JP2015079572A - Induction heating cooker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鍋と当該鍋を誘導加熱する加熱コイルとの位置関係が一定となるように構成された炊飯器などの誘導加熱調理器に関するものである。 The present invention relates to an induction heating cooker such as a rice cooker configured so that a positional relationship between a pan and a heating coil for induction heating the pan is constant.
従来、この種の誘導加熱調理器において、制御部は、インバータ回路の入力電流値を測定する入力電流検知部を備え、当該入力電流値が設定目標とする基準入力電流値Iin1である場合に入力電流検知部が出力する値である基準入力検知出力値m1と、基準入力電流値Iin1を得るため予め設定されたスイッチング素子の導通時間である基準導通時間Ton1を記憶し、加熱動作開始時に、短時間、スイッチング素子の導通時間を基準導通時間Ton1に設定して動作させ、そのときに入力電流検知部が出力する値である入力検知出力値m2と、基準入力検知出力値m1の誤差(m1−m2)を演算して記憶する。以降、制御部は、入力電流検知部の入力検知出力値mをモニターして、入力検知出力値mから当該誤差を減じた値になるようにスイッチング素子の導通時間を設定する制御を行っている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in this type of induction heating cooker, the control unit includes an input current detection unit that measures an input current value of the inverter circuit, and is input when the input current value is a reference input current value Iin1 that is a setting target. A reference input detection output value m1 that is a value output by the current detection unit and a reference conduction time Ton1 that is a conduction time of a switching element set in advance to obtain a reference input current value Iin1 are stored. The time and the conduction time of the switching element are set to the reference conduction time Ton1, the operation is performed, and an error (m1−) between the input detection output value m2 that is a value output by the input current detection unit and the reference input detection output value m1 at that time. m2) is calculated and stored. Thereafter, the control unit monitors the input detection output value m of the input current detection unit, and performs control to set the conduction time of the switching element so as to be a value obtained by subtracting the error from the input detection output value m. (For example, refer to Patent Document 1).
図3は、特許文献1に記載された従来の誘導加熱調理器の回路ブロック図を示すものである。図3に示すように、鍋31と、商用電源34に入力端子が接続されたダイオードブリッジ33aおよびダイオードブリッジ33aの出力端子に接続された平滑コンデンサ33bを有する直流電源33と、鍋31を誘導加熱する加熱コイル32を含むインバータ回路38と、インバータ38を制御する制御部46とから構成されている。インバータ回路38は、加熱コイル32、加熱コイル32と共振回路を構成する共振コンデンサ36および共振コンデンサ36と加熱コイル32の接続部にコレクタが接続されダイオードブリッジ33の負極端子にエミッタが接続された逆導通型のスイッチング素子37を備える。
FIG. 3 shows a circuit block diagram of a conventional induction heating cooker described in Patent Document 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the
制御部46は、タイマ部39、トリガ部40、インバータ回路38の入力電流値を検知する入力電流検知部47、Ton設定部42、基準値設定部43、計算部44および補正部45を備える。
The
タイマ部39は設定時間Tonの幅のパルスを出力して、スイッチング素子37を設定時間Tonの間、導通させる。トリガ部40は、加熱コイル32の両端電圧を検知してタイマ部39の出力する設定時間Tonの開始タイミングを決定する。
The
加熱動作を開始すると、制御部50は短い時間、例えば1秒程度の時間、誘導加熱動作を行う。その際、基準値設定部43は、Ton基準値Ton1をTon設定部42に出力し、同時に計算部44に基準入力検知出力値m1を出力する。Ton設定部42は設定時間TonをTon基準値Ton1に設定して加熱動作を行い、このとき基準入力電流値Iin1とは異なる入力電流値Iin2、例えば12.5A(入力検知出力値m2)が得られたとする。
When the heating operation is started, the control unit 50 performs the induction heating operation for a short time, for example, about 1 second. At that time, the reference
計算部44は基準入力検知出力値m1から、このときの入力電流検知部41の検知出力である入力検知出力値m2を減じた値である誤差Dm(=m1−m2)を計算する。つぎに、補正部45は入力電流検知部41が検知した入力検知出力値mから誤差Dmを減した値(m−Dm)をTon設定部12に出力する。
The
それ以降、補正部15は、・・・が、入力電流検知部11の検知する入力検知出力値mから誤差Dmを減した値(m−Dm)になるようにTon設定部42に制御を行わせる。これにより、加熱電力における様々なバラツキの影響を低減できる。
Thereafter, the
しかしながら、前記従来の構成では、電圧の大きさが異なる商用電源に接続すると、所定の入力電流値または所定の加熱電力が得られず、使用する商用電源毎に異なる基準値設定部を設けた構成をとらなければならないという課題があった。 However, in the conventional configuration, when a commercial power supply having a different voltage level is connected, a predetermined input current value or a predetermined heating power cannot be obtained, and a different reference value setting unit is provided for each commercial power supply to be used. There was a problem that had to be taken.
本発明は上記従来の課題を解決するもので、異なる電圧の商用電源に接続しても、簡単な構成で所定の電源電流または所定の加熱電力が得られるように制御することができる誘導加熱調理器を提供することを目的としている。 The present invention solves the above-described conventional problems, and induction heating cooking that can be controlled so as to obtain a predetermined power supply current or a predetermined heating power with a simple configuration even when connected to commercial power supplies of different voltages. The purpose is to provide a vessel.
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、制御部が商用電源の電圧を判定する商用電源電圧判定部を有し、基準値設定部は、商用電源電圧判定部が検知する電圧値が高くなると、加熱開始時に設定するTon基準値Ton1および入力電流基準値Iin1を小さく変更することによって、簡単な構成で所定の加熱電力を得られるように制御することができるものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the induction heating cooker of the present invention has a commercial power supply voltage determination unit in which the control unit determines the voltage of the commercial power supply, and the reference value setting unit has a commercial power supply voltage determination unit. When the detected voltage value is increased, the Ton reference value Ton1 and the input current reference value Iin1 set at the start of heating are changed to be small so that a predetermined heating power can be obtained with a simple configuration. is there.
本発明の誘導加熱調理器は、簡単な回路構成で、電圧が異なる商用電源に接続されても、所定加熱電力が得られる。 The induction cooking device of the present invention has a simple circuit configuration and can obtain a predetermined heating power even when connected to a commercial power supply having a different voltage.
第1の発明は、調理物を入れて加熱調理を行う鍋と、商用電源を入力し直流電圧を出力する直流電源と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイル、前記加熱コイルと共振回路を形成する共振コンデンサおよび導通と遮断を繰り返し前記共振回路に共振電流を発生するスイッチング素子を含み、前記直流電源を入力し前記加熱コイルに高周波電流を発生するインバータ回路と、前記スイッチング素子の導通と遮断を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチング素子を設定時間Tonの間導通させるタイマ部と、前記スイッチング素子が遮断した後に前記加熱コイルに発生する電圧を監視し、前記タイマ部に前記設定時間Tonの計時をスタートさせるトリガ部と、前記インバータ回路の入力電流値Iinを検知する入力電流検知部と、入力電流基準値Iin1およびTon基準値Ton1を出力する基準値設定部と、加熱開始時に前記設定時間Tonが前記Ton基準値Ton1に設定されて動作された際に、前記入力電流基準値Iin1から前記入力電流検知部が検知する前記入力電流値Iinを減じた値である補正値を計算する計算部と、前記計算部が前記補正値を算出した後、前記入力電流検知部が検知した前記入力電流値Iinから前記補正値を減じた値を出力する補正部と、前記補正部の出力値を変更するように前記設定時間Tonを設定するTon設定部と、を備え、前記制御部は、前記商用電源の電圧を判定する商用電源電圧判定部をさらに有し、前記基準値設定部は、前記商用電源電圧判定部が検知する電圧値が高くなると、基準値設定部が設定する前記Ton基準値Ton1および前記入力電流基準値Iin1を小さく変更することにより、使用する商用電源に応じて、加熱開始時に設定するスイッチング素子の導通時間である基準値Ton1を変更し、またそのときに目標とする入力電流値であるときの入力電流検知部の検知電流である基準値Iin1と、入力電流検知部の検知する電流値Iinと、のずれを測定し、以降は、そのずれを解消するように設定時間Tonを補正することができるので得られる入力電流値のバラツキを低減することができるものである。 1st invention forms the pan which heats cooking by putting a foodstuff, DC power supply which inputs a commercial power supply and outputs DC voltage, The heating coil which induction-heats the said pan, The said heating coil and a resonance circuit are formed A resonance capacitor and a switching element that generates resonance current in the resonance circuit that repeats conduction and interruption, and an inverter circuit that inputs a DC power source and generates high-frequency current in the heating coil; and controls conduction and interruption of the switching element A control unit that monitors the voltage generated in the heating coil after the switching element is shut off, and the timer unit A trigger unit that starts counting the set time Ton; an input current detection unit that detects an input current value Iin of the inverter circuit; A reference value setting unit that outputs an input current reference value Iin1 and a Ton reference value Ton1, and when the set time Ton is set to the Ton reference value Ton1 at the start of heating and is operated from the input current reference value Iin1 A calculation unit that calculates a correction value that is a value obtained by subtracting the input current value Iin detected by the input current detection unit; and the input current detected by the input current detection unit after the calculation unit calculates the correction value. A correction unit that outputs a value obtained by subtracting the correction value from the value Iin; and a Ton setting unit that sets the set time Ton so as to change the output value of the correction unit. The power supply voltage determination unit further determines a power supply voltage, and the reference value setting unit sets the reference value setting unit when the voltage value detected by the commercial power supply voltage determination unit is high. By changing the on reference value Ton1 and the input current reference value Iin1 to a small value, the reference value Ton1, which is the conduction time of the switching element set at the start of heating, is changed according to the commercial power source to be used. The difference between the reference value Iin1 that is the detection current of the input current detection unit and the current value Iin detected by the input current detection unit when the input current value is the input current value is measured. In addition, since the set time Ton can be corrected, variations in the obtained input current value can be reduced.
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は本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器である炊飯器のブロック図を示すものであり、図2は、誘導加熱時のスイッチング素子7に加わる電圧・電流波形を示すものである。図1において、本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器は、調理物を入れて加熱調理を行う鍋1と、ダイオードブリッジ3aおよび平滑コンデンサ3bを含む直流電源3と、インバータ回路8と、インバータ回路8のスイッチング素子7の導通と遮断を制御する制御部20と、を備える。インバータ回路8は、鍋1を誘導加熱する加熱コイル2、加熱コイル2と共振回路を形成する共振コンデンサ6および導通と遮断を繰り返し共振回路に共振電流を発生するスイッチング素子7を含む。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a block diagram of a rice cooker that is an induction heating cooker according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 shows voltage / current waveforms applied to the
制御部20は、タイマ部9と、トリガ部10と、入力電流検知部11と、Ton設定部12と、基準値設定部13と、計算部14と、補正部15と、を備える。
The
タイマ部9は、スイッチング素子7を設定時間Tonの間導通させる。トリガ部10はスイッチング素子7が遮断した後に加熱コイル2に発生する電圧を監視し、タイマ部9に設定時間Tonの計時をスタートさせる。入力電流検知部11は、インバータ回路8の入力電流値Iinを検知する。基準値設定部13は、入力電流基準値Iin1およびTon基準値Ton1を出力する。計算部14は、加熱開始時に設定時間TonがTon基準値Ton1に設定されて動作された際に、入力電流基準値Iin1から入力電流検知部11が検知する入力電流値Iinを減じた値である補正値を計算する。補正部15は、計算部14が補正値を算出した後、入力電流検知部11の検出した入力電流値Iinから補正値を減じた値をTon設定部12に出力する。Ton設定部12は、補正部15から入力した値が入力電流基準値Iin1になるように設定時間Tonを設定する。
The
制御部20は、商用電源4の電圧を判定する商用電源電圧判定部16をさらに有し、商用電源電圧判定部16が検知する電圧値が高くなると、基準値設定部13が設定するTon基準値Ton1をおよび入力電流基準値Iin1を小さく変更する。
The
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・作用について、説明する。 The operation and action of the induction heating cooker configured as described above will be described below.
加熱コイル2は、高周波電流が流れることにより高周波磁界が発生し、この高周波磁界が鍋1を誘導加熱する。直流電源3のダイオードブリッジ3aは商用電源4から入力する交流電流を整流して、単方向電源を平滑コンデンサ3bに供給する。直流電源3の平滑コンデンサ3bの両端電圧は、共振コンデンサ6、スイッチング素子7を含むインバータ回路8に供給される。インバータ回路8は、スイッチング素子7が導通することにより、加熱コイル2に平滑コンデンサ3bから電流が流れ込み、加熱コイル2に電流が流れているときにスイッチング素子7が遮断して、加熱コイル2と共振コンデンサ6が共振することによって加熱コイル2に高周波電流を発生させる。
The heating coil 2 generates a high frequency magnetic field when a high frequency current flows, and the high frequency magnetic field induction heats the pan 1. The diode bridge 3a of the DC power supply 3 rectifies the AC current input from the commercial power supply 4 and supplies a unidirectional power supply to the
タイマ部9がスイッチング素子7のゲートへのパルスの出力を停止し、スイッチング素子7が遮断すると、図2に示すように、加熱コイル2に共振電圧が発生する。加熱コイル2に共振電圧が発生すると、スイッチング素子7のコレクタ−エミッタ間の電圧Vceは、図2に示すような共振電圧波形となる。トリガ部10は、スイッチング素子7のコレクタ−エミッタ間電圧Vce(加熱コイル2の電圧)を検知し、コレクタ−エミッタ間電圧Vceがゼロになった後、スイッチング素子7に逆電流が流れている間に、タイマ部9はスイッチング素子7をオンさせ、設定時間Tonの計時をスタートさせる。トリガ部10はコレクタ−エミッタ間電圧Vceがほぼゼロ電圧である間にスイッチング素子7をオンさせることにより、スイッチング素子7のスイッチング時のロスを大きく低減させる。
When the
また、設定時間Tonを大きくすると加熱出力が大きくなり、小さくすると加熱出力が小さくなるので、設定時間Tonを変更することによって加熱出力を制御することができる。また、入力電流値を検知する入力電流検知部11を備えているので、設定時間Tonを変更して入力電流値が所定の電流値になるよう制御することで鍋1を加熱する加熱出力を制御することができる。
Further, when the set time Ton is increased, the heating output is increased, and when the set time Ton is decreased, the heating output is decreased. Therefore, the heating output can be controlled by changing the set time Ton. Moreover, since the input
Ton設定部12は、入力電流検知部11の出力を補正した補正部15からの出力をもとに入力電流値が所定の電流値より大きい場合は、Tonを小さくして入力電流値を小さくし、逆に入力電流値が所定の電流値より小さい場合はTonを大きくして入力電流値を大きくすることにより、目標とする所定の大きさの入力電流値を得るように制御を行っている。
When the input current value is larger than a predetermined current value based on the output from the
制御部20は、加熱動作を開始すると、短い時間、例えば1秒程度の時間、誘導加熱を行う。その際、基準値設定部13は、Ton設定部12に、設定しようとする入力電流値に対応する基準値Ton1を出力する。Ton設定部12は、設定時間TonをTon基準値Ton1に設定して制御を行わせるとともに、計算部14に基準電流値Iin1を出力する。
When the heating operation is started, the
タイマ部9がTon基準値Ton1を出力したときに入力電流検知部11の検知する入力電流値Iinが基準電流値Iin1になるようにTon基準値Ton1は設定される。しかしながら、量産品においてはインバータ回路8または制御部20の回路部品などの定数バラツキや鍋1と加熱コイル2の距離などの機体バラツキ等によって入力電流検知部11の検知電流値はIin1からずれてしまう場合がある。計算部14は基準電流値Iin1からこのときの入力電流検知部11が検知した入力電流値Iinを減じた値である補正値DIin=Iin1−Iinを計算する。
The Ton reference value Ton1 is set so that the input current value Iin detected by the input
Ton設定部12は、それ以降の加熱制御において、補正部15の出力、すなわち入力電流検知部11の検知する入力電流値Iinから補正値DIin分を減した値(Iin−DIin)を変更するようにTon設定部12に制御を行わせる。これにより入力電流値(加熱電力)とTon基準値Ton1との相関に影響を与える様々なバラツキの影響を低減している。
In the subsequent heating control, the
また、商用電源電圧判定部16は、補正値DIinを計算するため設定時間TonをTon基準値Ton1設定して加熱動作させるのに先んじて、商用電源4の電圧判定を行う。商用電源電圧判定部16の判定結果に基づき、基準値設定部13は商用電源電圧毎に設けられた複数の異なる基準値から最適な値を基準値Ton1及びIin1を選択する。基準値設定部13は商用電源電圧判定部16が検知する電圧値が高くなると、基準値設定部13が設定するTon基準値Ton1をおよび入力電流基準値Iin1を小さく変更する。
In addition, the commercial power supply
同一設定時間Tonで動作させた場合には、第1商用電源より電圧の高い第2商用電源に接続すると、入力電流値および加熱出力が増大するが、上記本実施の形態によれば、Ton基準値Ton1をおよび入力電流基準値Iin1を第1商用電源に接続したときより、小さく変更するので、電源電圧が変更されても同一の入力電力を得ることができる。これにより、例えば、日本における100V家庭用電源と、アメリカにおける120V家庭用電源などのように、電圧の異なる複数の商用電源を使用して動作させても、簡素な回路構成で所定の加熱電力得ることができる。 When operating at the same set time Ton, the input current value and the heating output increase when connected to a second commercial power source having a voltage higher than that of the first commercial power source. Since the value Ton1 and the input current reference value Iin1 are changed smaller than when connected to the first commercial power supply, the same input power can be obtained even if the power supply voltage is changed. Thus, for example, even when operated using a plurality of commercial power sources having different voltages, such as a 100 V household power source in Japan and a 120 V household power source in the United States, a predetermined heating power can be obtained with a simple circuit configuration. be able to.
本発明は、異なる複数の商用電源に接続しても、所定の加熱電力が得られるように簡単な回路構成で制御することができ、炊飯器に加え、鍋と加熱コイルの位置関係が固定された誘導加熱調理器にも適用できる。 The present invention can be controlled with a simple circuit configuration so that predetermined heating power can be obtained even when connected to a plurality of different commercial power sources, and in addition to the rice cooker, the positional relationship between the pan and the heating coil is fixed. It can also be applied to induction heating cookers.
1 鍋
2 加熱コイル
3 直流電源
3a ダイオードブリッジ
3b 平滑コンデンサ
4 商用電源
6 共振コンデンサ
7 スイッチング素子
8 インバータ回路
9 タイマ部
10 トリガ部
11 入力電流検知部
12 Ton設定部
13 基準値設定部
14 計算部
15 補正部
16 商用電源電圧判定部
20 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pan 2 Heating coil 3 DC power supply
Claims (1)
調理物を入れて加熱調理を行う鍋と、
前記鍋を誘導加熱する加熱コイル、前記加熱コイルと共振回路を形成する共振コンデンサおよび導通と遮断を繰り返し前記共振回路に共振電流を発生するスイッチング素子を含み、前記直流電源を入力し前記加熱コイルに高周波電流を発生するインバータ回路と、
前記スイッチング素子の導通と遮断を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記スイッチング素子を設定時間Tonの間導通させるタイマ部と、
前記スイッチング素子が遮断した後に前記加熱コイルに発生する電圧を監視し、前記タイマ部に前記設定時間Tonの計時をスタートさせるトリガ部と、
前記インバータ回路の入力電流値Iinを検知する入力電流検知部と、
入力電流基準値Iin1およびTon基準値Ton1を出力する基準値設定部と、
加熱開始時に前記設定時間Tonが前記Ton基準値Ton1に設定されて動作された際に、前記入力電流基準値Iin1から前記入力電流検知部が検知する前記入力電流値Iinを減じた値である補正値を計算する計算部と、
前記計算部が前記補正値を算出した後、前記入力電流検知部が検知した前記入力電流値Iinから前記補正値を減じた値を出力する補正部と、
前記補正部の出力値を変更するように前記設定時間Tonを設定するTon設定部と、を備え、
前記制御部は、前記商用電源の電圧を判定する商用電源電圧判定部をさらに有し、
前記基準値設定部は、前記商用電源電圧判定部が検知する電圧値が高くなると、基準値設定部が設定する前記Ton基準値Ton1および前記入力電流基準値Iin1を小さく変更することを特徴とした誘導加熱調理器。 DC power supply that inputs commercial power and outputs DC voltage;
A pan for cooking and cooking,
A heating coil for inductively heating the pan, a resonance capacitor that forms a resonance circuit with the heating coil, and a switching element that generates a resonance current in the resonance circuit by repeatedly conducting and interrupting, and the DC power supply is input to the heating coil An inverter circuit that generates a high-frequency current;
A control unit for controlling conduction and interruption of the switching element,
The control unit is a timer unit for conducting the switching element for a set time Ton;
A trigger unit for monitoring a voltage generated in the heating coil after the switching element is cut off, and for causing the timer unit to start counting the set time Ton;
An input current detector for detecting an input current value Iin of the inverter circuit;
A reference value setting unit that outputs an input current reference value Iin1 and a Ton reference value Ton1,
Correction that is a value obtained by subtracting the input current value Iin detected by the input current detection unit from the input current reference value Iin1 when the set time Ton is set to the Ton reference value Ton1 at the start of heating. A calculation unit for calculating a value;
A correction unit that outputs a value obtained by subtracting the correction value from the input current value Iin detected by the input current detection unit after the calculation unit calculates the correction value;
A Ton setting unit that sets the set time Ton so as to change the output value of the correction unit,
The control unit further includes a commercial power supply voltage determination unit that determines a voltage of the commercial power supply,
The reference value setting unit is configured to change the Ton reference value Ton1 and the input current reference value Iin1 set by the reference value setting unit to be small when the voltage value detected by the commercial power supply voltage determination unit is high. Induction heating cooker.
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