JP2009259851A - Induction heating device and cooker - Google Patents
Induction heating device and cooker Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009259851A JP2009259851A JP2009184647A JP2009184647A JP2009259851A JP 2009259851 A JP2009259851 A JP 2009259851A JP 2009184647 A JP2009184647 A JP 2009184647A JP 2009184647 A JP2009184647 A JP 2009184647A JP 2009259851 A JP2009259851 A JP 2009259851A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- input current
- inverter circuit
- power
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Induction Heating Cooking Devices (AREA)
Abstract
Description
この発明は、電磁誘導を利用した加熱を行う装置及びそれを用いた誘導加熱調理器に関するものである。特に負荷を判別し、その判別に応じて損失の少ない有効な加熱を行うためのものである。 The present invention relates to an apparatus for heating using electromagnetic induction and an induction heating cooker using the same. In particular, the load is determined, and effective heating with less loss is performed according to the determination.
加熱対象物を内部に置いたコイルに高周波電流を流し、磁力を発生させ、対象物に渦電流を発生させることで、電磁誘導を利用した加熱を行うことができる。この原理を利用した装置が、従来、火を用いて行われていた調理関係に特に普及が進んでいる。そこで、以下、電磁誘導を利用して加熱を行う装置の代表として電磁誘導加熱調理器を例にして説明する。 Heating using electromagnetic induction can be performed by causing a high-frequency current to flow through a coil in which an object to be heated is placed, generating a magnetic force, and generating an eddy current in the object. Devices that use this principle have been particularly popular in cooking relations that have been performed using fire. Therefore, an electromagnetic induction cooking device will be described below as an example of a device that performs heating using electromagnetic induction.
電磁誘導加熱調理器は、火を利用しないため安全、燃費が安い等、様々な利点を有している。電磁誘導を利用する関係で、調理器の加熱対象である容器等(負荷)の材質等に基づいて、適切な制御を行わないと所望する加熱効果が得られない。さらに、火と異なり、機器の運転状態を目視することができないので、負荷が無い状態で動作させてしまい無駄に電力を消費する、高周波による加熱で機器を損傷させる等が生じる可能性がある。そこで、負荷の有無、材質等を判別する方法等が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、発振周波数可変制御により負荷を判別し、判別した負荷と入力される電流(電力)に基づいて、スナバ回路のスナバコンデンサの容量を切り替える方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。 The electromagnetic induction heating cooker has various advantages such as safety and low fuel consumption because it does not use fire. Because of the use of electromagnetic induction, the desired heating effect cannot be obtained unless appropriate control is performed based on the material of the container or the like (load) that is the heating target of the cooker. In addition, unlike fire, the operating state of the device cannot be visually observed, so that the device may be operated without a load, consuming power wastefully, or damaging the device due to high-frequency heating. Therefore, a method for determining the presence / absence of a load, a material, and the like has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In addition, a method is proposed in which a load is determined by variable oscillation frequency control, and the capacity of a snubber capacitor of a snubber circuit is switched based on the determined load and input current (power) (see, for example, Patent Document 2). .
しかしながら、上述のような方法は、負荷判別に際して、データが多くなり、処理手順、演算等が複雑になってしまう。また、上記のスナバコンデンサの切り替えは、インバータ回路を発振周波数可変制御で行う場合の出力に基づいて行うものであった。 However, the method as described above has a large amount of data when determining the load, and the processing procedure, calculation, and the like become complicated. Further, the switching of the snubber capacitor is performed based on the output when the inverter circuit is controlled by the oscillation frequency variable control.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、負荷の種類を容易に判別し、さらに判別に基づく負荷の種類によりスナバ回路の容量変更を行う誘導加熱装置、その装置を利用した誘導加熱調理器を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. An induction heating apparatus that easily determines the type of load and further changes the capacity of the snubber circuit according to the type of load based on the determination, and apparatus therefor. An induction heating cooker used is provided.
この発明に係る誘導加熱装置は、複数のスイッチング素子で構成され、加熱コイルに高周波電流を供給して電磁誘導を生じさせるインバータ回路と、スイッチング素子の1つに接続され、スパイク電圧発生を抑制するスナバ回路と、電源からインバータ回路に供給される電流を検出する入力電流検出手段と、入力電流検出手段が検出した電流を電力に変換して設定された電力と比較し、インバータ回路のスイッチング素子のデューティを制御して、入力電流検出手段が検出した電流に基づく電力を設定された電力にする駆動信号をインバータ回路に出力する駆動信号制御手段と、設定された電力に達した段階で入力電流検出手段が検出した電流及びデューティに基づいて加熱対象となる負荷の種類を判別し、判別した負荷の種類及び入力電流検出手段が検出した電流に基づいて、スナバ回路を構成するコンデンサの容量を制御する負荷判別手段とを少なくとも備えるものである。 The induction heating device according to the present invention is configured by a plurality of switching elements, and is connected to one of the switching circuit and an inverter circuit that supplies a high-frequency current to the heating coil and suppresses the generation of spike voltage. The snubber circuit, the input current detecting means for detecting the current supplied from the power source to the inverter circuit, the current detected by the input current detecting means is converted into electric power, and compared with the set electric power. Drive signal control means that outputs a drive signal to the inverter circuit to set the power based on the current detected by the input current detection means by controlling the duty, and the input current detection when the set power is reached The type of load to be heated is determined based on the current and duty detected by the means, and the determined type of load and input current Based on the current detection means it has detected, in which at least comprises a load determination means for controlling the capacitance of the capacitor constituting the snubber circuit.
この発明によれば、スイッチング素子の各組間の駆動タイミングの位相差及び入力電流検出手段が検出した電流に基づいて、負荷判別手段が負荷の種類を判別するようにしたので、例えば複数のデータ(パラメータ)を複雑に組み合わせなくてもて負荷の種類を判別することができ、その処理を行う手順(アルゴリズム)を簡素化することができる。特に誘導加熱調理器の場合は、負荷の種類が変更されることが多く、処理の手順の簡素化は特に有効である。
また、判別した負荷の種類と入力電流検出手段が検出した電流に基づいて、スイッチング素子によるトータル損失を低減させることができ、火力を高めることができる。また、損失が少ないので、スイッチング素子の高熱化を抑え、例えば放熱フィン、冷却ファン等の小型化、それに伴う低コスト化を実現することができる。
According to the present invention, since the load determination unit determines the type of load based on the phase difference of the drive timing between each pair of switching elements and the current detected by the input current detection unit, for example, a plurality of data The type of load can be determined without complicatedly combining (parameters), and the procedure (algorithm) for performing the processing can be simplified. Particularly in the case of an induction heating cooker, the type of load is often changed, and simplification of the processing procedure is particularly effective.
Further, based on the determined type of load and the current detected by the input current detection means, the total loss due to the switching element can be reduced, and the thermal power can be increased. Further, since the loss is small, it is possible to suppress an increase in the heat of the switching element, and to realize, for example, downsizing of the heat radiating fins, a cooling fan, etc., and a cost reduction associated therewith.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る誘導加熱調理器の回路構成図を示す図、図2はこの発明の実施の形態1に係る誘導加熱調理器の動作フローチャート、図3はインバータ回路3の火力−位相差・トータル損失特性との関係例を表す図、図4は位相によるインバータ回路3制御時のスイッチング素子の駆動波形を示す図及び図5はデューティ制御時のスイッチング素子の駆動波形を示す図である。各図に基づいて本実施の形態における誘導加熱調理器について説明する。
1 is a diagram showing a circuit configuration of an induction heating cooker according to
図1において、交流電源1による交流電流を整流する整流回路2の出力端にインバータ回路3が接続されている。本実施の形態においては、インバータ回路3はスイッチング素子3a〜3dによるフルブリッジ構成をなしているものとし、スイッチング素子3aと3b、スイッチング素子3cと3dとがそれぞれ組になっている。場合によっては、フライホイールダイオード等が接続されているスイッチング素子もある。インバータ回路3のスイッチング素子3a〜3dが制御手段9からの駆動制御信号にしたがってそれぞれ動作することで、整流回路2の整流及び平滑コンデンサ14の平滑によって得られる直流電流をパルス波形の高周波電流に変換する。ここで、インバータ回路3に直流電流が供給できれば特に交流電源1、整流回路2及び平滑コンデンサ14によらなくてもよい。
In FIG. 1, an
インバータ回路3の動作によって、インバータ回路3の出力端に接続された加熱コイル4の近傍に配された負荷10を誘導加熱する。スイッチング素子の1つ(例えば図1ではスイッチング素子3b)には、スイッチング素子のスイッチング切り替えによるスパイク電圧の発生を防止するために設けられた、容量の切り替え可能なスナバコンデンサ7が並列に接続され、コンデンサ切り替え手段8により容量が切り替えられるようになっている。また、加熱コイル4と直列に共振コンデンサ5が接続されることで直列共振回路が形成される。ここではスナバコンデンサ7だけで構成を行っているが、スナバコンデンサ7に抵抗等を付し、スナバ回路として構成することもできる。
By the operation of the
設定電力生成手段11は、指示された設定電力の大きさに対応する指令電圧の信号を駆動信号制御回路9aに出力する。また、入力電流検出手段12は、交流電源1から供給される入力電流を検出し、入力電流の大きさに対応した電圧の信号に変換して出力する。ここで、それぞれが出力する信号について、あらかじめ設定した入力電流と電力との関係に基づいて、例えば入力電流に基づく信号の電圧と、対応する設定電力に基づく信号の電圧とが同じ電圧になるようにしておいてもよい(以下、信号の電圧は電圧Aとする)。この入力電流に基づいて入力電力(いわゆる火力であり、入力電流により決定される)を算出することもできる。したがって、信号の電圧が一致しているかどうかで入力電力と設定電力が同じであるかどうかを判断することもできる。ここでは、電流、電力の大きさを電圧で示す信号を作成したが、例えば、電流、電力の値をデジタルデータ化し、制御手段9に出力するようにしてもよい。
The set power generation means 11 outputs a command voltage signal corresponding to the specified set power level to the drive
制御手段9内には駆動信号制御回路9a、インバータ回路3用ドライバ9b(以下、ドライバ9bという)、コンデンサ切り替え手段8用ドライバ9c(以下、ドライバ9cという)、計測手段9d及び負荷判別手段9eが設けられている。駆動信号制御回路9aは設定電力生成手段11から出力された信号と入力電流検出手段12から出力された信号とに基づいて、位相差又はデューティによるインバータ回路3の駆動制御をするための駆動信号をドライバ9bに出力する。ドライバ9bは、駆動信号制御回路9aからの駆動信号に基づいて、スイッチング素子3a〜3dにそれぞれのタイミングで駆動信号を出力し、インバータ回路3に高周波電流への変換動作を行わせる(ドライバ9bに入力される駆動信号と出力する駆動信号とは厳密には同じ信号ではないが、インバータ回路3を動作させるための信号である点で同じであり、また説明を簡単にするため、それぞれの信号を駆動信号として説明することにする)。ここで、駆動信号制御回路9aには、設定電力に対応した入力電流の上限値のデータが記憶されており、設定電力生成手段11において設定された設定電力に基づいて、入力電流の上限値を決定するようにしてもよい。この場合、駆動信号制御回路9aは、入力電流のピーク値がその上限値になるように駆動信号を出力する。
The control means 9 includes a drive
一方、計測手段9dは駆動信号制御回路9aからの駆動信号に基づいて、駆動信号出力タイミングの位相差(以下、位相差といい、スイッチング素子3aと3cとの間では、0゜〜180゜までの値で表される)を判断、計測し、そのデータを含む信号を負荷判別手段9eに出力する。位相差とは、例えば図4に示すように、駆動信号出力のタイミングの違いにより生じる、スイッチング素子3a、3bの組とスイッチング素子3c、3dの組との間の位相差のことである。ここでスイッチング素子3aと3cとの間で生じる位相差について説明するが、例えばスイッチング素子3aと3d又3bと3c(3d)の位相差でもよい。また、ここでは位相差に基づいて判断、計測を行っているが、駆動信号制御回路9aからデューティに基づく駆動信号が出力される場合、計測手段9dはスイッチング素子3a(3c)、スイッチング素子3b(3d)のデューティ(パルス幅)を判断、計測するようにしてもよい。図5ではスイッチング素子3a(3c)のデューティに基づいて判断することを表している。
On the other hand, the measuring means 9d is based on the drive signal from the drive
負荷判別手段9eは、計測手段9dが判断、計測した位相差又はデューティのデータを含む信号及び入力電流検出手段12から出力される信号に基づいて、インバータ回路3の火力と位相差との関係から負荷10の種類を判断する。そして、判断した負荷10の種類に基づいて、コンデンサ切り替え手段8の切り替え動作を行わせるための切り替え信号をドライバ9cに出力する。ドライバ9cはコンデンサ切り替え手段8に切り替え信号を出力する(ここで、ドライバ9cについても、入力される切り替え信号と出力する切り替え信号とは厳密には同じ信号ではないが、切り替え信号として説明することにする)。ここで、負荷判別手段9eは記憶手段(図示せず)を有しており、記憶手段には、負荷判別手段9eが処理を行うために必要となるデータが一時的又は長期的に記憶されるものとする。記憶されているデータとしては、例えば負荷判別手段9eによる負荷10判別処理に必要となる、位相差のデータと火力(インバータ回路3への入力電力)のデータとが負荷10の種類別に関連づけられてテーブル形式で記憶されている(グラフ化すれば図3(a)で表される)。また、スナバコンデンサ7の容量切り替えタイミング判断処理に必要となる、切り替えタイミングの電力基準(境界)のデータがさらに関連づけられて記憶されている。
The load determination means 9e is based on the relationship between the heating power of the
以後、本実施の形態においては、位相差による火力(入力電力)制御が行われる場合の負荷10の判別とスナバコンデンサ7の容量切り替えの判断について説明するが、デューティによるインバータ回路3の駆動制御が行われる場合も、負荷判別手段9eが、位相差のデータの代わりに計測手段9dが計測したデューティのデータに基づいて負荷10の判別を行う点が異なるだけで、位相差による制御の場合と同様の効果が得られる。また、デューティによる駆動制御の場合は、インバータ回路3をハーフブリッジ構成としても、負荷10の判別とスナバコンデンサ7の容量切り替えの判断を行うことができる。
Hereinafter, in the present embodiment, the determination of the
次に制御手段9を中心とする誘導加熱調理器の動作について、図1〜図4に基づいて説明する。図2は制御手段9に入出力される信号の流れを加味したフローチャートを記載している。まず、誘導加熱調理器使用者の操作等により電源投入(電源オン)が行われると、制御手段9の駆動信号制御回路9aは、起動のための駆動信号をドライバ9bに出力する(P1)。ドライバ9bからスイッチング素子3a〜3dにそれぞれ駆動信号が出力され、フルブリッジ構成のインバータ回路3は動作を開始する。これにより、交流電源1からの入力電流が整流回路2により直流電流に変換され、その直流電流がさらに例えばパルス波形の高周波電流に変換されることになる。入力電流検出手段12は、交流電源1からの入力電流を検出し、入力電流に基づく電圧の信号を出力する(P2)。インバータ回路3の動作によって得られた高周波電流は、加熱コイル4と共振コンデンサ5から成る共振回路により、共振電流となって加熱コイル4を流れる。そして、加熱コイル4の近くに配された負荷10は誘導加熱される。
Next, operation | movement of the induction heating cooking appliance centering on the control means 9 is demonstrated based on FIGS. FIG. 2 shows a flowchart that takes into account the flow of signals input to and output from the control means 9. First, when the power is turned on (power on) by an operation of the induction heating cooker user or the like, the drive
次に誘導加熱調理器使用者の操作によりさらに設定電力が指示されると、設定電力生成手段11は、指示された設定電力に基づく指令電圧Aの信号を生成し(P3)、制御手段9の駆動信号制御回路9aに出力する(P4)。駆動信号制御回路9aは、設定電力と入力電力とが一致しているかどうかを判断する(P5)。そのため、入力電流を入力電力に変換して設定電力と比較するか又は設定電力に基づいて入力電流上限値を決定し、入力電流と比較する処理を行う。また、上述したように入力電流検出手段12の信号の電圧Aと設定電力生成手段11の信号の電圧Aとを対応させている場合、信号が表す値(データ)の比較でなくとも、入力電流検出手段12からの信号の電圧Aと設定電力生成手段11からの指令電圧Aとが一致するかどうかを判断するようにしてもよい。そして、ピーク値が入力電流上限値となるようにインバータ回路3を動作させる駆動信号を出力する。これにより、所望する加熱出力若しくは加熱出力上限値を得る。したがって負荷10の種類によっては、初期段階において、入力電力は必ずしも使用者の操作により設定された設定電力と一致しないことになる。
Next, when the set power is further instructed by the operation of the induction heating cooker user, the set power generating means 11 generates a signal of the command voltage A based on the instructed set power (P3), and the control means 9 It outputs to the drive
制御手段9のドライバ9bは、駆動信号に基づいて図4に示すような駆動信号をスイッチング素子3a〜3dにそれぞれのタイミングで出力し、インバータ回路3を動作させる。ここで駆動信号制御回路9aは、駆動信号の出力に際し、スイッチング素子3a(3b)による高周波電流とスイッチング素子3c(3d)による高周波電流との間の位相差を変化させることでインバータ3の駆動制御を行う。位相差については、位相差を大きくするほど負荷10(共振回路)に供給される電力は大きくなり、火力(入力電力)は増大する。
Based on the drive signal, the
次に、入力電流検出手段12により検出される入力電流のピーク値と入力電流上限値とが一致、又は入力電流検出手段12からの信号の電圧Aと設定電力生成手段11からの信号による指令電圧Aとが一致したものと判断すると、駆動信号制御回路9aは、その位相差を保つための駆動信号の出力を継続する。インバータ回路3は、位相差に基づくその火力(入力電力)に基づく高周波電流を共振回路に供給し続け、これにより負荷10を誘導加熱する。
Next, the peak value of the input current detected by the input current detection unit 12 matches the input current upper limit value, or the voltage A of the signal from the input current detection unit 12 and the command voltage based on the signal from the set power generation unit 11 If it is determined that A matches, the drive
一方、計測手段9dは、駆動信号制御回路9aが出力する駆動信号に基づいて、スイッチング素子3a(3b)とスイッチング素子3c(3d)との位相差を判断、計測し、その位相差のデータを含む信号を出力する(P6)。
On the other hand, the measuring means 9d determines and measures the phase difference between the switching
負荷判別手段9eには位相差のデータを含む信号が入力される。ここで、図3(a)は火力と位相差との関係を負荷10の種類別に表した図であり、図3(b)は火力とトータル損失特性との関係を負荷10の種類及びスナバコンデンサ7の容量別に表した図である。負荷判別手段9eは、入力電流検出手段12からの出力に基づいて火力(入力電力)を判断する。そして、判断した火力と計測手段9dが計測した位相差とに基づいて、負荷10の種類を判別する(P7)。例えば、図3(a)によれば、0.6kWの火力を供給したときの位相差が37°程度であれば、負荷10を“鍋D”群であると判別し、60°程度であれば“鍋A”群であると判別する。
A signal including phase difference data is input to the load determination unit 9e. 3A shows the relationship between the thermal power and the phase difference for each type of
また、インバータ回路3のトータル損失(スイッチング素子3a〜3dによるスイッチング損失)を少なくするために、負荷10の種類及び火力に基づいて、スナバコンデンサ7の容量を切り替えるタイミングを判断する。例えば、図3(b)の火力−トータル損失特性に示すように、負荷10の種類によって火力に対するインバータ回路3のトータル損失(スイッチング素子3a〜3dによるスイッチング損失)は異なる。また同一種類の負荷10においてスナバコンデンサ7の容量によってもインバータ回路3のトータル損失は異なってくる。これは、スナバコンデンサ7の容量が小さいと高火力時のターンオフ損失が大きくなり、スナバコンデンサ7の容量が大きいと低火力時のスイッチング損失が大きくなるからである。損失が大きいと誘導加熱の効率が悪くインバータ回路等が熱を有する。そこで、損失を低減させるには、低火力時にスナバコンデンサの容量を小さく、高出力時にスナバコンデンサの容量を大きくする方がよい。
Further, in order to reduce the total loss of the inverter circuit 3 (switching loss due to the
ここで、負荷10の種類が判別できると、高火力時から低火力時に至るインバータ回路3のトータル損失を最小限にすることのできるスナバコンデンサ7の容量を切り替えるための火力(電力)の基準(閾値)を、負荷種類別に決定することができる。例えば、図3(b)によれば、“鍋D”群において、2つの容量の切り替えが設定できるスナバコンデンサ7を切り替えるための基準となる火力(電力)は約0.8kWとなり、“鍋A”群において切り替えるための基準となる火力は約1.6kWと設定することができる。以上のような負荷10の種類別の切り替え(以下、火力基準という)のデータを負荷判別手段9eはあらかじめ記憶しておく。ここでは、スナバコンデンサ7の容量切替の火力基準は1箇所しか定められていないが、その火力に応じて複数箇所定めるようにしてもよい。また、スナバコンデンサ7の容量を連続的に変化させることができれば、火力に応じて、トータル損失が最小となるようにスナバコンデンサ7の容量を連続的に変化させるようにしてもよい。
Here, when the type of the
負荷判別手段9eは、負荷10の種類を判断した後に、入力電流検出手段12の検出による入力電流のデータに基づいて動作時の火力(入力電力)を判断する。そして、負荷10の種類別に設定された電力基準のデータに基づいて、火力が電力基準以上であると判断すると(P8)、スナバコンデンサ7の容量をX(図3(b)の例では0.3μF)とし、電力基準よりも小さいと判断すると、スナバコンデンサ7の容量をXよりも低いY(図3(b)の例では0.064μF)として、その判断に基づく切り替え信号を出力する。また、その出力に基づいて、ドライバ9cがコンデンサ切り替え手段8に対応した切り替え信号を出力し、コンデンサ切り替え手段8にスナバコンデンサ7の容量切り替えを行わせる。これにより、高火力時から低火力時にわたってインバータ回路3のトータル損失を低減させることが可能となる。
After determining the type of the
以上のように、実施の形態1によれば、誘導加熱調理器をはじめとする誘導加熱装置において、設定電力生成手段11からの設定電力に基づく信号及び入力電流検出手段12からの入力電流に基づく信号から、駆動信号制御回路9aが、スイッチング素子3a(3c)とスイッチング素子3a(3d)とが駆動するタイミングの位相差又はスイッチング素子3a(3b)のデューティ(パルス幅)によりインバータ回路3の制御を行うための駆動信号を出力し、負荷判別手段9eが、計測手段9dが計測した位相差又はデューティと、入力電流(それにより決定される火力(入力電力))とに基づいて、負荷10を判別するようにしたので、複雑な演算を行わなくても、負荷10の種類を判別することができ、その処理を行う手順(アルゴリズム)を簡素化することができる。特に誘導加熱調理器の場合は、鍋等、負荷10の種類が変更されることが多く、処理の手順の簡素化は特に有効である。
As described above, according to the first embodiment, in the induction heating apparatus including the induction heating cooker, based on the signal based on the set power from the set power generation unit 11 and the input current from the input current detection unit 12. From the signal, the drive
また、判別した負荷10の種類に基づいて、その負荷に対応するスナバコンデンサ7の容量を切り替えるための火力基準を決定し、その火力基準よりも高い火力の時には、大きい容量側に切り替え、低い火力の時には小さい容量側に切り替えることで、スイッチング素子3a〜3dによるトータル損失を低減させることができる。そのため、火力を高めることができる。また、損失が少ないので、スイッチング素子の高熱化を抑え、例えば放熱フィン、冷却ファン等の小型化、それに伴う低コスト化を実現することができる。負荷判別に置いても、スナバコンデンサ7の容量切り替えタイミング判断においても、デューティによる制御の場合は、インバータ回路3をハーフブリッジ構成にすることができるので、特にスイッチング素子等、素子の低減に基づくコスト削減、省スペース化等を図ることができる。なお、ここでは駆動信号制御回路9a、計測手段9d及び負荷判別手段9eについて、それぞれの構成手段を別にしたが、例えば計測手段9d、負荷判別手段9eにおける処理を駆動信号制御回路9aが行うようにしてもよい。
Further, based on the determined type of the
実施の形態2.
上記の実施の形態1では、計測手段9dが計測した位相差(又はデューティ)のデータと入力電流検出手段12が検出した入力電流に基づく火力(入力電力)のデータとに基づいて、負荷判別手段9eが負荷10の種類を判別した。本実施の形態では、誘導加熱調理器使用者が負荷10の種類について指示を行った場合について、制御手段9を中心に説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the load determination unit is based on the phase difference (or duty) data measured by the measurement unit 9d and the thermal power (input power) data based on the input current detected by the input current detection unit 12. 9e determined the type of the
図6は実施の形態2に係る誘導加熱調理器の回路構成図を示す図、図7は実施の形態2に係る誘導加熱調理器の動作フローチャートを示す。図6において、負荷判別スイッチ13が設けられている点が、上述した実施の形態1又は2と異なる。誘導加熱調理器使用者は設定電力生成手段11への設定電力指示と共に誘導加熱調理器の操作部(図示せず)に設けられた負荷判別スイッチ13の操作を行う。負荷判別スイッチ13には、例えば負荷10の種類別に複数のスイッチが設けられており、押下されたスイッチに基づいて、負荷10の種類のデータを含む信号が制御手段9の駆動信号制御回路9aに出力される。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of the induction heating cooker according to the second embodiment, and FIG. 7 shows an operation flowchart of the induction heating cooker according to the second embodiment. In FIG. 6, the point where the load determination switch 13 is provided is different from the first or second embodiment described above. The induction heating cooker user operates the load determination switch 13 provided in the operation unit (not shown) of the induction heating cooker together with the set power instruction to the set power generation means 11. The load determination switch 13 is provided with, for example, a plurality of switches according to the type of the
また、本実施の形態においては、第1の実施の形態と異なり、計測手段9d及び負荷判別手段9eは設けられていない。したがって、第1の実施の形態で負荷判別手段9eが行っていた負荷10判別処理及びスナバコンデンサ7の容量切り替えタイミング判断処理並びにドライバ9cへの切り替え信号出力は駆動信号制御回路9aが行う。切り替えタイミングの電力基準(境界)のデータが負荷10の種類別に記憶されている。後述する処理を行う駆動信号制御回路9aを除いて、図1と同じ符号が付されたその他の構成手段については、実施の形態1において動作等を詳述しているので説明を省略する。
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the measurement means 9d and the load determination means 9e are not provided. Therefore, the drive
次に制御手段9を中心とする本実施の形態の誘導加熱調理器の動作について、図6及び図7に基づいて説明する。図2と同じ番号を付しているものは、基本的に実施の形態1で説明した動作と同じであるので説明を簡略又は省略する。電源投入(電源オン)とともに、誘導加熱調理器使用者の操作等により設定電力が指示される(P3)。そして本実施の形態では、さらに誘導加熱調理器使用者が負荷判別スイッチ13を操作することで負荷10の種類の指示がなされ(P9)、負荷判別スイッチ13から負荷10の種類のデータを含む信号が駆動信号制御回路9aに出力される(P4)。
Next, operation | movement of the induction heating cooking appliance of this Embodiment centering on the control means 9 is demonstrated based on FIG.6 and FIG.7. The components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 2 are basically the same as the operations described in the first embodiment, and therefore description thereof will be simplified or omitted. When the power is turned on (power is turned on), the set power is instructed by the operation of the induction heating cooker user or the like (P3). In the present embodiment, the user of the induction heating cooker further operates the load determination switch 13 to instruct the type of the load 10 (P9), and the load determination switch 13 outputs a signal including the data of the type of the
駆動信号制御回路9aは、出力した駆動信号によりインバータ回路3を制御し、入力電流に基づく電圧Aと設定電力に基づく指令電圧Aとが一致、又は入力電流が入力電流上限値と一致すると(P5)、その位相差を保つための駆動信号の出力を継続する。
The drive
また、駆動信号制御回路9aは、負荷判別スイッチ13からの信号に含まれる負荷10の種類のデータに基づいて負荷10の種類を判断する。そして、その負荷10と関連づけられた電力基準のデータに基づいて、実施の形態1で説明したように、スナバコンデンサ7の容量を切り替えるかどうかを判断し(P8)、判断に基づいて切り替え信号を出力する。また、ドライバ9cはコンデンサ切り替え手段8は切り替え信号を出力する。
In addition, the drive
ここで、本実施の形態の場合、例えば“鍋D”群の負荷10を使用しているにもかかわらず、誘導加熱調理器使用者が負荷判別スイッチ13において“鍋A”群を選択し、誤った負荷10の種類のデータが駆動信号制御回路9aに入力される可能性がある。このような場合、設定電力によってはスナバコンデンサ7の容量の不適当となり、インバータ回路3のトータル損失が増大してしまい、スイッチング素子の破壊を起こすことがあり得る(図3において約0.8kW以上に設定の場合)。
Here, in the case of the present embodiment, for example, although the
このような誤使用対策として、例えば温度センサ(図示せず)のような温度検知手段を設け、駆動信号制御回路9aにおいて、スイッチング素子3a〜3dの表面温度を監視するようにする。そして、電源投入から一定時間内(例えば4〜10分程度)に、設定閾値に達したと判断した場合に、駆動信号制御回路9aは駆動信号の出力を停止し、インバータ回路3の動作を停止させるようにする。また、それとともに、誘導加熱調理器使用者に対し、負荷判別スイッチ13による加熱する負荷10の選択の見直しを促すサイン(例えば、ランプの点灯表示、警告音発生等)の掲示をするようにしてもよい。
As a countermeasure against such misuse, for example, temperature detection means such as a temperature sensor (not shown) is provided, and the drive
以上のように、実施の形態2によれば、負荷判別スイッチ13を設け、誘導加熱調理器使用者の指示に基づいて、駆動信号制御回路9aが負荷10の判別を行い、また、判別した負荷に基づいてスナバコンデンサ7の容量の切り替えを行うようにしたので、実施の形態1の効果に加え、さらに、制御手段9内の構成を簡略することができ、制御手段9の処理手順等、アルゴリズム設計を容易にすることができる。
As described above, according to the second embodiment, the load determination switch 13 is provided, the drive
実施の形態3.
図8は実施の形態3に係る誘導加熱調理器の回路構成図を示す図、図9は実施の形態3に係る誘導加熱調理器の動作フローチャート、図10は誘導加熱調理器における負荷電流波形を示すものである。
FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration of the induction heating cooker according to the third embodiment, FIG. 9 is an operation flowchart of the induction heating cooker according to the third embodiment, and FIG. 10 shows a load current waveform in the induction heating cooker. It is shown.
図8において、加熱コイル4と共振コンデンサ5の共振回路に流れる電流を検出するために負荷電流検出手段6が共振回路と接続されている点が、上述した実施の形態1又は2と異なる。負荷電流検出手段6は、検出した負荷電流に基づく信号を制御手段9内の駆動信号制御回路9aに出力する。駆動信号制御回路9aが有する記憶手段(図示せず)には、本実施の形態においては、負荷10の種類別に火力のデータと負荷電流ピーク値のデータとが関連づけられて例えばテーブル形式で記憶されているものとする。そして、この駆動信号制御回路9aを除いて、図1、図6と同じ符号が付されたその他の構成手段については、実施の形態1又は2において動作等を詳述しているので説明を省略する。
In FIG. 8, the point that the load current detection means 6 is connected to the resonance circuit in order to detect the current flowing through the resonance circuit of the
次に制御手段9を中心とする本実施の形態の誘導加熱調理器の動作について、図8〜10に基づいて説明する。図2、図7と同じ番号を付しているものは、基本的に実施の形態1又は2で説明した動作と同じであるので説明を簡略又は省略する。誘導加熱調理器使用者の操作等により電源投入(電源オン)が行われると、制御手段9の駆動信号制御回路9aは、起動のための駆動信号をドライバ9bに出力する(P1)。ドライバ9bからスイッチング素子3a〜3dにそれぞれ駆動信号が出力され、インバータ回路3は動作を開始する。インバータ回路3の動作開始により、負荷電流が流れ始める(P10)。
Next, operation | movement of the induction heating cooking appliance of this Embodiment centering on the control means 9 is demonstrated based on FIGS. 2 and 7 are basically the same as the operations described in the first or second embodiment, and thus the description thereof will be simplified or omitted. When the power is turned on (power on) by the operation of the induction heating cooker user or the like, the drive
同じ火力であっても負荷電流がとる値は負荷10の種類によって異なる。例えば入力電力1.5kWとしたときの“鍋A”群と“鍋D”群の負荷電流波形は図10のようになる。火力等との関係で、図10では“鍋A”群の負荷電流波形は駆動周波数f1kHz、“鍋D”群の負荷電流波形は駆動周波数f2kHz(f2>f1)で記している。ここで、“鍋A”群と“鍋D”群とでは負荷インピーダンスの違いから負荷電流のピーク値は異なってくる。そこで、駆動信号制御回路9aは、負荷電流検出手段6からの信号に基づいて負荷電流ピーク値を判断する。そして、そのときの入力電流検出手段12が検出した入力電流による火力(入力電力)のデータに基づいて負荷10の種類を判別する(P7)。なお、ここでは、負荷電流検出手段6が検出した負荷電流のピーク値を判断し、負荷10の種類を判別するために用いているが、例えば負荷電流の実効値を判断し、負荷10の種類判別に用いてもなんら差異はない。
Even if the thermal power is the same, the value taken by the load current differs depending on the type of the
判別した負荷10と関連づけられた電力基準のデータに基づいて、実施の形態1で説明したように、スナバコンデンサ7の容量を切り替えるかどうかを判断し(P8)、判断に基づいて切り替え信号を出力する。また、その出力に基づいて、ドライバ9cがコンデンサ切り替え手段8に対応した切り替え信号を出力し、コンデンサ切り替え手段8にスナバコンデンサ7の容量切り替えを行わせる。これにより、高火力時から低火力時にわたってインバータ回路3のトータル損失を低減させることが可能となる。
Based on the power reference data associated with the
以上のように、実施の形態3によれば、負荷電流検出手段6が加熱コイル4と共振コンデンサ5による共振回路に流れる負荷電流を検出し、その負荷電流と火力とに基づいて駆動信号制御回路9aが負荷10の判別を行い、また、判別した負荷に基づいてスナバコンデンサ7の容量の切り替えを行うようにしたので、実施の形態1の効果に加え、さらに、制御手段9内の構成を簡略することができ、制御手段9の処理手順等、アルゴリズム設計を容易にすることができる。また、負荷10の種類判別を誘導加熱調理器使用者が行わなくてもよく、誤選択、誤設定等を防ぐことができる。
As described above, according to the third embodiment, the load current detection means 6 detects the load current flowing in the resonance circuit by the
上述した実施の形態では、誘導加熱調理器について説明したが、本発明は、例えばフルブリッジ構成又はハーフブリッジ構成のインバータ回路を搭載して誘導加熱を利用した炊飯器、湯沸し器等の調理機器、その他、電磁誘導加熱を利用した機器に適用することができる。 In the above-described embodiment, the induction heating cooker has been described. However, the present invention is, for example, a cooking device such as a rice cooker or a water heater using an induction heating equipped with an inverter circuit having a full bridge configuration or a half bridge configuration, In addition, it can be applied to equipment using electromagnetic induction heating.
1 交流電源、2 整流回路、3 インバータ回路、3a〜3d スイッチング素子、4 加熱コイル、5 共振コンデンサ、6 負荷電流検出手段、7 スナバコンデンサ、8 コンデンサ切り替え手段、9 制御手段、9a 駆動信号制御回路、9b インバータ回路用ドライバ、9c コンデンサ切り替え手段用ドライバ、9d 計測手段、9e 負荷判別手段、10 負荷、11 設定電力生成手段、12 入力電流検出手段、13 負荷判別スイッチ、14 平滑コンデンサ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記スイッチング素子の1つに接続され、スパイク電圧発生を抑制するスナバ回路と、
電源から前記インバータ回路に供給される電流を検出する入力電流検出手段と、
該入力電流検出手段が検出した電流を電力に変換して設定された電力と比較し、前記インバータ回路のスイッチング素子のデューティを制御して、前記入力電流検出手段が検出した電流に基づく電力を設定された電力にする駆動信号を前記インバータ回路に出力する駆動信号制御手段と、
前記設定された電力に達した段階で前記入力電流検出手段が検出した電流及び前記デューティに基づいて加熱対象となる負荷の種類を判別し、判別した負荷の種類及び前記入力電流検出手段が検出した電流に基づいて、前記スナバ回路を構成するコンデンサの容量を制御する負荷判別手段と
を少なくとも備えることを特徴とする誘導加熱装置。 An inverter circuit composed of a plurality of switching elements and supplying high-frequency current to the heating coil to cause electromagnetic induction;
A snubber circuit connected to one of the switching elements to suppress spike voltage generation;
An input current detecting means for detecting a current supplied from a power source to the inverter circuit;
The current detected by the input current detection means is converted into power and compared with the set power, the duty of the switching element of the inverter circuit is controlled, and the power based on the current detected by the input current detection means is set Drive signal control means for outputting to the inverter circuit a drive signal for generating the generated power;
The type of load to be heated is determined based on the current detected by the input current detection means and the duty when the set power is reached, and the detected load type and the input current detection means are detected. An induction heating apparatus comprising at least load determination means for controlling a capacity of a capacitor constituting the snubber circuit based on a current.
前記スイッチング素子の1つに接続され、スパイク電圧発生を抑制するスナバ回路と、
電源から前記インバータ回路に供給される電流を検出する入力電流検出手段と、
設定された電力に基づいて前記電流の上限値を決定して前記入力電流検出手段が検出した電流と前記上限値とを比較し、前記インバータ回路のスイッチング素子のデューティを制御して、駆動信号を前記インバータ回路に出力する駆動信号制御手段と、
前記入力電流検出手段が検出した電流が前記上限値に達した段階で前記入力電流検出手段が検出した電流及び前記デューティに基づいて加熱対象となる負荷の種類を判別し、判別した負荷の種類及び前記入力電流検出手段が検出した電流に基づいて、前記スナバ回路を構成するコンデンサの容量を制御する負荷判別手段と
を少なくとも備えることを特徴とする誘導加熱装置。 An inverter circuit composed of a plurality of switching elements and supplying high-frequency current to the heating coil to cause electromagnetic induction;
A snubber circuit connected to one of the switching elements to suppress spike voltage generation;
An input current detecting means for detecting a current supplied from a power source to the inverter circuit;
The upper limit value of the current is determined based on the set power, the current detected by the input current detecting means is compared with the upper limit value, the duty of the switching element of the inverter circuit is controlled, and the drive signal is Drive signal control means for outputting to the inverter circuit;
The type of load to be heated is determined based on the current detected by the input current detection unit and the duty when the current detected by the input current detection unit reaches the upper limit, and the type of the determined load and An induction heating apparatus comprising at least load determination means for controlling a capacity of a capacitor constituting the snubber circuit based on a current detected by the input current detection means.
前記負荷判別手段は、前記負荷の種類毎に定められた、前記入力電流検出手段が検出した電流に係る1又は複数の基準に基づいて、前記基準を満たす容量のコンデンサを選択することを特徴とする請求項請求項1〜3のいずれかに記載の誘導加熱装置。 The snubber circuit has a plurality of capacitors having different capacities,
The load determination unit selects a capacitor having a capacity satisfying the criterion based on one or more criteria related to the current detected by the input current detection unit, which is determined for each type of the load. The induction heating apparatus according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009184647A JP5031005B2 (en) | 2009-08-07 | 2009-08-07 | Induction heating device and induction heating cooker |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009184647A JP5031005B2 (en) | 2009-08-07 | 2009-08-07 | Induction heating device and induction heating cooker |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004299929A Division JP2006114320A (en) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | Induction heating device and induction heating cooker |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009259851A true JP2009259851A (en) | 2009-11-05 |
JP5031005B2 JP5031005B2 (en) | 2012-09-19 |
Family
ID=41386945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009184647A Active JP5031005B2 (en) | 2009-08-07 | 2009-08-07 | Induction heating device and induction heating cooker |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5031005B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015012765A (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | 株式会社ダイヘン | Control circuit for inverter circuit, inverter device with the control circuit, induction heating apparatus with the inverter device, and control method |
JP2016004669A (en) * | 2014-06-16 | 2016-01-12 | 三菱電機株式会社 | Induction heating cooker, and power management system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0594868A (en) * | 1991-10-03 | 1993-04-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Induction heating cooker |
JPH06119968A (en) * | 1992-10-06 | 1994-04-28 | Toshiba Corp | Electromagnetic cooking apparatus |
JPH07192861A (en) * | 1993-12-24 | 1995-07-28 | Toshiba Corp | Electromagnetic cooking device |
JPH11111438A (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Induction heating cooker |
JP2003070641A (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electromagnetic induction heating rice boiler |
JP2003282228A (en) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Induction heating cooker |
-
2009
- 2009-08-07 JP JP2009184647A patent/JP5031005B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0594868A (en) * | 1991-10-03 | 1993-04-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Induction heating cooker |
JPH06119968A (en) * | 1992-10-06 | 1994-04-28 | Toshiba Corp | Electromagnetic cooking apparatus |
JPH07192861A (en) * | 1993-12-24 | 1995-07-28 | Toshiba Corp | Electromagnetic cooking device |
JPH11111438A (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Induction heating cooker |
JP2003070641A (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electromagnetic induction heating rice boiler |
JP2003282228A (en) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Induction heating cooker |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015012765A (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | 株式会社ダイヘン | Control circuit for inverter circuit, inverter device with the control circuit, induction heating apparatus with the inverter device, and control method |
JP2016004669A (en) * | 2014-06-16 | 2016-01-12 | 三菱電機株式会社 | Induction heating cooker, and power management system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5031005B2 (en) | 2012-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4521338B2 (en) | Induction heating cooker | |
JP4521337B2 (en) | Induction heating cooker | |
JP5506547B2 (en) | Induction heating cooker | |
JP3969497B2 (en) | Induction heating device and induction heating cooker | |
JP4258737B2 (en) | Induction heating cooker and induction heating cooking method | |
JP4384085B2 (en) | Induction heating cooker | |
KR101729020B1 (en) | Cooking apparatus using induction heeating | |
US20210352774A1 (en) | Cooking apparatus and control method therefor | |
JP2006114320A (en) | Induction heating device and induction heating cooker | |
JP2007335274A (en) | Induction heating cooker | |
JP5641947B2 (en) | Induction heating cooker | |
JP4512525B2 (en) | Induction heating cooker | |
JP5031005B2 (en) | Induction heating device and induction heating cooker | |
KR20060081743A (en) | Method for controlling power-level of induction heating cooker | |
JP4193154B2 (en) | Induction heating cooker | |
JP2010267636A (en) | Induction heating cooker | |
JP4887681B2 (en) | Induction heating device | |
JPH11121159A (en) | Induction heating cooker | |
JP2009218139A (en) | Induction cooker | |
JP2006120394A (en) | Induction heating device | |
JP2003257608A (en) | Induction cooker | |
JP2010182561A (en) | Induction heating cooking device | |
JP2009099324A (en) | Induction heating cooker | |
JP2006196343A (en) | Heating apparatus | |
JP2003178861A (en) | Induction heating cooker |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090807 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111220 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120619 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120626 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5031005 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150706 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |