JP6005281B2 - 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.
従来の誘導加熱調理器においては、被加熱物の温度を、インバータの入力電流又は制御量により判定するものがある(例えば特許文献1、2参照)。特許文献1の誘導加熱調理器はインバータの入力電流が一定となるようにインバータを制御する制御手段を有し、所定時間以内に所定以上の制御量の変化があった場合に被加熱物の温度変化が大と判断してインバータの出力を抑制している。また、所定の時間の間に所定の制御量変化以下になった場合に湯沸し完了と判断し、インバータの出力を低減すべく駆動周波数を低下させることが開示されている。
Some conventional induction heating cookers determine the temperature of an object to be heated based on an input current or control amount of an inverter (see, for example,
特許文献2には、入力電流の変化量を検出する入力電流変化量検出手段と、入力電流変化量検出手段により検出された入力電流の変化量から被加熱物の温度を判定する温度判定処理手段とを備えた誘導加熱調理器が提案されている。温度判定手段において被加熱物が吹き上がり温度になったと判定した場合、停止信号を出力して加熱が停止することが開示されている。
しかしながら、特許文献1、2の誘導加熱調理器のように、所定の温度に達した際に単に停止させた場合、被加熱物の加熱後に被加熱物の内容物に適した温度制御を行うことができないという問題がある。すなわち、被加熱物の内容物を所定の温度(例えば沸騰状態)に保つ場合、被加熱物の加熱初期における熱負荷(内容物の初期温度及び量など)によって供給すべき熱量は異なる。例えば被加熱物の内容物の初期温度が高い場合に多大な熱量を供給した場合には電力の無駄になり、被加熱物の内容物の初期温度が低い場合にそれに見合った熱量を供給しなければ所定の温度に保つことができない。
However, like the induction heating cookers of
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、被加熱物の内容物の熱負荷に応じて効率的に最適な運転を行うことができる誘導加熱調理器を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an induction heating cooker that can perform an optimal operation efficiently according to the heat load of the contents of the object to be heated. It is intended.
本発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路と、前記駆動回路の駆動を制御し、前記加熱コイルに供給される高周波電力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記駆動回路の駆動周波数を固定した状態で、前記駆動回路への入力電流および前記加熱コイルに流れるコイル電流の少なくとも何れか一方の時間変化量(ΔI)を求め、前記加熱コイルへの電力供給開始から前記時間変化量(ΔI)が設定値以下になるまでの第一の時間(t1)を計測し、前記第一の時間(t1)と、前記第一の時間(t1)の間における、前記入力電流および前記コイル電流の少なくとも何れか一方の電流変化量(I1)と、に応じて、前記加熱コイルに供給される高周波電力を制御することを特徴とする。 An induction heating cooker according to the present invention includes a heating coil that induction-heats an object to be heated, a drive circuit that supplies high-frequency power to the heating coil, and a drive circuit that controls driving of the drive circuit and is supplied to the heating coil. A control unit that controls high-frequency power, and the control unit is configured to fix at least one of an input current to the drive circuit and a coil current that flows to the heating coil in a state where the drive frequency of the drive circuit is fixed. A change amount (ΔI) is obtained, a first time (t1) from the start of power supply to the heating coil until the time change amount (ΔI) becomes equal to or less than a set value is measured, and the first time (t1) ) And the current change amount (I1) of at least one of the input current and the coil current during the first time (t1), the high frequency power supplied to the heating coil is It is characterized by controlling.
本発明によれば、被加熱物の内容物の熱負荷に応じて効率的に最適な運転を行うことができる。また、無駄な電力供給を抑えつつ、保温動作を行うことができる省エネで使い勝手の良い誘導加熱調理器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an optimal driving | operation can be performed efficiently according to the heat load of the contents of to-be-heated material. In addition, it is possible to provide an energy-saving and easy-to-use induction heating cooker that can perform a heat retaining operation while suppressing wasteful power supply.
実施の形態1.
(構成)
図1は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器を示す分解斜視図である。
図1に示すように、誘導加熱調理器100の上部には、鍋などの被加熱物5が載置される天板4を有している。天板4には、被加熱物5を誘導加熱するための加熱口として、第一の加熱口1、第二の加熱口2、第三の加熱口3とを備え、各加熱口に対応して、第一の加熱手段11、第二の加熱手段12、第三の加熱手段13を備えており、それぞれの加熱口に対して被加熱物5を載置して誘導加熱を行うことができるものである。
本実施の形態1では、本体の手前側に左右に並べて第一の加熱手段11と第二の加熱手段12が設けられ、本体の奥側ほぼ中央に第三の加熱手段13が設けられている。
なお、各加熱口の配置はこれに限るものではない。例えば、3つの加熱口を略直線状に横に並べて配置しても良い。また、第一の加熱手段11の中心と第二の加熱手段12の中心との奥行き方向の位置が異なるように配置しても良い。
(Constitution)
1 is an exploded perspective view showing an induction heating cooker according to
As shown in FIG. 1, an
In the first embodiment, the first heating means 11 and the second heating means 12 are provided side by side on the front side of the main body, and the third heating means 13 is provided at substantially the center on the back side of the main body. .
In addition, arrangement | positioning of each heating port is not restricted to this. For example, three heating ports may be arranged side by side in a substantially straight line. Moreover, you may arrange | position so that the position of the depth direction of the center of the 1st heating means 11 and the center of the 2nd heating means 12 may differ.
天板4は、全体が耐熱強化ガラス又は結晶化ガラス等の赤外線を透過する材料で構成されており、誘導加熱調理器100本体の上面開口外周との間にゴム製パッキン又はシール材を介して水密状態に固定される。天板4には、第一の加熱手段11、第二の加熱手段12及び第三の加熱手段13の加熱範囲(加熱口)に対応して、鍋の大まかな載置位置を示す円形の鍋位置表示が、塗料の塗布又は印刷等により形成されている。
The top plate 4 is entirely composed of a material that transmits infrared rays, such as heat-resistant tempered glass or crystallized glass, and a rubber packing or a sealing material is interposed between the upper surface opening outer periphery of the
天板4の手前側には、第一の加熱手段11、第二の加熱手段12、及び第三の加熱手段13で被加熱物5を加熱する際の火力及び調理メニュー(湯沸しモード、揚げ物モード等)を設定するための入力装置として、操作部40a、操作部40b、及び操作部40c(以下、操作部40と総称する場合がある)が設けられている。また、操作部40の近傍には、報知手段42として、誘導加熱調理器100の動作状態及び操作部40からの入力・操作内容等を表示する表示部41a、表示部41b、及び表示部41cが設けられている。なお、操作部40a〜40cと表示部41a〜41cは加熱口毎に設けられている場合、または加熱口を一括して操作部40と表示部41を設ける場合など、特に限定するものではない。
On the front side of the top plate 4, the heating power and cooking menu (boiling mode, fried food mode when heating the article 5 to be heated by the first heating means 11, the second heating means 12 and the third heating means 13 Etc.) are provided as an input device for setting the
天板4の下方であって本体の内部には、第一の加熱手段11、第二の加熱手段12、及び第三の加熱手段13を備えており、各々の加熱手段は加熱コイル(図示せず)で構成されている。 A first heating means 11, a second heating means 12, and a third heating means 13 are provided below the top plate 4 and inside the main body, and each heating means is a heating coil (not shown). Z).
誘導加熱調理器100の本体の内部には、第一の加熱手段11、第二の加熱手段12、及び第三の加熱手段13の加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路50と、駆動回路50を含め誘導加熱調理器全体の動作を制御するための制御部45とが設けられている。
Inside the main body of the
加熱コイルは、略円形の平面形状を有し、絶縁皮膜された任意の金属(例えば銅、アルミなど)からなる導電線が円周方向に巻き付けることにより構成されており、駆動回路50により高周波電力が各加熱コイルに供給されることで、誘導加熱動作が行われている。 The heating coil has a substantially circular planar shape, and is configured by winding a conductive wire made of an arbitrary metal with an insulating film (for example, copper, aluminum, etc.) in the circumferential direction. Is supplied to each heating coil, whereby an induction heating operation is performed.
図2は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の駆動回路を示す図である。なお、駆動回路50は加熱手段毎に設けられているが、その回路構成は同一であっても良いし、加熱手段毎に変更しても良い。図2では1つの駆動回路50のみを図示する。図2に示すように、駆動回路50は、直流電源回路22と、インバータ回路23と、共振コンデンサ24aとを備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating a drive circuit of the induction heating cooker according to the first embodiment. In addition, although the
入力電流検出手段25aは、交流電源(商用電源)21から直流電源回路22へ入力される電流を検出し、入力電流値に相当する電圧信号を制御部45へ出力する。
The input
直流電源回路22は、ダイオードブリッジ22a、リアクタ22b、平滑コンデンサ22cとを備え、交流電源21から入力される交流電圧を直流電圧に変換して、インバータ回路23へ出力する。
The DC
インバータ回路23は、スイッチング素子としてのIGBT23a、23bが直流電源回路22の出力に直列に接続された、いわゆるハーフブリッジ型のインバータであり、フライホイールダイオードとしてダイオード23c、23dがそれぞれIGBT23a、23bと並列に接続されている。インバータ回路23は、直流電源回路22から出力される直流電力を20kHz〜50kHz程度の高周波の交流電力に変換して、加熱コイル11aと共振コンデンサ24aからなる共振回路に供給する。共振コンデンサ24aは加熱コイル11aに直列接続されており、この共振回路は加熱コイル11aのインダクタンス及び共振コンデンサ24aの容量等に応じた共振周波数となる。なお、加熱コイル11aのインダクタンスは被加熱物5(金属負荷)が磁気結合した際に金属負荷の特性に応じて変化し、このインダクタンスの変化に応じて共振回路の共振周波数が変化する。
The
このように構成することで、加熱コイル11aには数十A程度の高周波電流が流れ、流れる高周波電流により発生する高周波磁束によって加熱コイル11aの直上の天板4上に載置された被加熱物5を誘導加熱する。スイッチング素子であるIGBT23a、23bは、例えばシリコン系からなる半導体で構成されているが、炭化珪素、あるいは窒化ガリウム系材料などのワイドバンドギャップ半導体を用いた構成でも良い。
With this configuration, a high-frequency current of about several tens of A flows through the
スイッチング素子にワイドバンドギャップ半導体を用いることで、スイッチング素子の通電損失を減らすことができ、またスイッチング周波数(駆動周波数)を高周波(高速)にしても駆動回路の放熱が良好であるため、駆動回路の放熱フィンを小型にすることができ、駆動回路の小型化および低コスト化を実現することができる。 By using a wide bandgap semiconductor for the switching element, the conduction loss of the switching element can be reduced, and since the heat radiation of the driving circuit is good even when the switching frequency (driving frequency) is high (high speed), the driving circuit Therefore, the size and cost of the driving circuit can be reduced.
コイル電流検出手段25bは、加熱コイル11aと共振コンデンサ24aとの間に接続されている。コイル電流検出手段25bは、例えば、加熱コイル11aに流れる電流を検出し、加熱コイル電流値に相当する電圧信号を制御部45に出力する。
The coil current detection means 25b is connected between the
温度検知手段30は、例えばサーミスタにより構成され、被加熱物5から天板4に伝熱した熱により温度を検出する。なお、サーミスタに限らず赤外線センサなど任意のセンサを用いても良い。 The temperature detection means 30 is comprised by the thermistor, for example, and detects temperature with the heat | fever transmitted to the top plate 4 from the to-be-heated material 5. FIG. In addition, you may use arbitrary sensors, such as not only a thermistor but an infrared sensor.
図3は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の制御部の一例を示す機能ブロック図である。図3を参照して制御部45について説明する。
制御部45は、マイコン又はDSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)等からなる誘導加熱調理器100の動作を制御するものであって、駆動制御手段31、負荷判定手段32、駆動周波数設定手段33、電流変化検出手段34、期間計測手段35、入出力制御手段36を備えている。FIG. 3 is a functional block diagram illustrating an example of a control unit of the induction heating cooker according to the first embodiment. The
The
駆動制御手段31は、インバータ回路23のIGBT23a、23bに駆動信号DSを出力してスイッチング動作させることにより、インバータ回路23を駆動するものである。そして駆動制御手段31は、加熱コイル11aに供給する高周波電力を制御することにより、被加熱物5への加熱を制御する。この駆動信号DSは例えば所定のオンデューティ比(例えば0.5)の20〜50kHz程度の所定の駆動周波数からなる信号である。
The drive control means 31 drives the
負荷判定手段32は、被加熱物5の負荷判定処理を行うものであって、負荷として被加熱物5の材質を判定するものである。なお、負荷判定手段32は、負荷となる被加熱物5(鍋)の材質は、例えば鉄、SUS430等の磁性材、SUS304等の高抵抗非磁性材、アルミニウム、銅等の低抵抗非磁性材に大別し判定される。
The
駆動周波数設定手段33は、インバータ回路23から加熱コイル11aへ供給する際、インバータ回路23へ出力する駆動信号DSの駆動周波数fを設定するものである。特に、駆動周波数設定手段33は、負荷判定手段32の判定結果に応じて駆動周波数fを自動的に設定する機能を有している。具体的には、駆動周波数設定手段33には、例えば被加熱物5の材質と設定火力とに応じて駆動周波数fを決定するためのテーブルが記憶されている。そして、駆動周波数設定手段33は、負荷判定結果および設定火力が入力された際に、このテーブルを参照することで駆動周波数fの値fdが決定される。なお、駆動周波数設定手段33は、入力電流が過大とならないように共振回路の共振周波数よりも高い周波数を設定する。
The drive frequency setting means 33 sets the drive frequency f of the drive signal DS output to the
このように、駆動周波数設定手段33が負荷判定結果に基づき被加熱物5の材質に応じた駆動周波数fによりインバータ回路23を駆動させることにより、入力電流の増加を抑制することができるため、インバータ回路23の高温化を抑制して信頼性を向上することができる。
Thus, since the drive frequency setting means 33 drives the
電流変化検出手段34は、駆動周波数設定手段33において設定された駆動周波数f=fdでインバータ回路23を駆動した際に、所定時間当たりの入力電流の時間変化量ΔIを検出するものである。なお、所定時間とは予め設定された期間であってもよいし、操作部40の操作により変更可能な期間であってもよい。
The current change detection means 34 detects a time change amount ΔI of the input current per predetermined time when the
期間計測手段35は、加熱コイル11aへの電力供給開始から電流変化検出手段34において時間変化量ΔIが設定値以下になるまでの加熱時間t1を計測するものである。また、期間計測手段35は、加熱時間t1の間における、入力電流の電流変化量I1を計測するものである。
なお、加熱時間t1は、本発明における「第一の時間」に相当する。The period measuring means 35 measures the heating time t1 from the start of power supply to the
The heating time t1 corresponds to the “first time” in the present invention.
駆動制御手段31は、期間計測手段35により計測された加熱時間t1及び電流変化量I1に応じて、加熱コイル11aに供給する電力を低下させる。駆動制御手段31は、駆動周波数f=fdの固定を解除し、駆動周波数fを増加量Δfだけ増加させ(f=fd+Δf)、インバータ回路23を駆動する。特に、駆動制御手段31は、加熱時間t1が短く、電流変化量I1が小さいほど増加量Δfを大きく設定する。
The drive control means 31 reduces the electric power supplied to the
(動作)
次に、実施の形態1に係る誘導加熱調理器100の動作例について説明する。
まず、天板4の加熱口に載置された被加熱物5を、操作部40により設定された火力により誘導加熱する場合の動作について説明する。(Operation)
Next, an operation example of the
First, the operation in the case where the object to be heated 5 placed on the heating port of the top plate 4 is induction-heated by the thermal power set by the
使用者により加熱口に被加熱物5が載置され、加熱開始(火力投入)の指示が操作部40に行われると、制御部45の負荷判定手段32は負荷判定処理を行う。
When the user places the object to be heated 5 on the heating port and instructs the
図4は、図3の駆動回路における、駆動周波数に対する入力電流が被加熱物の温度変化によって変化する様子を示すグラフである。
ここで、負荷となる被加熱物5(鍋)の材質は、鉄、SUS430等の磁性材と、SUS304等の高抵抗非磁性材と、アルミ、銅等の低抵抗非磁性材と、に大別される。FIG. 4 is a graph showing how the input current with respect to the drive frequency changes according to the temperature change of the object to be heated in the drive circuit of FIG.
Here, the material of the heated object 5 (pan) serving as a load is largely divided into a magnetic material such as iron and SUS430, a high-resistance nonmagnetic material such as SUS304, and a low-resistance nonmagnetic material such as aluminum and copper. Separated.
図4に示すように、天板4に載置された鍋負荷の材質によってコイル電流と入力電流の関係が異なる。制御部45は、図4に示すコイル電流と入力電流との関係をテーブル化した負荷判定テーブルを予め内部に記憶している。負荷判定テーブルを内部に記憶することで安価な構成で負荷判定手段32を構成することができる。
As shown in FIG. 4, the relationship between the coil current and the input current differs depending on the material of the pan load placed on the top plate 4. The
負荷判定処理において、制御部45は、負荷判定用の特定の駆動信号でインバータ回路23を駆動し、入力電流検出手段25aの出力信号から入力電流を検出する。また同時に制御部45は、コイル電流検出手段25bの出力信号からコイル電流を検出する。制御部45は検出したコイル電流および入力電流と、図4の関係を表した負荷判定テーブルから、載置された被加熱物(鍋)5の材質を判定する。このように、制御部45(負荷判定手段32)は、入力電流とコイル電流との相関に基づいて、加熱コイル11aの上方に載置された被加熱物5の材質を判定する。
In the load determination process, the
以上の負荷判定処理を行った後、制御部45は、負荷判定結果に基づいた制御動作を行う。
After performing the above load determination processing, the
負荷判定結果が、低抵抗非磁性材であった場合、本実施の形態1の誘導加熱調理器100では加熱不可能であるため、加熱不可能であることを報知手段42に報知して、使用者に鍋の変更を促す。この際、駆動回路50から加熱コイル11aには高周波電力を供給しない。
When the load determination result is a low-resistance non-magnetic material, the
また、負荷判定結果が、無負荷であった場合も、加熱不可能であることを報知手段42に報知して、使用者に鍋の載置を促す。この際も同様に加熱コイル11aには高周波電力を供給しない。
Even when the load determination result is no load, the notification means 42 is notified that heating is impossible, and the user is prompted to place the pan. In this case as well, high-frequency power is not supplied to the
負荷判定結果が、磁性材、または高抵抗非磁性材であった場合、これらの鍋は本実施の形態1の誘導加熱調理器100で加熱可能な材質であるため、制御部45は、判定した鍋材質に応じた駆動周波数を決定する。この駆動周波数は、入力電流が過大とならないよう共振周波数よりも高い周波数とする。この駆動周波数の決定は、例えば被加熱物5の材質と設定火力とに応じた周波数のテーブル等を参照することで決定することができる。制御部45は、決定した駆動周波数を固定してインバータ回路23を駆動して誘導加熱動作を開始する。
When the load determination result is a magnetic material or a high-resistance nonmagnetic material, these pans are materials that can be heated by the
図5は、図3の駆動回路における、駆動周波数に対する入力電流が被加熱物の温度変化によって変化する様子を示すグラフである。図5において、細線は被加熱物5(鍋)が低温のときの特性であり、太線は被加熱物5が高温のときの特性である。
図5に示すように、被加熱物5の温度によって特性が変化するのは、温度上昇によって被加熱物5の電気抵抗率が増加し、また透磁率が低下することで、加熱コイル11aと被加熱物5の磁気結合が変化するためである。FIG. 5 is a graph showing how the input current with respect to the drive frequency varies with the temperature change of the object to be heated in the drive circuit of FIG. In FIG. 5, a thin line is a characteristic when the to-be-heated object 5 (pan) is low temperature, and a thick line is a characteristic when the to-be-heated object 5 is high temperature.
As shown in FIG. 5, the characteristics change depending on the temperature of the object to be heated 5 because the electrical resistivity of the object to be heated 5 increases and the magnetic permeability decreases due to the temperature rise. This is because the magnetic coupling of the heated object 5 changes.
本実施の形態1に係る誘導加熱調理器100の制御部45においては、図5に示す入力電流が最大となる周波数よりも高い周波数を駆動周波数として決定し、この駆動周波数を固定してインバータ回路23を制御する。
In the
図6は、図5のグラフ中の破線で示した部分を拡大したグラフである。
前述の負荷判定処理で判定した鍋材質に応じた駆動周波数を固定してインバータ回路23を制御すると、被加熱物5が低温から高温になるにつれて、当該駆動周波数における入力電流値(動作点)が、点Aから点Bに変化し、被加熱物5の温度上昇に伴い、入力電流が徐々に低下していく。
このとき、制御部45は、インバータ回路23の駆動周波数を固定した状態で、入力電流の時間当たりの変化量(時間変化量ΔI)を求め、この時間変化量ΔIに基づき、被加熱物5の温度変化を検出する。6 is an enlarged graph of a portion indicated by a broken line in the graph of FIG.
When the
At this time, the
このため、被加熱物5の材質によらず、被加熱物5の温度変化を検出することができる。また、入力電流の変化により被加熱物5の温度変化を検出することができるので、温度センサ等と比較して高速に被加熱物5の温度変化を検出することができる。 For this reason, the temperature change of the to-be-heated object 5 is detectable irrespective of the material of the to-be-heated object 5. Moreover, since the temperature change of the to-be-heated object 5 can be detected by the change of an input current, the temperature change of the to-be-heated object 5 can be detected at high speed compared with a temperature sensor etc.
また、加熱コイル11aの上方に載置された被加熱物5の材質を判定し、被加熱物5の材質に応じて、インバータ回路23の駆動周波数を決定し、該駆動周波数によりインバータ回路23を駆動させる。このため、被加熱物5の材質に応じた駆動周波数によりインバータ回路23を固定して駆動させることができ、入力電流の増加を抑制することができる。よって、インバータ回路23の高温化を抑制でき、信頼性を向上することができる。
Moreover, the material of the to-be-heated object 5 mounted above the
(湯沸しモード1)
次に、操作部40により調理メニュー(動作モード)として、被加熱物5に投入された水の湯沸し動作を行う湯沸しモードが選択された場合の動作について説明する。(Water heating mode 1)
Next, an operation when the water heating mode for performing the water heating operation of the water charged in the article to be heated 5 is selected as the cooking menu (operation mode) by the
制御部45は、上述した動作と同様に、負荷判定処理を行い、判定した鍋材質に応じた駆動周波数を決定し、決定した駆動周波数を固定してインバータ回路23を駆動して誘導加熱動作を実施する。そして、制御部45は、入力電流の時間変化量ΔIにより沸騰完了を判断する。ここで、水の湯沸しを行う際の経過時間と各特性の変化について図7により説明する。
Similarly to the above-described operation, the
図7は、図3の所定の駆動周波数で駆動した際の温度、入力電流の時間経過を示すグラフである。
図7においては、被加熱物5内に水が投入され、湯沸しモードで動作させた時の経過時間と各特性の変化を示しており、図7(a)は駆動周波数、図7(b)は温度(水温)、図7(c)は入力電流を示す。FIG. 7 is a graph showing the temperature and input current over time when driven at the predetermined drive frequency of FIG.
In FIG. 7, the elapsed time and the change of each characteristic when water is thrown into the to-be-heated material 5 and it was made to operate | move in the kettle mode are shown, FIG. 7 (a) is a drive frequency, FIG.7 (b). Is the temperature (water temperature), and FIG. 7C shows the input current.
図7(a)に示すように、駆動周波数を固定してインバータ回路23の制御を行うと、図7(b)に示すように、被加熱物5の温度(水温)は沸騰するまで徐々に上昇し、沸騰すると温度は約100℃一定となる。この時、図7(c)に示すように、被加熱物5の温度の上昇に応じて、入力電流は徐々に低下していき、水が沸騰して温度が一定となると、入力電流も一定となる。すなわち、入力電流が一定となれば、水が沸騰して湯沸しが完了したこととなる。
When the
このようなことから、本実施の形態1における制御部45は、インバータ回路23の駆動周波数を固定した状態で入力電流の時間当たりの変化量(時間変化量ΔI)を求め、この時間変化量ΔIが設定値以下となった場合、湯沸しが完了したと判断する。
なお、設定値の情報は予め制御部45に設定しても良いし、操作部40等から入力可能としても良い。For this reason, the
The setting value information may be set in the
そして、制御部45は、報知手段42を用いて湯沸しが完了した旨を報知する。ここで報知手段42としては、表示部41に沸騰完了などの表示を行ったり、スピーカ(図示せず)を用いて音声で使用者に報知したり、その方式は特に限定しない。
And the
以上のように、水の湯沸し動作を設定する湯沸しモードにおいて、インバータ回路23の駆動周波数を固定した状態で、入力電流の時間変化量ΔIを求め、この時間変化量ΔIが、設定値以下となったとき、湯沸しが完了した旨を報知手段42により報知させる。
このため、水の湯沸し完了を速やかに報知することができ、使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。As described above, in the water heating mode in which the water boiling operation is set, the time change amount ΔI of the input current is obtained with the drive frequency of the
For this reason, the completion of boiling of water can be notified promptly, and an easy-to-use induction heating cooker can be obtained.
また制御部45は入力電流の時間変化量ΔIを求める際、高精度のマイコンは不要であるため、安価な方式で湯沸し検知が可能な誘導加熱調理器を得ることができる。
Further, since the
(湯沸しモード2)
次に、操作部40により湯沸しモードが選択された場合の別の制御動作について説明する。(Hot water mode 2)
Next, another control operation when the water heating mode is selected by the
制御部45は、上述した動作と同様に、負荷判定処理を行い、判定した鍋材質に応じた駆動周波数を決定し、決定した駆動周波数を固定してインバータ回路23を駆動して誘導加熱動作を実施する。そして、制御部45は、入力電流の時間変化量ΔIにより沸騰完了を判断する。
さらに、制御部45は、インバータ回路23の駆動周波数を固定した状態で求めた時間変化量ΔIが、設定値以下となった場合、駆動周波数の固定を解除する。そして、制御部45は、時間変化量ΔIが設定値以下になるまでの加熱時間t1と、加熱時間t1の間における入力電流の電流変化量I1とに応じて、インバータ回路23の駆動周波数を可変して、加熱コイル11aに供給される高周波電力を可変させる。このような動作の詳細を図8〜図11により説明する。Similarly to the above-described operation, the
Further, the
図8は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の湯沸モード2における駆動周波数、温度、入力電流と時間との関係を示す図である。
図8においては、被加熱物5内に水が投入され湯沸しを行った際の経過時間と各特性の変化を示している。
図8(a)〜(c)は、被加熱物5内に投入された水の初期温度が高い時の特性であり、図8(a)は駆動周波数、図8(b)は温度(水温)、図8(c)は入力電流を示している。
図8(d)〜(f)は、被加熱物5内に投入された水の初期温度が低い時の特性であり、図8(d)は駆動周波数、図8(e)は温度(水温)、図8(f)は入力電流を示している。
図9は、図5の破線で示した部分を拡大した図である。
ここで、初期温度とは、加熱を開始してから所定の期間までの範囲における温度を指し、加熱開始時に限定するものではない。
なお、図8においては、初期温度が高い場合と低い場合の水(内容物)の量が略同等であるものとして説明する。即ち、加熱初期段階における被加熱物5の内容物の熱負荷は、内容物の温度と量とによって定まるものであるが、内容物の量が同等であれば熱負荷は初期温度に依存する。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the drive frequency, temperature, input current, and time in the
In FIG. 8, the elapsed time and the change of each characteristic when water is thrown into the to-be-heated material 5 and boiling is performed are shown.
FIGS. 8A to 8C show characteristics when the initial temperature of water charged into the object to be heated 5 is high. FIG. 8A shows the driving frequency, and FIG. 8B shows the temperature (water temperature). 8 (c) shows the input current.
8D to 8F show characteristics when the initial temperature of the water charged into the object to be heated 5 is low. FIG. 8D shows the driving frequency, and FIG. 8E shows the temperature (water temperature). 8 (f) shows the input current.
FIG. 9 is an enlarged view of a portion indicated by a broken line in FIG.
Here, the initial temperature refers to a temperature in a range from the start of heating to a predetermined period, and is not limited to the start of heating.
In FIG. 8, description will be made assuming that the amount of water (contents) when the initial temperature is high and when the initial temperature is low is substantially the same. That is, the heat load of the contents of the article 5 to be heated in the initial stage of heating is determined by the temperature and amount of the contents. However, if the amounts of the contents are equal, the heat load depends on the initial temperature.
図10は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の湯沸モード2の動作例を示すフローチャートである。
図11は、図11の初期水温検知の動作例を示すフローチャートである。
以下、図10、図11のフローチャートに基づき、図8、図9を参照しつつ説明する。FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation example of the
FIG. 11 is a flowchart showing an operation example of the initial water temperature detection of FIG.
Hereinafter, description will be made based on the flowcharts of FIGS. 10 and 11 with reference to FIGS.
まず、使用者により天板4の加熱口に被加熱物5が載置され、加熱開始(火力投入)の指示が操作部40に行われる。すると、負荷判定手段32において、入力電流とコイル電流との関係を示す負荷判定テーブルを用いて、載置された被加熱物(鍋)5の材質が負荷として判定される(ステップST1)。なお、負荷判定結果が、加熱不可能な材質もしくは無負荷であると判定した場合、その旨を報知手段42から報知され、駆動回路50から加熱コイル11aに高周波電力が供給されないように制御される。
First, the user places the object to be heated 5 on the heating port of the top plate 4, and instructs the
次に、駆動周波数設定手段33において、負荷判定手段32の負荷判定結果に基づき判定した鍋材質に応じた駆動周波数fの値fdが決定される(ステップST2)。このとき、駆動周波数fは、入力電流が過大とならないように共振回路の共振周波数よりも高い周波数f=fdに設定される。 Next, the drive frequency setting means 33 determines the value fd of the drive frequency f according to the pot material determined based on the load determination result of the load determination means 32 (step ST2). At this time, the drive frequency f is set to a frequency f = fd higher than the resonance frequency of the resonance circuit so that the input current does not become excessive.
その後、駆動制御手段31により、駆動周波数fをfdに固定してインバータ回路23が駆動されることにより誘導加熱動作が開始される(ステップST3)。電力供給開始による誘導加熱動作の開始とともに期間計測手段35による加熱時間t1と電流変化量I1の計測が開始される。
Thereafter, the drive control means 31 fixes the drive frequency f to fd and drives the
駆動周波数を固定して加熱を開始すると(図8(a)、(d))、被加熱物5の温度(水温)は沸騰するまで徐々に上昇する(図8(b)、(e))。この駆動周波数の固定での制御においては、図9に示すように、当該駆動周波数における入力電流値(動作点)が、点Aから点Bに変化し、被加熱物5の温度上昇に伴い、入力電流が徐々に低下していく。 When heating is started with the driving frequency fixed (FIGS. 8A and 8D), the temperature (water temperature) of the article to be heated 5 gradually rises until boiling (FIGS. 8B and 8E). . In the control with the driving frequency fixed, as shown in FIG. 9, the input current value (operating point) at the driving frequency changes from the point A to the point B, and the temperature of the article 5 to be heated increases. The input current gradually decreases.
誘導加熱動作が行われている間、電流変化検出手段34において所定のサンプリング間隔で時間変化量ΔIが算出される(ステップST4)。
そして、時間変化量ΔIが設定値(Iref)以下であるか否かが判断される(ステップST5)。被加熱物5が低温から高温になるにつれて、時間変化量ΔIが小さくなっていく(図8(c)、(f))。水が沸騰して温度が一定となると、入力電流も一定となる(図8(c)、(f))。これにより、加熱時間t1において、制御部45は、入力電流の時間変化量ΔIが設定値(Iref)以下となったと判定する。While the induction heating operation is performed, the current change detecting means 34 calculates the time change amount ΔI at a predetermined sampling interval (step ST4).
Then, it is determined whether or not the time change amount ΔI is equal to or less than a set value (Iref) (step ST5). As the heated object 5 changes from a low temperature to a high temperature, the time change amount ΔI decreases (FIGS. 8C and 8F). When water boils and the temperature becomes constant, the input current also becomes constant (FIGS. 8C and 8F). Thereby, in the heating time t1, the
そして、時間変化量ΔIが設定値以下となったとき、期間計測手段35において加熱時間t1が検出される(ステップST6)。また、期間計測手段35において、加熱開始から加熱時間t1の間の、入力電流の電流変化量I1が検出される(ステップST7)。
その後、駆動制御手段31は、初期水温検知の処理を実施し、加熱時間t1と電流変化量I1とから駆動周波数fの増加量Δfが決定される(ステップST8)。When the time change amount ΔI becomes equal to or less than the set value, the period measuring means 35 detects the heating time t1 (step ST6). Further, the period measuring means 35 detects the current change amount I1 of the input current between the heating start and the heating time t1 (step ST7).
Thereafter, the drive control means 31 performs an initial water temperature detection process, and an increase amount Δf of the drive frequency f is determined from the heating time t1 and the current change amount I1 (step ST8).
加熱時間t1の間は駆動周波数を固定して駆動しているため、被加熱物5に投入された水の初期温度によって、加熱時間t1および電流変化量I1は変化する。即ち、水の初期温度(T0)が高い場合(図8(b))では、加熱時間t1は短く、電流変化量I1は小さくなる。一方、水の初期温度が低い場合(図8(e))では、加熱時間t1は長く、電流変化量I1は大きくなる。
このことから、加熱時間t1と電流変化量I1とに基づき、水の初期温度(加熱初期段階の熱負荷)を判定することができる。Since the driving frequency is fixed during the heating time t1, the heating time t1 and the current change amount I1 vary depending on the initial temperature of the water charged into the article 5 to be heated. That is, when the initial temperature (T0) of water is high (FIG. 8B), the heating time t1 is short and the current change amount I1 is small. On the other hand, when the initial temperature of water is low (FIG. 8E), the heating time t1 is long and the current change amount I1 is large.
From this, the initial temperature of water (heat load at the initial stage of heating) can be determined based on the heating time t1 and the current change amount I1.
この初期水温検知の処理の詳細を図11により説明する。
制御部45は、加熱時間t1が所定の参照時間t_ref1よりも短く、かつ、電流変化量I1が所定の参照電流変化量I_ref1よりも小さいか否かを判定する(ステップST81)。Details of this initial water temperature detection process will be described with reference to FIG.
The
ステップST81の条件を満たす場合、制御部45は、水の初期温度が高い(強ホットスタート)と判定する(ステップST82)。例えば水の量が既知であれば、水の初期温度(T0)がT_ref1以上であると推定できる。
When the condition of step ST81 is satisfied, the
一方、ステップST81の条件を満たさない場合、制御部45は、加熱時間t1が所定の参照時間t_ref2以下、かつ、電流変化量I1が所定の参照電流変化量I_ref2以下であるか否かを判定する(ステップST83)。ここで、参照時間t_ref2は、参照時間t_ref1よりも長い時間である。参照電流変化量I_ref2は、参照電流変化量I_ref1よりも大きい値である。
On the other hand, when the condition of step ST81 is not satisfied, the
ステップST83の条件を満たす場合、制御部45は、水の初期温度が、上記強ホットスタートよりも低い(弱ホットスタート)と判定する(ステップST84)。例えば水の量が既知であれば、水の初期温度(T0)がT_ref2以上、T_ref1未満であると推定できる。
When the condition of step ST83 is satisfied, the
一方、ステップST83の条件を満たさない場合、制御部45は、水の初期温度が、上記弱ホットスタートよりもさらに低い(通常加熱)と判定する(ステップST85)。例えば水の量が既知であれば、水の初期温度(T0)がT_ref2未満であると推定できる。
On the other hand, when the condition of step ST83 is not satisfied, the
図12は、参照時間及び参照電流変化量と加熱初期段階の熱負荷との関係を示す図である。
図12に示すように、ステップST81〜ST85の初期水温判定の処理により、加熱時間t1及び電流変化量I1に応じて、制御部45は、加熱時間t1が短く、電流変化量I1が小さい程、加熱初期段階における被加熱物5の内容物の熱負荷が小さい(水の温度が高い)と推定する。
なお、ここでは、参照時間及び参照電流変化量がそれぞれ2つ場合について説明したが、3つ以上の参照時間及び参照電流変化量を設定して判定してもよい。FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the reference time and the reference current change amount and the heat load in the initial stage of heating.
As shown in FIG. 12, according to the process of initial water temperature determination in steps ST81 to ST85, the
In addition, although the case where the reference time and the reference current change amount are each two has been described here, it may be determined by setting three or more reference times and the reference current change amount.
ここで、加熱時間t1及び電流変化量I1は、初期温度のみならず水の量によっても変化するため、ステップST81〜ST85の初期水温判定の処理における各参照時間及び各参照電流変化量は、水の量に応じて設定する必要がある。このため、例えば予め水の量(内容物の量)に応じた各参照時間及び各参照電流変化量の情報をテーブルとして記憶しておき、水の量(内容物の量)の情報を取得することで、各参照時間及び各参照電流変化量を決定するようにしても良い。これにより、水の初期温度(熱負荷)を、より精度良く検出することができる。なお、水の量の情報は、操作部40等から入力可能としても良いし、例えば重力センサ等により被加熱物5の重量から水の量を判定しても良い。なお、水の量は、厳密な値を求める必要はなく、例えば、少、中、多の3段階などでも良い。
Here, since the heating time t1 and the current change amount I1 change not only with the initial temperature but also with the amount of water, each reference time and each reference current change amount in the processing of the initial water temperature determination in steps ST81 to ST85 is water. It is necessary to set according to the amount. For this reason, for example, information on each reference time and each reference current change amount corresponding to the amount of water (content amount) is stored in advance as a table, and information on the amount of water (content amount) is acquired. Thus, each reference time and each reference current change amount may be determined. Thereby, the initial temperature (heat load) of water can be detected more accurately. Information on the amount of water may be input from the
次に、制御部45の駆動制御手段31は、駆動周波数の固定を解除し、インバータ回路23の駆動周波数を増加させることで入力電流を低下させて、加熱コイル11aに供給される高周波電力(火力)を低下させる。つまり、被加熱物5の保温時には温度を上昇させる程の火力は不要であるため、加熱コイル11aから被加熱物5への加熱量を抑える。
このとき、制御部45の駆動制御手段31は、推定した初期温度(熱負荷)に応じて加熱コイル11aに供給される高周波電力を制御する。駆動制御手段31においてインバータ回路23の駆動周波数f=fdからf=fd+Δfに変更され、低下した高周波電力がインバータ回路23から加熱コイル11aに供給される(ステップST86、図8(a)(d))。Next, the drive control means 31 of the
At this time, the drive control means 31 of the
ここで駆動周波数の増加量(Δf)について説明する。
加熱時間t1が短く、電流変化量I1が小さい場合、即ち、強ホットスタートの場合、図8(a)に示すように、駆動制御手段31は、駆動周波数fを大きく増加させ、駆動周波数f=fd+Δf1の駆動信号DSでインバータ回路23を駆動する。
一方、加熱時間t1が長く、電流変化量I1が大きい場合、即ち、弱ホットスタートの場合、図8(d)に示すように、駆動制御手段31は、駆動周波数fを小さく増加させ、駆動周波数f=fd+Δf2の駆動信号DSでインバータ回路23を駆動する。
なお、加熱時間t1がさらに長く、電流変化量I1がさらに大きい場合、即ち、通常加熱の場合、駆動制御手段31は、駆動周波数fをΔf2よりも小さく増加させてインバータ回路23を駆動する。
なお、駆動周波数の増加量Δf1、Δf2の情報は予め制御部45に設定しても良いし、操作部40等から入力可能としても良い。Here, the increase amount (Δf) of the drive frequency will be described.
When the heating time t1 is short and the current change amount I1 is small, that is, in the case of strong hot start, as shown in FIG. 8A, the drive control means 31 greatly increases the drive frequency f, and the drive frequency f = The
On the other hand, when the heating time t1 is long and the current change amount I1 is large, that is, in the case of weak hot start, as shown in FIG. 8D, the drive control means 31 increases the drive frequency f to a small value, The
When the heating time t1 is longer and the current change amount I1 is larger, that is, in the case of normal heating, the drive control means 31 drives the
The information on the increase amounts Δf1 and Δf2 of the drive frequency may be set in the
図9に示すように、駆動周波数fを上げて火力を低下させても水温が殆ど低下せず一定の温度を保ち続けるように増加量Δf1、Δf2が設定され、動作点が点Bから点C1(もしくは点C2)に変化する。すると、駆動周波数fを上げて火力を低下させても、水温は殆ど低下せず保温状態を維持することになる。 As shown in FIG. 9, even if the driving frequency f is increased to lower the heating power, the increase amounts Δf1 and Δf2 are set so that the water temperature hardly decreases and keeps a constant temperature, and the operating point is changed from the point B to the point C1. (Or point C2). Then, even if the driving frequency f is increased and the thermal power is lowered, the water temperature is hardly lowered and the heat retaining state is maintained.
このように、加熱時間t1以降に投入する高周波電力(火力)について、加熱初期段階の熱負荷が小さい(初期温度が高い)場合は火力を低めに設定し、加熱初期段階の熱負荷が大きい(初期温度が低い)場合には火力を高めに設定する。
このため、無駄な電力供給を抑えつつ、保温動作を行うことができる省エネで使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。
特に、湯沸し(水の沸騰)モードの場合では、必要以上に火力を上げても水温が100℃以上になることはないため、駆動周波数fを上げて火力を低下させても、沸騰状態を維持することができる。Thus, for the high-frequency power (thermal power) input after the heating time t1, when the thermal load at the initial stage of heating is small (the initial temperature is high), the thermal power is set low, and the thermal load at the initial stage of heating is large ( If the initial temperature is low), set the heating power higher.
For this reason, it is possible to obtain an energy-saving and easy-to-use induction heating cooker that can perform a heat retaining operation while suppressing wasteful power supply.
In particular, in the case of boiling water (boiling water) mode, even if the heating power is increased more than necessary, the water temperature will not exceed 100 ° C. Therefore, even if the driving frequency f is increased and the heating power is decreased, the boiling state is maintained. can do.
このように、入力電流の時間変化量ΔIが、設定値以下となった場合、インバータ回路23の駆動を制御して、加熱コイル11aに供給される高周波電力を低下させるため、入力電力を抑えて省エネルギー化を図ることができる。
すなわち、従来のように、設定値になった際に所定の駆動周波数fまで単に増加させた場合、内容物の熱負荷(温度及び量)に応じて最適な保温状態を保つことができないという問題がある。例えば、被加熱物5の内容物の初期温度が低い場合には熱量が足りずに温度が徐々に低下してしまい再加熱が必要となってしまう。一方で被加熱物5の内容物の初期温度が高い場合には過剰な電力を消費してしまう。
本実施の形態1においては、被加熱物5の内容物の熱負荷(温度及び量)が異なれば駆動周波数fが同一(火力が同一)であっても加熱時間t1及び電流変化量I1が異なる点に着目し、駆動制御手段31が加熱時間t1及び電流変化量I1に応じて増加量Δfを決定し、保温する際の駆動周波数fを変化させる。これにより、被加熱物5の熱負荷に即して必要十分な電力を加熱コイル11aに供給することができるため、効率よく省エネ化を図ることができる。As described above, when the time variation ΔI of the input current becomes equal to or less than the set value, the drive of the
That is, when the set value is simply increased to a predetermined driving frequency f as in the conventional case, the optimum heat retaining state cannot be maintained according to the heat load (temperature and amount) of the contents. There is. For example, when the initial temperature of the contents of the article to be heated 5 is low, the amount of heat is insufficient and the temperature gradually decreases, and reheating is required. On the other hand, when the initial temperature of the contents of the article to be heated 5 is high, excessive power is consumed.
In the first embodiment, if the heat load (temperature and amount) of the contents of the article to be heated 5 is different, the heating time t1 and the current change amount I1 are different even if the drive frequency f is the same (the same thermal power). Focusing on this point, the drive control means 31 determines the increase amount Δf in accordance with the heating time t1 and the current change amount I1, and changes the drive frequency f when the temperature is kept. Thereby, since necessary and sufficient electric power can be supplied to the
再び図10を参照する。ステップST8の後、駆動制御手段31は、時間変化量ΔIが設定値以下になってから所定の付加時間Δtを経過した後(t2=t1+Δt)に、報知手段42により使用者に湯沸し完了の報知を行う(ステップST9)。
なお、制御部45は、加熱時間t1が参照時間t_ref1(時間基準値)より短く、かつ、電流変化量I1が参照電流変化量I_ref1(電流基準値)より小さい場合(強ホットスタート)には、時間変化量ΔIが設定値以下となった時に、湯沸しが完了した旨を報知手段42により報知させても良い。Refer to FIG. 10 again. After step ST8, the drive control means 31 notifies the user of the completion of boiling by the notifying
The
(湯沸しモード3)
次に、操作部40により湯沸しモードが選択された場合の別の制御動作について説明する。(Water heating mode 3)
Next, another control operation when the water heating mode is selected by the
制御部45は、上述した動作と同様に、負荷判定処理を行い、判定した鍋材質に応じた駆動周波数を決定し、決定した駆動周波数を固定してインバータ回路23を駆動して誘導加熱動作を実施する。そして、制御部45は、入力電流の時間変化量ΔIにより沸騰完了を判断する。
さらに、制御部45は、インバータ回路23の駆動周波数を固定した状態で求めた時間変化量ΔIが、設定値以下となった後、所定時間継続して同じ制御を行い、所定時間経過後、駆動周波数の固定を解除し、インバータ回路23の駆動周波数を可変して、加熱コイル11aに供給される高周波電力を可変させる。このような動作の詳細を図9及び図13により説明する。Similarly to the above-described operation, the
Further, the
図13は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の湯沸モード3における駆動周波数、温度、入力電流と時間との関係を示す図である。
図13においては、被加熱物5内に水が投入され湯沸しを行った際の経過時間と各特性の変化を示している。
図13(a)〜(c)は、被加熱物5内に投入された水の初期温度が高い時の特性であり、図13(a)は駆動周波数、図13(b)は温度(水温)、図13(c)は入力電流を示している。
図13(d)〜(f)は、被加熱物5内に投入された水の初期温度が低い時の特性であり、図13(d)は駆動周波数、図13(e)は温度(水温)、図13(f)は入力電流を示している。
なお、図13においては、初期温度が高い場合と低い場合の水(内容物)の量が略同等であるものとして説明する。即ち、加熱初期段階における被加熱物5の内容物の熱負荷は、内容物の温度と量とによって定まるものであるが、内容物の量が同等であれば熱負荷は初期温度に依存する。FIG. 13 is a diagram showing a relationship among drive frequency, temperature, input current, and time in the
In FIG. 13, the elapsed time and the change of each characteristic when water is poured into the article 5 to be heated and the water is heated are shown.
FIGS. 13A to 13C show characteristics when the initial temperature of water charged into the object to be heated 5 is high. FIG. 13A shows the driving frequency, and FIG. 13B shows the temperature (water temperature). FIG. 13C shows the input current.
13D to 13F show characteristics when the initial temperature of the water charged into the article 5 to be heated is low. FIG. 13D shows the driving frequency, and FIG. 13E shows the temperature (water temperature). FIG. 13F shows the input current.
In FIG. 13, description will be made assuming that the amount of water (contents) when the initial temperature is high and low is approximately the same. That is, the heat load of the contents of the article 5 to be heated in the initial stage of heating is determined by the temperature and amount of the contents. However, if the amounts of the contents are equal, the heat load depends on the initial temperature.
上述した湯沸しモード1の動作と同様に、駆動周波数を固定して加熱を開始すると(図13(a)、(d))、被加熱物5の温度(水温)は沸騰するまで徐々に上昇する(図13(b)、(e))。この駆動周波数の固定での制御においては、図9に示すように、当該駆動周波数における入力電流値(動作点)が、点Aから点Bに変化し、被加熱物5の温度上昇に伴い、入力電流が徐々に低下していく。
Similar to the operation in the
前述のように、被加熱物5の温度上昇に伴い、入力電流が徐々に低下するのは、温度上昇によって被加熱物5の電気抵抗率、透磁率が変化することで、加熱コイル11aと被加熱物5の磁気結合が変化するためである。すなわち入力電流が一定となる状態は、被加熱物5(特に加熱コイル11aと近接する部位)の温度が一定になることを意味する。
As described above, the input current gradually decreases as the temperature of the object to be heated 5 rises. The electrical resistivity and magnetic permeability of the object to be heated 5 change as the temperature rises. This is because the magnetic coupling of the heated object 5 changes. That is, the state in which the input current is constant means that the temperature of the article to be heated 5 (particularly, the portion adjacent to the
図13(c)、(f)において入力電流が一定となる加熱時間t1では、被加熱物5の温度は約100℃に達しているが、被加熱物5の内部に投入された水は温度ムラがあり、水全体としては沸騰に至っていない場合となることがある。
この湯沸しモード3では、加熱時間t1に付加時間Δtを加えた加熱時間t2まで、駆動周波数を固定した状態で駆動することで、短時間で確実に水全体を沸騰させることができる。加熱時間t2において、制御部45は湯沸しが完了したと判断する。
なお、付加時間Δtは、本発明における「第二の時間」に相当する。In the heating time t1 in which the input current is constant in FIGS. 13C and 13F, the temperature of the object to be heated 5 reaches about 100 ° C., but the water charged into the object to be heated 5 has a temperature of There may be unevenness and the water as a whole may not have boiled.
In the hot
The additional time Δt corresponds to the “second time” in the present invention.
ここで加熱時間t2と付加時間Δtについて説明する。
付加時間Δtは、加熱時間t2と加熱時間t1との差分であり、Δt=t2−t1で表させる。湯沸しモード3では、制御部45により、加熱開始から入力電流が一定となるまでの加熱時間t1を計測し、加熱時間t1の長さと、加熱時間t1までの電流変化量I1の大きさに応じて付加時間Δtを変化させる。Here, the heating time t2 and the additional time Δt will be described.
The additional time Δt is a difference between the heating time t2 and the heating time t1, and is expressed by Δt = t2−t1. In the hot
湯沸しモード3の加熱初期段階では、駆動周波数を固定して駆動しているため、被加熱物5に投入された水の熱負荷(初期温度及び量)によって、加熱時間t1及び電流変化量I1は変化する。即ち、水の初期温度が高い場合(図13(b))では加熱時間t1は短くなり、電流変化量I1は小さくなる。また、水の初期温度が低い場合(図13(e))では加熱時間t1は長くなり、電流変化量I1は大きくなる。加熱時間t1が短く、電流変化量I1が大きい場合、図13(c)に示すように、制御部45は、付加時間Δtを短く設定する。一方、加熱時間t1が長く、I1が大きい場合、図13(f)に示すように、制御部45は、付加時間Δtを長く設定する。
In the initial heating stage of the
水の初期温度が低い場合は高い場合と比べて、被加熱物5の内部の水の温度ムラが大きくなることが多く、水全体を確実に沸騰させるためにはより多くの時間が必要となる。
そこで、湯沸しモード3では、加熱時間t1及び電流変化量I1を計測することで被加熱物5の内部の水の初期温度を検出し、水の初期温度に応じた付加時間Δtを設定することで、沸騰に必要な無駄な電力供給を抑制すると共に、短時間で確実に水全体を沸騰させることができる省エネでかつ使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。When the initial temperature of the water is low, the temperature unevenness of the water inside the article to be heated 5 is often larger than when it is high, and more time is required to boil the whole water reliably. .
Therefore, in the
次に、制御部45は、加熱時間t1から付加時間Δtを経過したあとに、駆動周波数の固定を解除し、インバータ回路23の駆動周波数を増加させることで入力電流を低下させて、加熱コイル11aに供給される高周波電力(火力)を低下させる。駆動周波数を増加させる制御は上記湯沸しモード2と同様である。駆動周波数を上げて火力を低下させても、水温は殆ど低下しないため、図9に示すように動作点が点Bから点C1(点C2)に移動(変化)する。
Next, after the additional time Δt has elapsed from the heating time t1, the
また、加熱時間t2において、制御部45は、インバータ回路23の駆動周波数を上げると共に、報知手段42により使用者に湯沸し完了の報知を行う。なお使用者への報知は、駆動周波数を上げる前でも上げた後でも良い。
Further, at the heating time t2, the
なお、上記の説明では、駆動周波数を変更することで高周波電力(火力)を制御する方式について述べたが、インバータ回路23のスイッチング素子のオンデューティ(オンオフ比率)を変更することで火力を制御する方式を用いても良い。
In the above description, the method of controlling the high frequency power (thermal power) by changing the drive frequency has been described. However, the thermal power is controlled by changing the on-duty (on / off ratio) of the switching element of the
また温度検知手段30で検知した温度情報を活用することで、より信頼性の高い誘導加熱調理器を得ることができる。 Further, by utilizing the temperature information detected by the temperature detection means 30, a more reliable induction heating cooker can be obtained.
(別の駆動回路の構成例)
続いて別の駆動回路を使用した例について説明する。
図14は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の別の駆動回路を示す図である。
図14に示す駆動回路50は、図2に示した構成に、共振コンデンサ24bを付加したものである。なお、その他の構成は図2と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。(Configuration example of another drive circuit)
Next, an example using another drive circuit will be described.
FIG. 14 is a diagram illustrating another drive circuit of the induction heating cooker according to the first embodiment.
A
前述の通り、加熱コイル11aと共振コンデンサにより共振回路を構成しているため、誘導加熱調理器に必要とされる最大火力(最大入力電力)によって、共振コンデンサの容量は決定される。図10に示す駆動回路50では、共振コンデンサ24aおよび24bを並列接続することで、それぞれの容量を半分にすることができ、共振コンデンサを2個使用した場合でも安価な制御回路を得ることができる。
As described above, since the resonance circuit is configured by the
またコイル電流検出手段25bを並列接続した共振コンデンサのうちの共振コンデンサ24a側に配置することで、コイル電流検出手段25bに流れる電流は、加熱コイル11aに流れる電流の半分になるため、小型で小容量のコイル電流検出手段25bを用いることが可能となり、小型で安価な制御回路を得ることができ、安価な誘導加熱調理器を得ることができる。
In addition, by arranging the coil current detection means 25b on the
なお、本実施の形態1では、入力電流検出手段25aで検出した入力電流の時間変化量を検出する例について説明したが、入力電流に代えて、コイル電流検出手段25bで検出したコイル電流の時間変化量ΔIを検出しても良いし、入力電流とコイル電流の両方の時間変化量ΔIを検出しても良い。
In the first embodiment, the example in which the time change amount of the input current detected by the input
なお、本実施の形態1では、ハーフブリッジ型のインバータ回路23について説明したが、フルブリッジ型又は一石電圧共振型のインバータなどを用いた構成でも良い。
In the first embodiment, the half-bridge
更に負荷判定手段32での負荷判定処理でコイル電流と一次電流の関係を用いる方式について説明したが、共振コンデンサの両端の共振電圧を検出することで負荷判定処理を行う方式を用いても良く、負荷判定の方式は特に問わない。
Furthermore, although the method of using the relationship between the coil current and the primary current in the load determination process in the
また、被加熱物に投入される水の初期温度を、以上の実施の形態により、判定する場合について記載したが、負荷判定手段32の判定結果ごとに閾値を設定するなどして、負荷判定手段32の判定結果に応じて、被加熱物に投入される水の初期温度を推定してもよい。
Moreover, although the case where the initial temperature of the water thrown into to-be-heated material is determined by the above embodiment has been described, the load determination unit is configured by setting a threshold for each determination result of the
実施の形態2.
本実施の形態2では、上記実施の形態1における駆動回路50の詳細について説明する。
In the second embodiment, details of the
図15は、実施の形態2に係る誘導加熱調理器の駆動回路の一部を示す図である。なお、図15においては、上記実施の形態1の駆動回路50の一部の構成のみを図示している。
図15に示すように、インバータ回路23は、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(IGBT23a、23b)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23c、23dとによって構成されるアームを1組備えている。FIG. 15 is a diagram illustrating a part of the drive circuit of the induction heating cooker according to the second embodiment. In FIG. 15, only a part of the configuration of the
As shown in FIG. 15, the
IGBT23aとIGBT23bは、制御部45から出力される駆動信号によりオンオフ駆動される。
制御部45は、IGBT23aをオンさせている間はIGBT23bをオフ状態にし、IGBT23aをオフさせている間はIGBT23b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。
これにより、IGBT23aとIGBT23bとにより、加熱コイル11aを駆動するハーフブリッジインバータを構成する。The
The
Thereby, the half bridge inverter which drives the
なお、IGBT23aとIGBT23bとにより本発明における「ハーフブリッジインバータ回路」を構成する。
The
制御部45は、投入電力(火力)に応じて、IGBT23aおよびIGBT23bに高周波の駆動信号を入力し、加熱出力を調整する。IGBT23aおよびIGBT23bに出力される駆動信号は、加熱コイル11aおよび共振コンデンサ24aにより構成される負荷回路の共振周波数よりも高い駆動周波数の範囲で可変して、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する。
The
次に、インバータ回路23の駆動周波数とオンデューティ比とによる投入電力(火力)の制御動作について説明する。
Next, the operation of controlling the input power (thermal power) based on the drive frequency and on-duty ratio of the
図16は、実施の形態2に係るハーフブリッジ回路の駆動信号の一例を示す図である。図16(a)は高火力状態における各スイッチの駆動信号の例である。図16(b)は低火力状態における各スイッチの駆動信号の例である。
制御部45は、インバータ回路23のIGBT23aおよびIGBT23bに、負荷回路の共振周波数よりも高い高周波の駆動信号を出力する。
この駆動信号の周波数を可変することにより、インバータ回路23の出力が増減する。FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a drive signal of the half bridge circuit according to the second embodiment. FIG. 16A shows an example of a drive signal for each switch in the high thermal power state. FIG. 16B is an example of the drive signal of each switch in the low thermal power state.
The
By varying the frequency of the drive signal, the output of the
例えば、図16(a)に示すように、駆動周波数を低下させると、加熱コイル11aに供給される高周波電流の周波数が、負荷回路の共振周波数に近づき、加熱コイル11aへの投入電力が増加する。
また、図16(b)に示すように、駆動周波数を上昇させると、加熱コイル11aに供給される高周波電流の周波数が、負荷回路の共振周波数から離れ、加熱コイル11aへの投入電力が減少する。For example, as shown in FIG. 16A, when the drive frequency is lowered, the frequency of the high-frequency current supplied to the
As shown in FIG. 16B, when the drive frequency is increased, the frequency of the high-frequency current supplied to the
さらに、制御部45は、上述した駆動周波数の可変による投入電力の制御とともに、インバータ回路23のIGBT23aおよびIGBT23bのオンデューティ比を可変することで、インバータ回路23の出力電圧の印加時間を制御し、加熱コイル11aへの投入電力を制御することも可能である。
火力を増加させる場合には、駆動信号の1周期におけるIGBT23aのオン時間(IGBT23bのオフ時間)の比率(オンデューティ比)を大きくして、1周期における電圧印加時間幅を増加させる。
また、火力を低下させる場合には、駆動信号の1周期におけるIGBT23aのオン時間(IGBT23bのオフ時間)の比率(オンデューティ比)を小さくして、1周期における電圧印加時間幅を減少させる。Furthermore, the
When increasing the thermal power, the ratio (on duty ratio) of the on-time of the
When reducing the thermal power, the ratio (on duty ratio) of the on-time of the
図16(a)の例では、駆動信号の1周期T11におけるIGBT23aのオン時間T11a(IGBT23bのオフ時間)と、IGBT23aのオフ時間T11b(IGBT23bのオン時間)との比率が同じ場合(オンデューティ比が50%)の場合を図示している。
また、図16(b)の例では、駆動信号の1周期T12におけるIGBT23aのオン時間T12a(IGBT23bのオフ時間)と、IGBT23aのオフ時間T12b(IGBT23bのオン時間)との比率が同じ場合(オンデューティ比が50%)の場合を図示している。In the example of FIG. 16A, the ratio between the on time T11a of the
In the example of FIG. 16B, the ratio between the ON time T12a of the
制御部45は、上記実施の形態1で説明した、入力電流(又はコイル電流)の所定時間当たりの時間変化量ΔIを求める際に、インバータ回路23の駆動周波数を固定した状態においては、インバータ回路23のIGBT23aおよびIGBT23bのオンデューティ比を固定した状態にしている。
これにより、加熱コイル11aへの投入電力が一定の状態で、入力電流(又はコイル電流)の所定時間当たりの時間変化量ΔIを求めることができる。In the state where the drive frequency of the
Thereby, the time change amount ΔI per predetermined time of the input current (or coil current) can be obtained in a state where the input power to the
実施の形態3.
本実施の形態3においては、フルブリッジ回路を用いたインバータ回路23について説明を行う。
図17は、実施の形態3に係る誘導加熱調理器の駆動回路の一部を示す図である。なお、図17においては、上記実施の形態1の駆動回路50との相違点のみを図示している。
本実施の形態3では、1つの加熱口に対して2つの加熱コイルが設けられている。2つの加熱コイルは、例えば、それぞれ直径が異なり、同心円状に配置されている。ここでは、直径の小さい加熱コイルを内コイル11bと称し、直径の大きい加熱コイルを外コイル11cと称する。
なお、加熱コイルの数及び配置は、これに限定されない。例えば、加熱口の中央に配置した加熱コイルの周囲に複数の加熱コイルを配置する構成でも良い。
In the third embodiment, an
FIG. 17 is a diagram illustrating a part of the drive circuit of the induction heating cooker according to the third embodiment. Note that FIG. 17 shows only the differences from the
In the third embodiment, two heating coils are provided for one heating port. For example, the two heating coils have different diameters and are arranged concentrically. Here, the heating coil having a small diameter is referred to as an
In addition, the number and arrangement | positioning of a heating coil are not limited to this. For example, the structure which arrange | positions a some heating coil around the heating coil arrange | positioned in the center of a heating port may be sufficient.
インバータ回路23は、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アームを3組備えている。なお、これ以降、3組のアームのうち1組を共通アーム、他の2組を内コイル用アームおよび外コイル用アームと呼ぶ。
The
共通アームは、内コイル11bおよび外コイル11cに接続されたアームで、IGBT232a、IGBT232b、ダイオード232c、及びダイオード232dで構成されている。
内コイル用アームは、内コイル11bが接続されたアームで、IGBT231a、IGBT231b、ダイオード231c、及びダイオード231dで構成されている。
外コイル用アームは、外コイル11cが接続されたアームで、IGBT233a、IGBT233b、ダイオード233c、及びダイオード233dで構成されている。The common arm is an arm connected to the
The inner coil arm is an arm to which the
The outer coil arm is an arm to which the
共通アームのIGBT232aとIGBT232b、内コイル用アームのIGBT231aとIGBT231b、外コイル用アームのIGBT233aとIGBT233bは制御部45から出力される駆動信号によりオンオフ駆動される。
The
制御部45は、共通アームのIGBT232aをオンさせている間はIGBT232bをオフ状態にし、IGBT232aをオフさせている間はIGBT232b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。
同様に、制御部45は、内コイル用アームのIGBT231aとIGBT231b、外コイル用アームのIGBT233aとIGBT233bを交互にオンオフする駆動信号を出力する。
これにより、共通アームと内コイル用アームとにより、内コイル11bを駆動するフルブリッジインバータを構成する。また、共通アームと外コイル用アームとにより、外コイル11cを駆動するフルブリッジインバータを構成する。The
Similarly, the
As a result, the common arm and the inner coil arm constitute a full bridge inverter that drives the
なお、共通アームと内コイル用アームとにより本発明における「フルブリッジインバータ回路」を構成する。また、共通アームと外コイル用アームとにより本発明における「フルブリッジインバータ回路」を構成する。 The common arm and the inner coil arm constitute a “full bridge inverter circuit” in the present invention. The common arm and the outer coil arm constitute a “full bridge inverter circuit” in the present invention.
内コイル11bおよび共振コンデンサ24cにより構成される負荷回路は、共通アームの出力点(IGBT232aとIGBT232bの接続点)と、内コイル用アームの出力点(IGBT231aとIGBT231bの接続点)との間に接続される。
外コイル11cおよび共振コンデンサ24dにより構成される負荷回路は、共通アームの出力点と、外コイル用アームの出力点(IGBT233aとIGBT233bの接続点)との間に接続されている。The load circuit constituted by the
The load circuit constituted by the
内コイル11bは、略円形に巻回された外形の小さい加熱コイルであり、その外周に外コイル11cが配置されている。
内コイル11bに流れるコイル電流は、コイル電流検出手段25cにより検出する。コイル電流検出手段25cは、例えば、内コイル11bに流れる電流のピークを検出し、加熱コイル電流のピーク値に相当する電圧信号を制御部45に出力する。
外コイル11cに流れるコイル電流は、コイル電流検出手段25dにより検出する。コイル電流検出手段25d、例えば、外コイル11cに流れる電流のピークを検出し、加熱コイル電流のピーク値に相当する電圧信号を制御部45に出力する。The
The coil current flowing through the
The coil current flowing through the
制御部45は、投入電力(火力)に応じて、各アームのスイッチング素子(IGBT)に高周波の駆動信号を入力し、加熱出力を調整する。
共通アーム及び内コイル用アームのスイッチング素子に出力される駆動信号は、内コイル11bおよび共振コンデンサ24cにより構成される負荷回路の共振周波数よりも高い駆動周波数の範囲で可変して、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する。
また、共通アーム及び外コイル用アームのスイッチング素子に出力される駆動信号は、外コイル11cおよび共振コンデンサ24dにより構成される負荷回路の共振周波数よりも高い駆動周波数の範囲で可変して、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する。The
The drive signal output to the switching elements of the common arm and the inner coil arm varies in a drive frequency range higher than the resonance frequency of the load circuit constituted by the
Further, the drive signal output to the switching elements of the common arm and the outer coil arm can be varied within a drive frequency range higher than the resonance frequency of the load circuit constituted by the
次に、インバータ回路23のアーム相互間の位相差による投入電力(火力)の制御動作について説明する。
Next, the control operation of the input power (thermal power) due to the phase difference between the arms of the
図18は、実施の形態3に係るフルブリッジ回路の駆動信号の一例を示す図である。
図18(a)は高火力状態における各スイッチの駆動信号と各加熱コイルの通電タイミングの例である。
図18(b)は低火力状態における各スイッチの駆動信号と各加熱コイルの通電タイミングの例である。
なお、図18(a)及び(b)に示す通電タイミングは、各アームの出力点(IGBTとIGBTの接続点)の電位差に関係するものであり、内コイル用アームの出力点および外コイル用アームの出力点に対して共通アームの出力点が低い状態を「ON」で示している。また、内コイル用アームの出力点および外コイル用アームの出力点に対して共通アームの出力点が高い状態および同電位の状態を「OFF」で示している。FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a drive signal of the full bridge circuit according to the third embodiment.
FIG. 18A shows an example of the drive signal of each switch and the energization timing of each heating coil in the high thermal power state.
FIG. 18B is an example of the drive signal of each switch and the energization timing of each heating coil in the low thermal power state.
Note that the energization timings shown in FIGS. 18A and 18B are related to the potential difference between the output points of each arm (connection point of IGBT and IGBT), and the output points of the inner coil arm and the outer coil A state where the output point of the common arm is lower than the output point of the arm is indicated by “ON”. Further, the state where the output point of the common arm is higher than the output point of the inner coil arm and the output point of the outer coil arm and the state of the same potential are indicated by “OFF”.
図18に示すように、制御部45は、共通アームのIGBT232aおよびIGBT232bに、負荷回路の共振周波数よりも高い高周波の駆動信号を出力する。
また、制御部45は、共通アームの駆動信号より位相の進んだ駆動信号を、内コイル用アームのIGBT231aとIGBT231b、外コイル用アームのIGBT233aとIGBT233bに出力する。なお、各アームの駆動信号の周波数は同一周波数であり、オンデューティ比も同一である。As shown in FIG. 18, the
Further, the
各アームの出力点(IGBTとIGBTの接続点)には、IGBTとIGBTのオンオフ状態に応じて、直流電源回路の出力である正母線電位、あるいは負母線電位が高周波で切り替わって出力される。これにより、内コイル11bには、共通アームの出力点と、内コイル用アームの出力点との電位差が印加される。また、外コイル11cには、共通アームの出力点と、外コイル用アームの出力点との電位差が印加される。
したがって、共通アームへの駆動信号と、内コイル用アームおよび外コイル用アームへの駆動信号との位相差を増減することにより、内コイル11bおよび外コイル11cに印加する高周波電圧を調整することができ、内コイル11bと外コイル11cに流れる高周波出力電流と入力電流を制御することができる。The positive bus potential or the negative bus potential, which is the output of the DC power supply circuit, is switched at a high frequency and output at the output point of each arm (the connection point between the IGBT and IGBT) in accordance with the on / off state of the IGBT and IGBT. As a result, a potential difference between the output point of the common arm and the output point of the inner coil arm is applied to the
Therefore, the high frequency voltage applied to the
火力を増加させる場合には、アーム間の位相αを大きくして、1周期における電圧印加時間幅を大きくする。なお、アーム間の位相αの上限は、逆相(位相差180°)の場合であり、このときの出力電圧波形はほぼ矩形波となる。
図18(a)の例では、アーム間の位相αが180°の場合を図示している。また、各アームの駆動信号のオンデューティ比が50%の場合、つまり、1周期T13におけるオン時間T13aとオフ時間T13bとの比率が同じ場合を図示している。
この場合、駆動信号の1周期T14における、内コイル11b、外コイル11cの通電オン時間幅T14aと、通電オフ時間幅T14bとが同じ比率となる。When increasing the thermal power, the phase α between the arms is increased to increase the voltage application time width in one cycle. The upper limit of the phase α between the arms is in the case of reverse phase (phase difference 180 °), and the output voltage waveform at this time is almost a rectangular wave.
In the example of FIG. 18A, the case where the phase α between the arms is 180 ° is illustrated. Further, the case where the on-duty ratio of the drive signal of each arm is 50%, that is, the case where the ratio of the on-time T13a and the off-time T13b in one cycle T13 is the same is illustrated.
In this case, the energization on time width T14a and the energization off time width T14b of the
火力を低下させる場合には、高火力状態と比較してアーム間の位相αを小さくして、1周期における電圧印加時間幅を減少させる。なお、アーム間の位相αの下限は、例えば、ターンオン時に負荷回路に流れる電流の位相等との関係でスイッチング素子に過大電流が流れて破壊してしまわないレベルに設定する。
図18(b)の例では、アーム間の位相αを図18(a)と比較して小さくした場合を図示している。なお、各アームの駆動信号の周波数及びオンデューティ比は、図18(a)と同じである。
この場合、駆動信号の1周期T14における、内コイル11b、外コイル11cの通電オン時間幅T14aは、アーム間の位相αに応じた時間となる。
このように、アーム相互間の位相差によって、内コイル11b、外コイル11cへの投入電力(火力)を制御することができる。When lowering the thermal power, the phase α between the arms is made smaller than in the high thermal power state to reduce the voltage application time width in one cycle. Note that the lower limit of the phase α between the arms is set to a level at which an excessive current does not flow into the switching element and breaks due to the phase of the current flowing in the load circuit at the time of turn-on, for example.
In the example of FIG. 18B, the case where the phase α between the arms is made smaller than that in FIG. The frequency and on-duty ratio of the drive signal for each arm are the same as in FIG.
In this case, the energization on time width T14a of the
Thus, the input power (thermal power) to the
なお、上記の説明では、内コイル11bおよび外コイル11cを共に加熱動作させる場合を説明したが、内コイル用アーム又は外コイル用アームの駆動を停止し、内コイル11b又は外コイル11cの何れか一方のみを加熱動作させるようにしても良い。
In the above description, the case where both the
制御部45は、上記実施の形態1で説明した、入力電流(又はコイル電流)の所定時間当たりの時間変化量ΔIを求める際に、インバータ回路23の駆動周波数を固定した状態においては、アーム間の位相αと、各アームのスイッチング素子のオンデューティ比とを固定した状態にする。なお、その他の動作は上記実施の形態1と同様である。
これにより、内コイル11b、外コイル11cへの投入電力が一定の状態で、入力電流(又はコイル電流)の所定時間当たりの時間変化量ΔIを求めることができる。When determining the time change amount ΔI per predetermined time of the input current (or coil current) described in the first embodiment, the
Thereby, the time change amount ΔI per predetermined time of the input current (or coil current) can be obtained in a state where the input power to the
なお、本実施の形態3では、内コイル11b流れるコイル電流と、外コイル11c流れるコイル電流とを、コイル電流検出手段25cとコイル電流検出手段25dによってそれぞれ検出している。
このため、内コイル11bおよび外コイル11cを共に加熱動作させた場合において、コイル電流検出手段25c又はコイル電流検出手段25dの何れか一方が、故障などでコイル電流値が検出できない場合であっても、他方の検出値によって、コイル電流の所定時間当たり時間変化量ΔIを検出することが可能となる。
また、制御部45は、コイル電流検出手段25cで検出されたコイル電流の所定時間当たりの時間変化量ΔIと、コイル電流検出手段25dで検出されたコイル電流の所定時間当たりの時間変化量ΔIとをそれぞれ求め、それぞれ時間変化量ΔIのうち大きい方を用いて、上記実施の形態1で説明した各判断動作を行うようにしても良い。また、それぞれの時間変化量ΔIの平均値を用いて、上記実施の形態1で説明した各判断動作を行うようにしても良い。
このような制御を行うことで、コイル電流検出手段25c又はコイル電流検出手段25dの何れか検出精度が低い場合であっても、コイル電流の所定時間当たりの時間変化量ΔIを、より精度良く求めることができる。In the third embodiment, the coil current flowing through the
Therefore, when both the
The
By performing such control, even if the detection accuracy of either the coil
なお、上記実施の形態1〜3においては、本発明の誘導加熱調理器の一例として、IHクッキングヒーターを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、誘導加熱により加熱調理を行う炊飯器など、誘導加熱方式を採用する任意の誘導加熱調理器に適用することが可能である。 In the first to third embodiments, the IH cooking heater has been described as an example of the induction heating cooker of the present invention. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to any induction heating cooker that employs an induction heating method, such as a rice cooker that performs cooking by induction heating.
1 第一の加熱口、2 第二の加熱口、3 第三の加熱口、4 天板、5 被加熱物、11 第一の加熱手段、11a 加熱コイル、11b 内コイル、11c 外コイル、12 第二の加熱手段、13 第三の加熱手段、21 交流電源、22 直流電源回路、22a ダイオードブリッジ、22b リアクタ、22c 平滑コンデンサ、23 インバータ回路、23a、23b IGBT、23c、23d ダイオード、24a〜24d 共振コンデンサ、25a 入力電流検出手段、25b〜25d コイル電流検出手段、30 温度検知手段、31 駆動制御手段、32 負荷判定手段、33 駆動周波数設定手段、34 電流変化検出手段、35 期間計測手段、36 入出力制御手段、40a〜40c 操作部、41a〜41c 表示部、42 報知手段、45 制御部、50 駆動回路、100 誘導加熱調理器、231a、231b IGBT、232a、232b IGBT、233a、233b IGBT、231c、231d ダイオード、232c、232d ダイオード、233c、233d ダイオード。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路と、
前記駆動回路の駆動を制御し、前記加熱コイルに供給される高周波電力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記駆動回路の駆動周波数を固定した状態で、前記駆動回路への入力電流および前記加熱コイルに流れるコイル電流の少なくとも何れか一方の時間変化量(ΔI)を求め、
前記加熱コイルへの電力供給開始から前記時間変化量(ΔI)が設定値以下になるまでの第一の時間(t1)を計測し、
前記第一の時間(t1)と、前記第一の時間(t1)の間における、前記入力電流および前記コイル電流の少なくとも何れか一方の電流変化量(I1)と、に応じて、前記加熱コイルに供給される高周波電力を制御する
ことを特徴とする誘導加熱調理器。A heating coil for inductively heating an object to be heated;
A drive circuit for supplying high-frequency power to the heating coil;
A controller that controls driving of the driving circuit and controls high-frequency power supplied to the heating coil,
The controller is
In a state where the drive frequency of the drive circuit is fixed, the time change amount (ΔI) of at least one of the input current to the drive circuit and the coil current flowing through the heating coil is obtained,
Measure the first time (t1) from the start of power supply to the heating coil until the time variation (ΔI) becomes below a set value,
The heating coil according to the current change amount (I1) of at least one of the input current and the coil current between the first time (t1) and the first time (t1). An induction heating cooker characterized by controlling the high-frequency power supplied to the.
前記第一の時間(t1)が短く、前記電流変化量(I1)が小さい程、前記加熱コイルに供給される高周波電力を小さくする
ことを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱調理器。The controller is
The induction heating cooker according to claim 1, wherein the high frequency power supplied to the heating coil is reduced as the first time (t1) is shorter and the current change amount (I1) is smaller.
前記第一の時間(t1)が短く、前記電流変化量(I1)が小さい程、加熱初期段階における前記被加熱物の内容物の熱負荷が小さいと推定し、
推定した熱負荷に応じて前記加熱コイルに供給される高周波電力を制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の誘導加熱調理器。The controller is
As the first time (t1) is short and the current change amount (I1) is small, it is estimated that the heat load of the contents of the heated object in the initial heating stage is small,
The induction heating cooker according to claim 1 or 2, wherein high-frequency power supplied to the heating coil is controlled in accordance with the estimated heat load.
前記駆動回路の駆動周波数を固定した状態で求めた前記時間変化量(ΔI)が、前記設定値以下になってから第二の時間(Δt)を経過したあとに、前記加熱コイルに供給される高周波電力を低下させる制御を行い、
前記第二の時間(Δt)を、前記第一の時間(t1)と電流変化量(I1)とに応じて決定する
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。The controller is
The time change amount (ΔI) obtained with the drive frequency of the drive circuit fixed is supplied to the heating coil after a second time (Δt) has elapsed since it became equal to or less than the set value. Control to reduce the high-frequency power,
The induction according to any one of claims 1 to 3, wherein the second time (Δt) is determined according to the first time (t1) and a current change amount (I1). Cooking cooker.
前記第一の時間(t1)が短く、前記電流変化量(I1)が小さい程、前記第二の時間(Δt)を短くする
ことを特徴とする請求項4に記載の誘導加熱調理器。The controller is
The induction heating cooker according to claim 4, wherein the second time (Δt) is shortened as the first time (t1) is short and the current change amount (I1) is small.
前記駆動回路の駆動周波数を固定した状態で求めた前記時間変化量(ΔI)が、前記設定値以下となったあと、前記駆動回路の駆動周波数を増加させて、前記加熱コイルに供給される高周波電力を低下させる制御を行い、
前記駆動周波数の増加量を、前記第一の時間(t1)と電流変化量(I1)とに応じて決定する
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。The controller is
After the time variation (ΔI) obtained with the drive frequency of the drive circuit fixed is less than or equal to the set value, the drive frequency of the drive circuit is increased and the high frequency supplied to the heating coil Control to reduce power,
The induction heating cooking according to any one of claims 1 to 5, wherein an increase amount of the driving frequency is determined according to the first time (t1) and a current change amount (I1). vessel.
前記第一の時間(t1)が短く、前記電流変化量(I1)が小さい程、前記駆動周波数の増加量を小さくする
ことを特徴とする請求項6に記載の誘導加熱調理器。The controller is
The induction heating cooker according to claim 6, wherein the amount of increase in the drive frequency is reduced as the first time (t1) is shorter and the current change amount (I1) is smaller.
前記駆動回路の駆動周波数またはスイッチング素子のオンデューティ比を可変することで、前記加熱コイルに供給される高周波電力を低下させる
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。The controller is
The induction according to any one of claims 1 to 7, wherein the high frequency power supplied to the heating coil is reduced by changing a driving frequency of the driving circuit or an on-duty ratio of the switching element. Cooking cooker.
報知手段と、を備え、
前記制御部は、
前記動作モードとして、水の湯沸し動作を設定する湯沸しモードが選択された場合、前記駆動回路を駆動させ、
前記時間変化量(ΔI)が前記設定値以下となった後に、湯沸しが完了した旨を前記報知手段により報知させる
ことを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。An operation unit for selecting an operation mode;
An informing means,
The controller is
When the water heating mode for setting the water heating operation of water is selected as the operation mode, the driving circuit is driven,
The induction heating cooking according to any one of claims 1 to 8, wherein after the time change amount (ΔI) becomes equal to or less than the set value, the notification means notifies that the boiling has been completed. vessel.
前記第一の時間(t1)が時間基準値より短く、かつ、前記電流変化量(I1)が電流基準値より小さい場合、
前記時間変化量(ΔI)が前記設定値以下となった時に、湯沸しが完了した旨を前記報知手段により報知させる
ことを特徴とする請求項9に記載の誘導加熱調理器。The controller is
When the first time (t1) is shorter than the time reference value and the current change amount (I1) is smaller than the current reference value,
10. The induction heating cooker according to claim 9, wherein when the time change amount (ΔI) becomes equal to or less than the set value, the notification means notifies the completion of boiling.
前記制御部は、
前記負荷判定手段の判定結果に応じて、前記駆動回路を駆動させる際の駆動周波数を設定する
ことを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。Load determining means for performing load determination processing of the heated object,
The controller is
The induction heating cooker according to any one of claims 1 to 10, wherein a drive frequency for driving the drive circuit is set according to a determination result of the load determination unit.
前記駆動回路の駆動周波数を固定した状態において、前記駆動回路のスイッチング素子のオンデューティ比を固定した状態にする
ことを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。The controller is
The induction heating cooker according to any one of claims 1 to 11, wherein an on-duty ratio of a switching element of the drive circuit is fixed in a state where the drive frequency of the drive circuit is fixed. .
2つのスイッチング素子を直列に接続したアームを少なくとも2つ有するフルブリッジインバータ回路により構成され、
前記制御部は、
前記フルブリッジインバータ回路の、前記スイッチング素子の駆動周波数を固定した状態において、前記2つのアームの相互間の前記スイッチング素子の駆動位相差と、前記スイッチング素子のオンデューティ比とを固定した状態にする
ことを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。The drive circuit is
A full-bridge inverter circuit having at least two arms in which two switching elements are connected in series;
The controller is
In the state where the driving frequency of the switching element of the full bridge inverter circuit is fixed, the driving phase difference of the switching element between the two arms and the on-duty ratio of the switching element are fixed. The induction heating cooker according to any one of claims 1 to 11, wherein
2つのスイッチング素子を直列に接続したアームを有するハーフブリッジインバータ回路により構成され、
前記制御部は、
前記ハーフブリッジインバータ回路の、前記スイッチング素子の駆動周波数を固定した状態において、前記スイッチング素子のオンデューティ比を固定した状態にする
ことを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。The drive circuit is
It is composed of a half-bridge inverter circuit having an arm in which two switching elements are connected in series,
The controller is
The state which fixed the on-duty ratio of the said switching element in the state which fixed the drive frequency of the said switching element of the said half-bridge inverter circuit, It is characterized by the above-mentioned. Induction heating cooker.
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