JP3899919B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱調理器、特にアルミニウム、銅など低抵抗金属からなる負荷を誘導加熱する調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下従来の誘導加熱調理器について、図３に基づいて説明する。商用電源１を整流素子２で整流し、平滑手段３にて直流電力をインバータ４に供給して、インバータ４ではスイッチング素子７を駆動して高周波磁界を加熱コイル６に発生させ、負荷５を誘導加熱するものである。ここで、負荷５への電力制御を行うため、出力制御手段８によりスイッチング素子７の周波数制御が行われ、入力検知手段９により入力電流制御を行っていた。すなわち、周波数制御はスイッチング素子の駆動周波数を可変することにより電力制御を行っていた。そして負荷１５の温度検知はサーミスタなどの温度検出素子を調理器のトッププレートに設けることで行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の誘導加熱調理器は、負荷５の温度検出を行うための温度検出部の熱時定数が大きく、負荷５の温度変化に対する検出遅れが発生していた。また負荷５がアルミニウムなど低融点の金属である場合、負荷５を空焼きするなど急速に負荷温度が上昇する場合に負荷の温度検知が遅れ、負荷５を損傷する可能性があるという課題を有している。
【０００４】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、負荷温度の検出の追従性がよい誘導加熱調理器を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の誘導加熱調理器は、加熱コイル、共振コンデンサ及びスイッチング素子を有し負荷を誘導加熱するインバータと、前記インバータの制御目標を検知する制御目標の検知手段と、前記スイッチング素子を駆動して前記インバータの出力を前記制御目標が設定値になるように前記スイッチング素子の駆動周波数、オンデューティまたは前記インバータの入力電圧を制御する出力制御手段と、負荷温度または温度変化を検知する負荷温度検知手段とを備え、前記負荷温度検知手段は、アルミニウムや銅など低抵抗の金属の負荷を誘導加熱する場合に、前記インバータが前記負荷の温度が上昇し前記負荷と磁気結合した状態での前記加熱コイルと共振コンデンサの共振のＱが増大した状態で前記出力制御手段が前記制御目標を前記設定値とすることにより変わる前記駆動周波数、前記オンデューティまたは前記入力電圧の変化を検知して前記負荷の温度または温度変化を検知するものである。
【０００６】
これによって、負荷温度の検出の追従性がよい誘導加熱調理器を提供することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、加熱コイル、共振コンデンサ及びスイッチング素子を有し負荷を誘導加熱するインバータと、前記インバータの制御目標を検知する制御目標の検知手段と、前記スイッチング素子を駆動して前記インバータの出力を前記制御目標が設定値になるように前記スイッチング素子の駆動周波数、オンデューティまたは前記インバータの入力電圧を制御する出力制御手段と、負荷温度または温度変化を検知する負荷温度検知手段とを備え、前記負荷温度検知手段は、アルミニウムや銅など低抵抗の金属の負荷を誘導加熱する場合に、前記インバータが前記負荷の温度が上昇し前記負荷と磁気結合した状態での前記加熱コイルと共振コンデンサの共振のＱが増大した状態で前記出力制御手段が前記制御目標を前記設定値とすることにより変わる前記駆動周波数、前記オンデューティまたは前記入力電圧の変化を検知して前記負荷の温度または温度変化を検知する誘導加熱調理器とすることにより、負荷の温度検出をサーミスタなどで行うものに比して、負荷温度の検出の追従性がよく、負荷を損傷することがない。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、負荷温度検知手段により検知した負荷温度を表示または報知する請求項１に記載の誘導加熱調理器とすることにより、負荷温度の検出の追従性がよく、使い勝手の良いものとなる。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、負荷温度に対応したインバータの出力制御を行う請求項１または２に記載の誘導加熱調理器とすることにより、負荷温度の検出の追従性がよく、調理性能のよいものとなる。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、負荷温度が異常高温となった場合にインバータを停止する請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器とすることにより、負荷温度の検出の追従性がよく、安全性が高いものとなる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１、図２を基に説明する。
【００１２】
図に示すように、商用電源１１を整流素子１２で整流し、平滑手段１３にて直流電力をインバータ１４に供給する。インバータ１４ではスイッチング素子１７を駆動して高周波磁界を加熱コイル１６に発生させ、負荷１５を誘導加熱するものである。負荷１５への電力制御を行うため、出力制御手段１８により、スイッチング素子１７の駆動周波数を可変し、入力電流を検知する入力検知手段２１により入力電流制御を行う。すなわち、入力電流が設定値になるように駆動周波数をインバータ１４の制御対象量として出力制御手段１８を動作しているものである。負荷温度検知手段１９は、出力制御手段１８が制御する制御対象量またはその変化を検知することにより負荷温度または温度変化を検知しているものである。
【００１３】
本実施例では加熱コイル１６に直列に共振コンデンサを接続して、ＳＥＰＰインバータとしている。加熱コイル１６と共振コンデンサの共振周波数をピークとした入力電力特性となる。負荷１５としてアルミニウムや銅など低抵抗の金属を誘導加熱する場合、負荷１５を磁気結合した状態での加熱コイル１６と共振コンデンサの共振のＱが大きいため、図２の駆動周波数−入力電力特性に示すように、周波数に対して急峻に入力電力が変化する特性となる。負荷１５の温度が上昇することにより、加熱コイル１６と共振コンデンサの共振のＱが小さくなり、温度変化に応じて図２の点線のように入力電力特性が変化してゆく。このため、入力電流が設定値になるように出力制御手段１８は駆動周波数を変化させる。この駆動周波数の変化を負荷温度検知手段１９で検知して負荷１５の温度を検知している。
【００１４】
特に負荷１５としてアルミニウムや銅など低抵抗の金属を誘導加熱する場合、負荷１５を磁気結合した状態での加熱コイル１６と共振コンデンサの共振のＱが大きいため、周波数に対して急峻に入力電力が変化する。このため駆動周波数の変化を検知することは容易に実現出来、温度検知の時間遅れが発生しない。すなわち、負荷温度の検出の追従性がよい誘導加熱調理器を実現している。
【００１５】
また、負荷１５の温度を図示しない液晶やＬＥＤなどにより表示したり、アラーム音や合成音声により報知して使用者に負荷温度を高速に知らせることが出来、使い勝手の良い誘導加熱調理器を実現しているものである。
【００１６】
また、負荷温度検知手段１９の出力に応じて出力制御手段１８によりインバータ１４の出力制御をして、例えば負荷１５を負荷温度が一定温度になるまで急速に加熱するなど調理性能のよい誘導加熱調理器を実現している。
【００１７】
また、調理物がない状態で負荷１５を加熱するなど負荷温度が異常に高温になったことを負荷温度検知手段１９により検知して、インバータ１４を停止し、負荷１５への加熱を止めることにより、さらなる負荷温度の上昇を防止することでより安全な誘導加熱調理器を実現している。
【００１８】
なお、本実施例ではインバータ構成をいわゆるＳＥＰＰとしたがこれにこだわる必要がないのはいうまでもない。また、制御対象量として本実施例では駆動周波数としたが、スイッチング素子のオンデューティやインバータの入力電圧などとしても本発明の効果は得られるものである。また入力電流を制御目標としたが出力電流や加熱コイル電圧や電流、共振コンデンサの電圧や電流などでも同様に効果が得られるものである。また、従来のサーミスタ、熱電対などの温度検出素子と併用して負荷温度検知精度を高めるなど出来ることはいうまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の誘導加熱調理器は、負荷温度の検出の追従性がよく、負荷を損傷することがないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例である誘導加熱調理器のブロック図
【図２】 同誘導加熱調理器の駆動周波数−入力電力特性を表す図
【図３】 従来の誘導加熱調理器のブロック図
【符号の説明】
１４ インバータ
１５ 負荷
１６ 加熱コイル
１８ 出力制御手段
１９ 負荷温度検知手段
２１ 入力検知手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱調理器、特にアルミニウム、銅など低抵抗金属からなる負荷を誘導加熱する調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下従来の誘導加熱調理器について、図３に基づいて説明する。商用電源１を整流素子２で整流し、平滑手段３にて直流電力をインバータ４に供給して、インバータ４ではスイッチング素子７を駆動して高周波磁界を加熱コイル６に発生させ、負荷５を誘導加熱するものである。ここで、負荷５への電力制御を行うため、出力制御手段８によりスイッチング素子７の周波数制御が行われ、入力検知手段９により入力電流制御を行っていた。すなわち、周波数制御はスイッチング素子の駆動周波数を可変することにより電力制御を行っていた。そして負荷１５の温度検知はサーミスタなどの温度検出素子を調理器のトッププレートに設けることで行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の誘導加熱調理器は、負荷５の温度検出を行うための温度検出部の熱時定数が大きく、負荷５の温度変化に対する検出遅れが発生していた。また負荷５がアルミニウムなど低融点の金属である場合、負荷５を空焼きするなど急速に負荷温度が上昇する場合に負荷の温度検知が遅れ、負荷５を損傷する可能性があるという課題を有している。
【０００４】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、負荷温度の検出の追従性がよい誘導加熱調理器を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の誘導加熱調理器は、加熱コイル、共振コンデンサ及びスイッチング素子を有し負荷を誘導加熱するインバータと、前記インバータの制御目標を検知する制御目標の検知手段と、前記スイッチング素子を駆動して前記インバータの出力を前記制御目標が設定値になるように前記スイッチング素子の駆動周波数、オンデューティまたは前記インバータの入力電圧を制御する出力制御手段と、負荷温度または温度変化を検知する負荷温度検知手段とを備え、前記負荷温度検知手段は、アルミニウムや銅など低抵抗の金属の負荷を誘導加熱する場合に、前記インバータが前記負荷の温度が上昇し前記負荷と磁気結合した状態での前記加熱コイルと共振コンデンサの共振のＱが増大した状態で前記出力制御手段が前記制御目標を前記設定値とすることにより変わる前記駆動周波数、前記オンデューティまたは前記入力電圧の変化を検知して前記負荷の温度または温度変化を検知するものである。
【０００６】
これによって、負荷温度の検出の追従性がよい誘導加熱調理器を提供することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、加熱コイル、共振コンデンサ及びスイッチング素子を有し負荷を誘導加熱するインバータと、前記インバータの制御目標を検知する制御目標の検知手段と、前記スイッチング素子を駆動して前記インバータの出力を前記制御目標が設定値になるように前記スイッチング素子の駆動周波数、オンデューティまたは前記インバータの入力電圧を制御する出力制御手段と、負荷温度または温度変化を検知する負荷温度検知手段とを備え、前記負荷温度検知手段は、アルミニウムや銅など低抵抗の金属の負荷を誘導加熱する場合に、前記インバータが前記負荷の温度が上昇し前記負荷と磁気結合した状態での前記加熱コイルと共振コンデンサの共振のＱが増大した状態で前記出力制御手段が前記制御目標を前記設定値とすることにより変わる前記駆動周波数、前記オンデューティまたは前記入力電圧の変化を検知して前記負荷の温度または温度変化を検知する誘導加熱調理器とすることにより、負荷の温度検出をサーミスタなどで行うものに比して、負荷温度の検出の追従性がよく、負荷を損傷することがない。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、負荷温度検知手段により検知した負荷温度を表示または報知する請求項１に記載の誘導加熱調理器とすることにより、負荷温度の検出の追従性がよく、使い勝手の良いものとなる。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、負荷温度に対応したインバータの出力制御を行う請求項１または２に記載の誘導加熱調理器とすることにより、負荷温度の検出の追従性がよく、調理性能のよいものとなる。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、負荷温度が異常高温となった場合にインバータを停止する請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器とすることにより、負荷温度の検出の追従性がよく、安全性が高いものとなる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１、図２を基に説明する。
【００１２】
図に示すように、商用電源１１を整流素子１２で整流し、平滑手段１３にて直流電力をインバータ１４に供給する。インバータ１４ではスイッチング素子１７を駆動して高周波磁界を加熱コイル１６に発生させ、負荷１５を誘導加熱するものである。負荷１５への電力制御を行うため、出力制御手段１８により、スイッチング素子１７の駆動周波数を可変し、入力電流を検知する入力検知手段２１により入力電流制御を行う。すなわち、入力電流が設定値になるように駆動周波数をインバータ１４の制御対象量として出力制御手段１８を動作しているものである。負荷温度検知手段１９は、出力制御手段１８が制御する制御対象量またはその変化を検知することにより負荷温度または温度変化を検知しているものである。
【００１３】
本実施例では加熱コイル１６に直列に共振コンデンサを接続して、ＳＥＰＰインバータとしている。加熱コイル１６と共振コンデンサの共振周波数をピークとした入力電力特性となる。負荷１５としてアルミニウムや銅など低抵抗の金属を誘導加熱する場合、負荷１５を磁気結合した状態での加熱コイル１６と共振コンデンサの共振のＱが大きいため、図２の駆動周波数−入力電力特性に示すように、周波数に対して急峻に入力電力が変化する特性となる。負荷１５の温度が上昇することにより、加熱コイル１６と共振コンデンサの共振のＱが小さくなり、温度変化に応じて図２の点線のように入力電力特性が変化してゆく。このため、入力電流が設定値になるように出力制御手段１８は駆動周波数を変化させる。この駆動周波数の変化を負荷温度検知手段１９で検知して負荷１５の温度を検知している。
【００１４】
特に負荷１５としてアルミニウムや銅など低抵抗の金属を誘導加熱する場合、負荷１５を磁気結合した状態での加熱コイル１６と共振コンデンサの共振のＱが大きいため、周波数に対して急峻に入力電力が変化する。このため駆動周波数の変化を検知することは容易に実現出来、温度検知の時間遅れが発生しない。すなわち、負荷温度の検出の追従性がよい誘導加熱調理器を実現している。
【００１５】
また、負荷１５の温度を図示しない液晶やＬＥＤなどにより表示したり、アラーム音や合成音声により報知して使用者に負荷温度を高速に知らせることが出来、使い勝手の良い誘導加熱調理器を実現しているものである。
【００１６】
また、負荷温度検知手段１９の出力に応じて出力制御手段１８によりインバータ１４の出力制御をして、例えば負荷１５を負荷温度が一定温度になるまで急速に加熱するなど調理性能のよい誘導加熱調理器を実現している。
【００１７】
また、調理物がない状態で負荷１５を加熱するなど負荷温度が異常に高温になったことを負荷温度検知手段１９により検知して、インバータ１４を停止し、負荷１５への加熱を止めることにより、さらなる負荷温度の上昇を防止することでより安全な誘導加熱調理器を実現している。
【００１８】
なお、本実施例ではインバータ構成をいわゆるＳＥＰＰとしたがこれにこだわる必要がないのはいうまでもない。また、制御対象量として本実施例では駆動周波数としたが、スイッチング素子のオンデューティやインバータの入力電圧などとしても本発明の効果は得られるものである。また入力電流を制御目標としたが出力電流や加熱コイル電圧や電流、共振コンデンサの電圧や電流などでも同様に効果が得られるものである。また、従来のサーミスタ、熱電対などの温度検出素子と併用して負荷温度検知精度を高めるなど出来ることはいうまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の誘導加熱調理器は、負荷温度の検出の追従性がよく、負荷を損傷することがないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例である誘導加熱調理器のブロック図
【図２】 同誘導加熱調理器の駆動周波数−入力電力特性を表す図
【図３】 従来の誘導加熱調理器のブロック図
【符号の説明】
１４ インバータ
１５ 負荷
１６ 加熱コイル
１８ 出力制御手段
１９ 負荷温度検知手段
２１ 入力検知手段
Claims (4)
- 加熱コイル、共振コンデンサ及びスイッチング素子を有し負荷を誘導加熱するインバータと、前記インバータの制御目標を検知する制御目標の検知手段と、前記スイッチング素子を駆動して前記インバータの出力を前記制御目標が設定値になるように前記スイッチング素子の駆動周波数、オンデューティまたは前記インバータの入力電圧を制御する出力制御手段と、負荷温度または温度変化を検知する負荷温度検知手段とを備え、前記負荷温度検知手段は、アルミニウムや銅など低抵抗の金属の負荷を誘導加熱する場合に、前記インバータが前記負荷の温度が上昇し前記負荷と磁気結合した状態での前記加熱コイルと共振コンデンサの共振のＱが増大した状態で前記出力制御手段が前記制御目標を前記設定値とすることにより変わる前記駆動周波数、前記オンデューティまたは前記入力電圧の変化を検知して前記負荷の温度または温度変化を検知する誘導加熱調理器。
- 負荷温度検知手段により検知した負荷温度を表示または報知する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
- 負荷温度に対応したインバータの出力制御を行う請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
- 負荷温度が異常高温となった場合にインバータを停止する請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376791A JP3899919B2 (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | 誘導加熱調理器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2001
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