JP3977666B2 - Inverter cooker - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブリッジ型インバータ回路を備えたインバータ調理器に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
図25には、インバータ調理器である電磁調理器が示されている。同図において、直流電源回路1は、例えば100Vの商用交流電源2を平滑・整流して直流電源を発生するものであり、整流のためのダイオードブリッジ3と、平滑のためのリアクタ4及びコンデンサ5とを備えて構成されている。前記リアクタ4にはノイズを抑える機能もある。
【0003】
インバータ回路6は、加熱コイル7と共振用コンデンサ8とスイッチング素子9、10とを有して構成され、各スイッチング素子9、10には、フリーホイールダイオード11、12が逆並列接続されている。上記スイッチング素子9、10は駆動部13によりオンオフされるものであり、例えば図26に示すように、デッドタイムを置いて交互にオンオフさせることにより、加熱コイル7に高周波電流を流し、鍋14を誘導加熱する。
【0004】
上述した電磁調理器では、通常は、上記インバータ回路6のスイッチング素子9、10の駆動周波数(オンオフ周波数)を変えることにより、入力電力400W〜3kWの間で連続的に入力調整が行われる構成である。なお、入力電力400w未満とする場合には、インバータ回路6を断続的に運転するようにしているが、加熱が断続となってしまう不具合があり、入力を高入力から低入力まで連続して調整したいという要望がある。
【0005】
ここで、駆動周波数変更による連続調整により入力電力を400W以下に調整するには、スイッチング素子9、10の駆動周波数が高くなり過ぎてしまい、これでは、スイッチング損失が増え、冷却装置が大型化して、実用的ではない。
【0006】
そこで、オンデューティー比を一義的に小さくして(駆動パルス幅を相対的に小さくする)スイッチング素子9、10の駆動周波数を高入力から低入力まで変える方式とすると、入力電力が50W程度でも、駆動周波数を100kHzといった高周波数にせずに済む。
【0007】
しかしこの場合、逆に高入力領域では、下アームのスイッチング素子10がオンするとき、上アームのフリーホイールダイオード11の逆回復時間の間(フリーホイールダイオードが逆導通している間)上下短絡が発生し、上アームのスイッチング素子9がオンするとき、下アームのフリーホイールダイオード12の逆回復時間の間上下短絡が発生する。このため、インバータ損失が増大して、短絡電流によりノイズが発生する。
【0008】
図27は、上記ノイズ防止のためにスナバコンデンサ15aを備えたスナバ回路15を設ける構成が考えられるが、この場合も、一定デューティー比での駆動周波数の連続調整では、上述と同様に短絡電流が発生する。図28には各スイッチング素子9、10のスイッチングの様子とインバータ回路6に流れる電流の様子とをモード(a)〜(j)に分けて示している。また、図29には、各スイッチング素子9、10のオンオフの様子(ベース電圧VGE1、VGE2)と、電流IL、電流Ic1と、スイッチング素子10のコレクタ・エミッタ間電圧VCE2との関係を示している。なお、この図29のタイミングa〜jは上記各モード(a)〜(j)のタイミングに合致している。
【0009】
入力(入力電流IL)が大きくなると、モード(i)からモード(j)に移行するときに、スナバコンデンサ15aに充電電流が流れ、電圧が低下している途中でスイッチング素子9がオンするため大きな短絡電流が流れ、このスイッチング素子9を破壊するおそれがある。
【0010】
また、モード(d)からモード(e)に移行するときに、スナバコンデンサ15aに充電電流が流れ、電圧が上昇している途中にスイッチング素子10がオンするため大きな短絡電流が流れ、このスイッチング素子10を破壊するおそれがある。また、駆動周波数を変えずに駆動パルス幅のみを変える方式もあるが、この場合には高入力から低入力までカバーすることができないものである。
【0011】
なお、駆動周波数の変更制御の場合、その回路の特性上、インバータ回路6の発振周波数が設定値を超えてしまうことがあり、インバータ回路6における共振回路が誘導性から容量性に変化して回路の損失が増えることがあった。
【0012】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動周波数が過度に高くなったり短絡電流が流れたりすることなく、高入力から低入力まで連続可変できるインバータ調理器を提供するにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、加熱コイルまたは高周波トランスと共振用コンデンサと複数のスイッチング素子とを有しこのスイッチング素子を交互にスイッチング駆動することに基づいて高周波電力を発生するブリッジ型インバータ回路と、
前記スイッチング素子の少なくとも一方に設けたスナバ回路と、
前記スイッチング素子の駆動周波数を制御する駆動周波数制御手段と、
前記スイッチング素子の駆動パルス幅を制御する駆動パルス幅制御手段と、
入力電力を検出する入力検出手段と
を備え、
前記駆動周波数制御手段により、高入力領域と低入力領域との入力調整を行い、且つ、前記駆動パルス幅制御手段は、低入力領域のみで動作し、
該低入力領域では、前記入力検出手段により検出した入力電力が低くなるにつれ、駆動パルス幅を小さくしながら駆動周波数を順次上げるところに特徴を有する。
【0014】
入力電力は、入力設定により変更されたり、あるいは、負荷によって変化したりする。この場合、一定デューティー比での駆動周波数の調整のみで入力を変更しようとすると、周波数が高くなり過ぎたり、短絡電流が流れたりする。しかるに、この請求項1の発明においては、動周波数制御手段により、高入力領域と低入力領域との入力調整を行い、且つ、前記駆動パルス幅制御手段は、低入力領域のみで動作し、該低入力領域では、入力検出手段により検出した入力電力が低くなるにつれ、駆動パルス幅を小さくしながら駆動周波数を順次上げるから、周波数が過度に高くならずに且つ短絡電流が発生することなく入力を低領域から高領域まで連続的に変更することが可能となる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を例えば2口のクッキングヒータに適用した場合の第1の実施例につき図1ないし図4を参照して説明する。図2には、ビルトインタイプのクッキングヒータ20の外観を示している。この図2において、トッププレート21の上面には、3か所に鍋載置部22a、22b、22cが印刷により表示されている。このうち、左右の鍋載置部22a、22bの下方には、それぞれ加熱コイル23、23(図1参照)が配設されており、中央の鍋載置部22cの下方には図示しないニクロム線ヒータが配設されている。
【0029】
クッキングヒータ20の前面部には、左側にロースタ24が配設され、右側には操作パネル25が配設されている。この操作パネル25には、各種のスイッチやダイヤルなどの操作部26が設けられており、この操作部26には加熱コイル23、23のいわゆる火力コントロールのための入力設定手段たる入力設定器26aが設けられている。なお前記鍋載置部22a、22bには負荷である鍋27、27が載置されるものである。
【0030】
次に、図1を参照して電気的構成について説明する。なお、この図1では、一方の加熱コイル23を駆動させる構成のみを示しているが、実際には、2個の加熱コイル23、23及びニクロム線ヒータを駆動させるための回路が構成されたものである。直流電源回路28は、全波整流回路29の交流入力端子を商用交流電源30に接続し、直流接続端子をリアクタ31を介して平滑コンデンサ32の両端子間に接続した構成となっている。
【0031】
平滑コンデンサ32の両端子間には直流母線33a、33bを介してインバータ回路34が接続されている。このインバータ回路34は、スイッチング素子たるIGBT35a、35bと、共振コンデンサ36と、前述の加熱コイル23と、フリーホイールダイオード37a、37bとを図示のように接続して構成されている。すなわち、前記直流母線33a、33b間には、正側及び負側のスイッチング素子たるIGBT35a及び35bからなるアームが接続されており、各IGBT35a、35bにはフリーホイールダイオード37a、37bがそれぞれ並列に接続されている。このインバータ回路34の出力端子には、加熱コイル23の一端が接続され、その加熱コイル23の他端には、共振コンデンサ36を介して直流母線33bに接続され、加熱コイル23及び共振コンデンサ36により、共振回路38が構成されている。インバータ回路34の各IGBT35a、35bは、駆動部39からゲートに駆動信号が与えられるようになっている。
【0032】
インバータ回路34を駆動制御する主体としてのマイクロコンピュータ40は、内部にROM、RAMなどを備えた構成とされており、入力電力に応じてIGBT35a、35bを駆動制御するものであり、駆動周波数制御手段41、駆動パルス幅制御手段42としての機能を備えている。また、このマイクロコンピュータ40は切替え手段43としての機能も備えている。前記駆動周波数制御手段41はIGBT35a、35bの駆動周波数を変更するためのものであり、駆動パルス幅制御手段42はIGBT35a、35bの駆動パルス幅を変更するためのものである。
【0033】
切替え回路44は、駆動周波数制御手段41の出力と駆動パルス幅制御手段42の出力とを切替えて駆動部39に与えるものである。
前記入力設定器26aは、火力たる入力電力を設定するためのものであり、例えば、図3に示すように、3kW〜50Wの間で任意に入力電力を設定するようになっている。この入力設定器26aによる入力設定値は前記切替え手段43、駆動周波数制御手段41及び駆動パルス幅制御手段42に与えられるようになっている。
【0034】
さて、前記マイクロコンピュータ40における駆動周波数制御手段41、駆動パルス幅制御手段42及び切替え手段43の動作を図3及び図4を参照しながら説明する。
駆動周波数制御手段41は、入力設定器26aによる入力設定値が800W以上で3kW以下のときにはつまり高入力領域の場合には、入力設定値が高くなるにつれ、オンデューティー比一定のまま、駆動周波数を上げる(周期を短くする)ように制御する(図4(a)、(b)参照)。
【0035】
駆動パルス幅制御手段42は、入力設定器26aによる入力設定値が800W未満で3kW以上のときにはつまり低入力領域の場合には、入力設定値が低くなるにつれ、駆動周波数一定のまま、駆動パルス幅を小さくする(デッドタイムを大きくする)ように制御する(図4(c)、(d)参照)。
【0036】
切替え手段43は、入力設定器26aによる入力設定値が800W以上のとき(高入力領域)には、選択信号Saを出力して、切替え回路44を、駆動周波数制御手段41からの制御信号aを受け付けるように動作させる。駆動周波数制御手段41は、800W以上の入力設定値に応じて駆動周波数を制御して制御信号aを出力する
また、切替え手段43は、800W未満のときには、選択信号Sbを出力して、切替え回路44を、駆動パルス幅制御手段42からの制御信号bを受け付けるように動作させる。駆動パルス幅制御手段42は800W未満の入力設定値に応じて駆動パルス幅を制御して制御信号bを出力する。
【0037】
このような実施例によれば、入力電力この場合入力設定器26aにより設定される入力電力に応じて駆動周波数制御手段41及び駆動パルス幅制御手段42を切り替えるから、つまり、駆動周波数制御手段41及び駆動パルス幅制御手段42により入力調整を行うから、周波数が過度に高くならずに且つ短絡電流が発生することなく入力を低領域から高領域まで連続的に変更することができる。
【0038】
また、本実施例によれば、高入力領域における入力調整を、駆動周波数制御手段41による駆動周波数制御により行い、低入力領域における入力調整を駆動パルス幅制御手段42による駆動パルス幅制御により行うようにしている。これにおいては、駆動周波数制御は高入力領域を受け持つことになるから、高入力領域から低入力領域まで受け持つ場合とは異なり、短絡電流を発生させることなく高入力領域での入力を良好に連続的に変更できる。また、低入力領域は駆動パルス幅制御により受け持つので、適正な駆動パルス幅から順次小さくしてゆくことにより、入力を連続的に下げてゆくことができ、この場合、駆動周波数を高くせずに済む。
【0039】
図5は第2の実施例を示しており、この実施例においては、IGBT35aに対してスナバコンデンサ45aを備えたスナバ回路45を接続すると共に、IGBT35bに対してスナバコンデンサ46aを備えたスナバ回路46を接続している点が第1の実施例と異なる。
この実施例によれば、スナバ回路45、46によりそれぞれIGBT35a、35bの電圧の立ち上がりを緩和してノイズの発生及びスイッチング損失を抑えることができて、効率向上に寄与できる。そして、このようなスナバ回路45、46を備えた構成においても、高入力領域を駆動周波数制御にて受け持ち、低入力領域を駆動パルス幅制御にて受け持つから、高入力領域から低入力領域にかけて連続して良好な入力調整を図ることができる。なお、スナバ回路としてはスナバコンデンサと抵抗とから構成してもよい。さらに、複数(2つ)のIGBTに対してひとつのスナバ回路でも良い。
【0040】
図6は第3の実施例を示しており、この実施例においては、第2の実施例における切替え手段43に代えて、入力検出手段51を設けた点が異なる。この入力検出手段には、入力設定器26aからの設定入力の他に、図示しないが電流検出手段による入力電流検出信号や、インバータ電流検出信号、あるいは図示しない電圧検出手段による共振コンデンサ36の電圧検出信号などを受けて入力電力を検出し、その検出入力電力が、第1の実施例における図3に示したと同様の値となったときに第1の実施例と同様の制御を行う。
【0041】
すなわち、上記検出入力電力が800W以上のときには、選択信号Saを出力して切替え回路44を駆動周波数制御手段41の制御信号a受付へと動作させる。このとき、駆動周波数制御手段41は検出入力電力が高くなるにつれ、オンデューティー比一定のまま、駆動周波数を上げる(周期を短くする)ように制御する(図4(a)、(b)参照)。さらに、上記検出入力電力が800W未満のときには、選択信号Sbを出力して切替え回路44を駆動パルス幅制御手段42の制御信号b受付へと動作させる。このとき、駆動パルス幅制御手段42は入力設定値が低くなるにつれ、駆動周波数一定のまま、駆動パルス幅を小さくするように制御する(図4(c)、(d)参照)。
【0042】
図7ないし図9は第4の実施例を示しており、次の点が第3の実施例と異なる。すなわち、低入力領域を制御する制御手段として駆動周波数制御手段と駆動パルス幅制御手段とから1ユニットとして構成された駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段52を設けている。
【0043】
検出入力電力が800W未満のときには、選択信号Sbを出力して切替え回路44を駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段52の制御信号b受付へと動作させる。このとき駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段52は、検出入力電力が低くなるにつれ、駆動パルス幅を小さくしながら、駆動周波数も順次上げるように制御する(図9(c)、(d)参照)。
【0044】
この実施例によれば、低入力領域での入力調整を、駆動パルス幅制御のみならず駆動周波数制御も行うので、駆動パルス幅に合わせて駆動周波数を設定すれば、周波数を高くすることなくきめの細かい制御が可能となる。
なお、駆動周波数制御手段と駆動パルス幅制御手段とを備えた1ユニットの駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段52に代えて、駆動周波数制御手段41と駆動パルス幅制御手段42とを用いて、駆動周波数制御と駆動パルス幅制御とを同時に行うようにしても良い。要するに、駆動周波数制御手段と駆動パルス幅制御手段との機能を、1ユニットで備えるか、単独ユニットで備えるかはいずれでも良い。
【0045】
図10ないし図12は第5の実施例を示しており、次の点が第3の実施例と異なる。すなわち、高入力領域を制御する制御手段として駆動周波数制御手段と駆動パルス幅制御手段とから1ユニットとして構成された駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段53を設けている。
【0046】
検出入力電力が800W以上のときには、駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段53らかの制御信号aが切替え回路44により受け付けられる。このとき、駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段53は、検出入力電力が高くなるにつれ、駆動周波数を上げ、さらに駆動パルス幅を同じオンデューティー比の場合に比して小さくする。(図12(a)、(b)参照)。
【0047】
この実施例によれば、高入力領域における入力調整を、駆動周波数制御のみならず駆動パルス幅制御にて行うから、高入力領域において短絡電流を発生することなく、さらにきめの細かい入力調整制御を行うことが可能となる。なお、上述の駆動パルス幅は同じオンデューティー比の場合に比して大きくしても良い。
【0048】
図13ないし図15は第6の実施例を示している。この実施例においては、高入力領域での入力調整を駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段54にて受け持ち、低入力領域での入力調整を駆動周波数制御手段55にて受け持つようにしたところが第3の実施例と異なる。すなわち、検出入力電力が800W以上のときには、検出入力が上がるにつれて、駆動パルス幅を大きくしながら、駆動周波数も小さく変更する。(図15(a)、(b)参照)。検出入力電力が800W未満のときには、一定のデューティー比とし、検出入力電力が低くなるにつれ、駆動周波数を順次上げるように制御する(図15(c)、(d)参照)。
【0049】
この実施例によれば、高入力領域における入力調整を、駆動パルス幅制御により受け持ち、これに加えて駆動周波数制御も行うから、高入力領域において短絡電流を発生することなく、さらにきめの細かい入力調整制御を行うことが可能となる。そして、低入力領域における入力調整を駆動周波数制御により受け持つから、駆動パルス幅を大きくならないデューティー比に設定して駆動周波数を上げてゆくことにより、周波数を高くすることなく入力を連続的に下げてゆくことができる。
【0050】
図16ないし図18は第7の実施例を示しており、高入力領域での入力調整を駆動パルス幅制御手段56にて受け持つようにしたところが第6の実施例と異なる。すなわち、検出入力電力が800W以上のときには、検出入力が上がるにつれて、周波数一定で、駆動パルス幅を大きくするように変更する。(図18(a)、(b)参照)。
【0051】
この実施例によれば、高入力領域における入力調整を、駆動パルス幅制御により受け持つので、高入力領域から低入力領域までを駆動パルス幅制御で行う場合と異なり、無理のないパルス幅による高入力領域での入力調整を行うことができる。
【0052】
図19ないし図21は第8の実施例を示しており、この実施例においては、低入力領域を駆動周波数・駆動パルス幅制御手段57により受け持つようにしたところが上記第7の実施例と異なる。すなわち、検出入力電力が800W未満のときには、検出入力が低くなるにつれて、駆動周波数を高くする他に、駆動パルス幅を小さく変更する。(図21(c)、(d)参照)。
【0053】
図22は第9の実施例を示している。この実施例においては、インバータ停止手段58を設けた点が第3の実施例と異なる。すなわち、インバータ停止手段58は、検出入力電力の上昇あるいは下降がしきい値800Wを通過するところを検出して、駆動部39に一時的にインバータ停止信号を出力して、インバータ動作を停止させるようになっている。従って、駆動周波数制御手段41の駆動周波数制御と駆動パルス幅制御手段42の駆動パルス幅制御との切替えを、インバータ回路の動作を停止させてから行うようになっている。
この実施例によれば、駆動周波数制御と駆動パルス幅制御とを切替えインバータ回路34の動作を停止させてから行うので、インバータ回路34の動作を急変させることがなく、IGBT35a、35bの破損のおそれがなくなる。
【0054】
なお、インバータ回路34の短絡電流を検出する短絡電流検出手段を設け、この短絡電流検出手段により短絡電流が検出されたときには、駆動周波数制御手段41の駆動周波数制御と駆動パルス幅制御手段42の駆動パルス幅制御との切替えを行うようにしても良い。このようにすると、短絡電流が発生したところの制御形態から別の制御形態に切替えるから、短絡電流の発生を防止できる。また、この切替え前にインバータ回路34の動作を停止させるようにしても良い。
【0055】
図23は第10の実施例を示しており、この実施例においては、インバータ調理器として電子レンジを示した点が第1の実施例と異なる。すなわち、加熱コイルの代わりに、マグネトロン59を駆動するための高周波トランス60を設けている。この実施例においても第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0056】
図24は第11の実施例を示しており、次の点が第3の実施例(図6)と異なる。すなわち、スナバ回路46はIGBT35bに対して設けられ、共振コンデンサ36の電圧位相を検出する共振コンデンサ電圧位相検出手段61が設けられている。マイクロコンピュータ40には、位相差設定手段62、位相差検出手段63、比較演算手段64、駆動周波数制御手段65、駆動パルス幅制御手段66としての機能が備えられている。
【0057】
位相差設定手段62は、入力検出手段51からの検出入力により位相差を設定する。位相差検出手段63には、インバータ回路34の出力電圧が相関する第1の信号S1が与えられると共に、共振コンデンサ電圧位相検出手段61から出力される、インバータ回路34の出力電流に位相が相関する第2の信号S2が与えられ、それらの位相差を検出する。この位相差検出手段63の位相差検出値と、前記位相差設定手段62の位相差設定値とが比較演算手段64に与えられて、この比較演算手段64により両値を比較して等しくなるように駆動周波数制御手段65に指令を出す。
【0058】
駆動周波数制御手段65は比較演算手段64からの指令に応じた駆動周波数制御信号を出力して駆動パルス幅制御手段66に与える。このとき、駆動パルス幅制御手段66は、前記入力検出手段51の検出入力に応じて駆動パルス幅を調整する。
【0059】
この第11の実施例によれば、比較演算手段64による比較結果から直接適切な周波数に変更するので、共振回路38のインピーダンスが容量性となる周波数条件で駆動されることを防止でき、常に共振周波数あるいは誘導性のインピーダンスとなる周波数で駆動することができるようになり、損失の派生を極力抑制できる。そして、その周波数としながら、入力に応じてパルス幅を調整するので、高入力領域から低入力領域まで幅広い入力調整ができるものである。
【0060】
なお、本発明は上記した各実施例に限定されず、次のように変更しても良い。駆動周波数制御手段の駆動周波数制御による入力調整を、インバータ回路の共振周波数以上となる周波数で行うようにしても良い。このようにすると、誘導性の状況でインバータ回路を動作できてフリーホイールダイオードの逆回復特性による短絡電流発生がない。また、スナバ回路としては、コンデンサと抵抗とから構成しても良い。さらに、高入力領域と低入力領域とのしきい値800Wは適宜変更しても良い。さらにまた、しきい値を複数設けて、各入力領域において、駆動周波数制御、駆動パルス幅制御、その両方による制御を適宜行うようにしても良い。
【0061】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、駆動周波数が過度に高くなったり短絡電流が流れたりすることなく、高入力から低入力まで連続可変できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す電気的構成図
【図2】外観斜視図
【図3】入力と駆動制御形態との関係を示す図
【図4】図3における各入力におけるLA、LB、LC、LDに応じたIGBTのオンオフの様子を示す図
【図5】本発明の第2の実施例を示す図1相当図
【図6】本発明の第3の実施例を示す図1相当図
【図7】本発明の第4の実施例を示す図1相当図
【図8】図3相当図
【図9】図4相当図
【図10】本発明の第5の実施例を示す図1相当図
【図11】図3相当図
【図12】図4相当図
【図13】本発明の第6の実施例を示す図1相当図
【図14】図3相当図
【図15】図4相当図
【図16】本発明の第7の実施例を示す図1相当図
【図17】図3相当図
【図18】図4相当図
【図19】本発明の第8の実施例を示す図1相当図
【図20】図3相当図
【図21】図4相当図
【図22】本発明の第9の実施例を示す図1相当図
【図23】本発明の第10の実施例を示す図1相当図
【図24】本発明の第11の実施例を示す図6相当図
【図25】従来例を示す図1相当図
【図26】スイッチング素子のオンオフの様子を示す図
【図27】インバータ回路における各部の電流、電圧を示すための回路図
【図28】スイッチング時におけるインバータ回路の電流の様子を示す図
【図29】スイッチング、電流、電圧の変化の様子を示す波形図
【符号の説明】
23は加熱コイル、26aは入力設定器、28は直流電源回路、34はインバータ回路、35a、35bはIGBT(スイッチング素子)、36は共振コンデンサ、37a、37bはフリーホイールダイオード、40はマイクロコンピュータ、41は駆動周波数制御手段、42は駆動パルス幅制御手段、43は切替え手段、45a、46aはスナバコンデンサ、45、46はスナバ回路、51は入力検出手段、52、53、54、57は駆動周波数制御・駆動パルス幅制御手段(駆動周波数制御手段、駆動パルス幅制御手段)、55は駆動周波数制御手段、56は駆動パルス幅制御手段、58はインバータ停止手段、61は共振コンデンサ電圧位相検出手段、62は位相差設定手段、63は位相差検出手段、64は比較演算手段を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inverter cooker provided with a bridge type inverter circuit.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 25 shows an electromagnetic cooker that is an inverter cooker. In the figure, a DC
[0003]
The
[0004]
In the above-described electromagnetic cooker, normally, input adjustment is continuously performed between input powers 400 W to 3 kW by changing the drive frequency (on / off frequency) of the
[0005]
Here, in order to adjust the input power to 400 W or less by continuous adjustment by changing the drive frequency, the drive frequency of the
[0006]
Therefore, when the on-duty ratio is uniquely reduced (the drive pulse width is relatively reduced) and the driving frequency of the
[0007]
However, in this case, on the contrary, in the high input region, when the
[0008]
FIG. 27 shows a configuration in which a
[0009]
When the input (input current IL) becomes large, when switching from mode (i) to mode (j), the charging current flows through the
[0010]
Further, when the mode (d) is changed to the mode (e), a charging current flows through the
[0011]
In the case of drive frequency change control, the oscillation frequency of the
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an inverter cooker that can be continuously varied from a high input to a low input without excessively increasing the driving frequency or causing a short-circuit current to flow. It is in.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
A snubber circuit provided in at least one of the switching elements;
Drive frequency control means for controlling the drive frequency of the switching element;
Drive pulse width control means for controlling the drive pulse width of the switching element;
Input detection means for detecting input power;
With
The drive frequency control means performs input adjustment between the high input region and the low input region, andThe drive pulse width control means operates only in a low input region,
In the low input region, as the input power detected by the input detection means is lowered, the drive frequency is sequentially increased while reducing the drive pulse width.However, it has characteristics.
[0014]
The input power is changed depending on the input setting or is changed depending on the load. In this case, if it is attempted to change the input only by adjusting the drive frequency at a constant duty ratio, the frequency becomes too high or a short-circuit current flows. However, in the invention of
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to, for example, a two-mouth cooking heater will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, the external appearance of the built-in
[0029]
A
[0030]
Next, the electrical configuration will be described with reference to FIG. In FIG. 1, only the configuration for driving one
[0031]
An
[0032]
A
[0033]
The switching
The
[0034]
Now, operations of the drive frequency control means 41, the drive pulse width control means 42 and the switching means 43 in the
When the input set value by the
[0035]
When the input set value by the
[0036]
The switching means 43 outputs a selection signal Sa when the input set value by the
Further, when the switching means 43 is less than 800 W, the switching means 43 outputs a selection signal Sb and causes the switching
[0037]
According to such an embodiment, the drive frequency control means 41 and the drive pulse width control means 42 are switched according to the input power, in this case, the input power set by the
[0038]
Further, according to this embodiment, input adjustment in the high input region is performed by drive frequency control by the drive
[0039]
FIG. 5 shows a second embodiment. In this embodiment, a
According to this embodiment, the
[0040]
FIG. 6 shows a third embodiment. This embodiment is different in that an input detection means 51 is provided in place of the switching means 43 in the second embodiment. In addition to the setting input from the
[0041]
That is, when the detected input power is 800 W or more, the selection signal Sa is output, and the switching
[0042]
7 to 9 show a fourth embodiment, which differs from the third embodiment in the following points. That is, a drive frequency control / drive pulse width control means 52 configured as one unit from a drive frequency control means and a drive pulse width control means is provided as a control means for controlling the low input region.
[0043]
When the detected input power is less than 800 W, the selection signal Sb is output, and the switching
[0044]
According to this embodiment, the input adjustment in the low input region is performed not only in the drive pulse width control but also in the drive frequency control. Therefore, if the drive frequency is set in accordance with the drive pulse width, the frequency is not increased. Detailed control is possible.
In place of one unit of the drive frequency control / drive pulse width control means 52 having the drive frequency control means and the drive pulse width control means, the drive frequency control means 41 and the drive pulse width control means 42 are used. Drive frequency control and drive pulse width control may be performed simultaneously. In short, the functions of the drive frequency control means and the drive pulse width control means may be provided as one unit or as a single unit.
[0045]
10 to 12 show a fifth embodiment, which differs from the third embodiment in the following points. That is, a drive frequency control / drive pulse width control means 53 configured as one unit from a drive frequency control means and a drive pulse width control means is provided as a control means for controlling the high input area.
[0046]
When the detected input power is 800 W or more, the control signal a from the drive frequency control / drive pulse width control means 53 is received by the switching
[0047]
According to this embodiment, since input adjustment in the high input region is performed not only by drive frequency control but also by drive pulse width control, finer input adjustment control can be performed without generating a short-circuit current in the high input region. Can be done. Note that the above-described drive pulse width may be increased as compared with the case of the same on-duty ratio.
[0048]
13 to 15 show a sixth embodiment. In this embodiment, the input adjustment in the high input region is handled by the drive frequency control / drive pulse width control means 54, and the input adjustment in the low input region is handled by the drive frequency control means 55. This is different from the embodiment. That is, when the detection input power is 800 W or more, the drive frequency is changed to be smaller while the drive pulse width is increased as the detection input is increased. (See FIGS. 15A and 15B). When the detected input power is less than 800 W, a constant duty ratio is set, and the drive frequency is controlled to increase sequentially as the detected input power decreases (see FIGS. 15C and 15D).
[0049]
According to this embodiment, the input adjustment in the high input region is handled by the drive pulse width control, and in addition to this, the drive frequency control is also performed. Therefore, a finer input can be performed without generating a short-circuit current in the high input region. Adjustment control can be performed. And since the input adjustment in the low input region is handled by the drive frequency control, the input is continuously lowered without increasing the frequency by increasing the drive frequency by setting the drive pulse width to a duty ratio that does not increase. I can go.
[0050]
FIGS. 16 to 18 show a seventh embodiment, which is different from the sixth embodiment in that the input adjustment in the high input region is handled by the drive pulse width control means 56. That is, when the detection input power is 800 W or more, the detection input power is changed to increase the drive pulse width at a constant frequency as the detection input increases. (See FIGS. 18A and 18B).
[0051]
According to this embodiment, the input adjustment in the high input region is handled by the drive pulse width control. Therefore, unlike the case of performing the drive pulse width control from the high input region to the low input region, the high input with the reasonable pulse width is performed. Input adjustments can be made in the area.
[0052]
FIGS. 19 to 21 show an eighth embodiment. This embodiment is different from the seventh embodiment in that the low input region is handled by the drive frequency / drive pulse width control means 57. That is, when the detected input power is less than 800 W, the drive pulse width is changed to be smaller as the detected input becomes lower, in addition to increasing the drive frequency. (See FIGS. 21 (c) and 21 (d)).
[0053]
FIG. 22 shows a ninth embodiment. This embodiment differs from the third embodiment in that an inverter stop means 58 is provided. That is, the inverter stop means 58 detects where the detected input power rises or falls past the
According to this embodiment, since the drive frequency control and the drive pulse width control are switched and performed after the operation of the
[0054]
A short-circuit current detection means for detecting a short-circuit current of the
[0055]
FIG. 23 shows a tenth embodiment, which is different from the first embodiment in that a microwave oven is shown as an inverter cooker. That is, a high-
[0056]
FIG. 24 shows an eleventh embodiment, which differs from the third embodiment (FIG. 6) in the following points. That is, the
[0057]
The phase
[0058]
The drive frequency control means 65 outputs a drive frequency control signal corresponding to the command from the comparison calculation means 64 and gives it to the drive pulse width control means 66. At this time, the drive pulse width control means 66 adjusts the drive pulse width according to the detection input of the input detection means 51.
[0059]
According to the eleventh embodiment, the frequency is directly changed to an appropriate frequency from the comparison result by the comparison calculation means 64, so that it is possible to prevent the
[0060]
In addition, this invention is not limited to each above-mentioned Example, You may change as follows. The input adjustment by the drive frequency control of the drive frequency control means may be performed at a frequency that is equal to or higher than the resonance frequency of the inverter circuit. In this way, the inverter circuit can be operated in an inductive situation, and no short-circuit current is generated due to the reverse recovery characteristics of the freewheeling diode. The snubber circuit may be composed of a capacitor and a resistor. Further, the
[0061]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention can be continuously varied from a high input to a low input without excessively increasing the driving frequency or causing a short-circuit current to flow.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electrical configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external perspective view.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between input and drive control mode
FIG. 4 is a diagram showing an on / off state of an IGBT according to LA, LB, LC, and LD at each input in FIG. 3;
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 1 showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is equivalent to FIG.
FIG. 9 is a view corresponding to FIG.
FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 1 showing a fifth embodiment of the present invention.
11 is a view corresponding to FIG.
FIG. 12 is equivalent to FIG.
FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 1, showing a sixth embodiment of the present invention.
14 is a view corresponding to FIG.
15 is equivalent to FIG.
FIG. 16 is a view corresponding to FIG. 1 showing a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a view corresponding to FIG.
18 is equivalent to FIG.
FIG. 19 is a view corresponding to FIG. 1 showing an eighth embodiment of the present invention.
20 is equivalent to FIG.
FIG. 21 is a view corresponding to FIG.
FIG. 22 is a view corresponding to FIG. 1, showing a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a view corresponding to FIG. 1, showing a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a view corresponding to FIG. 6 showing an eleventh embodiment of the present invention.
25 is a view corresponding to FIG. 1 showing a conventional example.
FIG. 26 is a diagram showing how switching elements are turned on / off.
FIG. 27 is a circuit diagram for showing the current and voltage of each part in the inverter circuit;
FIG. 28 is a diagram showing the current state of the inverter circuit during switching.
FIG. 29 is a waveform diagram showing changes in switching, current, and voltage.
[Explanation of symbols]
23 is a heating coil, 26a is an input setting device, 28 is a DC power supply circuit, 34 is an inverter circuit, 35a and 35b are IGBTs (switching elements), 36 is a resonance capacitor, 37a and 37b are free wheel diodes, 40 is a microcomputer, 41 is a drive frequency control means, 42 is a drive pulse width control means, 43 is a switching means, 45a and 46a are snubber capacitors, 45 and 46 are snubber circuits, 51 is an input detection means, 52, 53, 54 and 57 are drive frequencies. Control / drive pulse width control means (drive frequency control means, drive pulse width control means), 55 a drive frequency control means, 56 a drive pulse width control means, 58 an inverter stop means, 61 a resonance capacitor voltage phase detection means, 62 is a phase difference setting means, 63 is a phase difference detection means, and 64 is a comparison operation means.
Claims (1)
前記スイッチング素子の少なくとも一方に設けたスナバ回路と、
前記スイッチング素子の駆動周波数を制御する駆動周波数制御手段と、
前記スイッチング素子の駆動パルス幅を制御する駆動パルス幅制御手段と、
入力電力を検出する入力検出手段と
を備え、
前記駆動周波数制御手段により、高入力領域と低入力領域との入力調整を行い、且つ、前記駆動パルス幅制御手段は、低入力領域のみで動作し、
該低入力領域では、前記入力検出手段により検出した入力電力が低くなるにつれ、駆動パルス幅を小さくしながら駆動周波数を順次上げることを特徴とするインバータ調理器。A bridge-type inverter circuit that has a heating coil or a high-frequency transformer, a resonance capacitor, and a plurality of switching elements, and generates high-frequency power based on alternately switching driving the switching elements;
A snubber circuit provided in at least one of the switching elements;
Drive frequency control means for controlling the drive frequency of the switching element;
Drive pulse width control means for controlling the drive pulse width of the switching element;
Input detection means for detecting input power ; and
The drive frequency control means performs input adjustment between the high input area and the low input area, and the drive pulse width control means operates only in the low input area,
In the low input region, as the input power detected by the input detection means becomes low, the drive frequency is sequentially increased while reducing the drive pulse width .
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