JP2013131302A

JP2013131302A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2013131302A
Application number: JP2011278080A
Authority: JP
Inventors: Masato Asano; 正人浅野; Yoshiaki Ishio; 嘉朗石尾
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-07-04

Abstract

【課題】インバータの負荷の変化によるスイッチング損失をスイッチ素子の熱で判別しスナバ容量を切り換えてスイッチング損失を抑えること。
【解決手段】スナバ容量制御手段１０はインバータ回路４動作開始時にスイッチング素子温度検出手段５が検知した検出値が定められた第二の設定値ｂ以上の値を検知した場合、時間経過に対する検出値の上昇勾配が所定の値である第三の設定値ｃ未満の時にスナバ用スイッチ素子７をＯＦＦし、上昇勾配が第三の設定値ｃ以上の時かインバータ回路４動作開始時にスイッチング素子温度検出手段５が検知した検出値が第二の設定値ｂ未満の値を検知した時はスイッチング素子温度検出手段５が検知した検出値が定められた第一の設定値ａ以上の時にスナバ用スイッチ素子７をＯＮさせて、検出値が第一の設定値ａ未満の時にスナバ用スイッチ素子７をＯＦＦさせること。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導加熱調理器のインバータ回路のスイッチング素子の温度を検知し、スナバ回路の容量を変更することで、スイッチング素子の損失を軽減するものである。

従来、この種の誘導加熱調理器は、スイッチング素子の各組間の駆動タイミングの位相差及び入力電流検出手段が検出した電流に基づく電力に基づいて、負荷判別手段が負荷の種類を判別するようにしたので、例えば複数のデータ（パラメータ）を複雑に組み合わせなくても負荷の種類を判別することができ、その処理を行う手順を簡素化することができる。特に誘導加熱調理器の場合は、負荷の種類が変更されることが多く処理の手順の簡素化は特に有効である（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１１４３２０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、入力電流検知手段の誤差などによって負荷の判別を誤るとスナバ回路の容量が適切でなくなり、効率の悪化もしくはスイッチング素子を破壊する恐れがあった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、インバータ回路のスイッチング素子の温度で損失を検知することで、精度良くスイッチング素子の損失を検知し、スナバ回路の容量を変更することでスイッチング素子の損失を軽減できる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、外郭を構成する本体と、前記本体の上面に設けた天板と、前記天板の上に載置された被加熱物を高周波電流により誘導加熱する加熱コイルと、インバータ用スイッチング素子を含み前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ用スイッチング素子の温度を検出するスイッチング素子温度検出手段と、前記インバータ用スイッチング素子に並列につながれ前記インバータ用スイッチング素子の遮断時に生じる過度的な高電圧を吸収する第一のスナバ回路と、前記第一のスナバ回路に並列につながれスナバ用スイッチ素子とコンデンサの直列接続体からなる第二のスナバ回路と、前記スイッチング素子温度検出手段が検出した温度に基づいて前記スナバ用スイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するスナバ容量制御手段を少なくとも備え、前記スナバ容量制御手段は前記スイッチング素子温度検出手段が検知した検出値が定められた第一の設定値（ａとする）以上の時に前記スナバ用スイッチ素子をＯＮさせて、前記第一の設定値未満の時は前記スナバ用スイッチ素子をＯＦＦさせるとしたものである。

これによって、前記インバータ用スイッチング素子の損失は熱となってあらわれるので温度の絶対値で負荷を判別し制御することで精度よく負荷を判別できスイッチング損失の軽減を得るという効果がある。

本発明の誘導加熱調理器は、スナバ回路の構成を可変にすることで被加熱物（負荷）が変化して周波数やインピーダンスが変化してもその負荷にあったスナバ回路を形成しスイッチング損失の軽減やインバータ効率を上げることができる。

また、スイッチング素子の温度によりスナバ回路の容量を変更することで、鍋種や負荷判定が間違った場合でも正常に動作するので、精度が向上する。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理機器のブロック構成図本発明の実施の形態１における誘導加熱調理機器の容量制御手段のフローチャート

第１の発明は、外郭を構成する本体と、前記本体の上面に設けた天板と、前記天板の上に載置された被加熱物を高周波電流により誘導加熱する加熱コイルと、インバータ用スイッチング素子を含み前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ用スイッチング素子の温度を検出するスイッチング素子温度検出手段と、前記インバータ用スイッチング素子に並列につながれ前記インバータ用スイッチング素子の遮断時に生じる過度的な高電圧を吸収する第一のスナバ回路と、前記第一のスナバ回路に並列につながれスナバ用スイッチ素子とコンデンサの直列接続体からなる第二のスナバ回路と、前記スイッチング素子温度検出手段が検出した温度に基づいて前記スナバ用スイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するスナバ容量制御手段を少なくとも備え、前記スナバ容量制御手段は前記スイッチング素子温度検出手段が検知した検出値が定められた第一の設定値（ａとする）以上の時に前記スナバ用スイッチ素子をＯＮさせて、前記第一の設定値未満の時は前記スナバ用スイッチ素子をＯＦＦさせることにより、前記インバータ用スイッチング素子の損失は熱となってあらわれるので温度の絶対値で負荷を判別し制御することで精度よく負荷を判別できスイッチング損失の軽減を得るという効果がある。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記スナバ容量制御手段は前記インバータ回路動作開始時に前記スイッチング素子温度検出手段が検知した検出値が定められた第二の設定値（ｂとする）以上の値を検知した場合、時間経過に対する検出値の上昇勾配（△とする）が所定の値である第三の設定値（ｃとする）以下の時に前記スナバ用スイッチ素子をＯＦＦすることにより、ホットスタート時の過度な第三のスナバ回路の容量上昇によるインバータ回路の効率の減少を抑えることができかつ負荷判別の精度が向上するという効果がある。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１において、本発明の実施の形態は外郭を構成する本体と、本体の上面に設けた天板と、天板上に載置された被加熱物（負荷）１を高周波電流により誘導加熱する加熱コイル２と、インバータ用スイッチング素子３を含み加熱コイル２に高周波電流を供給するインバータ回路４と、インバータ用スイッチング素子３の温度を検出するスイッチング素子温度検出手段５と、インバータ用スイッチング素子３に並列につながれインバータ用スイッチング素子３の遮断時に生じる過度的な高電圧を吸収する第一のスナバ回路６と、第一のスナバ回路６に並列につながれスナバ用スイッチ素子７とコンデンサ８の直列接続体からなる第二のスナバ回路９と、スイッチング素子温度検出手段５が検出した温度に基づいてスナバ用スイッチ素子７のＯＮ／ＯＦＦを制御するスナバ容量制御手段１０からなるものである。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下、その動作や作用を図１、図２にそって説明する。

スナバ容量制御手段１０はインバータ回路４動作開始時（Ｓｔｅｐ１）にスイッチング素子温度検出手段５が検知した検出値が定められた第二の設定値ｂ以上の値を検知した場合（条件２：Ｓｔｅｐ２）、時間経過に対する検出値の上昇勾配（△とする）が所定の値である第三の設定値ｃ未満の時（条件３：Ｓｔｅｐ３）にスナバ用スイッチ素子７をＯＦＦし（Ｓｔｅｐ４）、上昇勾配（△とする）が第三の設定値ｃ以上の時（条件３：Ｓｔｅｐ３）かインバータ回路４動作開始時にスイッチング素子温度検出手段５が検知した検出値が第二の設定値ｂ未満の値を検知した時（条件２：Ｓｔｅｐ２）はスイッチング素子温度検出手段５が検知した検出値が定められた第一の設定値ａ以上の時（条件１：Ｓｔｅｐ５）にスナバ用スイッチ素子７をＯＮさせて（Ｓｔｅｐ６）、検出値が第一の設定値ａ未満の時（条件１：Ｓｔｅｐ５）にスナバ用スイッチ素子７をＯＦＦさせる（Ｓｔｅｐ７）。

このことにより、前記インバータ用スイッチング素子の損失は熱となってあらわれるので温度の絶対値で負荷を判別し制御することで精度よく負荷を判別できスイッチング損失の軽減を得るという効果がある。

また、スナバ容量制御手段１０はインバータ回路４動作開始時にスイッチング素子温度検出手段５が検知した検出値が定められた第二の設定値ｂ以上の値を検知した場合（条件２）、時間経過に対する検出値の上昇勾配（△とする）が所定の値である第三の設定値ｃ未満の時（条件３）にスナバ用スイッチ素子７をＯＦＦとすることにより、ホットスタート時の過度な第三のスナバ回路の容量上昇によるインバータ回路の効率の減少を抑えることができかつ負荷判別の精度が向上するという効果がある。

なお、第一の設定値ａと第二の設定値ｂは同じでもいいし、異なっても良い。

なお、第二のスナバ回路９はスナバ用スイッチ素子７とコンデンサ８直の列接続体のみの構成をとったが、これに限定するものではない。例えば、スナバ用スイッチ素子７とコンデンサ８と抵抗の直列接続体で構成されても良いし、抵抗とダイオードの並列接続体とスナバ用スイッチ素子７とコンデンサ８の直列接続体で構成されても良い。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、負荷変更によるスイッチング素子の損失の増大を精度よく軽減できるので負荷が変更されうる他のインバータ回路を用いた機器にも応用することが出来る。

１被加熱物
２加熱コイル
３インバータ用スイッチング素子
４インバータ回路
５スイッチング素子温度検出手段
６第一のスナバ回路
７スナバ用スイッチ素子
８コンデンサ
９第二のスナバ回路
１０スナバ容量制御手段
ａ第一の設定値
ｂ第二の設定値
ｃ第三の設定値

Claims

外郭を構成する本体と、前記本体の上面に設けた天板と、前記天板の上に載置された被加熱物を高周波電流により誘導加熱する加熱コイルと、インバータ用スイッチング素子を含み前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ用スイッチング素子の温度を検出するスイッチング素子温度検出手段と、前記インバータ用スイッチング素子に並列につながれ前記インバータ用スイッチング素子の遮断時に生じる過度的な高電圧を吸収する第一のスナバ回路と、前記第一のスナバ回路に並列につながれスナバ用スイッチ素子とコンデンサの直列接続体からなる第二のスナバ回路と、前記スイッチング素子温度検出手段が検出した温度に基づいて前記スナバ用スイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦＦを制御するスナバ容量制御手段を少なくとも備え、前記スナバ容量制御手段は前記スイッチング素子温度検出手段が検知した検出値が定められた第一の設定値以上の時に前記スナバ用スイッチ素子をＯＮさせて、前記第一の設定値未満の時に前記スナバ用スイッチ素子をＯＦＦさせる誘導加熱調理器。
前記スナバ容量制御手段は前記インバータ回路動作開始時に前記スイッチング素子温度検出手段が検知した検出値が定められた第二の設定値以上の値を検知した場合、時間経過に対する検出値の上昇勾配が所定の値である第三の設定値未満の時に前記スナバ用スイッチ素子をＯＦＦする請求項１に記載の誘導加熱調理器。