JP3912151B2 - Induction heating cooker - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般家庭のキッチンや業務用等に用いられる誘導加熱調理器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、誘導加熱調理器は安全・清潔・高効率という優れた特徴が認知され、一般家庭のキッチンや業務用等に広く普及されている。
【0003】
以下、従来構成の誘導加熱調理器について、図6、図7を参照して説明する。図において、41は商用電源で、整流回路42で全波整流し平滑コンデンサ43で平滑して直流電源を構成している。44はインバータ回路で、加熱コイル45と、加熱コイル45に並列接続された共振コンデンサ46と、加熱コイル45に直列接続されたスイッチング素子47と、スイッチング素子47に逆並列に接続された逆導通ダイオード48で構成されている。49は商用電源41からの入力電流を検知する入力電流検知手段、50はインバータ回路44の加熱出力を設定する火力設定手段、51はインバータ回路44の共振電圧を検知する共振電圧検知手段、52はインバータ回路44の共振電圧を所定以下に制限する共振電圧リミッタ手段である。53は共振電圧リミッタ手段52の設定範囲内で入力電流検知手段49の検知電流が火力設定手段50での設定となるように駆動手段54の出力を制御する制御手段である。
【0004】
以上のように構成された誘導加熱調理器では、インバータ回路44の共振電圧の制限値VLが火力設定によらず一定であるので、共振電圧リミッタ手段52が動作しにくい負荷鍋では図7の負荷Aに示すように、火力設定1ではPA1の火力、火力設定2ではPA2の火力でそれぞれ加熱動作されるが、共振電圧リミッタ手段52が動作する負荷鍋では図7の負荷Bに示すように、火力設定1、2ともに設定火力より低いPB1の火力で動作していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、共振電圧の制限値VLが火力設定によらず一定であるため、図7の負荷Bのように低い火力設定で共振電圧リミッタ手段52が動作すると、火力設定を上げても負荷鍋の火力は同一であり、使用者が違和感を感じる場合があった。場合によっては機器が正常に動作しているにも関わらず、火力感が変わらないので故障と勘違いされてしまうという問題があった。また、火力設定を下げても火力が変わらないので、例えば調理物が焦げ付いてしまい実調理に不具合が生じるという課題があった。
【0006】
さらに、図7の負荷Aでは火力を下げると、インバータ回路44の損失は低減するので、インバータ回路44を冷却する冷却ファンの回転数を火力設定に応じて変更して静音化を図ることができるが、負荷Bでは共振電圧リミッタ手段52が動作する火力以上ではインバータ回路44の損失は同じであるので、最大火力設定時と同じ冷却能力が必要となり、低火力設定時の冷却ファンの静音化を図ることができないという不具合があった。
【0007】
本発明は上記課題を解決するもので、火力設定に応じてインバータ回路の共振電圧の制限値を変更可能として、設定火力毎に異なる火力を実現する誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の誘導加熱調理器は、共振電圧リミッタ手段は、火力設定手段での設定を上げると前記インバータ回路の共振電圧の制限値を高くする構成とするとともに前記共振電圧リミッタ手段は前記温度検知手段の検知温度が所定温度を超えると共振電圧の制限レベルを低下するものである。
【0009】
これにより、火力設定に応じてインバータ回路の最大共振電圧を制限することができ、共振電圧リミッタ手段が動作する負荷鍋においても、設定火力毎に異なる火力感を得ることが可能となる。また、所定の火力設定以上で共振電圧リミッタ手段が動作時に、インバータ回路の損失が大きい場合や、スイッチング素子の耐圧マージンが小さい場合においても、所定時間が経過すると共振電圧の制限値を低下するので、インバータ回路の発熱やスイッチング素子の耐圧が許容値を超えて破壊するのを抑制して、共振電圧リミッタ手段が動作する時の最大火力を大きくすることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、加熱コイルとスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のオンオフにより前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路の加熱出力を設定する火力設定手段と、前記インバータ回路への入力電流を検知する入力電流検知手段と、前記インバータ回路の共振電圧を検知する共振電圧検知手段と、前記インバータ回路の共振電圧を制限する共振電圧リミッタ手段と、前記共振電圧リミッタ手段の制限範囲内で前記入力電流検知手段の検知した火力が前記火力設定手段での設定された火力になるように前記スイッチング素子をオンオフする制御手段と、前記火力設定手段での設定が所定火力以上にて加熱する時間を計時する加熱時間計時手段を備え、前記共振電圧リミッタ手段は、前記火力設定手段での設定を上げると前記インバータ回路の共振電圧の制限値を高くするとともに前記共振電圧リミッタ手段は前記温度検知手段の検知温度が所定温度を超えると共振電圧の制限レベルを低下するものである。これにより、火力設定に応じてインバータ回路の最大共振電圧を制限することができ、共振電圧リミッタ手段が動作する負荷鍋においても、設定火力毎に異なる火力感を得ることが可能となる。また、所定の火力設定以上で共振電圧リミッタ手段が動作時に、インバータ回路の損失が大きい場合や、スイッチング素子の耐圧マージンが小さい場合においても、所定時間が経過すると共振電圧の制限値を低下するので、インバータ回路の発熱やスイッチング素子の耐圧が許容値を超えて破壊するのを抑制して、共振電圧リミッタ手段が動作する時の最大火力を大きくすることができる。
【0011】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【0012】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1における誘導加熱調理器を示すものである。図1において、11は商用電源で、整流回路12で全波整流し平滑コンデンサ13で平滑して直流電源を構成している。14はインバータ回路で、加熱コイル15と、加熱コイル15に並列接続された共振コンデンサ16と、加熱コイル15に直列接続されたスイッチング素子17と、スイッチング素子17に逆並列に接続された逆導通ダイオード18で構成され、スイッチング素子17のオンオフにより加熱コイル15に高周波電流を供給する。19は商用電源11からインバータ回路14への入力電流を検知する入力電流検知手段、20はインバータ回路14の加熱出力を設定する火力設定手段、21はインバータ回路14の加熱コイル15と共振コンデンサの共振電圧を検知する共振電圧検知手段、22はインバータ回路14の共振電圧を所定以下に制限する共振電圧リミッタ手段で、火力設定手段20での設定に応じて共振電圧の制限レベルを変更するものである。23は共振電圧リミッタ手段22の設定範囲内で入力電流検知手段19の検知結果と火力設定手段20での設定に応じてスイッチング素子17をオンオフするように駆動手段24の出力を制御する制御手段である。
【0013】
また、25はインバータ回路14を冷却する冷却ファン、26は冷却ファン25を任意の回転数で制御するファン制御手段、27は所定以上の火力設定で連続加熱している時間を計時する加熱時間計時手段、28はスイッチング素子17またはその近傍の温度を検知する温度検知手段、29はスイッチング素子17のオン時間を検知するオン時間検知手段である。
【0014】
以上のように構成された誘導加熱調理器についてその動作を説明する。駆動手段24によりスイッチング素子17をオンオフすると、加熱コイル15に高周波電流が流れ、加熱コイル15上方に載置された負荷鍋が加熱される。負荷鍋に入力される火力は入力電流検知手段19で検知しており、火力設定手段20で設定された火力となるように制御手段23はスイッチング素子17のオン時間を制御する。加熱コイル15に電流が流れると共振コンデンサ16との共振回路により共振電圧が発生しており、加熱コイル15に過大な電流が流れることによりインバータ回路14の共振電圧が過大となり、インバータ回路14の過電圧破壊や過電流破壊および冷却能力の限界を超えた熱破壊を防ぐため、インバータ回路14の共振電圧を共振電圧検知手段21で検知して共振電圧リミッタ手段22の設定範囲内で動作するように制御手段23はスイッチング素子17のオン時間を制御する。
【0015】
今、火力設定手段20により火力設定1で加熱を開始すると、図2、図3に示すようにファン制御手段26は冷却ファン25の回転数をr1とし、共振電圧リミッタ手段22は共振電圧の制限値をV1として、制御手段23は共振電圧がV1以下で入力電力がPA1となるようにスイッチング素子17のオン時間を制御し、図2に示すように、負荷Aでは入力電力がPA1で安定する。負荷Bの場合は入力電力がPA1より低い電力で共振電圧がV1となるため、共振電圧がV1の時の電力PB1で安定する。
【0016】
次に、火力設定手段20で火力設定2に上げると、ファン制御手段26は冷却ファン25の回転数をr1より高いr2とし、共振電圧リミッタ手段22は共振電圧の制限値をV1より高いV2として、制御手段23は共振電圧がV2以下で入力電力がPA2となるように制御するので、負荷Aでは入力電力がPA2で安定し、負荷Bでは共振電圧がV2の時の電力PB2で安定する。
【0017】
以上のように本実施例によれば、火力設定手段22の設定に応じて共振電圧リミッタ手段22の制限レベルを変更するので、低い火力設定で共振電圧リミッタ手段22が動作する負荷鍋においても、設定火力を変更した時に異なる火力感を得ることが可能となる。
【0018】
また、共振電圧リミッタ手段22の制限レベルまたは火力設定手段22の設定に応じてファン制御手段26は冷却ファン25の回転数を変更するので、共振電圧の制限レベルが低くインバータ回路14の損失が低い設定においては、冷却ファン25の回転数を低下することができるので、冷却ファン25の騒音を低減することができ、機器の静音化を図ることができる。
【0019】
なお、本実施例ではインバータ構成を一石電圧共振型で構成したが、他のインバータ構成でも同様の効果が得られる。
【0020】
また、インバータ回路14の共振電圧検知は、加熱コイル15や、共振コンデンサ16、またはスイッチング素子17いずれの両端電圧で検知しても同様の効果が得られるし、各々の素子の直列回路で検知しても同様の効果が得られる。
【0021】
(実施例2)
以下本発明の実施例2について説明する。基本構成は実施例1と同一であり説明を省略する。異なる点は、加熱時間計時手段27で所定以上の火力設定で連続加熱する時間を計時し、所定時間を超えると共振電圧リミッタ手段22の制限レベルを低下するようにしていることである。
【0022】
以上のように構成された誘導加熱調理器において、火力設定手段20で全7段階の火力設定の最大火力である火力設定7で加熱を開始すると、ファン制御手段26は冷却ファン25の回転数をr2とし、共振電圧リミッタ手段22は共振電圧の制限値をV2として、制御手段23は所定の火力となるようにスイッチング素子17のオン時間を制御する。加熱時間計時手段27は火力設定7で加熱する場合のみ、加熱開始からの加熱時間を計時する。図4に示すように時間t0から加熱開始するとスイッチング素子17の温度が上昇する。火力設定7で長時間加熱するとスイッチング素子17の温度が許容値Tcmaxを超えて熱破壊する可能性があるが、t1時間経過後に自動的に共振電圧リミッタ手段22は共振電圧の制限値をV1に低下するので、スイッチング素子17の温度はTcmaxを超えない。
【0023】
また、スイッチング素子17の耐圧マージンが大きくなり、電源異常などによりインバータ回路14の共振電圧過大となり、スイッチング素子17の耐圧を超える可能性が低くなる。
【0024】
以上のように本実施例によれば、加熱時間計時手段27で所定以上の火力設定で連続加熱する時間を計時し、所定時間を超えると共振電圧リミッタ手段22の制限レベルを低下するので、インバータ回路14の発熱や耐圧が許容値を超えて破壊するのを防止して、共振電圧リミッタ手段22が動作するときの火力を大きくすることができる。
【0025】
なお、本実施例では全火力設定を7段階としたが段階数は特に限定しないし、加熱時間計時手段27が加熱時間を計時する設定火力を上位2段階以上としても同様の効果が得られる。
【0026】
(実施例3)
以下本発明の実施例3について説明する。基本構成は実施例1と同一であり説明を省略する。異なる点は、温度検知手段28の検知温度が所定温度を超えると共振電圧リミッタ手段22の制限レベルを低下するようにしたことである。
【0027】
以上のように構成された誘導加熱調理器において、火力設定手段20で全7段階の火力設定の最大火力である火力設定7で加熱を開始すると、ファン制御手段26は冷却ファン25の回転数をr2とし、共振電圧リミッタ手段22は共振電圧の制限値をV2として、制御手段23は所定の火力となるようにスイッチング素子17のオン時間を制御する。スイッチング素子17の温度を検知する温度検知手段28はスイッチング素子17の外郭温度、またはスイッチング素子17に取り付けられた放熱フィンの温度、またはスイッチング素子17の近傍の雰囲気やパターン部の温度を検知しており、図5に示すように温度検知手段28の検知温度がT1を超えると共振電圧リミッタ手段22は共振電圧の制限値をV1に低下する。また、ファン制御手段26は冷却ファン25の回転数をr3に増加する。
【0028】
以上のように本実施例によれば、温度検知手段28でスイッチング素子の温度が所定温度を超えると共振電圧リミッタ手段22の制限レベルを低下するので、インバータ回路14の発熱が許容値を超えて破壊するのを防止して、共振電圧リミッタ手段22が動作するときの火力を大きくすることができる。
【0029】
また、温度検知手段28でスイッチング素子の温度が所定温度を超えると、ファン制御手段26は冷却ファン25の回転数を増加するので、インバータ回路14の発熱が許容値を超えて破壊するのを防止して、共振電圧リミッタ手段22が動作するときの火力を大きくすることができる。
【0030】
なお、本実施例では全火力設定を7段階としたが段階数は特に限定しないし、設定火力を最大火力以外の設定としても同様の効果が得られる。
【0031】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、火力設定に応じてインバータ回路で発生する共振電圧の制限値を変更可能として、共振電圧リミッタ手段が動作する負荷鍋においても、設定火力毎に異なる火力感を実現し実調理時の調理性能を向上することができる。また、所定の火力設定以上で共振電圧リミッタ手段が動作時に、インバータ回路の損失が大きい場合や、スイッチング素子の耐圧マージンが小さい場合においても、所定時間が経過すると共振電圧の制限値を低下するので、インバータ回路の発熱やスイッチング素子の耐圧が許容値を超えて破壊するのを抑制して、共振電圧リミッタ手段が動作する時の最大火力を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1における誘導加熱調理器のブロック図
【図2】 同、誘導加熱調理器における入力電力と共振電圧の関係を示す図
【図3】 同、誘導加熱調理器における火力設定と共振電圧リミッタおよびファン回転数の関係を示す図
【図4】 本発明の実施例2における誘導加熱調理器の加熱時間とスイッチング素子の温度の関係を示す図
【図5】 本発明の実施例3における誘導加熱調理器のスイッチング素子の温度に対する共振電圧リミッタおよびファン回転数の関係を示す図
【図6】 従来例における誘導加熱調理器のブロック図
【図7】 (a)従来例の誘導加熱調理器における入力電力と共振電圧の関係を示す図
(b)(a)における火力設定と入力電力の関係を表す図
【符号の説明】
14 インバータ回路
15 加熱コイル
17 スイッチング素子
19 入力電流検知手段
20 火力設定手段
21 共振電圧検知手段
22 共振電圧リミッタ手段
23 制御手段
25 冷却ファン
26 ファン制御手段
27 加熱時間計時手段
28 温度検知手段
29 オン時間検知手段
30 発振周波数検知手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an induction heating cooker used for a general household kitchen or business use.
[0002]
[Prior art]
In recent years, induction heating cookers have been recognized for their excellent features such as safety, cleanliness, and high efficiency, and have been widely used in kitchens for general homes and business use.
[0003]
Hereinafter, the induction heating cooker of the prior art arrangement, Fig. 6 will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 41 denotes a commercial power supply, which is full-wave rectified by a
[0004]
In the above configured induction heating cooker as, since limit value VL of the resonance voltage of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration, since limit value VL of the resonance voltage is constant regardless of the heating power setting, the resonance voltage limiter means 52 at a lower heating power setting as the load B in FIG. 7 operates, raising the heating power setting However, the heating power of the load pan was the same, and the user sometimes felt uncomfortable. In some cases, there is a problem that even though the device is operating normally, the feeling of heat does not change, so it is mistaken for a failure. In addition, since the thermal power does not change even if the thermal power setting is lowered, there is a problem that the cooked food is burnt and a problem occurs in actual cooking, for example.
[0006]
Further, when the heating power is lowered at the load A in FIG. 7 , the loss of the
[0007]
This invention solves the said subject, and it aims at providing the induction heating cooking appliance which implement | achieves a different thermal power for every setting thermal power by making the limit value of the resonant voltage of an inverter circuit changeable according to thermal power setting. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the induction heating cooker of the present invention, the resonance voltage limiter means, the resonance with a structure to increase the limit value of the resonance voltage of said inverter circuit and increasing the settings in the thermal power setting means The voltage limiter means lowers the limit level of the resonance voltage when the temperature detected by the temperature detection means exceeds a predetermined temperature .
[0009]
Thereby, the maximum resonance voltage of the inverter circuit can be limited in accordance with the setting of the thermal power, and it becomes possible to obtain a different thermal power feeling for each set thermal power even in the load pan where the resonant voltage limiter means operates. In addition, when the resonance voltage limiter means operates at a predetermined thermal power setting or more and the inverter circuit loss is large or the withstand voltage margin of the switching element is small, the limit value of the resonance voltage is lowered after a predetermined time. In addition, it is possible to increase the maximum heating power when the resonance voltage limiter means operates by suppressing the heat generation of the inverter circuit and the breakdown voltage of the switching element from exceeding the allowable value.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to claim 1 includes a heating coil and a switching element, an inverter circuit that supplies a high-frequency current to the heating coil by turning on and off the switching element, and a thermal power setting unit that sets a heating output of the inverter circuit; Input current detection means for detecting an input current to the inverter circuit, resonance voltage detection means for detecting a resonance voltage of the inverter circuit, resonance voltage limiter means for limiting the resonance voltage of the inverter circuit, and the resonance voltage limiter Control means for turning on and off the switching element so that the thermal power detected by the input current detection means within the limit range of the means becomes the thermal power set by the thermal power setting means, and the setting by the thermal power setting means is a predetermined thermal power a heating time counting means for counting the time for heating at least the resonant voltage limiter means, The resonant voltage limiter means together and raising the setting in serial heating power setting means to increase the limit value of the resonance voltage of the inverter circuit decreases the limit level of the resonant voltage sensing temperature of said temperature detecting means exceeds a predetermined temperature Is. Thereby, the maximum resonance voltage of the inverter circuit can be limited in accordance with the setting of the thermal power, and it becomes possible to obtain a different thermal power feeling for each set thermal power even in the load pan where the resonant voltage limiter means operates. In addition , when the resonance voltage limiter means operates at a predetermined thermal power setting or more and the inverter circuit loss is large or the withstand voltage margin of the switching element is small, the limit value of the resonance voltage is lowered after a predetermined time. In addition, it is possible to increase the maximum heating power when the resonance voltage limiter means operates by suppressing the heat generation of the inverter circuit and the breakdown voltage of the switching element from exceeding the allowable value.
[0011]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0012]
Example 1
FIG. 1 shows an induction heating cooker in Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a commercial power supply, and full-wave rectified by a
[0013]
[0014]
The operation | movement is demonstrated about the induction heating cooking appliance comprised as mentioned above. When the switching element 17 is turned on / off by the driving means 24, a high-frequency current flows through the
[0015]
Now, when heating is started at the thermal power setting 1 by the thermal power setting means 20, the fan control means 26 sets the rotational speed of the
[0016]
Next, when the thermal power setting means 20 raises the thermal power setting to 2, the fan control means 26 sets the rotational speed of the cooling
[0017]
As described above, according to the present embodiment, the limit level of the resonance voltage limiter means 22 is changed in accordance with the setting of the thermal power setting means 22, so even in a load pan in which the resonance voltage limiter means 22 operates with a low thermal power setting, It is possible to obtain a different thermal feeling when the set thermal power is changed.
[0018]
Further, since the fan control means 26 changes the rotational speed of the cooling
[0019]
In the present embodiment, the inverter configuration is a single voltage resonance type, but the same effect can be obtained with other inverter configurations.
[0020]
The resonance voltage detection of the
[0021]
(Example 2)
[0022]
In the induction heating cooker configured as described above, when the heating power setting means 20 starts heating at the heating power setting 7 which is the maximum heating power of all seven stages of heating power setting, the fan control means 26 sets the rotation speed of the cooling
[0023]
Further, the withstand voltage margin of the switching element 17 is increased, the resonance voltage of the
[0024]
As described above, according to the present embodiment, the heating time measuring means 27 measures the time for continuous heating with a heating power setting greater than or equal to a predetermined value, and when the predetermined time is exceeded, the limit level of the resonance voltage limiter means 22 is reduced. It is possible to prevent the heat generation and breakdown voltage of the
[0025]
In the present embodiment, the total heating power is set to seven stages, but the number of stages is not particularly limited, and the same effect can be obtained even if the heating power measuring means 27 sets the heating power set for measuring the heating time to the upper two or more stages.
[0026]
(Example 3)
Embodiment 3 of the present invention will be described below. The basic configuration is the same as that of the first embodiment, and a description thereof is omitted. The difference is that the limit level of the
[0027]
In the induction heating cooker configured as described above, when the heating power setting means 20 starts heating at the heating power setting 7 which is the maximum heating power of all seven stages of heating power setting, the fan control means 26 sets the rotation speed of the cooling
[0028]
As described above, according to the present embodiment, when the temperature of the switching element exceeds the predetermined temperature in the temperature detection means 28, the limit level of the resonance voltage limiter means 22 is lowered, so that the heat generation of the
[0029]
Further, when the temperature of the switching element exceeds a predetermined temperature by the temperature detection means 28, the fan control means 26 increases the number of rotations of the cooling
[0030]
In this embodiment, the total heating power is set to seven stages, but the number of stages is not particularly limited, and the same effect can be obtained even if the setting heating power is set to a setting other than the maximum heating power.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the limit value of the resonant voltage generated in the inverter circuit can be changed according to the thermal power setting, and even in the load pan in which the resonant voltage limiter unit operates, a different thermal feeling is realized for each set thermal power. The cooking performance during actual cooking can be improved. In addition, when the resonance voltage limiter means operates at a predetermined thermal power setting or more and the inverter circuit loss is large or the withstand voltage margin of the switching element is small, the limit value of the resonance voltage is lowered after a predetermined time. In addition, it is possible to increase the maximum heating power when the resonance voltage limiter means operates by suppressing the heat generation of the inverter circuit and the breakdown voltage of the switching element from exceeding the allowable value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an induction heating cooker in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a relationship between input power and resonance voltage in the induction heating cooker. FIG. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the thermal power setting, the resonance voltage limiter, and the fan speed. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the heating time of the induction heating cooker and the temperature of the switching element in Example 2 of the present invention. block diagram of the induction heating cooker in Fig. 6 prior art example showing a resonance voltage limiter and fan speed relationship to temperature of the switching element of the induction heating cooker according to the third embodiment [Fig. 7] (a) conventional example The figure which shows the relationship between the input power and the resonance voltage in the induction heating cooker (b) The figure which shows the relation between the thermal power setting and the input power in (a)
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