JP4781295B2 - Induction heating cooker - Google Patents

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Description

本発明は、複数の加熱コイルを有する誘導加熱調理器に関するものである。   The present invention relates to an induction heating cooker having a plurality of heating coils.

従来の誘導加熱調理器には、略同心円状に配設された内コイルと外コイルを有し、その内コイルと外コイルをそれぞれフルブリッジ式インバータ回路で駆動するものがある。小径鍋に対しては内コイルのみを駆動し、大径鍋に対しては内コイルと外コイルとを時分割で交互に駆動し、フルブリッジ式インバータ回路の一方のアームを共通化してコストの低減を図っている(例えば、特許文献1参照)。   Some conventional induction heating cookers have an inner coil and an outer coil arranged substantially concentrically, and the inner coil and the outer coil are each driven by a full-bridge inverter circuit. For small-diameter pans, only the inner coil is driven, and for large-diameter pans, the inner coil and outer coil are alternately driven in a time-sharing manner, and one arm of the full-bridge inverter circuit is used in common. Reduction is aimed at (for example, refer to patent documents 1).

特開2000−91063号公報JP 2000-91063 A

従来の誘導加熱調理器では、前述したように鍋サイズに応じて内コイルのみ、あるいは内コイルと外コイルに通電するので鍋サイズによらず漏れ磁束が少なく、また、フルブリッジ式インバータ回路を用いているので内コイルや外コイル等の負荷回路に印加する電圧が高く、高火力を得やすい。しかし、低火力に出力を絞ることが難しく、また、時分割で通電状態を切り換えて加熱するため、鍋の温度変動が大きくなり、調理物が焦げ付くことがあった。さらに、アルミ製等の低インピーダンスの鍋が載置された場合には、加熱コイルに過電流が流れ易く、インバータ回路のスイッチング素子が破壊されてしまうおそれがあった。   In the conventional induction heating cooker, as described above, only the inner coil or the inner coil and the outer coil are energized according to the pan size, so there is little leakage flux regardless of the pan size, and a full bridge inverter circuit is used. Therefore, the voltage applied to the load circuit such as the inner coil and the outer coil is high, and high thermal power is easily obtained. However, it is difficult to reduce the output to low heating power, and heating is performed by switching the energized state in a time-sharing manner, so that the temperature fluctuation of the pan becomes large and the cooked product may be burnt. Furthermore, when a low-impedance pan made of aluminum or the like is placed, overcurrent tends to flow through the heating coil, and the switching element of the inverter circuit may be destroyed.

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、鍋サイズによらず高火力から低火力まで火力調整が可能で、アルミ製等の低インピーダンスの鍋に対しても過電流を流さずに安全に鍋判定のできる誘導加熱調理器を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can adjust the heating power from a high heating power to a low heating power regardless of the pan size, and overcurrent is also applied to a low impedance pan such as aluminum. It aims at obtaining the induction heating cooking appliance which can judge a pot safely, without flowing.

本発明に係る誘導加熱調理器は、直流電源回路の母線間にそれぞれ2個のスイッチング素子が直列に接続されてなり、この2個のスイッチング素子を組とする3組のアームと、3組のアームの各スイッチング素子を駆動制御するインバータ制御手段と、同心円上に配設された内コイルおよび外コイルと、内コイルおよび外コイルとそれぞれ直列共振回路を構成する共振コンデンサと、直流電源回路に入力される電流を検出する入力電流検出手段と、内コイルに流れる電流を検出する内コイル電流検出手段と、外コイルに流れる電流を検出する外コイル電流検出手段とを備え、3組のアームのうち1組を共通アームとし、この共通アームと他の2組のアーム間にそれぞれ直列共振回路を接続するとともに、その直列共振回路の内コイルと外コイルを共通アームから流れ出る電流の周回方向が同じ向きになるように接続し、インバータ制御手段において、共通アームを高周波で駆動するとともに他の2組のアームの少なくとも1組を高周波で駆動するフルブリッジ動作と、共通アームの2個のスイッチング素子のうち何れか一方をオンにし他方をオフにしてその状態を固定するとともに他の2組のアームの少なくとも1組を高周波で駆動するハーフブリッジ動作を切り換え可能にしたものである。
In the induction heating cooker according to the present invention, two switching elements are connected in series between the buses of the DC power supply circuit, and three sets of arms each including the two switching elements and three sets of Inverter control means for driving and controlling each switching element of the arm, inner and outer coils arranged concentrically, a resonance capacitor constituting a series resonance circuit with the inner and outer coils, respectively, and input to the DC power supply circuit An input current detecting means for detecting a current to be detected, an inner coil current detecting means for detecting a current flowing in the inner coil, and an outer coil current detecting means for detecting a current flowing in the outer coil. One set is used as a common arm, and a series resonant circuit is connected between the common arm and the other two sets of arms, and an inner coil and an outer coil of the series resonant circuit are connected. Are connected so that the circulation direction of the current flowing out from the common arm is the same direction, and in the inverter control means, the common arm is driven at a high frequency and at least one of the other two arms is driven at a high frequency. And can switch between half-bridge operation to drive at least one of the other two arms at high frequency while fixing one of the two switching elements of the common arm. It is a thing.

また、インバータ制御手段は、加熱開始時に共通アームの2個のスイッチング素子のうち何れか一方をオンにしてその状態を固定するとともに、他の2組のアームの少なくとも一方を高周波で駆動してハーフブリッジ動作させ、入力電流検出手段により検出された入力電流と内コイル電流検出手段あるいは外コイル電流検出手段の少なくとも一方の検出電流との相関に基づいて負荷判定を行うようにしたものである。   In addition, the inverter control means turns on one of the two switching elements of the common arm at the start of heating to fix the state, and drives at least one of the other two arms at high frequency to drive half The load is determined based on the correlation between the input current detected by the input current detecting means and at least one of the detected currents of the inner coil current detecting means and the outer coil current detecting means.

さらに、インバータ制御手段は、ハーフブリッジ動作で行った負荷判定が不確定のとき、共通アームと他の2組のアームのうち一方のアームとを高周波で駆動してフルブリッジ動作させ、入力電流検出手段により検出された入力電流と内コイル電流検出手段あるいは外コイル電流検出手段の何れか一方の検出電流との相関に基づいて再び負荷判定を行うようにしたものである。   In addition, the inverter control means drives the common arm and one of the other two arms at high frequency to perform a full bridge operation when the load judgment made in the half bridge operation is uncertain, and detects the input current. The load determination is performed again based on the correlation between the input current detected by the means and the detected current of either the inner coil current detecting means or the outer coil current detecting means.

この発明に係る誘導加熱調理器は、共通アームと他の1組のアームとの間に内コイルを、共通アームともう1組のアームとの間に外コイルを接続したので、内コイルと外コイルへの電圧印加を別々に可能であり、内コイルと外コイルに対して共通アームから流れ出る電流の周回方向が同じ向きになるように内コイルと外コイルを接続したので、内コイルと外コイルに流れる電流はお互いに抑制しあって過電流が流れ難くすることができ、インバータ制御手段でフルブリッジ動作とハーフブリッジ動作を切り換え可能にすることにより、負荷の鍋サイズに依らず高火力から低火力まで出力制御を行うことができる。   In the induction heating cooker according to the present invention, the inner coil is connected between the common arm and the other set of arms, and the outer coil is connected between the common arm and the other set of arms. It is possible to apply voltage to the coil separately, and the inner coil and the outer coil are connected so that the circulation direction of the current flowing out from the common arm is the same for the inner coil and the outer coil. The currents flowing through each other are suppressed by each other, making it difficult for overcurrent to flow. By enabling the inverter control means to switch between full-bridge operation and half-bridge operation, it can be reduced from high heat power regardless of load pan size. Output control can be performed up to thermal power.

また、加熱開始時に共通アームの2個のスイッチング素子のうち何れか一方をオンにしてその状態を固定するとともに、他の2組のアームの少なくとも一方を高周波で駆動してハーフブリッジ動作させるようにしたので、コイルへの印加電圧を低減して低インピーダンスの鍋検出時に流れる過電流を抑えることが可能になり、使用する鍋の材質を安全確実に判別することができる。   In addition, at the start of heating, either one of the two switching elements of the common arm is turned on to fix the state, and at least one of the other two sets of arms is driven at a high frequency to perform a half-bridge operation. As a result, the voltage applied to the coil can be reduced to suppress the overcurrent that flows when detecting a low impedance pan, and the pan material to be used can be determined safely and reliably.

さらに、ハーフブリッジ動作で行った負荷判定が不確定のとき、共通アームと他の2組のアームのうち一方のアームとを高周波で駆動してフルブリッジ動作させ、入力電流検出手段により検出された入力電流と内コイル電流検出手段あるいは外コイル電流検出手段の何れか一方の検出電流との相関に基づいて再び負荷判定を行うようにしたので、各アームに過電流を流すことなく正確に負荷を判定することができる。   Further, when the load determination performed in the half-bridge operation is indeterminate, the common arm and one of the other two arms are driven at a high frequency to perform a full-bridge operation and detected by the input current detection means. Since the load determination is performed again based on the correlation between the input current and the detected current of either the inner coil current detecting means or the outer coil current detecting means, the load can be accurately applied without causing an overcurrent to flow to each arm. Can be determined.

以下、本発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。
図において、商用交流電源1から供給される電力は直流電源回路2で直流電力に変換される。直流電源回路2は、交流電力を整流する整流ダイオードブリッジ3とリアクトル4と平滑コンデンサ5とから構成されている。そして、直流電源回路2へ入力される入力電力は、入力電流検出器6と入力電圧検出器7とによって検出される。直流電源回路2で直流電力に変換された電力はインバータ回路8に供給される。
Hereinafter, embodiments of an induction heating cooker according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an induction heating cooker according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, the power supplied from the commercial AC power source 1 is converted into DC power by the DC power source circuit 2. The DC power supply circuit 2 includes a rectifier diode bridge 3 that rectifies AC power, a reactor 4, and a smoothing capacitor 5. The input power input to the DC power supply circuit 2 is detected by the input current detector 6 and the input voltage detector 7. The power converted into DC power by the DC power supply circuit 2 is supplied to the inverter circuit 8.

このインバータ回路8は、直流電源回路2の正負母線間に直列に接続された2個のスイッチング素子(IGBT)と、そのスイッチング素子にそれぞれ逆並列に接続されたダイオードとによって構成される3組のアームからなっている。なお、これ以降、3組のアームのうち1組を共通アーム9、他の2組を内コイル用アーム10および外コイル用アーム11と呼ぶ。また、各アーム9〜11の正母線側のスイッチング素子を上スイッチ12、17、22、負母線側のスイッチング素子を下スイッチ13、18、23と呼び、各アーム9〜11の正母線側の逆並列ダイオードを上ダイオード14、19、24、負母線側の逆並列ダイオードを下ダイオード15、20、25と呼ぶ。   The inverter circuit 8 includes three sets of two switching elements (IGBT) connected in series between the positive and negative buses of the DC power supply circuit 2 and diodes connected in antiparallel to the switching elements. It consists of an arm. In the following, one of the three arms will be referred to as a common arm 9, and the other two will be referred to as an inner coil arm 10 and an outer coil arm 11. The switching elements on the positive bus side of the arms 9 to 11 are referred to as upper switches 12, 17, 22 and the switching elements on the negative bus side are referred to as lower switches 13, 18, and 23, and the switching elements on the positive bus side of the arms 9 to 11 are referred to. The antiparallel diodes are referred to as upper diodes 14, 19, and 24, and the negative parallel diodes on the negative bus side are referred to as lower diodes 15, 20, and 25.

共通アーム9は、後述する内コイル負荷回路30及び外コイル負荷回路31に接続されたアームで、上スイッチ12および下スイッチ13と、これらスイッチ12、13にそれぞれ逆並列に接続された上ダイオード14および下ダイオード15とで構成され、上スイッチ12および下スイッチ13の接続点が共通アーム9の出力点となっている。下スイッチ13にはスナバコンデンサ16が並列に接続されている。内コイル用アーム10は、内コイル負荷回路30が接続されたアームで、上スイッチ17および下スイッチ18と、これらスイッチ17、18に逆並列に接続された上ダイオード19および下ダイオード20とから構成されている。下スイッチ18にはスナバコンデンサ21が並列に接続されている。また、外コイル用アーム11は、外コイル負荷回路31が接続されたアームで、上スイッチ22および下スイッチ23と、これらスイッチ22、23にそれぞれ逆並列に接続された上ダイオード24および下ダイオード25とで構成されている。下スイッチ23にはスナバコンデンサ26が並列に接続されている。   The common arm 9 is an arm connected to an inner coil load circuit 30 and an outer coil load circuit 31, which will be described later. The upper switch 12 and the lower switch 13, and the upper diode 14 connected in reverse parallel to the switches 12 and 13, respectively. The connection point of the upper switch 12 and the lower switch 13 is the output point of the common arm 9. A snubber capacitor 16 is connected to the lower switch 13 in parallel. The inner coil arm 10 is an arm to which an inner coil load circuit 30 is connected, and includes an upper switch 17 and a lower switch 18, and an upper diode 19 and a lower diode 20 connected in reverse parallel to the switches 17 and 18. Has been. A snubber capacitor 21 is connected to the lower switch 18 in parallel. The outer coil arm 11 is an arm to which the outer coil load circuit 31 is connected. The upper switch 22 and the lower switch 23, and the upper diode 24 and the lower diode 25 connected in reverse parallel to the switches 22 and 23, respectively. It consists of and. A snubber capacitor 26 is connected to the lower switch 23 in parallel.

共通アーム9の上スイッチ12と下スイッチ13は共通アーム駆動回路27から出力される駆動信号によりオンオフ駆動され、内コイル用アーム10の上スイッチ17と下スイッチ18は内コイル用アーム駆動回路28から出力される駆動信号によりオンオフ駆動され、外コイル用アーム11の上スイッチ22と下スイッチ23は外コイル用アーム駆動回路29から出力される駆動信号によりオンオフ駆動される。   The upper switch 12 and the lower switch 13 of the common arm 9 are ON / OFF driven by a drive signal output from the common arm drive circuit 27, and the upper switch 17 and the lower switch 18 of the inner coil arm 10 are supplied from the inner coil arm drive circuit 28. The on / off drive is performed by the output drive signal, and the upper switch 22 and the lower switch 23 of the outer coil arm 11 are driven on / off by the drive signal output from the outer coil arm drive circuit 29.

共通アーム駆動回路27は、共通アーム9の上スイッチ12をオンさせている間は下スイッチ13をオフ状態にし、上スイッチ12をオフさせている間は下スイッチ13をオン状態にし、交互にオンオフする駆動信号を出力する。内コイル用アーム駆動回路28も同様に、内コイル用アーム10の上スイッチ17と下スイッチ18を交互にオンオフする駆動信号を出力するものであり、外コイル用アーム駆動回路29も同様に、外コイル用アーム11の上スイッチ22と下スイッチ23を交互にオンオフする駆動信号を出力する。   The common arm drive circuit 27 turns off the lower switch 13 while the upper switch 12 of the common arm 9 is turned on, turns the lower switch 13 on while the upper switch 12 is turned off, and turns on and off alternately. Drive signal to output. Similarly, the inner coil arm drive circuit 28 outputs a drive signal for alternately turning on and off the upper switch 17 and the lower switch 18 of the inner coil arm 10, and the outer coil arm drive circuit 29 is similarly output from the outer coil arm drive circuit 29. A drive signal for alternately turning on and off the upper switch 22 and the lower switch 23 of the coil arm 11 is output.

なお、前述したスナバコンデンサ16、21、26はそれぞれ、共通アーム9、内コイル用アーム10、外コイル用アーム11における各スイッチ13、18、23のターンオフ時の出力電圧の変動を遅延させてスイッチのターンオフ損失を低減するために設けられている。   The above-described snubber capacitors 16, 21, and 26 are switches that delay the fluctuations in the output voltage when the switches 13, 18, and 23 of the common arm 9, the inner coil arm 10, and the outer coil arm 11 are turned off. Is provided to reduce the turn-off loss.

内コイル負荷回路30は、内コイル32と共振コンデンサ33とで構成される直列共振回路であり、共通アーム9の出力点と内コイル用アーム10の出力点との間に接続され、外コイル負荷回路31は、外コイル34と共振コンデンサ35とで構成される直列共振回路であり、共通アーム9の出力点と外コイル用アーム11の出力点との間に接続されている。内コイル32は、略円形に巻回された外形の小なる加熱用のコイルであり、その外周に環状の外コイル34が巻回されており、内コイル32と外コイル34の中心位置が略一致するように配設されている。なお、内コイル32と外コイル34は、大径鍋が載置された状態で、そのインダクタンス値が略同等になるように調整されており、内コイル負荷回路30と外コイル負荷回路31は略同等の共振周波数を有するようにしている。また、内コイル32と外コイル34は、共通アーム9から見て、同一周回方向に巻回されて接続されている。内コイル電流検出器36は内コイル32に流れる電流を、外コイル電流検出器37は外コイル34に流れる電流を検出し、電流の大きさ及び位相を検出できるようになっている。外コイル電圧検出器38は外コイル34に発生する電圧を検出する。   The inner coil load circuit 30 is a series resonance circuit composed of an inner coil 32 and a resonance capacitor 33, and is connected between the output point of the common arm 9 and the output point of the inner coil arm 10, and is connected to the outer coil load. The circuit 31 is a series resonance circuit including an outer coil 34 and a resonance capacitor 35, and is connected between the output point of the common arm 9 and the output point of the outer coil arm 11. The inner coil 32 is a heating coil having a small outer shape wound in a substantially circular shape, and an annular outer coil 34 is wound around the outer periphery thereof, and the center positions of the inner coil 32 and the outer coil 34 are substantially the same. It arrange | positions so that it may correspond. Note that the inner coil 32 and the outer coil 34 are adjusted so that their inductance values are substantially equal in a state where the large-diameter pan is placed, and the inner coil load circuit 30 and the outer coil load circuit 31 are substantially the same. The resonance frequency is equivalent. The inner coil 32 and the outer coil 34 are wound and connected in the same circumferential direction as viewed from the common arm 9. The inner coil current detector 36 can detect the current flowing through the inner coil 32, and the outer coil current detector 37 can detect the current flowing through the outer coil 34 to detect the magnitude and phase of the current. The outer coil voltage detector 38 detects a voltage generated in the outer coil 34.

制御部39は、誘導加熱器全体を制御するもので、操作入力部40からの入力指示により、表示部41に動作状態を表示するとともに、入力電流検出器6や入力電圧検出器7、内コイル電流検出器36及び外コイル電流検出器37の検出値を取り込みながら各アーム駆動回路27〜29を制御し、加熱出力を調整する。なお、各アーム9〜11に出力される駆動信号は、内コイル負荷回路30および外コイル負荷回路31の共振周波数より高い駆動周波数として、負荷回路に流れる電流は負荷回路に印加される電圧と比較して遅れ位相で流れるように制御する。   The control unit 39 controls the entire induction heater. The control unit 39 displays an operation state on the display unit 41 according to an input instruction from the operation input unit 40, and the input current detector 6, the input voltage detector 7, and the inner coil. While taking in the detection values of the current detector 36 and the outer coil current detector 37, the arm drive circuits 27 to 29 are controlled to adjust the heating output. In addition, the drive signal output to each arm 9-11 is a drive frequency higher than the resonance frequency of the inner coil load circuit 30 and the outer coil load circuit 31, and the current flowing through the load circuit is compared with the voltage applied to the load circuit. Then, control is performed so as to flow in a delayed phase.

また、制御部39は、共通アーム9と他の2組のアーム10、11とを高周波で駆動するフルブリッジ動作と、共通アーム9を固定駆動するとともに他の2組のアーム10、11の少なくとも1組を高周波で駆動するハーフブリッジ動作を切り換え可能にし、加熱開始時には、例えば、共通アーム9の上下スイッチ12、13のうち下スイッチ13をオンにしてその状態を固定するとともに、他の2組のアーム10、11のうち内コイル用アーム10を高周波で駆動してハーフブリッジ動作させ、入力電流検出器6により検出された入力電流と内コイル電流検出器36の検出電流との相関に基づいて負荷判定(一次判定)を行い、この負荷判定が不確定のときは、共通アーム9と他の2組のアーム10、11のうち内コイル用アーム10を高周波で駆動してフルブリッジ動作させ、入力電流検出器6により検出された入力電流と内コイル電流検出器36の検出電流との相関に基づいて再び負荷判定(二次判定)を行うインバータ制御手段を備えている。この点については動作説明時に詳述する。   Further, the control unit 39 performs a full bridge operation for driving the common arm 9 and the other two sets of arms 10 and 11 at a high frequency, and drives the common arm 9 in a fixed manner and at least of the other two sets of arms 10 and 11. The half-bridge operation for driving one set at high frequency can be switched, and at the start of heating, for example, the lower switch 13 of the upper and lower switches 12 and 13 of the common arm 9 is turned on to fix the state, and the other two sets Based on the correlation between the input current detected by the input current detector 6 and the detected current of the inner coil current detector 36, the inner coil arm 10 is driven at a high frequency among the arms 10 and 11 of the When a load determination (primary determination) is made and this load determination is indeterminate, the common arm 9 and the arm 10 for the inner coil of the other two sets of arms 10 and 11 are raised. Inverter control means that performs full-bridge operation by driving with a wave and performs load determination (secondary determination) again based on the correlation between the input current detected by the input current detector 6 and the detected current of the inner coil current detector 36 It has. This point will be described in detail when explaining the operation.

次に、前記のように構成された誘導加熱調理器の動作について、図2〜図13の図面を用いて説明する。なお、図9〜図13については後述する。図2は実施の形態1における誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャート、図3はインバータ回路へのフルブリッジモードにおける駆動信号の一例を示す波形図、図4はインバータ回路へのハーフブリッジモードにおける駆動信号の一例を示す波形図、図5はインバータ回路のフルブリッジモードの出力電圧を示す波形図、図6はインバータ回路のハーフブリッジモードの出力電圧を示す波形図、図7は内コイル通電と外コイル通電とから内コイルのみに通電を切り換える判定条件を示す図、図8は内コイルのみの通電から内コイルと外コイルとに通電を切り換える判定条件を示す図である。   Next, operation | movement of the induction heating cooking appliance comprised as mentioned above is demonstrated using drawing of FIGS. 9 to 13 will be described later. FIG. 2 is a flowchart showing a heating control process of the induction heating cooker in the first embodiment, FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of a drive signal in a full bridge mode to the inverter circuit, and FIG. 4 is a half bridge mode to the inverter circuit FIG. 5 is a waveform diagram showing an output voltage in the full bridge mode of the inverter circuit, FIG. 6 is a waveform diagram showing an output voltage in the half bridge mode of the inverter circuit, and FIG. FIG. 8 is a diagram showing a determination condition for switching energization only from the inner coil to the inner coil and the outer coil.

制御部39は、まず、操作入力部40からの加熱指示入力の有無を判定し(ステップ1)、入力が有った場合には被加熱負荷が適正なものであるか否かを判定する初期負荷判定処理を行う(ステップ2)。この初期負荷判定処理の詳細については後述する。初期負荷判定の結果(ステップ3)、無負荷あるいは鍋不適と判断した場合には、インバータ回路8を駆動することなく(ステップ4)、鍋が適していない旨を表示部に表示し(ステップ5)、ステップ1に戻って加熱指示入力の有無を判定する。   First, the control unit 39 determines whether or not a heating instruction is input from the operation input unit 40 (step 1). When there is an input, the control unit 39 initially determines whether or not the load to be heated is appropriate. A load determination process is performed (step 2). Details of the initial load determination process will be described later. As a result of the initial load determination (step 3), when it is determined that there is no load or pan is unsuitable, the inverter circuit 8 is not driven (step 4), and the fact that the pan is not suitable is displayed on the display unit (step 5). ), Returning to step 1, it is determined whether or not a heating instruction is input.

一方、ステップ3において鍋適正と判断した場合には、通電する加熱コイルを内コイル32と外コイル34の両方に通電するモードに設定し(ステップ6)、設定火力の大きさの判定に入る(ステップ7)。設定火力が所定値より大きい場合にはフルブリッジモードでインバータ回路8を駆動し(ステップ8)、設定火力の方が小さい場合にはハーフブリッジモードで駆動する(ステップ9)。   On the other hand, if it is determined in step 3 that the pan is appropriate, the heating coil to be energized is set to a mode in which both the inner coil 32 and the outer coil 34 are energized (step 6), and the set thermal power is determined ( Step 7). When the set thermal power is larger than the predetermined value, the inverter circuit 8 is driven in the full bridge mode (step 8), and when the set thermal power is smaller, the inverter circuit 8 is driven in the half bridge mode (step 9).

フルブリッジモードでは、図3に示すように、共通アーム9の上下スイッチ12、13に高周波の駆動信号が出力されるとともに、内コイル用アーム10の上下スイッチ17、18および外コイル用アーム11の上下スイッチ22、23にそれぞれ高周波の駆動信号が出力され、各出力端子に高周波電圧が発生する。内コイル32とその共振コンデンサ33で構成される内コイル負荷回路30に印加される電圧は、内コイル用アーム10の出力端子電圧と共通アーム9の出力端子電圧の差であり、外コイル33とその共振コンデンサ34で構成される外コイル負荷回路31には、外コイル用アーム11の出力端子電圧と共通アーム9の出力端子電圧の差が印加される。また、ハーフブリッジモードでは、図4に示すように、共通アーム9の下スイッチ13をオン状態にして継続(固定)し、その出力端子電圧が0Vに固定され、内コイル用アーム10と外コイル用アーム11とを高周波で駆動し、内コイル負荷回路30と外コイル負荷回路31とに高周波電圧が印加される。   In the full bridge mode, as shown in FIG. 3, high-frequency drive signals are output to the upper and lower switches 12 and 13 of the common arm 9, and the upper and lower switches 17 and 18 of the inner coil arm 10 and the outer coil arm 11 A high-frequency drive signal is output to each of the upper and lower switches 22 and 23, and a high-frequency voltage is generated at each output terminal. The voltage applied to the inner coil load circuit 30 constituted by the inner coil 32 and the resonance capacitor 33 is the difference between the output terminal voltage of the inner coil arm 10 and the output terminal voltage of the common arm 9. The difference between the output terminal voltage of the outer coil arm 11 and the output terminal voltage of the common arm 9 is applied to the outer coil load circuit 31 constituted by the resonance capacitor 34. Further, in the half-bridge mode, as shown in FIG. 4, the lower switch 13 of the common arm 9 is turned on to continue (fix) the output terminal voltage thereof is fixed to 0 V, and the inner coil arm 10 and the outer coil The arm 11 is driven at a high frequency, and a high frequency voltage is applied to the inner coil load circuit 30 and the outer coil load circuit 31.

次に、図2に示すステップ10において、入力電流検出器6と入力電圧検出器7とにより検出された入力電流と入力電圧とから入力電力を算出し、操作入力部40によって設定された設定火力の電力と比較する。入力電力の方が大きかった場合には、各アーム駆動回路27〜29から出力される駆動信号を、加熱出力が低減する方向に制御する(ステップ11)。具体的には、フルブリッジモードの場合には、共通アーム9と内コイル用アーム10あるいは外コイル用アーム11への高周波の駆動信号の位相差を小さくすることにより、図5(a)に示すように、出力端子電圧の位相差を小さくして、内コイル負荷回路30あるいは外コイル負荷回路31に印加する交流電圧の実効値を抑制する。また、ハーフブリッジモードの場合には、内コイル用アーム10あるいは外コイル用アーム11の上スイッチ17又は22の通電時間を短くして、図6(a)に示すように、内コイル負荷回路30あるいは外コイル負荷回路31に印加する交流電圧の実効値を抑制する。   Next, in step 10 shown in FIG. 2, the input power is calculated from the input current and the input voltage detected by the input current detector 6 and the input voltage detector 7, and the set thermal power set by the operation input unit 40 is set. Compare with power. When the input power is larger, the drive signals output from the arm drive circuits 27 to 29 are controlled in a direction in which the heating output is reduced (step 11). Specifically, in the case of the full bridge mode, the phase difference of the high-frequency drive signal to the common arm 9 and the inner coil arm 10 or the outer coil arm 11 is reduced, as shown in FIG. As described above, the phase difference of the output terminal voltage is reduced, and the effective value of the AC voltage applied to the inner coil load circuit 30 or the outer coil load circuit 31 is suppressed. In the half-bridge mode, the energization time of the upper switch 17 or 22 of the inner coil arm 10 or the outer coil arm 11 is shortened, and the inner coil load circuit 30 as shown in FIG. Alternatively, the effective value of the AC voltage applied to the outer coil load circuit 31 is suppressed.

また、ステップ10において、設定電力の方が入力電力より大きい場合には、加熱出力を増大させるように制御する(ステップ12)。具体的には、フルブリッジモードの場合には、共通アーム9と内コイル用アーム10あるいは外コイル用アーム11への高周波の駆動信号の位相差を大きくすることにより、図5(b)に示すように、出力端子電圧の位相差を大きくする。また、ハーフブリッジモードの場合には、内コイル用アーム10あるいは外コイル用アーム11の上スイッチ17又は22の通電時間を長くして、図6(b)に示すように、内コイル負荷回路30あるいは外コイル負荷回路31に印加する交流電圧の実効値を増大させる。   In step 10, when the set power is larger than the input power, control is performed to increase the heating output (step 12). Specifically, in the case of the full bridge mode, the phase difference of the high-frequency drive signal to the common arm 9 and the inner coil arm 10 or the outer coil arm 11 is increased, as shown in FIG. As described above, the phase difference of the output terminal voltage is increased. In the half bridge mode, the energization time of the upper switch 17 or 22 of the inner coil arm 10 or the outer coil arm 11 is lengthened, and as shown in FIG. Alternatively, the effective value of the AC voltage applied to the outer coil load circuit 31 is increased.

続いて、通電コイルモードを判定する(ステップ13)。つまり、内コイル32のみ、あるいは内コイル32と外コイル34とに通電しているか否かを判定する。内コイル32と外コイル34の両方に通電している場合には、内コイル電流検出器36と外コイル電流検出段器37により検出される電流比がアンバランスか否かを判定する(ステップ14)。加熱コイル上に載置された鍋のサイズが小さい場合には、内コイル32あるいは外コイル34の一方のみ磁気結合が強く他方は弱くなるので、内コイル32と外コイル34の負荷インピーダンスがアンバランスになり、各負荷回路に流れる電流もアンバランスになり易い。従って、図7に示すように、内コイル32に流れる電流と外コイル34に流れる電流がアンバランスになった場合には、小径鍋が載置されていると判断して、内コイル32のみに通電する内コイルモードに変更する(ステップ15)。   Subsequently, the energization coil mode is determined (step 13). That is, it is determined whether only the inner coil 32 or the inner coil 32 and the outer coil 34 are energized. When both the inner coil 32 and the outer coil 34 are energized, it is determined whether or not the current ratio detected by the inner coil current detector 36 and the outer coil current detection stage 37 is unbalanced (step 14). ). When the size of the pan placed on the heating coil is small, only one of the inner coil 32 and the outer coil 34 has strong magnetic coupling and the other becomes weak, so the load impedance of the inner coil 32 and the outer coil 34 is unbalanced. Thus, the current flowing through each load circuit tends to be unbalanced. Therefore, as shown in FIG. 7, when the current flowing through the inner coil 32 and the current flowing through the outer coil 34 become unbalanced, it is determined that the small-diameter pan is placed, and only the inner coil 32 is placed. The mode is changed to the energized inner coil mode (step 15).

また、内コイル32のみに通電していた場合において、使用鍋のサイズが大きく、内コイル32と外コイル34の両方に載置されると、内コイル32と外コイル34にまたがる磁路が形成され、両コイル32、34の磁気結合が強まり、外コイル34に誘起される電圧も大きくなる。そこで、外コイル電圧検出器38により検出される誘導電圧の大きさを判定し(ステップ16)、図8に示すように、所定値以上の誘導電圧が検出された場合には、大径鍋や中径鍋が載置されているものと判断して、内コイル32と外コイル34の両方に通電する内外コイルモードに変更する(ステップ17)。   Further, when only the inner coil 32 is energized, the size of the pan used is large, and if it is placed on both the inner coil 32 and the outer coil 34, a magnetic path spanning the inner coil 32 and the outer coil 34 is formed. As a result, the magnetic coupling between the coils 32 and 34 is strengthened, and the voltage induced in the outer coil 34 is also increased. Therefore, the magnitude of the induced voltage detected by the outer coil voltage detector 38 is determined (step 16), and when an induced voltage exceeding a predetermined value is detected as shown in FIG. It is determined that the medium-diameter pan is placed, and the mode is changed to the inner / outer coil mode in which both the inner coil 32 and the outer coil 34 are energized (step 17).

そして、操作入力部40から加熱停止の指示入力が無いか否かを判定し(ステップ18)、停止指示が無ければステップ7に戻り、加熱停止の指示入力が有った場合には、インバータ回路8への駆動信号の出力を停止して加熱動作を停止し(ステップ19)、ステップ1の加熱開始の指示入力待ちに戻る。   Then, it is determined whether or not there is no heating stop instruction input from the operation input unit 40 (step 18). If there is no stop instruction, the process returns to step 7. If there is a heating stop instruction input, the inverter circuit The output of the drive signal to 8 is stopped to stop the heating operation (step 19), and the process returns to step 1 waiting for the heating start instruction.

ここで、前述した初期負荷判定処理を図9〜図13の図面を用いて説明する。図9は実施の形態1における初期負荷判定処理を示すフローチャート、図10は初期負荷判定処理における一次判定用の駆動信号を示す波形図、図11は初期負荷判定処理における一次判定条件を示す図、図12は初期負荷判定処理における二次判定用の駆動信号を示す波形図、図13は初期負荷判定処理における二次判定条件を示す図である。   Here, the initial load determination processing described above will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a flowchart illustrating the initial load determination process in the first embodiment, FIG. 10 is a waveform diagram illustrating a drive signal for primary determination in the initial load determination process, and FIG. 11 is a diagram illustrating primary determination conditions in the initial load determination process. FIG. 12 is a waveform diagram showing a drive signal for secondary determination in the initial load determination process, and FIG. 13 is a diagram showing secondary determination conditions in the initial load determination process.

まず、内コイル32にハーフブリッジ駆動により通電する(ステップ21)。例えば図10に示す駆動信号のように、共通アーム9の下スイッチ13をオン状態にして出力端子電圧を0Vとし、内コイル用アーム10を高周波で駆動して内コイル用アーム10の出力端子に高周波電圧を発生させ、外コイル用アーム11の上下スイッチ22、23をオフ状態にして外コイル用アーム11の出力端子を0V〜+V(正母線電位)で不定の電位とし、内コイル負荷回路30のみに高周波電圧を発生させる(ステップ21)。そして、入力電流検出器6と内コイル電流検出器36により検出される電流値を利用して、例えば図11に基づき、一次判定を行う(ステップ22)。図11では、出力電流が大きい場合や、入力電流に対して出力電流の大きいときはアルミ鍋等の低抵抗の加熱に適さない不適正鍋と判断する。また、入力電流が小さい場合や、出力電流が小さい場合には、コイル上に鍋が載置されていない状態(無負荷)、フォークやナイフ等の小物が載置されている状態と判断する。また、入力電流と出力電流が所定範囲内にあるとき正確に判断できないとして二次判定に移行し、その他では加熱に適する鍋と判断する。   First, the inner coil 32 is energized by half-bridge driving (step 21). For example, like the drive signal shown in FIG. 10, the lower switch 13 of the common arm 9 is turned on, the output terminal voltage is set to 0 V, the inner coil arm 10 is driven at a high frequency, and the output terminal voltage of the inner coil arm 10 is set. A high-frequency voltage is generated, the upper and lower switches 22 and 23 of the outer coil arm 11 are turned off, and the output terminal of the outer coil arm 11 is set to an indefinite potential from 0 V to + V (positive bus potential). Only a high frequency voltage is generated (step 21). Then, using the current values detected by the input current detector 6 and the inner coil current detector 36, primary determination is performed based on, for example, FIG. 11 (step 22). In FIG. 11, when the output current is large or when the output current is large with respect to the input current, it is determined that the pot is not suitable for heating with low resistance such as an aluminum pan. In addition, when the input current is small or the output current is small, it is determined that the pan is not placed on the coil (no load), or a small object such as a fork or knife is placed. Further, when the input current and the output current are within the predetermined range, it is determined that the determination cannot be made accurately, and the process proceeds to the secondary determination.

二次判定に移行した場合には、内コイル32にフルブリッジ駆動により通電する(ステップ23)。例えば図12に示す駆動信号を出力して、共通アーム9と内コイル用アーム10とを高周波で駆動して内コイル用アーム10の出力端子に高周波電圧を発生させ、外コイル用アーム11の上下スイッチ22、23をオフ状態にして外コイル用アーム11の出力端子を0V〜+V(正母線電位)で不定の電位とし、内コイル負荷回路30のみに高周波電圧を発生させる(ステップ23)。そして、入力電流検出器6と内コイル電流検出器36により検出される電流値を利用して、例えば図13に基づき、二次判定を行う(ステップ24)。図13では、出力電流が大きい場合や、入力電流に対して出力電流の大きい場合はアルミ鍋等の低抵抗の加熱に適さない不適切な鍋と判断する。また、入力電流が小さい場合や出力電流が小さい場合には、加熱コイル上に鍋が載置されていない状態、フォークやナイフ等の小物が載置されている状態と判断する(ステップ24)。一次判定(ステップ22)や二次判定(ステップ24)で負荷が不適正鍋や小物と判断した場合には、検知した負荷データとして不適正鍋を設定し(ステップ25)、適正な鍋を検出した場合には、負荷データとして適性鍋を設定して(ステップ26)、初期負荷判定の処理を終了する。   When the secondary determination is made, the inner coil 32 is energized by full bridge drive (step 23). For example, the drive signal shown in FIG. 12 is output, the common arm 9 and the inner coil arm 10 are driven at a high frequency to generate a high frequency voltage at the output terminal of the inner coil arm 10, The switches 22 and 23 are turned off, the output terminal of the arm 11 for the outer coil is set to an indefinite potential from 0 V to + V (positive bus potential), and a high frequency voltage is generated only in the inner coil load circuit 30 (step 23). Then, using the current values detected by the input current detector 6 and the inner coil current detector 36, for example, secondary determination is performed based on FIG. 13 (step 24). In FIG. 13, when the output current is large, or when the output current is large relative to the input current, it is determined that the pot is not suitable for low resistance heating such as an aluminum pan. Further, when the input current is small or the output current is small, it is determined that the pan is not placed on the heating coil, or a small object such as a fork or knife is placed (step 24). If the load is determined to be an inappropriate pan or accessory in the primary determination (step 22) or the secondary determination (step 24), an inappropriate pan is set as the detected load data (step 25), and an appropriate pan is detected. If so, aptitude pot is set as the load data (step 26), and the initial load determination process is terminated.

以上のように実施の形態1によれば、鍋サイズに応じて内コイル32のみ、あるいは内コイル32と外コイル34とに通電して加熱を行うので、鍋サイズに依らず漏れ磁束が少なく、また、フルブリッジ動作による高出力からハーフブリッジ動作による低出力まで、幅広い出力範囲で加熱動作を行うことができる。また、加熱開始時に、内コイル32のみにハーフブリッジ動作で初期負荷の判定処理を行うので、鍋サイズや鍋材質に依らず、鍋判定を安全確実に行うことができる。また、ハーフブリッジ動作においては、共通アーム9の出力端子が固定電圧であるため、内コイル32と外コイル34で独立して出力調整が可能であり、また、内コイル32のみ、あるいは外コイル34のみに通電して、他方のコイルには通電しない片側駆動の場合においても、通電していない負荷回路の一端の電位が固定されるので誘導電流が流れ難い。   As described above, according to the first embodiment, only the inner coil 32 or the inner coil 32 and the outer coil 34 are energized and heated according to the pan size, so that the leakage magnetic flux is small regardless of the pan size. In addition, heating operation can be performed in a wide output range from high output by full bridge operation to low output by half bridge operation. Moreover, since the initial load determination process is performed only on the inner coil 32 by the half-bridge operation at the start of heating, the pot determination can be performed safely and reliably regardless of the pot size or pot material. In the half-bridge operation, since the output terminal of the common arm 9 is a fixed voltage, the output can be adjusted independently by the inner coil 32 and the outer coil 34, and only the inner coil 32 or the outer coil 34 can be adjusted. Even in the case of one-side drive in which only the current is supplied and the other coil is not supplied, the potential of one end of the load circuit that is not supplied with current is fixed, so that the induced current hardly flows.

なお、前記の実施の形態1では、フルブリッジ動作における出力制御を共通アーム9への駆動信号と、内コイル用アーム10あるいは外コイル用アーム11への駆動信号との位相差を制御することで行ったが、各アームの上スイッチと下スイッチの通電比率や駆動周波数の制御で出力制御を行ってもよい。また、ハーフブリッジ動作における出力制御も駆動周波数を制御することで行ってもよい。
また、実施の形態1では、内外コイルモードで動作させる場合に、内コイル32と外コイル34に同時に通電するように、図3あるいは図4に示した駆動信号により3組のアームのスイッチング素子を駆動する動作を示したが、内コイル32と外コイル34に時分割で交互に通電するように動作させてもよい。内コイル32と外コイル34に交互に通電させる場合の駆動信号の例を図14(フルブリッジ動作)と図15(ハーフブリッジ動作)に示す。
In the first embodiment, the output control in the full bridge operation is performed by controlling the phase difference between the drive signal to the common arm 9 and the drive signal to the inner coil arm 10 or the outer coil arm 11. However, output control may be performed by controlling the energization ratio and drive frequency of the upper switch and lower switch of each arm. Further, output control in the half-bridge operation may be performed by controlling the drive frequency.
Further, in the first embodiment, when operating in the inner / outer coil mode, the switching elements of the three sets of arms are set by the drive signals shown in FIG. 3 or FIG. 4 so that the inner coil 32 and the outer coil 34 are energized simultaneously. Although the driving operation is shown, the inner coil 32 and the outer coil 34 may be operated so as to be alternately energized in a time division manner. FIG. 14 (full bridge operation) and FIG. 15 (half bridge operation) show examples of drive signals when the inner coil 32 and the outer coil 34 are alternately energized.

実施の形態2.
実施の形態1の初期負荷判定は、図9のフローチャートで示したように、内コイル負荷回路30のみにハーフブリッジ駆動で通電して、鍋サイズにかかわらず鍋材質を判別するようにしたが、実施の形態2では、内コイル32と外コイル34の同時通電やフルブリッジ駆動で初期負荷判定を行うようにしたものである。
Embodiment 2. FIG.
As shown in the flowchart of FIG. 9, the initial load determination of the first embodiment is such that only the inner coil load circuit 30 is energized by half-bridge driving, and the pan material is determined regardless of the pan size. In the second embodiment, the initial load determination is performed by simultaneous energization of the inner coil 32 and the outer coil 34 or full bridge drive.

図16は実施の形態2における初期負荷判定処理を示すフローチャート、図17は初期負荷判定処理における一次判定用の駆動信号を示す波形図、図18は初期負荷判定処理における二次判定用の駆動信号を示す波形図である。なお、実施の形態2における回路構成は、実施の形態1で説明した図1と同様であり、説明を省略する。   FIG. 16 is a flowchart showing an initial load determination process in the second embodiment, FIG. 17 is a waveform diagram showing a drive signal for primary determination in the initial load determination process, and FIG. 18 is a drive signal for secondary determination in the initial load determination process. FIG. Note that the circuit configuration in the second embodiment is the same as that in FIG. 1 described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

実施の形態2における制御部39のインバータ制御手段は、加熱開始時に共通アーム9の上下スイッチ12、13のうち下スイッチ13をオンにしてその状態を固定するとともに、他の2組のアーム10、11を高周波で駆動してハーフブリッジ動作させ、内コイル電流検出器36と外コイル電流検出器37とにより検出された電流の比が所定範囲内のとき、入力電流検出器6により検出された入力電流と内コイル電流検出器36および外コイル電流検出器37の検出電流の和との相関に基づいて負荷判定(一次判定)を行う。この負荷判定が不確定のとき、共通アーム9と他の2組のアーム10、11とを高周波で駆動してフルブリッジ動作させ、内コイル電流検出器36と外コイル電流検出器37とにより検出された電流の比が所定範囲内のときは、入力電流検出器6により検出された入力電流と内コイル電流検出器36および外コイル電流検出器37の検出電流の和との相関に基づいて再び負荷判定(二次判定)を行う。   The inverter control means of the control unit 39 in the second embodiment fixes the state by turning on the lower switch 13 among the upper and lower switches 12 and 13 of the common arm 9 at the start of heating, and the other two sets of arms 10 and 11 is driven at a high frequency to perform a half-bridge operation, and the input detected by the input current detector 6 when the ratio of the current detected by the inner coil current detector 36 and the outer coil current detector 37 is within a predetermined range. A load determination (primary determination) is performed based on the correlation between the current and the sum of the detected currents of the inner coil current detector 36 and the outer coil current detector 37. When this load determination is uncertain, the common arm 9 and the other two arms 10 and 11 are driven at a high frequency to perform a full bridge operation, and are detected by the inner coil current detector 36 and the outer coil current detector 37. When the ratio of the detected currents is within the predetermined range, again based on the correlation between the input current detected by the input current detector 6 and the sum of the detected currents of the inner coil current detector 36 and the outer coil current detector 37. Perform load determination (secondary determination).

また、ハーフブリッジ動作時の内コイル電流検出器36と外コイル電流検出器37との検出電流の比が所定範囲外のとき、共通アーム9の上下スイッチ12、13のうち下スイッチ13をオンにしてその状態を固定するとともに、他の2組のアーム10、11のうち内コイル用アーム10を高周波で駆動してハーフブリッジ動作させ、入力電流検出器6により検出された入力電流と内コイル電流検出器36の検出電流との相関に基づいて負荷判定(一次判定)を行う。さらに、この負荷判定が不確定のとき、共通アーム9と他の2組のアーム10、11のうち内コイル用アーム10とを高周波で駆動してフルブリッジ動作させ、入力電流検出器6により検出された入力電流と内コイル電流検出器36の検出電流との相関に基づいて再び負荷判定(二次判定)を行うようにしている。   Further, when the ratio of the detected currents of the inner coil current detector 36 and the outer coil current detector 37 during the half-bridge operation is outside a predetermined range, the lower switch 13 of the upper and lower switches 12 and 13 of the common arm 9 is turned on. In addition to fixing the state, the inner coil arm 10 of the other two arms 10 and 11 is driven at a high frequency to perform a half-bridge operation, and the input current detected by the input current detector 6 and the inner coil current A load determination (primary determination) is performed based on the correlation with the detection current of the detector 36. Further, when this load determination is uncertain, the common arm 9 and the inner coil arm 10 out of the other two sets of arms 10 and 11 are driven at a high frequency to perform a full bridge operation and detected by the input current detector 6. The load determination (secondary determination) is performed again based on the correlation between the input current and the detected current of the inner coil current detector 36.

次に、実施の形態2の動作を図16〜図18に基づいて説明する。
本実施の形態においては、共通アーム駆動回路27、内コイル用アーム駆動回路28および外コイル用アーム駆動回路29から図17に示すような駆動信号が出力され、共通アーム9の下スイッチ13をオン状態にして継続し、その出力端子電圧が0Vに固定されている。内コイル用アーム10と外コイル用アーム11の上スイッチ17、22と下スイッチ18、23とが交互にオンオフを繰り返して高周波電圧を出力させ、内コイル負荷回路30と外コイル負荷回路31とにハーフブリッジ駆動で高周波電圧が印加される(ステップ101)。
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, drive signals as shown in FIG. 17 are output from the common arm drive circuit 27, the inner coil arm drive circuit 28, and the outer coil arm drive circuit 29, and the lower switch 13 of the common arm 9 is turned on. The output terminal voltage is fixed at 0V. The upper switches 17 and 22 and the lower switches 18 and 23 of the inner coil arm 10 and the outer coil arm 11 are alternately turned on and off alternately to output a high frequency voltage, and the inner coil load circuit 30 and the outer coil load circuit 31 A high frequency voltage is applied by half-bridge driving (step 101).

そして、内コイル電流検出器36と外コイル電流検出器37により検出された内コイル32に流れる電流と外コイル34に流れる電流の比が所定範囲内か否かを判定する(ステップ102)。差が大きくない場合には、大径あるいは中径の鍋が載置されている可能性があるとして、実施の形態1と同様に図11に示す関係を用いて、入力電流検出器6で検出された入力電流と内コイル30および外コイル32に流れる出力電流の和とから鍋の一次判定を行う(ステップ103)。入力電流に対して出力電流の大きい場合や絶対的に出力電流が大きい場合に、アルミ鍋等の誘導加熱に適さない電気抵抗の低い鍋(低抵抗鍋)と判断し、出力電流や入力電流が小さい場合には無負荷状態や、ナイフやフォーク等の小物負荷が置かれた状態と判断する。また、入力電流と出力電流とが所定範囲で、ある程度大きい場合には中径あるいは大径の適正鍋と判断する(中径・大径鍋)。   Then, it is determined whether the ratio of the current flowing through the inner coil 32 and the current flowing through the outer coil 34 detected by the inner coil current detector 36 and the outer coil current detector 37 is within a predetermined range (step 102). If the difference is not large, it is possible that a large-diameter or medium-diameter pan is placed, and it is detected by the input current detector 6 using the relationship shown in FIG. 11 as in the first embodiment. A primary determination is made from the input current and the sum of the output currents flowing through the inner coil 30 and the outer coil 32 (step 103). When the output current is large relative to the input current, or when the output current is absolutely large, it is judged that the pan has a low electrical resistance (low resistance pan) that is not suitable for induction heating, such as an aluminum pan, and the output current and input current are If it is small, it is determined that there is no load or a small load such as a knife or fork is placed. Further, when the input current and the output current are within a predetermined range and are large to some extent, it is determined that the medium diameter or large diameter is an appropriate pan (medium diameter / large diameter pan).

それ以外は二次判定に移行し、この場合は、図18に示すような駆動信号を、共通アーム駆動回路27、内コイル用アーム駆動回路28および外コイル用アーム駆動回路29から出力する(ステップ104)。そして、内コイル電流検出器36により検出された出力電流と、外コイル電流検出器37により検出された出力電流が所定の比の範囲に収まっているか否かを判定する(ステップ105)。所定範囲外であれば小径鍋が載置されている可能性があるとして後述のステップ111に移行し、所定範囲内にある場合には鍋の二次判定を実施の形態1と同様に図13を用いて行う(ステップ106)。即ち、出力電流の和が所定値を超えて大きい場合や、小さい入力電流に対して出力電流が大きい場合には電気抵抗の小さい誘導加熱に適さない鍋(低抵抗鍋)と判断し、また、出力電流や入力電流が小さい場合には鍋が載置されていない無負荷状態や、フォークやナイフ等の加熱を停止すべき小物負荷と判断し、それ以外は大径あるいは中径の鍋が載置されていると判断する。ステップ103の一次判定およびステップ106の二次判定で低抵抗鍋や無負荷状態、小物負荷と判断した場合には、負荷判定結果を不適正鍋とし(ステップ107)、加熱に適した中径あるいは大径鍋と判断した場合には負荷判定結果を内外コイル通電鍋とする(ステップ108)。なお、一次判定で使用される図11、二次判定で使用される図13の閾値は、各アームの駆動条件や入力電圧等の動作条件に応じて調整された値が用いられている。   Otherwise, the process proceeds to the secondary determination. In this case, a drive signal as shown in FIG. 18 is output from the common arm drive circuit 27, the inner coil arm drive circuit 28, and the outer coil arm drive circuit 29 (step). 104). Then, it is determined whether the output current detected by the inner coil current detector 36 and the output current detected by the outer coil current detector 37 are within a predetermined ratio range (step 105). If it is out of the predetermined range, the small-diameter pan may be placed, and the process proceeds to Step 111 described later. If it is within the predetermined range, secondary determination of the pan is performed as in the first embodiment as shown in FIG. (Step 106). That is, when the sum of the output currents exceeds a predetermined value or when the output current is large with respect to a small input current, it is determined that the pot is not suitable for induction heating with a low electrical resistance (low resistance pan), When the output current or input current is small, it is determined that there is no load on which the pan is not placed, or a small load where heating of the fork, knife, etc. should be stopped. Otherwise, a large or medium diameter pan is placed. It is determined that it is placed. If it is determined in the primary determination in step 103 and the secondary determination in step 106 that the pan is a low resistance pan, no load, or a small load, the load determination result is an inappropriate pan (step 107), and a medium diameter suitable for heating or If it is determined that the pan is a large-diameter pan, the load determination result is set as an inner / outer coil energizing pan (step 108). Note that the threshold values of FIG. 11 used for the primary determination and FIG. 13 used for the secondary determination are values adjusted according to the operating conditions such as the driving conditions of each arm and the input voltage.

ステップ102において、内コイル電流検出器36と外コイル電流検出器37により検出された内コイル32に流れる電流と外コイル34に流れる電流の比が所定範囲内でなかった場合には、内コイル32のみと磁気結合している小径鍋が載置されている可能性が高いと判断して、図10に示す駆動信号を、共通アーム駆動回路27と内コイル用アーム駆動回路28とから出力して、内コイル32のみをハーフブリッジ駆動し(ステップ109)、内コイル電流検出器36で検出された出力電流と入力電流検出器6で検出された入力電流とからステップ103と同様に鍋の一次判定を行う(ステップ110)。但し、判定用閾値はステップ102と異なるものとする。出力電流が過大な場合や、入力電流あるいは出力電流が小さい場合には不適正鍋と判断し、入力電流と出力電流が所定範囲で、ある程度大きい場合には小径の適正鍋と判断し(小径鍋)、それ以外は二次判定処理に移行するために図12に示す駆動信号を、共通アーム駆動回路27と内コイル用アーム駆動回路28から出力して、外コイル用アーム11の出力を開放状態とし、共通アーム9と内コイル用アーム10から高周波電圧を出力し、内コイル負荷回路30のみにフルブリッジ駆動で高周波電圧を印加する(ステップ111)。そして、内コイル電流検出器36と入力電流検出器6で検出された出力電流と入力電流を用いて、二次判定を行う(ステップ112)。ステップ110の一次判定とステップ112の二次判定とで低抵抗鍋や無負荷状態、小物負荷と判断した場合には負荷判定結果を不適正鍋とし(ステップ107)、加熱に適した小径鍋と判断した場合には負荷判定結果を内コイル通電鍋とする(ステップ113)。   In step 102, when the ratio of the current flowing through the inner coil 32 and the current flowing through the outer coil 34 detected by the inner coil current detector 36 and the outer coil current detector 37 is not within the predetermined range, the inner coil 32 is detected. 10 is output from the common arm drive circuit 27 and the inner coil arm drive circuit 28, and it is determined that there is a high possibility that the small-diameter pan magnetically coupled to the arm is placed. Then, only the inner coil 32 is half-bridge driven (step 109), and the pot is determined from the output current detected by the inner coil current detector 36 and the input current detected by the input current detector 6 in the same manner as in step 103. (Step 110). However, the determination threshold is different from that in step 102. If the output current is excessive, or if the input current or output current is small, it is judged as an inappropriate pan, and if the input current and output current are within a certain range, and if it is somewhat large, it is judged as a small-diameter pan (small pan) ), Otherwise, the drive signal shown in FIG. 12 is output from the common arm drive circuit 27 and the inner coil arm drive circuit 28 to shift to the secondary determination process, and the output of the outer coil arm 11 is released. Then, a high frequency voltage is output from the common arm 9 and the inner coil arm 10, and the high frequency voltage is applied only to the inner coil load circuit 30 by full bridge driving (step 111). Then, the secondary determination is performed using the output current and the input current detected by the inner coil current detector 36 and the input current detector 6 (step 112). When it is determined that the low-resistance pan, the no-load state, or the small load is determined by the primary determination in step 110 and the secondary determination in step 112, the load determination result is set as an inappropriate pan (step 107), and a small-diameter pan suitable for heating When it is determined, the load determination result is set as the inner coil energizing pan (step 113).

なお、前記の実施の形態2では、内加熱コイル32と外加熱コイル34とに流れる電流を検出する手段を設け、検出した内加熱コイル電流と外加熱コイル電流の比率から加熱している鍋の大きさを判断して、通電する加熱コイルを切り換える例を示したが、内加熱コイル32と外加熱コイル34とに生じる電圧、あるいはその共振コンデンサ33、35に生じる電圧を検出する手段を設け、その検出電圧の比率などから加熱している鍋の大きさを判断して、通電する加熱コイルを切り換えるようにしてもよい。   In the second embodiment, the means for detecting the current flowing in the inner heating coil 32 and the outer heating coil 34 is provided, and the heating pot is heated from the ratio of the detected inner heating coil current and the outer heating coil current. An example of switching the heating coil to be energized by judging the size has been shown, but means for detecting the voltage generated in the inner heating coil 32 and the outer heating coil 34 or the voltage generated in the resonant capacitors 33 and 35 is provided. The heating coil to be energized may be switched by judging the size of the pot being heated from the ratio of the detected voltage.

以上のように実施の形態2によれば、加熱開始時に共通アーム9の下スイッチ13をオンにしてその状態を固定するとともに、他の2組のアーム10、11を高周波で駆動してハーフブリッジ動作させ、内コイル電流検出器36と外コイル電流検出器37とにより検出された電流の比が所定範囲内のとき、実施の形態1と同様に内コイル32のみにハーフブリッジ動作で高周波電圧を印加して初期負荷の判定処理を行うようにしたので、鍋サイズや鍋材質に依らず、鍋判定を安全確実に行うことができる。また、内コイル32と外コイル34をハーフブリッジ動作しているときに、一次判定において負荷が不確定であったとき内コイル32と外コイル34をフルブリッジ動作で二次判定に入るようにしているので、各アーム9〜11に過電流を流すことなく正確に負荷を判定することができる。   As described above, according to the second embodiment, when the heating is started, the lower switch 13 of the common arm 9 is turned on to fix the state, and the other two arms 10 and 11 are driven at a high frequency to be half-bridged. When the ratio of the currents detected by the inner coil current detector 36 and the outer coil current detector 37 is within a predetermined range, a high frequency voltage is applied to only the inner coil 32 by a half-bridge operation as in the first embodiment. Since the determination process of the initial load is performed by applying, the pot determination can be performed safely and reliably regardless of the pot size and pot material. Further, when the inner coil 32 and the outer coil 34 are in a half-bridge operation, when the load is uncertain in the primary determination, the inner coil 32 and the outer coil 34 are set in a secondary determination by a full-bridge operation. Therefore, it is possible to accurately determine the load without causing an overcurrent to flow through the arms 9 to 11.

本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the induction heating cooking appliance in Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1における誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a heating control process of the induction heating cooker in the first embodiment. インバータ回路へのフルブリッジモードにおける駆動信号の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the drive signal in the full bridge mode to an inverter circuit. インバータ回路へのハーフブリッジモードにおける駆動信号の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the drive signal in the half bridge mode to an inverter circuit. インバータ回路のフルブリッジモードの出力電圧を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the output voltage of the full bridge mode of an inverter circuit. インバータ回路のハーフブリッジモードの出力電圧を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the output voltage of the half bridge mode of an inverter circuit. 内加熱コイル通電と外加熱コイル通電とから内加熱コイルのみに通電を切り換える判定条件を示す図である。It is a figure which shows the judgment conditions which switch electricity only to an internal heating coil from internal heating coil electricity supply and external heating coil electricity supply. 内加熱コイルのみの通電から内コイルと外コイルとに通電を切り換える判定条件を示す図である。It is a figure which shows the determination conditions which switch electricity supply to the inner coil and the outer coil from electricity supply only of an inner heating coil. 実施の形態1における初期負荷判定処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an initial load determination process in the first embodiment. 初期負荷判定処理における一次判定用の駆動信号を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the drive signal for primary determination in an initial load determination process. 初期負荷判定処理における一次判定条件を示す図である。It is a figure which shows the primary determination conditions in an initial stage load determination process. 初期負荷判定処理における二次判定用の駆動信号を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the drive signal for secondary determination in an initial load determination process. 初期負荷判定処理における二次判定条件を示す図である。It is a figure which shows the secondary determination conditions in an initial load determination process. インバータ回路のフルブリッジモードの他の例を示す出力電圧の波形図である。It is a waveform diagram of the output voltage showing another example of the full bridge mode of the inverter circuit. インバータ回路のハーフブリッジモードの他の例を示す出力電圧の波形図である。It is a waveform diagram of the output voltage showing another example of the half bridge mode of the inverter circuit. 実施の形態2における初期負荷判定処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an initial load determination process in the second embodiment. 初期負荷判定処理における一次判定用の駆動信号を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the drive signal for primary determination in an initial load determination process. 初期負荷判定処理における二次判定用の駆動信号を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the drive signal for secondary determination in an initial load determination process.

符号の説明Explanation of symbols

1 商用交流電源、2 直流電源回路、8 インバータ回路、9 共通アーム、
10 内コイル用アーム、11 外コイル用アーム、27 共通アーム駆動回路、
28 内コイル用アーム駆動回路、29 外コイル用アーム駆動回路、32 内コイル、33 内コイル用の共振コンデンサ、34 外コイル、35 外コイル用の共振コンデンサ、39 制御部、40 操作入力部、41 表示部。
1 commercial AC power supply, 2 DC power supply circuit, 8 inverter circuit, 9 common arm,
10 arm for inner coil, 11 arm for outer coil, 27 common arm drive circuit,
28 Inner coil arm drive circuit, 29 Outer coil arm drive circuit, 32 Inner coil, 33 Resonant capacitor for inner coil, 34 Outer coil, 35 Resonant capacitor for outer coil, 39 Control unit, 40 Operation input unit, 41 Display section.

Claims (6)

直流電源回路の母線間にそれぞれ2個のスイッチング素子が直列に接続されてなり、この2個のスイッチング素子を組とする3組のアームと、
前記3組のアームの各スイッチング素子を駆動制御するインバータ制御手段と、
同心円上に配設された内コイルおよび外コイルと、
前記内コイルおよび外コイルとそれぞれ直列共振回路を構成する共振コンデンサと、
前記直流電源回路に入力される電流を検出する入力電流検出手段と、
前記内コイルに流れる電流を検出する内コイル電流検出手段と、
前記外コイルに流れる電流を検出する外コイル電流検出手段とを備え、
前記3組のアームのうち1組を共通アームとし、この共通アームと他の2組のアーム間にそれぞれ前記直列共振回路を接続するとともに、その直列共振回路の内コイルと外コイルを前記共通アームから流れ出る電流の周回方向が同じ向きになるように接続し、
前記インバータ制御手段において、前記共通アームを高周波で駆動するとともに他の2組のアームの少なくとも1組を高周波で駆動するフルブリッジ動作と、共通アームの2個のスイッチング素子のうち何れか一方をオンにし他方をオフにしてその状態を固定するとともに他の2組のアームの少なくとも1組を高周波で駆動するハーフブリッジ動作を切り換え可能にしたことを特徴とする誘導加熱調理器。
Two switching elements are connected in series between the buses of the DC power supply circuit, and three sets of arms each including the two switching elements,
Inverter control means for driving and controlling each switching element of the three sets of arms;
An inner coil and an outer coil arranged on concentric circles;
A resonance capacitor that constitutes a series resonance circuit with each of the inner coil and the outer coil;
Input current detection means for detecting a current input to the DC power supply circuit;
An inner coil current detecting means for detecting a current flowing through the inner coil;
An outer coil current detecting means for detecting a current flowing through the outer coil;
One of the three sets of arms is a common arm, and the series resonance circuit is connected between the common arm and the other two sets of arms, and the inner coil and the outer coil of the series resonance circuit are connected to the common arm. Connect so that the direction of current flowing out of
In the inverter control means, the common arm is driven at a high frequency and at least one of the other two sets of arms is driven at a high frequency, and one of the two switching elements of the common arm is turned on. And the other is turned off to fix the state, and the half-bridge operation for driving at least one of the other two arms at high frequency can be switched.
前記インバータ制御手段は、加熱開始時に前記共通アームの2個のスイッチング素子のうち何れか一方をオンにしてその状態を固定するとともに、他の2組のアームのうち一方のアームを高周波で駆動してハーフブリッジ動作させ、前記入力電流検出手段により検出された入力電流と前記内コイル電流検出手段あるいは前記外コイル電流検出手段の何れか一方の検出電流との相関に基づいて負荷判定を行うことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。   The inverter control means turns on one of the two switching elements of the common arm at the start of heating to fix the state, and drives one of the other two arms at high frequency. Half-bridge operation is performed, and load determination is performed based on the correlation between the input current detected by the input current detection means and the detected current of either the inner coil current detection means or the outer coil current detection means. The induction heating cooker according to claim 1, wherein 前記インバータ制御手段は、加熱開始時に前記共通アームの2個のスイッチング素子のうち何れか一方をオンにしてその状態を固定するとともに、他の2組のアームを高周波で駆動してハーフブリッジ動作させ、前記内コイル電流検出手段および前記外コイル電流検出手段により検出された電流の比が所定範囲内のとき、前記入力電流検出手段により検出された入力電流と前記内コイル電流検出手段および前記外コイル電流検出手段の検出電流の和との相関に基づいて負荷判定を行うことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。   The inverter control means turns on one of the two switching elements of the common arm at the start of heating to fix the state, and drives the other two arms at high frequency to perform a half-bridge operation. When the ratio of the current detected by the inner coil current detecting means and the outer coil current detecting means is within a predetermined range, the input current detected by the input current detecting means and the inner coil current detecting means and the outer coil The induction heating cooker according to claim 1, wherein load determination is performed based on a correlation with a sum of detected currents of the current detecting means. 前記インバータ制御手段は、ハーフブリッジ動作で行った負荷判定が不確定のとき、前記共通アームと他の2組のアームとを高周波で駆動してフルブリッジ動作させ、前記内コイル電流検出手段および前記外コイル電流検出手段により検出された電流の比が所定範囲内のときは、前記入力電流検出手段により検出された入力電流と前記内コイル電流検出手段および前記外コイル電流検出手段の検出電流の和との相関に基づいて再び負荷判定を行うことを特徴とする請求項3記載の誘導加熱調理器。   When the load determination performed by the half-bridge operation is uncertain, the inverter control unit drives the common arm and the other two sets of arms at a high frequency to perform a full-bridge operation, and the internal coil current detection unit and the When the ratio of the current detected by the outer coil current detecting means is within a predetermined range, the sum of the input current detected by the input current detecting means and the detected currents of the inner coil current detecting means and the outer coil current detecting means The induction heating cooker according to claim 3, wherein the load determination is performed again based on the correlation with the induction heating cooker. 前記インバータ制御手段は、ハーフブリッジ動作時の前記内コイル電流検出手段および前記外コイル電流検出手段の検出電流の比が所定範囲外のとき、前記共通アームの2個のスイッチング素子のうち何れか一方をオンにしてその状態を固定するとともに、他の2組のアームのうち前記内コイルの直列共振回路に接続したアームを高周波で駆動してハーフブリッジ動作させ、前記入力電流検出手段により検出された入力電流と前記内コイル電流検出手段の検出電流との相関に基づいて負荷判定を行うことを特徴とする請求項3記載の誘導加熱調理器。 When the ratio of the detected currents of the inner coil current detecting means and the outer coil current detecting means during half-bridge operation is outside a predetermined range, the inverter control means is one of the two switching elements of the common arm. Is turned on and the state is fixed, and the arm connected to the series resonance circuit of the inner coil of the other two sets of arms is driven at a high frequency to perform a half-bridge operation, and is detected by the input current detecting means induction heating cooker according to claim 3, characterized in that the load determined based on the correlation of the input current and the detected current in said coil current sensing hand stage. 前記インバータ制御手段は、ハーフブリッジ動作で行った負荷判定が不確定のとき、前記共通アームと他の2組のアームのうち一方のアームとを高周波で駆動してフルブリッジ動作させ、前記入力電流検出手段により検出された入力電流と前記内コイル電流検出手段あるいは前記外コイル電流検出手段の何れか一方の検出電流との相関に基づいて再び負荷判定を行うことを特徴とする請求項2又は5記載の誘導加熱調理器。   When the load determination performed in the half-bridge operation is uncertain, the inverter control means drives the common arm and one of the other two arms at a high frequency to perform a full-bridge operation, and the input current 6. The load determination is performed again based on a correlation between an input current detected by a detecting means and a detected current of either the inner coil current detecting means or the outer coil current detecting means. The induction heating cooker described.
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