JP2008166107A - Induction heating cooker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誘導加熱調理器に関するものである。 The present invention relates to an induction heating cooker.
誘導加熱調理器は、高周波電流を流す加熱コイルの近傍に配した被加熱物である鍋等に渦電流を発生させ、そのジュール熱によって鍋自体が自己発熱することで、効率よく鍋を加熱することができるものであり、近年、ガスコンロや電熱ヒータによる加熱調理器具に対して、安全性や温度制御性に優れた点によって、これらの置換えが進んでいる。 An induction heating cooker efficiently heats a pan by generating eddy current in a pan or the like to be heated placed near a heating coil that passes a high-frequency current, and the pan itself self-heats due to its Joule heat. In recent years, the replacement of cooking utensils using gas stoves or electric heaters has been progressing due to their excellent safety and temperature controllability.
誘導加熱調理器は、加熱コイルに高周波電流を流す電力制御回路として、被加熱物の鍋(負荷)を含めた加熱コイルのインダクタンスと、共振コンデンサの共振負荷回路を接続し、スイッチング素子で20〜40kHz程度の駆動周波数でオンオフ制御するいわゆる共振型インバータが一般的である。 The induction heating cooker connects the inductance of the heating coil including the pot (load) of the object to be heated and the resonant load circuit of the resonant capacitor as a power control circuit for supplying a high-frequency current to the heating coil, and the switching element is 20 to 20 A so-called resonant inverter that performs on / off control at a drive frequency of about 40 kHz is generally used.
共振型インバータは、電圧共振型と電流共振型があり、前者は100V電源用、後者は200V電源用として適用されることが多い。 The resonance type inverter is classified into a voltage resonance type and a current resonance type. The former is often used for a 100V power source and the latter is used for a 200V power source.
当初は、鉄などの磁性材料の負荷のみが加熱できるだけであったが、近年は、非磁性ステンレスなどの負荷も加熱できるようになってきており、さらに、加熱できないとされてきたアルミニウム製の負荷も加熱できるようにしたものが提案されている。 Initially, only a load of magnetic material such as iron could be heated, but in recent years, a load of nonmagnetic stainless steel or the like can be heated. The one that can be heated is also proposed.
すなわち、被加熱金属体の負荷を含む共振負荷回路と、直流電圧を生成する電源回路と、この電源回路の昇圧電源手段と降圧電源手段が生成する直流電圧を高周波電圧に変換して前記共振負荷回路に電力を供給するインバータとを備え、このインバータは直列に接続される少なくとも二個のスイッチング素子で構成される上下アームを有してなり、前記電源回路は二つ以上の異なる直流電圧を生成し、被加熱金属体の負荷の材質に応じて前記電源回路の出力電圧を切り替える構成とすることにより、異なる材質の負荷に対し、所望の電力を効率よく供給することができる誘導加熱調理器の提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。 That is, a resonant load circuit including a load of a metal body to be heated, a power supply circuit that generates a DC voltage, and a DC voltage generated by the step-up power supply means and the step-down power supply means of the power supply circuit is converted into a high-frequency voltage to convert the resonant load And an inverter for supplying power to the circuit, the inverter having upper and lower arms composed of at least two switching elements connected in series, and the power supply circuit generates two or more different DC voltages In addition, by adopting a configuration in which the output voltage of the power supply circuit is switched according to the material of the load of the metal body to be heated, the induction heating cooker that can efficiently supply desired power to the load of different materials Proposals have been made (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記の従来技術において、電源回路の昇圧電源手段の起動時および停止時は、負荷の軽重によって出力電圧の変動や電源電流の変動が発生しやすく、昇圧電源手段の起動時は安定動作出力状態になるまで電源電流が変動する。また、停止時は、出力電圧が上昇する。 However, in the above prior art, when the booster power supply means of the power supply circuit is started and stopped, output voltage fluctuations and power supply current fluctuations are likely to occur due to the weight of the load. The power supply current fluctuates until a state is reached. Also, the output voltage rises when stopped.
したがって、加熱停止時のインバータ停止時は、電源回路に対する負荷インピーダンスは急激に大きくなり電源回路の出力電流が減少するため、電源回路の出力電圧が急上昇して、スイッチング素子に過電圧が印加することによりスイッチング素子の信頼性が損なわれるという問題点がある。 Therefore, when the inverter is stopped when heating is stopped, the load impedance to the power supply circuit suddenly increases and the output current of the power supply circuit decreases, so the output voltage of the power supply circuit rises rapidly and an overvoltage is applied to the switching element. There is a problem that the reliability of the switching element is impaired.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、被加熱物を含む共振負荷回路と、商用電源に接続され直流可変電源に変換する昇圧電源手段を有する電源回路と、この電源回路が生成する直流電圧を交流電圧に変換して前記共振負荷回路に電力を供給するインバータと、前記電源回路と前記インバータを制御する制御手段とを備えた誘導加熱調理器において、加熱開始時は前記インバータを駆動させた所定時間後に前記電源回路の昇圧電源手段の動作を開始させ、加熱停止時は前記電源回路の昇圧電源手段の動作を停止させた所定時間後に前記インバータを駆動停止させるように前記制御手段にて制御するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and includes a resonant load circuit including an object to be heated, a power supply circuit having a boost power supply means connected to a commercial power supply and converted to a DC variable power supply, and the power supply. In an induction heating cooker including an inverter that converts a DC voltage generated by a circuit into an AC voltage and supplies power to the resonant load circuit, and a control unit that controls the power supply circuit and the inverter. The operation of the boosting power supply means of the power supply circuit is started after a predetermined time after the inverter is driven, and when the heating is stopped, the inverter is stopped after a predetermined time after the operation of the boosting power supply means of the power supply circuit is stopped. It is controlled by the control means.
また、前記電源回路の入力電流と、前記共振負荷回路の電流とを検知して被加熱物の加熱可否を判定する加熱可否判定手段を備え、この加熱可否判定手段は、加熱開始時の前記電源回路の昇圧電源手段の動作開始以前に加熱可否を判定するものである。 The power supply circuit includes a heating availability determination unit that detects an input current of the power supply circuit and a current of the resonance load circuit to determine whether to heat the object to be heated. The heating availability determination unit includes the power supply at the start of heating. Whether or not heating is possible is determined before the operation of the boosting power source means of the circuit is started.
本発明の誘導加熱調理器は、上記のように構成したことにより、電源回路の出力に過電圧の発生が無く、したがって、インバータを構成する素子に与える過電圧や過電流のストレスを微小にすることができ、故障の発生頻度が激減し、製品の信頼性を高めることができる。 Since the induction heating cooker of the present invention is configured as described above, there is no occurrence of overvoltage in the output of the power supply circuit, and therefore the overvoltage and overcurrent stress applied to the elements constituting the inverter can be made minute. The frequency of failure can be drastically reduced and the reliability of the product can be improved.
また、加熱開始時に行う被加熱物の加熱可否の判定を安定した電源状態で行うことができるため、誤判定を防止することができる。 Moreover, since it can be determined in a stable power supply state whether or not the object to be heated can be heated at the start of heating, erroneous determination can be prevented.
以下、本発明の一実施例を図1〜図10を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は、本発明の誘導加熱調理器の回路ブロック図である。商用電源1に接続され、整流手段2で直流に変換した後に、昇圧電源手段3および降圧電源手段4を接続して、その出力直流電圧を可変することが出来る電源回路9の出力端子に、加熱コイル6に高周波電流を流すためのインバータ5が接続されている。
FIG. 1 is a circuit block diagram of the induction heating cooker of the present invention. After being connected to the commercial power source 1 and converted into direct current by the rectifying
制御手段7は、昇圧電源手段3の起動や停止制御、降圧電源手段4の出力電圧の設定、インバータ5の図示しないスイッチング素子の駆動条件(スイッチング周波数やデューティー)の設定等を行う。使用者が行う操作手段8の操作によって、高周波電流を流す加熱コイル6の近傍に配した被加熱物である金属鍋等負荷の加熱電力や負荷の温度を検知する図示しない温度センサ−により行う負荷の温度制御などの条件設定を行う。
The control means 7 performs start-up and stop control of the step-up power supply means 3, setting of the output voltage of the step-down power supply means 4, setting of driving conditions (switching frequency and duty) of a switching element (not shown) of the inverter 5. A load performed by a temperature sensor (not shown) for detecting the heating power of the load, such as a metal pan, which is an object to be heated, which is disposed in the vicinity of the
また、制御手段7は、電源回路9の入力電流を検知する入力電流検知素子10と、加熱コイル6の共振負荷回路に流れる電流を検知するインバータ電流検知素子11とで検知した電流値から、インバータ5の負荷の状態が高インピーダンスか低インピーダンスかを判別したり、インバータ5の負荷の共振周波数の高低状態を判別して、被加熱物の加熱可否を判定する加熱可否判定手段12の判定出力を入力している。この加熱可否判定手段12の判定結果により、負荷(金属鍋)の材質や形状などを推定し、負荷が加熱に適していなければ加熱しないようにインバータ5のスイッチング素子の駆動を制御手段7により制御する。
Further, the control means 7 generates an inverter from the current value detected by the input current detection element 10 that detects the input current of the
図2は、昇圧電源手段3の回路構成を説明する図である。整流手段2の正側の出力端子に、チョークコイル31の一端を接続し、チョークコイル31の他端の出力端側にスイッチング素子32を接続して整流手段2の負側の出力端子(基準電位)に接続して閉ループを構成する。チョークコイル31の出力端にはダイオード33を接続し、平滑用のコンデンサ34を接続する。35は昇圧電源手段3の負荷を表す。
FIG. 2 is a diagram for explaining the circuit configuration of the boost power supply means 3. One end of the
昇圧電源手段3は、スイッチング素子32のオン期間に整流手段2の直流電圧がチョークコイル31に印加されてエネルギーが蓄積され、スイッチング素子32のオフ期間にダイオード33を介してコンデンサ34にエネルギーが放出され、その電圧が昇圧電源手段3の負荷35に印加される。
In the step-up power supply means 3, the DC voltage of the rectifying
このような回路構成により、スイッチング素子32のオンオフデューティを変化させることによって、整流手段2からの入力電圧よりも高い任意の電圧に昇圧して昇圧電源手段3の負荷回路35に出力することが出来る。
With such a circuit configuration, by changing the on / off duty of the
また、スイッチング素子32のオンオフデューティを制御手段7により制御すること、および平滑用のコンデンサ34の容量を十分に大きくすることにより、十分に平滑化された直流電圧を出力することができる。
Further, by controlling the on / off duty of the
図3は、昇圧電源手段3の制御タイミングを説明する図である。スイッチング素子32がオンしている時は、チョークコイル31には整流手段2の電圧が印加されて電流IL が流れ、チョークコイル31にエネルギーが蓄積される。
FIG. 3 is a diagram for explaining the control timing of the boost power supply means 3. When the
次に、スイッチング素子32がオフすると、チョークコイル31に蓄積されたエネルギーが電圧に変換され、入力電圧Vinよりも高い電圧が発生し、その電圧によってダイオード33を経由してコンデンサ34に充電される。このとき、昇圧電源手段3の負荷回路
35に出力する電圧VO1は入力電圧Vinよりも高い電圧となる。
Next, when the
昇圧電源手段3は、入力電圧Vin波形と入力電流ILの包絡線波形が位相を含めて相似波形になるようにスイッチング素子32のオンオフタイミングを制御手段7により制御することにより、誘導加熱調理器の力率を高い状態にすることができる。
Boosted
図4は、降圧電源手段4の回路構成を説明する図である。昇圧電源手段3の出力端子にスイッチング素子41を接続し、そのスイッチング素子41の出力側にチョークコイル
42接続し、また、降圧電源手段4の出力と逆並列になるようにダイオード43を接続する。チョークコイル42の出力側にはコンデンサ44を接続する。45は降圧電源手段4の負荷を表す。
FIG. 4 is a diagram for explaining the circuit configuration of the step-down power supply means 4. A
この構成において、スイッチング素子41のオンオフデューティを変化させることにより、出力電圧VOUT を0〜100%に変化させることができる。ただし、降圧電源手段4の負荷45のインピーダンスによってはスイッチング素子41のオンオフデューティが同じであっても出力電圧VOUT は変化する。
In this configuration, the output voltage V OUT can be changed to 0 to 100% by changing the on / off duty of the
図5は、降圧電源手段4の制御タイミングを説明する図である。スイッチング素子41のオンオフタイミングと、チョークコイル42に流れる電流IL2,出力電圧VOUT 、入力電圧である昇圧電源手段3の出力端子の電圧VO1の関係を示している。
FIG. 5 is a diagram for explaining the control timing of the step-down power supply means 4. The relationship between the on / off timing of the
スイッチング素子41がオンしている時は、降圧電源手段4に印加される電圧VO1がチョークコイル42を介してコンデンサ44に充電される。このときチョークコイル42には電圧VO1が印加されて電流が流れ、チョークコイル42にエネルギーが蓄積される。
When the
次に、スイッチング素子41がオフすると、チョークコイル42に蓄積されたエネルギーが電圧に変換され、ダイオード43を含む閉回路を経由して降圧電源手段4の負荷45に供給される。チョークコイル42のエネルギーが無くなると、出力端子のコンデンサ
44の充電エネルギーから供給される。負荷45に供給されるエネルギーは、スイッチング素子41のオンオフデューティで決定され、それにより出力電圧VOUT が決定する。
Next, when the
図6は、インバータ5の回路構成を説明する図である。回路は一般的なシングルエンドプシュプル回路構成である。電源回路9の出力にスイッチング素子51,52の直列体の上下アームを接続し、その中点に加熱コイル6と、図示しない被加熱物と、共振コンデンサ55とで構成される共振負荷回路を接続する。スイッチング素子51,52の直列体にはそれぞれ逆並列にダンパダイオード53,54を接続し、さらにスナバコンデンサ56,57を接続してスイッチング素子51,52の過電圧や損失の発生を抑制する。
FIG. 6 is a diagram illustrating the circuit configuration of the inverter 5. The circuit has a general single-ended push-pull circuit configuration. The upper and lower arms of a series body of
被加熱物を含む共振負荷回路にはスイッチング素子51,52を排他的にオンオフすることにより高周波電流が流れ、加熱コイル6に流れる電流により加熱コイル6の近傍に置かれた負荷(鍋等)に渦電流を発生させ、負荷自体を発熱させる。このような回路構成にすることによって、加熱コイル6に流れる電流により負荷(鍋等)に投入される電力は、降圧電源手段4の出力設定電圧およびインバータ5のスイッチング周波数で制御することができる。
A high frequency current flows through the resonant load circuit including the object to be heated exclusively by turning on and off the switching
なお、本実施例では、昇圧電源手段3の動作により十分に平滑された直流電圧をインバータ5に入力することができるので、インバータ5のスイッチング素子51,52を排他的にオンオフすることにより流れる加熱コイル6の高周波電流の包絡線は平らになる。これは昇圧電源手段3が無い場合の、十分に平滑されてない直流電源の場合は、加熱コイル6に流れる高周波電流の包絡線が商用電源の周波数の2倍で変動するため、負荷(鍋等)自体に振動が発生して、商用周波数に起因した異音が発生することがある。したがって、昇圧電源手段3を用いることによって、商用周波数に起因した負荷(鍋等)自体の振動による異音の発生を抑制することができる。
In this embodiment, since the DC voltage sufficiently smoothed by the operation of the boosting power source means 3 can be input to the inverter 5, the heating that flows when the switching
一般的に、昇圧電源手段3の出力が平滑化した電圧となるためには、昇圧電源手段3の出力に接続するコンデンサ34の容量は十分に大きくなければならない。このため、加熱開始時に昇圧電源手段3の力率補正動作が急激に行われるとスイッチング素子32に過電流が流れたり、電源電流が過大になったりする恐れがある。したがって、加熱開始時は昇圧電源手段3の動作は徐々に効果が現れるようにソフトスタート動作にする必要がある。ただし、ソフトスタート動作中の出力電圧や電源電流は過渡的な変動を含むために、安定状態ではない。また、同様に加熱停止時にもソフトストップ動作が必要になる。
In general, in order for the output of the boost power supply means 3 to be a smoothed voltage, the capacity of the
さらには、昇圧電源手段3の出力電圧は負荷電流の変化によって急激に変化する。具体的には、昇圧動作中に負荷電流をゼロにすると、出力電圧が急上昇して平滑用コンデンサ34に過電圧が印加されたり、出力に接続されている降圧電源手段4のスイッチング素子41に過電圧が印加されるため故障の原因となる。
Furthermore, the output voltage of the boosting power source means 3 changes rapidly due to a change in load current. Specifically, when the load current is reduced to zero during the step-up operation, the output voltage rises rapidly and an overvoltage is applied to the smoothing
昇圧電源手段3における出力電圧VO1の昇圧動作は、図3に示すとおり、スイッチング素子32がオフになった後である。したがって、スイッチング素子32がオン中に負荷電流が減少すると、その時点で昇圧動作を停止する操作を行っても(スイッチング素子32をオフしても)出力電圧VO1に過電圧が発生する。
The step-up operation of the output voltage V O1 in the step-up power supply means 3 is after the switching
従来の昇圧機能を有しない電源回路を用いた誘導加熱調理器のインバータにおいては、商用電源を整流手段で直流電圧に変換し、その出力をインバータに接続する構成をとっており、加熱を停止する場合は、インバータの駆動信号を即時停止するようにしている。この構成においては、インバータの負荷電流が急激に減少しても、電源電流の流れる電源回路の経路に大きなインダクタンスが存在しないために、過渡的な高電圧が発生する恐れは無い。したがって、過渡的な高電圧から回路素子を保護するための過電圧防止素子やインバータの駆動タイミングについて特段の対応を必要としない。 In an inverter of an induction heating cooker using a power supply circuit that does not have a conventional boosting function, the commercial power supply is converted to a DC voltage by a rectifying means, and the output is connected to the inverter to stop heating. In this case, the drive signal of the inverter is stopped immediately. In this configuration, even if the load current of the inverter rapidly decreases, there is no possibility that a transient high voltage is generated because there is no large inductance in the path of the power supply circuit through which the power supply current flows. Therefore, no special measures are required for the overvoltage prevention element for protecting the circuit element from the transient high voltage and the drive timing of the inverter.
しかしながら、昇圧電源手段3を有する電源回路9の回路構成においては、上述の通り急激な負荷の変動、特に負荷電流の減少は過電圧の発生につながるため避けなければならない。そこで、加熱を停止する場合、インバータ5の出力電力の設定を徐々に減少させてインバータ5の負荷電流が急激に減少しないようにする方法にすれば良いが、この方法では所定の時間が必要となり、本来加熱を停止しなければならないタイミングからしばらくの間、通電を継続する形になるので、不要な電力の消費、負荷温度の上昇による調理物の失敗、などが発生する。
However, in the circuit configuration of the
また、制御手段7で行うインバータ5の制御をマイクロコンピュータのソフトウェアで行う場合は加熱の終了処理が複雑になるという問題点が生じる。 Further, when the control of the inverter 5 performed by the control means 7 is performed by software of a microcomputer, there arises a problem that the heating end process becomes complicated.
このため、本実施例では、使用者の設定により、あるいは、所定の自動加熱動作の終了に伴い負荷の加熱を停止する場合には、電源回路9の昇圧電源手段3の動作を先に停止し、所定の時間(短時間)が経過した後にインバータ5の動作を停止させる。このような動作をすることで、インバータ5が停止したときに発生する負荷電流の急激な低下は、すでに昇圧電源手段3の動作が停止しているために過電圧の発生は生じない。また、インバータ5が停止するまでに短時間しか要しないために、不要な電力の消費を最小限に抑えることができるとともに、負荷の温度上昇も無視できる加熱量にすることができるので、調理物の失敗にはつながらない。
For this reason, in this embodiment, when the heating of the load is stopped by the setting of the user or at the end of the predetermined automatic heating operation, the operation of the boosting power supply means 3 of the
図7、図8は、加熱終了時のインバータ5,昇圧電源手段3,降圧電源手段4の動作タイミングと、昇圧電源手段3の出力電圧VO1との関係を説明する図であり、図7は、昇圧電源手段3と降圧電源手段4を有しない電源回路を用いた従来の動作タイミングに準拠した場合の加熱終了時の動作波形を説明する図である。図8は、本発明の実施例の加熱終了時のインバータ5,昇圧電源手段3,降圧電源手段4の動作タイミングと、昇圧電源手段3の出力電圧VO1との関係を説明する図である。 7 and 8 are diagrams for explaining the relationship between the operation timing of the inverter 5, the step-up power supply means 3 and the step-down power supply means 4 at the end of heating, and the output voltage V O1 of the step-up power supply means 3. FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining an operation waveform at the end of heating when complying with a conventional operation timing using a power supply circuit that does not include the step-up power supply means 3 and the step-down power supply means 4. FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the operation timing of the inverter 5, the step-up power supply means 3 and the step-down power supply means 4 at the end of heating and the output voltage V O1 of the step-up power supply means 3 in the embodiment of the present invention.
図7では、加熱終了時に、電源回路9の昇圧電源手段3の動作と、降圧電源手段4の動作と、インバータ5の動作を同時に停止すると、昇圧電源手段3の出力電圧は、通電停止前の安定電圧V1 から停止直後に高電圧VP が発生し、その後、降圧電源手段4やインバータ5の回路部分による漏れ電流等で出力電圧VO1は徐々に低下し、停止電圧V3 に近づいていく。このとき、高電圧VP が降圧電源手段4やインバータ5で使われている素子の耐圧を超えた状態になると素子がブレークダウンして短絡モードで故障し、これによりその後段に接続されているインバータ5に過電圧が印加され、インバータ5のスイッチング素子51,52が過電圧により破損する、といった連鎖的な故障となり、使用不能となる恐れがある。
In FIG. 7, when the operation of the step-up power supply means 3, the operation of the step-down power supply means 4 and the operation of the inverter 5 of the
図8では、加熱終了時に、昇圧電源手段3を先に停止してから、所定時間T1 経過後に降圧電源手段4の動作とインバータ5の動作を停止する。これにより、昇圧電源手段3の動作が停止するタイミングにおいても昇圧電源手段3の出力において、所定のインピーダンスの負荷が接続されていることになるので、図7のような過渡的な高電圧VP は発生しない。 In FIG. 8, at the end of heating, the step-up power supply means 3 is stopped first, and then the operation of the step-down power supply means 4 and the operation of the inverter 5 are stopped after a predetermined time T 1 has elapsed. As a result, a load having a predetermined impedance is connected to the output of the boosting power supply means 3 even at the timing when the operation of the boosting power supply means 3 is stopped. Therefore, the transient high voltage V P as shown in FIG. Does not occur.
さらに、昇圧電源手段3の平滑用コンデンサ34を放電することになるので、昇圧電源手段3の出力電圧を速やかに低下することができる。
Furthermore, since the smoothing
つまり、インバータ5の通電中はインバータ5の電力制御に応じた電圧V1 で安定しており、加熱終了時には昇圧電源手段3の出力電圧はV2 まで低下し、降圧電源手段4とインバータ5が停止してから停止電圧V3 まで再び充電される形になる。 That is, while the inverter 5 is energized, it is stable at the voltage V 1 according to the power control of the inverter 5, and at the end of heating, the output voltage of the step-up power supply means 3 decreases to V 2 , and the step-down power supply means 4 and the inverter 5 After stopping, the battery is charged again up to the stop voltage V 3 .
次に、加熱開始時の昇圧電源手段3の動作について説明する。図9,図10は、加熱開始時のインバータ5,昇圧電源手段3,降圧電源手段4の動作タイミングと、昇圧電源手段3の出力電圧との関係を説明する図であり、図9は、昇圧電源手段3と降圧電源手段4を有しない電源回路を用いた従来の動作タイミングに準拠した場合の加熱開始時の動作波形を説明する図である。図10は、本発明の実施例の加熱開始時のインバータ5,昇圧電源手段3,降圧電源手段4の動作タイミングと、昇圧電源手段3の出力電圧VO1との関係を説明する図である。 Next, the operation of the boost power supply means 3 at the start of heating will be described. FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams for explaining the relationship between the operation timing of the inverter 5, the step-up power supply means 3 and the step-down power supply means 4 at the start of heating, and the output voltage of the step-up power supply means 3. FIG. It is a figure explaining the operation | movement waveform at the time of the heating start at the time of complying with the conventional operation timing using the power supply circuit which does not have the power supply means 3 and the pressure | voltage fall power supply means 4. FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the operation timing of the inverter 5, the step-up power supply means 3 and the step-down power supply means 4 at the start of heating and the output voltage V O1 of the step-up power supply means 3 in the embodiment of the present invention.
図9では、インバータ5の動作と同時に昇圧電源手段3が動作を開始するため、インバータ5の負荷が高インピーダンスであっても、低インピーダンスであっても、所定の電圧に達するよう昇圧電源手段3が動作する。本動作例は、加熱開始時に負荷が無い、あるいは非常に低インピーダンスの負荷であることを制御手段7の加熱可否判定手段12が判定し、とりあえず加熱するのに適当でない負荷であるため所定の周期で昇圧電源手段3と降圧電源手段4とインバータ5のオン動作と、オフ動作を繰り返し、加熱可否判定手段12により負荷の加熱可否を数回に渡り確認するパターンとなっている。このような動作では、昇圧電源手段3で昇圧するために多くの充放電電流が流れるために、最終的に加熱できない負荷と判断した場合は、インバータ5の動作を停止する時に、急激な電源回路9の負荷電流の減少が発生するため、電源回路9の出力に過渡的な高電圧が発生することがあり、これにより、回路素子の耐圧を越えるような電圧に達すると素子破壊を起こし故障する。
In FIG. 9, since the boosting power supply means 3 starts operating simultaneously with the operation of the inverter 5, the boosting power supply means 3 reaches a predetermined voltage regardless of whether the load of the inverter 5 is high impedance or low impedance. Works. In this operation example, the heating availability determination unit 12 of the control unit 7 determines that there is no load or a very low impedance load at the start of heating, and the load is not suitable for heating for the time being. Thus, the ON / OFF operation of the step-up power supply means 3, the step-down power supply means 4 and the inverter 5 is repeated, and the heating availability determination means 12 confirms whether or not the load can be heated several times. In such an operation, since a large amount of charge / discharge current flows for boosting by the boosting power supply means 3, when it is determined that the load cannot be finally heated, a sudden power supply circuit is used when the operation of the inverter 5 is stopped. 9 may cause a transient high voltage to be generated at the output of the
図10では、同様な動作であっても昇圧電源手段3の動作を行わないため、所定の周期で昇圧電源手段3と降圧電源手段4とインバータ5のオン動作と、オフ動作を繰り返しても過渡的な高電圧は発生しない。インバータ5を駆動する加熱開始時に、負荷が有り、また、非常に低インピーダンスの負荷でないことを加熱可否判定手段12が判定し、加熱するのに適当であるという負荷の場合、インバータ5の動作を開始させた所定時間T2 経過後に昇圧電源手段3の動作を開始する。 In FIG. 10, since the step-up power supply means 3 is not operated even in the same operation, even if the step-up power supply means 3, the step-down power supply means 4 and the inverter 5 are turned on and off repeatedly at a predetermined cycle, the operation is transient. High voltage is not generated. At the start of heating for driving the inverter 5, there is a load, and the heating availability determination means 12 determines that the load is not a very low impedance load, and in the case of a load that is suitable for heating, the operation of the inverter 5 is performed. The operation of the boosting power source means 3 is started after a predetermined time T 2 has elapsed.
次に、以上の構成による作用を説明する。 Next, the effect | action by the above structure is demonstrated.
鍋等の被加熱物を誘導加熱により加熱する場合は、先に被加熱物の加熱可否を加熱可否判定手段12で判定を行い加熱可能かどうかを判定する。 When heating an object to be heated, such as a pan, by induction heating, the heating availability determination means 12 first determines whether the object to be heated can be heated, and determines whether heating is possible.
被加熱物の加熱可否の判定動作は被加熱物を低電力レベルで加熱を行うことにより、電源回路9の入力電流と加熱コイル6に流れる共振負荷回路の電流の検出値から無負荷や小物負荷、あるいは極端に負荷インピーダンスの低い負荷などを識別し、そのような場合には加熱を停止する。
The operation of determining whether or not the object to be heated can be heated is performed by heating the object to be heated at a low power level, so that no load or small load is obtained from the detected value of the input current of the
加熱可能と判定した場合は引き続き目標の電力(使用者が操作手段8で設定した加熱電力)になるよう制御手段7により電源回路9やインバータ5の制御を行う。
When it is determined that heating is possible, the
本実施例の構成のような電源回路9に昇圧電源手段3を有する場合には、加熱開始直後の入力電流は昇圧電源手段3の動作に起因する充電電流が重畳されてしまう。このため、電源投入の通電開始直後や、昇圧電源手段3の昇圧用コンデンサ44の充電完了後や、昇圧電源手段3の動作開始直後や、昇圧電源手段3の昇圧動作の安定時、などの異なる動作状態では、インバータ5の出力電力は同じでも入力電流は異なっている場合がある。すなわち、次のような場合がある。
(1)電源投入直後の昇圧用コンデンサ34に流れる大きな充電電流とインバータ5の共振負荷回路に流れる電流の合計値。
(2)昇圧電源手段3の昇圧用コンデンサ34の充電完了後の充電電流とインバータ5の共振負荷回路に流れる電流の合計値。
(3)昇圧電源手段3の昇圧動作開始直後の昇圧用コンデンサ34充電電流とインバータ5の共振負荷回路に流れる電流の合計値。
(4)昇圧電源手段3の昇圧動作安定後の昇圧用コンデンサ34に流れる昇圧動作時の充電電流とインバータ5の共振負荷回路に流れる電流の合計値。
When the booster power supply means 3 is provided in the
(1) The total value of the large charging current flowing through the boosting
(2) The total value of the charging current after completion of charging of the boosting
(3) The total value of the charging current of the boosting
(4) A total value of the charging current during the boosting operation that flows through the boosting
したがって、加熱開始時に行う被加熱物の加熱可否の判定動作で入力電流を参照する方法では、インバータ5の共振負荷回路に流れる負荷電流が同一であっても、入力電流は異なり、(2),(4)以外では正確な入力電流の値が検出されないため、正確な被加熱物の加熱可否の判定を行うことが困難であり、誤判定する恐れがある。 Therefore, in the method of referring to the input current in the operation for determining whether the object to be heated can be heated at the start of heating, even if the load current flowing in the resonant load circuit of the inverter 5 is the same, the input current is different, (2), Since an accurate input current value is not detected except for (4), it is difficult to accurately determine whether the object to be heated can be heated, and there is a risk of erroneous determination.
このため、本実施例では加熱開始時に昇圧電源手段3の動作を停止した状態、つまり、昇圧動作に関わる入力電流の変動を発生させない状態で加熱可否の判定動作を行い、入力電流はインバータ5の電力にのみ反映される状態と加熱可否の判定精度の向上を図り、入力電流はインバータ5の負荷に印加する電力にのみ反映される状態とする。これにより、無負荷や小物負荷を加熱可能とみなすような誤検知や、磁性体と非磁性体の誤判別を防ぐことができ、誤加熱による温度上昇や、加熱できない負荷への電力投入によるインバータ5への過負荷状態を未然に防止できるため、安全性,信頼性を高めることができる。 For this reason, in this embodiment, the operation for determining whether heating is possible or not is performed in a state where the operation of the boosting power source means 3 is stopped at the start of heating, that is, in a state where fluctuations in the input current related to the boosting operation are not generated. The state reflected only in electric power and the determination accuracy of heating availability are improved, and the input current is reflected only in electric power applied to the load of the inverter 5. This prevents false detections such that no load or small load can be heated, and misidentification of magnetic and non-magnetic materials. Temperature rises due to incorrect heating, or inverters that turn on power to loads that cannot be heated. Since the overload state to 5 can be prevented in advance, safety and reliability can be improved.
なお、負荷判定終了後、加熱を継続する場合にはインバータ5を駆動させた所定時間
T2 後に昇圧電源手段3の動作を開始する。このとき、昇圧用のコンデンサ34への充放電電流が入力電流に重畳するが、既に加熱可否の判定が終了しているために、このタイミングでは一時的に負荷判定を行わなければ良い。所定の時間後、昇圧動作電流が安定的に流れはじめてから負荷判定を再開することで、負荷の有無や材質を判定することができ、誤加熱を防止することができる。
Incidentally, after the load determination end, it starts the operation of the boosted
このように、電源回路9の出力に過電圧の発生が無く、したがって、インバータ5を構成する素子に与える過電圧や過電流のストレスを微小にすることができ、故障の発生頻度が激減し、製品の信頼性を高めることができる。
Thus, there is no occurrence of overvoltage at the output of the
また、加熱開始時に行う被加熱物の加熱可否の判定を安定した電源状態で行うことができるため、誤判定を防止することができる。 Moreover, since it can be determined in a stable power supply state whether or not the object to be heated can be heated at the start of heating, erroneous determination can be prevented.
1 商用電源
3 昇圧電源手段
5 インバータ
7 制御手段
9 電源回路
12 加熱可否判定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
加熱開始時は前記インバータを駆動させた所定時間後に前記電源回路の昇圧電源手段の動作を開始させ、
加熱停止時は前記電源回路の昇圧電源手段の動作を停止させた所定時間後に前記インバータを駆動停止させるように前記制御手段にて制御することを特徴とする誘導加熱調理器。 A resonance load circuit, a power supply circuit having a boost power supply means connected to a commercial power supply and converting to a DC variable power supply, and an inverter that converts a DC voltage generated by the power supply circuit into an AC voltage and supplies power to the resonance load circuit And an induction heating cooker provided with a control means for controlling the power supply circuit and the inverter,
At the start of heating, start the operation of the boost power supply means of the power supply circuit after a predetermined time of driving the inverter,
An induction heating cooker characterized in that when the heating is stopped, the control means controls the inverter to stop driving after a predetermined time after the operation of the boosting power supply means of the power supply circuit is stopped.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012022908A (en) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Hitachi Appliances Inc | Induction heating cooker |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01246783A (en) * | 1988-03-29 | 1989-10-02 | Toshiba Corp | Electromagnetic cooking apparatus |
JPH06189562A (en) * | 1992-12-16 | 1994-07-08 | Fuji Electric Co Ltd | Control method for inverter |
JP2002151243A (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-24 | Hitachi Hometec Ltd | Induction heating cooker |
JP2006114269A (en) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Induction heating device |
JP2006324121A (en) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Induction heating device |
WO2006135056A1 (en) * | 2005-06-17 | 2006-12-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Induction heating apparatus |
-
2006
- 2006-12-28 JP JP2006354203A patent/JP2008166107A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01246783A (en) * | 1988-03-29 | 1989-10-02 | Toshiba Corp | Electromagnetic cooking apparatus |
JPH06189562A (en) * | 1992-12-16 | 1994-07-08 | Fuji Electric Co Ltd | Control method for inverter |
JP2002151243A (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-24 | Hitachi Hometec Ltd | Induction heating cooker |
JP2006114269A (en) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Induction heating device |
JP2006324121A (en) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Induction heating device |
WO2006135056A1 (en) * | 2005-06-17 | 2006-12-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Induction heating apparatus |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012022908A (en) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Hitachi Appliances Inc | Induction heating cooker |
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