JP2005267996A - Induction heating device - Google Patents
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Description
本発明は一般家庭やレストラン及びオフィス、あるいは工場などで使用さ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 apparatus used in general homes, restaurants, offices, factories and the like.
従来の誘導加熱装置は被加熱体に関係なく一定の駆動周波数にて動作させ、スイッチング手段の電圧責務が大きい場合は、入力電力を下げてそのスイッチング手段の電気的責務、またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減していた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら上記従来の構成では、被加熱体に関係なく一定の駆動周波数で動作させるしかできないため、スイッチング手段の電圧が大きくなるような被加熱体を加熱しようとした場合、入力電力を下げることを余儀なくされ、使用者に対して火力感の低下を招いていた。 However, in the above conventional configuration, since it can only be operated at a constant drive frequency regardless of the object to be heated, when the object to be heated is heated such that the voltage of the switching means becomes large, the input power must be lowered. As a result, the user's feeling of firepower was reduced.
本発明は上記課題を解決するもので、上記したインバータ回路の駆動周波数をその被加熱体に対して最適なものとし、最大入力電力を得ることで使用者に対して火力感の低下を抑制するとともにスイッチング手段に対しても電気的責務、またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減する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-mentioned problems. The drive frequency of the inverter circuit described above is optimized for the object to be heated, and the reduction in thermal power is suppressed for the user by obtaining the maximum input power. Another object of the present invention is to provide an induction heating device that reduces the electric duty of the switching means or the electric duty of the inverter circuit components.
上記目的を達成するために、本発明の誘導加熱装置は、複数の加熱コイルと、前記加熱コイルそれぞれに設けられ前記加熱コイルに高周波電流を供給することにより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入力電流を検知する入力電流検知手段と、前記インバータ回路の共振回路の電流をスイッチングするスイッチング手段の電圧を検知するスイッチング電圧検知手段と、前記インバータ回路の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記被加熱体の材質を入力電流検知手段とスイッチング電圧検知手段の情報から判定する鍋種判定手段を有し、前記鍋種判定手段の信号により前記駆動手段の駆動周波数を切り替える構成とし、一番目に動作させた前記加熱コイル動作時には、その被加熱体に入力する電力を最適な最大電力を得るある一定の駆動周波数において加熱し、複数同時加熱で二番目以降の前記加熱コイル動作時においては、二番目以降で動作させた方を一番目に動作させた駆動周波数に合わせるようにしたものである。 In order to achieve the above object, an induction heating apparatus according to the present invention includes a plurality of heating coils, and an inverter circuit that is provided in each of the heating coils and that induction-heats an object to be heated by supplying high-frequency current to the heating coils. Input current detection means for detecting the input current of the inverter circuit, switching voltage detection means for detecting the voltage of the switching means for switching the current of the resonance circuit of the inverter circuit, and control means for controlling the operation of the inverter circuit And the control means includes a pot type determination means for determining the material of the object to be heated from the information of the input current detection means and the switching voltage detection means, and the drive means of the drive means according to the signal of the pot type determination means The driving frequency is switched, and when the heating coil is operated first, it is input to the object to be heated. The power is heated at a certain driving frequency to obtain the optimum maximum power, and when the heating coil is operated at the second and subsequent times with multiple simultaneous heating, the driving frequency at which the second and subsequent operations are operated first. It is intended to match.
これによって、被加熱体に関係なく最大入力電力を得ることで使用者に対して火力感の低下を抑制するとともにスイッチング手段に対しても電気的責務、またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減することができ、複数のコイルの駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 As a result, the maximum input power is obtained regardless of the object to be heated, thereby suppressing the reduction of thermal power for the user and reducing the electrical responsibility for the switching means or the inverter circuit components. It is possible to suppress the squealing that occurs due to the difference between the driving frequencies of the plurality of coils.
以上のように本発明は、インバータ回路の駆動周波数をその被加熱体に対して最適なものとし、最大入力電力を得ることで使用者に対して火力感の低下を抑制するとともにスイッチング手段に対しても電気的責務またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減しつつ複数のコイルの駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 As described above, the present invention optimizes the drive frequency of the inverter circuit for the object to be heated and obtains the maximum input power to suppress the reduction of the thermal feeling for the user and to the switching means. However, it is possible to suppress the squealing that occurs due to the difference in the driving frequency of the plurality of coils while reducing the electrical duty or the electrical duty of the inverter circuit components.
第1の発明は、複数の加熱コイルと、前記加熱コイルそれぞれに設けられ前記加熱コイルに高周波電流を供給することにより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入力電流を検知する入力電流検知手段と、前記インバータ回路の共振回路の電流をスイッチングするスイッチング手段の電圧を検知するスイッチング電圧検知手段と、前記インバータ回路の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記被加熱体の材質を入力電流検知手段とスイッチング電圧検知手段の情報から判定する鍋種判定手段を有し、前記鍋種判定手段の信号により前記駆動手段の駆動周波数を切り替える構成とし、一番目に動作させた前記加熱コイル動作時には、その被加熱体に入力する電力を最適な最大電力を得るある一定の駆動周波数において加熱し、複数同時加熱で二番目以降の前記加熱コイル動作時においては、二番目以降で動作させた方を一番目に動作させた駆動周波数に合わせるようにした構成としたものである。これにより、スイッチング手段の電気的責務またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減することができ、複数のコイルの駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 The first invention is a plurality of heating coils, an inverter circuit that is provided in each of the heating coils and supplies a high-frequency current to the heating coils to inductively heat an object to be heated, and detects an input current of the inverter circuit Input current detection means, switching voltage detection means for detecting the voltage of the switching means for switching the current of the resonance circuit of the inverter circuit, and control means for controlling the operation of the inverter circuit, the control means, It has a pan type determining means for determining the material of the heated object from the information of the input current detecting means and the switching voltage detecting means, and is configured to switch the driving frequency of the driving means by a signal of the pot type determining means. When the heating coil is operated, the power input to the object to be heated is a certain constant to obtain the optimum maximum power. Heating is performed at a dynamic frequency, and at the time of the second and subsequent heating coil operations by multiple simultaneous heating, the one operated after the second is configured to match the driving frequency operated at the first. . Thereby, the electrical duty of a switching means or the electrical duty of an inverter circuit component can be reduced, and the pot sound which generate | occur | produces by the difference in the drive frequency of several coils can be suppressed.
第2の発明は、特に第1の発明の、一番目の加熱コイルの動作が終了し、二番目の加熱コイルで最適な駆動周波数と異なっている場合には駆動周波数を切り替え動作させ、三番目以降の加熱コイルも第二の加熱コイルの駆動周波数に合わせるように使用した順番に優先順位をつけ動作させる構成としたものである。これにより、スイッチング手段の電気的責務またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減することができるとともに、使用者に対して火力感の低下を抑制しかつ、駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 In the second invention, particularly when the operation of the first heating coil of the first invention is finished and the second heating coil is different from the optimum driving frequency, the driving frequency is switched and the third heating coil is operated. Subsequent heating coils are also configured to operate in the order of use in order to match the driving frequency of the second heating coil. As a result, the electric duty of the switching means or the electric duty of the inverter circuit components can be reduced, and the reduction of the thermal feeling is suppressed for the user, and the squealing caused by the difference in driving frequency is suppressed. Can be suppressed.
第3の発明は、特に第1の発明の、一番目の加熱コイル動作が被加熱体によりスイッチング手段の電圧責務が大きくなり駆動周波数の切り替えたとき、その駆動周波数に他の加熱コイルの駆動周波数を合わせる構成としたものである。これにより、スイッチング手段の電気的責務またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減することができるとともに、使用者に対して火力感の低下を抑制しかつ、駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 In the third invention, particularly when the operation of the first heating coil of the first invention causes the voltage duty of the switching means to increase due to the object to be heated and the driving frequency is switched, the driving frequency of the other heating coil is changed to the driving frequency. Are combined. As a result, the electric duty of the switching means or the electric duty of the inverter circuit components can be reduced, and the reduction of the thermal feeling is suppressed for the user, and the squealing caused by the difference in driving frequency is suppressed. Can be suppressed.
第4の発明は、上記発明の、インバータ回路の駆動周波数の切り替えは、動作させながら徐々に行なう構成としたものである。これにより、スイッチング手段の電気的責務またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減することができるとともに、使用者に対して火力感の低下を抑制しかつ、駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the switching of the drive frequency of the inverter circuit is gradually performed while operating. As a result, the electric duty of the switching means or the electric duty of the inverter circuit components can be reduced, and the reduction of the thermal feeling is suppressed for the user, and the squealing caused by the difference in driving frequency is suppressed. Can be suppressed.
第5の発明は、上記発明の、インバータ回路の駆動周波数の切り替えは、動作中であれば一旦停止させ、目標となる駆動周波数で動作させる構成としたものである。これにより、スイッチング手段の電気的責務またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減することができるとともに、使用者に対して火力感の低下を抑制しかつ、駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the switching of the drive frequency of the inverter circuit according to the above-described invention is configured to stop once during operation and operate at a target drive frequency. As a result, the electric duty of the switching means or the electric duty of the inverter circuit components can be reduced, and the reduction of the thermal feeling is suppressed for the user, and the squealing caused by the difference in driving frequency is suppressed. Can be suppressed.
(実施の形態1)
以下本発明の実施の形態を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)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, taking an induction heating cooker as an example.
図1は本発明の第1の実施の形態における誘導加熱装置の構成を示すブロック図、図2は本発明の第1の実施の形態の鍋種判定手段における、入力電流検出手段の信号とスイッチング電圧検知手段との信号の関係を示すグラフである。図1において、1は交流電源、2は交流電源を整流するブリッジ接続されたダイオードからなる整流回路、3はチョークコイル3a及びコンデンサ3bからなる平滑回路、4はスイッチング手段5を含むインバータ回路、6はインバータ回路4から高周波電流を供給されることにより鍋などの被加熱体7に高周波交番磁界を印加して誘導加熱を行なう加熱コイル、8はインバータ回路4に流れる電流を検知する入力電流検知手段、9はインバータ回路4のスイッチング手段5にかかる電圧を検知するスイッチング電圧検知手段、制御手段10はインバータ回路4の動作を制御するスイッチング手段5を駆動する駆動手段11と、入力電流検知手段8とスイッチング電圧検出手段9の信号により、被加熱体7の材質を判定する鍋種判定手段12と鍋種判定手段12からの信号により駆動周波数を切り替える駆動周波数切替手段13とを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the induction heating apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the signals and switching of the input current detecting means in the pot type determining means according to the first embodiment of the present invention. It is a graph which shows the relationship of the signal with a voltage detection means. In FIG. 1, 1 is an AC power source, 2 is a rectifier circuit comprising a bridge-connected diode that rectifies the AC power source, 3 is a smoothing circuit comprising a choke coil 3a and a
誘導加熱を開始するには、制御手段10の駆動手段11によりスイッチング手段5に駆動信号を出力し、それによりインバータ回路4を動作させ、加熱コイル6に高周波電流を供給する。この高周波電流によって、加熱コイル6から発生する高周波磁束により鍋等の被加熱体7を誘導加熱する。鍋種判定を行なうには、誘導加熱を開始してからある一定の期間前記動作をさせ、図2に示すようにインバータ回路4に流れる電流を検知する入力電流検知手段8とスイッチング手段5の電圧を検知するスイッチング電圧検知手段からの信号に基づき、同図の斜線以外の部分、すなわち入力電流がある程度流れ、スイッチング電圧もある程度ある領域では、通常使用可能、言い換えればスイッチング電圧が高くならないでかつ定格電力を入力できる被加熱体7として駆動周波数切替手段13にて切り替えずに誘導加熱を開始する。また例えば被加熱体7が磁性系のステンレスの鍋のような場合、同図の斜線の範囲に入る。すなわち入力電流が少ない割にはスイッチング電圧が高い場合であり、そのままの駆動周波数にて誘導加熱を行なうと、スイッチング電圧が高くなり、スイッチング手段5の電圧責務が大きくなり、破壊に至らしめる可能性を有しているため、その場合には駆動手段切替手段13においてスイッチング手段5に送る駆動信号の駆動周波数を下げ、スイッチング電圧を下げるように動作し、定格の入力電力を得るような制御を行なう。
In order to start induction heating, the drive means 11 of the control means 10 outputs a drive signal to the switching means 5, thereby operating the inverter circuit 4 and supplying a high-frequency current to the heating coil 6. By this high-frequency current, the object to be heated 7 such as a pan is induction-heated by the high-frequency magnetic flux generated from the heating coil 6. In order to determine the pot type, the voltage of the input current detecting means 8 and the switching means 5 for detecting the current flowing through the inverter circuit 4 as shown in FIG. Based on the signal from the switching voltage detection means for detecting the signal, it can be used normally in the part other than the shaded area in the figure, that is, in a region where the input current flows to some extent and the switching voltage is also to some extent, in other words, the switching voltage does not increase and is rated. Induction heating is started without being switched by the drive frequency switching means 13 as the
そして複数の加熱コイル6を有し、その加熱コイル6各々を制御する複数のインバータ回路4を有するもので、複数同時に加熱する場合、同一周波数で駆動させることで被加熱体7の干渉音を抑制することができる。
And it has a plurality of heating coils 6 and has a plurality of inverter circuits 4 for controlling each of the heating coils 6, and when a plurality of heating coils 6 are simultaneously heated, the interference sound of the
そして、一番目に動作させた加熱コイル6の動作時には、その被加熱体7に入力する電力を最適な最大電力を得るある一定の駆動周波数において加熱し、複数同時加熱で二番目以降の加熱コイル6´動作時においては、二番目以降で動作させた方を一番目に動作させた駆動周波数に合わせるようにしている。
When the heating coil 6 operated first is operated, the power input to the
また一番目の加熱コイル6の動作が終了し、二番目の加熱コイル6´で最適な駆動周波数と異なっている場合には駆動周波数を切り替え動作させ、三番目以降の加熱コイル6´´も第二の加熱コイル6´の駆動周波数に合わせるように使用した順番に優先順位をつけ動作させる構成としたものである。これにより、スイッチング手段の電気的責務またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減することができるとともに、使用者に対して火力感の低下を抑制しかつ、駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 When the operation of the first heating coil 6 is completed and the second heating coil 6 ′ is different from the optimum driving frequency, the driving frequency is switched, and the third and subsequent heating coils 6 ″ are also switched. In this configuration, priorities are set in order of use so as to match the driving frequency of the second heating coil 6 '. As a result, the electric duty of the switching means or the electric duty of the inverter circuit components can be reduced, and the reduction of the thermal feeling is suppressed for the user, and the squealing caused by the difference in driving frequency is suppressed. Can be suppressed.
またインバータ回路4の駆動周波数の切り替えは、動作させながら徐々に行なう構成としたものである。これにより、これにより、スイッチング手段の電気的責務またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減することができるとともに、使用者に対して火力感の低下を抑制しかつ、駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 The switching of the driving frequency of the inverter circuit 4 is performed gradually while operating. Thereby, the electric duty of the switching means or the electric duty of the inverter circuit components can be reduced, and the deterioration of the thermal power feeling is suppressed for the user, and the difference is caused by the difference in driving frequency. Pottering can be suppressed.
またインバータ回路4の駆動周波数の切り替えは、動作中であれば一旦停止させ、目標となる駆動周波数で動作させる構成としたものである。これにより、スイッチング手段の電気的責務またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減することができるとともに、使用者に対して火力感の低下を抑制しかつ、駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 Further, the switching of the drive frequency of the inverter circuit 4 is configured to be stopped once during operation and operated at a target drive frequency. As a result, the electric duty of the switching means or the electric duty of the inverter circuit components can be reduced, and the reduction of the thermal feeling is suppressed for the user, and the squealing caused by the difference in driving frequency is suppressed. Can be suppressed.
また、一番目の前記加熱コイル動作時には、その被加熱体に入力する電力を最適な最大電力を得るある一定の駆動周波数において加熱し、複数同時加熱で二番目以降の前記加熱コイル動作時において、前記被加熱体によりスイッチング手段の電圧責務が大きくなり、駆動周波数の切り替えが必要な場合、その駆動周波数に他の加熱コイルの駆動周波数を合わせる構成としたものである。これにより、スイッチング手段の電気的責務またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減することができるとともに、使用者に対して火力感の低下を抑制しかつ、駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 In addition, at the time of the first heating coil operation, the power input to the object to be heated is heated at a certain driving frequency to obtain the optimum maximum power, and at the time of the second and subsequent heating coil operations by a plurality of simultaneous heatings, When the voltage duty of the switching means is increased by the heated body and the driving frequency needs to be switched, the driving frequency of the other heating coil is adjusted to the driving frequency. As a result, the electric duty of the switching means or the electric duty of the inverter circuit components can be reduced, and the reduction of the thermal feeling is suppressed for the user, and the squealing caused by the difference in driving frequency is suppressed. Can be suppressed.
またインバータ回路の駆動周波数の切り替えは、動作させながら徐々に行なう構成としたものである。これにより、スイッチング手段の電気的責務またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減することができるとともに、使用者に対して火力感の低下を抑制しかつ、駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 Further, the switching of the drive frequency of the inverter circuit is performed gradually while being operated. As a result, the electric duty of the switching means or the electric duty of the inverter circuit components can be reduced, and the reduction of the thermal feeling is suppressed for the user, and the squealing caused by the difference in driving frequency is suppressed. Can be suppressed.
またインバータ回路の駆動周波数の切り替えは、動作中であれば一旦停止させ、目標となる駆動周波数で動作させる構成としたものである。これにより、スイッチング手段の電気的責務またはインバータ回路構成部品の電気的責務を低減することができるとともに、使用者に対して火力感の低下を抑制しかつ、駆動周波数の差によって発生する鍋鳴りを抑制することができる。 In addition, switching of the drive frequency of the inverter circuit is configured to be stopped once during operation and operated at a target drive frequency. As a result, the electric duty of the switching means or the electric duty of the inverter circuit components can be reduced, and the reduction of the thermal feeling is suppressed for the user, and the squealing caused by the difference in driving frequency is suppressed. Can be suppressed.
本発明の誘導加熱装置は、鍋種判定手段により、被加熱体の材質によってインバータ回路の駆動周波数を切り替え、特にスイッチング手段にかかる電圧責務を低減、またインバータ構成部品の電気的責務の低減と、被加熱体の干渉音を低減できるので、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、給湯器等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、洗濯機等にも応用可能である。 The induction heating device of the present invention switches the drive frequency of the inverter circuit according to the material of the object to be heated by the pan type determination means, particularly reduces the voltage duty on the switching means, and reduces the electrical duty of the inverter components, Since the interference sound of the heated object can be reduced, not only induction heating cookers and induction heating rice cookers that have already been put to practical use, but also electric water heaters, electric irons, dishwashers, water heaters, etc. that can be applied to induction heating The present invention can also be applied to uses of heating equipment, and can also be applied to other electrical equipment using an inverter circuit, a microwave oven, a refrigerator, a washing machine, and the like.
1 交流電源
2 整流回路
3 平滑回路
3a チョークコイル
3b コンデンサ
4 インバータ回路
5 スイッチング手段
6 加熱コイル
7 被加熱体
8 入力電流検知手段
9 スイッチング電圧検知手段
10 制御手段
11 駆動手段
12 鍋種判定手段
13 駆動周波数切替手段
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