JP2009081100A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高い誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【解決手段】インバータ電源を構成する半導体スイッチング素子５と、半導体スイッチング素子５の温度を検知する温度検知手段１０とを備え、半導体スイッチング素子５とインバータ基板との半田付け部に絶縁部材９を半田付けし、この絶縁部材９に温度検知手段１０を取り付けたものである。これによって、温度検知手段１０は半導体スイッチング素子５の温度を直接的に精度よく検知することができる。また、半導体スイッチング素子５とインバータ基板との半田付け部の絶縁部材９に温度検知手段１０を取り付けているため、工数少なく、また冷却風の影響を受け難くすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、インバータ電源を構成する半導体スイッチング素子の温度を精度よく検知するようにした誘導加熱調理器に関するものである。

近年、誘導加熱調理器は安全・清潔・高効率という優れた特徴が認知され、この誘導加熱調理器に加えて、ラジェントヒータやロースター用のシーズヒータなどを備えた複数の加熱手段を有する誘導加熱調理器が一般家庭のキッチンに普及されている。

従来、この種の誘導加熱調理器は、複数の熱源それぞれを駆動させるインバータ電源の発熱部品、特に、半導体スイッチング素子を冷却するための冷却ファンが備わっている。ところで、ハイパワー化や基板部品の高密度実装により冷却条件が厳しくなってきている中で、同時４口（左右後ろ誘導加熱＋ロースターなど）使用や、吸排気口を塞がれたりする場合が多くなってきている。そんな背景の中、インバータ電源のスイッチングを司る半導体スイッチング素子の熱暴走を防ぐ方法として、サーミスタを用いて半導体スイッチング素子が熱暴走する前に停止させ温度上昇を防いでいた。この場合、サーミスタを取り付けて温度を検出する方法としては、サーミスタを放熱フィンに別途ビス締めして放熱フィンより検出する方法があった（例えば、特許文献１、２参照）。
特開平２−３１２１８２号公報 特許第２８９２４５４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、サーミスタを放熱フィンへビス締めするため工数が増し、コスト高となり、しかも検出温度が半導体スイッチング素子の直接の温度ではなく放熱フィンの温度であり、さらには冷却風による影響が大きいため温度検出精度が悪く、感度が悪いという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高い誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

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、インバータ電源の回路を搭載するインバータ基板と、前記インバータ電源を構成する半導体スイッチング素子と、半導体スイッチング素子の温度を検知する温度検知手段とを備え、半導体スイッチング素子とインバータ基板との半田付け部に絶縁部材を半田付けし、この絶縁部材に温度検知手段を取り付けたものである。

これによって、温度検知手段は半導体スイッチング素子の温度を直接的に精度よく検知することができる。また、半導体スイッチング素子とインバータ基板との半田付け部の絶縁部材に温度検知手段を取り付けているため、工数少なく、また冷却風の影響を受け難くすることができる。

本発明の誘導加熱調理器は、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができる。

第１の発明は、インバータ電源の回路を搭載するインバータ基板と、前記インバータ電源を構成する半導体スイッチング素子と、半導体スイッチング素子の温度を検知する温度検知手段とを備え、半導体スイッチング素子とインバータ基板との半田付け部に絶縁部材を半田付けし、この絶縁部材に温度検知手段を取り付けた誘導加熱調理器とすることにより、温度検知手段は半導体スイッチング素子の温度を直接的に精度よく検知することができる。また、半導体スイッチング素子とインバータ基板との半田付け部の絶縁部材に温度検知手段を取り付けているため、工数少なく、また冷却風の影響を受け難くすることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、絶縁部材は、接続、検知する半導体スイッチング素子の電位によって必要とされる絶縁距離を有した高抵抗チップ型抵抗器としたことにより、安価で、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、絶縁部材は、接続、検知する半導体スイッチング素子の電位によって必要とされる絶縁距離を有した高抵抗アキシャル型抵抗器としたことにより、第２の発明と同様、安価で、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができる。

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、半導体スイッチング素子は、ＩＧＢＴであることにより、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができる。

第５の発明は、特に、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、半導体スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴであることにより、第４の発明と同様、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができる。

第６の発明は、特に、第４の発明において、半導体スイッチング素子であるＩＧＢＴのコレクタ端子をインバータ基板と半田付けしたことにより、第４の発明と同様、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができる。

第７の発明は、特に、第５の発明において、半導体スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴのドレイン端子をインバータ基板と半田付けしたことにより、第５の発明と同様、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができる。

第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、温度検知手段としてチップ型サーミスタを用いたことにより、安価で、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができる。

第９の発明は、特に、第１〜第８のいずれか１つの発明において、温度検知手段を絶縁部材とを同一構造体として一体化したことにより、安価で、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができる。

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、図２は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器のインバータ電源を示している。

図１に示すように、本実施の形態における誘導加熱調理器は、インバータ電源の回路を搭載するインバータ基板１と、交流を直流に変換する整流器２と、整流器２によって整流された直流を平滑する平滑コンデンサ３と、共振コンデンサ４と、インバータ電源を構成する半導体スイッチング素子５と、整流器２と半導体スイッチング素子５を取り付けた熱伝導の良いアルミなどでできた放熱フィン６と、放熱フィン６へ送風する冷却ファン７を備えている。

そして、図２に示すように、半導体スイッチング素子５の脚部（基板パターン部）はインバータ基板１の銅パターン８と半田付けしてある。半導体スイッチング素子５とインバータ基板１との半田付け部（半導体スイッチング素子５のコレクタ端子部）に絶縁部材９の端子部を半田付けし、この絶縁部材９に温度検知手段１０を取り付けている。また、絶縁部材９、温度検知手段１０はインバータ基板１の裏面に半田付けされているものであり、放熱フィン６へ送風する冷却ファン７の冷却風の影響を受けにくい構成としている。これにより、温度検知手段１０は半導体スイッチング素子５の温度を直接的に精度よく検知することができる。

すなわち、温度検知手段１０は、半導体スイッチング素子５あるいはその近傍の温度を直接的に精度よく検知することができ、しかも工数の少ない、また冷却風の影響を受け難い構成とすることで、温度検出精度および感度の高いものとすることができる。このため、使用者にとって安全でかつ使用中に容易に加熱が停止することなく、機器が破壊して使用不能となる前には確実に機器を停止することができる。

以上の構成において、誘導加熱調理器はよく知られているように、高周波発生装置（インバータ基板１）から発生した高周波電流が加熱コイル（図示せず）に流れることによって発生する磁束により負荷の鉄鍋などを加熱するものである。整流器２と半導体スイッチング素子５は、高周波電流の発生時に発熱するため、放熱フィン６でその熱を吸収させている。さらに冷却ファン７によって、機器本体の上面に設けた吸気口から外気を吸い込んで放熱フィン６に送風し、排気口より排出することにより、半導体スイッチング素子５や整流器２が温度上昇により熱破壊しないよう、その破壊上限温度である１５０℃未満に冷却している。

このように、本実施の形態では、温度検知手段は半導体スイッチング素子の温度を直接的に精度よく検知することができる。また、半導体スイッチング素子とインバータ基板との半田付け部の絶縁部材に温度検知手段を取り付けているため、工数少なく、また冷却風の影響を受け難くすることができる。

なお、絶縁部材９は、接続、検知する半導体スイッチング素子５の電位によって必要とされる絶縁距離を有した高抵抗チップ型抵抗器とすることができる。また、絶縁部材９は、接続、検知する半導体スイッチング素子５の電位によって必要とされる絶縁距離を有した高抵抗アキシャル型抵抗器とすることができる。いずれの場合も、安価で、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができる。

また、半導体スイッチング素子５は、ＩＧＢＴ、またはＭＯＳＦＥＴとすることができる。そして、ＩＧＢＴの場合は、ＩＧＢＴのコレクタ端子をインバータ基板に、また、ＭＯＳＦＥＴの場合は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子をインバータ基板に半田付けするものである。いずれの場合も、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができる。

さらに、温度検知手段１０としてはチップ型サーミスタを用いることができる。この場合は、安価で、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の温度検知手段部分を示している。

図に示すように、本実施の形態においては、温度検知手段１０を絶縁部材９と同一構造体１１として一体化したものである。すなわち、温度検知手段１０は半田取り付け可能な端子部を有し、かつ絶縁性を有した絶縁部材９と温度検知手段１０を同一構造にて一体化した同一構造体１１で構成したものである。他の構成は実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態では、同一構造体とすることにより、安価でかつ、工数の少ない、また冷却風の影響を受け難く、温度検出精度および感度の高い構成を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、工数少なく、また冷却風の影響を受け難く、かつ半導体スイッチング素子の温度検出精度および感度の高いものとすることができるので、誘導加熱調理器全般に適用することができる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器のブロック図 同誘導加熱調理器の半導体スイッチング素子、絶縁部材、温度検知手段部の裏面図 本発明の実施の形態２における絶縁部材と温度検知手段を同一構造にて一体化した同一構造体の平面図

符号の説明

１ インバータ基板
２ 整流器
３ 平滑コンデンサ
４ 共振コンデンサ
５ 半導体スイッチング素子
６ 放熱フィン
７ 冷却ファン
８ 銅パターン
９ 絶縁部材
１０ 温度検知手段
１１ 同一構造体

Claims (9)

1. インバータ電源の回路を搭載するインバータ基板と、前記インバータ電源を構成する半導体スイッチング素子と、半導体スイッチング素子の温度を検知する温度検知手段とを備え、半導体スイッチング素子とインバータ基板との半田付け部に絶縁部材を半田付けし、この絶縁部材に温度検知手段を取り付けた誘導加熱調理器。
2. 絶縁部材は、接続、検知する半導体スイッチング素子の電位によって必要とされる絶縁距離を有した高抵抗チップ型抵抗器とした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 絶縁部材は、接続、検知する半導体スイッチング素子の電位によって必要とされる絶縁距離を有した高抵抗アキシャル型抵抗器とした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
4. 半導体スイッチング素子は、ＩＧＢＴである請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
5. 半導体スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴである請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
6. 半導体スイッチング素子であるＩＧＢＴのコレクタ端子をインバータ基板と半田付けした請求項４に記載の誘導加熱調理器。
7. 半導体スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴのドレイン端子をインバータ基板と半田付けした請求項５に記載の誘導加熱調理器。
8. 温度検知手段としてチップ型サーミスタを用いた請求項１〜７のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
9. 温度検知手段を絶縁部材と同一構造体として一体化した請求項１〜８のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。

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