JP2008300113A

JP2008300113A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2008300113A
Application number: JP2007143257A
Authority: JP
Inventors: Nobunao Ipposhi; 信尚一法師; Takahiro Miyauchi; 貴宏宮内; Masashi Kinoshita; 雅志木下
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-05-30
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2027-05-30
Also published as: JP4973319B2

Abstract

【課題】鉄鍋、磁性を持ったＳＵＳ鍋それぞれについて最適な加熱制御をおこない、最適な入力を得られるようにすること。
【解決手段】トッププレート１２上の負荷鍋１１を加熱する加熱コイル１３に高周波電流を供給するインバータ回路１４の出力を制御する制御手段２２は制御手段２２の動作状態がインバータ回路１４の駆動デューティが最大の状態でインバータ回路１４に電源を供給する直流電源１５への入力電流を検知する入力電流検知手段１６により検知した電流値が出力設定手段２１により設定された出力相当の電流値に満たない場合で、入力電流検知手段１６により検知した電流値が制御手段２２内にて設定された閾値より大きい時に、加熱中の負荷鍋１１が磁性系の負荷であることを判定し、鉄鍋、磁性を持ったＳＵＳ鍋それぞれの特性に応じた加熱制御をおこなうことで、最適な入力を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導加熱調理器の加熱制御に関するものである。

従来の誘導加熱調理器においては、鉄鍋、磁性を持ったＳＵＳ鍋、磁性を持たないＳＵＳ鍋について、加熱開始前に鍋の特性を判定し、それぞれの鍋に適した加熱モードで動作させるものであった（例えば特許文献１、２参照）。
特許第２８１６６２１号公報特公平２−５５９１６号公報

前記従来の構成では、誘導加熱調理器を用いて鍋を加熱する際、鉄鍋、磁性を持ったＳＵＳ鍋、磁性を持たないＳＵＳ鍋について、加熱開始前に鍋の特性を判定し、それぞれの鍋に適した加熱モードで動作させる必要があるという課題を有していた。特に鉄鍋と磁性を持ったＳＵＳ鍋については、特性が近似しているため、鉄鍋に比べて電力の入りにくい磁性を持ったＳＵＳ鍋について、鉄鍋と同じ加熱モードで動作すると、最適な入力を得られない場合があるという課題も有していた。

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、制御手段がデューティ制御である場合で、動作状態がインバータ回路を最大出力で駆動する状態であるときに入力電流検知手段により検知した電流値が出力設定手段により設定された出力相当の電流値に満たない場合、前記入力電流検知手段により検知した電流値が前記制御手段内にて設定された閾値より大きい時に、加熱中の鍋が磁性系の負荷であると判定し、前記インバータ回路の駆動電圧を上昇させて、電圧制御をおこない、鍋に入る電力を上昇させる。

これにより、鉄鍋と磁性を持ったＳＵＳ鍋それぞれに最適な加熱制御をおこなうことができる。

本発明の誘導加熱調理器は、加熱開始後に鍋の特性に応じた加熱制御をおこなうため、加熱開始当初は鉄鍋に近い特性であったものが、加熱による特性変化等により磁性を持ったＳＵＳ鍋の特性になった場合などにおいても、最適な火力を得ることができ、不必要な火力制限がなくなるため、ユーザの利便が向上することができる。

第１の発明は、トッププレート上の鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路に電源を供給する直流電源と、前記直流電源へ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出力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記制御手段の動作状態が前記インバータ回路の駆動デューティが最大の状態で前記入力電流検知手段により検知した電流値が出力設定手段により設定された出力相当の電流値に満たない場合で、前記入力電流検知手段により検知した電流値が前記制御手段内にて設定された閾値より大きい時に、加熱中の鍋が磁性系の負荷であると判定することにより、加熱動作中に鍋の特性を判定することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段において、加熱中の鍋が磁性系の負荷であると判定した場合に、インバータ回路の駆動電圧を上昇させ、前記インバータ回路の駆動電圧を制御することで、磁性系鍋に対して最適な加熱制御をおこなうことができる。

第３の発明は、特に、第２の発明の制御手段において、入力電流検知手段により検知した電流値に対して、インバータ回路の駆動電圧上限値を設定値として持ち、前記制御手段が加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定し、前記インバータ回路の駆動電圧を上昇させ、前記インバータ回路の駆動電圧を制御している状態で、前記入力電流検知手段により検知した電流値に応じてインバータ回路の駆動電圧を制限することで、加熱中の鍋に過度の電力が入らないようにすることができる。

第４の発明は、特に、第２の発明の制御手段において、加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路の駆動電圧を制御している状態で、前記インバータ回路の駆動電圧の目標値が前記制御手段内に設定された閾値（デューティ制御時のインバータ回路駆動電圧に相当）に等しい若しくは小さい時に、入力電流検知手段により検知した電流値が出力設定手段により設定された出力相当の電流値より大きい場合に、前記インバータ回路の駆動電圧制御から前記インバータ回路のデューティを制御するモードに切り替えることで、鍋の中央が加熱コイルの中央からずれた場合や、加熱により鍋の特性が変化した場合に、最適な加熱モードに移行することができる。

第５の発明は、特に、第２の発明の制御手段において、前記制御手段が加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路の駆動電圧を上昇させ、前記インバータ回路の駆動電圧を制御している状態で、入力電流検知手段により検知した電流値が、前記制御手段にあらかじめ設定された閾値よりも大きな傾きを持って上昇した場合に、前記インバータ回路の駆動電圧をデューティ制御時のインバータ回路駆動電圧まで下げるとともに、速やかにデューティ制御に移行することで、インバータ回路が危険な動作状態にならないようにすることができる。

第６の発明は、特に、第２の発明の制御手段において、加熱コイルに流れる高周波電流を検知する加熱コイル電流検知手段をさらに備え、前記制御手段が加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路の駆動電圧を上昇させ、前記インバータ回路の駆動電圧を制御している状態で、前記加熱コイル電流検知手段により検知した電流値が、前記制御手段にあらかじめ設定された閾値よりも大きな傾きを持って上昇した場合に、前記インバータ回路の駆動電圧をデューティ制御時のインバータ回路駆動電圧まで下げるとともに、速やかにデューティ制御に移行することで、インバータ回路が危険な動作状態にならないようにすることができる。

第７の発明は、特に、第２の発明の制御手段において、前記制御手段が加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路の駆動電圧を上昇させ、前記インバータ回路の駆動電圧を制御している状態で、入力電流検知手段により検知した電流値が、前記制御手段にあらかじめ設定された閾値よりも小さくなった場合に、加熱コイル上から鍋がなくなったと判定し速やかにデューティ制御に移行することで、鍋がなくなったことによりインバータ回路が危険な動作状態にならないようにすることができる。

第８の発明は、特に、第２の発明の制御手段において、前記制御手段が加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路の駆動電圧を上昇させ、前記インバータ回路の駆動電圧を制御している状態で、加熱コイル電流検知手段により検知した電流値が、前記制御手段にあらかじめ設定された閾値よりも小さくなった場合に、加熱コイル上から鍋がなくなったと判定し速やかにデューティ制御に移行することで、鍋がなくなったことによりインバータ回路が危険な動作状態にならないようにすることができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるブロック図を示すものである。

図１において、トッププレート１２は負荷鍋１１を載置するものであり、加熱コイル１３は負荷鍋１１を加熱するものであり、インバータ回路１４は加熱コイル１３に高周波電流を供給するものであり、直流電源１５は昇圧回路１９を介してインバータ回路１４へ電源を供給するものであり、入力電流検知手段１６は商用電源からの入力電流を検知するものであり、加熱コイル電流検知手段１７は加熱コイル１３に流れる高周波電流を検知するものである。表示手段２０は機器の動作状態を表示するものであり、出力設定手段２１は機器の加熱出力を設定するものであり、制御手段２２は出力設定手段２１で設定された出力となるようにインバータ回路１４の出力を制御するものである。

図２は、本発明の第１の実施の形態における、磁性系の負荷を判定するための閾値の概略を示した図である。

図２において、領域３０は磁性系ＳＵＳの特性と判定する領域であり、閾値３１は磁性系ＳＵＳの特性と小径鍋を分ける閾値であり、特性３２は磁性系小径鍋などの特性であり、特性３３は磁性系ＳＵＳ鍋などの特性であり、特性３４は鉄鍋などの特性である。

図３は、本発明の第１の実施の形態における、入力電流に対するインバータ回路の駆動電圧最大値の概略を示した図である。

図３において、ライン４２は入力電流に対してインバータ回路駆動電圧を制限するラインである。

以上のように構成された誘導加熱調理器についてその動作を説明する。

加熱を開始すると、制御手段２２はインバータ回路１４を作動させて加熱コイル１３に高周波電流を供給し、加熱コイル１３上方に載置された負荷鍋１１が加熱される。

負荷鍋１１が磁性系の鍋である場合、入力電流検知手段１６により検知される電流値とインバータ回路１４を駆動するデューティの関係は図２に示すような傾向を持つ、ここでデューティはインバータ回路１４の駆動周波数の１周期を１００％とし、１周期中のオン時間の割合を百分率で換算している。したがって、５０％はオフなのでオン時間の最大であるデューティも５０％が最大となるものである。一般に加熱開始前に磁性系ＳＵＳ鍋と鉄鍋を見分けることは困難であり、同じ動作モードにて動作させることになる。加熱を開始すると、磁性系ＳＵＳ鍋は磁性系ＳＵＳ鍋などの特性３３、鉄鍋は鉄鍋などの特性３４のような軌跡をたどることがわかっている。また磁性系ＳＵＳの小径鍋や、負荷鍋１１の中央が加熱コイル１３の中央からずれている場合などには磁性系小径鍋などの特性３２のような軌跡となる。このことから、最大デューティ（５０％）の時の入力電流について最適な閾値を設定することによって、磁性系ＳＵＳ鍋を検出することができる。具体的には磁性系ＳＵＳの特性と判定する領域３０に来る特性を持つ鍋を磁性系ＳＵＳ鍋と判定する。また、同時に領域３０に来ない磁性系小径鍋とも区別できる。

負荷鍋１１が磁性系ＳＵＳの特性と判定する領域３０に来る特性を持つ鍋である場合、制御手段２２は、直流電源１５から供給される直流電圧をインバータ回路に有する昇圧回路１９で昇圧させてインバータ回路１４の駆動電圧を上昇させ、インバータ回路１４の駆動電圧を制御することで、入力電流検知手段１６により検知した電流値を出力設定手段２１により設定された出力相当の電流値に制御することにより、磁性系鍋に対して最適な加熱制御をおこなうことができる。このとき、入力電流検知手段１６により検知した電流値が定まるとインバータ回路の駆動電圧を制限する電圧値を設定することで、加熱中の負荷鍋１１に過度の電力が入らないように制限することができる。

制御手段２２は、加熱中の負荷鍋１１を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路１４の駆動電圧を制御している状態で、インバータ回路１４の駆動電圧の目標値が制御手段２２内に設定された閾値（デューティ制御時のインバータ回路駆動電圧に相当）に等しい若しくは小さい時に、入力電流検知手段１６により検知した電流値が出力設定手段２１により設定された出力相当の電流値より大きい場合に、インバータ回路１４の駆動電圧制御からインバータ回路１４のデューティ（オン時間）を制御するモードに切り替えることで、鍋の中央が加熱コイルの中央からずれた場合や、加熱により鍋の特性が変化した場合に、入力電流値を小さくして最適な加熱モードに移行することができる。

制御手段２２は、加熱中の負荷鍋１１を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路１４の駆動電圧を上昇させ、インバータ回路１４の駆動電圧を制御している状態で、入力電流検知手段１６により検知した電流値が、制御手段２２にあらかじめ設定された閾値よりも大きな傾きを持って上昇した場合に、インバータ回路１４の駆動電圧をデューティ制御時のインバータ回路１４の駆動電圧まで下げるとともに、速やかにデューティ制御に移行することで、インバータ回路１４が危険な動作状態にならないように入力電流値を調整することができる。

制御手段２２は、加熱中の負荷鍋１１を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路１４の駆動電圧を上昇させ、インバータ回路１４の駆動電圧を制御している状態で、加熱コイル電流検知手段１７により検知した電流値が、制御手段２２にあらかじめ設定された閾値よりも大きな傾きを持って上昇した場合に、インバータ回路１４の駆動電圧をデューティ制御時のインバータ回路１４の駆動電圧まで下げるとともに、速やかにデューティ制御に移行することで、インバータ回路１４が危険な動作状態にならないように加熱コイル電流値を調整することができる。

制御手段２２は、加熱中の負荷鍋１１を磁性系の負荷であると判定し、直流電源１５から供給される直流電圧を昇圧回路で１９で昇圧させてインバータ回路１４の駆動電圧を上昇させ、インバータ回路１４の駆動電圧を制御している状態で、入力電流検知手段１６により検知した電流値が、制御手段２２にあらかじめ設定された閾値よりも小さくなった場合に、加熱コイル１３上から鍋がなくなったと判定し速やかにデューティ制御に移行することで、鍋がなくなったことによりインバータ回路１４が危険な動作状態にならないように入力電流値を調整することができる。

制御手段２２は、加熱中の負荷鍋１１を磁性系の負荷であると判定し、直流電源１５から供給される直流電圧を昇圧回路で１９で昇圧させてインバータ回路１４の駆動電圧を上昇させ、インバータ回路１４の駆動電圧を制御している状態で、加熱コイル電流検知手段１７により検知した電流値が、制御手段２２にあらかじめ設定された閾値よりも小さくなった場合に、加熱コイル１３上から鍋がなくなったと判定し速やかにデューティ制御に移行することで、鍋がなくなったことによりインバータ回路１４が危険な動作状態にならないように加熱コイル電流値を調整することができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、加熱開始後に鍋の特性に応じた加熱制御をおこなうため、加熱開始当初は鉄鍋に近い特性であったものが、加熱による特性変化等により磁性を持ったＳＵＳ鍋の特性になった場合などにおいても、最適な入力を得ることができ、不必要な入力制限がなくなるため、誘導加熱で磁性系の負荷を加熱する機器等の用途にも適用できる。

本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器示すブロック図本発明の第１の実施の形態における磁性系の負荷を判定するための閾値の概略を示した図本発明の第１の実施の形態における入力電流に対するインバータ回路の駆動電圧最大値の概略を示した図

符号の説明

１１負荷鍋
１２トッププレート
１３加熱コイル
１４インバータ回路
１５直流電源
１６入力電流検知手段
１７加熱コイル電流検知手段
２０表示手段
２１出力設定手段
２２制御手段
３０磁性系ＳＵＳの特性と判定する領域
３１磁性系ＳＵＳの特性と小径鍋を分ける閾値
４２入力電流に対してインバータ駆動電圧を制限するライン

Claims

トッププレート上の鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路に電源を供給する直流電源と、前記直流電源へ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出力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記制御手段の動作状態が前記インバータ回路の駆動デューティが最大の状態で前記入力電流検知手段により検知した電流値が出力設定手段により設定された出力相当の電流値に満たない場合で、前記入力電流検知手段により検知した電流値が前記制御手段内にて設定された閾値より大きい時に、加熱中の鍋が磁性系の負荷であることを判定する誘導加熱調理器。
制御手段は、前記制御手段が加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定した場合に、インバータ回路の駆動電圧を上昇させ、前記インバータ回路の駆動電圧を制御することで、入力電流検知手段により検知した電流値を出力設定手段により設定された出力相当の電流値に制御する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
制御手段は、入力電流検知手段により検知した電流値に対して、インバータ回路の駆動電圧上限値を設定値として持ち、前記制御手段が加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定し、前記インバータ回路の駆動電圧を上昇させ、前記インバータ回路の駆動電圧を制御している状態で、前記入力電流検知手段により検知した電流値に応じてインバータ回路の駆動電圧を制限し、加熱中の鍋に過度の電力が入らないようにする請求項２に記載の誘導加熱調理器。
制御手段は、前記制御手段が加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路の駆動電圧を制御している状態で、前記インバータ回路の駆動電圧の目標値が前記制御手段内に設定された閾値（デューティ制御時のインバータ回路駆動電圧に相当）に等しい若しくは小さい時に、入力電流検知手段により検知した電流値が出力設定手段により設定された出力相当の電流値より大きい場合に、前記インバータ回路の駆動電圧制御から前記インバータ回路のデューティを制御するモードに切り替える請求項２に記載の誘導加熱調理器。
制御手段は、前記制御手段が加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路の駆動電圧を上昇させ、前記インバータ回路の駆動電圧を制御している状態で、入力電流検知手段により検知した電流値が、前記制御手段にあらかじめ設定された閾値よりも大きな傾きを持って上昇した場合に、前記インバータ回路の駆動電圧をデューティ制御時のインバータ回路駆動電圧まで下げるとともに、速やかにデューティ制御に移行する請求項２に記載の誘導加熱調理器。
加熱コイルに流れる高周波電流を検知する加熱コイル電流検知手段をさらに備え、制御手段は、前記制御手段が加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路の駆動電圧を上昇させ、前記インバータ回路の駆動電圧を制御している状態で、前記加熱コイル電流検知手段により検知した電流値が、前記制御手段にあらかじめ設定された閾値よりも大きな傾きを持って上昇した場合に、前記インバータ回路の駆動電圧をデューティ制御時のインバータ回路駆動電圧まで下げるとともに、速やかにデューティ制御に移行する請求項２に記載の誘導加熱調理器。
制御手段は、前記制御手段が加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路の駆動電圧を上昇させ、前記インバータ回路の駆動電圧を制御している状態で、入力電流検知手段により検知した電流値が、前記制御手段にあらかじめ設定された閾値よりも小さくなった場合に、加熱コイル上から鍋がなくなったと判定し速やかにデューティ制御に移行する請求項２に記載の誘導加熱調理器。
制御手段は、前記制御手段が加熱中の鍋を磁性系の負荷であると判定し、インバータ回路の駆動電圧を上昇させ、前記インバータ回路の駆動電圧を制御している状態で、加熱コイル電流検知手段により検知した電流値が、前記制御手段にあらかじめ設定された閾値よりも小さくなった場合に、加熱コイル上から鍋がなくなったと判定し速やかにデューティ制御に移行する請求項２に記載の誘導加熱調理器。