JP2017183141A - Electromagnetic induction heating device - Google Patents

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史宏 佐藤
宇留野 純平
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雅哉 小林
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雅哉 小林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic induction heating device ensuring big firepower, even when a heated body, such as a pot, floats from a top plate.SOLUTION: An electromagnetic induction heating device has a heating coil Lr0 for heating a heated object on a top plate, a resonance circuit Res0 having a heating coil and a resonance capacitor Cr0, an inverter circuit Inv0 for outputting power to the resonance circuit, and a control section Co0 for controlling the input power to the inverter circuit. when the heated object floats from the top plate, the control section sets the switching frequency of the inverter circuit lower than the switching frequency before the heated object floats from the top plate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電磁誘導加熱調理器などの電磁誘導加熱装置に関する。   The present invention relates to an electromagnetic induction heating apparatus such as an electromagnetic induction heating cooker.

電磁誘導加熱調理器は、トッププレートに鍋などの負荷が載置された場合、高周波インバータから加熱コイルに高周波電流を流し、コイルに近接して配置された金属製の鍋に渦電流を発生させ、鍋自体の電気抵抗により発熱させて、鍋を加熱する。   When a load such as a pan is placed on the top plate, an electromagnetic induction heating cooker causes a high-frequency current to flow from the high-frequency inverter to the heating coil, generating an eddy current in a metal pan placed close to the coil. Heat the pan by generating heat by the electrical resistance of the pan itself.

トッププレート上に鍋が載置されていない場合、消費電力低減のために高周波インバータの駆動を停止させ、加熱コイルへの通電を停止させていた。しかしながら、鍋振りをして炒め物調理をする場合、加熱コイルから鍋が離れたり近づいたりするため、加熱と停止を繰り返すので、鍋に印加される火力が弱くなってしまう。   When the pan was not placed on the top plate, the driving of the high frequency inverter was stopped to reduce power consumption, and the energization to the heating coil was stopped. However, when cooking the fried food by shaking the pan, the pan moves away from or approaches the heating coil, and heating and stopping are repeated, so the heating power applied to the pan becomes weak.

これに対し、特許文献1に記載の従来技術が知られている。本従来技術においては、鍋がトッププレートの上から浮いていると判定された場合、高周波インバータの駆動信号を、鍋がトッププレートから浮く前の駆動信号に固定して、加熱コイルへの通電を継続する。   On the other hand, the prior art described in Patent Document 1 is known. In this conventional technology, when it is determined that the pan is floating above the top plate, the drive signal of the high frequency inverter is fixed to the drive signal before the pan is lifted from the top plate, and the heating coil is energized. continue.

特開2015−50118号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-50118

上記従来技術においては、鍋がトッププレートから浮いた場合、加熱コイルのインダクタンスが高くなるため、共振点は低周波側へシフトする。そのため、鍋がトッププレートから浮いた状態で、鍋がトッププレートから浮く前の駆動周波数で動作させると、鍋がトッププレートから浮く前よりも出力電力が低下するため、火力が低下する。   In the above prior art, when the pan floats from the top plate, the inductance of the heating coil increases, and the resonance point shifts to the low frequency side. Therefore, when the pan is lifted from the top plate and operated at a driving frequency before the pan is lifted from the top plate, the output power is lower than that before the pan is lifted from the top plate, and thus the thermal power is reduced.

そこで、本発明は、鍋などの被加熱体がトッププレートから浮いた場合でも、大きな火力が得られる電磁誘導加熱装置を提供する。   Therefore, the present invention provides an electromagnetic induction heating device that can obtain a large heating power even when a heated object such as a pan floats from the top plate.

上記課題を解決するために、本発明による電磁誘導加熱装置は、トッププレート上の被加熱体を加熱する加熱コイルと、加熱コイルと共振コンデンサとを有する共振回路と、共振回路に電力を出力するインバータ回路と、インバータ回路への入力電力を制御する制御部と、を有するものであって、制御部は、被加熱体がトッププレートから浮いた場合に、インバータ回路のスイッチング周波数を、被加熱体がトッププレートから浮く前のスイッチング周波数よりも低くする。   In order to solve the above problems, an electromagnetic induction heating apparatus according to the present invention outputs a heating coil for heating an object to be heated on a top plate, a resonance circuit having a heating coil and a resonance capacitor, and outputs power to the resonance circuit. An inverter circuit, and a control unit that controls input power to the inverter circuit, wherein the control unit determines the switching frequency of the inverter circuit when the heated object floats from the top plate. Is lower than the switching frequency before floating from the top plate.

本発明によれば、被加熱体がトッププレートから浮いた場合における火力を向上することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermal power in the case where a to-be-heated body floats from a top plate can be improved.

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the following description of embodiments.

本発明の実施例1である電磁誘導加熱装置の基本構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a basic block diagram of the electromagnetic induction heating apparatus which is Example 1 of this invention. 加熱コイルのインダクタンスおよび直列抵抗とトッププレートからの距離との関係の一例を示す。An example of the relationship between the inductance and series resistance of a heating coil, and the distance from a top plate is shown. 入力電力とスイッチング周波数の関係を示す。The relationship between input power and switching frequency is shown. 入力電力とスイッチング周波数の関係を示す。The relationship between input power and switching frequency is shown. 特許文献1に記載された制御方法を用いる場合におけるインバータ回路の動作波形例である。It is an example of an operation waveform of an inverter circuit in the case of using the control method indicated in patent documents 1. 本実施例1の制御手段を用いる場合におけるインバータ回路の動作波形例である。It is an example of the operation | movement waveform of an inverter circuit in the case of using the control means of the present Example 1. 図6に示す動作波形の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the operation waveform shown in FIG. 実施例1の電力制御処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a flow of power control processing according to the first embodiment. 図8に示す電力制御を用いる場合におけるインバータ回路の動作波形である。FIG. 9 is an operation waveform of the inverter circuit when the power control shown in FIG. 8 is used. 図9に示す動作波形の部分拡大図である。FIG. 10 is a partial enlarged view of the operation waveform shown in FIG. 9. 本発明の実施例2である電磁誘導加熱装置の基本構成図である。It is a basic block diagram of the electromagnetic induction heating apparatus which is Example 2 of this invention. 実施例2における電磁誘導加熱装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the electromagnetic induction heating apparatus in Example 2. スイッチング素子のゲート駆動信号、加熱コイルに流れる電流、共振回路に印加される電圧の波形を示す。The waveform of the gate drive signal of a switching element, the electric current which flows into a heating coil, and the voltage applied to a resonance circuit is shown. 本発明の実施例3である電磁誘導加熱装置の基本構成図である。It is a basic block diagram of the electromagnetic induction heating apparatus which is Example 3 of this invention. 実施例3における電磁誘導加熱装置の回路構成図である。6 is a circuit configuration diagram of an electromagnetic induction heating device in Example 3. FIG. スイッチング素子のゲート駆動信号、加熱コイルに流れる電流、加熱コイルに印加される電圧の波形である。It is the waveform of the voltage applied to the gate drive signal of a switching element, the electric current which flows into a heating coil, and a heating coil. 本発明の実施例4である電磁誘導加熱装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the electromagnetic induction heating apparatus which is Example 4 of this invention. スイッチング素子のゲート駆動信号、加熱コイルに流れる電流、スイッチング素子の両端電圧の波形を示す。The waveform of the gate drive signal of a switching element, the electric current which flows into a heating coil, and the both-ends voltage of a switching element is shown. 本発明の実施例5である電磁誘導加熱装置の基本構成図である。It is a basic block diagram of the electromagnetic induction heating apparatus which is Example 5 of this invention. 実施例5における電磁誘導加熱装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the electromagnetic induction heating apparatus in Example 5. 入力電力とスイッチング周波数の関係を示す。The relationship between input power and switching frequency is shown. 入力電力とスイッチング周波数の関係を示す。The relationship between input power and switching frequency is shown. スイッチング素子のゲート駆動信号、加熱コイルに流れる電流、加熱コイルに印加される電圧の波形である。It is the waveform of the voltage applied to the gate drive signal of a switching element, the electric current which flows into a heating coil, and a heating coil. 本発明の実施例6である電磁誘導加熱装置の基本構成図である。It is a basic block diagram of the electromagnetic induction heating apparatus which is Example 6 of this invention. 入力電力とスイッチング周波数の関係を示す。The relationship between input power and switching frequency is shown. 入力電力とスイッチング周波数の関係を示す。The relationship between input power and switching frequency is shown. 実施例6の電力制御処理の流れを示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating a flow of power control processing according to the sixth embodiment. 本発明の実施例7である電磁誘導加熱装置の基本構成図である。It is a basic block diagram of the electromagnetic induction heating apparatus which is Example 7 of this invention. 入力電力とスイッチング周波数の関係を示す。The relationship between input power and switching frequency is shown. 入力電力とスイッチング周波数の関係を示す。The relationship between input power and switching frequency is shown. 実施例7の電力制御処理の流れを示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating a flow of power control processing according to the seventh embodiment.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals indicate the same constituent elements or constituent elements having similar functions.

図1は、本発明の実施例1である電磁誘導加熱装置の基本構成図である。   FIG. 1 is a basic configuration diagram of an electromagnetic induction heating apparatus that is Embodiment 1 of the present invention.

図1に示すように、電磁誘導加熱装置IH0は、トッププレートと、トッププレート上に載置される被加熱体である鍋を加熱する加熱コイルLr0と、トッププレート上の鍋が所定の位置から移動したことを検知する鍋位置検出部と、加熱コイルLr0と共振コンデンサCr0とを有する共振回路Res0と、交流電源AC0の電力を入力し共振回路Res0に電力を出力するインバータ回路Inv0と、インバータ回路Inv0への入力電力を制御する制御部Co0で構成される。   As shown in FIG. 1, the electromagnetic induction heating device IH0 includes a top plate, a heating coil Lr0 that heats a pan that is a heated object placed on the top plate, and a pan on the top plate from a predetermined position. A pan position detection unit that detects movement, a resonance circuit Res0 having a heating coil Lr0 and a resonance capacitor Cr0, an inverter circuit Inv0 that inputs power from the AC power supply AC0 and outputs power to the resonance circuit Res0, and an inverter circuit It is comprised by the control part Co0 which controls the input electric power to Inv0.

鍋位置検出部においては、誘導式や容量式などの公知の技術が適用できる。また、後述する、直列抵抗、インダクタンスおよび共振周波数のいずれかの演算値あるいはその変化に基づいて、鍋の位置を検出しても良い。   In the pan position detection unit, a known technique such as an induction type or a capacity type can be applied. Moreover, you may detect the position of a pan based on the calculated value of any of series resistance, an inductance, and the resonance frequency mentioned later, or its change.

制御部Co0は、鍋位置検出部の出力に基づき、鍋が浮いたか否かを判定する鍋浮き判定部と、インバータ回路の回路動作から、回路の実動作状態における加熱コイルLr0のインダクタンス値を演算するインダクタンス演算部L_ca0と、インダクタンス演算部L_ca0で演算されたインダクタンス値と共振コンデンサCr0の容量値から共振周波数を演算する共振周波数演算部Fr_ca0と、共振周波数演算部Fr_ca0で演算した共振周波数から、インバータ回路を駆動するスイッチング周波数の下限値を設定する下限周波数設定部Fr_lim0と、操作部からの入力電力指令値を読み込み、インバータ回路Inv0への入力電力指令値を設定する電力指令値設定部と、下限周波数設定部Fr_lim0で設定された下限スイッチング周波数の値と電力指令値設定部で設定された入力電力指令の値を基に、インバータ回路の駆動信号を生成する駆動信号生成部Driver0とで構成される。   The control unit Co0 calculates the inductance value of the heating coil Lr0 in the actual operation state of the circuit from the pan operation determination unit that determines whether or not the pan has floated based on the output of the pan position detection unit and the circuit operation of the inverter circuit. An inductance calculating unit L_ca0, a resonance frequency calculating unit Fr_ca0 that calculates a resonance frequency from the inductance value calculated by the inductance calculating unit L_ca0 and the capacitance value of the resonance capacitor Cr0, an inverter from the resonance frequency calculated by the resonance frequency calculating unit Fr_ca0 A lower limit frequency setting unit Fr_lim0 for setting a lower limit value of a switching frequency for driving the circuit, a power command value setting unit for reading an input power command value from the operation unit and setting an input power command value to the inverter circuit Inv0, and a lower limit The lower limit set by the frequency setting unit Fr_lim0 Based on the value of the input power command which is set by the value of the etching frequency and power instruction value setting unit, and a drive signal generating unit Driver0 for generating a drive signal of the inverter circuit.

なお、制御部Co0は、例えばマイクロコンピュータなどの演算処理装置を用いて構成され、演算処理装置が所定のプログラムを実行することにより、制御部Co0の各部として機能する。   The control unit Co0 is configured using an arithmetic processing device such as a microcomputer, for example, and functions as each unit of the control unit Co0 when the arithmetic processing device executes a predetermined program.

図2は、トッププレートと鍋の距離を、鍋をトッププレートの上面に対して鉛直方向にトッププレートから離した場合における、トッププレートからの距離と、加熱コイルのインダクタンスおよび直列抵抗と、トッププレートからの距離との関係の一例を示す。但し、鍋を構成する材料はSUS304である。なお、図2の関係例は本発明者の検討によって得られたものである。   FIG. 2 shows the distance between the top plate and the pan when the pan is separated from the top plate in a direction perpendicular to the top surface of the top plate, the inductance and series resistance of the heating coil, and the top plate. An example of the relationship with the distance from is shown. However, the material which comprises a pan is SUS304. Note that the relationship example in FIG. 2 was obtained by the study of the present inventors.

図2の上図が示すように、トッププレートと鍋が近接している場合、鍋に流れる渦電流から発生する磁界が加熱コイルから発生する磁界を打ち消すため、インダクタンスは低くなる。また、トッププレートから鍋が遠ざかった場合、鍋に流れる渦電流が減り、加熱コイルから発生する磁界が打ち消されなくなるため、インダクタンスは増加する。   As shown in the upper diagram of FIG. 2, when the top plate and the pan are close to each other, the magnetic field generated from the eddy current flowing in the pan cancels the magnetic field generated from the heating coil, so that the inductance is low. Further, when the pan is moved away from the top plate, the eddy current flowing through the pan is reduced, and the magnetic field generated from the heating coil is not canceled, so that the inductance is increased.

図2の下図が示すように、トッププレートと鍋が近接している場合、鍋の抵抗により直列抵抗は大きくなる。また、トッププレートから鍋が遠ざかった場合、鍋の抵抗による影響が小さくなり、直列抵抗値は減少する。   As shown in the lower diagram of FIG. 2, when the top plate and the pan are close to each other, the series resistance increases due to the resistance of the pan. In addition, when the pan is moved away from the top plate, the effect of the pan resistance is reduced, and the series resistance value is decreased.

なお、SUS304以外の材料によって構成される鍋でも、同様の関係を示す。   In addition, the same relationship is shown also with the pan comprised with materials other than SUS304.

図3,4は、本実施例1で、トッププレートから鍋が遠ざかる場合における、インバータ回路への入力電力と、インバータ回路のスイッチング周波数の関係を示す。トッププレートから鍋が浮いた場合、加熱コイルのインダクタンス値は増加するため(図2の上図参照)、共振周波数はfr1からfr2へと低下する。一方、トッププレートから鍋が浮いた場合、加熱コイルの直列抵抗は低減するため(図2の下図参照)、Q値は増加する。   3 and 4 show the relationship between the input power to the inverter circuit and the switching frequency of the inverter circuit when the pan moves away from the top plate in the first embodiment. When the pan floats from the top plate, the inductance value of the heating coil increases (see the upper diagram of FIG. 2), so that the resonance frequency decreases from fr1 to fr2. On the other hand, when the pan floats from the top plate, the series resistance of the heating coil is reduced (see the lower diagram in FIG. 2), so the Q value increases.

図3に示す様に、トッププレート上に鍋が載置され、インバータがスイッチング周波数fsw1で動作し電力P1を出力している状態で(このとき、入力電力指令値はP1)、トッププレートから鍋を浮かせてもなおインバータが電力P1を出力するために、スイッチング周波数をfsw2へと低下する。また、図4に示す様に、トッププレートから鍋が浮いた状態で、インバータがスイッチング周波数fsw2で動作し電力P1を出力している状態で、トッププレートに鍋を近付けてもなおインバータが電力P1を出力するために、スイッチング周波数をfsw1へと増加する。このように、トッププレートから鍋が浮いた場合、共振周波数の変動に合わせてインバータのスイッチング周波数を調整すれば、インバータの出力電力を一定値に制御される。これにより、トッププレートから鍋を浮かせる場合における火力が向上する。   As shown in FIG. 3, with the pan placed on the top plate and the inverter operating at the switching frequency fsw1 and outputting power P1 (at this time, the input power command value is P1), the pan is moved from the top plate. Since the inverter still outputs the electric power P1 even when floating, the switching frequency is lowered to fsw2. In addition, as shown in FIG. 4, when the pan is floating from the top plate, the inverter operates at the switching frequency fsw2 and outputs the electric power P1, and even if the pan is brought close to the top plate, the inverter still has the electric power P1. To increase the switching frequency to fsw1. Thus, when the pan floats from the top plate, the output power of the inverter is controlled to a constant value by adjusting the switching frequency of the inverter in accordance with the fluctuation of the resonance frequency. Thereby, the thermal power in the case of floating a pan from a top plate improves.

図5は、先述の特許文献1に記載された制御方法を用いて1秒間通常の電力制御を行い、その後1秒間に2回鍋振りをした際のインバータ回路の動作波形例である。鍋振り調理を開始すると、インダクタンスLが増大するため(15.5μH→37.7μH)、共振周波数は低下する。そのため、鍋振り調理を開始してもスイッチング周波数を固定する場合、入力電力指令値に対して実際に入力される電力は大きく低下する。従って、鍋振り調理の場合に十分な火力を得ることが難しい。   FIG. 5 is an operation waveform example of the inverter circuit when normal power control is performed for 1 second using the control method described in Patent Document 1 described above, and then the pan is shaken twice in 1 second. When the pot shake cooking is started, since the inductance L increases (15.5 μH → 37.7 μH), the resonance frequency decreases. For this reason, when the switching frequency is fixed even after starting the pot cooking, the electric power actually input with respect to the input electric power command value is greatly reduced. Therefore, it is difficult to obtain sufficient thermal power in the case of cooking in a pot.

図6は、図3および図4にて説明した本実施例1における制御手段を用いて1秒間通常の電力制御を行い、その後1秒間に2回鍋振りをした際のインバータ回路の動作波形例である。鍋振り調理中においても、入力電力検出値は、変動はしているが、平均的には鍋振り前と同等である。ここで、鍋を遠方からトッププレートに向かって近付けた際に、インバータ回路に比較的大きな瞬時電力(4.87kW)が印加されている。これは、本発明者の検討によれば、スイッチング周波数の応答が共振周波数の変動に必ずしも追従できていないためである。   FIG. 6 is an example of operation waveforms of the inverter circuit when normal power control is performed for 1 second using the control means in the first embodiment described in FIGS. 3 and 4 and then the pan is shaken twice in 1 second. is there. Even during cooking in a pot, the input power detection value fluctuates, but on average, it is equivalent to that before cooking in a pot. Here, when the pan is moved closer to the top plate, relatively large instantaneous power (4.87 kW) is applied to the inverter circuit. This is because according to the study of the present inventor, the response of the switching frequency cannot always follow the fluctuation of the resonance frequency.

図7は、図6に示す動作波形の部分拡大図であり、鍋振り調理中に鍋をトッププレートの遠方からトッププレートに向けて近付け、大きな瞬時電力がインバータ回路に印加される時の回路動作を示す。鍋がトッププレートに向けて近付くにつれて共振周波数が上昇しているのに対し、インバータ回路のスイッチング周波数の応答遅れのため、共振周波数とスイッチング周波数が近接し、大きな瞬時電力が入力されている。   FIG. 7 is a partial enlarged view of the operation waveform shown in FIG. 6, and the circuit operation when a large instantaneous electric power is applied to the inverter circuit when the pan is moved from the far side of the top plate toward the top plate during cooking in a pot. Indicates. While the resonance frequency increases as the pan approaches the top plate, the resonance frequency and the switching frequency are close to each other due to the delay in response of the switching frequency of the inverter circuit, and a large instantaneous power is input.

そこで、本実施例1では、さらに下限周波数設定部Fr_lim0を用いて、次に説明するような制御動作を行う。   Therefore, in the first embodiment, the control operation described below is further performed using the lower limit frequency setting unit Fr_lim0.

図8は、本実施例1の電磁誘導加熱装置が実行する電力制御処理の流れを示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart illustrating the flow of the power control process executed by the electromagnetic induction heating device according to the first embodiment.

ステップ1において、制御部Co0は、操作部から入力された電力指令値を読み込む。   In step 1, the control unit Co0 reads the power command value input from the operation unit.

ステップ2において、制御部Co0は、読み込んだ電力指令値に基づいて、駆動信号生成部Driver0からインバータへ駆動信号を出力し、鍋の加熱を開始する。   In Step 2, the control unit Co0 outputs a drive signal from the drive signal generation unit Driver0 to the inverter based on the read power command value, and starts heating the pot.

ステップ3において、制御部Co0は、鍋位置検出部により、鍋浮き発生か否かを判定する。鍋が浮いていないと判定された場合(ステップ3のNo)、制御部Co0は、再度ステップ1以降の処理を実行する。鍋が浮いていると判定された場合(ステップ3のYes)、制御部Co0はステップ4の処理を実行する。   In Step 3, the control unit Co0 determines whether or not the pan is lifted by the pan position detection unit. When it determines with the pan not floating (No of step 3), the control part Co0 performs the process after step 1 again. When it is determined that the pan is floating (Yes in Step 3), the control unit Co0 executes the process in Step 4.

ステップ4において、制御部Co0は、インダクタンス演算部L_ca0によって、インバータ回路Inv0の回路動作から、加熱コイルLr0の実動作状態おけるインダクタンス値を演算する。   In step 4, the control unit Co0 calculates the inductance value in the actual operation state of the heating coil Lr0 from the circuit operation of the inverter circuit Inv0 by the inductance calculation unit L_ca0.

次に、ステップ5において、制御部Co0は、インダクタンス演算部L_ca0の演算結果を基に、共振周波数演算部Fr_ca0によって、回路の実動作状態における共振周波数を演算する。   Next, in step 5, the control unit Co0 calculates the resonance frequency in the actual operation state of the circuit by the resonance frequency calculation unit Fr_ca0 based on the calculation result of the inductance calculation unit L_ca0.

次に、ステップ6において、制御部Co0は、共振周波数演算部Fr_ca0の演算結果に基づき、下限周波数設定部Fr_lim0でインバータ回路Inv0のスイッチング周波数の下限値を設定する。   Next, in step 6, the control unit Co0 sets the lower limit value of the switching frequency of the inverter circuit Inv0 by the lower limit frequency setting unit Fr_lim0 based on the calculation result of the resonance frequency calculation unit Fr_ca0.

次に、ステップ7において、制御部Co0は、下限周波数設定部Fr_lim0で設定した周波数範囲で、駆動信号生成部Driver0によって駆動信号を生成しインバータ回路Inv0を駆動する。   Next, in step 7, the control unit Co0 generates a drive signal by the drive signal generation unit Driver0 and drives the inverter circuit Inv0 within the frequency range set by the lower limit frequency setting unit Fr_lim0.

なお、ステップ7の処理を実行した後、制御部Co0の処理はSTARTに戻る(RETURN)。   Note that after executing the process of step 7, the process of the control unit Co0 returns to START (RETURN).

図8に示す電力制御によれば、実動作状態における共振周波数に基づいてスイッチング周波数の下限値を設定することにより、共振周波数とスイッチング周波数が近接することが防止される。このため、インバータ回路Inv0に、過大電力が印加されることが抑制できる。   According to the power control shown in FIG. 8, the lower limit value of the switching frequency is set based on the resonance frequency in the actual operation state, thereby preventing the resonance frequency and the switching frequency from being close to each other. For this reason, it can suppress that excessive electric power is applied to inverter circuit Inv0.

図9は、図8に示す電力制御を用いて、1秒間通常の電力制御を行い、その後1秒間に2回鍋振りをした際のインバータ回路Inv0の動作波形である。   FIG. 9 shows operation waveforms of the inverter circuit Inv0 when normal power control is performed for 1 second using the power control shown in FIG. 8, and then the pan is shaken twice in 1 second.

図9に示すように、鍋振り調理時に、共振周波数の低下に応じて、インバータ回路Inv0のスイッチング周波数を低減させるため、比較的大きな電力がインバータ回路Inv0へと入力されており、鍋浮かし時における火力が増加している。また、鍋戻し時にスイッチング周波数と共振周波数が近接することが防止されているので、大きな瞬時電力が印加されることが抑制されている。   As shown in FIG. 9, when cooking the pot, in order to reduce the switching frequency of the inverter circuit Inv0 in accordance with the decrease in the resonance frequency, relatively large power is input to the inverter circuit Inv0, Firepower is increasing. Moreover, since the switching frequency and the resonance frequency are prevented from approaching when the pan is returned, application of large instantaneous power is suppressed.

図10は、図9に示す動作波形の部分拡大図であり、鍋振り調理中に鍋をトッププレートの遠方からトッププレートに向けて近付ける時の回路動作を示す。図10に示すように、本実施例1では、インバータ回路Inv0のスイッチング周波数の下限値を、共振周波数演算手段Fr_lim0で演算した共振周波数から、所定のマージン(図10では3kHz)を設けた値に設定するため、スイッチング周波数と共振周波数が近接せず、大きな瞬時電力が入力されない。すなわち、鍋振り調理中の火力向上と過大電力の印加の抑制とを、両立することできる。   FIG. 10 is a partially enlarged view of the operation waveform shown in FIG. 9, and shows circuit operation when the pan is brought closer to the top plate from a distance from the top plate during cooking in the pot. As shown in FIG. 10, in the first embodiment, the lower limit value of the switching frequency of the inverter circuit Inv0 is set to a value provided with a predetermined margin (3 kHz in FIG. 10) from the resonance frequency calculated by the resonance frequency calculation means Fr_lim0. Therefore, the switching frequency and the resonance frequency are not close to each other, and a large instantaneous power is not input. That is, it is possible to achieve both the improvement in heating power during cooking in a pot and the suppression of application of excessive power.

図11は、本発明の実施例2である電磁誘導加熱装置の基本構成図である。   FIG. 11 is a basic configuration diagram of an electromagnetic induction heating apparatus that is Embodiment 2 of the present invention.

図11に示すように、電磁誘導加熱装置IH1は、トッププレートと、トッププレート上の鍋を加熱する加熱コイルLr1と、トッププレート上の鍋が所定の位置から移動したことを検知する鍋位置検出部と、加熱コイルLr1と共振コンデンサCr1とを有する共振回路Res1と、交流電源AC1の電力を入力し共振回路Res1に電力を出力するインバータ回路Inv1と、インバータ回路Inv1への入力電力を制御する制御部Co1と、インバータ回路への入力電力を検出する電力検出部Ps1と、インバータ回路の出力電圧を検出する電圧検出部Vs1と、加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出部Cs1と、電圧検出部Vs1で検出した交流電圧と電流検出部Cs1で検出した交流電流の位相差を検出する位相差検出部Phs1とで構成される。   As shown in FIG. 11, the electromagnetic induction heating device IH1 includes a top plate, a heating coil Lr1 for heating the pan on the top plate, and a pan position detection for detecting that the pan on the top plate has moved from a predetermined position. , A resonance circuit Res1 having a heating coil Lr1 and a resonance capacitor Cr1, an inverter circuit Inv1 that inputs power from the AC power supply AC1 and outputs power to the resonance circuit Res1, and a control that controls input power to the inverter circuit Inv1 Unit Co1, a power detection unit Ps1 that detects input power to the inverter circuit, a voltage detection unit Vs1 that detects the output voltage of the inverter circuit, a current detection unit Cs1 that detects a current flowing through the heating coil, and a voltage detection unit A phase difference detector P for detecting a phase difference between the AC voltage detected by Vs1 and the AC current detected by the current detector Cs1. Constituted by the s1.

制御部Co1は、電力検出部Ps1、電流検出部Cs1、位相差検出部Phs1で検出した各電気量の値を基に回路の実動作状態におけるインダクタンス値を演算するインダクタンス演算部L_ca1と、インダクタンス演算部L_ca1で演算したインダクタンス値から回路の実動作状態における共振周波数を演算する共振周波数演算部Fr_ca1と、共振周波数演算部Fr_ca1で演算した共振周波数から、インバータ回路を駆動するスイッチング周波数の下限値を設定する下限周波数設定部Fr_lim1と、下限周波数設定部Fr_lim1で設定したスイッチング周波数の下限値を基に、インバータ回路の駆動信号を生成する駆動信号生成部Driver1で構成される。   The control unit Co1 includes an inductance calculation unit L_ca1 that calculates an inductance value in an actual operation state of the circuit based on the values of each electric quantity detected by the power detection unit Ps1, the current detection unit Cs1, and the phase difference detection unit Phs1, and an inductance calculation. The resonance frequency calculation unit Fr_ca1 that calculates the resonance frequency in the actual operation state of the circuit from the inductance value calculated by the unit L_ca1, and the lower limit value of the switching frequency that drives the inverter circuit is set from the resonance frequency calculated by the resonance frequency calculation unit Fr_ca1 The lower limit frequency setting unit Fr_lim1 and the drive signal generation unit Driver1 that generates the drive signal of the inverter circuit based on the lower limit value of the switching frequency set by the lower limit frequency setting unit Fr_lim1.

図12は、本実施例における電磁誘導加熱装置IH1の回路構成図であり、図11に示すインバータ回路Inv1を含む主回路部をより詳細に記したものである。   FIG. 12 is a circuit configuration diagram of the electromagnetic induction heating device IH1 in the present embodiment, and shows the main circuit portion including the inverter circuit Inv1 shown in FIG. 11 in more detail.

図12に示すように、電磁誘導加熱装置IH1の主回路部は、交流電源AC1の電力を入力するAC/DC変換回路ACDC1、インバータ回路Inv1、共振回路Res1で構成される。   As shown in FIG. 12, the main circuit portion of the electromagnetic induction heating device IH1 includes an AC / DC conversion circuit ACDC1, an inverter circuit Inv1, and a resonance circuit Res1 that input power from an AC power supply AC1.

インバータ回路Inv1は、スイッチング素子Q11,Q12,Q13,Q14からなる単相ブリッジ回路で構成される。すなわち、インバータ回路Inv1は、スイッチング素子Q11およびQ12を直列接続した第1スイッチングレッグと、スイッチング素子Q13およびQ14を直列接続したと第2スイッチングレッグを備え、スイッチング素子Q11およびQ12の直列接続点と、スイッチング素子Q13およびQ14の直列接続点とが、高周波電力が出力される交流端子となる。   The inverter circuit Inv1 is configured by a single-phase bridge circuit including switching elements Q11, Q12, Q13, and Q14. That is, the inverter circuit Inv1 includes a first switching leg in which the switching elements Q11 and Q12 are connected in series, and a second switching leg in which the switching elements Q13 and Q14 are connected in series, and a series connection point of the switching elements Q11 and Q12, The series connection point of switching elements Q13 and Q14 is an AC terminal from which high-frequency power is output.

インバータ回路Inv1は、スイッチング素子Q11〜Q14を、駆動信号生成部Driver1が作成するゲート駆動信号によって高速でオン・オフさせることにより、ノードNd11とノードNd12間に高周波電力を出力する。スイッチング素子Q11,Q12,Q13,Q14には、それぞれダイオードD11,D12,D13,D14が逆並列接続される。ダイオードD11〜D14は環流ダイオードとして動作する。   The inverter circuit Inv1 outputs high-frequency power between the node Nd11 and the node Nd12 by turning on and off the switching elements Q11 to Q14 at a high speed by the gate drive signal generated by the drive signal generation unit Driver1. Diodes D11, D12, D13, and D14 are connected in antiparallel to switching elements Q11, Q12, Q13, and Q14, respectively. The diodes D11 to D14 operate as freewheeling diodes.

なお、本実施例2においては、スイッチング素子Q11〜Q14として、nチャネル型のIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が用いられる。ここで、これらのスイッチング素子Q11〜Q14としてMOSFETを用いる場合は、MOSFETの寄生ダイオードを利用することができるので、ダイオードD11〜D14は省略可能となる。   In the second embodiment, n-channel IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) are used as the switching elements Q11 to Q14. Here, when using MOSFET as these switching elements Q11-Q14, since the parasitic diode of MOSFET can be utilized, the diodes D11-D14 can be omitted.

共振回路Res1は、直列接続された加熱コイルLr1および共振コンデンサCr1から構成され、加熱コイルLr1にはインバータ回路Inv1から高周波電力が供給され、トッププレート上の鍋を加熱する。   The resonance circuit Res1 is composed of a heating coil Lr1 and a resonance capacitor Cr1 connected in series, and high frequency power is supplied from the inverter circuit Inv1 to the heating coil Lr1, and the pan on the top plate is heated.

図13は、スイッチング素子Q11〜Q14をオン・オフさせた場合のスイッチング素子Q11〜Q14のゲート駆動信号VGEQ11〜VGEQ14、加熱コイルLr1に流れる電流ILr1、共振回路Res1に印加される電圧VNd11−Nd12の波形を示す。   FIG. 13 shows the gate drive signals VGEQ11 to VGEQ14 of the switching elements Q11 to Q14, the current ILr1 flowing through the heating coil Lr1, and the voltages VNd11 to Nd12 applied to the resonance circuit Res1 when the switching elements Q11 to Q14 are turned on / off. Waveform is shown.

電磁誘導加熱装置IH1は、ゲート駆動信号VGEQ11〜VGEQ14によって、スイッチング素子Q11とスイッチング素子Q12が相補的にオン・オフとを繰り返し、かつスイッチング素子Q13とスイッチング素子Q14が相補的にオン・オフを繰り返す。スイッチング素子Q11とスイッチング素子Q14が同時にオンしている期間に、AC/DC変換回路ACDC1の出力電圧が、共振回路Res1に正方向に印加され、加熱コイルLr1と共振コンデンサCr1の直列共振現象によって、図13に示すような略正弦波状の電流ILr1が加熱コイルLr1に流れる。また、スイッチング素子Q12とスイッチング素子Q13が同時にオンしている期間に、AC/DC変換回路ACDC1の出力電圧が、共振回路Res1に逆方向に印加され、加熱コイルLr1と共振コンデンサCr1の直列共振現象によって、図13に示すような略正弦波状の電流ILr1が加熱コイルLr1に流れる。   In the electromagnetic induction heating device IH1, the switching element Q11 and the switching element Q12 are complementarily turned on / off by the gate drive signals VGEQ11 to VGEQ14, and the switching element Q13 and the switching element Q14 are complementarily turned on / off. . During the period when the switching element Q11 and the switching element Q14 are simultaneously turned on, the output voltage of the AC / DC conversion circuit ACDC1 is applied in the positive direction to the resonance circuit Res1, and due to the series resonance phenomenon of the heating coil Lr1 and the resonance capacitor Cr1, A substantially sinusoidal current ILr1 as shown in FIG. 13 flows through the heating coil Lr1. Further, during the period when the switching element Q12 and the switching element Q13 are simultaneously turned on, the output voltage of the AC / DC conversion circuit ACDC1 is applied in the reverse direction to the resonance circuit Res1, and the series resonance phenomenon of the heating coil Lr1 and the resonance capacitor Cr1. As a result, a substantially sinusoidal current ILr1 as shown in FIG. 13 flows through the heating coil Lr1.

図13を用いて、インダクタンス演算部Lr_ca1、共振周波数演算部Fr_ca1の動作について説明する。   The operations of the inductance calculation unit Lr_ca1 and the resonance frequency calculation unit Fr_ca1 will be described with reference to FIG.

図13の状態において、インバータ回路Inv1は、交流電源AC1から電力Pin1を入力し、スイッチング素子Q11〜Q14をスイッチング周波数fsw1でオン・オフさせて共振回路にVNd11−Nd12の電圧を出力する。これにより、加熱コイルLr1に高周波電流ILr1が流れ、トッププレート上の鍋が加熱される。このとき、共振回路の直列抵抗Rs1は、式(1)で表される。   In the state of FIG. 13, the inverter circuit Inv1 receives power Pin1 from the AC power supply AC1, turns on and off the switching elements Q11 to Q14 at the switching frequency fsw1, and outputs a voltage of VNd11-Nd12 to the resonance circuit. Thereby, the high frequency current ILr1 flows through the heating coil Lr1, and the pan on the top plate is heated. At this time, the series resistance Rs1 of the resonance circuit is expressed by Expression (1).

Rs1=Pin1/ILr1 … (1)
また、共振回路Res1の角周波数ω1は、fsw1を用いて式(2)で表される。
Rs1 = Pin1 / ILr1 2 (1)
Further, the angular frequency ω1 of the resonance circuit Res1 is expressed by the equation (2) using fsw1.

ω1=2πfsw1 … (2)
回路の実動作状態におけるインダクタンス値Lr1は、直列抵抗Rs1、共振回路に印加される電圧すなわちインバータ回路の出力電圧と加熱コイルに流れる電流の位相差φ1、共振コンデンサの容量値Cr1、共振回路Res1の角周波数ω1を用いて式(3)で表される。
ω1 = 2πfsw1 (2)
The inductance value Lr1 in the actual operation state of the circuit is the series resistance Rs1, the voltage applied to the resonance circuit, that is, the phase difference φ1 between the output voltage of the inverter circuit and the current flowing through the heating coil, the capacitance value Cr1 of the resonance capacitor, and the resonance circuit Res1. It is expressed by equation (3) using the angular frequency ω1.

Lr1=(Rs1・tanφ1/ω1)+(1/(ω1・Cr1)) … (3)
以上の式(1),(2)および(3)に基づき、インダクタンス演算部L_ca1は回路の実動作状態におけるインダクタンス値を演算する。
Lr1 = (Rs1 · tan φ1 / ω1) + (1 / (ω1 2 · Cr1)) (3)
Based on the above equations (1), (2), and (3), the inductance calculator L_ca1 calculates the inductance value in the actual operation state of the circuit.

次に、共振周波数演算部Fr_ca1の動作について説明する。   Next, the operation of the resonance frequency calculation unit Fr_ca1 will be described.

回路の実動作状態の共振周波数fr1は、インダクタンスLr1、共振コンデンサの容量値Cr1を用いて、式(4)で表される。   The resonance frequency fr1 in the actual operation state of the circuit is expressed by Expression (4) using the inductance Lr1 and the capacitance value Cr1 of the resonance capacitor.

fr1=1/(2π(Lr1・Cr1)1/2) … (4)
共振周波数演算部Fr_ca1によって演算された回路の実動作状態における共振周波数は、下限周波数設定部Fr_lim1へと出力される。下限周波数設定部Fr_lim1では、インバータ回路Inv1のスイッチング周波数fsw1と共振周波数fr1が近接するのを避けるため、マージンを設定する。下限周波数設定部Fr_lim1で、インバータ回路Inv1を駆動するスイッチング周波数の下限値を設定し、下限周波数設定部Fr_lim1で設定したスイッチング周波数の下限値を基に、駆動信号生成部Driver1でインバータ回路Inv1の駆動信号(VGEQ11〜VGEQ14)を生成する。
fr1 = 1 / (2π (Lr1 · Cr1) 1/2 ) (4)
The resonance frequency in the actual operation state of the circuit calculated by the resonance frequency calculation unit Fr_ca1 is output to the lower limit frequency setting unit Fr_lim1. In the lower limit frequency setting unit Fr_lim1, a margin is set in order to avoid the switching frequency fsw1 of the inverter circuit Inv1 and the resonance frequency fr1 from being close to each other. The lower limit frequency setting unit Fr_lim1 sets the lower limit value of the switching frequency for driving the inverter circuit Inv1, and the drive signal generation unit Driver1 drives the inverter circuit Inv1 based on the lower limit value of the switching frequency set by the lower limit frequency setting unit Fr_lim1. Signals (VGEQ11 to VGEQ14) are generated.

以上、説明した様に、本実施例2の電磁誘導加熱装置IH1では、回路の実動作状態におけるインダクタンス値を演算し、インバータ回路Inv1のスイッチング周波数fsw1と、共振周波数fr1が近接することを避けることで、鍋浮かし時に火力を向上するとともに、鍋戻し時に過大電力の印加を抑制することが可能となる。   As described above, in the electromagnetic induction heating device IH1 of the second embodiment, the inductance value in the actual operation state of the circuit is calculated, and the switching frequency fsw1 of the inverter circuit Inv1 and the resonance frequency fr1 are avoided from being close to each other. Thus, it is possible to improve the thermal power when the pan is lifted and to suppress the application of excessive power when the pan is returned.

図14は、本発明の実施例3である電磁誘導加熱装置の基本構成図である。   FIG. 14 is a basic configuration diagram of an electromagnetic induction heating apparatus that is Embodiment 3 of the present invention.

図14に示すように、電磁誘導加熱装置IH2は、トッププレートと、トッププレート上の鍋を加熱する加熱コイルLr2と、トッププレート上の鍋が所定の位置から移動したことを検知する鍋位置検出部と、加熱コイルLr2と共振コンデンサCr2とを有する共振回路Res2と、交流電源AC2の電力を入力し共振回路Res2に電力を出力するインバータ回路Inv2と、インバータ回路Inv2への入力電力を制御する制御部Co2と、加熱コイルLr2に印加される電圧を検出する電圧検出部Vs2と、加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出部Cs2と、電圧検出部Vs2で検出した交流電圧と電流検出部Cs2で検出した交流電流の位相差を検出する位相差検出部Phs2とで構成される。   As shown in FIG. 14, the electromagnetic induction heating device IH2 includes a top plate, a heating coil Lr2 for heating the pan on the top plate, and a pan position detection for detecting that the pan on the top plate has moved from a predetermined position. , A resonance circuit Res2 having a heating coil Lr2 and a resonance capacitor Cr2, an inverter circuit Inv2 that inputs power from the AC power supply AC2 and outputs power to the resonance circuit Res2, and a control that controls input power to the inverter circuit Inv2 Part Co2, voltage detection part Vs2 for detecting the voltage applied to heating coil Lr2, current detection part Cs2 for detecting the current flowing through the heating coil, AC voltage detected by voltage detection part Vs2 and current detection part Cs2 The phase difference detection unit Phs2 detects the phase difference of the detected alternating current.

制御部Co2は、電圧検出部Vs2、電流検出部Cs2、位相差検出部Phs2で検出した各値を基に回路の実動作状態におけるインダクタンス値を演算するインダクタンス演算部L_ca2と、インダクタンス演算部L_ca2で演算したインダクタンス値から回路の実動作状態における共振周波数を演算する共振周波数演算部Fr_ca2と、共振周波数演算部Fr_ca2で演算した共振周波数から、インバータ回路を駆動するスイッチング周波数の下限値を設定する下限周波数設定部Fr_lim2と、下限周波数設定部Fr_lim2で設定したスイッチング周波数の下限値を基に、インバータ回路の駆動信号を生成する駆動信号生成部Driver2で構成される。   The control unit Co2 includes an inductance calculation unit L_ca2 that calculates an inductance value in an actual operation state of the circuit based on each value detected by the voltage detection unit Vs2, the current detection unit Cs2, and the phase difference detection unit Phs2, and an inductance calculation unit L_ca2. The resonance frequency calculation unit Fr_ca2 that calculates the resonance frequency in the actual operation state of the circuit from the calculated inductance value, and the lower limit frequency that sets the lower limit value of the switching frequency that drives the inverter circuit from the resonance frequency calculated by the resonance frequency calculation unit Fr_ca2 Based on the setting unit Fr_lim2 and the lower limit value of the switching frequency set by the lower limit frequency setting unit Fr_lim2, the driving signal generation unit Driver2 generates a drive signal for the inverter circuit.

図15は、本実施例における電磁誘導加熱装置IH2の回路構成図であり、図14に示すインバータ回路Inv2を含む主回路部をより詳細に記したものである。   FIG. 15 is a circuit configuration diagram of the electromagnetic induction heating device IH2 in the present embodiment, in which the main circuit portion including the inverter circuit Inv2 shown in FIG. 14 is described in more detail.

図15に示すように、電磁誘導加熱装置IH2の主回路部は、交流電源AC2の電力を入力するAC/DC変換回路ACDC2、インバータ回路Inv2、共振回路Res2で構成される。   As shown in FIG. 15, the main circuit portion of the electromagnetic induction heating device IH2 includes an AC / DC conversion circuit ACDC2, an inverter circuit Inv2, and a resonance circuit Res2 that input power from an AC power supply AC2.

インバータ回路Inv2は、スイッチング素子Q21,Q22,Q23,Q24からなる単相ブリッジ回路で構成され、スイッチング素子Q21〜Q24を、駆動信号生成部Driver2が作成するゲート駆動信号によって高速でオン・オフさせることにより、ノードNd21とノードNd22間に高周波電力を出力する。スイッチング素子Q21,Q22,Q23,Q24には、それぞれダイオードD21,D22,D23,D24が逆並列接続される。ダイオードD21〜D24は環流ダイオードとして動作する。   The inverter circuit Inv2 is configured by a single-phase bridge circuit including switching elements Q21, Q22, Q23, and Q24, and the switching elements Q21 to Q24 are turned on / off at high speed by a gate drive signal created by the drive signal generation unit Driver2. Thus, high frequency power is output between the node Nd21 and the node Nd22. Diodes D21, D22, D23, and D24 are connected in reverse parallel to switching elements Q21, Q22, Q23, and Q24, respectively. The diodes D21 to D24 operate as freewheeling diodes.

なお、本実施例3においては、スイッチング素子Q21〜Q24として、nチャネル型のIGBTが用いられる。ここで、これらのスイッチング素子Q21〜Q24としてMOSFETを用いた場合は、MOSFETの寄生ダイオードを利用することができるので、ダイオードD21〜D24は省略可能となる。   In the third embodiment, n-channel IGBTs are used as the switching elements Q21 to Q24. Here, when MOSFETs are used as the switching elements Q21 to Q24, parasitic diodes of the MOSFETs can be used, so that the diodes D21 to D24 can be omitted.

共振回路Res2は、直列接続された加熱コイルLr2および共振コンデンサCr2から構成され、加熱コイルLr2にはインバータ回路Inv2から高周波電力が供給され、トッププレート上の鍋を加熱する。   The resonance circuit Res2 includes a heating coil Lr2 and a resonance capacitor Cr2 connected in series, and high frequency power is supplied from the inverter circuit Inv2 to the heating coil Lr2 to heat the pan on the top plate.

図16は、スイッチング素子Q21〜Q24をオン・オフさせた場合のスイッチング素子Q21〜Q24のゲート駆動信号VGEQ21〜VGEQ24、加熱コイルLr2に流れる電流ILr2、加熱コイルLr2に印加される電圧VLr2の波形である。   FIG. 16 shows waveforms of the gate drive signals VGEQ21 to VGEQ24 of the switching elements Q21 to Q24, the current ILr2 flowing through the heating coil Lr2, and the voltage VLr2 applied to the heating coil Lr2 when the switching elements Q21 to Q24 are turned on / off. is there.

電磁誘導加熱装置IH2は、実施例2の電磁誘導加熱装置IH1と同様に、スイッチング素子Q21とスイッチング素子Q22が相補的にオン・オフを繰り返し、かつスイッチング素子Q23とスイッチング素子Q24が相補的にオン・オフを繰り返す。スイッチング素子Q21とスイッチング素子Q24が同時にオンしている期間に、AC/DC変換回路ACDC2の出力電圧が、共振回路Res2に正方向に印加され、加熱コイルLr2と共振コンデンサCr2の直列共振現象によって、図16に示すような略正弦波状の電流ILr2が加熱コイルLr2に流れる。また、スイッチング素子Q22とスイッチング素子Q23が同時にオンしている期間に、AC/DC変換回路ACDC2の出力電圧が、共振回路Res2に逆方向に印加され、加熱コイルLr2と共振コンデンサCr2の直列共振現象によって、図16に示すような正弦波状の電流ILr2が加熱コイルLr2に流れる。   In the electromagnetic induction heating device IH2, similarly to the electromagnetic induction heating device IH1 of the second embodiment, the switching element Q21 and the switching element Q22 are repeatedly turned on and off in a complementary manner, and the switching element Q23 and the switching element Q24 are complementarily turned on.・ Repeat off. During the period when the switching element Q21 and the switching element Q24 are simultaneously turned on, the output voltage of the AC / DC conversion circuit ACDC2 is applied in the positive direction to the resonance circuit Res2, and due to the series resonance phenomenon of the heating coil Lr2 and the resonance capacitor Cr2, A substantially sinusoidal current ILr2 as shown in FIG. 16 flows through the heating coil Lr2. Further, during the period when the switching element Q22 and the switching element Q23 are simultaneously turned on, the output voltage of the AC / DC conversion circuit ACDC2 is applied in the reverse direction to the resonance circuit Res2, and the series resonance phenomenon of the heating coil Lr2 and the resonance capacitor Cr2 As a result, a sinusoidal current ILr2 as shown in FIG. 16 flows through the heating coil Lr2.

図16を用いて、インダクタンス演算部Lr_ca2、共振周波数演算部Fr_ca2の動作について説明する。   The operations of the inductance calculation unit Lr_ca2 and the resonance frequency calculation unit Fr_ca2 will be described with reference to FIG.

図16の状態において、インバータ回路Inv2は、交流電源AC2から電力を入力し、インバータ回路Inv2は、スイッチング素子Q21〜Q24をスイッチング周波数fsw2でオン・オフさせて加熱コイルに高周波電圧VLr2を出力する。これにより、加熱コイルLr2に高周波電流ILr2が流れ、トッププレート上の鍋が加熱される。このとき、共振回路Res2の角周波数ω2は、式(5)で表される。   In the state of FIG. 16, the inverter circuit Inv2 receives power from the AC power supply AC2, and the inverter circuit Inv2 turns on and off the switching elements Q21 to Q24 at the switching frequency fsw2 and outputs the high frequency voltage VLr2 to the heating coil. Thereby, the high frequency current ILr2 flows through the heating coil Lr2, and the pan on the top plate is heated. At this time, the angular frequency ω2 of the resonance circuit Res2 is expressed by Expression (5).

ω2=2πfsw2 … (5)
回路の実動作状態におけるインダクタンス値Lr2は、加熱コイルLr2に印加される電圧VLr2、加熱コイルLrに流れる電流ILr2、加熱コイルに印加される電圧と加熱コイルに流れる電流の位相差φ2、共振回路Res2の角周波数ω2を用いて、式(6)で表される。
ω2 = 2πfsw2 (5)
The inductance value Lr2 in the actual operation state of the circuit includes the voltage VLr2 applied to the heating coil Lr2, the current ILr2 flowing through the heating coil Lr, the phase difference φ2 between the voltage applied to the heating coil and the current flowing through the heating coil, the resonance circuit Res2 This is expressed by Expression (6) using the angular frequency ω2.

Lr2=(VLr2/ILr2)・(sinφ2/ω2) … (6)
以上の式(5)および(6)に基づき、インダクタンス演算部L_ca2は回路の実動作状態におけるインダクタンス値Lr2を演算する。
Lr2 = (VLr2 / ILr2). (Sin φ2 / ω2) (6)
Based on the above equations (5) and (6), the inductance calculator L_ca2 calculates the inductance value Lr2 in the actual operation state of the circuit.

次に、共振周波数演算部Fr_ca2の動作について説明する。   Next, the operation of the resonance frequency calculation unit Fr_ca2 will be described.

回路の実動作状態の共振周波数fr2は、インダクタンスLr2、共振コンデンサの容量値Cr2を用いて、式(7)で表される。   The resonance frequency fr2 in the actual operation state of the circuit is expressed by Expression (7) using the inductance Lr2 and the capacitance value Cr2 of the resonance capacitor.

fr2=1/(2π(Lr2・Cr2)1/2) … (7)
共振周波数演算部Fr_ca2によって演算された回路の実動作状態における共振周波数は、下限周波数設定部Fr_lim2へと出力される。下限周波数設定部Fr_lim2では、インバータ回路Inv2のスイッチング周波数fsw2と共振周波数fr2が近接するのを避けるため、マージンを設定する。下限周波数設定部Fr_lim2で、インバータ回路Inv2を駆動するスイッチング周波数の下限値を設定し、下限周波数設定部Fr_lim2で設定したスイッチング周波数の下限値を基に、駆動信号生成部Driver2でインバータ回路Inv2の駆動信号(VGEQ21〜VGEQ24)を生成する。
fr2 = 1 / (2π (Lr2 · Cr2) 1/2 ) (7)
The resonance frequency in the actual operation state of the circuit calculated by the resonance frequency calculation unit Fr_ca2 is output to the lower limit frequency setting unit Fr_lim2. In the lower limit frequency setting unit Fr_lim2, a margin is set to avoid the switching frequency fsw2 of the inverter circuit Inv2 and the resonance frequency fr2 from being close to each other. The lower limit frequency setting unit Fr_lim2 sets the lower limit value of the switching frequency for driving the inverter circuit Inv2, and the drive signal generation unit Driver2 drives the inverter circuit Inv2 based on the lower limit value of the switching frequency set by the lower limit frequency setting unit Fr_lim2 Signals (VGEQ21 to VGEQ24) are generated.

以上、説明した様に、本実施例3の電磁誘導加熱装置IH2では、回路の実動作状態におけるインダクタンス値を演算し、インバータ回路Inv2のスイッチング周波数fsw2と、共振周波数fr2が近接することを避けることで、鍋浮かし時に火力を向上するとともに、鍋戻し時に過大電力の印加を抑制することが可能となる。   As described above, in the electromagnetic induction heating device IH2 of the third embodiment, the inductance value in the actual operation state of the circuit is calculated, and the switching frequency fsw2 of the inverter circuit Inv2 and the resonance frequency fr2 are avoided from being close to each other. Thus, it is possible to improve the thermal power when the pan is lifted and to suppress the application of excessive power when the pan is returned.

図17は、本発明の実施例4である電磁誘導加熱装置の回路構成図である。本実施例4においては、主回路部の構成が実施例2および3と異なる。   FIG. 17 is a circuit configuration diagram of an electromagnetic induction heating device that is Embodiment 4 of the present invention. In the fourth embodiment, the configuration of the main circuit portion is different from those in the second and third embodiments.

図17に示すように、この電磁誘導加熱装置IH2は、交流電源AC2の電力を入力するAC/DC変換回路ACDC2、インバータ回路Inv2、共振回路Res2、インバータ回路Inv2への入力電力を検出する電力検出部Ps2、インバータ回路Inv2の出力電圧を検出する電圧検出部Vs21,Vs22、加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出部Cs2、電圧検出部Vs21,Vs22で検出した交流電圧と電流検出部Cs2で検出した交流電流の位相差を検出する位相差検出部Phs2、電力検出部Ps2、電流検出部Cs2を備える。   As shown in FIG. 17, the electromagnetic induction heating device IH2 is a power detection unit that detects input power to an AC / DC conversion circuit ACDC2, an inverter circuit Inv2, a resonance circuit Res2, and an inverter circuit Inv2 that input power from an AC power supply AC2. Part Ps2, voltage detection parts Vs21 and Vs22 for detecting the output voltage of the inverter circuit Inv2, current detection part Cs2 for detecting the current flowing in the heating coil, AC voltage detected by the voltage detection parts Vs21 and Vs22 and the current detection part Cs2 A phase difference detection unit Phs2, a power detection unit Ps2, and a current detection unit Cs2 for detecting the phase difference of the alternating current.

さらに、図17に示すように、電磁誘導加熱装置IH2は、位相差検出部Phs2で検出した各電気量の値を基に回路の実動作状態におけるインダクタンス値を演算するインダクタンス演算部L_ca2と、インダクタンス演算部L_ca2で演算したインダクタンス値から回路の実動作状態における共振周波数を演算する共振周波数演算部Fr_ca2と、共振周波数演算部Fr_ca2で演算した共振周波数から、インバータ回路を駆動するスイッチング周波数の下限値を設定する下限周波数設定部Fr_lim2と、下限周波数設定部Fr_lim2で設定したスイッチング周波数の下限値を基に、インバータ回路の駆動信号を生成する駆動信号生成部Driver2を備える。   Further, as shown in FIG. 17, the electromagnetic induction heating device IH2 includes an inductance calculation unit L_ca2 that calculates an inductance value in an actual operation state of the circuit based on the value of each electric quantity detected by the phase difference detection unit Phs2, and an inductance The resonance frequency calculation unit Fr_ca2 that calculates the resonance frequency in the actual operation state of the circuit from the inductance value calculated by the calculation unit L_ca2, and the lower limit value of the switching frequency that drives the inverter circuit from the resonance frequency calculated by the resonance frequency calculation unit Fr_ca2 Based on the lower limit frequency setting unit Fr_lim2 to be set and the lower limit value of the switching frequency set by the lower limit frequency setting unit Fr_lim2, a drive signal generation unit Driver2 that generates a drive signal for the inverter circuit is provided.

インバータ回路Inv2は、スイッチング素子Q21,Q22からなるハーフブリッジ回路で構成される。すなわち、インバータ回路Inv2においては、スイッチング素子Q21およびQ22が直列接続される1個のスイッチングレッグを備える。共振コンデンサは、コンデンサCr21とコンデンサCr22の直列接続体によって構成される。このような共振コンデンサがスイッチングレッグに並列接続される。スイッチング素子Q21およびQ22の直列接続点と、コンデンサCr21およびCr22の直列接続点とが、高周波電力が出力される交流端子となる。   The inverter circuit Inv2 is configured by a half bridge circuit including switching elements Q21 and Q22. That is, the inverter circuit Inv2 includes one switching leg to which the switching elements Q21 and Q22 are connected in series. The resonant capacitor is constituted by a series connection body of a capacitor Cr21 and a capacitor Cr22. Such a resonant capacitor is connected in parallel to the switching leg. The series connection point of switching elements Q21 and Q22 and the series connection point of capacitors Cr21 and Cr22 serve as an AC terminal from which high-frequency power is output.

スイッチング素子Q21,Q22を駆動信号生成部Driver2が作成するゲート駆動信号によって高速でオン・オフさせることにより、ノードNd21とノードNd22間、並びにノードNd22とノードNd23間に高周波電力を出力する。スイッチング素子Q21,Q22には、それぞれダイオードD21,D22が逆並列接続される。ここで、これらのスイッチング素子Q21,Q22としてMOSFETを用いた場合は、MOSFETの寄生ダイオードを利用することができるので、ダイオードD21、D22は省略可能となる。   The switching elements Q21 and Q22 are turned on / off at high speed by the gate drive signal generated by the drive signal generator Driver2, thereby outputting high-frequency power between the node Nd21 and the node Nd22 and between the node Nd22 and the node Nd23. Diodes D21 and D22 are connected in antiparallel to switching elements Q21 and Q22, respectively. Here, when MOSFETs are used as the switching elements Q21 and Q22, since the parasitic diodes of the MOSFETs can be used, the diodes D21 and D22 can be omitted.

図18は、スイッチング素子Q21,Q22をオン・オフさせた場合のスイッチング素子Q21,Q22のゲート駆動信号VGEQ21,VGEQ22、加熱コイルLr2に流れる電流ILr2、スイッチング素子Q21の両端電圧VNd21−Nd22、スイッチング素子Q22の両端電圧VNd22−Nd23の波形を示す。   18 shows the gate drive signals VGEQ21 and VGEQ22 of the switching elements Q21 and Q22 when the switching elements Q21 and Q22 are turned on / off, the current ILr2 flowing through the heating coil Lr2, the voltage VNd21-Nd22 across the switching element Q21, The waveform of the both-ends voltage VNd22-Nd23 of Q22 is shown.

本実施例4における電磁誘導加熱装置IH2は、スイッチング素子Q21とスイッチング素子Q22が相補的にオン・オフを繰り返す。スイッチング素子Q21,Q22をオン・オフさせることで、加熱コイルLr2と共振コンデンサCr21,Cr22の共振現象によって、略正弦波状の電流ILr2が加熱コイルLr2に流れる。   In the electromagnetic induction heating device IH2 according to the fourth embodiment, the switching element Q21 and the switching element Q22 are repeatedly turned on and off in a complementary manner. By turning the switching elements Q21 and Q22 on and off, a substantially sinusoidal current ILr2 flows through the heating coil Lr2 due to the resonance phenomenon of the heating coil Lr2 and the resonant capacitors Cr21 and Cr22.

図18を用いて、インダクタンス演算部Lr_ca2、共振周波数演算部Fr_ca2の動作について説明する。   The operations of the inductance calculation unit Lr_ca2 and the resonance frequency calculation unit Fr_ca2 will be described with reference to FIG.

図18の状態において、インバータ回路Inv2は、交流電源AC2から電力Pin2を入力し、スイッチング素子Q21,Q22をスイッチング周波数fsw2でオン・オフさせて加熱コイルLrに高周波電流ILr2を流している。このとき、共振回路の直列抵抗Rs2は、式(8)で表される。   In the state of FIG. 18, the inverter circuit Inv2 receives power Pin2 from the AC power supply AC2, turns on and off the switching elements Q21 and Q22 at the switching frequency fsw2, and causes the high-frequency current ILr2 to flow through the heating coil Lr. At this time, the series resistance Rs2 of the resonance circuit is expressed by Expression (8).

Rs2=Pin2/ILr2 … (8)
また、共振回路Res2の角周波数ω2は、fsw2を用いて式(9)で表される。
Rs2 = Pin2 / ILr2 2 (8)
Further, the angular frequency ω2 of the resonance circuit Res2 is expressed by Expression (9) using fsw2.

ω2=2πfsw2 … (9)
回路の実動作状態におけるインダクタンス値Lr2は、直列抵抗Rs2、共振回路に印加される電圧と加熱コイルに流れる電流の位相差φ2、共振コンデンサの容量値Cr21,Cr22、スイッチング周波数ω2を用いて式(10)で表される。
ω2 = 2πfsw2 (9)
The inductance value Lr2 in the actual operation state of the circuit is expressed by using the series resistance Rs2, the phase difference φ2 between the voltage applied to the resonance circuit and the current flowing through the heating coil, the capacitance values Cr21 and Cr22 of the resonance capacitor, and the switching frequency ω2. 10).

Lr2=(Rs2・tanφ2/ω2)+(1/(ω2(Cr21+Cr22)) … (10)
以上の式(8),(9)および(10)に基づき、インダクタンス演算部L_ca2は回路の実動作状態におけるインダクタンス値を演算する。
Lr2 = (Rs2 / tan φ2 / ω2) + (1 / (ω2 2 (Cr21 + Cr22)) (10)
Based on the above equations (8), (9), and (10), the inductance calculation unit L_ca2 calculates the inductance value in the actual operation state of the circuit.

次に、共振周波数演算部Fr_ca2の動作について説明する。   Next, the operation of the resonance frequency calculation unit Fr_ca2 will be described.

回路の実動作状態の共振周波数fr2は、インダクタンスLr2、共振コンデンサの容量値Cr21,Cr22を用いて、式(11)で表される。   The resonance frequency fr2 in the actual operation state of the circuit is expressed by Expression (11) using the inductance Lr2 and the capacitance values Cr21 and Cr22 of the resonance capacitor.

fr2=1/(2π(Lr2(Cr21+Cr22))1/2) … (11)
共振周波数演算部Fr_ca2によって演算された、回路の実動作状態における共振周波数fr2は、下限周波数設定部へと出力される。下限周波数設定部Fr_lim2では、インバータ回路Inv2のスイッチング周波数fsw2と共振周波数fr2が近接するのを避けるため、マージンを設定する。下限周波数設定部Fr_lim2で、インバータ回路Inv2を駆動するスイッチング周波数の下限値を設定し、下限周波数設定部Fr_lim2で設定したスイッチング周波数の下限値を基に、駆動信号生成部Driver2でインバータ回路Inv2の駆動信号(VGEQ21,VGEQ22)を生成する。
fr2 = 1 / (2π (Lr2 (Cr21 + Cr22)) 1/2 ) (11)
The resonance frequency fr2 in the actual operation state of the circuit calculated by the resonance frequency calculation unit Fr_ca2 is output to the lower limit frequency setting unit. In the lower limit frequency setting unit Fr_lim2, a margin is set to avoid the switching frequency fsw2 of the inverter circuit Inv2 and the resonance frequency fr2 from being close to each other. The lower limit frequency setting unit Fr_lim2 sets the lower limit value of the switching frequency for driving the inverter circuit Inv2, and the drive signal generation unit Driver2 drives the inverter circuit Inv2 based on the lower limit value of the switching frequency set by the lower limit frequency setting unit Fr_lim2 Signals (VGEQ21, VGEQ22) are generated.

以上、説明した様に、本実施例4の電磁誘導加熱装置IH2では、回路の実動作状態におけるインダクタンス値を演算し、インバータ回路Inv2のスイッチング周波数fsw2と、共振周波数fr2が近接することを避けることで、鍋浮かし時に火力が向上するとともに、鍋戻し時に過大電力の印加を抑制することが可能となる。また、インバータ回路におけるスイッチング素子の数が低減されるので、電力損失やコストを低減できる。   As described above, in the electromagnetic induction heating device IH2 of the fourth embodiment, the inductance value in the actual operation state of the circuit is calculated, and the switching frequency fsw2 of the inverter circuit Inv2 and the resonance frequency fr2 are avoided from being close to each other. Thus, it is possible to improve the thermal power when the pan is lifted and to suppress the application of excessive power when the pan is returned. Further, since the number of switching elements in the inverter circuit is reduced, power loss and cost can be reduced.

図19は、本発明の実施例5である電磁誘導加熱装置IH3の基本構成図である。本実施例5においては、実施例2および4と異なり、入力電力検出手段は設けられず、また加熱コイルへの電圧印加時間検出部が設けられる。   FIG. 19 is a basic configuration diagram of an electromagnetic induction heating device IH3 that is Embodiment 5 of the present invention. In the fifth embodiment, unlike the second and fourth embodiments, no input power detection means is provided, and a voltage application time detection unit for the heating coil is provided.

図19に示すように、電磁誘導加熱装置IH3は、トッププレートと、トッププレート上の鍋を加熱する加熱コイルLr3と、トッププレート上の鍋が所定の位置から移動したことを検知する鍋位置検出部と、加熱コイルLr3と共振コンデンサCr3とを有する共振回路Res3と、交流電源AC3の電力を入力し共振回路Res3に電力を出力するインバータ回路Inv3と、インバータ回路Inv3への入力電力を制御する制御部Co3と、加熱コイルLr3へインバータ回路Inv3の出力電圧を印加する時間を検出する電圧印加時間検出部Tonsと、加熱コイルLr3へ印加された電圧を検出する電圧検出部Vs3と、加熱コイルLr3に流れる電流を検出する電流検出部Cs3とで構成される。   As shown in FIG. 19, the electromagnetic induction heating device IH3 includes a top plate, a heating coil Lr3 for heating the pan on the top plate, and a pan position detection for detecting that the pan on the top plate has moved from a predetermined position. , A resonance circuit Res3 having a heating coil Lr3 and a resonance capacitor Cr3, an inverter circuit Inv3 that inputs power from the AC power supply AC3 and outputs power to the resonance circuit Res3, and a control that controls input power to the inverter circuit Inv3 Part Co3, a voltage application time detection part Tons for detecting the time for applying the output voltage of the inverter circuit Inv3 to the heating coil Lr3, a voltage detection part Vs3 for detecting the voltage applied to the heating coil Lr3, and the heating coil Lr3 It is comprised with the electric current detection part Cs3 which detects the electric current which flows.

図20は、本実施例における電磁誘導加熱装置IH3の回路構成図であり、図19に示すインバータ回路Inv3を含む主回路部をより詳細に記したものである。   FIG. 20 is a circuit configuration diagram of the electromagnetic induction heating device IH3 in the present embodiment, in which the main circuit portion including the inverter circuit Inv3 shown in FIG. 19 is described in more detail.

図20に示すように、電磁誘導加熱装置IH3は、交流電源AC3の電力を入力するAC/DC変換回路ACDC3、インバータ回路Inv3、インバータ回路Inv3を構成するスイッチング素子Q3、共振回路Res3、スイッチング素子Q3がオンしている時に加熱コイルLr3に印加されている電圧を検出する電圧検出部Vs3、加熱コイルLr3に流れる電流を検出する電流検出部Cs3、加熱コイルLr3に電圧が印加されている時間を検出する電圧印加時間検出部Tonsを備える。   As shown in FIG. 20, the electromagnetic induction heating device IH3 includes an AC / DC conversion circuit ACDC3 that receives power from an AC power supply AC3, an inverter circuit Inv3, a switching element Q3 that constitutes the inverter circuit Inv3, a resonance circuit Res3, and a switching element Q3. Detects the voltage applied to the heating coil Lr3 when the voltage is on, the voltage detection unit Vs3 that detects the voltage applied to the heating coil Lr3, the current detection unit Cs3 that detects the current flowing through the heating coil Lr3, and the time during which the voltage is applied to the heating coil Lr3 A voltage application time detection unit Tons.

さらに、図20に示すように、電磁誘導加熱装置IH2は、電圧印加時間検出部Tonsで検出した各検出値を基に回路の実動作状態における加熱コイルのインダクタンス値を演算するインダクタンス演算部L_ca3、インダクタンス演算部L_ca3で演算したインダクタンス値から回路の実動作状態における共振周波数を演算する共振周波数演算部Fr_ca3、共振周波数演算部Fr_ca3で演算した共振周波数から、インバータ回路を駆動するスイッチング周波数の下限値を設定する下限周波数設定部Fr_lim3、下限周波数設定部Fr_lim3で設定したスイッチング周波数の下限値を基に、インバータ回路の駆動信号を生成する駆動信号生成部Driver3を備える。   Furthermore, as shown in FIG. 20, the electromagnetic induction heating device IH2 includes an inductance calculation unit L_ca3 that calculates the inductance value of the heating coil in the actual operation state of the circuit based on each detection value detected by the voltage application time detection unit Tons. The resonance frequency calculation unit Fr_ca3 that calculates the resonance frequency in the actual operation state of the circuit from the inductance value calculated by the inductance calculation unit L_ca3, and the lower limit value of the switching frequency that drives the inverter circuit from the resonance frequency calculated by the resonance frequency calculation unit Fr_ca3 Based on the lower limit value of the switching frequency set by the lower limit frequency setting unit Fr_lim3 and the lower limit frequency setting unit Fr_lim3 to be set, a drive signal generation unit Driver3 that generates a drive signal of the inverter circuit is provided.

ここで、インバータ回路Inv3は、1個のスイッチング素子Q3を備える。共振回路Res3は、加熱コイルLr3と共振コンデンサCr3の並列回路から構成され、この並列回路とスイッチング素子Q3とが直列接続される。   Here, the inverter circuit Inv3 includes one switching element Q3. The resonance circuit Res3 includes a parallel circuit of the heating coil Lr3 and the resonance capacitor Cr3, and the parallel circuit and the switching element Q3 are connected in series.

電磁誘導加熱装置IH3においては、スイッチング素子Q3がオンしている期間に、ACDC3が出力する電圧が加熱コイルLr3に印加されるため、加熱コイルLr3はエネルギーを蓄積し、加熱コイルLr3に流れる電流が増大する。また、スイッチング素子Q3がオフしている期間に加熱コイルLr3と共振コンデンサCr3は共振し、加熱コイルLr3に蓄積されたエネルギーは、共振コンデンサCr3と加熱コイルLr3とを往復する。即ち、電磁誘導加熱装置IH3は、スイッチング素子Q3を高速でオン・オフさせることにより、ノードNd31とノードNd32間に高周波電力を出力する。スイッチング素子Q3には、ダイオードD3が逆並列接続される。   In the electromagnetic induction heating device IH3, the voltage output from the ACDC3 is applied to the heating coil Lr3 while the switching element Q3 is on. Therefore, the heating coil Lr3 accumulates energy, and the current flowing through the heating coil Lr3 is Increase. Further, the heating coil Lr3 and the resonance capacitor Cr3 resonate while the switching element Q3 is off, and the energy accumulated in the heating coil Lr3 reciprocates between the resonance capacitor Cr3 and the heating coil Lr3. That is, the electromagnetic induction heating device IH3 outputs high-frequency power between the node Nd31 and the node Nd32 by turning on and off the switching element Q3 at high speed. A diode D3 is connected in reverse parallel to the switching element Q3.

なお、本実施例5においては、スイッチング素子Q3として、nチャネル型のIGBTが用いられる。ここで、スイッチング素子Q3としてMOSFETを用いた場合は、MOSFETの寄生ダイオードを利用することができるので、ダイオードD3は省略可能となる。   In the fifth embodiment, an n-channel IGBT is used as the switching element Q3. Here, when a MOSFET is used as the switching element Q3, a parasitic diode of the MOSFET can be used, and thus the diode D3 can be omitted.

共振回路Res3は、互いに並列接続される加熱コイルLr3および共振コンデンサCr3から構成され、加熱コイルLr3にはスイッチング素子Q3がオン・オフすることにより、高周波電力が供給される。   The resonance circuit Res3 includes a heating coil Lr3 and a resonance capacitor Cr3 that are connected in parallel to each other, and high frequency power is supplied to the heating coil Lr3 by turning on and off the switching element Q3.

図21および図22は、トッププレートから鍋が遠ざかる場合における、インバータ回路への入力電力と、インバータ回路のスイッチング周波数の関係を示す。本図21,22においては、図3,4と同様に、鍋の位置が変動しても入力電力を一定に制御する場合における動作点の変動を示す。   21 and 22 show the relationship between the input power to the inverter circuit and the switching frequency of the inverter circuit when the pan moves away from the top plate. In FIGS. 21 and 22, similarly to FIGS. 3 and 4, the fluctuation of the operating point when the input power is controlled to be constant even if the position of the pan fluctuates is shown.

トッププレートから鍋が浮いた場合、加熱コイルのインダクタンス値は増加するため(図2の上図参照)、共振周波数はfr3からfr4へと低下する。一方、トッププレートから鍋が浮いた場合、加熱コイルの抵抗分は低減するため(図2の下図参照)、Q値は増加する。   When the pan floats from the top plate, the inductance value of the heating coil increases (see the upper diagram of FIG. 2), and the resonance frequency decreases from fr3 to fr4. On the other hand, when the pan floats from the top plate, the resistance value of the heating coil decreases (see the lower diagram in FIG. 2), and the Q value increases.

本実施例5の電磁誘導加熱装置IH3では、実施例1〜4と異なり、並列共振回路が適用されている。このため、本実施例5と実施例1〜4は、電流および電圧に関して、いわゆる双対関係にある。従って、電磁誘導加熱装置IH3では、共振周波数の変動に対し、インバータ回路のスイッチング周波数の調整が遅れた場合、トッププレートから鍋を遠ざけた時に、共振周波数とスイッチング周波数が近接して、インバータ回路に過大電力が印加されたり、共振周波数よりスイッチング周波数が高くなる進み位相状態になり、ハードスイッチングにより素子が故障したりするおそれがある。   In the electromagnetic induction heating device IH3 of the fifth embodiment, unlike the first to fourth embodiments, a parallel resonance circuit is applied. For this reason, the fifth embodiment and the first to fourth embodiments have a so-called dual relationship with respect to current and voltage. Therefore, in the electromagnetic induction heating device IH3, when the adjustment of the switching frequency of the inverter circuit is delayed with respect to the fluctuation of the resonance frequency, when the pan is moved away from the top plate, the resonance frequency and the switching frequency are close to each other, and the inverter circuit There is a possibility that an excessive power is applied, or that the switching phase becomes higher than the resonance frequency, leading to an advanced phase state, and the element may fail due to hard switching.

図23は、スイッチング素子Q3をオン・オフさせた場合の動作波形である。   FIG. 23 shows operation waveforms when the switching element Q3 is turned on / off.

本図23を用いて、インダクタンス演算部Lr_ca3、共振周波数演算部Fr_ca3の動作について説明する。   The operations of the inductance calculation unit Lr_ca3 and the resonance frequency calculation unit Fr_ca3 will be described with reference to FIG.

図23の状態では、スイッチング素子Q3がΔtQ3onの時間オンし、加熱コイルLr3に電圧VがΔtQ3onの時間印加され、加熱コイルLr3に流れる電流ILr3がΔILr3だけ増加している。このとき、加熱コイルLr3のインダクタンス値Lr3は、加熱コイルLr3への印加電圧VLr3、加熱コイルLr3に流れる電流ILr3の増加分ΔILr3、スイッチング素子Q3のオン時間ΔtQ3onを用いて式(12)で表される。   In the state of FIG. 23, the switching element Q3 is turned on for ΔtQ3on, the voltage V is applied to the heating coil Lr3 for the time ΔtQ3on, and the current ILr3 flowing through the heating coil Lr3 is increased by ΔILr3. At this time, the inductance value Lr3 of the heating coil Lr3 is expressed by Expression (12) using the voltage VLr3 applied to the heating coil Lr3, the increase ΔILr3 of the current ILr3 flowing through the heating coil Lr3, and the on-time ΔtQ3on of the switching element Q3. The

Lr3=VLr3・(ΔtQ3on/ΔILr3) … (12)
式(12)に基づき、インダクタンス演算部L_ca3は回路の実動作状態におけるインダクタンス値を演算する。
Lr3 = VLr3 · (ΔtQ3on / ΔILr3) (12)
Based on the equation (12), the inductance calculation unit L_ca3 calculates the inductance value in the actual operation state of the circuit.

次に、共振周波数演算部Fr_ca3の動作について説明する。   Next, the operation of the resonance frequency calculation unit Fr_ca3 will be described.

回路の実動作状態の共振周波数fr3は、インダクタンスLr3、共振コンデンサの容量値Cr3を用いて、式(13)で表される。   The resonance frequency fr3 in the actual operation state of the circuit is expressed by Expression (13) using the inductance Lr3 and the capacitance value Cr3 of the resonance capacitor.

fr3=1/(2π(Lr3・Cr3)1/2) … (13)
共振周波数演算部Fr_ca3によって演算された、回路の実動作状態における共振周波数fr3は、下限周波数設定部Fr_lim3へと出力される。下限周波数設定部Fr_lim3では、インバータ回路Inv3のスイッチング周波数fsw3と共振周波数fr3が近接するのを避けるため、マージンを設定する。下限周波数設定部Fr_lim3で、インバータ回路Inv3を駆動するスイッチング周波数の下限値を設定し、下限周波数設定部Fr_lim3で設定したスイッチング周波数の下限値を基に、駆動信号生成部Driver3でインバータ回路Inv3の駆動信号(図23におけるVGEQ3)を生成する。
fr3 = 1 / (2π (Lr3 · Cr3) 1/2 ) (13)
The resonance frequency fr3 in the actual operation state of the circuit calculated by the resonance frequency calculation unit Fr_ca3 is output to the lower limit frequency setting unit Fr_lim3. In the lower limit frequency setting unit Fr_lim3, a margin is set in order to avoid the switching frequency fsw3 of the inverter circuit Inv3 and the resonance frequency fr3 from being close to each other. The lower limit frequency setting unit Fr_lim3 sets a lower limit value of the switching frequency for driving the inverter circuit Inv3, and the drive signal generation unit Driver3 drives the inverter circuit Inv3 based on the lower limit value of the switching frequency set by the lower limit frequency setting unit Fr_lim3. A signal (VGEQ3 in FIG. 23) is generated.

以上、説明した様に、本実施例5の電磁誘導加熱装置IH3では、回路の実動作状態におけるインダクタンス値を演算し、インバータ回路Inv3のスイッチング周波数fsw3と、共振周波数fr3が近接することを避けることで、鍋浮かし時における火力が向上するとともに、鍋浮かし時に過大電力の印加を抑制することが可能となる。また、また、インバータ回路におけるスイッチング素子の数が低減されるので、電力損失やコストを低減できる。   As described above, in the electromagnetic induction heating device IH3 of the fifth embodiment, the inductance value in the actual operation state of the circuit is calculated, and the switching frequency fsw3 of the inverter circuit Inv3 and the resonance frequency fr3 are avoided from being close to each other. Thus, it is possible to improve the thermal power when the pot is floated and to suppress the application of excessive power when the pot is floated. In addition, since the number of switching elements in the inverter circuit is reduced, power loss and cost can be reduced.

図24は、本発明の実施例6である電磁誘導加熱装置IH4の基本構成図である。   FIG. 24 is a basic configuration diagram of an electromagnetic induction heating device IH4 that is Embodiment 6 of the present invention.

本実施例6においては、実施例1〜5と異なり、鍋浮き判定部の判定結果に応じて、電力指令値設定部は、駆動信号生成部へ出力するインバータ回路への入力電力指令値を変更する。他の構成は、前述の実施例1と同様である。   In the sixth embodiment, unlike the first to fifth embodiments, the power command value setting unit changes the input power command value to the inverter circuit that is output to the drive signal generation unit, according to the determination result of the pot floating determination unit. To do. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

図25、図26は、図24に示す電磁誘導加熱装置IH4における、トッププレートから鍋が遠ざかる場合の、インバータ回路への入力電力と、インバータ回路のスイッチング周波数の関係を示す。   25 and 26 show the relationship between the input power to the inverter circuit and the switching frequency of the inverter circuit when the pan moves away from the top plate in the electromagnetic induction heating device IH4 shown in FIG.

本実施例6では、鍋浮きを検知した場合、インバータの出力電力の指令値を、鍋浮きを検知する前、すなわち鍋がトッププレートに載置される場合の電力指令値P1から、鍋浮きを検知した後の電力指令値P2(≠P1)へと変更する。図25,26に示すように、鍋浮きを検知する前の電力指令値P1を、鍋浮きを検知した後の電力指令値P2に比べて大きな値にすることで、鍋振り調理中に鍋への火力を増やすことが可能となる。また、図示されていないが、鍋浮きを検知する前の電力指令値P1を、鍋浮きを検知した後の電力指令値P2に比べて小さな値にすることで、鍋への火力を微調整するために鍋を振ったり鍋をずらしたりしているにも関わらず、鍋へ火力が入りすぎることが防止できる。なお、このような電力制御は、並列共振回路を用いる実施例5(図19〜23)にも適用できる。   In the sixth embodiment, when the pot floating is detected, the command value of the output power of the inverter is changed from the power command value P1 before the pot floating is detected, that is, when the pot is placed on the top plate. The electric power command value P2 after detection is changed to P2 (≠ P1). As shown in FIGS. 25 and 26, the power command value P <b> 1 before detecting the pot floating is set to a value larger than the power command value P <b> 2 after detecting the pot floating, so that the pot is being cooked in the pot shake. It becomes possible to increase the firepower. Moreover, although not shown in figure, the electric power command value P1 before detecting a pan float is made into a small value compared with the electric power command value P2 after detecting a pan float, and the thermal power to a pan is finely adjusted. Therefore, it is possible to prevent excessive heat from entering the pan even though the pan is shaken or the pan is shifted. Such power control can also be applied to the fifth embodiment (FIGS. 19 to 23) using a parallel resonant circuit.

図27は、本実施例6の電磁誘導加熱装置が実行する電力制御処理の流れを示すフローチャートである。   FIG. 27 is a flowchart illustrating a flow of power control processing executed by the electromagnetic induction heating device according to the sixth embodiment.

ステップ1において、制御部Co4は、操作部から入力された電力指令値を読み込む。   In step 1, the control unit Co4 reads the power command value input from the operation unit.

ステップ2において、制御部Co4は、読み込んだ電力指令値に基づいて、駆動信号生成部からインバータ回路へ駆動信号を出力し、鍋の加熱を開始する。   In Step 2, the control unit Co4 outputs a drive signal from the drive signal generation unit to the inverter circuit based on the read power command value, and starts heating the pot.

次に、ステップ3において、制御部Co4は、鍋浮き判定部で鍋浮きか否かを判定する。鍋が浮いていないと判定された場合(ステップ3のNo)、制御部Co4は、再度ステップ1以降の処理を実行する。鍋が浮いていると判定された場合(ステップ3のYes)、制御部Co4はステップ4の処理を実行する。   Next, in step 3, the control unit Co4 determines whether or not the pot is lifted by the pot floating determination unit. When it determines with the pan not floating (No of step 3), control part Co4 performs the process after step 1 again. When it determines with the pan | floating being floated (Yes of step 3), control part Co4 performs the process of step 4. FIG.

ステップ4において、制御部Co4は、鍋浮き時に、インバータ回路Inv4への入力電力の指令値を再度読み込む。これは、操作部から鍋浮き時の電力指令値を入力し、その値を読み込んでも良いし、予め加熱パターンを設定しておいても良い。   In step 4, the control unit Co4 reads the command value of the input power to the inverter circuit Inv4 again when the pan is floating. For this, an electric power command value when the pan is lifted may be input from the operation unit, the value may be read, or a heating pattern may be set in advance.

次に、ステップ5において、制御部Co4は、インダクタンス演算部L_ca4によって、インバータ回路Inv4の回路動作状態に基づいて、加熱コイルの実動作状態のインダクタンス値を演算する。   Next, in step 5, the control unit Co4 calculates an inductance value in the actual operation state of the heating coil based on the circuit operation state of the inverter circuit Inv4 by the inductance calculation unit L_ca4.

次に、ステップ6において、制御部Co4は、インダクタンス演算部L_ca4の演算結果を基に、共振周波数演算部Fr_ca4によって、回路の実動作状態における共振周波数を演算する。   Next, in step 6, the control unit Co4 calculates the resonance frequency in the actual operation state of the circuit by the resonance frequency calculation unit Fr_ca4 based on the calculation result of the inductance calculation unit L_ca4.

次に、ステップ7において、制御部Co4は、共振周波数演算部Fr_ca4の演算結果に基づき、下限周波数設定部Fr_lim4でインバータ回路Inv4のスイッチング周波数の下限値を設定する。   Next, in step 7, the control unit Co4 sets the lower limit value of the switching frequency of the inverter circuit Inv4 by the lower limit frequency setting unit Fr_lim4 based on the calculation result of the resonance frequency calculation unit Fr_ca4.

次に、ステップ8において、制御部Co4は、下限周波数設定部Fr_lim4で設定した周波数範囲で、駆動信号生成部Driver4によって駆動信号を生成しインバータ回路Inv4を駆動する。   Next, in step 8, the control unit Co4 generates a drive signal by the drive signal generation unit Driver4 and drives the inverter circuit Inv4 within the frequency range set by the lower limit frequency setting unit Fr_lim4.

なお、ステップ8の処理を実行した後、制御部Co4の処理はSTARTに戻る(RETURN)。   Note that after executing the process of step 8, the process of the control unit Co4 returns to START (RETURN).

以上、説明した様に、本実施例6の電磁誘導加熱装置IH4では、鍋浮きを検知した場合、インバータの出力電力の指令値を、鍋浮きを検知する前の電力指令値P1から鍋浮きを検知した後の電力指令値P2(≠P1)へ変更する。これにより、鍋浮き時の火力を微調整することが可能となる。   As described above, in the electromagnetic induction heating device IH4 of the sixth embodiment, when the pot floating is detected, the command value of the output power of the inverter is changed from the power command value P1 before the pot floating is detected. It changes to electric power command value P2 (≠ P1) after detection. This makes it possible to finely adjust the heating power when the pot is lifted.

図28は、本発明の実施例7である電磁誘導加熱装置IH5の基本構成図である。本実施例7では、実施例1〜6と異なり、鍋浮き判定部の判定結果から、鍋振り調理か否かを判定する鍋振り調理判定部を備える。すなわち、本実施例においては、トッププレートから鍋が浮いた場合に、それが鍋振り調理か鍋浮き調理かを判別し、各調理手法に応じて、インバータ回路への入力電力指令値が変更される。他の構成は、前述の実施例1と同様である。   FIG. 28 is a basic configuration diagram of an electromagnetic induction heating device IH5 that is Embodiment 7 of the present invention. In the seventh embodiment, unlike the first to sixth embodiments, a pot-shaking cooking determination unit that determines whether or not the pot-shaking cooking is performed from the determination result of the pot floating determination unit is provided. In other words, in this embodiment, when the pan is lifted from the top plate, it is determined whether it is pan-shaking cooking or pan-floating cooking, and the input power command value to the inverter circuit is changed according to each cooking method. The Other configurations are the same as those of the first embodiment.

ここで、鍋振り調理判定部で鍋振り調理をしていると判定される場合を、鍋振り調理と呼称する。また、鍋振り調理判定部で鍋振り調理ではないと判定された場合を、鍋ずらし調理と呼称する。   Here, the case where it is determined that the pot shake cooking is performed by the pot shake cooking determination unit is referred to as pot shake cooking. Moreover, the case where it is determined that the pot-shaking cooking determination unit is not the pot-shaking cooking is referred to as pot-shifting cooking.

図29、図30は、図28に示す電磁誘導加熱装置IH5における、インバータ回路への入力電力と、インバータ回路のスイッチング周波数の関係を示す。   29 and 30 show the relationship between the input power to the inverter circuit and the switching frequency of the inverter circuit in the electromagnetic induction heating device IH5 shown in FIG.

図29、図30に示すように、制御部Co5は、トッププレートから鍋がずれた場合は、インバータへの入力電力をP4(≠P1)となるように制御する。また、制御部Co5は、鍋振り調理判定部で鍋振り調理と判定した場合、インバータへの入力電力をP3(≠P1,P4)となるように制御する。鍋振り調理時と鍋ずらし調理時でインバータへの入力電力を変えることで、各調理手法に最適な火力を鍋に出力することが可能となる。ここで、P1,P3,P4の大小関係は、図示の大小関係(P1>P3>P4)に限らず、調理法に応じて適宜設定される。なお、このような電力制御は、並列共振回路を用いる実施例5(図19〜23)にも適用できる。   As shown in FIGS. 29 and 30, the control unit Co5 controls the input power to the inverter to be P4 (≠ P1) when the pan deviates from the top plate. Moreover, control part Co5 is controlled so that the input electric power to an inverter may be set to P3 (≠ P1, P4), when it determines with a pot shake cooking determination part in a pot shake cooking determination part. By changing the input power to the inverter during cooking in the pot and cooking in the pan, it is possible to output the optimum heating power for each cooking method to the pan. Here, the magnitude relationship between P1, P3, and P4 is not limited to the magnitude relationship shown (P1> P3> P4), and is appropriately set according to the cooking method. Such power control can also be applied to the fifth embodiment (FIGS. 19 to 23) using a parallel resonant circuit.

図31は、本実施例7の電磁誘導加熱装置が実行する電力制御処理の流れを示すフローチャートである。   FIG. 31 is a flowchart showing a flow of power control processing executed by the electromagnetic induction heating device of the seventh embodiment.

ステップ1において、制御部Co5は、操作部から入力された電力指令値を読み込む。   In step 1, the control unit Co5 reads the power command value input from the operation unit.

ステップ2において、制御部Co5は、読み込んだ電力指令値に基づいて、駆動信号生成部からインバータ回路へ駆動信号を出力し鍋の加熱を開始する。   In step 2, the control unit Co5 outputs a drive signal from the drive signal generation unit to the inverter circuit based on the read power command value, and starts heating the pan.

次に、ステップ3において、制御部Co5は、鍋浮き判定部で鍋浮きか否かを判定する。鍋が浮いていないと判定された場合(ステップ3のNo)、制御部Co4は、再度ステップ1以降の処理を実行する。鍋が浮いていると判定された場合(ステップ3のYes)、制御部Co5はステップ4の処理を実行する。   Next, in Step 3, the control unit Co5 determines whether or not the pot is lifted by the pot floating determination unit. When it determines with the pan not floating (No of step 3), control part Co4 performs the process after step 1 again. When it is determined that the pan is floating (Yes in Step 3), the control unit Co5 executes the process in Step 4.

ステップ4において、制御部Co5は、鍋振り調理判定部において鍋振り調理中か否かを判定する。これは、ステップ3において、鍋が浮いていると判定された場合と、鍋が浮いていないと判定された場合が周期的に交互に繰り返された場合に、鍋振り調理が行われていると判定される。ステップ4で鍋振り調理であると判定された場合(ステップ4のYes)、制御部Co5は、次にステップ5の処理を実行する。また、鍋振り調理ではないと判定された場合(ステップ4のNo)、制御部Co5は、次にステップ6の処理を実行する。   In step 4, the control unit Co5 determines whether the pot shake cooking is being performed in the pot shake cooking determination unit. In step 3, when it is determined that the pan is floating and when it is determined that the pan is not floating, the pan shake cooking is performed when the pan is alternately repeated periodically. Determined. When it is determined in step 4 that the cooking is pot cooking (Yes in step 4), the control unit Co5 next executes the process of step 5. Moreover, when it determines with it not being pan cooking (No of step 4), control part Co5 performs the process of step 6 next.

ステップ5において、制御部Co5は、電力指令値設定部を用いて、鍋振り調理時の電力指令値を読み込む。また、ステップ6において、制御部Co5は、電力指令値設定部を用いて、鍋ずらし調理時の電力指令値を読み込む。このとき、操作部から入力された電力指令値を読み込んでも良いし、予め加熱パターンを設定しておいても良い。ステップ5もしくはステップ6の次に、制御部Co5はステップ7の処理を実行する。   In Step 5, the control unit Co5 uses the power command value setting unit to read the power command value at the time of cooking the pot. Moreover, in step 6, the control part Co5 reads the electric power command value at the time of pan shifting cooking using an electric power command value setting part. At this time, a power command value input from the operation unit may be read, or a heating pattern may be set in advance. After step 5 or step 6, the control unit Co5 executes the process of step 7.

ステップ7において、制御部Co5は、インダクタンス演算部L_ca5によって、インバータ回路Inv5の回路動作状態に基づいて、加熱コイルの実動作状態のインダクタンス値を演算する。   In step 7, the control unit Co5 calculates the inductance value in the actual operating state of the heating coil based on the circuit operating state of the inverter circuit Inv5 by the inductance calculating unit L_ca5.

次に、ステップ8において、制御部Co5は、インダクタンス演算部L_ca5の演算結果を基に、共振周波数演算部Fr_ca5によって、回路の実動作状態における共振周波数を演算する。   Next, in step 8, the control unit Co5 calculates the resonance frequency in the actual operation state of the circuit by the resonance frequency calculation unit Fr_ca5 based on the calculation result of the inductance calculation unit L_ca5.

次に、ステップ9において、制御部Co5は、共振周波数演算部Fr_ca5の演算結果に基づき、下限周波数設定部Fr_lim5によってインバータ回路のスイッチング周波数の下限値を設定する。   Next, in step 9, the control unit Co5 sets the lower limit value of the switching frequency of the inverter circuit by the lower limit frequency setting unit Fr_lim5 based on the calculation result of the resonance frequency calculation unit Fr_ca5.

次に、ステップ10において、制御部Co5は、下限周波数設定部Fr_lim5で設定した周波数範囲で、駆動信号生成部Driver5によって駆動信号を生成しインバータ回路を駆動する。   Next, in step 10, the control unit Co5 generates a drive signal by the drive signal generation unit Driver5 and drives the inverter circuit in the frequency range set by the lower limit frequency setting unit Fr_lim5.

ステップ10の処理を実行した後、制御部Co5の処理はSTARTに戻る(RETURN)。   After executing the process of step 10, the process of the control unit Co5 returns to START (RETURN).

以上、説明した様に、本実施例7の電磁誘導加熱装置IH5では、鍋浮きを検知した場合、それが鍋振り調理であるか鍋ずらし調理であるかを判別し、各調理法に応じて、インバータ回路への入力電力指令値を変更する。これにより、各調理手法に応じて最適な火力を鍋に出力することが可能となる。   As described above, in the electromagnetic induction heating device IH5 of the seventh embodiment, when the pot floating is detected, it is determined whether it is pot-shaking cooking or pot-shifting cooking, and according to each cooking method. The input power command value to the inverter circuit is changed. Thereby, it becomes possible to output optimal thermal power to a pan according to each cooking method.

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

例えば、スイッチング素子は、nチャネル型のIGBTに限らず、pチャネル型のIGBT、上述のMOSFETや接合型バイポーラトランジスタなどを用いることができる。   For example, the switching element is not limited to an n-channel IGBT, and a p-channel IGBT, the above-described MOSFET, a junction bipolar transistor, or the like can be used.

また、被加熱体としては、鍋に限らず、フライパンなどの他の調理器具も適用できる。   Moreover, as a to-be-heated body, other cooking appliances, such as not only a pan but a frying pan, are applicable.

IH0,IH1,IH2,IH3,IH4,IH5 … 電磁誘導加熱装置
Res0,Res1,Res2,Res3,Res4,Res5 … 共振回路
Lr0,Lr1,Lr2,Lr3,Lr4,Lr5 … 加熱コイル
Cr0,Cr1,Cr2,Cr3,Cr4,Cr5 … 共振コイル
Inv0,Inv1,Inv2,Inv3,Inv4,Inv5 … インバータ回路
Co0,Co1,Co2,Co3,Co4,Co5 … 制御部
Phs1,Phs2 … 位相差検出部
AC0,AC1,AC2,AC3,AC4,AC5 … 交流電源
Vs1,Vs2,Vs3 … 電圧検出部
Cs1,Cs2,Cs3 … 電流検出部
ACDC1,ACDC2,ACDC3 … AC/DC変換回路
Q11,Q12,Q13,Q14,Q21,Q22,Q3 … スイッチング素子
D11,D12,D13,D14,D21,D22,D3 … ダイオード
IH0, IH1, IH2, IH3, IH4, IH5 ... Electromagnetic induction heating devices Res0, Res1, Res2, Res3, Res4, Res5 ... Resonant circuits Lr0, Lr1, Lr2, Lr3, Lr4, Lr5 ... Heating coils Cr0, Cr1, Cr2, Cr3, Cr4, Cr5 ... Resonant coils Inv0, Inv1, Inv2, Inv3, Inv4, Inv5 ... Inverter circuits Co0, Co1, Co2, Co3, Co4, Co5 ... Control units Phs1, Phs2 ... Phase difference detectors AC0, AC1, AC2, AC3, AC4, AC5 ... AC power supplies Vs1, Vs2, Vs3 ... Voltage detection units Cs1, Cs2, Cs3 ... Current detection units ACDC1, ACDC2, ACDC3 ... AC / DC conversion circuits Q11, Q12, Q13, Q14, Q21, Q22, Q3 … Switchon Elements D11, D12, D13, D14, D21, D22, D3 ... diodes

Claims (13)

トッププレート上の被加熱体を加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルと共振コンデンサとを有する共振回路と、
前記共振回路に電力を出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路への入力電力を制御する制御部と、
を有する電磁誘導加熱装置において、
前記制御部は、前記被加熱体が前記トッププレートから浮いた場合に、前記インバータ回路のスイッチング周波数を、前記被加熱体が前記トッププレートから浮く前のスイッチング周波数よりも低くすることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
A heating coil for heating an object to be heated on the top plate;
A resonant circuit having the heating coil and a resonant capacitor;
An inverter circuit that outputs power to the resonant circuit;
A control unit for controlling input power to the inverter circuit;
In an electromagnetic induction heating device having
The control unit, when the heated object floats from the top plate, makes the switching frequency of the inverter circuit lower than the switching frequency before the heated object floats from the top plate. Electromagnetic induction heating device.
請求項1に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記制御部は、前記共振回路の共振周波数を演算する共振周波数演算部を有することを特徴とする電磁誘導加熱装置。
In the electromagnetic induction heating device according to claim 1,
The said control part has a resonance frequency calculating part which calculates the resonance frequency of the said resonance circuit, The electromagnetic induction heating apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項2に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記制御部は、前記共振周波数演算部で演算された共振周波数に基づいて前記インバータ回路のスイッチング周波数の下限値を演算するスイッチング周波数下限値演算部を有することを特徴とする電磁誘導加熱装置。
The electromagnetic induction heating device according to claim 2,
The said control part has a switching frequency lower limit value calculating part which calculates the lower limit of the switching frequency of the said inverter circuit based on the resonance frequency calculated by the said resonance frequency calculating part, The electromagnetic induction heating apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項2に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記共振周波数演算部は、前記インバータ回路への入力電力と、前記加熱コイルに流れる電流と、前記インバータ回路のスイッチング周波数と、前記加熱コイルに流れる電流と前記インバータ回路の出力電圧との位相差と、前記共振コンデンサの容量値と、に基づいて、共振周波数を演算することを特徴とする電磁誘導加熱装置。
The electromagnetic induction heating device according to claim 2,
The resonance frequency calculation unit includes an input power to the inverter circuit, a current flowing through the heating coil, a switching frequency of the inverter circuit, a phase difference between a current flowing through the heating coil and an output voltage of the inverter circuit. An electromagnetic induction heating device that calculates a resonance frequency based on a capacitance value of the resonance capacitor.
請求項2に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記共振周波数演算部は、前記インバータ回路のスイッチング周波数と、前記加熱コイルに印加される電圧と、前記加熱コイルに流れる電流と、前記加熱コイルに印加される電圧と前記加熱コイルに流れる電流との位相差と、前記共振コンデンサの容量値と、に基づいて、共振周波数を演算することを特徴とする電磁誘導加熱装置。
The electromagnetic induction heating device according to claim 2,
The resonance frequency calculation unit includes a switching frequency of the inverter circuit, a voltage applied to the heating coil, a current flowing through the heating coil, a voltage applied to the heating coil, and a current flowing through the heating coil. An electromagnetic induction heating device that calculates a resonance frequency based on a phase difference and a capacitance value of the resonance capacitor.
請求項2に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記共振周波数演算部は、前記加熱コイルに印加される電圧と、前記加熱コイルに電圧が印加される時間と、前記加熱コイルに流れる電流と、に基づいて、共振周波数を演算することを特徴とする電磁誘導加熱装置。
The electromagnetic induction heating device according to claim 2,
The resonance frequency calculation unit calculates a resonance frequency based on a voltage applied to the heating coil, a time during which a voltage is applied to the heating coil, and a current flowing through the heating coil. Electromagnetic induction heating device.
請求項1に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記制御部においては、前記被加熱体がトッププレートに載置されている場合と前記被加熱体が浮いた場合とで、前記インバータ回路の入力電力指令値が異なることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
In the electromagnetic induction heating device according to claim 1,
In the control unit, the electromagnetic induction heating is characterized in that the input power command value of the inverter circuit is different between the case where the object to be heated is placed on a top plate and the case where the object to be heated floats. apparatus.
請求項1に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記制御部は、鍋振り調理であるか否かを判定する鍋振り調理判定部を有することを特徴とする電磁誘導加熱装置。
In the electromagnetic induction heating device according to claim 1,
The said control part has a pot shake cooking determination part which determines whether it is pot shake cooking, The electromagnetic induction heating apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項8に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記制御部においては、前記被加熱体が前記トッププレートから浮いた場合に、前記鍋振り調理判定部が鍋振り調理と判定した場合と、前記鍋振り調理判定部が鍋振り調理ではないと判定した場合とで、前記インバータ回路への入力電力指令値が異なることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
The electromagnetic induction heating device according to claim 8,
In the control unit, when the heated object floats from the top plate, when the pot shake cooking determination unit determines that the pot shake cooking is performed, and when the pot shake cooking determination unit is not the pot shake cooking The electromagnetic induction heating device characterized in that the input power command value to the inverter circuit differs depending on the case.
請求項9に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記制御部は、前記鍋振り調理判定部が鍋振り調理を判定した場合と、前記鍋振り調理判定部が鍋振り調理ではないと判定した場合と、前記被加熱体がトッププレートに載置されている場合とで、前記インバータ回路への入力電力指令値が異なることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
The electromagnetic induction heating device according to claim 9,
The controller is configured to place the heated object on the top plate when the pan shake cooking determination unit determines that the pot shake cooking is performed, and when the pan shake cooking determination unit determines that the pot shake cooking is not pan shake cooking. The electromagnetic induction heating device is characterized in that the input power command value to the inverter circuit is different depending on the case.
請求項1に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記インバータ回路は、単相ブリッジ回路から構成されることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
In the electromagnetic induction heating device according to claim 1,
The said inverter circuit is comprised from a single phase bridge circuit, The electromagnetic induction heating apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記インバータ回路は、ハーフブリッジ回路から構成されることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
In the electromagnetic induction heating device according to claim 1,
The said inverter circuit is comprised from a half-bridge circuit, The electromagnetic induction heating apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の電磁誘導加熱装置において、
前記インバータ回路はスイッチング素子を備え、
前記共振回路は、前記加熱コイルと前記共振コンデンサとの並列回路から構成され、
前記スイッチング素子と前記並列回路が直列接続されることを特徴とする電磁誘導加熱装置。
In the electromagnetic induction heating device according to claim 1,
The inverter circuit includes a switching element,
The resonant circuit is composed of a parallel circuit of the heating coil and the resonant capacitor,
The electromagnetic induction heating device, wherein the switching element and the parallel circuit are connected in series.
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