, the second diode 8, the
[0032]
In the present embodiment, the driving time of the
[0033]
When heating an iron-based load, the switching means 18 connects the second resonance capacitor 10b in parallel with the first resonance capacitor 10a, makes the drive frequency constant (23 KHz), and changes the drive time ratio. Supplies a predetermined power.
[0034]
In the present embodiment, the drive frequency of the first switching element 6 and the second switching element 7 is determined by using a PWM function built in the microcomputer, and the drive frequency is set by setting the drive cycle in the microcomputer. Has been realized. The output of the current detecting
[0035]
FIG. 2 is an operation flowchart of the inverter when heating the iron pan. In step 31, the inverter 4 is started. In step 32, when the pot type is determined by the pot
[0036]
As described above, according to the present embodiment, in an inverter that heats a load having low resistance and low magnetic permeability such as aluminum and a load such as iron and stainless steel, a user often uses an iron-based load pan. In this case, the number of times of switching the resonance capacitor is reduced, so that the relay is less likely to fail due to contact welding or the like, and the down time of the inverter due to the switching of the relay is reduced, so that a convenient induction heating device can be provided. Things.
[0037]
(Example 2)
The second embodiment of the present invention has the same configuration as that of the first embodiment. In FIG. 1, a non-volatile storage element that retains data even when the power is turned off is used as the pot
[0038]
FIG. 3 is an operation flowchart of the inverter after the power is turned on. After the power is turned on in step 41, the result of the pot
[0039]
The external storage means may be any storage element that retains data even when the power is turned off.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, even after the power is turned on, the heater can be immediately heated in advance in accordance with the previously used load pan, so that the inverter is started quickly and the usability is improved.
[0041]
(Example 3)
In the third embodiment of the present invention, a counting means 21 is added to the first embodiment.
[0042]
In FIG. 1,
[0043]
FIG. 4 is a flowchart in a case where the resonance capacitor is continuously switched by the switching
[0044]
As described above, according to the present embodiment, heating is stopped when it is determined that the load pan is not of an aluminum type or an iron type due to the variation of each part constituting the inverter 4, so that the relay as the switching means is switched. Continuous driving is not performed, and an induction heating device with less trouble can be realized.
[0045]
(Example 4)
The fourth embodiment of the present invention is obtained by adding an
[0046]
FIG. 5 is a display example of the abnormality notifying means 22 when heating is stopped because the count value has reached a predetermined number by the counting means 21. By displaying "H43" in the time display area of the LCD, Inform the user of the cause of the heating stop.
[0047]
In this embodiment, the information is displayed on the LCD, but may be displayed by an LED element, or more preferably, by a buzzer.
[0048]
As described above, the user can know the cause of the stop of the heating and can determine the pot that cannot be used, thereby improving the usability.
[0049]
(Example 5)
The fifth embodiment of the present invention has the same configuration as that of the third embodiment of the present invention, and the pan
[0050]
In FIG. 4, the output values of the current detecting
[0051]
As described above, even when the load pan is changed when the inverter is stopped during the resonance capacitor switching operation, the
[0052]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, when heating is stopped, the switching means does not switch the capacity of the resonance capacitor, so that failures such as contact welding of the relay serving as the switching means are reduced and the durability is reduced. The performance is improved. In addition, even when heating an iron-based load, it is possible to provide an induction heating device that can shorten the time required to reach the set electric power and is easy to use during cooking.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram illustrating a configuration of an induction heating device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart illustrating a capacitance switching operation of a resonance capacitor of the induction heating device according to the first embodiment. FIG. 4 is a flowchart showing a capacity switching operation of the resonance capacitor when the power supply of the induction heating device according to the second embodiment of the present invention is turned on. FIG. FIG. 5 is a schematic diagram of an abnormality display example of an induction heating device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a circuit block diagram showing a configuration of a conventional induction heating cooker. FIG. FIG. 8 is a diagram showing a pot type determination threshold value of the heating device. FIG. 8 is a flowchart showing a capacitance switching operation of a resonance capacitor of the conventional induction heating device
4 Inverter 6 First switching element 7 Second switching element 10
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