JP4901529B2

JP4901529B2 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP4901529B2
Application number: JP2007048654A
Authority: JP
Inventors: 智野村
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: JP2008210743A

Description

本発明は、複数の加熱口を有する誘導加熱調理器に関するものである。

従来の誘導加熱調理器は、複数の加熱口毎に、商用交流電源からの入力電流を検出するカレントトランスおよび入力電流検出回路と、商用交流電源を直流電源に変換する整流回路およびインバータ回路とを有し、加熱口毎にそれぞれ入力電流を検出してインバータ回路の駆動信号を制御し、入力電力を調整するようにしている（例えば、特許文献１）。
また、この種の誘導加熱調理器として、複数の加熱口に対し共通の整流回路およびチョークコイルとフィルタコンデンサと、加熱口毎にインバータ回路を備えたものがある(例えば、特許文献２)。

特開２００１−２６７０５２号公報特開昭５８−１６９７９１号公報

しかしながら、特許文献２に示す整流回路等の電源回路を共有化して小形・低コスト化した回路構成において、特許文献１の商用交流電源からの入力電流を検出するカレントトランス及び入力電流検出回路を適用しても、複数の加熱口を合わせた入力電流しか検出できず、個々の加熱口に対して個々に入力電力を制御できないという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、複数の加熱口に対して電源回路側を共通化しても、加熱口毎に入力電力を制御できる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明に係る誘導加熱調理器は、交流電源を整流する整流回路と、整流回路からの入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、整流回路の出力を高周波電圧に変換し、個々の加熱コイルに印加する複数のインバータ回路と、複数のインバータ回路の入力側にそれぞれ設けられた複数のフィルタコンデンサと、整流回路と複数のフィルタコンデンサとの間にそれぞれ挿入された複数の電流検出抵抗及び逆流阻止ダイオードの直列回路と、複数の電流検出抵抗に生じる電圧から個々のインバータ回路の入力電流を検出する入力電流検出手段と、入力電圧検出手段で検出された入力電圧と入力電流検出手段で検出された個々のインバータ回路の入力電流から個々の加熱コイルへの電力を制御する制御手段とを備えたものである。

本発明においては、複数のインバータ回路の入力側にそれぞれフィルタコンデンサを設けたので、各インバータ回路で生成される高周波電流の整流回路側への漏洩を防止することができる。
また、入力電圧検出手段で検出された入力電圧と入力電流検出手段で検出された個々のインバータ回路の入力電流から個々の加熱コイルへの電力を制御するので、複数のインバータ回路に対し整流回路側を共有化することができ、回路の小型化、低コストを図ることができる。

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、図２は実施の形態１における誘導加熱調理器の入力電流検出回路の構成を示す図である。
図１において、商用交流電源１の低周波交流電力は整流回路２によって直流電力に変換され、その電圧は入力電圧検出器３で検出される。整流回路２で直流に変換された電力は、チョークコイル４を介して例えば３つのインバータ回路５ａ、５ｂ、５ｃにそれぞれ入力される。

インバータ回路５ａは、整流回路２の出力間に直列に接続された２個のスイッチング素子６ａ、７ａ（以下、スイッチング素子６ａを「上スイッチ６ａ」、スイッチング素子７ａを「下スイッチ７ａ」と呼ぶ）と、この上下スイッチ６ａ、７ａにそれぞれ逆並列に接続されたダイオード８ａ、９ａと、下スイッチ７ａに並列に接続された加熱コイル１０ａおよび共振コンデンサ１１ａの負荷回路とを有している。上スイッチ６ａと下スイッチ７ａは、駆動回路１２ａからの駆動信号により交互にオンオフ駆動されて高周波電圧を発生し、負荷回路の加熱コイル１０ａと共振コンデンサ１１ａとに高周波電流を流す。この負荷回路に流れる高周波電流は、上スイッチ６ａおよびその逆並列ダイオード８ａにも流れるが、インバータ回路５ａの入力側に設けられたフィルタコンデンサ１３ａにより整流回路２側への高周波電流の漏洩は抑制されている。

上記のように、インバータ回路５ａで発生した高周波電流はフィルタコンデンサ１３ａでバイパスされ、整流回路２側への漏洩が抑えられているので、フィルタコンデンサ１３ａと整流回路２の間には、ほぼ低周波の入力電流のみが流れる。フィルタコンデンサ１３ａと整流回路２の間に、電流検出抵抗１４ａと逆流阻止ダイオード１５ａの直列回路が設けられており、低周波入力電流により電流検出抵抗１４ａに生じる電圧を入力電流検出回路１６ａが検出する。この入力電流検出回路１６ａは、図２に示すように、差分増幅回路１８ａとフィルタ回路１９ａとで構成され、電流検出抵抗１４ａに発生した電圧を差分増幅回路１８ａで振幅を調整して入力電流を検出し、フィルタ回路１９ａで平滑して制御部１７へ出力する。電流検出抵抗１４ａと直列に接続された逆流阻止ダイオード１５ａは、並列に接続された他のインバータ回路５ｂ、５ｃの動作による電流が電流検出抵抗１４ａに流れないように防止するためである。

なお、図１に示す他のインバータ回路５ｂ、５ｃは、上述したインバータ回路５ａと同じ構成であり、また、インバータ回路５ｂ、５ｃ側の入力電流検出回路１６ｂ、１６ｃは、上述した入力電流検出回路１６ａと同じ構成からなり、説明を省略する。

制御部１７は、誘導加熱調理器全体を制御する回路部で、３つのインバータ回路５ａ、５ｂ、５ｃをそれぞれ制御している際、入力電圧検出器３により検出された入力電圧と、各インバータ回路５ａ、５ｂ、５ｃに設けられた入力電流検出回路１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより検出された入力電流とから、各加熱口の個々の入力電力を算出し、それぞれの加熱口に設定された火力（電力）と同一になるように各インバータ回路５ａ、５ｂ、５ｃの駆動回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃを制御する。つまり、入力電力を制御して火力と同一になるようにする。

以上のように実施の形態１によれば、３つのインバータ回路５ａ、５ｂ、５ｃの入力側にそれぞれフィルタコンデンサ１３ａ〜１３ｃを設けたので、各インバータ回路５ａ、５ｂ、５ｃで生成される高周波電流の整流回路２側への漏洩を防止することができる。
また、整流回路２とフィルタコンデンサ１３ａ〜１３ｃとの間にそれぞれ電流検出抵抗１４ａ〜１４ｃを挿入し、各抵抗１４ａ〜１４ｃに流れる低周波電流により生じる電圧から各インバータ回路５ａ、５ｂ、５ｃの入力電流をそれぞれ検出する入力電流検出回路１６ａ〜１６ｃを備えたので、加熱口毎に入力電力を制御することができる。このため、３つのインバータ回路５ａ、５ｂ、５ｃに対し整流回路２とチョークコイル４を共有化することができるようになり、回路の小型化、低コスト化を図ることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、複数の加熱口のインバータ回路５ａ〜５ｃとして全てハーフブリッジ型を用いたものであったが、実施の形態２は、ハーフブリッジ型とフルブリッジ型のインバータ回路を備えたものである。
図３は実施の形態２における誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。なお、実施の形態２においては、フルブリッジ型インバータ回路５ｄを除いて他の各部品は図１で説明した実施の形態１と同じである。
フルブリッジ型のインバータ回路５ｄの入力側に、インバータ回路５ｄで生じる高周波電流をバイパスして整流回路２側に漏洩するのを抑制するフィルタコンデンサ１３ｄが設けられている。また、フィルタコンデンサ１３ｄと整流回路２の間に電流検出抵抗１４ｄと逆流阻止ダイオード１５ｄとが挿入され、その電流検出抵抗１４ｄに流れる低周波入力電流により生じる電圧から入力電流を検出する入力電流検出回路１６ｄが設けられている。

実施の形態２においては、フルブリッジ型とハーフブリッジ型のインバータ回路５ｄ、５ｅの入力側にそれぞれフィルタコンデンサ１３ｄ、１３ｅを設けたので、各インバータ回路５ｄ、５ｅで生成される高周波電流の整流回路２側への漏洩を防止することができる。また、整流回路２とフィルタコンデンサ１３ｄ、１３ｅとの間にそれぞれ電流検出抵抗１４ｄ、１４ｅを挿入し、各抵抗１４ｄ、１４ｅに流れる低周波電流により生じる電圧から各インバータ回路５ｄ、５ｅの入力電流をそれぞれ検出する入力電流検出回路１６ｄ、１６ｅを備えたので、加熱口毎に入力電力を制御することができる。このため、２つのインバータ回路５ｄ、５ｅに対し整流回路２とチョークコイル４を共有化することができるようになり、回路の小型化、低コスト化を図ることができる。

実施の形態３．
上記の実施の形態１、２では、複数のインバータ回路５ａ〜５ｃ、５ｄ、５ｅに対し整流回路２とチョークコイル４を共有化していたが、実施の形態３は、図４に示すように、インバータ回路５ｆ、５ｇの入力側にそれぞれチョークコイル４ｆ、４ｇを挿入したものである。
このように構成した場合も、２つのインバータ回路５ｆ、５ｇの入力側にそれぞれフィルタコンデンサ１３ｆ、１３ｇを設けたので、各インバータ回路５ｆ、５ｇで生成される高周波電流の整流回路２側への漏洩を防止することができる。また、整流回路２とフィルタコンデンサ１３ｆ、１３ｇとの間にそれぞれ電流検出抵抗１４ｆ、１４ｇを挿入し、各抵抗１４ｆ、１４ｇに流れる低周波電流により生じる電圧から各インバータ回路５ｆ、５ｇの入力電流をそれぞれ検出する入力電流検出回路１６ｆ、１６ｇを備えたので、加熱口毎に入力電力を制御することができる。

なお、図４ではチョークコイル４ｆ、４ｇを整流回路２の高電位側出力とフィルタコンデンサ１３ｆ、１３ｇとの間に配したが、図５に示すように逆流阻止ダイオード１５ｆ、１５ｇとフィルタコンデンサ１３ｆ、１３ｇとの間に配することとしてもよい。この構成とすれば、実施の形態１および実施の形態２と同様に複数のインバータ回路の入力電源の高電位側を共通とすることができるので、図６に示すような複数のＩＧＢＴを内蔵するパワーモジュール（高電位側電源入力が共通端子で、低電位側電源入力が個別端子となっているモジュール）を使用することも可能であり、回路構成をより小形化することができる。

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。実施の形態１における誘導加熱調理器の入力電流検出回路の構成を示す図である。実施の形態２における誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。実施の形態３における誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。実施の形態３における誘導加熱調理器の別の回路構成を示す図である。複数のＩＧＢＴを内蔵するパワーモジュールの回路構成の一例を示す図である。

符号の説明

１商用交流電源、２整流回路、３入力電圧検出器、４チョークコイル、５ａ〜ｇインバータ回路、１０ａ〜１０ｇ加熱コイル、１３ａ〜１３ｇフィルタコンデンサ、１４ａ〜１４ｇ電流検出抵抗、１５ａ〜１５ｇ逆流阻止ダイオード、１６ａ〜１６ｇ入力電流検出回路、１７制御部。

Claims

交流電源を整流する整流回路と、
前記整流回路からの入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、
前記整流回路の出力を高周波電圧に変換し、個々の加熱コイルに印加する複数のインバータ回路と、
前記複数のインバータ回路の入力側にそれぞれ設けられた複数のフィルタコンデンサと、
前記整流回路と前記複数のフィルタコンデンサとの間にそれぞれ挿入された複数の電流検出抵抗及び逆流阻止ダイオードの直列回路と、
前記複数の電流検出抵抗に生じる電圧から個々のインバータ回路の入力電流を検出する入力電流検出手段と、
前記入力電圧検出手段で検出された入力電圧と前記入力電流検出手段で検出された個々のインバータ回路の入力電流から個々の加熱コイルへの電力を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。