JP2013012308A - Induction heating apparatus - Google Patents

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洋一 黒瀬
Shinsuke Sasaki
晋介 佐々木
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武 北泉
Masato Sano
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an induction heating apparatus which can set a plurality of patterns of a ratio of an electric power supplied from a plurality of heating coils to heating objects by an easy and inexpensive configuration and control of an inverter circuit.SOLUTION: An induction heating apparatus comprises an inverter circuit 40 to which two resonance circuits are connected in parallel. The resonance circuits respectively include a first heating coil 48 provided on an inner side and a second heating coil 49 provided on an outer side to which resonance capacitors are connected in parallel, respectively. Between a resonance frequency of a first resonance circuit 56 including the first heating coil and a first resonance capacitor 50 connected to the first heating coil in series, and a resonance frequency of a second resonance circuit 57 including the second heating coil and a second resonance capacitor 51 connected to the second heating coil in series, switching means 60 is connected in series between the resonance circuit having a higher resonance frequency and the inverter circuit. An operation frequency of the inverter circuit and switching of the switching means are controlled depending on a set heating pattern.

Description

本発明は、誘導加熱調理器をはじめとする複数の加熱コイルを用いて1つの被加熱物を誘導加熱する装置であって、特に、誘導加熱装置の回路構成および制御方法に関するものである。   The present invention relates to an apparatus for induction heating an object to be heated using a plurality of heating coils including an induction heating cooker, and particularly relates to a circuit configuration and a control method of the induction heating apparatus.

従来、この種の誘導加熱装置において、加熱コイルと共振コンデンサで構成された2つの共振回路を同一のインバータ回路に接続し、それぞれの共振回路は互いに異なった共振周波数を有するものがある(例えば、特許文献1参照)。図7はこの誘導加熱装置における内側共振回路と外側共振回路のそれぞれの周波数インピーダンス特性を示した特性図である。   Conventionally, in this type of induction heating device, there are some which connect two resonance circuits composed of a heating coil and a resonance capacitor to the same inverter circuit, and each resonance circuit has a different resonance frequency (for example, Patent Document 1). FIG. 7 is a characteristic diagram showing frequency impedance characteristics of the inner resonance circuit and the outer resonance circuit in this induction heating apparatus.

この誘導加熱装置は、それぞれの共振回路に含まれる加熱コイルから被加熱物に供給する電力の比率に応じた周波数でインバータ回路を動作させることによって、加熱電力の比率を可変することができる。   This induction heating device can vary the ratio of the heating power by operating the inverter circuit at a frequency corresponding to the ratio of the power supplied from the heating coil included in each resonance circuit to the object to be heated.

例えば、内側共振回路と外側共振回路のインピーダンスが略一致するところは図7中のA領域の周波数範囲であり、このA領域の周波数でインバータ回路を動作することにより、内側共振回路と外側共振回路には略同じ電流が供給される。これにより、結果的に内側加熱コイルと外側加熱コイルに供給される電力は略同一の値となり、加熱領域全面が略一様に加熱される。   For example, the impedances of the inner resonance circuit and the outer resonance circuit substantially coincide with each other in the frequency range of the A region in FIG. 7, and the inner resonance circuit and the outer resonance circuit are operated by operating the inverter circuit at the frequency of the A region. Are supplied with substantially the same current. As a result, the electric power supplied to the inner heating coil and the outer heating coil becomes substantially the same value, and the entire heating area is heated substantially uniformly.

また、図7中のB領域の周波数範囲においては、外側共振回路のインピーダンスが内側共振回路のインピーダンスに比べて高くなる。このB領域の周波数でインバータ回路を動作することにより、外側共振回路には電流がほとんど供給されない状態になる。つまり、内側加熱コイルに供給される電流は外側加熱コイルに供給される電流に対して多くなり、結果として、B領域の周波数範囲では被加熱物の内側を被加熱物の外側に対して多く加熱する。   Further, in the frequency range of region B in FIG. 7, the impedance of the outer resonance circuit is higher than the impedance of the inner resonance circuit. By operating the inverter circuit at the frequency in the region B, almost no current is supplied to the outer resonance circuit. That is, the current supplied to the inner heating coil is larger than the current supplied to the outer heating coil, and as a result, the inside of the object to be heated is heated more than the outside of the object to be heated in the frequency range of the B region. To do.

特開2001−353063号公報JP 2001-353063 A

しかしながら、前記従来の構成では、内側加熱コイルと外側加熱コイルに供給される電力を略一致させるか、内側加熱コイルに供給される電力を外側加熱コイルに供給される電力に比較して多くするかの2つの加熱パターンを実現することができるものであるが、外側加熱コイルに供給される電力を内側加熱コイルに供給される電力に比較して多くする加熱パターンを有していない。例えば、炊飯性能を高めるためには、炊飯工程または炊飯量に応じた最適な加熱パターンが存在し、その加熱パターンの中には、外側加熱コイルに供給される電力を内側加熱コイルに供給される電力に比較して多くする加熱パターンも必要とされるため、前記従来の構成では炊飯性能を高めきれなかった。   However, in the conventional configuration, whether the power supplied to the inner heating coil and the outer heating coil is substantially the same, or whether the power supplied to the inner heating coil is larger than the power supplied to the outer heating coil. However, it does not have a heating pattern that increases the power supplied to the outer heating coil as compared with the power supplied to the inner heating coil. For example, in order to improve the rice cooking performance, there is an optimum heating pattern according to the rice cooking process or the amount of rice cooking, and the power supplied to the outer heating coil is supplied to the inner heating coil in the heating pattern. Since the heating pattern which increases compared with electric power is also required, the rice cooking performance was not able to be improved with the said conventional structure.

また、先行技術文献に記載した特許文献1内には、内側加熱コイルと外側加熱コイルに供給される電力を略一致させるか、外側加熱コイルに供給される電力を内側加熱コイルに供給される電力に比較して多くする2つの加熱パターンを実現することも提案されている
が、この場合においては、内側加熱コイルに供給される電力を外側加熱コイルに供給される電力に比較して多くする加熱パターンを有していないため、上記と同様に3つの加熱パターンを実現することができなかった。
Further, in Patent Document 1 described in the prior art document, the electric power supplied to the inner heating coil and the outer heating coil is substantially matched, or the electric power supplied to the outer heating coil is the electric power supplied to the inner heating coil. It has also been proposed to realize two heating patterns that are greater than those of the heating coil, but in this case, heating that increases the power supplied to the inner heating coil compared to the power supplied to the outer heating coil. Since it has no pattern, three heating patterns could not be realized as described above.

3つの加熱パターンを実現するために、内側加熱コイルと外側加熱コイルのそれぞれにインバータ回路を接続し、それぞれの加熱コイルに供給する電力を独立に制御する手段が考えられるが、この手段ではインバータ回路を構成する部品点数が多くなり、安価に3つの加熱パターンを実現することができなかった。   In order to realize the three heating patterns, an inverter circuit is connected to each of the inner heating coil and the outer heating coil, and means for independently controlling the power supplied to each heating coil can be considered. The number of parts that constitutes a large number, and three heating patterns could not be realized at low cost.

また、共振回路の数あるいは加熱コイルの数と同数の切替手段をそれぞれに接続し、電力を供給したい共振回路あるいは加熱コイルに接続された切替手段を選択的に導通させて3つの加熱パターンを実現する方法では、多数の切替手段が必要で安価に回路を構成することができなかったことに加え、切替手段の数に応じた切替手段搭載スペースが回路基板上に必要で、そのため回路基板を小型化することができなかった。   Also, three heating patterns are realized by connecting the same number of switching means as the number of resonance circuits or heating coils, and selectively conducting the switching means connected to the resonance circuits or heating coils to which power is to be supplied. In addition to the fact that a large number of switching means were required and the circuit could not be constructed at low cost, a switching means mounting space corresponding to the number of switching means was required on the circuit board, and thus the circuit board was made compact. Could not be converted.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、内側加熱コイルと外側加熱コイルに供給される電力を略一致させるか、内側加熱コイルに供給される電力を外側加熱コイルに供給される電力に比較して多くするか、逆に外側加熱コイルに供給される電力を内側加熱コイルに供給される電力に比較して多くするかの合計3つの加熱パターンを安価に実現することができる誘導加熱装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and substantially matches the power supplied to the inner heating coil and the outer heating coil, or changes the power supplied to the inner heating coil to the power supplied to the outer heating coil. Induction heating apparatus capable of realizing a total of three heating patterns at a low cost, that is, a larger number compared with the power supplied to the outer heating coil or a larger amount compared to the power supplied to the inner heating coil. The purpose is to provide.

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱装置は、加熱領域の内側に設けられた第1の加熱コイルとその第1の加熱コイルと略同心状で第1の加熱コイルの外側に設けられた第2の加熱コイルのそれぞれに共振コンデンサを直列接続してなる2つの共振回路と、電源に接続され電源の出力を設定された周波数の交流に変換して2つの共振回路を並列接続した共振回路部に出力するインバータ回路と、共振回路とインバータ回路を電気的に開閉する切替手段と、インバータ回路に駆動信号を供給してインバータ回路の動作を制御するとともに切替手段を任意に切替制御する制御手段とを備え、第1の加熱コイルとその第1の加熱コイルに直列接続された第1の共振コンデンサからなる第1の共振回路の共振周波数と、第2の加熱コイルとその第2の加熱コイルに直列接続された第2の共振コンデンサからなる第2の共振回路の共振周波数は異なるように設定し、第1の共振回路の共振周波数と第2の共振回路の共振周波数のうち、共振周波数が高い側の共振回路とインバータ回路の間には切替手段を直列接続し、設定した加熱パターンに応じてインバータ回路の動作周波数および切替手段の開閉を制御するものである。   In order to solve the above-described conventional problems, an induction heating apparatus according to the present invention includes a first heating coil provided inside a heating region and a first heating coil that is substantially concentric with the first heating coil and outside the first heating coil. Two resonance circuits in which a resonance capacitor is connected in series to each of the second heating coils provided in, and two resonance circuits connected in parallel and converting the output of the power supply into alternating current of a set frequency. An inverter circuit that outputs to the connected resonance circuit section, a switching means that electrically opens and closes the resonance circuit and the inverter circuit, a drive signal is supplied to the inverter circuit to control the operation of the inverter circuit, and the switching means is arbitrarily switched A control means for controlling, a resonance frequency of a first resonance circuit comprising a first heating coil and a first resonance capacitor connected in series to the first heating coil, and a second heating coil. And the second resonant circuit composed of the second resonant capacitor connected in series to the second heating coil are set to be different from each other, and the resonant frequency of the first resonant circuit and the resonant frequency of the second resonant circuit are set. Among the frequencies, switching means is connected in series between the resonance circuit having a higher resonance frequency and the inverter circuit, and the operation frequency of the inverter circuit and the opening / closing of the switching means are controlled according to the set heating pattern.

これによって、共振周波数が高い側の共振回路内の加熱コイルと共振周波数が低い側の共振回路内の加熱コイルに供給される電力を略一致させるか、または共振周波数が高い側の共振回路内の加熱コイルに供給される電力を共振周波数が低い側の共振回路内の加熱コイルに供給される電力に比較して多くする場合においては、切替手段を閉じて(オンして)共振回路とインバータ回路を導通した状態でインバータ回路の動作周波数を変化して2つの加熱パターンを実現し、共振周波数が低い側の共振回路内の加熱コイルのみに電力を供給する場合においては、切替手段を開けて(オフして)共振回路をインバータ回路から切断することによって、合計3つの加熱パターンを実現することができる。   Accordingly, the power supplied to the heating coil in the resonance circuit on the higher resonance frequency side and the heating coil in the resonance circuit on the lower resonance frequency side are substantially matched, or the heating coil in the resonance circuit on the higher resonance frequency side is matched. When the power supplied to the heating coil is increased as compared with the power supplied to the heating coil in the resonance circuit on the low resonance frequency side, the switching means is closed (turned on) and the resonance circuit and the inverter circuit When the two operating patterns are realized by changing the operating frequency of the inverter circuit in a state in which the power is connected, and power is supplied only to the heating coil in the resonance circuit on the low resonance frequency side, the switching means is opened ( By disconnecting the resonant circuit from the inverter circuit (off), a total of three heating patterns can be realized.

本発明の誘導加熱装置は、2つの加熱コイルに略同一の電力を供給する場合と、いずれか一方の加熱コイルに多くの電力を供給する場合の合計3つの加熱パターンを容易で安価な構成で実現することにより、例えば炊飯器に本誘導加熱装置を適用し、炊飯工程または炊飯量に応じて最適な加熱パターンで炊飯することで、炊飯性能を高めて美味しいご飯を
炊くことができる。
The induction heating device of the present invention has a total of three heating patterns with an easy and inexpensive configuration when supplying substantially the same power to two heating coils and when supplying a large amount of power to one of the heating coils. By realizing, for example, this induction heating apparatus is applied to a rice cooker, and rice is cooked with an optimal heating pattern according to the rice cooking process or the amount of rice cooking, so that rice cooking performance can be improved and delicious rice can be cooked.

本発明の実施の形態1における誘導加熱装置のインバータ回路構成図The inverter circuit block diagram of the induction heating apparatus in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1における切替手段導通時の誘導加熱装置のインバータ回路の動作周波数と供給電力の関係を示す特性図The characteristic view which shows the relationship between the operating frequency of the inverter circuit of the induction heating apparatus at the time of the switching means conduction | electrical_connection in Embodiment 1 of this invention, and supply electric power 本発明の実施の形態1における切替手段切断時の誘導加熱装置のインバータ回路の動作周波数と供給電力の関係を示す特性図The characteristic view which shows the relationship between the operating frequency of the inverter circuit of the induction heating apparatus at the time of switching means cutting | disconnection in Embodiment 1 of this invention, and supply electric power 本発明の実施の形態2における誘導加熱装置を適用した炊飯器の炊飯時の経過時間と底温度センサの関係および炊飯工程ごとのインバータ回路の動作領域の関係を示す特性図The characteristic view which shows the relationship between the elapsed time at the time of rice cooking of the rice cooker which applied the induction heating apparatus in Embodiment 2 of this invention, and the bottom temperature sensor, and the relationship of the operation area | region of the inverter circuit for every rice cooking process. 本発明の実施の形態3における誘導加熱装置を適用した誘導加熱調理器の対流モード加熱時の経過時間と各加熱コイルから供給される電力の関係を示す特性図The characteristic view which shows the relationship between the elapsed time at the time of the convection mode heating of the induction heating cooking appliance which applied the induction heating apparatus in Embodiment 3 of this invention, and the electric power supplied from each heating coil 本発明の実施の形態3における誘導加熱装置を適用した誘導加熱調理器の均一モード加熱時の経過時間と各加熱コイルから供給される電力の関係を示す特性図The characteristic view which shows the relationship between the elapsed time at the time of the uniform mode heating of the induction heating cooking appliance which applied the induction heating apparatus in Embodiment 3 of this invention, and the electric power supplied from each heating coil 従来の誘導加熱装置のインバータ回路の動作周波数とインピーダンスの関係を示す特性図A characteristic diagram showing the relationship between the operating frequency and impedance of an inverter circuit of a conventional induction heating device

第1の発明は、加熱領域の内側に設けられた第1の加熱コイルとその第1の加熱コイルと略同心状で第1の加熱コイルの外側に設けられた第2の加熱コイルのそれぞれに共振コンデンサを直列接続してなる2つの共振回路と、電源に接続され電源の出力を設定された周波数の交流に変換して2つの共振回路を並列接続した共振回路部に出力するインバータ回路と、共振回路とインバータ回路を電気的に開閉する切替手段と、インバータ回路に駆動信号を供給してインバータ回路の動作を制御するとともに切替手段を任意に切替制御する制御手段とを備え、第1の加熱コイルとその第1の加熱コイルに直列接続された第1の共振コンデンサからなる第1の共振回路の共振周波数と、第2の加熱コイルとその第2の加熱コイルに直列接続された第2の共振コンデンサからなる第2の共振回路の共振周波数は異なるように設定し、第1の共振回路の共振周波数と第2の共振回路の共振周波数のうち、共振周波数が高い側の共振回路とインバータ回路の間には切替手段を直列接続し、設定した加熱パターンに応じてインバータ回路の動作周波数および切替手段の開閉を制御するものである。   In the first invention, each of the first heating coil provided inside the heating region and the second heating coil provided substantially outside the first heating coil and concentrically with the first heating coil. Two resonant circuits formed by connecting resonant capacitors in series; an inverter circuit that is connected to a power source and converts the output of the power source into alternating current of a set frequency and outputs the two resonant circuits to a resonant circuit unit connected in parallel; A switching means for electrically opening and closing the resonance circuit and the inverter circuit; and a control means for controlling the operation of the inverter circuit by supplying a drive signal to the inverter circuit and controlling the switching means arbitrarily. A resonance frequency of a first resonant circuit comprising a coil and a first resonant capacitor connected in series to the first heating coil; a second heating coil and a second connected in series to the second heating coil; The resonance frequency of the second resonance circuit composed of the resonance capacitor is set to be different from each other, and the resonance circuit and inverter on the higher resonance frequency side of the resonance frequency of the first resonance circuit and the resonance frequency of the second resonance circuit Switching means are connected in series between the circuits, and the operating frequency of the inverter circuit and the opening and closing of the switching means are controlled according to the set heating pattern.

これによって、共振周波数が高い側の共振回路内の加熱コイルと共振周波数が低い側の共振回路内の加熱コイルに供給される電力を略一致させるか、または共振周波数が高い側の共振回路内の加熱コイルに供給される電力を共振周波数が低い側の共振回路内の加熱コイルに供給される電力に比較して多くする場合においては、切替手段をオンして共振回路とインバータ回路を導通した状態でインバータ回路の動作周波数を変化して2つの加熱パターンを実現し、共振周波数が低い側の共振回路内の加熱コイルのみに電力を供給する場合においては、切替手段をオフして共振回路をインバータ回路から切断することによって、合計3つの加熱パターンを実現することができる。   Accordingly, the power supplied to the heating coil in the resonance circuit on the higher resonance frequency side and the heating coil in the resonance circuit on the lower resonance frequency side are substantially matched, or the heating coil in the resonance circuit on the higher resonance frequency side is matched. When the power supplied to the heating coil is increased compared to the power supplied to the heating coil in the resonance circuit on the low resonance frequency side, the switching means is turned on and the resonance circuit and the inverter circuit are connected. In the case where two heating patterns are realized by changing the operating frequency of the inverter circuit and power is supplied only to the heating coil in the resonance circuit on the low resonance frequency side, the switching means is turned off and the resonance circuit is switched to the inverter. By disconnecting from the circuit, a total of three heating patterns can be realized.

第2の発明は、特に、第1の発明において、切替手段によりインバータ回路から共振回路を電気的に切断したときのインバータ回路の動作周波数は、切替手段によりインバータ回路と共振回路を電気的に導通したときのインバータ回路の動作周波数に比較して低くすることにより、切替手段をオフして共振回路をインバータ回路から切断し、共振周波数が低い側の共振回路内の加熱コイルのみに電力を供給する場合において、その供給される電力が、切替手段をオンして共振回路がインバータ回路と導通していて、第1の加熱コイルと第2の加熱コイルに供給される電力を略一致した場合の第1の加熱コイルに供給される電力と第2の加熱コイルに供給される電力の和、あるいは共振周波数が高い側の共振回路
に含まれる加熱コイルに供給される電力を共振周波数が低い側の共振回路に含まれる加熱コイルに供給される電力に比較して多くする場合の第1の加熱コイルに供給される電力と第2の加熱コイルに供給される電力の和と同程度の電力を共振周波数が低い側の共振回路内の加熱コイルに供給することができる。
In the second invention, in particular, in the first invention, the operating frequency of the inverter circuit when the resonance circuit is electrically disconnected from the inverter circuit by the switching means is electrically connected between the inverter circuit and the resonance circuit by the switching means. The switching circuit is turned off by disconnecting the resonant circuit from the inverter circuit by lowering the operating frequency of the inverter circuit at that time, and power is supplied only to the heating coil in the resonant circuit on the lower resonant frequency side. In the case, the supplied power is the first when the switching means is turned on and the resonance circuit is in conduction with the inverter circuit, and the power supplied to the first heating coil and the second heating coil substantially coincides with each other. The sum of the power supplied to the first heating coil and the power supplied to the second heating coil, or the heating coil included in the resonance circuit on the higher resonance frequency side. The power supplied to the first heating coil and the power supplied to the second heating coil in the case where the power to be supplied is increased as compared with the power supplied to the heating coil included in the resonance circuit on the low resonance frequency side. Can be supplied to the heating coil in the resonance circuit on the low resonance frequency side.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における誘導加熱装置のインバータ回路構成図であり、インバータ回路の構成および複数の加熱コイルと共振コンデンサの接続関係を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an inverter circuit configuration diagram of the induction heating apparatus according to the first embodiment of the present invention, and shows a configuration of an inverter circuit and a connection relationship between a plurality of heating coils and a resonant capacitor.

また、図2は、本発明の第1の実施の形態における切替手段が導通しているときの誘導加熱装置のインバータ回路の動作周波数と被加熱物に供給できる最大電力の関係を示す特性図であり、共振回路毎の電力特性を示すものである。   FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the operating frequency of the inverter circuit of the induction heating device and the maximum power that can be supplied to the object to be heated when the switching means in the first embodiment of the present invention is conductive. Yes, it shows the power characteristics of each resonance circuit.

図1において、商用の電源41は交流電源であり、その交流電源を直流電源に変換するためにダイオードブリッジ42が接続されている。ダイオードブリッジ42の出力端には、ダイオードブリッジ42から出力される全波整流された電源を平滑することや、スイッチング素子のスイッチング動作により発生する電磁ノイズを商用の電源41に伝播させないために、第1のフィルタコンデンサ43、フィルタインダクタ44、第2のフィルタコンデンサ45が接続されている。   In FIG. 1, a commercial power source 41 is an AC power source, and a diode bridge 42 is connected to convert the AC power source into a DC power source. In order to smooth the full-wave rectified power source output from the diode bridge 42 and to prevent electromagnetic noise generated by the switching operation of the switching element from propagating to the commercial power source 41 at the output end of the diode bridge 42, A first filter capacitor 43, a filter inductor 44, and a second filter capacitor 45 are connected.

第2のフィルタコンデンサ45の両端(以後、フィルタインダクタ44が接続されている高電位側を正の母線と記載し、もう一方の低電位側を負の母線と記載する)には、逆導通ダイオード54が並列接続された第1のスイッチング素子46と、同様に逆導通ダイオード55が並列接続された第2のスイッチング素子47を電気的に直列接続したものが接続され、インバータ回路40を構成している。   A reverse conducting diode is connected to both ends of the second filter capacitor 45 (hereinafter, the high potential side to which the filter inductor 44 is connected is referred to as a positive bus and the other low potential side is referred to as a negative bus). A first switching element 46 connected in parallel with 54 and a second switching element 47 similarly connected in parallel with a reverse conducting diode 55 are connected in series to form an inverter circuit 40. Yes.

第1のスイッチング素子46と第2のスイッチング素子47の接続点には、第1の加熱コイル48と第1の共振コンデンサ50を直列接続した第1の共振回路56の一端および第2の加熱コイル49と第2の共振コンデンサ51を直列接続した第2の共振回路57の一端が接続されている。そして、第1の共振回路56の他方の端子および第2の共振回路57の他方の端子は負の母線に接続されることでSEPP型と呼ばれる回路構成をベースにした回路構成となる。   At the connection point of the first switching element 46 and the second switching element 47, one end of the first resonance circuit 56 in which the first heating coil 48 and the first resonance capacitor 50 are connected in series and the second heating coil One end of a second resonance circuit 57 in which 49 and the second resonance capacitor 51 are connected in series is connected. Then, the other terminal of the first resonance circuit 56 and the other terminal of the second resonance circuit 57 are connected to the negative bus line, so that a circuit configuration based on a circuit configuration called SEPP type is obtained.

さらに、第1のスイッチング素子46や第2のスイッチング素子47のスイッチング動作によって発生するスイッチング損失や電磁ノイズを低減するために、スナバコンデンサ53が第2のスイッチング素子47と電気的に並列接続されている。   Further, in order to reduce switching loss and electromagnetic noise generated by the switching operation of the first switching element 46 and the second switching element 47, the snubber capacitor 53 is electrically connected in parallel with the second switching element 47. Yes.

また、本実施の形態では、第1の共振回路56の共振周波数は第2の共振回路57の共振周波数よりも高くなるように加熱コイルのインダクタンスや共振コンデンサの静電容量を設定しているため、第1の共振回路56と負の母線の間には、第1の共振回路56とインバータ回路40を電気的に導通するか切断するかを切替える切替手段60を直列接続している。   In the present embodiment, the inductance of the heating coil and the capacitance of the resonance capacitor are set so that the resonance frequency of the first resonance circuit 56 is higher than the resonance frequency of the second resonance circuit 57. A switching means 60 for switching whether the first resonance circuit 56 and the inverter circuit 40 are electrically connected or disconnected is connected in series between the first resonance circuit 56 and the negative bus.

また、炊飯釜や鍋といった被加熱物61の底部には、被加熱物61の温度を検知する温度検知手段62が被加熱物61と接触または非接触で配置されるとともに、その温度検知手段62の検知信号の出力値に基づいて第1のスイッチング素子46および第2のスイッ
チング素子47を駆動制御する制御手段59を有することにより、本実施の形態の誘導加熱装置の回路を構成している。
A temperature detecting means 62 for detecting the temperature of the heated object 61 is arranged in contact with or not in contact with the heated object 61 at the bottom of the heated object 61 such as a rice cooker or a pan. The circuit of the induction heating apparatus according to the present embodiment is configured by including a control unit 59 that drives and controls the first switching element 46 and the second switching element 47 based on the output value of the detection signal.

なお、第1の共振回路56の他方の端子および第2の共振回路57の他方の端子は負の母線でなく、正の母線に接続してもインバータ回路40から共振回路に電力を供給することができる。   In addition, the other terminal of the first resonance circuit 56 and the other terminal of the second resonance circuit 57 are not negative buses, and power is supplied from the inverter circuit 40 to the resonance circuit even when connected to a positive bus. Can do.

さらに、本実施の形態の誘導加熱装置は、スイッチング素子を2つ用いたSEPP型のインバータ回路40に2つの共振回路を接続した回路構成であるが、スイッチング素子を4つ用いたフルブリッジ型のインバータ回路に2つの共振回路を接続した回路構成などでもよい。   Furthermore, the induction heating apparatus of the present embodiment has a circuit configuration in which two resonance circuits are connected to the SEPP type inverter circuit 40 using two switching elements, but is a full bridge type using four switching elements. A circuit configuration in which two resonance circuits are connected to the inverter circuit may be used.

また、本実施の形態の誘導加熱装置は、切替手段60を負の母線と第1の共振回路56の間に接続しているが、第1の共振回路56がインバータ回路40から電気的に切断できる位置に切替手段60が接続されていればどこでもよい。   In the induction heating apparatus of the present embodiment, the switching means 60 is connected between the negative bus and the first resonance circuit 56, but the first resonance circuit 56 is electrically disconnected from the inverter circuit 40. It may be anywhere as long as the switching means 60 is connected to a position where it can be performed.

以上のように構成された誘導加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。   About the induction heating apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.

まず、本実施の形態におけるインバータ回路40の動作を説明する。本実施の形態のインバータ回路40は、第1のスイッチング素子46と第2のスイッチング素子47の動作周波数や導通時間と非導通時間の比率(0<Duty<1)を変更することにより、第1の共振回路56に流れる電流および第2の共振回路57に流れる電流を制御して、第1の加熱コイル48および第2の加熱コイル49から被加熱物61に供給する電力を調節することができる。ここで、第1のスイッチング素子46と第2のスイッチング素子47は同時に導通することなく、排他的に動作することはいうまでもない。   First, the operation of the inverter circuit 40 in the present embodiment will be described. The inverter circuit 40 according to the present embodiment changes the operating frequency of the first switching element 46 and the second switching element 47 and the ratio between the conduction time and the non-conduction time (0 <Duty <1) by changing the first switching element 46 and the second switching element 47. By controlling the current flowing through the resonance circuit 56 and the current flowing through the second resonance circuit 57, the power supplied from the first heating coil 48 and the second heating coil 49 to the heated object 61 can be adjusted. . Here, it goes without saying that the first switching element 46 and the second switching element 47 operate exclusively without being simultaneously conducted.

Dutyを変更して加熱コイルから被加熱物61に供給する電力を調節する場合、正の母線と負の母線の電位差が一定の条件下では、Dutyが0.5のときに、加熱コイルから被加熱物61に供給する電力が最大となる。一方、第1のスイッチング素子46や第2のスイッチング素子47のDutyを0.1や0.9など、0.5から遠ざけるほど加熱コイルから被加熱物61に供給する電力は小さくなる。   When adjusting the power supplied from the heating coil to the object to be heated 61 by changing the duty, under the condition that the potential difference between the positive bus and the negative bus is constant, when the duty is 0.5, the heating coil The electric power supplied to the heated object 61 becomes the maximum. On the other hand, as the duty of the first switching element 46 and the second switching element 47 is increased from 0.5, such as 0.1 or 0.9, the power supplied from the heating coil to the heated object 61 becomes smaller.

図2は、切替手段60をオンして第1の共振回路56とインバータ回路40を導通した状態での、インバータ回路40の動作周波数と、第1の共振回路56内の第1の加熱コイル48および第2の共振回路57内の第2の加熱コイル49が被加熱物61に供給できる電力の関係を示すものであり、図2中の波形83は第1の加熱コイル48が被加熱物61に供給できる電力の関係を、波形87は第2の加熱コイル49が被加熱物61に供給できる電力の関係をそれぞれ示している。共振回路内の加熱コイルのインダクタンスや共振コンデンサの静電容量、加熱コイルと被加熱物の磁気結合度合の違いによって共振周波数や被加熱物に供給できる電力といった共振特性は異なることから、波形83と波形87は異なる特性になっている。なお、図2において、正の母線と負の母線の電位差は常時一定としている。   FIG. 2 shows the operating frequency of the inverter circuit 40 and the first heating coil 48 in the first resonance circuit 56 in a state where the switching means 60 is turned on and the first resonance circuit 56 and the inverter circuit 40 are conducted. 2 shows the relationship between the electric power that the second heating coil 49 in the second resonance circuit 57 can supply to the object 61 to be heated, and a waveform 83 in FIG. 2 indicates that the first heating coil 48 has the object 61 to be heated. The waveform 87 shows the relationship of the power that can be supplied to the object 61 to be heated by the waveform 87. Since the resonance characteristics such as the resonance frequency and the power that can be supplied to the object to be heated differ depending on the inductance of the heating coil in the resonance circuit, the capacitance of the resonance capacitor, and the magnetic coupling degree between the heating coil and the object to be heated, the waveform 83 and The waveform 87 has different characteristics. In FIG. 2, the potential difference between the positive bus and the negative bus is always constant.

図2中の波形88は、インバータ回路40の各動作周波数における、第1の加熱コイル48から被加熱物61に供給される電力と第2の加熱コイル49から被加熱物61に供給される電力の和を示すものである。第1の加熱コイル48および第2の加熱コイル49を用いて1つの被加熱物61を加熱する場合、被加熱物61に供給される電力は第1の加熱コイル48から被加熱物61に供給される電力と第2の加熱コイル49から被加熱物61に供給される電力の和となることから、波形88は電源41から被加熱物61に供給される電力特性を示すことになる。   A waveform 88 in FIG. 2 indicates the power supplied from the first heating coil 48 to the heated object 61 and the power supplied from the second heating coil 49 to the heated object 61 at each operating frequency of the inverter circuit 40. Is the sum of When one object 61 is heated using the first heating coil 48 and the second heating coil 49, the electric power supplied to the object 61 is supplied from the first heating coil 48 to the object 61. The waveform 88 shows the power characteristic supplied from the power source 41 to the heated object 61 because it is the sum of the generated electric power and the electric power supplied from the second heating coil 49 to the heated object 61.

図2中の動作領域Aは、第1の加熱コイル48および第2の加熱コイル49に供給される電力を略一致する場合での動作領域である。また、動作領域Bは、第1の加熱コイル48に供給される電力を第2の加熱コイル49に供給される電力に比較して多くする場合での動作領域である。この場合、インバータ回路40の動作周波数を動作領域Aに設定することにより、第1の加熱コイル48と第2の加熱コイル49に供給する電力を略一致させた状態で被加熱物61を加熱することができる。また、第1の加熱コイル48を含む第1の共振回路56の共振周波数を、第2の加熱コイル49を含む第2の共振回路57の共振周波数に比較して高くしているので、インバータ回路40の動作周波数を動作領域Bに設定することにより、第1の加熱コイル48に供給する電力を、第2の加熱コイル49に供給する電力に比較して高い状態で被加熱物61を加熱することができる。   An operation region A in FIG. 2 is an operation region in the case where the electric power supplied to the first heating coil 48 and the second heating coil 49 substantially match. The operation region B is an operation region when the power supplied to the first heating coil 48 is increased as compared with the power supplied to the second heating coil 49. In this case, by setting the operating frequency of the inverter circuit 40 to the operating region A, the object to be heated 61 is heated in a state where the power supplied to the first heating coil 48 and the second heating coil 49 is substantially matched. be able to. Further, since the resonance frequency of the first resonance circuit 56 including the first heating coil 48 is set higher than the resonance frequency of the second resonance circuit 57 including the second heating coil 49, the inverter circuit By setting the operation frequency of 40 in the operation region B, the object 61 is heated in a state in which the power supplied to the first heating coil 48 is higher than the power supplied to the second heating coil 49. be able to.

波形88は第1の加熱コイル48から被加熱物61に供給される電力と第2の加熱コイル49から被加熱物61に供給される電力の和を示したものであるが、動作領域Bにおける被加熱物61に供給される電力(波形88の値)と動作領域Aにおける被加熱物61に供給される電力(波形88の値)は略一致していることが図2から読み取れる。このような動作領域の関係を設定することにより、加熱コイルから被加熱物61へ供給される電力の比率は動作領域Aと動作領域Bで変動するが、被加熱物61に供給される電力の和は略一致させることができるため、加熱パターンを変更するために動作領域を変更したとしても供給される電力を常時一定にすることができる。このような動作領域の関係は、特に被加熱物61を定格電力で常時加熱しながらも加熱パターンを変更するときに有効である。もし、この関係を無視して動作領域を設定した場合、加熱パターンを変更することによって、例えば被加熱物61に供給される電力が多くなって定格電力を超えてしまうような事態が発生して製品的に欠陥となってしまうことが考えられる。また逆に、加熱パターンを変更することによって、被加熱物61に供給される電力が少なくなってしまい、高い電力で調理を行いたい場合に性能を出せなくなることも考えられるため、このような事態を避けるためには上記の動作領域の設定が必要となる。   A waveform 88 indicates the sum of the electric power supplied from the first heating coil 48 to the object to be heated 61 and the electric power supplied from the second heating coil 49 to the object to be heated 61. It can be seen from FIG. 2 that the power supplied to the article 61 to be heated (the value of the waveform 88) and the electric power supplied to the article to be heated 61 in the operation region A (the value of the waveform 88) are substantially the same. By setting such a relationship between the operation areas, the ratio of the electric power supplied from the heating coil to the object to be heated 61 varies between the operation area A and the operation area B, but the electric power supplied to the object to be heated 61 Since the sum can be substantially matched, even if the operating region is changed to change the heating pattern, the supplied power can be made constant at all times. Such a relationship between the operation regions is particularly effective when changing the heating pattern while constantly heating the object to be heated 61 with the rated power. If the operation region is set ignoring this relationship, changing the heating pattern may cause a situation in which, for example, the power supplied to the article 61 to be heated increases and exceeds the rated power. It may be a product defect. Conversely, by changing the heating pattern, the power supplied to the object to be heated 61 decreases, and it may be impossible to perform when cooking with high power. In order to avoid this, it is necessary to set the operation area described above.

ただし、製品によって動作領域の変更に伴って被加熱物61へ供給される電力が変動してもよい場合はこの条件に沿って動作領域を設定する必要はない。   However, when the electric power supplied to the article 61 to be heated may vary with the change of the operation region depending on the product, it is not necessary to set the operation region along this condition.

第1の加熱コイル48を含む第1の共振回路56の共振特性と第2の加熱コイル49を含む第2の共振回路57の共振特性の関係は加熱コイルのインダクタンスや共振コンデンサの静電容量、加熱コイルからみた被加熱物の等価抵抗によって決まるため、上記動作領域の関係を設定するためには、まず第1の加熱コイル48と第2の加熱コイル49に供給する電力を略一致させるための動作領域Aを明らかにする必要がある。動作領域Aが設定され、その動作領域Aでの第1の加熱コイル48と第2の加熱コイル49から供給される電力の和(波形88)が明らかになった後に、その電力の和と略一致する動作領域Bを設定することで本機能を備えた誘導加熱装置を設計できる。   The relationship between the resonance characteristics of the first resonance circuit 56 including the first heating coil 48 and the resonance characteristics of the second resonance circuit 57 including the second heating coil 49 is the inductance of the heating coil, the capacitance of the resonance capacitor, Since it is determined by the equivalent resistance of the object to be heated as viewed from the heating coil, in order to set the relationship of the operation region, first, the power supplied to the first heating coil 48 and the second heating coil 49 is made to substantially match. It is necessary to clarify the operation area A. After the operation area A is set and the sum of the electric power (waveform 88) supplied from the first heating coil 48 and the second heating coil 49 in the operation area A is clarified, the sum of the electric power is abbreviated. An induction heating device having this function can be designed by setting the matching operation region B.

ここで、被加熱物が固定されている場合は、予め特性を測定しておき、制御手段59に記憶させておくことで本機能を備えた誘導加熱装置は容易に実施できる。   Here, when the object to be heated is fixed, the induction heating apparatus having this function can be easily implemented by measuring the characteristics in advance and storing them in the control means 59.

本実施の形態の誘導加熱装置は、第2の加熱コイル49を含む第2の共振回路57の共振周波数に比較して共振周波数が高い第1の加熱コイル48を含む第1の共振回路56と直列に切替手段60を接続しているので、切替手段60をオフしてインバータ回路40から第1の共振回路56を電気的に切断することにより、第1の共振回路56には電力を一切供給しないようにすることができる。   The induction heating apparatus according to the present embodiment includes a first resonance circuit 56 including a first heating coil 48 having a resonance frequency higher than that of a second resonance circuit 57 including a second heating coil 49. Since the switching means 60 is connected in series, the switching means 60 is turned off and the first resonance circuit 56 is electrically disconnected from the inverter circuit 40, so that no power is supplied to the first resonance circuit 56. You can avoid it.

図3は、切替手段60をオフしてインバータ回路40から第1の共振回路56を電気的
に切断したときのインバータ回路40の動作周波数と第2の加熱コイル49に供給される電力を示している。ここで、図3の波形87と図2の波形87は第2の共振回路57の値を変更していないことから同一の特性となる。切替手段60をオフしてインバータ回路40から第1の共振回路56を電気的に切断することにより、第1の共振回路56には電力が一切供給されていないため、結果的に第2の加熱コイル49に供給する電力を、第1の加熱コイル48に供給する電力に比較して高い(第2の加熱コイル49に100%供給)状態で被加熱物61を加熱することができる。
FIG. 3 shows the operating frequency of the inverter circuit 40 and the power supplied to the second heating coil 49 when the switching means 60 is turned off and the first resonance circuit 56 is electrically disconnected from the inverter circuit 40. Yes. Here, the waveform 87 in FIG. 3 and the waveform 87 in FIG. 2 have the same characteristics because the value of the second resonance circuit 57 is not changed. By turning off the switching means 60 and electrically disconnecting the first resonance circuit 56 from the inverter circuit 40, no power is supplied to the first resonance circuit 56. As a result, the second heating circuit The heated object 61 can be heated in a state in which the power supplied to the coil 49 is higher (100% supplied to the second heating coil 49) than the power supplied to the first heating coil 48.

また、切替手段60をオンしてインバータ回路40に第1の共振回路56を電気的に接続した場合における、第1の加熱コイル48と第2の加熱コイル49に供給する電力を略一致させた状態、および第1の加熱コイル48に供給する電力を第2の加熱コイル49に供給する電力に比較して高い状態で被加熱物61を加熱する2つの加熱パターンの制御法に加え、切替手段60をオフしてインバータ回路40から第1の共振回路56を電気的に切断した場合における、第2の加熱コイル49に供給する電力を第1の加熱コイル48に供給する電力に比較して高い状態で被加熱物61を加熱する合計3つのパターンの加熱を実現することができ、被加熱物61を所望の電力比率で加熱することができる。   In addition, when the switching means 60 is turned on and the first resonance circuit 56 is electrically connected to the inverter circuit 40, the power supplied to the first heating coil 48 and the second heating coil 49 is substantially matched. In addition to the state and the two heating pattern control methods for heating the object to be heated 61 in a state where the power supplied to the first heating coil 48 is higher than the power supplied to the second heating coil 49, the switching means When the first resonance circuit 56 is electrically disconnected from the inverter circuit 40 by turning off 60, the power supplied to the second heating coil 49 is higher than the power supplied to the first heating coil 48. A total of three patterns of heating the object to be heated 61 in a state can be realized, and the object to be heated 61 can be heated at a desired power ratio.

切替手段60をオフしてインバータ回路40から第1の共振回路56を電気的に切断した場合、第1の共振回路56には一切電力が供給されないため、被加熱物61に供給される電力は全て第2の共振回路57に含まれる第2の加熱コイル49から供給されることになる。そのため、切替手段60をオフしてインバータ回路40から第1の共振回路56を電気的に切断した状態のときも動作領域Aでインバータ回路40を動作させると、被加熱物61に供給される電力は略半分に減少してしまう。このため、3つの加熱パターン利用時においても、加熱パターンを変更しても設定電力を常時一定に供給することができるようにするためには、第2の加熱コイル49のみで被加熱物61を加熱する場合の動作領域Cは、第1の加熱コイル48と第2の加熱コイル49に供給する電力を略一致させて加熱する場合の動作領域Aよりも低い周波数領域であることが必要である。   When the switching means 60 is turned off and the first resonance circuit 56 is electrically disconnected from the inverter circuit 40, no power is supplied to the first resonance circuit 56. Therefore, the power supplied to the object to be heated 61 is All are supplied from the second heating coil 49 included in the second resonance circuit 57. Therefore, when the inverter circuit 40 is operated in the operation region A even when the switching means 60 is turned off and the first resonance circuit 56 is electrically disconnected from the inverter circuit 40, the electric power supplied to the heated object 61 Will drop to almost half. For this reason, even when three heating patterns are used, in order to be able to constantly supply the set power even if the heating pattern is changed, the object 61 to be heated is only required by the second heating coil 49. The operation region C in the case of heating needs to be a frequency region lower than the operation region A in the case of heating by substantially matching the power supplied to the first heating coil 48 and the second heating coil 49. .

これにより、加熱パターンを変更することによって、被加熱物61に供給される電力が多くなることを回避し、定格電力を超えないようにすることができる。また、加熱パターンを変更することによって、被加熱物61に供給される電力が少なくなることを回避し、例えば高い電力で調理を継続したい場合にも調理性能を維持することができる。   Thereby, by changing a heating pattern, it can avoid that the electric power supplied to the to-be-heated material 61 increases, and it can avoid exceeding rated power. Further, by changing the heating pattern, it is possible to avoid that the power supplied to the article 61 to be heated is reduced, and it is possible to maintain the cooking performance even when it is desired to continue cooking with high power, for example.

ただし、3つの加熱パターン利用時も上記同様に、製品によって動作領域の変更に伴って被加熱物61へ供給される電力が変動してもよい場合はこの条件に動作領域を設定する必要はない。   However, similarly to the above, when the three heating patterns are used, it is not necessary to set the operation area in this condition when the power supplied to the object to be heated 61 may vary with the change of the operation area depending on the product. .

(実施の形態2)
図4は、本発明の第2の実施の形態における本発明の誘導加熱装置を炊飯器に適用した場合の、各炊飯工程とインバータ回路の動作領域の関係を示す特性図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4: is a characteristic view which shows the relationship between each rice cooking process and the operation area | region of an inverter circuit at the time of applying the induction heating apparatus of this invention in the 2nd Embodiment of this invention to a rice cooker.

炊飯器で炊飯するにあたり、米と水を入れた炊飯釜を炊飯器にセットした後に炊飯開始の操作が行われると、炊飯器は予めプログラムされた炊飯シーケンス(例えば浸水工程、炊上工程、沸騰工程、むらし工程、保温工程の順)で動作し、それぞれの工程や炊飯量に適した温度調節や供給される電力の調節が行われる。   In cooking rice with a rice cooker, after the rice cooker containing rice and water is set in the rice cooker, the rice cooker is pre-programmed with a pre-programmed rice cooking sequence (for example, a soaking process, a cooking process, boiling) The process is performed in the order of the process, the unevenness process, and the heat retention process), and the temperature adjustment suitable for each process and the amount of cooked rice and the adjustment of the supplied power are performed.

いずれの炊飯工程時においても、炊飯釜内の米や水の温度がどこも均一であることが米を美味しく炊くために必要な条件であるが、米は炊飯する工程で粘りが発生し流動特性が変化するため、炊飯釜全体を常時均一加熱する、あるいは炊飯釜を常時局部的に加熱して対流を起こさせるような加熱では、炊飯工程毎の米の流動特性に適した加熱ができず、最
適な炊飯性能が得られない。
In any rice cooking process, the temperature of rice and water in the rice cooker is uniform everywhere, which is a necessary condition for cooking rice deliciously. Because it changes, the entire rice cooker is always heated uniformly, or the rice cooker is always heated locally to cause convection. Rice cooking performance is not obtained.

図4は、炊飯時間(炊飯開始からの経過時間)と温度検知手段62で得た炊飯釜の底センサ温度の関係を示した特性図に、各炊飯工程を示したものである。   FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the rice cooking time (elapsed time from the start of rice cooking) and the bottom sensor temperature of the rice cooking pot obtained by the temperature detecting means 62, and shows each rice cooking step.

浸水工程(本実施の形態では一定温度で維持)の後、炊上工程では、炊飯釜底の内側に配置された第1の加熱コイル48に、炊飯釜底の外側に配置された第2の加熱コイル49に比較して多くの電力を供給することで、高温の液体あるいは以後沸騰工程で発生する気泡の通路を確保することができるため、炊上工程あるいは沸騰工程で炊飯釜の中央部上下に位置する米にも熱量を十分に供給でき、炊飯釜の中央部に位置する米と炊飯釜の外周部に位置する米を均一に加熱することが可能となる。   After the water immersion process (maintained at a constant temperature in the present embodiment), in the cooking process, the first heating coil 48 disposed inside the bottom of the rice cooker has the second heating coil 48 disposed outside the bottom of the rice cooking pot. By supplying more electric power than the heating coil 49, it is possible to secure a passage of high-temperature liquid or bubbles generated in the subsequent boiling process. A sufficient amount of heat can be supplied to the rice located in the rice cooker, and the rice located in the central part of the rice cooker and the rice located in the outer peripheral part of the rice cooker can be heated uniformly.

炊上工程の後、沸騰工程においては、切替手段60をオンしたままで、インバータ回路40の動作周波数を炊上工程のときよりも低い動作領域Aで動作させることにより、今度は炊飯釜全体を均一に加熱することができる。ここで、前記したように炊上工程で釜の中央部に液体あるいは沸騰工程時に発生する気泡の通路を確保しているため、炊飯釜全体を均一に加熱することによって炊飯釜に沿ってのみ気泡が上昇していたのを抑制し、炊飯釜の外周部と中央部の米に与える熱量を均一化して、美味しいご飯を炊くことができる。   After the cooking process, in the boiling process, with the switching means 60 turned on, the operating frequency of the inverter circuit 40 is operated in the operation area A lower than that in the cooking process, so that the entire rice cooker is now It can be heated uniformly. Here, as described above, since the passage of the liquid or bubbles generated during the boiling process is secured in the central portion of the cooking pot in the cooking process, bubbles are generated only along the cooking pot by uniformly heating the entire cooking pot. It is possible to cook delicious rice by suppressing the rise in the amount of heat and equalizing the amount of heat applied to the rice in the outer peripheral part and the central part of the rice cooker.

また、沸騰工程の後、むらし工程では、予熱で米を蒸らすため炊飯釜には少ない電力しか供給しないが、米は100℃近い高温状態であるため多くの蒸気が発生し、その蒸気が炊飯釜の側部に接することで冷やされてしまい結露してしまう。その結露はやがて炊飯釜の側部を伝って滴り落ち、結果として炊飯釜の外周部に位置する米をべちゃつかせてしまう。そこで、むらし工程においては、切替手段60をオフし、インバータ回路40を動作領域Cで動作させることにより、炊飯釜の外周部のみを加熱することができ、外周部の米もべちゃつかず全体的に美味しいご飯を炊くことができる。   Also, after the boiling process, in the mura process, the rice cooker is steamed with preheating, so only a small amount of electricity is supplied to the rice cooker. However, since the rice is in a high temperature state near 100 ° C, a lot of steam is generated and the steam is cooked. If it contacts the side of the kettle, it will be cooled and condensed. The condensation eventually drips down the side of the rice cooker, and as a result, the rice located on the outer periphery of the rice cooker is crushed. Therefore, in the unevenness process, by switching off the switching means 60 and operating the inverter circuit 40 in the operation region C, only the outer peripheral portion of the rice cooker can be heated, and the rice on the outer peripheral portion is not sticky. Overall delicious rice can be cooked.

ここで、むらし工程では炊上工程や沸騰工程に比べて炊飯釜に供給すべく電力は少ないため、動作領域Cよりも高い周波数でインバータ回路40を動作させることによって供給する電力を低くしたり、あるいは動作領域Cでインバータ回路40を動作させ、かつ間欠的にインバータ回路40を動作させることにより、炊飯釜に供給する電力の平均値を下げるようにしてもよい。   Here, since there is less electric power to supply to the rice cooker in the uneven process than in the cooking process or boiling process, the electric power supplied by operating the inverter circuit 40 at a higher frequency than the operation region C can be reduced. Alternatively, the average value of the power supplied to the rice cooker may be lowered by operating the inverter circuit 40 in the operation region C and intermittently operating the inverter circuit 40.

なお、上記で示した各種工程およびそれに対応する動作領域はあくまで一例であり、本発明は部品点数が少なく低コストかつ簡単な構成で3つの加熱パターンを実現できる誘導加熱装置を発明し、さらにその誘導加熱装置を用いて美味しく炊飯することができる炊飯器を実現するものであるため、上記シーケンス以上に美味しく炊飯することができるシーケンスがあればそれに変更してもよく、炊飯工程や動作領域の順序、電力量を限定するものではない。   The above-described various processes and the corresponding operation areas are merely examples, and the present invention invents an induction heating apparatus that can realize three heating patterns with a small number of parts and a low cost and a simple configuration. Because it achieves a rice cooker that can be cooked deliciously using an induction heating device, if there is a sequence that can cook more deliciously than the above sequence, it may be changed to it, and the order of the rice cooking process and operation area The amount of power is not limited.

さらに、第1の加熱コイル48に供給する電力を第2の加熱コイル49に供給する電力に比較して高い状態で被加熱物61を加熱する場合と、第2の加熱コイル49に供給する電力を第1の加熱コイル48に供給する電力に比較して高い状態で被加熱物61を加熱する場合では、切替手段60がオン状態かオフ状態かの違いにより、低い電力が供給されるか完全に電力が供給されないかが異なるため、例えば、むらし工程では第2の加熱コイル49にのみ電力を供給して極端に炊飯釜の外側を加熱するのではなく、内側に配置された第1の加熱コイル48にも少しの電力を供給して炊飯釜の内側を加熱したい場合には、第1の共振回路56と第2の共振回路57の共振周波数の大小関係を反転させ、切替手段60を共振周波数が高い第2の加熱コイル49と直列に接続することによって、今度は炊上工程では第1の加熱コイル48のみに電力が供給されるが、むらし工程では第2の加熱コ
イル49に多くの電力を供給しながらも第1の加熱コイル48にも少しの電力を供給することができる。このように、共振特性を調節することにより、各工程に適した加熱を選択することができる。
Furthermore, the power supplied to the first heating coil 48 is higher than the power supplied to the second heating coil 49, and the power to be supplied to the second heating coil 49 is heated. In the case where the object to be heated 61 is heated in a higher state than the power supplied to the first heating coil 48, whether or not the low power is supplied completely depending on whether the switching means 60 is on or off. For example, in the unevenness process, power is not supplied to the second heating coil 49 only to heat the outside of the rice cooker extremely, but the first disposed on the inside. When it is desired to supply a small amount of power to the heating coil 48 to heat the inside of the rice cooker, the magnitude relationship between the resonance frequencies of the first resonance circuit 56 and the second resonance circuit 57 is reversed, and the switching means 60 is changed. Second additive with high resonant frequency By connecting in series with the coil 49, power is supplied only to the first heating coil 48 this time in the cooking process, but while supplying much power to the second heating coil 49 in the unevenness process, A small amount of power can be supplied to the first heating coil 48. As described above, by adjusting the resonance characteristics, it is possible to select heating suitable for each process.

(実施の形態3)
図5は、本発明の第3の実施の形態における誘導加熱装置を誘導加熱調理器に適用し、対流を起こさせたい場合の第1の加熱コイル48及び第2の加熱コイル49に供給される電力の時間変化を示す特性図である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 shows a case where the induction heating apparatus according to the third embodiment of the present invention is applied to an induction heating cooker and is supplied to the first heating coil 48 and the second heating coil 49 when convection is desired. It is a characteristic view which shows the time change of electric power.

また、図6は、本発明の第3の実施の形態における誘導加熱装置を誘導加熱調理器に適用し、均一加熱させたい場合の第1の加熱コイル48及び第2の加熱コイル49に供給される電力の時間変化を示す特性図である。   Moreover, FIG. 6 is supplied to the 1st heating coil 48 and the 2nd heating coil 49 when applying the induction heating apparatus in the 3rd Embodiment of this invention to an induction heating cooking appliance, and making it want to heat uniformly. It is a characteristic view which shows the time change of the electric power.

誘導加熱調理器において、調理器上に載置された被加熱物61である鍋内の調理物の味の染込みを加速させるためには、加熱時に鍋内に存在する液体の流速を高めることが有効である。そこで、載置領域の面方向(つまり鍋底)において加熱する部分と加熱されない部分を明確にすることにより、加熱された液体が液体上部まで上昇した後に、加熱している部分から加熱していない部分へと液体がスムーズに流れ、結果的に対流を発生させることができる。   In the induction heating cooker, in order to accelerate the soaking of the taste of the cooked food in the pan, which is the heated object 61 placed on the cooker, increase the flow rate of the liquid present in the pan during heating. Is effective. Therefore, by clarifying the part that is heated and the part that is not heated in the surface direction of the placement area (that is, the pan bottom), the part that is not heated from the part that is heated after the heated liquid rises to the top of the liquid The liquid can flow smoothly to the bottom, resulting in convection.

本発明の誘導加熱装置では、動作領域Bでインバータ回路40を動作させることにより第1の加熱コイル48に多くの電力を供給することができ、また、動作領域Cでインバータ回路40を動作させることにより第2の加熱コイル49のみに電力を供給することができるため、いずれの加熱においても鍋内の液体に大きな対流を発生させることができる。   In the induction heating apparatus of the present invention, a large amount of electric power can be supplied to the first heating coil 48 by operating the inverter circuit 40 in the operation region B, and the inverter circuit 40 is operated in the operation region C. Thus, since power can be supplied only to the second heating coil 49, large convection can be generated in the liquid in the pan in any heating.

ここで、動作領域Bでインバータ回路40を動作させる場合には第2の加熱コイル49からも少しの電力が鍋に供給されるが、第1の加熱コイル48から鍋に供給される電力に比較して大差があるため、対流を発生させるのを大きく阻害されるものではない。   Here, when operating the inverter circuit 40 in the operation region B, a small amount of power is supplied from the second heating coil 49 to the pan, but compared with the power supplied from the first heating coil 48 to the pan. Therefore, since there is a large difference, generation of convection is not greatly inhibited.

また、図5においては、一定期間ごとに第1の加熱コイル48から鍋に供給される電力と第2の加熱コイル49から鍋に供給される電力の大小関係を切替えているが、これは内容物が鍋の内側あるいは外側に偏るのを防ぐ目的であり、本発明は部品点数が少なく低コストかつ簡単な構成で加熱の大小関係を実現できる誘導加熱装置を提案し、さらにその誘導加熱装置を用いて美味しく調理することができる誘導加熱調理器を実現するものであるため、切替タイミングや切替の必要性を限定するものではない。   In FIG. 5, the magnitude relationship between the power supplied from the first heating coil 48 to the pan and the power supplied from the second heating coil 49 to the pan is switched every certain period. The purpose of the present invention is to prevent the object from being biased to the inside or outside of the pan, and the present invention proposes an induction heating device that can realize the magnitude relationship of heating with a low cost and simple configuration with a small number of parts. Since it is what implement | achieves the induction heating cooking appliance which can be used and is deliciously cooked, it does not limit the switching timing or the necessity of switching.

誘導加熱調理器で行う調理は上記のような味の染込みが必要な煮込み調理だけでなく、焼き物や炒め物といった調理も行われる。例えばフライパンを用いてこのような調理を行う場合、焼きムラ低減の観点からフライパンの温度は均一であることが望ましい。本発明の誘導加熱装置では、上記のような加熱の偏りを実現できることに加え、動作領域Aでインバータ回路40を動作させることによって、第1の加熱コイル48と第2の加熱コイル49から供給される電力を略一致させて、結果的に被加熱物61であるフライパンを均一に加熱することができる。   The cooking performed by the induction heating cooker includes not only stewed cooking that requires the soaking of taste as described above, but also cooking such as grilled food and fried food. For example, when such cooking is performed using a frying pan, it is desirable that the temperature of the frying pan be uniform from the viewpoint of reducing uneven baking. In the induction heating apparatus of the present invention, in addition to realizing the above-described heating bias, the inverter circuit 40 is operated in the operation region A to be supplied from the first heating coil 48 and the second heating coil 49. As a result, the frying pan as the article to be heated 61 can be heated uniformly.

従って、本発明の誘導加熱装置を誘導加熱調理器に適用することにより、調理シーンに合わせた加熱方法を選択的に利用できる、調理性能の高い誘導加熱調理器を実現することができる。   Therefore, by applying the induction heating device of the present invention to the induction heating cooker, it is possible to realize an induction heating cooker with high cooking performance that can selectively use the heating method according to the cooking scene.

上記全ての実施の形態において、2つの加熱コイルに流れる電流を制御しているにもかかわらず、インバータ回路内のスイッチング素子の数は従来のSEPP型インバータ回路
のスイッチング素子の数と同一の2個で制御できるため、安価に構成することができる。さらに、共振回路の数あるいは加熱コイルの数と同数の切替手段をそれぞれに接続し、電力を供給したい共振回路あるいは加熱コイルに接続された切替手段を選択的に導通させる従来の方式よりも切替手段の数を少なくすることができるため、この点からも安価に構成することができる。また、回路基板を小型化することもできる。
In all the embodiments described above, the number of switching elements in the inverter circuit is two, which is the same as the number of switching elements in the conventional SEPP type inverter circuit, although the currents flowing through the two heating coils are controlled. Can be controlled at low cost. Furthermore, the number of resonance circuits or the same number of switching means as the number of heating coils are connected to each of them, and the switching means connected to the resonance circuits or heating coils to be supplied with power are selectively switched over the conventional method. From this point, it can be constructed at low cost. In addition, the circuit board can be reduced in size.

また、上記全ての実施の形態では、内側に配置した第1の加熱コイルを含む第1の共振回路の共振周波数を、外側に配置した第2の加熱コイルを含む第2の共振回路の共振周波数に比較して高くしたが、第2の共振回路の共振周波数を第1の共振回路の共振周波数に比較して高くしても上記同様の効果が得られる。   In all the above embodiments, the resonance frequency of the first resonance circuit including the first heating coil arranged on the inner side is the resonance frequency of the second resonance circuit including the second heating coil arranged on the outer side. However, even if the resonance frequency of the second resonance circuit is set higher than that of the first resonance circuit, the same effect as described above can be obtained.

また、上記全ての実施の形態では、共振回路を2つ有する場合での制御方法を記載したが、共振回路を3つ以上有する場合であっても、共振周波数が隣接する2つの共振回路間のうち、共振周波数が高い共振回路に切替手段を接続することにより、共振周波数が隣接する2つの共振回路間では上記同様の効果が得られる。   In all the above embodiments, the control method in the case of having two resonance circuits has been described, but even in the case of having three or more resonance circuits, the resonance frequency is between two adjacent resonance circuits. Among them, by connecting the switching means to a resonance circuit having a high resonance frequency, the same effect as described above can be obtained between two resonance circuits having adjacent resonance frequencies.

以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、複数の加熱コイルから被加熱物に供給する電力を同一のインバータ回路で制御するものであって、インバータ回路を安価に構成することができると共に、要求される3つの加熱パターンを実現することができるため、民生用、産業用に限らず加熱パターンの変更が必要である全ての誘導加熱装置の用途として有効である。   As described above, the induction heating device according to the present invention controls the power supplied from the plurality of heating coils to the object to be heated by the same inverter circuit, and can constitute the inverter circuit at low cost. Since the required three heating patterns can be realized, it is effective not only for consumer use and industrial use but also for all induction heating apparatuses that require a change in the heating pattern.

40 インバータ回路
46 第1のスイッチング素子
47 第2のスイッチング素子
48 第1の加熱コイル
49 第2の加熱コイル
50 第1の共振コンデンサ
51 第2の共振コンデンサ
56 第1の共振回路
57 第2の共振回路
59 制御手段
60 切替手段
61 被加熱物
62 温度検知手段
40 Inverter circuit 46 1st switching element 47 2nd switching element 48 1st heating coil 49 2nd heating coil 50 1st resonance capacitor 51 2nd resonance capacitor 56 1st resonance circuit 57 2nd resonance Circuit 59 Control means 60 Switching means 61 Object to be heated 62 Temperature detection means

Claims (2)

同一の被加熱物を加熱するための第1の加熱コイルと第2の加熱コイルのそれぞれに共振コンデンサを接続してなる2つの共振回路と、
電源に接続され前記電源の出力を設定された周波数の交流に変換して前記2つの共振回路を並列接続した共振回路部に出力するインバータ回路と、
前記共振回路と前記インバータ回路を電気的に開閉する切替手段と、
前記インバータ回路に駆動信号を供給して前記インバータ回路の動作を制御するとともに前記切替手段を任意に切替制御する制御手段とを備え、
前記第1の加熱コイルと前記第1の加熱コイルに直列接続された第1の共振コンデンサからなる第1の共振回路の共振周波数と、前記第2の加熱コイルと前記第2の加熱コイルに直列接続された第2の共振コンデンサからなる第2の共振回路の共振周波数のうち、共振周波数が高い側の共振回路と前記インバータ回路の間には前記切替手段を接続し、設定した加熱パターンに応じて前記インバータ回路の動作周波数および切替手段の開閉を制御する誘導加熱装置。
Two resonant circuits formed by connecting a resonant capacitor to each of the first heating coil and the second heating coil for heating the same object to be heated;
An inverter circuit connected to a power source and converting the output of the power source into an alternating current of a set frequency and outputting the two resonant circuits to a resonant circuit unit connected in parallel;
Switching means for electrically opening and closing the resonant circuit and the inverter circuit;
Control means for controlling the operation of the inverter circuit by supplying a drive signal to the inverter circuit and arbitrarily switching the switching means;
A resonance frequency of a first resonance circuit including a first resonance capacitor connected in series to the first heating coil and the first heating coil, and a series of the second heating coil and the second heating coil. Of the resonance frequency of the second resonance circuit composed of the connected second resonance capacitors, the switching means is connected between the resonance circuit having the higher resonance frequency and the inverter circuit, and according to the set heating pattern. An induction heating device that controls the operating frequency of the inverter circuit and the switching of the switching means.
前記切替手段により前記インバータ回路から前記共振回路を電気的に切断したときの前記インバータ回路の動作周波数は、前記切替手段により前記インバータ回路と前記共振回路を電気的に導通したときの前記インバータ回路の動作周波数に比較して低くする請求項1に記載の誘導加熱装置。 The operating frequency of the inverter circuit when the resonance circuit is electrically disconnected from the inverter circuit by the switching means is that of the inverter circuit when the inverter circuit and the resonance circuit are electrically connected by the switching means. The induction heating device according to claim 1, wherein the induction heating device is set lower than the operating frequency.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102101295B1 (en) * 2019-05-02 2020-04-22 (주)쿠첸 Cooking device and operating methdo thereof

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