JP2005222796A - Induction heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、誘導加熱調理器などとして用いられる誘導加熱装置に関するものである。 The present invention relates to an induction heating device used as, for example, an induction heating cooker.
従来の誘導加熱装置について、一般家庭やレストランあるいはオフィスなどで使用される誘導加熱調理器を例にとって説明する。 A conventional induction heating apparatus will be described taking an induction heating cooker used in a general home, a restaurant, an office, or the like as an example.
この種の誘導加熱調理器では、交流電源の電圧変化に応じて、インバータ回路の制御対象(インバータ回路への入力電流、スイッチング手段の両端電圧など)の制限値を可変するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成では、例えば、交流電源の電圧変化に応じて、インバータ回路への入力電流の制限値を可変する場合において、交流電源の電圧低下に対しては、その電圧低下に相当する分の入力電流制限値を小さく設定する。しかし、この変更幅が不十分となる動作点で動作する負荷であると、小さく再設定された入力電流制限値に到達する以前に、交流電源の定格値にて設定された最大駆動時間比まで駆動時間比を増加させる動作を駆動時間比制御手段が行う。このため、この状態で交流電源が元の電圧値に急峻に復帰してしまうと、駆動時間比制御手段が駆動時間比を元の状態まで小さくしている間に、インバータ回路は最大駆動時間比での動作を余儀なくされ、インバータ回路を構成する電子部品、スイッチング手段などの電気的責務がその部品の許容値を超え、最悪は破壊に至ってしてしまうという課題を有していた。 However, in the conventional configuration, for example, when the limit value of the input current to the inverter circuit is varied according to the voltage change of the AC power supply, the voltage drop of the AC power supply corresponds to the voltage drop. Set the input current limit value for the minute to a smaller value. However, if the load operates at an operating point where the change width is insufficient, the maximum drive time ratio set by the rated value of the AC power supply is reached before reaching the input current limit value that has been reset to a small value. The drive time ratio control means performs an operation for increasing the drive time ratio. For this reason, if the AC power supply suddenly returns to the original voltage value in this state, the inverter circuit is connected to the maximum drive time ratio while the drive time ratio control means reduces the drive time ratio to the original state. The electric duty of the electronic parts, switching means, etc. constituting the inverter circuit exceeds the allowable value of the parts, and the worst is the destruction.
また、機器の高出力化が進むことで、インバータ回路を構成する電子部品の電気的責務も増大して行くが、その許容値に対する十分なマージンを確保するには、インバータ回路を構成する電子部品の電気的責務の許容値自体を向上することが最も簡単である。しかし、その電子部品の製造歩留まり悪化などに起因するコストアップや、電気的責務の許容値の向上とトレードオフの関係にある物理量の増大が生ずるという課題があった。例えば、スイッチング手段となるIGBTの場合、電気的責務である耐圧の向上に伴い、導通損失やスイッチング損失が増大する傾向にあり、その損失分を十分冷却する冷却構成にするため、冷却ファンの風量増加やヒートシンクなどの大型化、それに伴う騒音増加、加熱効率の低下などが生じてしまう。また、共振コンデンサの場合も同様で、電気的責務である耐圧や許容電流の向上に伴い、フィルムコンデンサではフィルムの膜厚増に伴う部品体積の増大による設置スペースの確保が困難になったり、フィルム量の増加によるコストアップが生じたりする。 In addition, as the output of equipment increases, the electrical responsibility of the electronic components that make up the inverter circuit also increases. To ensure a sufficient margin for the allowable value, the electronic components that make up the inverter circuit It is easiest to improve the tolerance of the electrical responsibility itself. However, there are problems in that the cost increases due to the deterioration of the manufacturing yield of the electronic components, and the increase in physical quantity is in a trade-off relationship with the increase in the allowable value of electrical responsibility. For example, in the case of an IGBT serving as a switching means, the conduction loss and the switching loss tend to increase with the improvement of the withstand voltage, which is an electrical duty, and the air flow rate of the cooling fan is used to sufficiently cool the loss. An increase in the size of the heat sink or the like, an accompanying increase in noise, and a decrease in heating efficiency may occur. The same applies to resonant capacitors. With the improvement of withstand voltage and allowable current, which are electrical responsibilities, film capacitors have difficulty in securing installation space due to an increase in the volume of parts accompanying the increase in film thickness. The cost increases due to the increase in quantity.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電源電圧の変化に対して、より確実にインバータ回路を構成する電子部品の電気的責務を許容値以下に保ち、安価で、使い勝手が良く、かつ信頼性の高い誘導加熱装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and more reliably keeps the electrical responsibility of the electronic components constituting the inverter circuit below the allowable value with respect to changes in the power supply voltage, and is inexpensive and convenient to use. An object of the present invention is to provide an induction heating device with high reliability.
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱装置は、制御回路により、制御対象値検知手段の出力値が第1の所定の値になるように、スイッチング手段の可変要素を可変すると共に、入力電圧検知手段の出力値に応じて、スイッチング手段の可変要素を変化させるかどうかを選択するようにしたものである。 In order to solve the conventional problem, the induction heating apparatus of the present invention varies the variable element of the switching means by the control circuit so that the output value of the control target value detection means becomes the first predetermined value. At the same time, whether to change the variable element of the switching means is selected according to the output value of the input voltage detection means.
これによって、電源異常に起因するインバータ回路への電源電圧の急峻な変動などに対して、インバータ回路を構成する電子部品の電気的責務を許容値以下に保ち、安価で、使い勝手が良く、かつ信頼性の高い誘導加熱装置が提供できる。 As a result, the electrical duty of the electronic components that make up the inverter circuit is kept below the permissible value against sudden fluctuations in the power supply voltage to the inverter circuit due to power failure, etc., and it is inexpensive, convenient and reliable. A highly efficient induction heating apparatus can be provided.
本発明の誘導加熱装置は、電源電圧の変化に対して、より確実にインバータ回路を構成する電子部品の電気的責務を許容値以下に保つことができる。 The induction heating device of the present invention can more reliably keep the electrical duty of the electronic components constituting the inverter circuit below the allowable value with respect to changes in the power supply voltage.
第1の発明は、加熱コイルとスイッチング手段を含み、交流電源を整流および平滑した直流を高周波交流に変換し、前記加熱コイルに高周波電流を供給して被加熱体を誘導加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路の動作を制御する制御回路とを有し、前記制御回路は、前記スイッチング手段の導通時間、駆動周期、または導通比の可変要素の少なくとも一つを可変して前記被加熱体への誘導加熱出力を制御する駆動手段と、前記交流電源の電圧を検知する入力電圧検知手段と、前記被加熱体への誘導加熱出力に対応した制御対象値を検知する制御対象値検知手段とを有し、前記制御回路により、前記制御対象値検知手段の出力値が第1の所定の値になるように、前記スイッチング手段の可変要素を可変すると共に、前記入力電圧検知手段の出力値に応じて、前記スイッチング手段の可変要素を変化させるかどうかを選択するようにした誘導加熱装置とすることにより、電源異常に起因するインバータ回路への電源電圧の急峻な変動などに対して、インバータ回路を構成する電子部品の電気的責務を許容値以下に保ち、安価で、使い勝手が良く、かつ信頼性の高い誘導加熱装置が提供できる。 The first invention includes a heating coil and switching means, converts a direct current obtained by rectifying and smoothing an alternating current power source into a high frequency alternating current, supplies a high frequency current to the heating coil, and inductively heats an object to be heated; A control circuit for controlling the operation of the inverter circuit, the control circuit varying at least one of the variable elements of the conduction time, the driving cycle, or the conduction ratio of the switching means to the heated object. Drive means for controlling the induction heating output, input voltage detection means for detecting the voltage of the AC power supply, and control target value detection means for detecting a control target value corresponding to the induction heating output to the heated object. Then, the control circuit varies the variable element of the switching means so that the output value of the control target value detection means becomes a first predetermined value, and the input voltage detection By adopting an induction heating device that selects whether or not to change the variable element of the switching means according to the output value of the stage, it is possible to reduce the power supply voltage to the inverter circuit due to a power supply abnormality. On the other hand, it is possible to provide an induction heating device that keeps the electrical duty of the electronic components constituting the inverter circuit below the allowable value, is inexpensive, easy to use, and has high reliability.
第2の発明は、特に、第1の発明において、入力電圧検知手段の出力値に応じて、スイッチング手段の可変要素を変化させないことを選択している場合においても、制御対象値検知手段の出力が第2の所定の値に到達する迄はスイッチング手段の可変要素は可変可能としたことにより、インバータ回路を構成する電子部品の電気的責務が小さい領域となる低誘導加熱出力時には、交流電源の電源電圧変動に影響されることなく、スイッチング手段の可変要素を可変して所望の誘導加熱出力を得ることができる。 In the second invention, in particular, in the first invention, even when it is selected not to change the variable element of the switching means according to the output value of the input voltage detection means, the output of the control target value detection means Until the second predetermined value is reached, the variable element of the switching means can be changed, so that the electric power of the AC power supply is reduced at the time of low induction heating output in which the electrical duty of the electronic components constituting the inverter circuit is small. Without being affected by the power supply voltage fluctuation, the variable element of the switching means can be varied to obtain a desired induction heating output.
第3の発明は、特に、第1の発明において、スイッチング手段の可変要素が第3の所定の値以上になると、交流電源の電圧変化に対して、スイッチング手段の可変要素を変化させるかどうかを選択するようにしたことにより、インバータ回路を構成する電子部品の電気的責務が小さい領域となる低誘導加熱出力時には、交流電源の電源電圧変動に影響されることなく、スイッチング手段の可変要素を可変して所望の誘導加熱出力を得ることができ、スイッチング手段の可変要素が第3の所定の値以上になると、スイッチング手段の可変要素を変化させるかどうかを選択するので、的確な誘導加熱出力を得ることができる。 According to a third invention, in particular, in the first invention, when the variable element of the switching means becomes a third predetermined value or more, whether to change the variable element of the switching means with respect to the voltage change of the AC power supply. By selecting it, the variable elements of the switching means can be varied without being affected by fluctuations in the power supply voltage of the AC power supply at the time of low induction heating output in which the electrical duty of the electronic components constituting the inverter circuit is small Therefore, when the variable element of the switching means becomes equal to or greater than the third predetermined value, it is selected whether to change the variable element of the switching means. Can be obtained.
第4の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明において、制御対象値検知手段をインバータ回路への入力電流を検知する入力電流検知手段としたことにより、インバータ回路への入力電流に対応した入力電流検知手段の出力を第1の所定の値となるように、スイッチング手段の可変要素を可変することで、加熱コイルの誘導加熱出力の制御を行うことができる。 In particular, in the fourth invention, in any one of the first to third inventions, the control object value detection means is an input current detection means for detecting an input current to the inverter circuit, whereby the input to the inverter circuit is performed. The induction heating output of the heating coil can be controlled by varying the variable element of the switching means so that the output of the input current detection means corresponding to the current becomes the first predetermined value.
第5の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明において、制御対象値検知手段をスイッチング手段の両端電圧を検知するスイッチング手段両端電圧検知手段としたことにより、スイッチング手段の両端電圧に対応したスイッチング手段両端電圧検知手段の出力を第1の所定の値となるように、スイッチング手段の可変要素を可変することで、加熱コイルの誘導加熱出力の制御を行うことができる。 In particular, the fifth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the control object value detecting means is a switching means both-end voltage detecting means for detecting a both-end voltage of the switching means. The induction heating output of the heating coil can be controlled by changing the variable element of the switching means so that the output of the voltage detection means across the switching means corresponding to the voltage becomes the first predetermined value.
第6の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明において、制御対象値検知手段を加熱コイルに流れる電流を検知する加熱コイル電流検知手段としたことにより、加熱コイルに流れる電流に対応した加熱コイル電流検知手段の出力を第1の所定の値となるように、スイッチング手段の可変要素を可変することで、加熱コイルの誘導加熱出力の制御を行うことができる。 In a sixth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to third aspects of the invention, the control object value detection means is a heating coil current detection means for detecting a current flowing in the heating coil, whereby a current flowing in the heating coil is determined. The induction heating output of the heating coil can be controlled by changing the variable element of the switching means so that the output of the heating coil current detection means corresponding to the above becomes the first predetermined value.
第7の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明において、制御対象値検知手段をスイッチング手段に流れる電流を検知するスイッチング手段電流検知手段としたことにより、スイッチング手段に流れる電流に対応したスイッチング手段電流検知手段の出力を第1の所定の値となるように、スイッチング手段の可変要素を可変することで、加熱コイルの誘導加熱出力の制御を行うことができる。 In a seventh aspect of the invention, in particular, in any one of the first to third aspects of the invention, the control object value detection means is a switching means current detection means for detecting a current flowing in the switching means, so that the current flowing in the switching means The induction heating output of the heating coil can be controlled by varying the variable element of the switching means so that the output of the switching means current detection means corresponding to the above becomes the first predetermined value.
第8の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明において、インバータ回路は加熱コイルと共振ループを形成する共振コンデンサを備え、制御対象値検知手段を前記共振コンデンサの両端電圧を検知するコンデンサ両端電圧検知手段としたことにより、共振コンデンサの両端電圧に対応した共振コンデンサ両端電圧検知手段の出力を第1の所定の値となるように、スイッチング手段の可変要素を可変することで、加熱コイルの誘導加熱出力の制御を行うことができる。 In an eighth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to third aspects of the invention, the inverter circuit includes a resonance capacitor that forms a resonance loop with the heating coil, and the control object value detection means is configured to obtain the voltage across the resonance capacitor. By using the capacitor both-end voltage detecting means to detect, by changing the variable element of the switching means so that the output of the resonance capacitor both-end voltage detecting means corresponding to the both-end voltage of the resonant capacitor becomes the first predetermined value. The induction heating output of the heating coil can be controlled.
第9の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明において、インバータ回路は加熱コイルと共振ループを形成する共振コンデンサを備え、制御対象値検知手段を前記共振コンデンサに流れる電流を検知するコンデンサ電流検知手段としたことにより、共振コンデンサに流れる電流に対応した共振コンデンサ電流検知手段の出力を第1の所定の値となるように、スイッチング手段の可変要素を可変することで、加熱コイルの誘導加熱出力の制御を行うことができる。 According to a ninth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to third aspects of the invention, the inverter circuit includes a resonance capacitor that forms a resonance loop with the heating coil, and the current flowing through the resonance capacitor is controlled by the control target value detecting means. By using the capacitor current detection means to detect, heating is achieved by changing the variable element of the switching means so that the output of the resonance capacitor current detection means corresponding to the current flowing through the resonance capacitor becomes the first predetermined value. The induction heating output of the coil can be controlled.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における誘導加熱装置について、誘導加熱調理器を例に取り上げ、図面に基づいて説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the induction heating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings, taking an induction heating cooker as an example.
図1に示すように、交流電源(商用電源)1は、ブリッジ接続されたダイオードからなる整流回路2により整流され、チョークコイル3aおよびコンデンサ3bからなる平滑回路3により平滑される。
As shown in FIG. 1, an AC power supply (commercial power supply) 1 is rectified by a
インバータ回路4は、加熱コイル5とスイッチング手段4a、共振コンデンサ4bを含み、交流電源1を整流および平滑した直流を高周波交流に変換し、前記加熱コイル5に高周波電流を供給して鍋などの被加熱体6を誘導加熱する。
The inverter circuit 4 includes a heating coil 5, a switching means 4a, and a resonance capacitor 4b. The inverter circuit 4 converts a direct current obtained by rectifying and smoothing the alternating current power source 1 into a high frequency alternating current, and supplies the heating coil 5 with a high frequency current to cover the object such as a pan. The
前記インバータ回路4の動作を制御する制御回路7は、前記スイッチング手段4aの導通時間、駆動周期、または導通比の可変要素の少なくとも一つを可変して前記被加熱体6への誘導加熱出力を制御する駆動手段8と、前記交流電源1の電圧を検知する入力電圧検知手段9と、前記被加熱体6への誘導加熱出力に対応した制御対象値を検知する制御対象値検知手段10とを有する。
The
そして、前記制御回路7により、前記制御対象値検知手段10の出力値が第1の所定の値になるように、前記スイッチング手段4aの可変要素を可変すると共に、前記入力電圧検知手段9の出力値に応じて、前記スイッチング手段4aの可変要素を変化させるかどうかを選択するようにしているものである。すなわち、入力電圧検知手段9が交流電源1の電圧値を検知し、この検知した交流電源1の電圧に応じて、現在のスイッチング手段4aの可変要素、例えば、導通時間を可変させるかどうかを選択するものである。
Then, the
ここで、本実施の形態における制御対象値制御手段10を、インバータ回路4への入力電流を検知する入力電流検知手段とした場合について説明する。制御回路7は、被加熱体6への誘導加熱出力と相関のあるインバータ回路4への入力電流に基づいた制御対象値検知手段10の出力値(電流値)が第1の所定の値、例えば、14Aになるようにスイッチング手段4aの可変要素(例えば、導通時間)を駆動手段8により可変させて加熱コイル5に供給する高周波電流を変化させ、この高周波電流によって、加熱コイル5から発生する高周波磁束により鍋などの被加熱体6を誘導加熱する。同時に被加熱体6への誘導加熱出力を制御することができる。一般的には、スイッチング手段4aの可変要素に対してインバータ回路4への入力電流が単調増加する特性となる領域で誘導加熱出力の制御を行う。
Here, the case where the control target value control means 10 in the present embodiment is an input current detection means for detecting an input current to the inverter circuit 4 will be described. In the
一方、入力電圧検知手段9は、交流電源1の電圧に応じて、現在のスイッチング手段4aの可変要素(導通時間)を可変させるかどうかを選択する。その選択の仕方は次の通りである。 On the other hand, the input voltage detection means 9 selects whether or not to change the variable element (conduction time) of the current switching means 4a according to the voltage of the AC power supply 1. The selection method is as follows.
図2に示した、特性Aの動作点aで動作する被加熱体6であれば、例えば、交流電源1の定格電圧値に対して5%以下の電圧低下が検知された場合には、スイッチング手段4aの導通時間を可変することを選択して、入力電流が第1の所定の値、14Aになるまで駆動手段8がスイッチング手段4aの導通時間を変化させる。
In the case of the
また、交流電源1の定格電圧値に対して5%超の電圧低下が検知され、特性ALの動作点aLで動作する場合には、スイッチング手段4aの導通時間を可変しないことを選択して、入力電流が14Aでなくても駆動手段8がスイッチング手段4aの導通時間を変化させずに動作点aL1で動作させる。
Further, when a voltage drop of more than 5% with respect to the rated voltage value of the AC power supply 1 is detected and the operation is performed at the operating point aL of the characteristic AL, it is selected not to vary the conduction time of the switching means 4a, Even if the input current is not 14 A, the driving
また、交流電源1の定格電圧値に対して5%以下の電圧増加が検知された場合には、スイッチング手段4aの導通時間を可変しないことを選択して、入力電流が14Aでなくても駆動手段8がスイッチング手段4aの導通時間を変化させない。
Further, when a voltage increase of 5% or less with respect to the rated voltage value of the AC power supply 1 is detected, it is selected not to change the conduction time of the switching means 4a, and the drive is performed even if the input current is not 14A. The
また、交流電源1の定格電圧値に対して5%超の電圧増加が検知され、特性AHの動作点aH1で動作する場合には、スイッチング手段4aの導通時間を可変することを選択して、入力電流が14Aとなるまで駆動手段8がスイッチング手段4aの可変要素を変化させ、動作点aHで動作させる。 Further, when a voltage increase of more than 5% with respect to the rated voltage value of the AC power supply 1 is detected and the operation is performed at the operating point aH1 of the characteristic AH, it is selected to change the conduction time of the switching means 4a. The drive means 8 changes the variable element of the switching means 4a until the input current reaches 14A and operates at the operating point aH.
このような選択により、交流電源1の定格電圧値の変動幅に応じて適宜スイッチング手段4aの導通時間を制限することができる。よって、交流電源1の電圧が定格値である時の入力電流よりも交流電源1の電圧が変動後の制御対象値を小さく、或いは同等レベルにすることができるので、交流電源1の電圧変動後のインバータ回路4を構成する電子部品の電気的責務を交流電源1の電圧が定格値の時のインバータ回路4を構成する電子部品の電気的責務より小さく、或いは同等レベルにすることができる。 By such selection, the conduction time of the switching means 4a can be appropriately limited according to the fluctuation range of the rated voltage value of the AC power supply 1. Therefore, since the control target value after the voltage of the AC power source 1 fluctuates can be made smaller than or equal to the input current when the voltage of the AC power source 1 is the rated value, the voltage level of the AC power source 1 can be changed. The electrical duty of the electronic components constituting the inverter circuit 4 can be made smaller than or equal to the electrical duty of the electronic components constituting the inverter circuit 4 when the voltage of the AC power supply 1 is at the rated value.
また、交流電源1の電圧が瞬間的に低下した後に復帰する、すなわち、瞬時停電および瞬時低電が生じた場合、特性Aの動作点aで動作している時は、交流電源1の電圧が5%超、例えば、10%低下した場合、この低下している期間は、スイッチング手段4aの導通時間が、交流電源1が定格電圧の時より大きい状態、特性ALの動作点aLで動作し、その後、瞬間的に交流電源1が定格電圧値に復帰して、この変化を、制御対象値検知手段10を通じて制御回路7が検知して、駆動手段8にスイッチング手段4aの導通時間が小さくなるような信号を出力して制御する。つまり、スイッチング手段4aの導通時間を交流電源1が定格電圧の時に戻そうとして、交流電源1が定格電圧の時に戻るまでの間は、交流電源1が定格電圧であるにも関わらず、スイッチング手段4aの導通時間は大きいまま動作点a1で動作することになる。しかし、入力電圧検知手段9が検知した交流電源1の電圧値に応じて、スイッチング手段4aの導通時間を変化させないで、動作点aL1で動作するようにしているので、交流電源1の電圧が定格に復帰した直後でも、動作点aに復帰する。このため、インバータ回路4を構成する電子部品の電気的責務を許容値以下に抑制することができる。
In addition, when the voltage of the AC power supply 1 is instantaneously decreased, the voltage returns to the AC power supply 1, that is, when an instantaneous power failure and instantaneous power failure occur, and when operating at the operating point a of the characteristic A, the voltage of the AC power supply 1 is When the voltage drops by more than 5%, for example, 10%, during this reduced period, the conduction time of the switching means 4a is larger than when the AC power supply 1 is at the rated voltage, and operates at the operating point aL of the characteristic AL. Thereafter, the AC power supply 1 instantaneously returns to the rated voltage value, and this change is detected by the
ここで、交流電源1の電圧の定格値に対して、5%以下の電圧変動範囲では、スイッチング手段4aの導通時間を変更することを選択しているのは、入力電圧検知手段9の検知ばらつきや外乱ノイズによる誤検知などにより、不用意にスイッチング手段4aの導通時間を変更せずに、所望の誘導加熱出力が得られなくなったり、不安定になって加熱性能が劣化したりする事態を回避しているためである。 Here, in the voltage fluctuation range of 5% or less with respect to the rated value of the voltage of the AC power supply 1, it is selected that changing the conduction time of the switching means 4a is the detection variation of the input voltage detecting means 9. Avoiding the situation where the desired induction heating output cannot be obtained or the heating performance deteriorates due to inadvertent change of the conduction time of the switching means 4a due to erroneous detection due to noise or disturbance noise It is because it is doing.
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2における誘導加熱装置について説明する。
(Embodiment 2)
Next, the induction heating apparatus in
本実施の形態において、実施の形態1と相違する点は、入力電圧検知手段9の出力値に応じて、スイッチング手段4aの可変要素を変化させないことを選択している場合においても、制御対象値検知手段10の出力が第2の所定の値に到達する迄はスイッチング手段4aの可変要素は可変可能としたことである。 In the present embodiment, the difference from the first embodiment is that even if it is selected not to change the variable element of the switching means 4a according to the output value of the input voltage detection means 9, the control target value is also selected. The variable element of the switching means 4a is variable until the output of the detection means 10 reaches the second predetermined value.
すなわち、入力電圧検知手段9の出力値が定格電圧時の5%超であり、スイッチング手段4aの可変要素を変化させないことを選択している場合でも、制御対象値検知手段10(入力電流検知手段)の出力が第2の所定の値、例えば、入力電流7Aに対応する値に到達する迄はスイッチング手段4aの可変要素(導通時間)を可変するようにしているものである。 That is, even when the output value of the input voltage detection means 9 exceeds 5% of the rated voltage and it is selected not to change the variable element of the switching means 4a, the control target value detection means 10 (input current detection means) ) Until the output reaches a second predetermined value, for example, a value corresponding to the input current 7A, the variable element (conduction time) of the switching means 4a is varied.
これにより、インバータ回路4が動作開始して低入力電流から徐々にスイッチング手段4aの可変要素を増加させている間や、制御対象値検知手段10の出力が第1の所定の値を小さく設定、例えば、14Aではなく5Aにしている時など、インバータ回路4を構成する電子部品の電気的責務が小さい領域となるスイッチング手段4aの可変要素が第3の所定の値、例えば、10μs以下の低誘導加熱出力時には、交流電源1の電源電圧変動に影響されて誘導加熱出力の制御が困難になることなく、スイッチング手段4aの可変要素を可変して所望の誘導加熱出力を得ることができるものである。 Thereby, while the inverter circuit 4 starts to operate and gradually increases the variable element of the switching means 4a from the low input current, or the output of the control target value detection means 10 sets the first predetermined value small, For example, when 5A is used instead of 14A, the variable element of the switching means 4a, which is a region where the electrical duty of the electronic components constituting the inverter circuit 4 is small, is a low induction with a third predetermined value, for example, 10 μs or less. At the time of heating output, it is possible to obtain a desired induction heating output by varying the variable element of the switching means 4a without being difficult to control the induction heating output due to the influence of the power supply voltage fluctuation of the AC power supply 1. .
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3における誘導加熱装置について説明する。
(Embodiment 3)
Next, the induction heating apparatus in Embodiment 3 of this invention is demonstrated.
本実施の形態において、実施の形態1と相違する点は、スイッチング手段4aの可変要素が第3の所定の値以上になると、交流電源1の電圧変化に対して、スイッチング手段4aの可変要素を変化させるかどうかを選択するようにしたことである。 In the present embodiment, the difference from the first embodiment is that when the variable element of the switching means 4a exceeds the third predetermined value, the variable element of the switching means 4a is changed with respect to the voltage change of the AC power supply 1. It is to select whether to change.
すなわち、スイッチング手段4aの可変要素(導通時間)が第3の所定の値、例えば、10μs以上になると、交流電源1の電圧変化に対して、スイッチング手段4aの可変要素を変化させるかどうかを選択する。つまり、スイッチング手段4aの可変要素が第3の所定の値、例えば、10μsに到達するまでは、交流電源1の変動に関係なく、スイッチング手段4aの可変要素の可変を常に許可する。これにより、一般的にスイッチング手段4aの可変要素に対して入力電流が単調増加する特性となる領域で被加熱体6の誘導加熱出力の制御を行うが、インバータ回路4が動作開始してから低入力電流から徐々にスイッチング手段4aの可変要素を増加させている間や、制御対象値検知手段10の出力が第1の所定の値を小さく設定、例えば、14Aではなく5Aにしている時など、インバータ回路4を構成する電子部品の電気的責務が小さい領域となる低誘導加熱出力時には、交流電源1の電源電圧変動に影響されて誘導加熱出力の制御が困難になることなく、スイッチング手段4aの可変要素を可変して所望の誘導加熱出力を得ることができる。
That is, when the variable element (conducting time) of the switching means 4a becomes a third predetermined value, for example, 10 μs or more, it is selected whether to change the variable element of the switching means 4a with respect to the voltage change of the AC power supply 1. To do. That is, until the variable element of the switching unit 4a reaches a third predetermined value, for example, 10 μs, the variable element of the switching unit 4a is always allowed to change regardless of the fluctuation of the AC power supply 1. As a result, the induction heating output of the
なお、上記した各実施の形態1〜3では、スイッチング手段4a、共振コンデンサ4b、加熱コイル5などインバータ回路4を構成しているパワー部品を1つづつ含む構成で説明しているが、これらが複数組み合わさって構成されていても同様の効果がある。また、制御対象値検知手段10をインバータ回路4への入力電流検知手段で説明しているが、被加熱体6への誘導加熱出力と相関のある物理量、例えば、スイッチング手段4aの両端電圧を検知するスイッチング手段両端電圧検知手段、加熱コイル5に流れる電流を検知する加熱コイル電流検知手段、スイッチング手段4aに流れる電流を検知するスイッチング手段電流検知手段、共振コンデンサ4bの両端電圧を検知するコンデンサ両端電圧検知手段、共振コンデンサ4bに流れる電流を検知するコンデンサ電流検知手段などにしても同様であることは言うまでもない。更に、被加熱体6への誘導加熱出力の制御は、インバータ回路4の構成などに応じて、スイッチング手段4aの導通時間に限らず、導通時間、駆動周期、または導通比の可変要素の少なくとも一つを可変させれば良い。また、交流電源1の電圧変動幅に対するスイッチング手段4aの可変要素を変更するかどうかの選択は、交流電源1の電圧変動に対するインバータ回路4の振る舞いに応じて、適宜変更しても良い。更に、入力電圧検知手段9が検知する電圧は、交流電源1に対応してリニアに変化する物理量であれば良いものである。
In each of the first to third embodiments described above, a description has been given of a configuration including one power component that constitutes the inverter circuit 4 such as the switching means 4a, the resonant capacitor 4b, and the heating coil 5, but these are described. Even if it is configured by combining a plurality, the same effect is obtained. Further, although the control target value detection means 10 is described as the input current detection means to the inverter circuit 4, a physical quantity correlated with the induction heating output to the
以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、交流電源の電圧変動に対しても、インバータ回路を構成する電子部品の電気的責務を交流電源の電圧が定格時とほぼ同等かそれ以下に抑制できるので、既に実用化されている誘導加熱調理器、誘導加熱式炊飯器はもとより、誘導加熱を応用可能な電気湯沸かし器、電気アイロン、食器洗い乾燥機、給湯器などの加熱機器の用途にも適用でき、更には、インバータ回路を用いた他の電気機器、電子レンジや冷蔵庫、洗濯機などにも適用可能である。 As described above, the induction heating apparatus according to the present invention reduces the electrical duty of the electronic components constituting the inverter circuit to the voltage of the AC power supply approximately equal to or less than the rated voltage even with respect to the voltage fluctuation of the AC power supply. In addition to induction heating cookers and induction heating rice cookers that have already been put to practical use, it can also be used for heating equipment such as electric water heaters, electric irons, dishwashers and water heaters that can be used for induction heating. Further, the present invention can be applied to other electric devices using an inverter circuit, a microwave oven, a refrigerator, a washing machine, and the like.
1 交流電源(商用電源)
2 整流回路
3 平滑回路
4 インバータ回路
4a スイッチング手段
4b 共振コンデンサ
5 加熱コイル
6 被加熱体
7 制御回路
8 駆動手段
9 入力電圧検知手段
10 制御対象値検知手段(入力電流検知手段)
1 AC power (commercial power)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
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Family Applications (1)
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2004
- 2004-02-05 JP JP2004029084A patent/JP2005222796A/en active Pending
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