JP4948351B2 - Induction heating cooker - Google Patents
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Description
本発明は、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.
従来、電磁調理器に関し、『被加熱物、例えば鍋の底部寸法に拘わらず、十分な加熱電力と均一な加熱パターンが得られる安全構造の電磁調理器用加熱コイルを提供する。』ことを目的とした技術として、『内側コイル1と外側コイル2を同心上且つ略同一平面上に電気的に分離して配するとともに、各コイル1,2をその円周方向の高周波電流が同一方向となるように並列接続し、電源3から高周波電流を供給して小型鍋5を加熱する際に、加熱電力を内側コイル1に集中させるようにした。』というものが提案されている(特許文献1)。
2. Description of the Related Art Conventionally, regarding an electromagnetic cooker, “a heating coil for an electromagnetic cooker having a safety structure capable of obtaining sufficient heating power and a uniform heating pattern regardless of the size of an object to be heated, such as a pan, is provided. As a technique for the purpose of the above, “the
なお、上記特許文献1に記載の技術によれば、『外径と同程度乃至それ以上の大型の被加熱物に対しては、従来のように一つの加熱コイルとほぼ同様に機能する一方、外側に位置する加熱コイルの内径以下の小型の被加熱物に対しては、誘導加熱に寄与する加熱コイルの高周波電流が増加するので、被加熱物の大小に拘らず、調理上十分な加熱電力値が得られる効果がある。さらに、小型の被加熱物の誘導加熱に寄与しない加熱コイルについては、その高周波電流が減少するので、電磁界の漏洩が従来よりも少なくなり、安全性が向上する』という効果がある。
In addition, according to the technique described in the above-mentioned
誘導加熱調理器用の鍋の中には、アルミ製鍋の底に磁性金属を溶射または貼り付けたものがある。
このような鍋において、磁性金属が溶射等されていないアルミ部分が加熱コイル上方に載置されると、外加熱コイルに流れる電流が大きくなってスイッチング素子が過電流破壊するおそれがあるため、加熱動作よりも電流抑制を優先する必要があり、加熱に必要な電力が得られず、十分な加熱を行うことができない場合があった。
Some pans for induction heating cookers have magnetic metal sprayed or pasted on the bottom of an aluminum pan.
In such a pan, if an aluminum part that is not thermally sprayed with magnetic metal is placed above the heating coil, the current flowing through the outer heating coil increases and the switching element may be overcurrent destroyed. It is necessary to prioritize current suppression over operation, and electric power necessary for heating cannot be obtained, and sufficient heating cannot be performed in some cases.
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あり、鍋底の一部がアルミ等の低抵抗非磁性材質の鍋に対しても十分な加熱を行うこと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 induction heating cooking in which a part of the pan bottom can sufficiently heat even a pan made of a low-resistance nonmagnetic material such as aluminum. The purpose is to obtain a vessel.
本発明に係る誘導加熱調理器は、交流電力を整流して直流電力に変換する直流電源回路と、同心円状に配設した内加熱コイルおよび外加熱コイルと、内加熱コイルおよび外加熱コイルに交流電流を供給するインバータと、内加熱コイルに流れる電流を検出する内加熱コイル電流検出手段と、外加熱コイルに流れる電流を検出する外加熱コイル電流検出手段と、インバータを駆動制御する制御手段と、を備え、インバータは、共通アーム、内加熱コイル用アーム、および外加熱コイル用アームを有し、各アームは、直流電源回路の出力直流母線間に2個直列に接続したスイッチング素子を有し、共通アームから流れ出る電流の周回方向が内加熱コイルと外加熱コイルで同じ向きになるように接続されており、制御手段は、共通アームのスイッチング素子への駆動信号と内加熱コイル用アームのスイッチング素子への駆動信号との位相差α、および、共通アームのスイッチング素子への駆動信号と外加熱コイル用アームのスイッチング素子への駆動信号との位相差βを調整することにより、直流電源回路への入力電力が設定値となるように制御するとともに、内加熱コイルに流れる電流が外加熱コイルに流れる電流より大きい場合は、位相差αを縮小し、または位相差βを拡大し、外加熱コイルに流れる電流が内加熱コイルに流れる電流より大きい場合は、位相差αを拡大し、または位相差βを縮小して、内加熱コイルに流れる電流と外加熱コイルに流れる電流が略同等の大きさとするように制御するものである。 An induction heating cooker according to the present invention includes a DC power supply circuit that rectifies AC power and converts it into DC power, an inner heating coil and an outer heating coil arranged concentrically, and an AC to the inner heating coil and the outer heating coil. An inverter for supplying current, an inner heating coil current detecting means for detecting a current flowing in the inner heating coil, an outer heating coil current detecting means for detecting a current flowing in the outer heating coil, and a control means for driving and controlling the inverter ; The inverter has a common arm, an inner heating coil arm, and an outer heating coil arm, each arm having two switching elements connected in series between the output DC buses of the DC power supply circuit , It is connected so that the circulation direction of the current flowing out from the common arm is the same in the inner heating coil and the outer heating coil, and the control means is a switch of the common arm. Phase difference between the drive signals to the switching elements of the drive signal and the internal heat arm coil to grayed element alpha, and a drive signal to the switching element driving signal and the arm outer heating coil to the switching elements of the common arm of by adjusting the phase difference beta, together with the input power to the DC power supply circuit is controlled to the set value, if the current flowing through the inner heating coil is greater than the current flowing through the outer heating coil, the phase difference α When the current flowing through the outer heating coil is larger than the current flowing through the inner heating coil, the phase difference α is increased or the phase difference β is reduced to flow through the inner heating coil. Control is performed so that the current and the current flowing through the external heating coil have substantially the same magnitude.
本発明に係る誘導加熱調理器によれば、内加熱コイルと外加熱コイルに流れる電流を略同等に制御するとともに、位相差の調整により入力電力を制御するので、スイッチング素子に過電流が流れることを防止するとともに、鍋底の一部がアルミ等の低抵抗非磁性材質の鍋に対しても、所望の入力電力を得て十分な加熱を行うことができる。 According to the induction heating cooker according to the present invention, the current flowing through the inner heating coil and the outer heating coil is controlled approximately equally, and the input power is controlled by adjusting the phase difference, so that an overcurrent flows through the switching element. In addition, it is possible to obtain sufficient input power and perform sufficient heating even for a pan having a low resistance non-magnetic material such as aluminum.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る誘導加熱調理器の回路図である。
図1において、商用交流電源1から供給される交流電力は、直流電源回路10で直流電力に変換される。
直流電源回路10は、交流電力を整流する整流ダイオードブリッジ11、リアクトル12、平滑コンデンサ13から構成されている。直流電源回路10へ入力される入力電流は入力電流検出手段2によって検出される。
直流電源回路10で直流電力に変換された電力は、後述のアーム20、30、40からなるインバータ回路100に供給される。
FIG. 1 is a circuit diagram of an induction heating cooker according to
In FIG. 1, AC power supplied from a commercial
The DC
The power converted into DC power by the DC
インバータ回路100は、3つのアーム20、30、40からなる。
各アームは、直流電源回路10の出力母線間に直列に接続された2個のスイッチング素子(例えば、IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)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つのアーム20〜40は、アーム30を共通とし、アーム20と30、およびアーム30と40が、それぞれフルブリッジ回路を構成する。
アーム20と30からなるフルブリッジ回路は後述の内加熱コイル51に、アーム30と40からなるフルブリッジ回路は後述の外加熱コイル52に、交流電流を供給する。
The
Each arm is constituted by two switching elements (for example, an IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor) connected in series between output buses of the DC
The three
The full bridge circuit composed of the
以後、各アーム20〜40の高電位母線側のスイッチング素子をそれぞれ上スイッチ21、31、41、低電位母線側のスイッチング素子をそれぞれ下スイッチ22、32、42と呼ぶ。
また、必要に応じて、アーム30を共通アーム、アーム20を内加熱コイル用アーム、アーム40を外加熱コイル用アームと呼ぶ。
Hereinafter, the switching elements on the high potential bus side of each
Further, as necessary, the
共通アーム30は、後述する内加熱コイル負荷回路および外加熱コイル負荷回路に接続されたアームである。
共通アーム30は、上スイッチ31および下スイッチ32と、これらにそれぞれ逆並列に接続されたダイオードとから構成され、上スイッチ31と下スイッチ32の接続点が共通アーム30の出力点となっている。
下スイッチ32にはスナバコンデンサ33が並列に接続されている。
The
The
A snubber capacitor 33 is connected to the lower switch 32 in parallel.
内加熱コイル用アーム20は、後述する内加熱コイル負荷回路が接続されたアームである。
内加熱コイル用アーム20は、上スイッチ21および下スイッチ22と、これらにそれぞれ逆並列に接続されたダイオードとから構成され、上スイッチ21と下スイッチ22の接続点が内加熱コイル用アーム20の出力点となっている。
下スイッチ22にはスナバコンデンサ23が並列に接続されている。
The inner
The inner
A
外加熱コイル用アーム40は、後述する外加熱コイル負荷回路が接続されたアームである。
外加熱コイル用アーム40は、上スイッチ41および下スイッチ42と、これらにそれぞれ逆並列に接続されたダイオードとから構成され、上スイッチ41と下スイッチ42の接続点が外加熱コイル用アーム40の出力点となっている。
下スイッチ42にはスナバコンデンサ43が並列に接続されている。
The external
The outer
A snubber capacitor 43 is connected to the lower switch 42 in parallel.
各アーム20〜40が備えるスイッチング素子は、制御手段61の指示に基づきオンオフ駆動される。
制御手段61は、上スイッチ21をオン状態にしている間は下スイッチ22をオフ状態にし、上スイッチ21をオフ状態にしている間は下スイッチ22をオン状態にするよう、各スイッチを交互に駆動制御する。その他のスイッチング素子についても同様に交互に駆動制御される。
The switching elements included in the
The control means 61 turns each switch alternately so that the
スナバコンデンサ23、33、43はそれぞれ、内加熱コイル用アーム20、共通アーム30、外加熱コイル用アーム40の各スイッチ21、22、31、32、41、42のターンオフ時の出力電圧変動を遅延させ、各スイッチング素子のターンオフ損失を低減するために設けられている。
The
内加熱コイル51は、略円形に巻回された小径の加熱用コイルである。
外加熱コイル52は、略円形に巻回された大径の加熱用コイルである。
外加熱コイル52は、内加熱コイル51の外周に、両加熱コイルの中心位置が略一致するように配設されている。
内加熱コイル51と外加熱コイル52は、共通アーム30から見て、同一周回方向に巻回され、共通アーム30から流れ出る電流の周回方向が内加熱コイル51と外加熱コイル52で同じ向きになるように接続されている。
また、内加熱コイル51と外加熱コイル52は、鍋底材質が均一の大径鍋が載置された状態(後述する図2(a)の状態)で、そのインピーダンス値が略同等となるように調整されているものとする。
The
The
The
The
Further, the
内共振コンデンサ53は、内加熱コイル51に直列に接続され、内加熱コイル51とともに直列共振回路(内加熱コイル負荷回路)を形成する。
この内加熱コイル負荷回路は、共通アーム30の出力点(上スイッチ31と下スイッチ32の接続点)と、内加熱コイル用アーム20の出力点(上スイッチ21と下スイッチ22の接続点)との間に接続される。
The inner resonance capacitor 53 is connected in series to the
This inner heating coil load circuit includes an output point of the common arm 30 (a connection point between the upper switch 31 and the lower switch 32), an output point of the inner heating coil arm 20 (a connection point between the upper switch 21 and the lower switch 22), and Connected between.
外共振コンデンサ54は、外加熱コイル54に直列に接続され、外加熱コイル52とともに直列共振回路(外加熱コイル負荷回路)を形成する。
この外加熱コイル負荷回路は、共通アーム30の出力点と、外加熱コイル用アーム40の出力点(上スイッチ41と下スイッチ42の接続点)との間に接続される。
The external resonance capacitor 54 is connected in series to the external heating coil 54 and forms a serial resonance circuit (external heating coil load circuit) together with the
This external heating coil load circuit is connected between the output point of the
内加熱コイル電流検出手段55は、内加熱コイル51に流れる電流を検出し、制御手段61に検出値を出力する。
外加熱コイル電流検出手段56は、外加熱コイル52に流れる電流を検出し、制御手段61に検出値を出力する。
The internal heating coil current detection means 55 detects the current flowing through the
The external heating coil current detection unit 56 detects a current flowing through the
制御手段61は、図1の誘導加熱調理器全体を制御するものであり、各スイッチング素子の駆動制御を行う。また、制御手段61は、図示しない操作部からの指示入力に基づき、加熱出力などの動作を制御する。 The control means 61 controls the whole induction heating cooker of FIG. 1, and performs drive control of each switching element. Moreover, the control means 61 controls operation | movement, such as a heating output, based on the instruction | indication input from the operation part which is not shown in figure.
また、制御手段61は、各スイッチング素子の駆動信号の位相差を制御することで、入力電流検出回路2の検出値に基づく電力を、操作部からの入力指示により設定された電力になるようにするとともに、内加熱コイル電流検出手段55の検出値と外加熱コイル電流検出手段56の検出値が略同等となるように制御する。
各アーム20〜40に出力される駆動信号は、内加熱コイル負荷回路および外加熱コイル負荷回路の共振周波数よりも高い駆動周波数で出力され、各負荷回路に流れる電流が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される。
Further, the control means 61 controls the phase difference of the drive signal of each switching element so that the power based on the detection value of the input
The drive signal output to each of the
なお、上述の各スイッチング素子の駆動信号の位相差とは、以下の(1)(2)の2つである。詳細は後述の図3〜図4で説明する。
(1)共通アーム30への駆動信号と内加熱コイル用アーム20への駆動信号との位相差
(2)共通アーム30への駆動信号と外加熱コイル用アーム40への駆動信号との位相差
In addition, the phase difference of the drive signal of each switching element described above is the following two (1) and (2). Details will be described later with reference to FIGS.
(1) Phase difference between drive signal to
制御手段61は、その機能を実現する回路デバイス等のハードウェアで構成することもできるし、マイコンやCPUのような演算装置とその動作を規定するソフトウェアで構成することもできる。
また、制御手段61は、各スイッチング素子の駆動に必要な駆動回路(例えば駆動IC)を、必要に応じて適宜備える。
The control means 61 can be configured by hardware such as a circuit device that realizes the function, or can be configured by an arithmetic device such as a microcomputer or a CPU and software that defines the operation thereof.
Further, the control means 61 appropriately includes a drive circuit (for example, a drive IC) necessary for driving each switching element as necessary.
以上、本実施の形態1に係る誘導加熱調理器の回路構成を説明した。
次に、鍋の材質や大きさによって外加熱コイル52に過電流が流れる場合について、鍋の材質や大きさごとの差異と併せて説明する。
The circuit configuration of the induction heating cooker according to the first embodiment has been described above.
Next, the case where an overcurrent flows through the
図2は、内加熱コイル51および外加熱コイル52に、トッププレート71を介して各種の鍋を載置した場合の、加熱コイルに流れる電流により生ずる磁束と鍋底との位置関係を示したものである。
FIG. 2 shows the positional relationship between the magnetic flux generated by the current flowing through the heating coil and the bottom of the pan when various pans are placed on the
図2(a)は、鍋底の材質が径の位置によらず一様(以下、材質一様と記す)で、外加熱コイル52の外径より大きな大径鍋200aを載置した状態を示す。
図2(b)は、内加熱コイル51の外径より大きく外加熱コイル52の外径より小さい、材質一様の中径鍋200bを載置した状態を示す。
図2(c)は、材質一様で内加熱コイル51の外径以下の径の小径鍋200cを載置した状態を示す。
図2(d)は、アルミニウム合金を基材とし、その鍋底に磁性金属を溶射や貼り付け等した大径鍋(鍋底の材質が径の位置により異なる鍋)200dを載置した状態を示す。
図2(e)は、鍋を載置していない無負荷の状態を示す。
FIG. 2A shows a state in which a large-
FIG. 2B shows a state in which a medium-sized medium-
FIG. 2C shows a state in which a small-
FIG. 2 (d) shows a state in which a large-diameter pan (a pan having a different material depending on the position of the diameter) 200d, in which an aluminum alloy is used as a base material, and a magnetic metal is sprayed or pasted on the pan bottom, is placed.
FIG.2 (e) shows the no-load state which has not mounted the pan.
図2において、内加熱コイル51および外加熱コイル52の周囲の破線矢印は、内・外加熱コイルに流れる高周波電流により生ずる高周波磁束を示す。この高周波磁束は、電流の向きに応じて反転する。
In FIG. 2, broken line arrows around the
図2(a)に示した材質一様の大径鍋200aを載置した場合には、内加熱コイル51に流れる高周波電流による磁束も、外加熱コイル52に流れる高周波電流による磁束も、同じ様に鍋底に鎖交して鍋底に渦電流を誘導する。
When the large-
図2(b)に示した材質一様の中径鍋200bを載置した場合には、内加熱コイル51に流れる高周波電流により生ずる磁束は中径鍋200bの鍋底に鎖交するが、外加熱コイル52に流れる高周波電流により生ずる磁束のうち中径鍋200bの鍋底に鎖交しない磁束が増える。
When the uniform medium-
図2(c)に示した材質一様の小径鍋200cを載置した場合には、内加熱コイル51に流れる高周波電流により生ずる磁束は小径鍋200cの鍋底に鎖交するが、外加熱コイル52に流れる高周波電流により生じ小径鍋200cの鍋底に鎖交しない磁束が大幅に増え、外加熱コイル52のインピーダンスが大きくなって外加熱コイル電流は減る。
また、鍋底に鎖交する磁束が減ることで、鍋底に流れる誘導渦電流により消費される電力が減るため、入力電流が小さくなる。
When the small-
Moreover, since the magnetic flux linked to the bottom of the pan is reduced, the power consumed by the induced eddy current flowing in the bottom of the pan is reduced, so the input current is reduced.
図2(d)の磁性金属を鍋底に溶射等したアルミニウム合金の大径鍋200dを載置した場合には、内加熱コイル51に流れる高周波電流により生ずる磁束は鍋底に溶射等した磁性金属部分に鎖交するが、外加熱コイル52に流れる高周波電流により生ずる磁束は磁性金属が溶射等されていないアルミニウム合金部分にも鎖交する。
そのため、大きな誘導渦電流がそのアルミニウム合金部分に流れて磁束を打ち消し、内加熱コイル負荷回路のインピーダンスが小さくなるため、内加熱コイル負荷回路と外加熱コイル負荷回路に同一電圧を印加した場合には、外加熱コイル電流は内加熱コイル電流より大幅に大きくなる。
When an aluminum alloy large-
Therefore, a large induced eddy current flows through the aluminum alloy part, canceling out the magnetic flux, and the impedance of the inner heating coil load circuit is reduced. Therefore, when the same voltage is applied to the inner heating coil load circuit and the outer heating coil load circuit, The outer heating coil current is significantly larger than the inner heating coil current.
図2(e)に示した無負荷状態では、内加熱コイル51に流れる高周波電流により生ずる磁束も、外加熱コイル52に流れる高周波電流により生ずる磁束も、鍋底に鎖交することがなく、鍋底で電力が消費されないので、入力電流は小さくなる。
In the no-load state shown in FIG. 2 (e), neither the magnetic flux generated by the high-frequency current flowing in the
以上説明したように、鍋の材質や大きさによって、外加熱コイル52に流れる電流は大きく変化する。
特に、外加熱コイル52に過大な電流が流れる場合は、スイッチング素子の過電流破壊を防ぐため電流を抑える必要があり、これにより十分な入力電力が得られず、加熱出力が不足してしまうことがある。
図2の例では、図2(d)の場合において、アルミ部分に係る外加熱コイル52の電流を抑えることにより、アルミ部分の加熱に必要な大出力が得られないため、火力不足や加熱の偏りが生じる場合がある。
As described above, the current flowing through the
In particular, when an excessive current flows through the
In the example of FIG. 2, in the case of FIG. 2D, since the large output necessary for heating the aluminum portion cannot be obtained by suppressing the current of the
以上、図2(a)〜(e)を用いて、加熱コイルの電流を抑えることで加熱出力が不足する例について説明した。
以下、本実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱制御動作の詳細を説明するが、これに先立ち、本実施の形態1で用いる位相差制御の概要について、図3を用いて説明する。
As described above, the example in which the heating output is insufficient by suppressing the current of the heating coil has been described with reference to FIGS.
Hereinafter, the details of the heating control operation of the induction heating cooker according to the first embodiment will be described. Prior to this, the outline of the phase difference control used in the first embodiment will be described with reference to FIG.
図3は、各アーム20〜40に出力される駆動信号の例である。ここでは、内加熱コイル負荷回路および外加熱コイル負荷回路に高周波電力を出力する場合の駆動信号の一例を示す。
制御手段61は、共通アーム30の上スイッチ31および下スイッチ32に高周波の駆動信号を出力するとともに、その駆動信号より位相の進んだ駆動信号を、内加熱コイル用アーム20の上スイッチ21と下スイッチ22、外加熱コイル用アーム40の上スイッチ41と下スイッチ42に出力する。
FIG. 3 is an example of a drive signal output to each arm 20-40. Here, an example of a drive signal when high frequency power is output to the inner heating coil load circuit and the outer heating coil load circuit is shown.
The control means 61 outputs a high-frequency drive signal to the upper switch 31 and the lower switch 32 of the
内加熱コイル位相差αは、共通アーム30の上スイッチ31および下スイッチ32への駆動信号に対する、内加熱コイル用アーム20の上スイッチ21および下スイッチ22への駆動信号の位相差である。
外加熱コイル位相差βは、共通アーム30の上スイッチ31および下スイッチ32への駆動信号に対する、外加熱コイル用アーム40の上スイッチ41および下スイッチ42への駆動信号の位相差である。
The inner heating coil phase difference α is a phase difference between driving signals to the upper switch 21 and the
The external heating coil phase difference β is a phase difference between the driving signals to the upper switch 41 and the lower switch 42 for the outer
各アームの出力点(上スイッチと下スイッチの接続点)には、上スイッチと下スイッチのオンオフ状態に応じて、直流電源回路2の出力である高電位側母線電位、あるいは低電位側母線電位が、高周波で切り替わって出力される。
内加熱コイル負荷回路には、共通アーム30の出力点と内加熱コイル用アーム20の出力点の電位差が電圧として印加され、外加熱コイル負荷回路には、共通アーム30の出力点と外加熱コイル用アーム40の出力点の電位差が電圧として印加される。
The output point of each arm (the connection point between the upper switch and the lower switch) has a high potential side bus potential or a low potential side bus potential that is the output of the DC
The potential difference between the output point of the
したがって、共通アーム30の上下スイッチへの駆動信号と内加熱コイル用アーム20の上下スイッチへの駆動信号の位相差α、および、共通アーム30の上下スイッチへの駆動信号と外加熱コイル用アーム40の上下スイッチへの駆動信号との位相差βを、異なる値(α≠β)にすることにより、内加熱コイル負荷回路および外加熱コイル負荷回路に印加する高周波電圧を、それぞれ異なる値に設定することができる。
Accordingly, the phase difference α between the drive signal to the upper / lower switch of the
制御手段61は、図3の駆動信号例のように、共通アーム30と各アームとの駆動信号の位相差を制御することにより、各加熱コイルに印加される電圧を可変させ、もって加熱出力や各加熱コイル電流を制御することができる。
即ち、制御手段61は、入力電流検出手段2によって検出された入力電流に基づき入力電力を求め、図3中の位相差αおよびβを調整することで印加電圧を制御し、操作部で設定された加熱出力が得られるように加熱動作を制御することができる。
As shown in the drive signal example of FIG. 3, the control means 61 controls the phase difference between the drive signals of the
That is, the control unit 61 obtains input power based on the input current detected by the input
なお、図3では、内加熱コイル負荷回路と外加熱コイル負荷回路へ異なる印加電圧を出力し、内加熱コイル負荷回路への印加電圧を外加熱コイル負荷回路への印加電圧より大きくした例を示した(図中のβ<α)。 FIG. 3 shows an example in which different applied voltages are output to the internal heating coil load circuit and the external heating coil load circuit, and the applied voltage to the internal heating coil load circuit is larger than the applied voltage to the external heating coil load circuit. (Β <α in the figure).
以上、本実施の形態1で用いる位相差制御の概要について、図3を用いて説明した。
次に、本実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱制御動作の詳細を説明する。
The outline of the phase difference control used in the first embodiment has been described above with reference to FIG.
Next, the details of the heating control operation of the induction heating cooker according to the first embodiment will be described.
図4は、本実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱制御動作フローである。以下、各ステップについて説明する。なお、図4中の位相差αとβは、図3中の位相差αとβに相当する。 FIG. 4 is a heating control operation flow of the induction heating cooker according to the first embodiment. Hereinafter, each step will be described. Note that the phase differences α and β in FIG. 4 correspond to the phase differences α and β in FIG.
(S401)
制御手段61は、操作部からの加熱開始指示の入力により加熱制御処理を開始する。
加熱開始指示が入力されると、制御手段61は各アーム20〜40を制御して、内加熱コイル負荷回路と外加熱コイル負荷回路に所定の同一の高周波電圧を印加する。
このとき、制御手段61は、位相差α、βを同一の初期値に設定し、共通アーム30、内加熱コイル用アーム20、および外加熱コイル用アーム40の上下スイッチへ所定の駆動信号出力を開始する。
(S401)
The control means 61 starts the heating control process in response to an input of a heating start instruction from the operation unit.
When a heating start instruction is input, the control unit 61 controls each of the
At this time, the control means 61 sets the phase differences α and β to the same initial value, and outputs predetermined drive signal outputs to the upper and lower switches of the
(S402)
制御手段61は、入力電流検出回路2、内加熱コイル電流検出手段55、および外加熱コイル電流検出手段56より、入力電流、内加熱コイル電流、および外加熱コイル電流を取得する。
(S403)
制御手段61は、外加熱コイル用アーム40を駆動中か否か判定する。駆動中であればステップS408へ進み、停止中であればステップS404へ進む。
(S402)
The control means 61 acquires the input current, the internal heating coil current, and the external heating coil current from the input
(S403)
The control means 61 determines whether or not the outer
(S404)
制御手段61は、内加熱コイル電流がインバータ回路100のスイッチング素子にダメージを与えるような過大な電流か否か判定する。過電流であればステップS405へ進み、過電流でなければステップS406へ進む。
(S405)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20への駆動信号の位相を遅らせて共通アーム30への駆動信号との位相差αを縮小し、内加熱コイル電流を抑制する。
(S404)
The control means 61 determines whether or not the internal heating coil current is an excessive current that damages the switching element of the
(S405)
The control means 61 delays the phase of the drive signal to the inner
(S406)
制御手段61は、ステップS402で検出した入力電流から求めた入力電力と、操作部から設定された電力とを比較する。
入力電力の方が大きい場合にはステップS405へ進み、設定電力の方が大きい場合にはステップS407へ進み、入力電力と設定電力が略同等であれば内加熱コイル用アーム20への駆動信号の位相はそのままとしてステップS424へ進む。
(S407)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20への駆動信号の位相を進めて共通アーム30への駆動信号との位相差αを拡大し、内加熱コイル電流を増加させる。
(S406)
The control means 61 compares the input power obtained from the input current detected in step S402 with the power set from the operation unit.
If the input power is larger, the process proceeds to step S405. If the set power is larger, the process proceeds to step S407. If the input power is substantially equal to the set power, the drive signal to the inner
(S407)
The control means 61 advances the phase of the drive signal to the inner
(S408)
制御手段61は、ステップS402で検出した内加熱コイル電流と外加熱コイル電流を比較する。
内加熱コイル電流の方が大きい場合はステップS409へ進み、内加熱コイル電流より外加熱コイル電流の方が大きい場合はステップS414へ進み、内加熱コイル電流と外加熱コイル電流が略同等の場合はステップS421へ進む。
(S408)
The control means 61 compares the inner heating coil current detected in step S402 with the outer heating coil current.
If the inner heating coil current is larger, the process proceeds to step S409. If the outer heating coil current is larger than the inner heating coil current, the process proceeds to step S414. If the inner heating coil current and the outer heating coil current are substantially equal, Proceed to step S421.
(S409)
制御手段61は、内加熱コイル電流が過大な電流か否か判定する。過電流であればステップS410へ進み、過電流でなければステップS411へ進む。
(S410)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20への駆動信号の位相を遅らせて共通アーム30への駆動信号との位相差αを縮小し、内加熱コイル電流を抑制する。
(S409)
The control means 61 determines whether or not the internal heating coil current is an excessive current. If it is an overcurrent, the process proceeds to step S410. If not, the process proceeds to step S411.
(S410)
The control means 61 delays the phase of the drive signal to the inner
(S411)
制御手段61は、ステップS402で検出した入力電流から求めた入力電力と、操作部から設定された電力とを比較する。
入力電力の方が大きい場合にはステップS410へ進み、入力電力と設定電力が略同等であればステップS412へ進み、設定電力の方が大きい場合にはステップS413へ進む。
(S411)
The control means 61 compares the input power obtained from the input current detected in step S402 with the power set from the operation unit.
If the input power is larger, the process proceeds to step S410. If the input power is substantially equal to the set power, the process proceeds to step S412. If the set power is larger, the process proceeds to step S413.
(S412)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20への駆動信号の位相を遅らせ(位相差α縮小)、外加熱コイル用アーム40への駆動信号の位相を進める(位相差β拡大)。これにより、内加熱コイル電流を抑制し、外過熱コイル電流を増加させる。
(S413)
制御手段61は、外加熱コイル用アーム40への駆動信号の位相を進めて共通アーム30への駆動信号との位相差βを拡大し、外過熱コイル電流を増加させる。
(S412)
The control means 61 delays the phase of the drive signal to the inner heating coil arm 20 (phase difference α reduction) and advances the phase of the drive signal to the outer heating coil arm 40 (phase difference β enlargement). Thereby, the inner heating coil current is suppressed and the outer overheating coil current is increased.
(S413)
The control means 61 advances the phase of the drive signal to the
(S414)
制御手段61は、外加熱コイル電流が過大な電流か否か判定する。過電流であればステップS415へ進み、過電流でなければステップS418へ進む。
(S415)
制御手段61は、位相差βがあらかじめ定めた下限値より大きいか否か判定する。位相差βが下限値より大きければステップS416へ進み、下限値以下であればステップS417へ進む。
(S414)
The control means 61 determines whether or not the external heating coil current is an excessive current. If it is an overcurrent, the process proceeds to step S415. If not, the process proceeds to step S418.
(S415)
The control means 61 determines whether or not the phase difference β is larger than a predetermined lower limit value. If the phase difference β is larger than the lower limit value, the process proceeds to step S416, and if it is equal to or smaller than the lower limit value, the process proceeds to step S417.
(S416)
制御手段61は、外加熱コイル用アーム40への駆動信号の位相を遅らせて共通アーム30への駆動信号との位相差βを縮小し、外加熱コイル電流を抑制する。
(S417)
制御手段61は、外加熱コイル用アーム40への駆動信号出力を停止する。
(S416)
The control means 61 delays the phase of the drive signal to the external
(S417)
The control means 61 stops outputting the drive signal to the outer
(S418)
制御手段61は、ステップS402で検出した入力電流から求めた入力電力と、操作部から設定された電力とを比較する。
入力電力の方が大きい場合にはステップS415へ進み、入力電力と設定電力が略同等であればステップS420へ進み、設定電力の方が大きい場合にはステップS419へ進む。
(S419)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20へ出力する駆動信号の位相を進めて共通アーム30への駆動信号との位相差αを拡大し、内加熱コイル電流を増加させる。
(S420)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20への駆動信号の位相を進めて位相差αを拡大し、内加熱コイル電流を増加させる。
(S418)
The control means 61 compares the input power obtained from the input current detected in step S402 with the power set from the operation unit.
If the input power is larger, the process proceeds to step S415. If the input power is substantially equal to the set power, the process proceeds to step S420. If the set power is larger, the process proceeds to step S419.
(S419)
The control means 61 advances the phase of the drive signal output to the inner
(S420)
The control means 61 advances the phase of the drive signal to the inner
(S421)
制御手段61は、ステップS402で検出した入力電流から求めた入力電力と、操作部から設定された電力とを比較する。
設定電力の方が大きい場合にはステップS422へ進み、入力電力と設定電力が略同等であればステップS424へ進み、入力電力の方が大きい場合にはステップS423へ進む。
(S422)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20、および外加熱コイル用アーム40へ出力する駆動信号の位相を進め、共通アーム30への駆動信号との位相差α、βを拡大する。これにより内加熱コイル電流と外加熱コイル電流をともに増加させ、入力電力を設定電力に近づける。
(S423)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20への駆動信号の位相を遅らせて位相差αを縮小し、内加熱コイル電流を抑制する。
(S421)
The control means 61 compares the input power obtained from the input current detected in step S402 with the power set from the operation unit.
If the set power is larger, the process proceeds to step S422. If the input power and the set power are substantially equal, the process proceeds to step S424. If the input power is larger, the process proceeds to step S423.
(S422)
The control means 61 advances the phase of the drive signal output to the inner
(S423)
The control means 61 delays the phase of the drive signal to the inner
(S424)
制御手段61は、操作部から加熱を停止する指示入力があったか否かを判断する。停止指示入力が無い場合はステップS402へ戻り、停止指示が有る場合はステップS425へ進む。
(S425)
制御手段61は、各アームへの駆動信号を停止し、加熱出力制御処理を終了する。
(S424)
The control means 61 determines whether or not there is an instruction input for stopping the heating from the operation unit. If there is no stop instruction input, the process returns to step S402, and if there is a stop instruction, the process proceeds to step S425.
(S425)
The control means 61 stops the drive signal to each arm and ends the heating output control process.
以上の動作フローにより、制御手段61は、位相差αとβを調整することで、入力電力が設定電力となるように制御するとともに、内加熱コイル51と外加熱コイル52に過電流が流れることを抑制することができる。
即ち、制御手段61は、以下の(1)〜(3)の制御動作により、上述の目的を達成することができる。
With the above operation flow, the control means 61 controls the input power to be the set power by adjusting the phase differences α and β, and an overcurrent flows through the
That is, the control means 61 can achieve the above-described object by the following control operations (1) to (3).
(1)ステップS408において、内加熱コイル電流と外加熱コイル電流を略同等となるように監視することで、いずれか一方の加熱コイルのみに過電流が流れないように1次的に監視している。これにより、スイッチング素子の過電流破壊を防止する。
(2)各加熱コイルの電流が略同等でない場合は、ステップS409およびS414において過電流を2次的に監視し、スイッチング素子の過電流破壊を確実に防止する。
(3)各加熱コイルの電流が略同等であるか、もしくは過電流が生じていないという前提の下、各ステップにおける位相差αおよびβの拡大や縮小により、入力電力が設定電力となるように調整する。
(1) In step S408, the internal heating coil current and the external heating coil current are monitored so as to be substantially the same, so that overcurrent does not flow only in one of the heating coils. Yes. This prevents overcurrent destruction of the switching element.
(2) If the currents of the heating coils are not substantially equal, the overcurrent is secondarily monitored in steps S409 and S414 to reliably prevent overcurrent destruction of the switching element.
(3) Under the premise that the currents of the heating coils are substantially equal or that no overcurrent has occurred, the input power becomes the set power by expanding or reducing the phase differences α and β in each step. adjust.
図5は、外加熱コイル用アーム40への駆動信号出力を停止したときの駆動信号例を示すものである。
同図に示すように、共通アーム30の上スイッチ31および下スイッチ32に高周波の駆動信号を出力するとともに、その駆動信号より位相の進んだ駆動信号を内加熱コイル用アーム20の上スイッチ21と下スイッチ22に出力し、外加熱コイル用アーム40の上スイッチ41と下スイッチ42にはオフ信号を出力する。
その結果、共通アーム30の出力点および内加熱コイル用アーム20の出力点にはそれぞれ、直流電源回路10の出力である高電位側母線電位、あるいは低電位側母線電位が高周波で切り替わって出力される。
外加熱コイル用アーム40の出力点は、直流電源回路10の低電位側母線電位と高電位側母線電位の間にクランプされた状態で、出力電位は不定である。
したがって、内加熱コイル負荷回路には共通アーム30の出力点と内加熱コイル用アーム20の出力点の電位差として、直流電源回路10の出力電圧が位相差分だけ印加されるが、外加熱コイル負荷回路には外加熱コイル用アーム40の出力点電位が不定のため、高周波電圧は印加されない。
FIG. 5 shows an example of a drive signal when output of the drive signal to the outer
As shown in the figure, a high-frequency drive signal is output to the upper switch 31 and the lower switch 32 of the
As a result, the high potential side bus potential or the low potential side bus potential, which is the output of the DC
The output point of the
Therefore, the output voltage of the DC
以上のように、本実施の形態1では、内加熱コイル51および外加熱コイル52に同時かつ別個に通電する誘導加熱調理器において、鍋底の一部がアルミニウム合金等の低抵抗非磁性材質の鍋に対しても、内加熱コイル用アーム20への駆動信号と外加熱コイル用アーム40への駆動信号の位相を別個に制御して、内加熱コイル負荷回路と外加熱コイル負荷回路に印加する電圧を変えて、各加熱コイルに流れる電流を略同等になるように制御する。
そのため、何れかの負荷回路に過大な電流が流れることにより、インバータ回路100を構成するスイッチング素子にダメージを与えるのを回避することができる。
As described above, in the first embodiment, in the induction heating cooker in which the
Therefore, it is possible to avoid damaging the switching elements constituting the
また、本実施の形態1によれば、各加熱コイルの電流が略同等でない場合は、電流が大きい方のアームの位相差を調整し、加熱コイル電流を抑制するので、過電流を確実に防止することができる。 Further, according to the first embodiment, when the currents of the respective heating coils are not substantially equal, the phase difference of the arm having the larger current is adjusted and the heating coil current is suppressed, so that overcurrent is reliably prevented. can do.
また、本実施の形態1によれば、スイッチング素子に過電流が流れることを回避するとともに、入力電力が設定電力となるように位相差αおよびβを調整するので、加熱する鍋底の電気抵抗の高い部分に誘導渦電流を流して十分な加熱出力を得ることができる。 In addition, according to the first embodiment, the overcurrent is prevented from flowing through the switching element, and the phase differences α and β are adjusted so that the input power becomes the set power. Sufficient heating output can be obtained by causing an induced eddy current to flow in a high part.
実施の形態2.
実施の形態1に係る誘導加熱調理器では、内加熱コイル51に流れる電流と外加熱コイル52に流れる電流を略同等に制御した。
本発明の実施の形態2に係る誘導加熱調理器は、内加熱コイル51に流れる電流に対して外加熱コイル52に流れる電流が略同等以下となるように制御する。これにより、図2(d)のような場合でも、外加熱コイル電流が過大となるのを防止することを図る。
なお、本実施の形態2に係る誘導加熱調理器の回路構成は、実施の形態1の図1に示した回路構成と同じであり、説明を省略する。
In the induction heating cooker according to the first embodiment, the current flowing through the
The induction heating cooker according to
Note that the circuit configuration of the induction heating cooker according to the second embodiment is the same as the circuit configuration shown in FIG. 1 of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
本実施の形態2において、制御手段61は、共通アーム30の上下スイッチへの駆動信号と外加熱コイル用アーム40の上下スイッチへの駆動信号との位相差βを、共通アーム30の上下スイッチへの駆動信号と内加熱コイル用アーム20の上下スイッチへの駆動信号との位相差α以下の範囲で制御する。以下、加熱制御動作の詳細について説明する。
In the second embodiment, the control means 61 sends the phase difference β between the drive signal to the up / down switch of the
図6は、本実施の形態2に係る誘導加熱調理器の加熱制御動作フローである。以下、各ステップについて説明する。なお、図6中の位相差αとβは、図3中の位相差αとβに相当する。 FIG. 6 is a heating control operation flow of the induction heating cooker according to the second embodiment. Hereinafter, each step will be described. Note that the phase differences α and β in FIG. 6 correspond to the phase differences α and β in FIG. 3.
(S601)〜(S607)
実施の形態1の図4で説明したステップS401〜S407と同様であるため、説明を省略する。
(S608)
制御手段61は、ステップS602で検出した内加熱コイル電流と外加熱コイル電流を比較する。
内加熱コイル電流の方が大きい場合はステップS609へ進み、内加熱コイル電流と外加熱コイル電流が略同等の大きさであった場合はステップS624へ進み、内加熱コイル電流より外加熱コイル電流が大きかった場合はステップS621へ進む。
(S601) to (S607)
Since this is the same as steps S401 to S407 described in FIG. 4 of the first embodiment, a description thereof will be omitted.
(S608)
The control means 61 compares the inner heating coil current detected in step S602 with the outer heating coil current.
If the inner heating coil current is larger, the process proceeds to step S609. If the inner heating coil current and the outer heating coil current are substantially equal, the process proceeds to step S624, and the outer heating coil current is greater than the inner heating coil current. If it is larger, the process proceeds to step S621.
(S609)
制御手段61は、内加熱コイル電流が過大か否か判定する。過電流である場合はステップS610へ進み、過電流でない場合はステップS615へ進む。
(S610)
制御手段61は、共通アーム30への駆動信号と内加熱コイル用アーム20への駆動信号との位相差αと、共通アーム30への駆動信号と外加熱コイル用アーム40への駆動信号との位相差βとを比較する。
位相差αが位相差βより大きい場合はステップS614へ進み、位相差αが位相差β以下の場合はステップS611へ進む。
(S609)
The control means 61 determines whether or not the internal heating coil current is excessive. If it is an overcurrent, the process proceeds to step S610, and if it is not an overcurrent, the process proceeds to step S615.
(S610)
The control means 61 includes a phase difference α between the drive signal to the
When the phase difference α is larger than the phase difference β, the process proceeds to step S614, and when the phase difference α is equal to or smaller than the phase difference β, the process proceeds to step S611.
(S611)
制御手段61は、位相差βが下限値より大きいか判定する。位相差βが下限値より大きい場合はステップS612へ進み、位相差βが下限値以下であればステップS613へ進む。
(S612)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20への駆動信号および外加熱コイル用アーム40への駆動信号の位相を遅らせて位相差αおよび位相差βを縮小する。これにより内加熱コイル電流を抑制するとともに、外加熱コイル電流を内加熱コイル電流と略同等以下に抑制する。
(S611)
The control means 61 determines whether the phase difference β is larger than the lower limit value. If the phase difference β is larger than the lower limit value, the process proceeds to step S612. If the phase difference β is equal to or smaller than the lower limit value, the process proceeds to step S613.
(S612)
The control means 61 delays the phases of the drive signal to the inner
(S613)
制御手段61は、外加熱コイル用アーム40への駆動信号を停止して外加熱コイル52に高周波電流を流さないようにするとともに、内加熱コイル用アーム20への駆動信号の位相を遅らせて共通アーム30への駆動信号との位相差αを縮小し、内加熱コイル電流を抑制する。
(S614)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20への駆動信号のみ位相を遅らせて位相差αを縮小し、内加熱コイル電流を抑制する。
(S613)
The control means 61 stops the drive signal to the outer
(S614)
The control means 61 delays the phase of only the driving signal to the inner
(S615)
制御手段61は、ステップS602で検出した入力電流から算出した入力電力と、操作部から設定された電力とを比較する。
入力電力の方が大きい場合はステップS610へ進み、入力電力と設定電力が略同等であった場合はステップS619へ進み、設定電力の方が大きい場合はステップS616へ進む。
(S616)
制御手段61は、共通アーム30への駆動信号と内加熱コイル用アーム20への駆動信号との位相差αと、共通アーム30への駆動信号と外加熱コイル用アーム40への駆動信号との位相差βを比較する。
位相差αが位相差βより大きい場合はステップS617へ進み、位相差αが位相差β以下の場合はステップS618へ進む。
(S615)
The control means 61 compares the input power calculated from the input current detected in step S602 with the power set from the operation unit.
If the input power is larger, the process proceeds to step S610. If the input power is substantially equal to the set power, the process proceeds to step S619. If the set power is larger, the process proceeds to step S616.
(S616)
The control means 61 includes a phase difference α between the drive signal to the
When the phase difference α is larger than the phase difference β, the process proceeds to step S617, and when the phase difference α is equal to or smaller than the phase difference β, the process proceeds to step S618.
(S617)
制御手段61は、入力電力を増加させるために、内加熱コイル51への駆動信号が外加熱コイル52への駆動信号より位相が進んでいると判断し、外加熱コイル用アーム40への駆動信号の位相のみ進めて位相差βのみを拡大し、外加熱コイル電流を増加させる。
(S618)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20への駆動信号の位相および外加熱コイル用アーム40への駆動信号の位相を進めて、位相差αと位相差βの両方を拡大し、内加熱コイル電流と外加熱コイル電流を増加させる。
(S617)
The control means 61 determines that the phase of the drive signal to the
(S618)
The control means 61 advances the phase of the drive signal to the inner
(S619)
制御手段61は、位相差αと位相差βを比較する。位相差αの方が位相差βより大きい場合はステップS620へ進み、位相差αが位相差β以下の場合はステップS627へ進む。
(S620)
制御手段61は、位相差αを縮小するとともに位相差βを拡大して、内加熱コイル電流と外加熱コイル電流の差を縮小する。
(S619)
The control means 61 compares the phase difference α and the phase difference β. When the phase difference α is larger than the phase difference β, the process proceeds to step S620, and when the phase difference α is equal to or smaller than the phase difference β, the process proceeds to step S627.
(S620)
The control means 61 reduces the phase difference α and enlarges the phase difference β to reduce the difference between the inner heating coil current and the outer heating coil current.
(S621)
制御手段61は、共通アーム30への駆動信号と外加熱コイル用アーム40への駆動信号との位相差βが所定の下限値より大きいか否か判定する。
位相差βが下限値より大きい場合はステップS622へ進み、位相差βが下限値以下の場合はステップS623へ進む。
(S622)
制御手段61は、外加熱コイル用アーム40へ出力する駆動信号の位相を遅らせて位相差βを縮小し、外加熱コイル電流を抑制する。
(S623)
制御手段61は、外加熱コイル用アーム40への駆動信号出力を停止して、外加熱コイルに高周波電流を流さないようにする。
(S621)
The control means 61 determines whether or not the phase difference β between the drive signal to the
When the phase difference β is larger than the lower limit value, the process proceeds to step S622, and when the phase difference β is equal to or smaller than the lower limit value, the process proceeds to step S623.
(S622)
The control means 61 delays the phase of the drive signal output to the
(S623)
The control means 61 stops the drive signal output to the
(S624)
制御手段61は、ステップS602で検出した入力電流から算出した入力電力と、操作部から設定された電力とを比較する。
設定電力の方が大きい場合はステップS625へ進み、設定電力と入力電力が略同等である場合はステップS627へ進み、設定電力より入力電力の方が大きい場合はステップS626へ進む。
(S625)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20への駆動信号、および外加熱コイル用アーム40への駆動信号の位相を進めて、共通アーム30との位相差αおよび位相差βを拡大し、内加熱コイル電流と外加熱コイル電流を増加させて入力電力を増加させる。
(S626)
制御手段61は、内加熱コイル用アーム20への駆動信号の位相を遅らせて位相差αを縮小し、内加熱コイル電流を抑制する。
(S624)
The control means 61 compares the input power calculated from the input current detected in step S602 with the power set from the operation unit.
If the set power is larger, the process proceeds to step S625. If the set power is substantially equal to the input power, the process proceeds to step S627. If the input power is greater than the set power, the process proceeds to step S626.
(S625)
The control means 61 advances the phase of the drive signal to the inner
(S626)
The control means 61 delays the phase of the drive signal to the inner
(S627)
制御手段61は、操作部から加熱を停止する指示入力があったか否かを判断する。停止指示入力が無い場合はステップS602へ戻り、停止指示が有る場合はステップS628へ進む。
(S628)
制御手段61は、各アームへの駆動信号を停止し、加熱出力制御処理を終了する。
(S627)
The control means 61 determines whether or not there is an instruction input for stopping the heating from the operation unit. If there is no stop instruction input, the process returns to step S602, and if there is a stop instruction, the process proceeds to step S628.
(S628)
The control means 61 stops the drive signal to each arm and ends the heating output control process.
以上の動作フローにより、制御手段61は、位相差αとβを調整することで、入力電力が設定電力となるように制御するとともに、外加熱コイル電流が内加熱コイル電流以下となるように制御することができる。
即ち、制御手段61は、以下の(1)〜(3)の制御動作により、上述の目的を達成することができる。
With the above operation flow, the control means 61 controls the input power to be the set power by adjusting the phase differences α and β, and controls the outer heating coil current to be equal to or less than the inner heating coil current. can do.
That is, the control means 61 can achieve the above-described object by the following control operations (1) to (3).
(1)ステップS608において、外加熱コイル電流が内加熱コイル電流以下となるように監視することで、外加熱コイルに過電流が流れないように一次的に監視している。これにより、外加熱コイル52に対応したスイッチング素子の過電流破壊を防止する。
(2)外加熱コイル電流が内加熱コイル電流以下である場合は、ステップS609において内加熱コイルの過電流を監視し、内加熱コイル51に対応したスイッチング素子の過電流破壊を防止する。
(3)位相差βが位相差α以下という条件を維持するため、ステップS612において、位相差αの縮小に伴い位相差βも縮小し、またステップS613において、位相差αの縮小に伴い内加熱コイル用アーム40を停止する。
(1) In step S608, the external heating coil current is monitored so as to be equal to or less than the internal heating coil current, so that overcurrent does not flow through the external heating coil. Thereby, the overcurrent destruction of the switching element corresponding to the
(2) If the outer heating coil current is equal to or smaller than the inner heating coil current, the overcurrent of the inner heating coil is monitored in step S609 to prevent overcurrent destruction of the switching element corresponding to the
(3) In order to maintain the condition that the phase difference β is equal to or smaller than the phase difference α, in step S612, the phase difference β is reduced as the phase difference α is reduced. In step S613, internal heating is performed as the phase difference α is reduced. The
なお、本実施の形態2において、外加熱コイル電流が内加熱コイル電流値以下となるように制御することを説明したが、制御動作の過程や被加熱物の状態等に応じて、外加熱コイル電流が内加熱コイル電流と略同等となることは許容される。 In the second embodiment, it has been described that the outer heating coil current is controlled to be equal to or less than the inner heating coil current value. However, depending on the process of the control operation, the state of the object to be heated, etc. The current is allowed to be substantially equal to the inner heating coil current.
また、本実施の形態2において、位相差βが位相差α以下となるように制御することを説明したが、制御動作の過程や被加熱物の状態等に応じて、位相差βが位相差αと略同等となることは許容される。 Further, in the second embodiment, it has been described that the phase difference β is controlled so as to be equal to or smaller than the phase difference α. However, the phase difference β is different depending on the process of the control operation, the state of the object to be heated, and the like. It is allowed to be substantially equal to α.
以上のように、本実施の形態2では、内加熱コイル51および外加熱コイル52に同時かつ別個に通電する誘導加熱調理器において、入力電力が設定電力となるように制御しつつ、外加熱コイル負荷回路の印加電圧が内加熱コイル負荷回路の印加電圧以下の範囲となるように位相差αおよびβを調整し、外加熱コイル電流が内加熱コイル電流値以下となるように制御する。
そのため、一様な材質の小径鍋を加熱する等の、外加熱コイル52のインピーダンスが内加熱コイル51のインピーダンスより大きくなる場合には、操作部で設定された入力電力を得ることができるとともに、外加熱コイル電流が内加熱コイル電流より小さくなって、加熱口周辺に漏洩する磁束が抑制され、効率のよい加熱を行うことができる。
As described above, in the second embodiment, in the induction heating cooker that energizes the
Therefore, when the impedance of the
また、本実施の形態2では、磁性金属を溶射等したアルミニウム合金鍋等の非磁性材質の鍋を加熱する場合、磁性金属が溶射等されていない鍋底部分(アルミニウム合金部分)が外加熱コイル上に載置されたときでも、外加熱コイル電流を内加熱コイル電流と同等以下に制御する。
そのため、外加熱コイル負荷回路に過大な電流を流すことなく、インバータ回路100を構成するスイッチング素子にダメージを与えるのを回避することができる。
In the second embodiment, when heating a non-magnetic material pan such as an aluminum alloy pan sprayed with a magnetic metal, the pan bottom portion (aluminum alloy portion) where the magnetic metal is not sprayed is on the outer heating coil. Even when placed on the outer heating coil current, the outer heating coil current is controlled to be equal to or less than the inner heating coil current.
Therefore, it is possible to avoid damaging the switching elements constituting the
また、本実施の形態2では、磁性金属が鍋底に溶射等されたアルミニウム合金鍋が外加熱コイルの外径より小さい小径鍋であり、外加熱コイルに流れる高周波電流により生ずる磁束が鍋底に鎖交する割合が低い場合であっても、外加熱コイル電流を内加熱コイル電流以下に制御するので、加熱口の周辺に漏洩する磁束を抑えることができ、加熱効率を改善することができる。 In the second embodiment, the aluminum alloy pan in which the magnetic metal is sprayed on the bottom of the pan is a small-diameter pan smaller than the outer diameter of the outer heating coil, and the magnetic flux generated by the high-frequency current flowing in the outer heating coil is linked to the pan bottom. Even when the ratio to be performed is low, the outer heating coil current is controlled to be equal to or less than the inner heating coil current, so that the magnetic flux leaking around the heating port can be suppressed and the heating efficiency can be improved.
1 商用交流電源、2 入力電流検出手段、10 直流電源回路、11 整流ダイオードブリッジ、12 リアクトル、13 平滑コンデンサ、20 内加熱コイル用アーム、21 上スイッチ、22 下スイッチ、30 共通アーム、31 上スイッチ、32 下スイッチ、40 外加熱コイル用アーム、41 上スイッチ、42 下スイッチ、51 内加熱コイル、52 外加熱コイル、53 内共振コンデンサ、54 外共振コンデンサ、55 内加熱コイル電流検出手段、56 外加熱コイル電流検出手段、61 制御手段、100 インバータ回路。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
同心円状に配設した内加熱コイルおよび外加熱コイルと、
前記内加熱コイルおよび外加熱コイルに交流電流を供給するインバータと、
前記内加熱コイルに流れる電流を検出する内加熱コイル電流検出手段と、
前記外加熱コイルに流れる電流を検出する外加熱コイル電流検出手段と、
前記インバータを駆動制御する制御手段と、
を備え、
前記インバータは、
共通アーム、前記内加熱コイル用アーム、および前記外加熱コイル用アームを有し、
各前記アームは、
前記直流電源回路の出力直流母線間に2個直列に接続したスイッチング素子を有し、
前記共通アームから流れ出る電流の周回方向が前記内加熱コイルと前記外加熱コイルで同じ向きになるように接続されており、
前記制御手段は、
前記共通アームのスイッチング素子への駆動信号と前記内加熱コイル用アームのスイッチング素子への駆動信号との位相差α、および、前記共通アームのスイッチング素子への駆動信号と前記外加熱コイル用アームのスイッチング素子への駆動信号との位相差βを調整することにより、
前記直流電源回路への入力電力が設定値となるように制御するとともに、
前記内加熱コイルに流れる電流が前記外加熱コイルに流れる電流より大きい場合は、
前記位相差αを縮小し、または前記位相差βを拡大し、
前記外加熱コイルに流れる電流が前記内加熱コイルに流れる電流より大きい場合は、
前記位相差αを拡大し、または前記位相差βを縮小して、
前記内加熱コイルに流れる電流と前記外加熱コイルに流れる電流が略同等の大きさとするように制御する
ことを特徴とする誘導加熱調理器。 A DC power supply circuit that rectifies AC power and converts it into DC power;
An inner heating coil and an outer heating coil arranged concentrically;
An inverter for supplying an alternating current to the inner heating coil and the outer heating coil;
An inner heating coil current detecting means for detecting a current flowing through the inner heating coil;
An external heating coil current detecting means for detecting a current flowing through the external heating coil;
Control means for driving and controlling the inverter;
With
The inverter is
A common arm, the inner heating coil arm, and the outer heating coil arm;
Each said arm
Two switching elements connected in series between the output DC buses of the DC power supply circuit;
The circulation direction of the current flowing out from the common arm is connected so that the inner heating coil and the outer heating coil are in the same direction,
The control means includes
Phase difference between the drive signals to the switching elements of the said heating arm coil and the driving signal to the common arm of the switching element alpha, and the drive signal to the switching elements of the common arm and of the outer heating arm coil By adjusting the phase difference β with the drive signal to the switching element,
While controlling the input power to the DC power supply circuit to be a set value,
If the current flowing through the inner heating coil is greater than the current flowing through the outer heating coil,
Reducing the phase difference α or increasing the phase difference β;
If the current flowing through the outer heating coil is greater than the current flowing through the inner heating coil,
Enlarging the phase difference α, or reducing the phase difference β,
The induction heating cooker characterized by controlling so that the electric current which flows into the said inner heating coil, and the electric current which flows into the said outer heating coil may become a substantially equivalent magnitude | size.
同心円状に配設した内加熱コイルおよび外加熱コイルと、
前記内加熱コイルおよび外加熱コイルに交流電流を供給するインバータと、
前記内加熱コイルに流れる電流を検出する内加熱コイル電流検出手段と、
前記外加熱コイルに流れる電流を検出する外加熱コイル電流検出手段と、
前記インバータを駆動制御する制御手段と、
を備え、
前記インバータは、
共通アーム、前記内加熱コイル用アーム、および前記外加熱コイル用アームを有し、
各前記アームは、
前記直流電源回路の出力直流母線間に2個直列に接続したスイッチング素子を有し、
前記共通アームから流れ出る電流の周回方向が前記内加熱コイルと前記外加熱コイルで同じ向きになるように接続されており、
前記制御手段は、
前記共通アームのスイッチング素子への駆動信号と前記内加熱コイル用アームのスイッチング素子への駆動信号との位相差α、および、前記共通アームのスイッチング素子への駆動信号と前記外加熱コイル用アームのスイッチング素子への駆動信号との位相差βを調整することにより、
前記直流電源回路への入力電力が設定値となるように制御するとともに、
前記外加熱コイルに流れる電流が前記内加熱コイルに流れる電流より大きい場合は、
前記位相差βが前記位相差αと略同等または前記位相差α以下となるように、前記位相差βを縮小し、
前記内加熱コイルに流れる電流が前記外加熱コイルに流れる電流より大きく、かつ所定の過大電流判定値以上である場合は、
前記位相差βが前記位相差αと略同等または前記位相差α以下となるように、前記位相差αを縮小して、
前記外加熱コイルに流れる電流を前記内加熱コイルに流れる電流と略同等または前記内加熱コイルに流れる電流以下にするように制御する
ことを特徴とする誘導加熱調理器。 A DC power supply circuit that rectifies AC power and converts it into DC power;
An inner heating coil and an outer heating coil arranged concentrically;
An inverter for supplying an alternating current to the inner heating coil and the outer heating coil;
An inner heating coil current detecting means for detecting a current flowing through the inner heating coil;
An external heating coil current detecting means for detecting a current flowing through the external heating coil;
Control means for driving and controlling the inverter;
With
The inverter is
A common arm, the inner heating coil arm, and the outer heating coil arm;
Each said arm
Two switching elements connected in series between the output DC buses of the DC power supply circuit;
The circulation direction of the current flowing out from the common arm is connected so that the inner heating coil and the outer heating coil are in the same direction,
The control means includes
Phase difference between the drive signals to the switching elements of the said heating arm coil and the driving signal to the common arm of the switching element alpha, and the drive signal to the switching elements of the common arm and of the outer heating arm coil By adjusting the phase difference β with the drive signal to the switching element,
While controlling the input power to the DC power supply circuit to be a set value,
If the current flowing through the outer heating coil is greater than the current flowing through the inner heating coil,
Reducing the phase difference β so that the phase difference β is substantially equal to or less than the phase difference α,
When the current flowing through the inner heating coil is greater than the current flowing through the outer heating coil and is equal to or greater than a predetermined overcurrent determination value,
The phase difference α is reduced so that the phase difference β is substantially equal to or less than the phase difference α.
An induction heating cooker, wherein the current flowing through the outer heating coil is controlled to be substantially equal to or less than the current flowing through the inner heating coil.
前記位相差βが所定値以下となった場合には、前記外加熱コイル用アームへの駆動信号を停止して前記内加熱コイルのみに通電する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の誘導加熱調理器。 The control means includes
If it said phase difference β is equal to or less than a predetermined value, according to claim 1 or 2, characterized in that energizing only in said heating coil to stop the drive signal to the outer heat arm coil Induction heating cooker.
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