JP2011065976A - Induction heating cooker - Google Patents
Induction heating cooker Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011065976A JP2011065976A JP2009268744A JP2009268744A JP2011065976A JP 2011065976 A JP2011065976 A JP 2011065976A JP 2009268744 A JP2009268744 A JP 2009268744A JP 2009268744 A JP2009268744 A JP 2009268744A JP 2011065976 A JP2011065976 A JP 2011065976A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- induction heating
- heating cooker
- inverter
- signal
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、鍋などの調理器負荷を誘導加熱して調理を行う誘導加熱調理器に関する。 The present invention relates to an induction heating cooker that performs cooking by induction heating of a load on a cooking appliance such as a pan.
誘導加熱調理器は、火を使わず安全で温度制御機能があるなどの利点があり、システムキッチンに組み込まれるIHクッキングヒータとして急速に普及しつつある。ところで、加熱対象である調理用の鍋などは様々な材質で作られていることから、誘導加熱調理器にはそれら全ての材質を効率よく加熱できることが求められる。このため、鉄製鍋のような高透磁率の鍋の加熱に加え、アルミニウム製鍋のような低透磁率の鍋も加熱できるようにした誘導加熱調理器が考案されている(例えば特許文献1、2参照)。 The induction heating cooker has advantages such as safety and temperature control function without using fire, and is rapidly spreading as an IH cooking heater incorporated in a system kitchen. By the way, since the cooking pot etc. which are heating objects are made with various materials, it is calculated | required that an induction heating cooking appliance can heat all those materials efficiently. For this reason, in addition to heating a high-permeability pan such as an iron pan, an induction heating cooker has been devised that can also heat a low-permeability pan such as an aluminum pan (for example, Patent Document 1, 2).
ただし、アルミニウム製の鍋を加熱する場合、加熱電力の調整において次のような問題がある。すなわち、アルミニウム製鍋を加熱する際において、共振回路に供給される高周波電流の周波数を変化させた場合の共振電流の変化の先鋭度であるQの値は、鉄製鍋を加熱する場合よりも高い値となる。Qの値が高いとインバータのスイッチング周波数の僅かな変化で共振電流が大きく変化し、加熱電力も大きく変化するので精度のよい調整が難しくなる。 However, when heating an aluminum pan, there are the following problems in adjusting the heating power. That is, when heating the aluminum pan, the Q value, which is the sharpness of the change in the resonance current when the frequency of the high-frequency current supplied to the resonance circuit is changed, is higher than when heating the iron pan. Value. When the value of Q is high, the resonance current changes greatly due to a slight change in the switching frequency of the inverter, and the heating power also changes greatly, so that accurate adjustment becomes difficult.
特許文献3には、この問題点を改善するため、最初にインバータのスイッチング周波数を可変して入力電力の粗調整を行い、次にインバータに供給する直流電圧の微調整を行って入力電力を目標値に一致させる技術が開示されている。このものによれば、アルミニウム製鍋を加熱する際の加熱電力(入力電力)を精度よく調整できる。
In
しかしながら、特許文献3記載の構成では、周波数制御と電圧制御の2種類の制御を行う必要があるため、制御内容が複雑化してしまうという問題があった。そこで、スイッチング周波数の分解能を高め、その周波数の制御だけでアルミニウム製鍋への加熱電力の調整精度を向上することが考えられる。
However, in the configuration described in
誘導加熱調理器において、インバータのスイッチング素子を駆動するための駆動信号は、例えばマイクロコンピュータに内蔵される三相モータ制御用の駆動信号を生成する駆動信号生成回路を用いて生成することが多い。このような駆動信号生成回路が搭載されたマイクロコンピュータは、高速な演算を行うことが可能なものが多いため、その価格も高いものが多い。 In an induction heating cooker, a drive signal for driving a switching element of an inverter is often generated using, for example, a drive signal generation circuit that generates a drive signal for controlling a three-phase motor built in a microcomputer. Since many microcomputers equipped with such a drive signal generation circuit can perform high-speed calculations, many of them are expensive.
さて、このようなマイクロコンピュータ搭載の駆動信号生成回路は、専用の波形生成カウンタのカウント値に応じた周波数の駆動信号を生成するようになっている。従って、この駆動信号の周波数分解能を高めるためには、上記波形生成カウンタの動作周波数(タイマ周波数)を高めればよい。しかしながら、元々制御対象がモータであるため、この種の駆動信号生成回路のタイマ周波数は低いものが多い。従って、誘導加熱調理器において、インバータのスイッチング素子を駆動するための駆動信号のスイッチング周波数の分解能を高めることは困難であった。 Now, such a drive signal generation circuit mounted on a microcomputer generates a drive signal having a frequency corresponding to the count value of a dedicated waveform generation counter. Therefore, in order to increase the frequency resolution of the drive signal, the operating frequency (timer frequency) of the waveform generation counter may be increased. However, since the control target is originally a motor, the timer frequency of this type of drive signal generation circuit is often low. Therefore, it has been difficult to increase the resolution of the switching frequency of the drive signal for driving the switching element of the inverter in the induction heating cooker.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インバータのスイッチング周波数の制御による加熱電力の調整精度を向上することができる誘導加熱調理器を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the induction heating cooking appliance which can improve the adjustment precision of the heating electric power by control of the switching frequency of an inverter.
上記した目的を達成するために、本発明の誘導加熱調理器は、直流電源回路と、被加熱物を誘導加熱するための誘導加熱コイルおよび共振コンデンサからなる共振回路と、複数のスイッチング素子を含んで構成され、前記直流電源回路から出力される直流電圧を高周波電圧に変換して前記共振回路に供給するインバータと、前記インバータのスイッチング動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、基準クロック信号を分周してベースクロック信号を生成するクロック信号生成回路と、前記ベースクロック信号を逓倍した逓倍クロック信号を生成する逓倍回路と、前記逓倍クロック信号に基づいて前記複数のスイッチング素子をそれぞれ駆動するための複数の駆動信号を生成する駆動信号生成回路とを備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an induction heating cooker of the present invention includes a DC power supply circuit, a resonance circuit including an induction heating coil and a resonance capacitor for induction heating of an object to be heated, and a plurality of switching elements. Comprising: an inverter that converts a DC voltage output from the DC power supply circuit into a high-frequency voltage and supplies the high-frequency voltage to the resonance circuit; and a control unit that controls a switching operation of the inverter. A clock signal generation circuit that divides a clock signal to generate a base clock signal, a multiplication circuit that generates a multiplied clock signal by multiplying the base clock signal, and the plurality of switching elements based on the multiplied clock signal, respectively And a drive signal generation circuit that generates a plurality of drive signals for driving.
このように構成すれば、ベースクロック信号を逓倍した逓倍クロック信号に基づいて、インバータのスイッチング素子を駆動するための駆動信号が生成される。すなわち、駆動信号の周波数は、ベースクロック信号の周波数と逓倍回路の逓倍数とに応じて決定される。また、ベースクロック信号は、基準クロック信号を分周して生成される。このため、ベースクロック信号の周波数は、その1周期を生成するために要する基準クロック信号の数を調整することで変更される。この場合、ベースクロック信号の周波数が低くなるほど、1周期分の基準クロック信号の数は多くなる。ベースクロック信号の1周期分の基準クロック信号の数が多くなることは、このベースクロック信号を元に生成される駆動信号の周波数分解能が高まることに繋がる。上記構成では、ベースクロック信号を逓倍した逓倍クロック信号に基づいて駆動信号を生成しているので、逓倍回路の逓倍数を増やすほどベースクロック信号の周波数を低くすることができ、その分だけ駆動信号の周波数分解能を高めることが可能となる。 If comprised in this way, the drive signal for driving the switching element of an inverter will be produced | generated based on the multiplied clock signal which multiplied the base clock signal. That is, the frequency of the drive signal is determined according to the frequency of the base clock signal and the multiplication number of the multiplication circuit. The base clock signal is generated by dividing the reference clock signal. For this reason, the frequency of the base clock signal is changed by adjusting the number of reference clock signals required to generate one period. In this case, the number of reference clock signals for one cycle increases as the frequency of the base clock signal decreases. An increase in the number of reference clock signals for one cycle of the base clock signal leads to an increase in the frequency resolution of the drive signal generated based on the base clock signal. In the above configuration, since the drive signal is generated based on the multiplied clock signal obtained by multiplying the base clock signal, the frequency of the base clock signal can be lowered as the multiplication number of the multiplication circuit is increased, and the drive signal is correspondingly increased. It is possible to increase the frequency resolution.
本発明によれば、インバータの複数のスイッチング素子をそれぞれ駆動するための複数の駆動信号の周波数分解能を高められるので、インバータのスイッチング周波数の制御による加熱電力の調整精度を向上することができる。 According to the present invention, since the frequency resolution of a plurality of drive signals for driving the plurality of switching elements of the inverter can be increased, the adjustment accuracy of the heating power by controlling the switching frequency of the inverter can be improved.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図1〜図9を参照しながら説明する。
図1は、誘導加熱調理器の電気構成を概略的に示している。図1に示す誘導加熱調理器1は、直流電源回路2、インバータ3、共振回路4、制御回路5、ゲート制御回路6などから構成されている。全波整流回路7は、平滑用のコンデンサ8とともに直流電源回路2を構成するものであり、その交流入力端子は、交流電源線L1、L2およびノイズフィルタ10を介して200Vの単相交流電源11に接続されている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 schematically shows the electrical configuration of an induction heating cooker. An induction heating cooker 1 shown in FIG. 1 includes a DC power supply circuit 2, an
全波整流回路7の正側直流出力端子は、リアクトル12およびダイオード13を介してコンデンサ8の一方の端子に接続されている。全波整流回路7の負側直流出力端子は、コンデンサ8の他方の端子に接続されている。NPN形のトランジスタ14は、リアクトル12およびダイオード13とともにチョッパ回路15を構成するものである。トランジスタ14のコレクタは、リアクトル12およびダイオード13の相互接続点に接続され、同エミッタは、全波整流回路7の負側直流出力端子に接続されている。コンデンサ8の両端子には、直流電源線16、17が接続されている。
The positive side DC output terminal of the full-
インバータ3は、そのスイッチング動作により直流電源回路2から出力される直流電圧VDCを高周波電圧に変換し、共振回路4に供給する。インバータ3は、直流電源線16、17間に第1、第2のトランジスタ18、19を直列接続した第1のハーフブリッジ回路(アームに相当)と、同じく第3、第4のトランジスタ20、21を直列接続した第2のハーフブリッジ回路(アームに相当)とからなるフルブリッジ型のインバータ回路である。
The
第1〜第4のトランジスタ18〜21は、スイッチング素子に相当するものであり、例えばIGBTである。これら第1〜第4のトランジスタ18〜21には、それぞれコレクタ・エミッタ間にフリーホイールダイオード18a〜21aが接続されている。第1のトランジスタ18および第2のトランジスタ19の相互接続点であるノードN1と、第3のトランジスタ20および第4のトランジスタ21の相互接続点であるノードN2との間には、共振回路4が接続されている。また、ノードN1、N2と直流電源線17との間にはスイッチング損失を軽減するためのスナバコンデンサ22、23が接続されている。
The first to
第1、第2のトランジスタ18、19は、一方がオン状態のときには他方がオフ状態となるようにして交互に動作させられる。第3、第4のトランジスタ20、21も、一方がオン状態のときには他方がオフ状態となるようにして交互に動作させられる。各トランジスタ18〜21のオンオフ動作は、ゲート制御回路6により制御される。ゲート制御回路6は、インバータ駆動パルス生成部25とドライバ26とから構成されている。
The first and
共振回路4は、誘導加熱コイル27、第1、第2の共振コンデンサ28、29およびリレースイッチ30から構成されている。例えば鍋である被加熱物31を加熱するための誘導加熱コイル27と第1の共振コンデンサ28とは、ノードN1、N2間に直列に接続されている。第1の共振コンデンサ28に対して並列に、第2の共振コンデンサ29およびリレースイッチ30の直列回路が接続されている。リレースイッチ30は、各共振コンデンサ28、29の接続状態を切り換えて共振周波数の切り換えを行うために設けられている。本実施形態では、誘導加熱コイル27の巻数は60ターンに設定されている。
The
リレースイッチ30がオフの状態では、誘導加熱コイル27と第1の共振コンデンサ28とにより直列共振回路が構成される。第1の共振コンデンサ28の容量は、この状態でアルミニウム製鍋(被加熱物)を加熱する場合の共振周波数が約80kHzになるように設定されている。一方、リレースイッチ30がオンの状態では、各共振コンデンサ28、29が互いに並列に接続され、その容量と誘導加熱コイル27とにより直列共振回路が構成される。各共振コンデンサ28、29の並列容量は、その状態で鉄製鍋(被加熱物)を加熱する場合の共振周波数が約20kHzになるように設定されている。この場合、先にリレースイッチ30がオフ状態のときの条件を満たすように第1の共振コンデンサ28の容量を決定し、後からリレースイッチ30がオン状態のときの条件を満たすように第2の共振コンデンサ29の容量を決定する。
When the
制御回路5は、例えば32ビットのマイクロコンピュータ(基準クロック=40MHz)により構成されている。制御回路5は、そのソフトウェアなどにより実現される機能として、入力電力制御部32、負荷判定部33およびベースクロック生成部34を備えている。
The
入力電圧検出回路35は、交流電源線L1、L2間の交流入力電圧を検出し、その検出値を入力電力制御部32に与える。入力電流検出回路36は、交流入力電流を変流器37を介して検出し、その検出値を入力電力制御部32および負荷判定部33に与える。インバータ電流検出回路38は、インバータ3に流れる電流を変流器39を介して検出し、その検出値を負荷判定部33に与える。
The input
力率改善部40は、入力電圧検出回路35および入力電流検出回路36の各検出値に基づいて、交流入力電流の波形が交流入力電圧の波形に追従するようにトランジスタ14を駆動させるためのベース信号を生成する。このベース信号は、ドライバ41を介してトランジスタ14のベースに与えられる。これにより、チョッパ回路15は、設定された直流電圧VDCを直流電源線16、17間に印加するとともに力率改善チョッパとして作用する。
The power factor improving unit 40 is a base for driving the
制御回路5において、負荷判定部33(材質判定手段に相当)は、入力電流検出回路36により検出される交流入力電流と、インバータ電流検出回路38により検出されるインバータ電流とから被加熱物31の材質を判定する。負荷判定部33は、材質の判定結果を示す判定信号をベースクロック生成部34に与える。負荷判定部33は、被加熱物31の材質がアルミニウムであると判定した場合、リレー切換回路42を介してリレースイッチ30をオフさせる。また、負荷判定部33は、被加熱物31の材質が鉄であると判定した場合、リレー切換回路42を介してリレースイッチ30をオンさせる。
In the
誘導加熱コイル27で消費させる電力(加熱電力)は、入力電力制御部32により制御される。入力電力制御部32は、誘導加熱コイル27で消費させる電力が外部から指示された目標電力値に一致するように制御する回路である。誘導加熱コイル27に流れる電流は高周波電流であるため上記加熱電力を検出することは簡単ではない。そこで、本実施形態では、誘導加熱コイル27で消費させる電力を直接的に制御する代わりに、直流電源回路2の入力電力を目標電力値に基づいて算出される入力電力目標値に一致させる制御を行う。そして、その制御の結果として誘導加熱コイル27の消費電力(加熱電力)を目標電力値に一致させるようにしている。
The power (heating power) consumed by the
すなわち、入力電力制御部32は、入力電圧検出回路35により検出される交流入力電圧と、入力電流検出回路36により検出される交流入力電流とから入力電力を演算する。入力電力制御部32は、演算した入力電力が入力電力目標値と等しくなるように、加熱周波数(インバータ電流IQの周波数)の目標値を指示する周波数指令をベースクロック生成部34に与える。
That is, the input
ベースクロック生成部34(クロック信号生成回路に相当)は、例えばタイマを含んで構成されている。ベースクロック生成部34には、マイクロコンピュータの基準クロック(例えば40MHz)が与えられている。ベースクロック生成部34は、この基準クロックをタイマによりカウントし、そのカウント値に応じた周波数を持つベースクロック信号を生成する。すなわち、ベースクロック生成部34は、基準クロック(基準クロック信号に相当)を分周してベースクロック信号を生成する。ベースクロック生成部34は、入力電力制御部32から与えられる周波数指令に基づき且つ負荷判定部33の判定結果を加味し、ベースクロック信号の周波数を決定する。ベースクロック信号は、例えばマイクロコンピュータの汎用I/Oポートから出力され、インバータ駆動パルス生成部25に与えられる。
The base clock generation unit 34 (corresponding to a clock signal generation circuit) includes, for example, a timer. The base
ゲート制御回路6において、インバータ駆動パルス生成部25は、制御回路5から与えられるベースクロック信号を用いてインバータ3の各トランジスタ18〜21をそれぞれ駆動するための駆動パルス信号VG1〜VG4を生成する(詳細は後述する)。この駆動パルス信号VG1〜VG4は、ドライバ26を介してインバータ3の各トランジスタ18〜21のゲートにそれぞれ供給される。本実施形態では、制御回路5とゲート制御回路6とから制御手段9が構成される。
In the gate control circuit 6, the inverter
図2は、インバータ駆動パルス生成部25の構成を示すブロック図である。インバータ駆動パルス生成部25は、逓倍回路43、波形生成回路44およびデッドタイム可変回路45を備えている。逓倍回路43は、制御回路5から与えられるベースクロック信号を逓倍(64倍)した逓倍クロック信号を生成する。波形生成回路44は、逓倍回路43から与えられる逓倍クロック信号に基づいて駆動パルス信号VG1’〜VG4’を生成する。デッドタイム可変回路45は、波形生成回路44により生成された駆動パルス信号VG1’〜VG4’の立ち上がりタイミングを変更し、インバータ3の各トランジスタ18〜21をオンオフさせるための駆動パルス信号VG1〜VG4として出力する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the inverter drive
図3は、逓倍回路43の一構成例を示している。図3に示す逓倍回路43は、位相比較器46、LPF47、VCO48、インバータ49および分周器50により構成されている。位相比較器46は、ベースクロック信号と分周器50の出力信号の位相の差に応じた電圧信号を出力する。位相比較器46の出力は、LPF47(低域通過フィルタ)を介して平滑化された後、VCO48に与えられる。
FIG. 3 shows a configuration example of the
VCO48(電圧制御発振器)は、与えられる電圧信号の電圧値に応じた周波数の信号を出力する。VCO48の出力は、インバータ49を介して分周器50に与えられるとともに逓倍クロック信号として出力される。分周器50は、逓倍クロック信号を1/64に分周して出力する。このような構成により、逓倍回路43は、ベースクロック信号に同期し且つベースクロック信号の64倍の周波数を持つ逓倍クロック信号を生成する。
The VCO 48 (voltage controlled oscillator) outputs a signal having a frequency corresponding to the voltage value of a given voltage signal. The output of the
図4は、波形生成回路44の一構成例を示しており、図5は、その波形生成回路44における各部の信号波形を示している。図4に示す波形生成回路44(駆動信号生成回路に相当)は、カウンタ51、OR回路52、53、AND回路54、NAND回路55、NOR回路56およびインバータ57、58により構成されている。カウンタ51は、CK端子に与えられる逓倍クロック信号(図5の(a)参照)の立ち下がりに同期してカウントを行う。カウンタ51は、QA端子、QB端子およびQC端子からカウント値(3ビットのバイナリデータ)を示す信号(図5の(b)〜(d)参照)を出力する。
FIG. 4 shows a configuration example of the
カウンタ51のQA端子、QB端子からの出力信号は、それぞれOR回路52の各入力端子に与えられている。OR回路52の出力信号(図5の(e)参照)は、AND回路54の一方の入力端子、NAND回路55の一方の入力端子およびインバータ57の入力端子に与えられている。インバータ57の出力信号(図5の(f)参照)は、OR回路53の一方の入力端子およびNOR回路56の一方の入力端子に与えられている。
The output signals from the QA terminal and QB terminal of the
カウンタ51のQC端子からの出力信号は、インバータ58の入力端子に与えられている。インバータ58の出力信号(図5の(g)参照)は、AND回路54の他方の入力端子、NAND回路55の他方の入力端子、OR回路53の他方の入力端子およびNOR回路56の他方の入力端子に与えられている。このような構成により、OR回路53およびNOR回路56から、それぞれ駆動パルス信号VG1’およびVG2’が出力される(図5の(h)、(i)参照)。また、AND回路54およびNAND回路55から、それぞれ駆動パルス信号VG3’およびVG4’が出力される(図5の(j)、(k)参照)。
The output signal from the QC terminal of the
図5に示すように、駆動パルス信号VG1’〜VG4’の周期(スイッチング周期)は、逓倍クロック信号の周期の8倍となっている。すなわち、インバータ3における各トランジスタ18〜21のスイッチング周波数は、逓倍クロック信号の周波数の1/8であり、ベースクロック信号の周波数の8倍となる。また、図5の(h)に示すように、駆動パルス信号VG1’は、第1のトランジスタ18をスイッチング周期の5/8周期の間はオン状態とし、残りの3/8周期の間はオフ状態とするようになっている。図5の(j)に示すように、駆動パルス信号VG3’は、第3のトランジスタ20をスイッチング周期の3/8周期の間はオン状態とし、残りの5/8周期の間はオフ状態とするようになっている。この第3のトランジスタ20をオン状態とするタイミングは、第1のトランジスタ18をオン状態とするタイミングより1/8周期だけ遅らせている。
As shown in FIG. 5, the period (switching period) of the drive pulse signals VG1 'to VG4' is eight times the period of the multiplied clock signal. That is, the switching frequency of each of the
駆動パルス信号VG2’、VG4’は、それぞれ駆動パルス信号VG1’、VG3’と逆極性の波形となっている。すなわち、駆動パルス信号VG2’は、第2のトランジスタ19を第1のトランジスタ18とは反対の動作をさせるようになっており、駆動パルス信号VG4’は、第4のトランジスタ21を第3のトランジスタ20とは反対の動作をさせるようになっている。
The drive pulse signals VG2 'and VG4' have waveforms having opposite polarities to those of the drive pulse signals VG1 'and VG3', respectively. That is, the drive pulse signal VG2 ′ causes the
図6は、デッドタイム可変回路45の一構成例を示しており、図7および図8は、そのデッドタイム可変回路45の各部の信号波形を示している。図6に示すデッドタイム可変回路45は、入力される駆動パルス信号VG1’の立ち上がりタイミングのみを遅らせるように変更し、駆動パルス信号VG1として出力する。なお、図示しないが、本回路と同様の構成が、駆動パルス信号VG2’〜VG4’に対応してそれぞれ設けられている。
FIG. 6 shows an example of the configuration of the dead
図6に示すデッドタイム可変回路45は、抵抗59、60、コンデンサ61、62、ダイオード63、シュミットトリガ型のインバータ64、65およびトランジスタ66により構成されている。駆動パルス信号VG1’の入力端子は、抵抗59およびコンデンサ61を介してグランド線67に接続されている。この抵抗59と並列に、ダイオード63および抵抗60の直列回路が接続されている。ダイオード63は、カソードが上記入力端子側となるように設けられている。抵抗59およびコンデンサ61の相互接続点であるノードN3とグランド線67との間には、コンデンサ62およびトランジスタ66が直列に接続されている。
The dead
トランジスタ66は、ベース・エミッタ間抵抗およびベース抵抗が内蔵されたものであり、そのベースには、制御回路5から出力される切替信号が与えられている。制御回路5は、切替信号をHレベル(トランジスタ66を十分にオン可能なレベル)またはLレベル(トランジスタ66を十分にオフ可能なレベル)に切り替えるようになっている。ノードN3の信号は、インバータ64、65を通して駆動パルス信号VG1として出力される。
The
切替信号がLレベルの場合にはトランジスタ66がオフするので、ノードN3とグランド線67との間にコンデンサ61のみが接続された状態となる。一方、切替信号がHレベルの場合にはトランジスタ66がオンするので、ノードN3とグランド線67との間にコンデンサ61、62が並列に接続された状態となる。本実施形態では、コンデンサ62の容量は、コンデンサ61の容量の2倍程度に設定されている。また、抵抗59の抵抗値は、抵抗60の抵抗値の10倍程度に設定されている。
Since the
このような構成によれば、切替信号がLレベルである場合、駆動パルス信号VG1’(図7の(a)参照)が立ち上がる際(時刻t0)には、抵抗59を介してコンデンサ61が充電されるので、ノードN3の信号の立ち上がりは緩やかなものとなる(図7の(b)参照)。一方、駆動パルス信号VG1’が立ち下がる際(時刻t1)には、抵抗59よりも十分に小さい抵抗値の抵抗60およびダイオード63を介してコンデンサ61の電荷が放電されるので、ノードN3の信号の立ち下がりは急峻なものとなる(図7の(b)参照)。このようにして生成される緩やかな立ち上がりの信号をインバータ64、65を通すことにより、立ち上がりタイミングを時間T1だけ遅らせた駆動パルス信号VG1(図7の(c)参照)が生成される。
According to such a configuration, when the switching signal is at the L level, the
また、切替信号がHレベルである場合、駆動パルス信号VG1’(図8の(a)参照)が立ち上がる際(時刻t0)には、抵抗59を介してコンデンサ61、62が充電されるので、ノードN3の信号の立ち上がりは非常に緩やかなものとなる(図8の(b)参照)。一方、駆動パルス信号VG1’が立ち下がる際(時刻t1)には、上述した切替信号がLレベルである場合と同様に、ノードN3の信号の立ち下がりは急峻なものとなる(図8の(b)参照)。このようにして生成される非常に緩やかな立ち上がりの信号をインバータ64、65を通すことにより、立ち上がりタイミングを時間T1よりも長い時間T2だけ遅らせた駆動パルス信号VG1(図8の(c)参照)が生成される。
When the switching signal is at the H level, the
このようにして、駆動パルス信号VG1〜VG4の立ち上がりタイミングを遅らせることにより、第1、第2のトランジスタ18、19がいずれもオフ状態となるデッドタイム、第3、第4のトランジスタ20、21がいずれもオフ状態となるデッドタイムを設けるようにしている。また、上記デッドタイムの長さは、制御回路5から与えられる切替信号のレベルに応じて2段階に切り替え可能としている。制御回路5は、入力電力が所定値以上の場合にはLレベルの切替信号を出力し、入力電力が所定値未満の場合にはHレベルの切替信号を出力する。従って、デッドタイムの長さは、入力電力が所定値以上であれば短くなり、入力電力が所定値未満であれば長くなる。
In this way, by delaying the rising timing of the drive pulse signals VG1 to VG4, the dead time when the first and
次に、本実施形態の作用について説明する。
外部より加熱開始を示す信号(図示せず)が入力されると、負荷判定部33は、被加熱物31の種類(材質)の判定を行う。この判定を行うにあたって、負荷判定部33は、リレースイッチ30をオン状態とする。入力電力制御部32は、ベースクロック生成部34に対し、インバータ3の加熱周波数の目標値として例えば25kHzを指示する。この状態で、インバータ3が駆動されているときのインバータ電流検出回路38の検出値を読み取る。被加熱物31の材質がアルミニウム系である場合、透磁率が低いために誘導加熱コイル27のインダクタンスは小さな値となる。そのため、共振回路4の共振周波数は25kHzから大きく外れた値(例えば50kHz)となる。この場合、誘導加熱コイル27には僅かな電流しか流れない。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When a signal (not shown) indicating the start of heating is input from the outside, the
これに対し、被加熱物31の材質が鉄系である場合、共振周波数は約20kHzとなる。加熱周波数25kHzはその値にかなり近い値であるため、誘導加熱コイル27にはアルミニウム系材質の場合よりも大きな電流が流れる。従って、誘導加熱コイル27に流れる電流の大きさから被加熱物31の材質が鉄系であるか、またはアルミニウム系であるかを判断することができる。なお、誘導加熱コイル27に流れる電流の大きさの代わりに、入力電力制御部32により求められる入力電力の大きさから判断することもできる。この場合、入力電力の値は、アルミニウム系では小さく鉄系材質ではそれよりも大きくなる。
On the other hand, when the material of the article to be heated 31 is iron-based, the resonance frequency is about 20 kHz. Since the
このようにして被加熱物31の材質を判定した後、その材質に応じて共振回路4のリレースイッチ30の切り換えを行う。材質がアルミニウム系であった場合にはリレースイッチ30をオフして共振周波数を約80kHzとする。材質が鉄系であった場合にはリレースイッチ30をオンして共振周波数を約20kHzとする。
After determining the material of the object to be heated 31, the
入力電力制御部32は、演算した入力電力が、使用者が設定した設定入力電力と等しくなるように加熱周波数の目標値をベースクロック生成部34に与える。ベースクロック生成部34は、指示された加熱周波数の1/32の周波数を持つベースクロック信号をインバータ駆動パルス生成部25に出力する。本実施形態では、材質がアルミニウム系である場合における加熱周波数の目標値は約80kHz〜約90kHzとしているので、その場合のベースクロック信号は約2.5kHz〜約2.8kHzとなる。また、材質が鉄系である場合における加熱周波数の目標値は約25kHz〜約35kHzとしているので、その場合のベースクロック信号は約0.78kHz〜約1.09kHzとなる。
The input
インバータ駆動パルス生成部25は、上記指示された加熱周波数に一致する高周波電流が誘導加熱コイル27に流れるように各トランジスタ18〜21をオンオフさせるための駆動パルス信号VG1〜VG4を生成する。これら駆動パルス信号VG1〜VG4は、ドライバ26を介して各トランジスタ18〜21のゲートにそれぞれ与えられる。
The inverter
このようにして駆動パルス信号VG1〜VG4が与えられた場合におけるインバータ3の動作について図9も参照して説明する。図9は、インバータ3における各部の波形を表しており、(a)はインバータ電流IQ、(b)はインバータ3が出力する高周波電圧VQ、(c)〜(f)は駆動パルス信号VG1〜VG4を示す。なお、ここでは、被加熱物31の材質がアルミニウム系である場合について説明する。
The operation of
第1のトランジスタ18および第4のトランジスタ21がオンすると、第1のトランジスタ18、誘導加熱コイル27、第1の共振コンデンサ28および第4のトランジスタ21の経路で誘導加熱コイル27に電流IQ(+)が流れるとともに、第1の共振コンデンサ28が充電される。続いて、第4のトランジスタ21がオフし第3のトランジスタ20がオンするが、この間には、第3、第4のトランジスタ20、21がいずれもオフとなるデッドタイムが設けられていて、アーム短絡が防止される。第4のトランジスタ21がオフし、このデッドタイム間でスナバコンデンサ23が充電された後は、第1のトランジスタ18、誘導加熱コイル27、第1の共振コンデンサ28およびフリーホイールダイオード20aの経路で遅れ電流が流れる。
When the
第3のトランジスタ20がオンすると、第1の共振コンデンサ28、誘導加熱コイル27、フリーホイールダイオード18aおよび第3のトランジスタ20の経路で誘導加熱コイル27に電流IQ(−)が流れ、続いて、第1の共振コンデンサ28、フリーホイールダイオード20a、第1のトランジスタ18および誘導加熱コイル27の経路で誘導加熱コイル27に電流IQ(+)が流れ、その後、第1の共振コンデンサ28、誘導加熱コイル27、フリーホイールダイオード18aおよび第3のトランジスタ20の経路で誘導加熱コイル27に電流IQ(−)が流れる、という共振が生じる。そして、第3のトランジスタ20がオフし第4のトランジスタ21がオンするが、この間にもデッドタイムが存在する。第3のトランジスタ20がオフし、このデッドタイム間でスナバコンデンサ23が充電された後は、第1の共振コンデンサ28、誘導加熱コイル27、フリーホイールダイオード18a、コンデンサ8およびフリーホイールダイオード21aの経路で遅れ電流が流れる。
When the
第4のトランジスタ21がオンすると、第1のトランジスタ18、誘導加熱コイル27、第1の共振コンデンサ28および第4のトランジスタ21の経路で誘導加熱コイル27に電流IQ(+)が流れるとともに、第1の共振コンデンサ28が充電される。続いて、第1のトランジスタ18がオフし第2のトランジスタ19がオンするが、この間にもデッドタイムが存在する。第1のトランジスタ18がオフし、このデッドタイム間でスナバコンデンサ22が充電された後は、誘導加熱コイル27、第1の共振コンデンサ28、第4のトランジスタ21およびフリーホイールダイオード19aの経路で遅れ電流が流れる。
When the
第2のトランジスタ19がオンすると、今度は、第1の共振コンデンサ28、誘導加熱コイル27、第2のトランジスタ19およびフリーホイールダイオード21aの経路で誘導加熱コイル27に電流IQ(−)が流れ、続いて、第1の共振コンデンサ28、第4のトランジスタ21、フリーホイールダイオード19aおよび誘導加熱コイル27の経路で誘導加熱コイル27に電流IQ(+)が流れ、その後、第1の共振コンデンサ28、誘導加熱コイル27、第2のトランジスタ19およびフリーホイールダイオード21aの経路で誘導加熱コイル27に電流IQ(−)が流れる、という共振が生じる。そして、第2のトランジスタ19がオフし第1のトランジスタ18がオンするが、この間にもデッドタイムが存在する。第2のトランジスタ19がオフし、このデッドタイム間でスナバコンデンサ22が充電された後は、第1の共振コンデンサ28、誘導加熱コイル27、フリーホイールダイオード18a、コンデンサ8およびフリーホイールダイオード21aの経路で遅れ電流が流れる。
When the
以上の動作を繰り返すことにより、図9に示すように、インバータ3が出力する高周波電圧VQは各トランジスタ18〜21のスイッチング周波数の2倍の周波数となり、誘導加熱コイル27に流れるインバータ電流IQはスイッチング周波数の4倍の周波数となる。本実施形態では、アルミニウム系材質の鍋の2kW加熱時のスイッチング周波数は22kHzに設定されるが、これにより、インバータ電流IQの周波数は、上記スイッチング周波数の4倍である88kHzとなる。なお、被加熱物31の材質が鉄系である場合、共振回路4において第1、第2の共振コンデンサ28、29が並列接続されるという点と、加熱周波数の目標値が異なるという点を除けば、インバータ3は、上述した材質がアルミニウム系である場合と同様に動作が行われる。
By repeating the above operation, as shown in FIG. 9, the high frequency voltage VQ output from the
入力電力を設定入力電力と一致させる電力制御(加熱電力制御)は、インバータ3のスイッチング周波数を可変して行う。このスイッチング周波数は、制御回路5のベースクロック生成部34において、タイマのカウント数に応じて変更される。このタイマの1カウントは、基準クロックが40MHzである場合には0.025μsとなる。従って、スイッチング周波数を20kHz〜22.5kHzの範囲で可変する場合、つまりベースクロック信号の周波数を2.5kHz〜2.8kHzの範囲で可変する場合には、タイマのカウント数を16000〜14285の範囲(カウント数=1715の範囲)で変更することになる。従って、インバータ3のスイッチング周波数を約1.5Hz(=2.5kHz/1715)単位で変更できる。
Power control (heating power control) for matching the input power with the set input power is performed by changing the switching frequency of the
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果が得られる。
制御回路5におけるベースクロック生成部34は、マイクロコンピュータに内蔵されるタイマを含んで構成され、そのタイマのカウント値に応じた周波数のベースクロック信号を出力する。インバータ駆動パルス生成部25は、ベースクロック信号を逓倍する逓倍回路43を含んで構成され、ベースクロック信号の周波数の8倍の周波数を持つ駆動パルス信号VG1〜VG4を生成する。インバータ3の各トランジスタ18〜21は、この駆動パルス信号VG1〜VG4により駆動される。これにより、インバータ3のスイッチング周波数は、ベースクロック生成部34におけるタイマのカウント数に応じて、約1.5Hz単位で変更することができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
The base
このように、スイッチング周波数の分解能を従来のものと比較して高めることができるので、従来技術では困難であった被加熱物31の材質がアルミニウムである場合における電力制御(加熱電力制御)をスイッチング周波数の制御だけで精度よく行うことができるとともに、電力制御の制御内容を簡素化することができる。また、電力制御のために、直流電圧VDCの制御を行う必要がないので、チョッパ回路15、力率改善部40およびドライバ41に電圧可変の機能を持たせる必要がない。従って、これらの構成について、力率改善の機能のみを備えたものを使用することが可能となるので、部品の選択肢が増えるという効果が得られる。
As described above, since the resolution of the switching frequency can be increased as compared with the conventional one, switching power control (heating power control) when the material of the object to be heated 31 is aluminum, which was difficult in the prior art, is switched. It can be performed with accuracy only by frequency control, and the control content of power control can be simplified. Further, since it is not necessary to control the DC voltage VDC for power control, the
逓倍回路43における逓倍数を変更するだけで、スイッチング周波数の分解能を容易に変更することが可能となる。逓倍回路43の逓倍数を高めれば、ベースクロック信号の周波数を低くできる。つまり、制御回路5を、低い基準クロックで動作する比較的安価なマイクロコンピュータ(例えば、基準クロックが20MHzの8ビットマイクロコンピュータ)により構成することが可能となる。これにより、マイクロコンピュータにおける消費電力が低減され、制御回路5への電源供給を行う電源回路の負担を軽減できる。
It is possible to easily change the resolution of the switching frequency simply by changing the multiplication number in the
ベースクロック生成部34が生成するベースクロック信号は、タイマのカウント値に基づいて生成する方形波状の信号(デューティが50%の信号)である。このため、特別な出力波形を生成する機能(例えば三相モータ制御用のPWM信号を生成する機能)を備えたマイクロコンピュータを用いて制御回路5を構成する必要がない。従って、標準的な機能を備えた比較的安価なマイクロコンピュータを使用することが可能となる。
The base clock signal generated by the base
デッドタイム可変回路45を設け、駆動パルス信号VG1〜VG4の立ち上がりタイミングを2段階に変更可能とした。すなわち、インバータ3の各アームのデッドタイムの長さを2段階に変更可能とした。共振回路4の共振電流が小さくなると、スナバコンデンサ22、23が充電される時間が長くなるため、デッドタイムが短いとアームが短絡する可能性がある。そこで、共振電流が小さい場合、すなわち入力電力が小さい場合にはデッドタイムを長くし、共振電流が大きい場合、すなわち入力電力が大きい場合にはデッドタイムを短くすることで、スナバ電圧によるスイッチングロスを低減することができる。
A dead
デッドタイム可変回路45は、駆動パルス信号VG1’〜VG4’の立ち上がりタイミングのみを遅らせて駆動パルス信号VG1〜VG4を生成している。このようにすれば、アームのスイッチング素子が同時にオフとなるデッドタイムを確実に設定できるとともに、その時間をむやみに長く設定してしまうことがなくなる。このようにデッドタイムが必要以上に長くなることがないので、デッドタイムを長く設定し過ぎて所望する電力が得られなくなってしまうという問題が生じることを防止できる。
The dead
(第2の実施形態)
以下、第1の実施形態に対し、駆動パルス信号VG1〜VG4を生成するための構成を一部変更した第2の実施形態について図10〜図13を参照しながら説明する。
本実施形態では、図2に示したインバータ駆動パルス生成部25に代えて、図10に示すインバータ駆動パルス生成部71を用いる。インバータ駆動パルス生成部71は、インバータ駆動パルス生成部25に対し、逓倍回路43に代えて逓倍回路72を備えている点と、新たに分周回路73を備えている点と、デッドタイム可変回路45に代えてデッドタイム可変回路74を備えている点とが異なる。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment in which the configuration for generating the drive pulse signals VG1 to VG4 is partially changed with respect to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, an inverter drive
逓倍回路72は、図3に示した逓倍回路43とほぼ同様の構成であるが、その逓倍数が異なる。逓倍回路72は、制御回路5から与えられるベースクロック信号を128倍に逓倍した逓倍クロック信号を生成する。逓倍回路72は、例えば、逓倍回路43における分周器50の分周数を64から128に変更することで構成可能である。なお、逓倍回路72の逓倍数は、例えば258など、逓倍回路43の逓倍数よりも大きい値であれば適宜変更可能である。
The
分周回路73は、逓倍回路72の出力信号を1/2に分周(2分周)する。分周回路73の出力信号は、分周クロック信号として波形生成回路44に与えられる。この分周クロック信号は、ベースクロック信号を64倍(128/2倍)に逓倍したものであり、第1の実施形態における逓倍クロック信号と同様のものとなる。なお、分周回路73は、入力された信号のデューティを変更することなく、その周波数を1/2にして出力するものである。また、逓倍回路72の逓倍数が128以外の場合には、分周クロック信号の周波数が第1の実施形態における逓倍クロック信号の周波数と同じになるように分周回路73の分周比を変更すればよい。デッドタイム可変回路74は、逓倍回路72から出力される逓倍クロック信号に同期して駆動パルス信号VG1’〜VG4’の立ち上がりタイミングを変更し、駆動パルス信号VG1〜VG4として出力する。
The
図11は、デッドタイム可変回路74の一構成例を示しており、図12および図13は、そのデッドタイム可変回路74の各部の信号波形を示している。図11に示すデッドタイム可変回路74は、入力される駆動パルス信号VG1’の立ち上がりタイミングのみを遅らせるように変更し、駆動パルス信号VG1として出力する。なお、図示しないが、本回路と同様の構成が、駆動パルス信号VG2’〜VG4’に対応してそれぞれ設けられている。
FIG. 11 shows an example of the configuration of the dead
デッドタイム可変回路74は、フリップフロップ75、76からなる2段のシフトレジスタ77、バッファ78、79およびAND回路80により構成されている。シフトレジスタ77は、逓倍回路72から与えられる逓倍クロック信号を動作クロックとして使用する。すなわち、フリップフロップ75、76のクロック端子CKには、逓倍クロック信号(動作クロック信号)が与えられる。なお、シフトレジスタ77は、2段のものに限らずともよく、その段数は、必要とするデッドタイムの長さに応じて適宜変更可能である。
The dead
駆動パルス信号VG1’の入力端子は、フリップフロップ75の入力端子DおよびAND回路80の一方の入力端子に接続されている。フリップフロップ75の出力端子Qは、バッファ78の入力端子に接続されている。フリップフロップ76の出力端子Qは、バッファ79の入力端子に接続されている。バッファ78、79は、トライステートバッファである。バッファ78は、ゲート端子にLレベルの信号が与えられると入力された信号を出力し、Hレベルの信号が与えられると出力端子をハイインピーダンス状態とする。バッファ79は、ゲート端子にHレベルの信号が与えられると入力された信号を出力し、Lレベルの信号が与えられると出力端子をハイインピーダンス状態とする。
The input terminal of the drive pulse signal VG 1 ′ is connected to the input terminal D of the flip-
バッファ78、79の各ゲート端子には、切替信号が与えられている。この切替信号は、第1の実施形態の切替信号と同様のものであり、制御回路5から出力される。また、バッファ78、79の各出力端子は、共通に接続されるとともにAND回路80の他方の入力端子に接続されている。AND回路80の出力端子は、駆動パルス信号VG1の出力端子とされている。
A switching signal is given to each gate terminal of the
このような構成によれば、切替信号がLレベルである場合、AND回路80の他方の入力端子には、フリップフロップ75の出力信号が与えられる。図12(a)〜(c)に示すように、フリップフロップ75の出力信号は、駆動パルス信号VG1’を動作クロック信号の1周期分だけ遅延させたものである。このフリップフロップ75の出力信号と、駆動パルス信号VG1’の論理積が、駆動パルス信号VG1として出力される(図12(d)参照)。駆動パルス信号VG1の立ち上がりタイミングは、駆動パルス信号VG1’の立ち上がりタイミングと比べて1クロック分だけ遅延される。一方、駆動パルス信号VG1の立ち下がりタイミングは、駆動パルス信号VG1’の立ち下がりタイミングと同じになる。
According to such a configuration, when the switching signal is at the L level, the output signal of the flip-
また、切替信号がHレベルである場合、AND回路80の他方の入力端子には、フリップフロップ76の出力信号が与えられる。図13(a)〜(c)に示すように、フリップフロップ76の出力信号は、駆動パルス信号VG1’を動作クロック信号の2周期分だけ遅延させたものである。このフリップフロップ76の出力信号と、駆動パルス信号VG1’の論理積が、駆動パルス信号VG1として出力される(図13(d)参照)。駆動パルス信号VG1の立ち上がりタイミングは、駆動パルス信号VG1’の立ち上がりタイミングと比べて2クロック分だけ遅延される。一方、駆動パルス信号VG1の立ち下がりタイミングは、駆動パルス信号VG1’の立ち下がりタイミングと同じになる。
When the switching signal is at the H level, the output signal of the flip-
上記構成によれば、次のような効果が得られる。
第1の実施形態のデッドタイム可変回路45は、コンデンサ61、62への充電動作に係る時定数を用いてデッドタイムを設定する構成であった。このため、コンデンサ61、62の静電容量および抵抗59の抵抗値のばらつきや、それらの温度および経年劣化による変動などによって、デッドタイムが変動してしまう可能性があった。
これに対し、本実施形態のデッドタイム可変回路74は、上述したとおり、逓倍クロック信号に同期して動作するシフトレジスタ77を用い、その逓倍クロック信号(動作クロック)に同期したデッドタイムを設定する構成である。このため、デッドタイムを所望する時間に精度よく設定することが可能になるとともに、部品定数の精度や温度特性、経年劣化などによってデッドタイムが変動する問題が生じることがなくなる。
According to the above configuration, the following effects can be obtained.
The dead
On the other hand, the dead
分周回路73およびデッドタイム可変回路74は、デジタル回路として構成される。また、波形生成回路44についてもデジタル回路として構成される。これにより、これらの回路をゲートアレイ、FPGA(Field Programmable Gate Array)、PLD(Programmable Logic Device)などにより構成することが可能となり、回路構成を簡素化できるとともに基板面積の削減や部品点数の削減などの効果が得られる。また、逓倍回路72の一部構成(LPF47、VCO48を構成するコンデンサ、抵抗など)を除く回路構成についてもデジタル回路であるので、その回路構成をゲートアレイ等に取り込めば、さらに上述した各効果が高まることになる。
The
デッドタイム可変回路74は、シフトレジスタ77の段数を変更することで、デッドタイムの長さを逓倍クロック信号の1周期単位で容易に変更することが可能である。また、デッドタイム可変回路74に与えられる逓倍クロック信号の周波数を変更することでもデッドタイムの長さを変更することができる。逓倍クロック信号の周波数は、例えば、逓倍回路72の逓倍数を変更することで変更可能である。ただし、その場合には、逓倍数の変更に合わせて分周回路73の分周数を変更する必要がある。
The dead
(第3の実施形態)
以下、第1の実施形態に対し、駆動パルス信号VG1〜VG4を生成するための構成を一部変更した第3の実施形態について図14を参照しながら説明する。
本実施形態では、図2に示したインバータ駆動パルス生成部25に代えて、図14に示すインバータ駆動パルス生成部91を用いる。インバータ駆動パルス生成部91は、図2に示したインバータ駆動パルス生成部25に対し、新たに逓倍回路92を備えている点と、デッドタイム可変回路45に代えてデッドタイム可変回路93を備えている点とが異なる。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment in which the configuration for generating the drive pulse signals VG1 to VG4 is partially changed with respect to the first embodiment will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, an inverter
逓倍回路92(クロック逓倍回路に相当)は、逓倍回路43から与えられる逓倍クロック信号を2倍に逓倍した動作クロック信号を生成する。逓倍回路92は、例えば、図3に示した逓倍回路43における分周器50の分周数を64から2に変更することで構成可能である。なお、逓倍回路92の逓倍数は、必要とするデッドタイムの長さに応じて適宜変更可能である。
A multiplier circuit 92 (corresponding to a clock multiplier circuit) generates an operation clock signal obtained by multiplying the multiplied clock signal supplied from the
デッドタイム可変回路93は、第2の実施形態のデッドタイム可変回路74と同様の構成となっている。デッドタイム可変回路93は、逓倍回路92から出力される動作クロック信号に同期して駆動パルス信号VG1’〜VG4’の立ち上がりタイミングを変更し、駆動パルス信号VG1〜VG4として出力する。このような構成によっても、第2の実施形態と同様の作用および効果が得られる。
The dead
(第4の実施形態)
以下、本発明の第4の実施形態について図15〜図17を参照しながら説明する。
図15〜図17は、第1の実施形態における図1〜図3に相当するものであり、図1〜図3と同一のまたは相当する構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。図15に示す本実施形態の誘導加熱調理器101は、図1に示した第1の実施形態の誘導加熱調理器1に対し、インバータ駆動パルス生成部25、入力電圧検出回路35およびインバータ電流検出回路38に代えて、インバータ駆動パルス生成部102、入力電圧検出回路103およびインバータ電流検出回路104を備えている点が異なっている。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
15 to 17 correspond to FIGS. 1 to 3 in the first embodiment, and the same or corresponding components as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. To do. The
入力電圧検出回路103(入力電圧検出手段に相当)は、交流電源線L1、L2間の交流電圧(入力電圧)を全波整流するとともに平滑し、その平滑出力を分圧した入力電圧検出信号Vd1を入力電圧の検出値として出力する。インバータ電流検出回路104(インバータ電流検出手段に相当)は、インバータ3に流れる電流を変流器39を介して電圧として検出し、その検出電圧を全波整流するとともに平滑し、その平滑出力を分圧したインバータ電流検出信号Vd2をインバータ電流の検出値として出力する。インバータ駆動パルス生成部102には、入力電圧検出回路103およびインバータ電流検出回路104からの各検出信号Vd1、Vd2が与えられている。
The input voltage detection circuit 103 (corresponding to the input voltage detection means) performs full-wave rectification and smoothing of the AC voltage (input voltage) between the AC power supply lines L1 and L2, and the input voltage detection signal Vd1 obtained by dividing the smoothed output. Is output as the detected value of the input voltage. The inverter current detection circuit 104 (corresponding to the inverter current detection means) detects the current flowing through the
インバータ駆動パルス生成部102は、各検出信号Vd1、Vd2に基づいて入力電圧の値およびインバータ電流の値のいずれか一方が第1の異常値を超えて上昇したことを検出すると駆動パルス信号VG1〜VG4の周波数を設定値よりも高くし、いずれか一方が第2の異常値を超えて上昇したことを検出すると、駆動パルス信号VG1〜VG4の出力を停止(禁止)するようになっている(詳細は後述する)。
When the inverter
本実施形態では、入力電圧およびインバータ電流の異常値を次のように定めている。すなわち、誘導加熱調理器101は200V機器である。このため、例えば220Vを入力電圧の第1の異常値とし、240Vを第2の異常値としている。また、インバータ3を構成する第1〜第4のトランジスタ18〜21の定格電流(瞬時値)は一般に120A程度である。このため、90Aをインバータ電流の第1の異常値とし、100Aを第2の異常値としている。なお、これら異常値は上記値に限らず、機器や部品の定格等に応じて適宜変更すればよい。
In the present embodiment, the abnormal values of the input voltage and the inverter current are determined as follows. That is, the
図16は、インバータ駆動パルス生成部102の構成を示している。インバータ駆動パルス生成部102は、図2に示したインバータ駆動パルス生成部25に対し、さらに、出力制御回路105および逓倍数切換回路106を備えている点と、逓倍回路43に代えて逓倍回路107を備えている点とが異なっている。
FIG. 16 shows the configuration of the inverter
出力制御回路105(出力停止手段に相当)は、コンパレータ108、109およびゲート回路110により構成されている。コンパレータ108の反転入力端子には、入力電圧検出信号Vd1が与えられている。コンパレータ108の非反転入力端子には、しきい値電圧Vt1H(第1のしきい値)が与えられている。コンパレータ109の反転入力端子には、インバータ電流検出信号Vd2が与えられている。コンパレータ109の非反転入力端子には、しきい値電圧Vt2H(第1のしきい値)が与えられている。
The output control circuit 105 (corresponding to the output stop means) is composed of
ゲート回路110は、駆動パルス信号VG1〜VG4のそれぞれに対応して設けられるものであるが、ここでは、駆動パルス信号VG1に対応するもののみを図示して説明する。ゲート回路110は、3つの入力端子に与えられる各信号の論理積を演算して出力するものである。ゲート回路110の3つの入力端子には、駆動パルス信号VG1およびコンパレータ108、109の各出力信号Sa、Sbが与えられている。ゲート回路110の出力端子は、駆動パルス信号VG1の出力端子とされている。
The
逓倍数切換回路106(逓倍数切換手段に相当)は、コンパレータ111、112およびゲート回路113により構成されている。コンパレータ111の反転入力端子には、入力電圧検出信号Vd1が与えられている。コンパレータ111の非反転入力端子には、しきい値電圧Vt1Hよりも低いしきい値電圧Vt1L(第2のしきい値)が与えられている。コンパレータ112の反転入力端子には、インバータ電流検出信号Vd2が与えられている。コンパレータ112の非反転入力端子には、しきい値電圧Vt2Hよりも低いしきい値電圧Vt2L(第2のしきい値)が与えられている。ゲート回路113は、2つの入力端子に与えられる各信号の論理積を演算して出力するものである。ゲート回路113の2つの入力端子には、コンパレータ111、112の各出力信号Sc、Sdが与えられている。ゲート回路113の出力信号Seは、逓倍回路107に与えられている。
The multiplication number switching circuit 106 (corresponding to the multiplication number switching means) is composed of
本実施形態では、各しきい値電圧Vt1H、Vt2H、Vt1L、Vt2Lは、以下のような値に設定されている。すなわち、しきい値電圧Vt1Hは、入力電圧が240Vであるときに出力される入力電圧検出信号Vd1の電圧値と等しい値に設定されている。しきい値電圧Vt1Lは、入力電圧が220Vであるときに出力される入力電圧検出信号Vd1の電圧値と等しい値に設定されている。しきい値電圧Vt2Hは、インバータ電流が100Aであるときに出力されるインバータ電流検出信号Vd2の電圧値と等しい値に設定されている。しきい値電圧Vt2Lは、インバータ電流が90Aであるときに出力されるインバータ電流検出信号Vd2の電圧値と等しい値に設定されている。 In the present embodiment, the threshold voltages Vt1H, Vt2H, Vt1L, and Vt2L are set to the following values. That is, the threshold voltage Vt1H is set to a value equal to the voltage value of the input voltage detection signal Vd1 output when the input voltage is 240V. The threshold voltage Vt1L is set to a value equal to the voltage value of the input voltage detection signal Vd1 output when the input voltage is 220V. The threshold voltage Vt2H is set to a value equal to the voltage value of the inverter current detection signal Vd2 output when the inverter current is 100A. The threshold voltage Vt2L is set to a value equal to the voltage value of the inverter current detection signal Vd2 output when the inverter current is 90A.
図17は、逓倍回路107の一構成例を示している。図17に示す逓倍回路107は、図3に示した逓倍回路43に対し、分周器50に代えて分周器114を備えている点が異なっている。分周器114には、逓倍数切換回路106からの出力信号Seが与えられている。分周器114は、出力信号Seの論理レベルに応じてその分周比を切り換えるようになっている。具体的には、分周器114は、出力信号SeがHighレベルである場合には、その分周比を1/64とする。これにより、逓倍回路107の逓倍数は通常どおり64倍となる。これに対し、分周器114は、出力信号SeがLowレベルである場合には、その分周比を通常よりも大きい1/128とする。これにより、逓倍回路107の逓倍数が通常よりも大きい128倍となる。なお、分周器114は、例えばバイナリカウンタにより構成されることが多い。この場合、出力信号Seの論理レベルに応じて分周出力に用いるカウンタの出力を所望の分周比が得られるように切り換える構成とすればよい。
FIG. 17 shows a configuration example of the
次に、上記構成の作用および効果について説明する。
交流電源線L1、L2間の入力電圧が220V未満であり、且つインバータ3に流れるインバータ電流が90A未満である場合には、コンパレータ108、109の各出力信号Sa、Sbは、いずれもHighレベルとなる。このため、ゲート回路110は、入力された駆動パルス信号VG1〜VG4がそのまま出力される状態(出力許可状態)となる。また、コンパレータ111、112の各出力信号Sc、Sdは、いずれもHighレベルとなる。このため、ゲート回路113の出力信号SeはHighレベルとなり、逓倍回路107の逓倍数が通常どおりの64倍となり、出力される駆動パルス信号VG1〜VG4の周波数は設定値どおりとなる。
Next, the operation and effect of the above configuration will be described.
When the input voltage between the AC power supply lines L1 and L2 is less than 220V and the inverter current flowing through the
続いて、入力電圧が上昇して220V以上になると、コンパレータ111の出力信号ScがLowレベルに転じる。このため、ゲート回路113の出力信号SeがLowレベルに転じ、逓倍回路107の逓倍数128倍に変更される。これにより、出力される駆動パルス信号VG1〜VG4の周波数が設定値よりも高くなる。なお、この状態は、入力電圧が220V未満となるか、あるいは240V以上になるまで継続される。
Subsequently, when the input voltage rises to 220 V or higher, the output signal Sc of the
また、インバータ電流が上昇して90A以上になると、コンパレータ112の出力信号SdがLowレベルに転じる。このため、ゲート回路113の出力信号SeがLowレベルに転じ、上記した入力電圧が上昇して220V以上になった場合と同様の状態となる。なお、この状態は、インバータ電流が90A未満になるか、あるいは100A以上になるまで継続される。このように駆動パルス信号VG1〜VG4の周波数を設定値よりも高く変化させることで、入力電力(加熱電力)が低下することになる。
Further, when the inverter current increases to 90 A or more, the output signal Sd of the
続いて、入力電圧がさらに上昇して240V以上になると、コンパレータ108の出力信号SaがLowレベルに転じる。このため、ゲート回路110から、Lowレベルの信号(0Vに固定された信号)が出力される状態(出力禁止状態)となる。また、インバータ電流がさらに上昇して100A以上になると、コンパレータ109の出力信号SbがLowレベルに転じる。このため、ゲート回路110から、Lowレベルの信号が出力される状態(出力禁止状態)となる。このようにゲート回路110からLowレベルの信号が出力されると、第1〜第4のトランジスタ18〜21が直ちにオフされ、インバータ3の駆動が停止される。
Subsequently, when the input voltage further increases to 240 V or more, the output signal Sa of the
以上説明したように、本実施形態のインバータ駆動パルス生成部102は、交流電源線L1、L2間の入力電圧が第2の異常値(240V)以上に上昇するか、あるいは、インバータ3に流れるインバータ電流が第2の異常値(100A)以上に上昇すると、駆動パルス信号VG1〜VG4の出力を停止する出力制御回路105を備えている。このような構成によれば、例えば雷サージの影響や交流電源11の電圧変動の影響などにより入力電圧が急激に上昇した場合、あるいは、いわゆる鍋はずし、鍋ずらし、鍋浮きなどにより誘導加熱コイル27のインダクタンスが急激に変化した場合に第1〜第4のトランジスタ18〜21が直ちにオフされてインバータ3の駆動が停止される。従って、入力電圧の上昇、あるいは、誘導加熱コイル27のインダクタンスの変化に伴い入力電力が急激に上昇して第1〜第4のトランジスタ18〜21が故障してしまう事態を未然に防止できる。
As described above, the inverter drive
また、入力電圧の上昇あるいはインダクタンスの変化に伴う入力電力の変化は、被加熱物31としてアルミニウム製鍋などQの値が高いものを用いる場合に、一層急激なものとなる。本実施形態のインバータ駆動パルス生成部102は、入力電圧あるいはインバータ電流の異常を検出すると直ちにインバータ駆動パルス信号VG1〜VG4の出力を停止(禁止)させるので、上記急激な入力電力の変化に追従してインバータ3の駆動を停止させることができる。
Moreover, the change of the input power accompanying the increase of the input voltage or the change of the inductance becomes even more rapid when an object having a high Q value such as an aluminum pan is used as the article to be heated 31. Since the inverter
インバータ3の駆動を停止させると、その後にインバータ3の駆動が再開されるまでには、再度負荷判定を行う必要があるなどの理由からある程度の時間を要してしまう。このため、本実施形態では、即座にインバータ3の故障に繋がらない程度の入力電力の上昇については以下のようにして第1〜第4のトランジスタ18〜21の保護を図るようにしている。
When the drive of the
すなわち、インバータ駆動パルス生成部102は、入力電圧が第1の異常値(220V)以上に上昇するか、あるいは、インバータ電流が第1の異常値(90A)以上に上昇すると、逓倍回路107の逓倍数を通常よりも大きくする逓倍数切換回路106を備えている。このような構成によれば、第1〜第4のトランジスタ18〜21が即座に故障することがない程度に入力電圧およびインバータ電流が上昇した場合には、駆動パルス信号VG1〜VG4の周波数が設定値よりも高くなり入力電力が低下される。従って、インバータ3の駆動を停止することなく、第1〜第4のトランジスタ18〜21の保護を図ることができる。
That is, the inverter drive
出力制御回路105は、コンパレータ108、109と、駆動パルス信号VG1〜VG4の出力経路に介在するゲート回路110とにより構成されている。また、逓倍数切換回路106は、コンパレータ111、112と、ゲート回路113とにより構成されている。すなわち、出力制御回路105および逓倍数切換回路106は、デジタル回路として構成される。これにより、これらの回路をASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA、PLDなどにより構成することが可能となり、回路構成を簡素化できるとともに基板面積の削減や部品点数の削減などの効果が得られる。
The
(その他の実施形態)
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
駆動パルス信号VG1〜VG4は、上記各実施形態において示した波形に限らない。すなわち、インバータ3の駆動方式は、上記各実施形態において示したスイッチング周波数を共振電流の周波数の1/4で済ますことができる方式に限らない。例えば、スイッチング周波数を共振電流の周波数の1/2で済ますことができる方式であってもよい。また、スイッチング周波数を共振電流と同じにする方式であってもよい。さらに、これらの方式を切り替えることが可能な構成としてもよい。その場合、高い周波数での加熱を必要とするアルミニウム系材質の被加熱物31を加熱する際には、スイッチング周波数を共振電流の周波数よりも低い周波数で済ますことのできる方式で駆動し、鉄系材質のような20kHz前後の低い周波数でも十分高い効率で加熱できる被加熱物31を加熱する際には、スイッチング周波数を共振電流の周波数と同じにする方式で駆動するように構成するとよい。
被加熱物31の材質が鉄系である場合には、逓倍回路43の逓倍数を小さくし、被加熱物31の材質がアルミニウム系である場合には、逓倍回路43の逓倍数を大きくするように構成してもよい。この場合、インバータ駆動パルス生成部25から出力される駆動パルス信号VG1〜VG4の周波数、つまりインバータ3のスイッチング周波数が変化しないように、逓倍数の変更に応じてベースクロック信号の周波数を変更すればよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
The drive pulse signals VG1 to VG4 are not limited to the waveforms shown in the above embodiments. That is, the drive system of the
When the material of the article to be heated 31 is iron-based, the multiplication number of the
被加熱物31の材質が鉄系など透磁率が高いものである場合には、加熱周波数の制御範囲を、例えば20kHz〜100kHzのように広くとることがある。その場合における制御範囲内の周波数の最小値と最大値との比は5となる。これに対し、逓倍回路43のVCO48の電圧−周波数変換のダイナミックレンジは通常は約2〜3程度である。このため、逓倍数(分周器50の分周比)を固定すると、上記周波数制御範囲を実現できない。このような問題を解消するために、鉄系材質の被加熱物31を加熱する際において、逓倍回路43の分周器50の分周比を途中で変更する構成としてもよい。その場合、分周比を切り替えるときには加熱動作を一旦停止するとよい。そうすれば、加熱動作中にインバータ3の駆動周波数が急激に変化することがなくなるため、インバータ3の故障を未然に防止できる。
第2の実施形態においては、上記した分周器50の分周比を途中で変更する構成に代えて、分周回路73の分周比を途中で変更する構成としてもよい。または、高い周波数範囲では、逓倍クロック信号を分周回路73を通さずに波形生成回路44に与え、低い周波数範囲では、逓倍クロック信号を分周回路73により分周した分周クロック信号を波形生成回路44に与える構成としてもよい。上述した各構成を採用すれば、加熱周波数の制御範囲を広くとることが可能となる。
When the material of the object to be heated 31 is a material having high magnetic permeability such as iron, the heating frequency control range may be wide, for example, 20 kHz to 100 kHz. In this case, the ratio between the minimum value and the maximum value of the frequency within the control range is 5. On the other hand, the dynamic range of voltage-frequency conversion of the
In the second embodiment, instead of the configuration in which the frequency dividing ratio of the
制御回路5は、基準クロックを分周してベースクロック信号を生成するベースクロック生成部34としての機能を備えていればよく、例えば、DSP(Digital Signal Processor)により構成してもよい。インバータ駆動パルス生成部25からベースクロック信号よりも高い、好ましくはベースクロック信号の2倍以上の周波数の駆動パルス信号VG1〜VG4が出力されるのであれば、逓倍回路43の逓倍数は適宜変更可能である。すなわち、逓倍回路43は、ベースクロック信号をn倍(nは整数)に逓倍するものであればよい。また、逓倍回路43、72、92は、図3に示す回路構成に限らずともよい。
波形生成回路44は、逓倍クロック信号に基づいて駆動パルス信号VG1’〜VG4’を生成するものであればよく、図4に示す回路構成に限らずともよい。
デッドタイム可変回路45は、駆動パルス信号VG1’〜VG4’の立ち上がりタイミングを変更して駆動パルス信号VG1〜VG4として出力するものであればよく、図6の回路構成に限らずともよい。デッドタイム可変回路74、93は、逓倍クロック信号に同期した動作によりデッドタイムを設定する構成であればよく、図11の回路構成に限らずともよい。例えば、逓倍クロック信号をカウントするカウンタを設け、そのカウンタの出力信号と、駆動パルス信号VG1’〜VG4’とを用いてデッドタイムを設定した駆動パルス信号VG1〜VG4を生成する構成でもよい。また、デッドタイム可変回路は、デッドタイムを3段階以上に切り替え可能なものでもよいし、デッドタイムの切り替え機能が無いものでもよい。さらには、デッドタイム可変回路は、必要に応じて設ければよい。
The
The
The dead
第4の実施形態において、出力制御回路105のゲート回路110は、駆動パルス信号VG1〜VG4のそれぞれに対応して設けていた。すなわち、出力制御回路105は、インバータ3の上アームを構成する第1、第3のトランジスタ18、20および下アームを構成する第2、第4のトランジスタ19、21の駆動を同時に停止させるようになっていた。このように上下アームを同時に停止させる構成では、インバータ3における共振状態を急に止めることになり、上下アームの停止直後に鍋等から異音が発生することがある。この対策として、出力制御回路105のゲート回路110は、駆動パルス信号VG1、VG3にのみ対応して設けてもよい。このように構成すれば、出力制御回路105は、インバータ3の上アームを構成する第1、第3のトランジスタ18、20を駆動するための駆動パルス信号VG1、VG3の出力のみを停止することになる。これにより、上アームのみが停止された直後は、インバータ3において最低限の共振状態が維持された状態となるので、上記異音の発生を防止することができる。また、このように構成する場合、上アームを停止させてから、共振状態が十分に減衰する所定期間(例えば交流電源周期の半周期程度)経過後に下アームを停止させるようにインバータ3を制御すればよい。
In the fourth embodiment, the
出力制御回路105は、コンパレータ108、109のいずれか一方のみを備えた構成としてもよい。すなわち、出力制御回路105は、入力電圧の異常またはインバータ電流の異常のうち、いずれか一方のみを検出して駆動パルス信号VG1〜VG4の出力を停止する構成でもよい。また、逓倍数切換回路106は、コンパレータ111、112のいずれか一方のみを備えた構成としてもよい。すなわち、逓倍数切換回路106は、入力電圧の異常またはインバータ電流の異常のうち、いずれか一方のみを検出して逓倍回路107の逓倍数を変更する構成としてもよい。
逓倍数切換回路106は、必要に応じて設ければよい。
出力制御回路105は、入力電圧またはインバータ電流の異常に応じて駆動パルス信号VG1〜VG4の出力を停止する構成であればよく、図16の回路構成に限らずともよい。逓倍数切換回路106は、入力電圧またはインバータ電流の異常に応じて逓倍回路107の逓倍数を切り換える構成であればよく、図16の回路構成に限らずともよい。
The
The multiplication
The
図面中、1、101は誘導加熱調理器、2は直流電源回路、3はインバータ、4は共振回路、9は制御手段、18〜21は第1〜第4のトランジスタ(スイッチング素子)、27は誘導加熱コイル、28、29は共振コンデンサ、31は被加熱物、33は負荷判定部(材質判定手段)、34はベースクロック生成部(クロック信号生成回路)、43、72、107は逓倍回路、44は波形生成回路(駆動信号生成回路)、45、74、93はデッドタイム可変回路、73は分周回路、77はシフトレジスタ、92は逓倍回路(クロック逓倍回路)、103は入力電圧検出回路(入力電圧検出手段)、104はインバータ電流検出回路(インバータ電流検出手段)、105は出力制御回路(出力停止手段)、106は逓倍数切換回路(逓倍数切換手段)、110はゲート回路を示す。 In the drawings, 1 and 101 are induction heating cookers, 2 is a DC power supply circuit, 3 is an inverter, 4 is a resonance circuit, 9 is control means, 18 to 21 are first to fourth transistors (switching elements), and 27 is Induction heating coil, 28 and 29 are resonance capacitors, 31 is an object to be heated, 33 is a load determination unit (material determination unit), 34 is a base clock generation unit (clock signal generation circuit), 43, 72 and 107 are multiplication circuits, 44 is a waveform generation circuit (drive signal generation circuit), 45, 74, and 93 are dead time variable circuits, 73 is a frequency divider, 77 is a shift register, 92 is a multiplier (clock multiplier), and 103 is an input voltage detector. (Input voltage detection means), 104 is an inverter current detection circuit (inverter current detection means), 105 is an output control circuit (output stop means), 106 is a multiplication number switching circuit (multiplication number cut-off) Means), 110 denotes a gate circuit.
Claims (15)
被加熱物を誘導加熱するための誘導加熱コイルおよび共振コンデンサからなる共振回路と、
複数のスイッチング素子を含んで構成され、前記直流電源回路から出力される直流電圧を高周波電圧に変換して前記共振回路に供給するインバータと、
前記インバータのスイッチング動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
基準クロック信号を分周してベースクロック信号を生成するクロック信号生成回路と、
前記ベースクロック信号を逓倍した逓倍クロック信号を生成する逓倍回路と、
前記逓倍クロック信号に基づいて前記複数のスイッチング素子をそれぞれ駆動するための複数の駆動信号を生成する駆動信号生成回路とを備えていることを特徴とする誘導加熱調理器。 A DC power supply circuit;
A resonance circuit including an induction heating coil and a resonance capacitor for induction heating of an object to be heated;
An inverter that includes a plurality of switching elements, and converts the DC voltage output from the DC power supply circuit into a high-frequency voltage and supplies the high-frequency voltage to the resonance circuit;
Control means for controlling the switching operation of the inverter,
The control means includes
A clock signal generation circuit that divides a reference clock signal to generate a base clock signal;
A multiplier circuit for generating a multiplied clock signal obtained by multiplying the base clock signal;
An induction heating cooker, comprising: a drive signal generation circuit that generates a plurality of drive signals for driving the plurality of switching elements based on the multiplied clock signal.
前記クロック信号生成回路は、マイクロコンピュータにより構成されていることを特徴とする誘導加熱調理器。 The induction heating cooker according to claim 1,
The induction heating cooker, wherein the clock signal generation circuit is constituted by a microcomputer.
前記ベースクロック信号は、50%のデューティを持つ信号であることを特徴とする誘導加熱調理器。 The induction heating cooker according to claim 1 or 2,
The induction heating cooker, wherein the base clock signal is a signal having a duty of 50%.
前記インバータは、2つのスイッチング素子が直列に接続されたアームを備え、
入力電力が小さいほど、前記アームの2つのスイッチング素子が同時にオフとなるデッドタイムが長くなるように、前記複数の駆動信号を変更するデッドタイム可変回路を備えていることを特徴とする誘導加熱調理器。 In the induction heating cooker according to any one of claims 1 to 3,
The inverter includes an arm having two switching elements connected in series,
Induction heating cooking characterized by comprising a dead time variable circuit for changing the plurality of drive signals so that the dead time during which the two switching elements of the arm are simultaneously turned off becomes longer as the input power is smaller vessel.
前記デットタイム可変回路は、前記逓倍クロック信号に同期した動作により前記デットタイムを設定することを特徴とする誘導加熱調理器。 The induction heating cooker according to claim 4,
The induction heating cooker, wherein the dead time variable circuit sets the dead time by an operation synchronized with the multiplied clock signal.
前記デッドタイム可変回路は、前記逓倍クロック信号に同期して動作するシフトレジスタを含んで構成され、前記駆動信号を前記シフトレジスタを通して遅延させた信号を用いて前記デッドタイムを設定することを特徴とする誘導加熱調理器。 The induction heating cooker according to claim 5,
The variable dead time circuit includes a shift register that operates in synchronization with the multiplied clock signal, and the dead time is set using a signal obtained by delaying the drive signal through the shift register. Induction heating cooker.
前記逓倍クロック信号を分周する分周回路を備え、
前記駆動信号生成回路は、前記分周回路の出力信号を用いて前記駆動信号を生成し、
前記シフトレジスタは、動作クロックとして前記逓倍クロック信号を用いることを特徴とする誘導加熱調理器。 The induction heating cooker according to claim 6,
A frequency dividing circuit for frequency-dividing the multiplied clock signal;
The drive signal generation circuit generates the drive signal using an output signal of the frequency divider circuit,
The induction cooker, wherein the shift register uses the multiplied clock signal as an operation clock.
前記逓倍クロック信号を逓倍するクロック逓倍回路を備え、
前記駆動信号生成回路は、前記逓倍クロック信号を用いて前記駆動信号を生成し、
前記シフトレジスタは、動作クロックとして前記クロック逓倍回路の出力信号を用いることを特徴とする誘導加熱調理器。 The induction heating cooker according to claim 6,
A clock multiplication circuit for multiplying the multiplied clock signal;
The drive signal generation circuit generates the drive signal using the multiplied clock signal,
The shift register uses an output signal of the clock multiplication circuit as an operation clock.
前記デッドタイム可変回路は、前記駆動信号の立ち上がりタイミングを変更してデッドタイムを設定することを特徴とする誘導加熱調理器。 In the induction heating cooker according to any one of claims 4 to 8,
The induction heating cooking device, wherein the dead time variable circuit sets a dead time by changing a rising timing of the drive signal.
前記被加熱物の材質を判定する材質判定手段を備え、
前記材質判定手段により前記被加熱物の材質が低透磁率の金属であると判定された場合、前記逓倍回路の逓倍数を大きくすることを特徴とする誘導加熱調理器。 The induction heating cooker according to any one of claims 1 to 9,
Comprising a material judging means for judging the material of the object to be heated;
An induction heating cooker characterized in that when the material determining means determines that the material of the object to be heated is a low magnetic permeability metal, the multiplication number of the multiplication circuit is increased.
前記直流電源回路に入力される入力電圧を検出し、その検出値を出力する入力電圧検出手段と、
前記検出値が第1のしきい値以上になると、前記駆動信号の出力を停止させる出力停止手段とを備えていることを特徴とする誘導加熱調理器。 In the induction heating cooker according to any one of claims 1 to 10,
Input voltage detection means for detecting an input voltage input to the DC power supply circuit and outputting the detected value;
An induction heating cooker comprising: output stop means for stopping output of the drive signal when the detected value is equal to or greater than a first threshold value.
前記インバータに流れるインバータ電流を検出し、その検出値を出力するインバータ電流検出手段と、
前記検出値が第1のしきい値以上になると、駆動信号の出力を停止させる出力停止手段とを備えていることを特徴とする誘導加熱調理器。 The induction heating cooker according to any one of claims 1 to 11,
Inverter current detection means for detecting the inverter current flowing through the inverter and outputting the detected value;
An induction heating cooker comprising: output stop means for stopping output of a drive signal when the detected value is equal to or greater than a first threshold value.
前記出力停止手段は、前記駆動信号の出力経路に介在して設けられたゲート回路を含んで構成されていることを特徴とする誘導加熱調理器。 The induction heating cooker according to claim 11 or 12,
The induction heating cooker characterized in that the output stop means includes a gate circuit provided in an output path of the drive signal.
前記検出値が前記第1のしきい値よりも低い第2のしきい値以上になると、前記逓倍回路の逓倍数を大きくする逓倍数切換手段を備えていることを特徴とする誘導加熱調理器。 The induction heating cooker according to any one of claims 11 to 13,
An induction heating cooker comprising a multiplication number switching means for increasing a multiplication number of the multiplication circuit when the detected value is equal to or higher than a second threshold value lower than the first threshold value. .
前記インバータは、2つのスイッチング素子が直列に接続されたアームを備え、
前記駆動停止手段は、前記アームのうち上側のアームを駆動するための前記駆動信号の出力のみを停止することを特徴とする誘導加熱調理器。 In the induction heating cooker according to any one of claims 11 to 14,
The inverter includes an arm having two switching elements connected in series,
The induction heating cooker, wherein the drive stop means stops only the output of the drive signal for driving the upper arm of the arms.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009268744A JP2011065976A (en) | 2009-06-09 | 2009-11-26 | Induction heating cooker |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009138171 | 2009-06-09 | ||
JP2009191986 | 2009-08-21 | ||
JP2009268744A JP2011065976A (en) | 2009-06-09 | 2009-11-26 | Induction heating cooker |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011065976A true JP2011065976A (en) | 2011-03-31 |
Family
ID=43952001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009268744A Pending JP2011065976A (en) | 2009-06-09 | 2009-11-26 | Induction heating cooker |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011065976A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103024980A (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-03 | 日立空调·家用电器株式会社 | A LED lighting device |
JP2015216081A (en) * | 2014-05-13 | 2015-12-03 | 富士電機株式会社 | Induction heating apparatus |
CN112368923A (en) * | 2018-07-04 | 2021-02-12 | 莫莱克斯Cvs达本多夫有限责任公司 | Method for operating an electric circuit for generating an electromagnetic field and electric circuit |
-
2009
- 2009-11-26 JP JP2009268744A patent/JP2011065976A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103024980A (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-03 | 日立空调·家用电器株式会社 | A LED lighting device |
JP2013065487A (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Hitachi Appliances Inc | Led lighting device |
CN103024980B (en) * | 2011-09-20 | 2015-12-16 | 日立空调·家用电器株式会社 | LED lamp device |
JP2015216081A (en) * | 2014-05-13 | 2015-12-03 | 富士電機株式会社 | Induction heating apparatus |
CN112368923A (en) * | 2018-07-04 | 2021-02-12 | 莫莱克斯Cvs达本多夫有限责任公司 | Method for operating an electric circuit for generating an electromagnetic field and electric circuit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5727472B2 (en) | Digitally controlled power converter for cookware | |
AU2013203402B2 (en) | Converter control device and air conditioner including converter control device | |
US8901466B2 (en) | Induction heating device and associated operating and saucepan detection method | |
JP4748356B2 (en) | Induction heating device | |
US9467048B2 (en) | Voltage generator | |
US9313830B2 (en) | Induction heating cooker and control circuit therefor | |
JP2004185909A (en) | Induction heating cooker | |
JP2011065976A (en) | Induction heating cooker | |
JP2010218782A (en) | Electromagnetic induction heating device | |
JP2013125066A (en) | Induction heating fixing device and image forming device | |
JP2011181325A (en) | Induction heating cooker | |
KR100692634B1 (en) | Driving circuit for induction heating device and the driving method thereof | |
JP2015204213A (en) | Induction heating apparatus | |
CN112449451B (en) | Induction cooker and operation method thereof | |
JP6154216B2 (en) | Control circuit for inverter circuit, inverter device provided with this control circuit, induction heating device provided with this inverter device, and control method | |
KR102201065B1 (en) | Cooker performing resonance frequency tracking and Operating method thereof | |
JP3799329B2 (en) | Induction heating cooker | |
JP2001297862A (en) | Induction heating power supply | |
US11233446B2 (en) | Method for discharging capacitor of resonant power conversion apparatus at initiating operation and resonant power conversion apparatus thereof | |
CN111246611B (en) | Electromagnetic heating cooking utensil | |
US11569729B2 (en) | Circuit for detecting failure of zero voltage switching | |
JP5340026B2 (en) | Induction heating cooker | |
JP2012099347A (en) | Induction heating cooker | |
KR20240030928A (en) | Induction heating device and control method of the induction heating device | |
JP2001076861A (en) | Cooking appliance |