JP4383942B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Description
直流電源回路と、
互いに直列に接続された加熱コイル及び共振コンデンサからなる負荷回路と、
この負荷回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記直流電源回路の正極側と負荷回路の一端との間に接続された第1のスイッチング素子と、
前記負荷回路の他端と前記直流電源回路の負極側との間に接続された第2のスイッチング素子と、
前記直流電源回路の正極側と前記負荷回路の他端との間に接続された第3のスイッチング素子と、
前記負荷回路の一端と前記直流電源回路の負極側との間に接続された第4のスイッチング素子と、
前記各スイッチング素子を駆動することにより前記負荷回路の加熱出力を制御する制御回路と、
前記各スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードと
を備え、
前記制御回路は、鍋判定時において、
前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子の組と、前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子の組とを交互にオン動作をさせ、且つ、前記第2のスイッチング素子と前記第4のスイッチング素子とを交互にオン動作をさせ、
高抵抗鍋のときの共振周波数及び低抵抗鍋のときの共振周波数を含み、下限周波数が無負荷のときの共振周波数よりも高い周波数の範囲で、前記第2及び第4のスイッチング素子の駆動周波数を徐々に低くなるように変化させるとともに、前記第1及び第3のスイッチング素子の駆動周波数を前記第2及び第4のスイッチング素子の駆動周波数の下限周波数よりも低い周波数としたときの前記負荷電流を検出して鍋の材質、及び無負荷状態を判別するようにしたものである。
図1は本発明の実施の形態1を示す誘導加熱調理器の回路構成図である。
図1に示すように、例えば商用電源1の交流電圧をダイオードブリッジによる整流回路2で全波整流し、整流回路2により全波整流された電圧を平滑コンデンサ3で平滑する。この整流回路2と平滑コンデンサ3とで直流電源回路が構成される。また、フルブリッジで構成されるスイッチング素子の第1のスイッチング素子4は、前記直流電源回路を構成している平滑コンデンサ3の正極側と調理鍋11を載置する誘導加熱調理器本体のトッププレート10の下方に配設され前記調理鍋11を誘導加熱する加熱コイル8との間に接続され、第2のスイッチング素子5は、前記加熱コイル8に直列に接続され加熱コイル8と共振回路の負荷回路を構成する共振コンデンサ9と前記直流電源回路の平滑コンデンサ3の負極側との間に接続されている。
尚、図2は負荷判定時の前記スイッチング素子4、5、6、7のスイッチング動作を表す動作波形図である。
電源が投入され、前記制御回路15は負荷判定のため、まず前記スイッチ13をオフするよう制御する。そして、図2に示すように所定の周期Tにおいて前記第1のスイッチング素子4と第2のスイッチング素子5を夫々オンにして、前記整流回路2と平滑コンデンサ3からなる直流電源回路から前記加熱コイル8と共振コンデンサ9の負荷回路に電流を流す。その後、前記第4のスイッチング素子7と前記第2のスイッチング素子5を交互にオン・オフ駆動して、前記第4のスイッチング素子7、加熱コイル8、共振コンデンサ9、第2のスイッチング素子5、及び前記回路電流検出抵抗12の閉ループで振動電流を流す。
Z=((2πfL−1/2πfC)2+R2)1/2
で表される。
前記図3のデータを上式に代入すると、低抵抗鍋と高抵抗鍋の場合は、共振周波数で電流が最大となり、このときインピーダンスとしては抵抗分しか存在しないので、低抵抗鍋の場合のインピーダンスは1Ω、高抵抗鍋の場合のインピーダンスは20Ωとなる。また、無負荷の場合は、共振周波数f(53.7kHz)に最も近い前記60kHzで、このときのインピーダンスは約33Ωとなる。
Claims (5)
- 直流電源回路と、
互いに直列に接続された加熱コイル及び共振コンデンサからなる負荷回路と、
この負荷回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記直流電源回路の正極側と負荷回路の一端との間に接続された第1のスイッチング素子と、
前記負荷回路の他端と前記直流電源回路の負極側との間に接続された第2のスイッチング素子と、
前記直流電源回路の正極側と前記負荷回路の他端との間に接続された第3のスイッチング素子と、
前記負荷回路の一端と前記直流電源回路の負極側との間に接続された第4のスイッチング素子と、
前記各スイッチング素子を駆動することにより前記負荷回路の加熱出力を制御する制御回路と、
前記各スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードと
を備え、
前記制御回路は、鍋判定時において、
前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子の組と、前記第3のスイッチング素子及び前記第4のスイッチング素子の組とを交互にオン動作をさせ、且つ、前記第2のスイッチング素子と前記第4のスイッチング素子とを交互にオン動作をさせ、
高抵抗鍋のときの共振周波数及び低抵抗鍋のときの共振周波数を含み、下限周波数が無負荷のときの共振周波数よりも高い周波数の範囲で、前記第2及び第4のスイッチング素子の駆動周波数を徐々に低くなるように変化させるとともに、前記第1及び第3のスイッチング素子の駆動周波数を前記第2及び第4のスイッチング素子の駆動周波数の下限周波数よりも低い周波数としたときの前記負荷電流を検出して鍋の材質、及び無負荷状態を判別するようにしたことを特徴とする誘導加熱調理器。 - 前記直列接続された加熱コイル及び共振コンデンサの、前記加熱コイル巻線の中途と前記共振コンデンサ間に並列に、相互に直列接続され、前記共振コンデンサよりも容量の大きい共振コンデンサ及び切り替え手段を備え、
前記鍋判定時及び前記低抵抗鍋と判定された場合には切り替え手段をオフ状態に制御し、前記高抵抗鍋と判定された場合には切り替え手段をオン状態にする
ことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。 - 前記第2及び第4のスイッチング素子の駆動周波数を変化させたときの各駆動周波数においてそれぞれ前記電流検出手段によって検出された電流の内、最大電流値が、第1の所定値以上の場合は低抵抗鍋と、第2の所定値以下の場合は無負荷状態と、前記第1の所定値以下で前記第2の所定値以上の場合は高抵抗鍋とそれぞれ判定することを特徴とする請求項1又は2記載の誘導加熱調理器。
- 無負荷状態と判定された場合は、前記高抵抗鍋と低抵抗鍋、及び無負荷状態の負荷判定を繰り返し行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
- 高抵抗鍋または低抵抗鍋と判定された場合は、加熱動作を開始し、加熱中前記電流検出手段によって検出される負荷回路に流れる電流の単位時間当たりの変化量が、所定値以上の場合は、高抵抗鍋または低抵抗鍋が取り去られたと判定して再び負荷判定を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
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