JP2010055873A - Induction-heating cooker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の加熱コイルを備えた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 provided with a plurality of heating coils.
従来の誘導加熱調理器は、複数の加熱コイルに対し直流電源回路である整流回路と平滑コンデンサがそれぞれ設けられている(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional induction heating cooker, a rectifier circuit that is a DC power supply circuit and a smoothing capacitor are provided for a plurality of heating coils (see, for example, Patent Document 1).
前述した従来の誘導加熱調理器では、複数の加熱コイル毎に直流電源回路が設けられているため、本調理器全体の回路構成が大きくなり、回路基板を収納する大きな空間が必要となっている。しかし、デザインの向上を図るためには、本調理器の小型化や薄型化が求められており、その実現のためには回路部品の簡素化が課題となっている。 In the above-described conventional induction heating cooker, since the DC power supply circuit is provided for each of the plurality of heating coils, the circuit configuration of the entire cooker is increased, and a large space for storing the circuit board is required. . However, in order to improve the design, the cooker is required to be reduced in size and thickness, and in order to achieve this, simplification of circuit components is an issue.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、複数の加熱コイルに対し直流電源回路を共有させ、本調理器全体の回路構成を簡素化、小型化が可能な誘導加熱調理器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Inductive heating that allows a plurality of heating coils to share a DC power supply circuit, simplifies the circuit configuration of the cooker as a whole, and enables downsizing. The purpose is to provide a cooker.
本発明に係る誘導加熱調理器は、交流電源の電圧を直流に変換する直流電源回路と、直流電源回路により変換された直流電圧を交流に変換し、個々の加熱コイルにそれぞれ供給する複数のインバータ回路と、各加熱コイルに供給された電圧及びその電圧により当該加熱コイルに流れる電流をそれぞれ検出して電力を算出する複数の電力算出手段と、複数の電力算出手段により算出された電力がそれぞれに設定された電力になるように個々のインバータ回路を制御する制御手段とを備えたものである。 An induction heating cooker according to the present invention includes a DC power supply circuit that converts the voltage of an AC power supply into DC, and a plurality of inverters that convert the DC voltage converted by the DC power supply circuit into AC and supply each of the heating coils. A circuit, a voltage supplied to each heating coil, and a plurality of power calculation means for calculating a power by detecting a current flowing in the heating coil based on the voltage, and a power calculated by the plurality of power calculation means And a control means for controlling each inverter circuit so as to obtain set power.
本発明によれば、各加熱コイルに供給された電圧及びその電圧により当該加熱コイルに流れる電流をそれぞれ検出して電力を算出する複数の電力算出手段を設けているので、直流電源回路を複数のインバータ回路に共有させることが可能になり、このため、本調理器全体の回路構成を簡素化、小型化することができ、本調理器そのものを小型に、かつ薄型にすることが可能になる。 According to the present invention, since a plurality of power calculation means for calculating the power by detecting the voltage supplied to each heating coil and the current flowing through the heating coil based on the voltage are provided, a plurality of DC power supply circuits are provided. The inverter circuit can be shared, so that the circuit configuration of the entire cooking device can be simplified and reduced in size, and the cooking device itself can be reduced in size and thickness.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1を示す誘導加熱調理器の回路図である。
実施の形態1の誘導加熱調理器は、図中に示すように、3つのインバータ回路4、5、6の共有の直流電源回路として整流回路2及び平滑回路3を設け、各インバータ回路4、5、6(以下、「第1、第2及び第3インバータ回路4、5、6」という)の出力に基づいて調理鍋などを誘導加熱する加熱コイル7b、8b、9bの電力をそれぞれ算出する乗算器(電力算出手段)12、15、18を設けたものである。
FIG. 1 is a circuit diagram of an induction heating
As shown in the figure, the induction heating cooker according to the first embodiment is provided with a
前述の整流回路2は、ブリッジ型全波整流回路よりなり、商用電源1の交流電圧を全波整流する。平滑回路3は、整流回路2の出力間に挿入されたチョークコイル3aと平滑コンデンサ3bよりなり、整流回路2により全波整流された電圧を平滑化する。第1インバータ回路4は、平滑回路3の平滑コンデンサ3bの両極間に直列に接続された2個のスイッチング素子4a、4b(以下、「上スイッチ4a、下スイッチ4b」と呼ぶ)と、上下スイッチ4a、4bにそれぞれ逆並列に接続されたフライホイールダイオード4c、4dと、上スイッチ4aと下スイッチ4bを交互にオン/オフする駆動信号(パルス信号)を出力する駆動回路4eとを備えている。第1インバータ回路4の下スイッチ4bには、共振コンデンサ7aと加熱コイル7bよりなる負荷回路7が並列に接続されている。
The
第2及び第3インバータ回路5、6は、前述した第1インバータ回路4と同様の回路構成よりなり、入力側が平滑回路3の平滑コンデンサ3bの両極間と接続されている。また、第2インバータ回路5の下スイッチ5bには、共振コンデンサ8aと加熱コイル8bよりなる負荷回路8が並列に接続され、第3インバータ回路6の下スイッチ6bには、前記と同様に共振コンデンサ9aと加熱コイル9bよりなる負荷回路9が並列に接続されている。各加熱コイル7b、8b、9bは、調理器本体の天板(図示せず)の裏面に近接して配置されている。なお、その天板には、各加熱コイル7b、8b、9bと対向する部分に調理鍋の載置位置を示す加熱部が設けられている。
The second and
各加熱コイル7b、8b、9bには、例えば分圧抵抗よりなる電圧検出器10、13、16が並列に接続され、各インバータ回路4、5、6の一方の出力線には、カレントトランス11、14、17が設けられている。前述の乗算器12は、電圧検出器10によって検出された加熱コイル7bの両端電圧(高周波電圧)を入力し、カレントトランス11によって検出された加熱コイル7bのコイル電流(高周波電流)を入力して電力を算出し、後述する制御回路20に出力する。また、乗算器15は、電圧検出器13によって検出された加熱コイル8bの両端電圧を入力し、カレントトランス14によって検出された加熱コイル8bのコイル電流を入力して電力を算出し、前記と同様に制御回路20に出力する。さらに、乗算器18は、電圧検出器16によって検出された加熱コイル9bの両端電圧を入力し、カレントトランス17によって検出された加熱コイル9bのコイル電流を入力して電力を算出し、制御回路20に出力する。
Each
制御回路20は、加熱部に対して電力が設定されると、その加熱部に配置された例えば加熱コイル7bから設定電力が出力されるように、第1インバータ回路4の駆動回路4eを制御する。この制御によって、乗算器12により算出された電力が設定電力になっていない場合は、その電力が設定電力となるように、第1インバータ回路4の駆動回路4eを制御する。つまり、乗算器12により算出された電力が設定電力とほぼ同じになるように、例えば駆動回路4eのパルス信号のデューティほぼ50%とする周波数制御を行う。
When power is set for the heating unit, the
次に、図2に示す波形図を基に誘導加熱調理器の動作を説明する。図2は実施の形態1における各インバータ回路の動作を示す波形図である。
例えば各加熱部に対してそれぞれ電力が設定されると、制御回路20は、各加熱部にそれぞれ配置された加熱コイル7b、8b、9bから設定電力が出力されるように、各インバータ回路4、5、6の駆動回路4e、5e、6eをそれぞれ制御する。この場合、各加熱部に設定された電力が得られるように、駆動回路4e、5e、6eに対しデューティほぼ50%とするパルス信号の周波数制御を行う。
Next, operation | movement of an induction heating cooking appliance is demonstrated based on the waveform diagram shown in FIG. FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of each inverter circuit in the first embodiment.
For example, when electric power is set for each heating unit, the
例えば、加熱コイル7b、9bから同一の電力が出力されるように設定された場合は、各駆動回路4e、6eは、制御回路20の周波数制御に基づいてそれぞれパルス信号を生成し、上下スイッチ4a・4b、6a・6bをそれぞれ交互にオン/オフする(図2(a)(c)参照)。この場合、設定電力が同一であるため、同じ周波数(デューティほぼ50%)で、位相のずれたパルス信号となる。また、加熱コイル8bの電力が加熱コイル7b、9bより低く設定されていた場合は、駆動回路5eから出力されるパルス信号は、前記の周波数より高い周波数(デューティほぼ50%)のパルス信号となり、上下スイッチ5a・5bを交互にオン/オフする(同図(b)参照)。
For example, when the same power is set to be output from the
一方、制御回路20は、各乗算器12、15、18によって算出された加熱コイル7b、8b、9bの電力をそれぞれ読み込んで、それぞれに設定された電力と比較する。例えば乗算器12によって算出された加熱コイル7bの電力と設定電力とが異なるときは、その差に基づく周波数制御を駆動回路4eに対して行う。加熱コイル7bの電力が設定電力より高いときは、その電力が設定電力まで下がるように周波数を高くし、また、加熱コイル7bの電力が設定電力より低いときは、その電力が設定電力まで上がるように周波数を低くする。
On the other hand, the
以上のように実施の形態1によれば、加熱コイル7b、8b、9bにそれぞれ印加される電圧を検出する電圧検出器10、13、16と加熱コイル7b、8b、9bにそれぞれ流れるコイル電流を検出するカレントトランス11、14、17とを設け、さらに、検出された電圧とコイル電流とから電力をそれぞれ算出する乗算器12、15、18を設けたので、第1、第2及び第3インバータ回路4、5、6の直流電源回路である整流回路2と平滑回路3を1つとすることが可能になり、このため、本調理器全体の回路構成を簡素化、小型化することができ、本調理器そのものを小型に、かつ薄型にすることが可能になる。
As described above, according to the first embodiment, the
なお、実施の形態1では、各負荷回路7、8、9に対して個別にインバータ回路4、5、6を設けたが、図3に示すように、上下スイッチを一組とする三組の例えばIGBTが内蔵されたパワーモジュール(電源入力が共通端子となっているモジュール)を使用するようにしてもよい。このパワーモジュールを用いることにより、回路構成をより小型化することができる。
In the first embodiment, the
また、平滑回路3を構成するチョークコイル3aにアモルファスコイルを用いて、異なる周波数のパルス信号で第1、第2及び第3インバータ回路4、5、6を駆動したときに発する振動音を抑えるようにしてもよい。
In addition, an amorphous coil is used as the choke coil 3a constituting the
実施の形態2.
図4は本発明の実施の形態2を示す誘導加熱調理器の回路図である。なお、図1で説明した実施の形態1と同様の部分には同じ符号を付している。
実施の形態2の誘導加熱調理器は、図中に示すように、第1及び第2インバータ回路4、5の共有の直流電源回路として整流回路2及び平滑回路3を設け、また、実施の形態1と同様に、第1及び第2インバータ回路4、5の出力に基づいて調理鍋を誘導加熱する加熱コイル7b、8bの電力をそれぞれ算出する乗算器12、15を設け、さらに、第1及び第2インバータ回路4、5を周波数一定のパルス信号のデューティ制御で駆動させるようにしたものである。そして、周波数一定による転流を防止するために、負荷回路7の共振コンデンサ7aに並列にクランプダイオード7cを接続し、また、負荷回路8の共振コンデンサ8aに並列にクランプダイオード8cを接続している。
FIG. 4 is a circuit diagram of an induction heating
As shown in the drawing, the induction heating cooker of the second embodiment is provided with a
次に、図5に示す波形図を基に誘導加熱調理器の動作を説明する。図5は実施の形態2における各インバータ回路及び平滑回路の動作を示す波形図である。
例えば各加熱部に対してそれぞれ電力が設定されると、制御回路20は、各加熱部に設定された電力が加熱コイル7b、8bから出力されるように、各インバータ回路4、5の駆動回路4e、5eをそれぞれ制御する。つまり、各加熱部に設定された電力が得られるように、駆動回路4e、5eに対し周波数一定のパルス信号のデューティ制御を行う。この場合、一例として、パルス信号の周期に対するオン時間は第1インバータ回路4側が長いので(図5(a)(c)参照)、加熱部に対して設定された電力は加熱コイル7b側が高くなっている。
Next, the operation of the induction heating cooker will be described based on the waveform diagram shown in FIG. FIG. 5 is a waveform diagram showing the operation of each inverter circuit and smoothing circuit in the second embodiment.
For example, when electric power is set for each heating unit, the
駆動回路4eは、制御回路20のデューティ制御に基づいてパルス信号を生成し、第1インバータ回路4の上スイッチ4aと下スイッチ4bを交互にオン/オフし(図4(a)参照)、第1インバータ回路4から同図(b)に示す電流が出力される。また、駆動回路5eは、前記と同様に制御回路20のデューティ制御に基づいてパルス信号を生成し、第2インバータ回路5の上スイッチ5aと下スイッチ5bを交互にオン/オフし(図4(c)参照)、第2インバータ回路5から同図(d)に示す電流が出力される。そして、直流電源回路を構成する平滑回路3からは、第1及び第2インバータ回路4、5の出力電流の和による正弦波状の電流が出力される(同図(e)参照)。これは、第1及び第2インバータ回路4、5が同一周波数で駆動、即ち、同一周波数で上スイッチ4a、5aおよび下スイッチ4b、5bのターンオン・ターンオフをそれぞれ交互に繰り返すことにより、異なる周波数の電流が平滑回路3のチョークコイル3aに流れる電流として重畳しないからである。
The
一方、制御回路20は、各乗算器12、15によって算出された加熱コイル7b、8bの電力を読み込んで、それぞれに設定された電力と比較する。例えば乗算器12によって算出された加熱コイル7bの電力と設定電力とが異なるときは、その差に基づくデューティ制御を駆動回路4eに対して行う。加熱コイル7bの電力が設定電力より高いときは、その電力が設定電力まで下がるように上スイッチ4aのパルス信号のオン時間を短くし、また、加熱コイル7bの電力が設定電力より低いときは、その電力が設定電力まで上がるように上スイッチ4aのパルス信号のオン時間を長くする。
On the other hand, the
以上のように実施の形態2によれば、第1及び第2インバータ回路4、5を同一周波数で駆動するようにしているので、異なる駆動周波数による電流が平滑回路3のチョークコイル3aに重畳して流れることがない。このため、異なる周波数の電流の重畳による差分周波数でのチョークコイル3aに流れる電流の変動がなく、チョークコイル3aの振動音を防止でき、加熱コイル7b、8b間で生じる干渉音を抑えることができる。また、第1及び第2インバータ回路4、5の直流電源回路である整流回路2と平滑回路3を1つとすることが可能になり、これにより、本調理器全体の回路構成を簡素化、小型化することができ、本調理器そのものを小型に、かつ薄型にすることが可能になる。
As described above, according to the second embodiment, since the first and
実施の形態3.
実施の形態2では、第1及び第2インバータ回路4、5を同一周波数で駆動するようにしたが、実施の形態3は、図5に示す誘導加熱調理器の回路構成において、第1及び第2インバータ回路4、5を同一周波数で、ほぼ逆位相のパルス信号で駆動するようにしたものである。
例えば図6に示すように、第1インバータ回路4の上スイッチ4a、4bを周波数一定のパルス信号で交互にオン/オフしているときに(同図(a)参照)、第2インバータ回路5の上スイッチ5a、5bを同一周波数のほぼ逆位相のパルス信号で交互にオン/オフする(同図(c)参照)。
In the second embodiment, the first and
For example, as shown in FIG. 6, when the
この場合、第1インバータ回路4から同図(b)に示す電流が出力され、第2インバータ回路5から同図(d)に示す電流が出力される。そして、直流電源回路を構成する平滑回路3からは、第1及び第2インバータ回路4、5の出力電流の差による正弦波状の電流が出力される(同図(e)参照)。これは、第1及び第2インバータ回路4、5が同一周波数で、ほぼ逆位相のパルス信号で駆動されることにより、平滑回路3に流れる電流の振幅(ピーク電流)が抑えられるからである。
In this case, the current shown in FIG. 4B is output from the
この電流の振幅の抑制により、チョークコイル3aで生じる損失や振動が軽減される。また、実施の形態2と同様に、第1及び第2インバータ回路4、5の直流電源回路である整流回路2と平滑回路3を1つとすることが可能になり、これにより、本調理器全体の回路構成を簡素化、小型化することができ、本調理器そのものを小型に、かつ薄型にすることが可能になる。
By suppressing the amplitude of the current, loss and vibration generated in the choke coil 3a are reduced. In addition, as in the second embodiment, the
実施の形態4.
前述の実施の形態1〜3では、整流回路2と平滑回路3を複数のインバータ回路4、5、6の直流電源回路として共有したものであるが、実施の形態4は、図7に示すように、整流回路2を1つとし、整流回路2と第1インバータ回路4との間、整流回路2と第2インバータ回路5との間にそれぞれ平滑回路3を設けたものである。
In the first to third embodiments, the
実施の形態4の誘導加熱調理器においては、第1及び第2インバータ回路4、5が異なる周波数のパルス信号で駆動した場合、周波数の異なる電流(高周波電流)が、平滑回路3のチョークコイル3aに流れる電流に重畳することはない。このため、その電流の重畳によるチョークコイル3aの振動音を防止できる。また、整流回路2を第1及び第2インバータ回路4、5に共有させているので、本調理器全体の回路を小型化でき、コスト削減を図ることができる。
In the induction heating cooker according to the fourth embodiment, when the first and
なお、実施の形態2〜4では、各負荷回路7、8に対して個別にインバータ回路4、5を設けたが、上下スイッチ4a・4b、5a・5bをそれぞれ一組とする二組の例えばIGBTが内蔵されたパワーモジュールを使用するようにしてもよい。このパワーモジュールを用いることにより、回路構成をより小型化することができる。
In the second to fourth embodiments, the
1 商用電源、2 整流回路、3 平滑回路、3a チョークコイル、3b 平滑コンデンサ、4 第1インバータ回路、4e 駆動回路、5 第2インバータ回路、5e 駆動回路、6 第3インバータ回路、6e 駆動回路、7 負荷回路、7a 共振コンデンサ、7b 加熱コイル、8 負荷回路、8a 共振コンデンサ、8b 加熱コイル、
9 負荷回路、9a 共振コンデンサ、9b 加熱コイル、10,13,16 電圧検出器、11,14,17 カレントトランス、12,15,18 乗算器、20 制御回路。
DESCRIPTION OF
9 Load circuit, 9a Resonance capacitor, 9b Heating coil, 10, 13, 16 Voltage detector, 11, 14, 17 Current transformer, 12, 15, 18 Multiplier, 20 Control circuit.
Claims (6)
該直流電源回路により変換された直流電圧を交流に変換し、個々の加熱コイルにそれぞれ供給する複数のインバータ回路と、
各加熱コイルに供給された電圧及びその電圧により当該加熱コイルに流れる電流をそれぞれ検出して電力を算出する複数の電力算出手段と、
前記複数の電力算出手段により算出された電力がそれぞれに設定された電力になるように個々のインバータ回路を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。 A DC power supply circuit for converting the voltage of the AC power supply to DC,
A plurality of inverter circuits that convert the DC voltage converted by the DC power supply circuit into alternating current and supply each of the individual heating coils;
A plurality of power calculation means for calculating power by detecting a voltage supplied to each heating coil and a current flowing through the heating coil based on the voltage;
An induction heating cooker comprising: control means for controlling individual inverter circuits so that the power calculated by the plurality of power calculation means is set to the power set for each of them.
該整流回路により整流された電圧を平滑する複数の平滑回路と、
各平滑回路により平滑化された直流電圧を交流に変換し、個々の加熱コイルにそれぞれ供給する複数のインバータ回路と、
各加熱コイルに供給された電圧及びその電圧により当該加熱コイルに流れる電流をそれぞれ検出して電力を算出する複数の電力算出手段と、
前記複数の電力算出手段により算出された電力がそれぞれに設定された電力になるように個々のインバータ回路を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。 A rectifier circuit for rectifying the voltage of the AC power supply;
A plurality of smoothing circuits for smoothing the voltage rectified by the rectifying circuit;
A plurality of inverter circuits that convert the direct current voltage smoothed by each smoothing circuit into alternating current and supply each of the heating coils;
A plurality of power calculation means for calculating power by detecting a voltage supplied to each heating coil and a current flowing through the heating coil based on the voltage;
An induction heating cooker comprising: control means for controlling individual inverter circuits so that the power calculated by the plurality of power calculation means is set to the power set for each of them.
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