JP2015204213A - 誘導加熱装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被加熱物判別手段50は、少なくとも共振回路62に流れる電流値または共振回路62に発生する電圧値に基づいて共振回路62を形成する加熱コイル11の領域に対応するトッププレート13の上方の被加熱物の状態を判別するものであって、加熱コイル11に流れる電流が零の状態を一定期間有する不連続動作となるように第3のスイッチング素子45がオフ状態からオン状態に遷移するタイミングを制御する状態で被加熱物の状態を判別する。
【選択図】図2
Description
ある。また電力を供給していない加熱コイルの上方に鍋が載置されていなければ、加熱コイルに流れる電流が大きくなることで回路部品が破壊したり漏洩磁界が大きくなったりという課題が発生する。
前記被加熱物判別手段は、少なくとも前記共振回路に流れる電流値または前記共振回路に発生する電圧値に基づいて前記共振回路を形成する前記加熱コイルの領域に対応する前記トッププレートの上方の前記被加熱物の状態を判別するものであって、
前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を一定期間有する不連続動作となるように前記副スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移するタイミングを制御する状態で前記被加熱物の状態を判別を行うものである。
接して配設された複数の加熱コイルに同時に電力を供給してもうなり干渉音が発生せず不快感を与えない誘導加熱装置を実現することが可能となる。
前記複数の主スイッチング素子のうち、電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間を制御することにより前記加熱コイルに流れる電流を制御し、
前記被加熱物判別手段は、少なくとも前記共振回路に流れる電流値または前記共振回路に発生する電圧値に基づいて前記共振回路を形成する前記加熱コイルの領域に対応する前記トッププレートの上方の前記被加熱物の状態を判別するものであって、
前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を一定期間有する不連続動作となるように前記副スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移するタイミングを制御する状態で前記被加熱物の状態を判別するものである。
熱装置を安価に構成することが可能となる。
るノイズがインバータ回路と共振回路との間に接続したスイッチング素子に印加されないため、スイッチング素子の破壊を抑制することができる。
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上面の平面図である。また、図2は、本発明の第1の実施の形態における誘導加熱装置の上面に載置された被加熱物を加熱するために用いる回路の回路図である。図1および図2は、本実施の形態において主要な構成要素を概略的に示している。
開始や停止、電力の調節などの操作を行うのかを明確にするために、例えば被加熱物が載置された位置を視覚的に示す表示手段を備えていてもよい。
トッププレート13の上方に被加熱物の状態である載置された被加熱物の材質を判別することも可能である。
いため、第2のスイッチング素子44に電流Icが流れている期間Tc1に第3のスイッチング素子45をオン状態からオフ状態へと遷移させることにより、第3のスイッチング素子45から発生するスイッチング動作による損失を零とすることができる。
検知することにより、電流検出手段47の出力値の最大値と重なり期間Ta1の関係から被加熱物が載置の有無や載置された被加熱物の材質の判別を行うことができるため、ピークホールド回路を付加することによって、被加熱物判別手段50の検知タイミングを厳密に設定することなく、安価で且つ精度高く被加熱物の検知を行うことができる。
62の共振周波数やインバータ回路61の動作周波数に関わらず加熱コイル11に流れる電流値は零電圧スイッチングまたは零電流スイッチングで動作することができるため、例えば被加熱物の判別時のインバータ回路61の動作周波数と被加熱物への電力供給時のインバータ回路61の動作周波数を同一としてもスイッチング損失を少なくできるとともに、ノイズが発生しにくいインバータ回路61の動作が可能となる。
図4は、本発明の第2の実施の形態におけるトッププレート13の上への被加熱物の載置の有無および被加熱物の材質の判別を行うための関係の一例を示した図である。
回路62に発生する電圧値に起因する情報値に基づいて被加熱物の判別が行えるのであれば領域のこれ以外の設定方法でもよい。
図5は、本発明の第3の実施の形態における第1のスイッチング素子43、第2のスイッチング素子44、第3のスイッチング素子45をオンオフ制御するためにそれぞれのスイッチング素子に与える電圧信号のシーケンスVm1、Vm2、Vsおよび加熱コイル11に流れる電流Icを示している。
図6は、被加熱物の電気的な抵抗値が大きい被加熱物を定格電力または定格電力に近い電力で加熱する場合における第1のスイッチング素子43、第2のスイッチング素子44、第3のスイッチング素子45をオンオフ制御するためにそれぞれのスイッチング素子に与える電圧信号のシーケンスVm1、Vm2、Vsおよび加熱コイル11に流れる電流Icを示している。
きるとともに、定格値を超えて例えば回路の破壊などを発生することのないようにできる。
11aa〜11ei 加熱コイル
12 操作手段
13 トッププレート
41 電源
42 直流化手段
43 第1のスイッチング素子
44 第2のスイッチング素子
45 第3のスイッチング素子
46 共振コンデンサ
47 電流検出手段
48 スナバコンデンサ
49 制御手段
50 被加熱物判別手段
61 インバータ回路
62 共振回路
Claims (9)
- 被加熱物を載置するためのトッププレートと、
前記トッププレートの下方に配置された複数の加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルとそれぞれ共振回路を形成する複数の共振コンデンサと、
前記加熱コイルに高周波電流を供給する少なくとも2つの主スイッチング素子を直列に接続した構成を有するインバータ回路と、
前記インバータ回路と前記共振回路との間に直列に接続した副スイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子のオンオフ制御を行う制御手段と、
前記トッププレートの上方の前記被加熱物の状態を判別する被加熱物判別手段と、
を備え、
前記複数の主スイッチング素子のうち、電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間を制御することにより前記加熱コイルに流れる電流を制御し、
前記被加熱物判別手段は、少なくとも前記共振回路に流れる電流値または前記共振回路に発生する電圧値に基づいて前記共振回路を形成する前記加熱コイルの領域に対応する前記トッププレートの上方の前記被加熱物の状態を判別するものであって、
前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を一定期間有する不連続動作となるように前記副スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移するタイミングを制御する状態で前記被加熱物の状態を判別する誘導加熱装置。 - 前記被加熱物判別手段は、オンオフ制御を行う前記副スイッチング素子を接続した加熱コイルの領域に対応する前記トッププレートの上方に前記被加熱物が載置されているか否かを判別する請求項1に記載の誘導加熱装置。
- 前記被加熱物判別手段は、オンオフ制御を行う前記副スイッチング素子を接続した加熱コイルの領域に対応する前記トッププレートの上方に載置された前記被加熱物の材質を判別する請求項1または2に記載の誘導加熱装置。
- 前記主スイッチング素子と前記副スイッチング素子は同一の周波数で動作する請求項1〜3のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
- 前記加熱コイルに電流が流れている状態と前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を前記インバータ回路の動作周期毎に有する請求項4に記載の誘導加熱装置。
- 前記複数の主スイッチング素子のうち電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子がオン状態からオフ状態へと遷移するタイミングの前後の期間にまたがって前記副スイッチング素子に電流が流れるように前記副スイッチングのオンオフ制御を行う請求項1〜5のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
- 前記複数の主スイッチング素子のうち電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子がオン状態からオフ状態へと遷移するタイミングに前記副スイッチング素子に流れる電流の値は、前記加熱コイルに流れる電流値の最大値となるように前記副スイッチング素子のオンオフ制御を行う請求項6に記載の誘導加熱装置。
- 被加熱物の状態の判別時に前記加熱コイルに流す電流よりも大きな電流を流して被加熱物に電力を供給するように前記主スイッチング素子および前記副スイッチング素子をオンオフ制御する状態を更に備え、前記被加熱物の状態の判別時と前記被加熱物への電力供給時での前記主スイッチング素子の動作周波数および/またはオン期間は同一とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
- 前記被加熱物への電力供給時は、前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を一定期間有する不連続動作と、前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を有さない連続動作とを用いて被加熱物に供給する電力の制御を行う請求項1〜8のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
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