JP4605545B2 - Electromagnetic induction heating control device - Google Patents
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Description
本発明は、加熱手段を制御して、負荷を電磁誘導加熱する電磁誘導加熱制御装置に関する。 The present invention controls the pressurizing heat means, an electromagnetic induction heating control apparatus for electromagnetic induction heating of the load.
電磁誘導加熱装置には、決められた制御工程に従って電磁誘導加熱手段からの加熱出力を変化させて加熱を進める電磁誘導加熱制御装置が搭載されている。当該電磁誘導加熱制御装置においては、特許文献1に開示されている。
Electric The magnetic induction heating apparatus, the electromagnetic induction heating control system by changing the heating output from the electromagnetic induction heating unit according to determined control process proceeds pressurized heat is mounted. The electromagnetic induction heating control device is disclosed in
また、電磁誘導加熱手段により被加熱部材を加熱する電磁誘導加熱装置(例えば特許文献2)では、電源のゼロクロスを検出したときに、電磁誘導加熱手段への通電を切り替えている。
しかしながら、電磁誘導加熱手段により発熱体を交互に加熱する際に、電源からの入力電流を取り込むため、入力電流の変化への応答に時間がかかったので、一方の発熱体を加熱している間に、他方の発熱体が冷めてしまい、温度分布を一様にすることが困難であった。 However, during the time of heating alternately heating member by electromagnetic induction heating means, for capturing the input current from the power source, so it took time to respond to changes in the input current, the heating of one of the heating element In addition, the other heating element is cooled, and it is difficult to make the temperature distribution uniform.
そこで本発明は上記問題点に鑑み、複数の加熱手段を順次通電させて、発熱体の温度分布を一様にすることができる電磁誘導加熱制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and sequentially energized a plurality of heating means, and purpose is to provide an electromagnetic induction heating control apparatus capable of uniform temperature distribution of the heating element.
本発明における請求項1の電磁誘導加熱制御装置では、電流の変化を示す波形を平滑することなく制御手段に取り込むため、当該電流の変化を高速に検出でき、短時間のうちに複数の加熱手段を順次通電させることができる。 In the electromagnetic induction heating control apparatus according to the first aspect of the present invention, since the waveform indicating the change in current is taken into the control means without being smoothed, the change in the current can be detected at high speed, and a plurality of heating means can be detected in a short time. Can be sequentially energized.
本発明の請求項1によると、電流に対する応答性を向上させ、電源の周期の所定期間に複数の加熱手段を通電制御することで、被加熱部材の温度分布を一様にすることが可能な電磁誘導加熱制御装置を提供することができる。
According to
以下、添付図面を参照しながら、本発明における電磁誘導加熱制御装置の好ましい各実施例を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an electromagnetic induction heating control apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図3は本発明の第1実施例を示すものであり、同図において、1は交流電源、2は商用電源1からの交流電源電圧を整流平滑して直流入力電力に変換する整流平滑回路で、この整流平滑回路2は、ダイオードブリッジ2aと、チョークコイル2cと、平滑コンデンサ2bとにより構成される。整流平滑回路2の出力側には、誘導加熱コイル3と共振コンデンサ8との並列回路の一端と、誘導加熱コイル23と共振コンデンサ28との並列回路の一端とが共に接続されている。これら各並列回路の他端には、IGBTからなるスイッチング素子4,24がそれぞれ接続されている。誘導加熱コイル3,23に共振コンデンサ8,28を並列接続した回路とスイッチング素子4,24との各直列回路は、前記直流入力電力を高周波電力に変換するインバータ回路に相当する。そして、スイッチング素子4,28のゲートに供給されるパルス駆動信号によりスイッチング素子4,28を交互にスイッチング動作させ、誘導加熱コイル3と共振コンデンサ8との間、又は誘導加熱コイル23と共振コンデンサ28との間で共振を起こすことで、誘導加熱コイル3,23に高周波電流を流すように構成している。
FIG. 3 shows a first embodiment of the present invention, in which 1 is an AC power source, 2 is a rectifying and smoothing circuit for rectifying and smoothing an AC power source voltage from a
前記誘導加熱コイル3を所望の設定電力で出力させるための電力フィードバック制御手段として、商用電源1から前記インバータ回路へ供給される入力電流を検知する入力電流検知手段7と、この入力電流検知手段7で得られた検知結果を基に、スイッチング素子4,24のスイッチング動作すなわちオン時間を可変制御する例えばマイクロコンピュータなどからなる誘導加熱制御回路9がそれぞれ設けられる。入力電流検知手段7は、商用電源1とダイオードブリッジ2aとを接続するラインに挿入された電流トランス1と、電流トランス1の2次側で得られた検知電流を整流する整流器としての整流スタック31と、整流スタック31の後段で当該整流後の検知電圧を平滑する抵抗32と平滑コンデンサ33とからなる平滑回路とから構成される。誘導加熱制御回路9を構成するマイクロコンピュータは、A/D入力ポートから当該平滑回路により平滑後の検知電圧を周期的に取り込み、誘導加熱制御を行なう。
As power feedback control means for outputting the
従来は、整流スタック31により整流した後、波形をハードウェアで平滑して例えば1ms毎に50回、電流A/D値を前記マイクロコンピュータに取り込み平均化していた。図4は誘導加熱制御回路9のA/D入力ポート電圧波形を示すものであり、商用電源1の電源電圧波形に対応するものである。同図に示すように、本発明では、整流スタック31により整流した波形を変形させない程度に平滑手段としての平滑コンデンサ33の容量を微小(例えば0.1μFなど)にしている。そして、商用電源1の交流電圧波形の半周期(図4でいうところの半周期T)より十分短い例えば1msの周期で前記検知電流のA/D変換値を誘導加熱制御回路9に複数回取り込み、ソフトウェアで平均化処理することにより、商用電源1からの入力電流の変化を高速に検出する。これにより、商用電源1の半周期のゼロクロスタイミング(入力電流がゼロになるタイミング)で誘導加熱コイル3,23を交互に切り換えて制御することができる。
Conventionally, after rectification by the
以上のように本第1実施例では、商用電源1から加熱手段としての誘導加熱コイル3,23へ供給される入力電流を検知する入力電流検知手段7と、前記入力電流の変化に基づいて被加熱部材5を電磁誘導加熱する複数の誘導加熱コイル3,23を制御する加熱制御手段としての誘導加熱制御回路9とを備えた誘導加熱制御装置であって、入力電流検知手段7は、前記入力電流を整流する整流器としての整流スタック31と、この整流スタック31による整流後の波形を変形させない程度の容量を有する平滑コンデンサ33とからなり、誘導加熱制御回路9は、商用電源1の半周期の間に入力電流検知手段7から前記入力電流の電流値を複数回取り込むことにより前記入力電流の変化を検出するよう構成されている。
As described above, in the first embodiment, the input current detecting means 7 for detecting the input current supplied from the
このようにすると、入力電流の変化を示す波形を平滑することなく誘導加熱制御回路9に取り込むため、当該入力電流の変化を高速に検出でき、短時間のうちに複数の誘導加熱コイル3,23を順次通電させることができる。従って、入力電流に対する応答性を向上させ、商用電源1の半周期で複数の誘導加熱コイル3,23を通電制御することで、被加熱部材5の温度分布を一様にすることが可能な電磁誘導加熱制御装置を提供することができる。
In this way, since the waveform indicating the change in the input current is taken into the induction
図5は本発明の第2実施例を示すものであり、同図において、商用電源1は誘導加熱コイル3,23に交流電力を供給する。50は、誘導加熱コイル3を駆動させるスイッチング素子を備えたスイッチング手段としてのインバータ回路であり、誘導加熱コイル3に供給される高周波電流を検出して、誘導加熱制御回路9に電流検出信号52を出力する。一方、60は、誘導加熱コイル23を駆動させるスイッチング素子を備えたスイッチング手段としてのインバータ回路であり、誘導加熱コイル23に供給される高周波電流を検出して、誘導加熱制御回路9に電流検出信号62を出力する。誘導加熱制御回路9には、誘導加熱コイル3,23の加熱出力を決定する出力設定信号53,63がそれぞれ入力され、インバータ回路50,60から入力されるフィードバック信号としての電流検出信号52,62に応じて、誘導加熱コイル3,23の加熱出力が、出力設定信号53,63によりそれぞれ決定された出力となるように、PWM制御されたPWM信号51,61を、インバータ回路50,60を構成する各々のスイッチング素子に入力し、当該加熱出力をフィードバック制御している。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which the
誘導加熱コイル3,23を同時に発振させる場合、インバータ回路50,60を構成する各々のスイッチング素子の発振周波数の差が可聴音域範囲未満(例えば20KHz未満)となると、その周波数によってコイルや加熱物が振動し、耳障りな音が聞こえる場合がある。従って、PWM信号51,61の周波数の差が可聴音域範囲以上(前記例では20KHz以上)離れるように、それぞれの発振周波数を制御する必要がある。本第3実施例では、図6で示すタイミングチャートのように、PWM信号51の周波数を25KHzとし、PWM信号61の周波数を45KHzとしているので、その差は45KHz−25KHz=20KHzとなり、当該条件を満たしている。もし、出力設定信号53,63が同じ設定値であれば、PWM信号51,61の周波数の差が20KHz以上離れ、かつ両者の電磁誘導加熱コイルから同じ出力(ワット)が得られるように、チューニングを行なう。すなわち、PWM信号51,61のパルス導通幅を固定し、当該周波数の差が20KHz以上離れると共に、単位時間あたりでのパルス導通幅の合計が同じになるように、周期(周波数)のみ変化させる。例えば、図6において、PWM信号51の単体パルス導通幅を10μsとし、PWM信号61の単体パルス導通幅を5μsとすると、PWM信号51を1パルス出力する間(1周期)に、PWM信号61のパルスを2パルス出力するように周波数を変化させればよい。なお、以上の制御方法は、電磁誘導加熱による蓋加熱手段、鍋加熱手段を備えた炊飯器等の調理器にも使用可能である。
When the
以上のように本第2実施例では、交番磁界により内釜を加熱する第一の誘導加熱手段たる誘導加熱コイル3と、第二の誘導加熱手段たる誘導加熱コイル23とを制御する電磁誘導加熱制御装置において、誘導加熱コイル3を通電するスイッチング手段としてのインバータ回路50を構成するスイッチング素子のパルス周波数と誘導加熱コイル23を通電するスイッチング手段としてのインバータ回路60を構成するスイッチング素子のパルス周波数とを可聴音域範囲以上離してスイッチング動作させるよう構成している。
As described above, in the second embodiment, the electromagnetic induction heating for controlling the
このようにすると、2つのインバータ回路50,60との間でパルス周波数の差が可聴音域範囲未満とならないようにスイッチング動作させることができるため、2つの誘導加熱コイル3,23を同時に駆動しても、コイルや加熱物の振動に伴う耳障りな可聴雑音が発生しない。
In this way, since the switching operation can be performed so that the difference in pulse frequency between the two
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
1 商用電源(電源)
3 誘導加熱コイル(加熱手段)
5 被加熱部材
7 入力電流検知手段(電流検知手段)
9 誘導加熱制御回路(加熱制御手段)
23 誘導加熱コイル(加熱手段)
31 整流スタック(整流器)
33 平滑コンデンサ(平滑手段)
1 Commercial power supply
3 Induction heating coil (heating means)
5
9 Induction heating control circuit (heating control means)
23 Induction heating coil (heating means)
31 Rectifier stack (rectifier)
33 Smoothing capacitor (smoothing means)
Claims (1)
Induction comprising a plurality of heating means for electromagnetically heating a member to be heated, a current detection means for detecting an input current supplied from a power source to the plurality of heating means, and a control means for controlling the plurality of heating means In the heating control device, the current detection unit includes a rectifier that rectifies the current and a smoothing unit having a capacity that does not deform the waveform after rectification, and the control unit includes a half of the waveform of the power supply. the current value of the current from said current detecting means at a shorter period periodic viewed multiple times up write, electromagnetic induction heating, characterized in that by averaging process is one that is configured to detect a change in the current Control device.
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