JP6666750B2 - Electromagnetic induction heating device - Google Patents
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Description
本発明は、電磁誘導加熱装置に関し、特に複数の加熱コイルが用いられる電磁誘導加熱装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic induction heating device, and more particularly to an electromagnetic induction heating device using a plurality of heating coils.
火を使わずに鍋などの被加熱物を加熱するインバータ方式の電磁誘導加熱装置が広く用いられるようになってきている。家庭で使われる電磁誘導加熱装置としてはIHクッキングヒータがある。IHクッキングヒータは、鍋を載置するトッププレートの下部に加熱コイルを備えており、その加熱コイルに高周波電流を流し、金属製の鍋に渦電流を発生させ、鍋自体の電気抵抗により発熱させる。従来のIHクッキングヒータでは、鍋を加熱するための交番磁束は加熱コイル線直上が最も強く、鍋の加熱分布は加熱コイル線と同様のドーナツ状となり、加熱ムラが発生してしまう。加熱ムラを低減するために、加熱コイルを分割して内側コイルと外側コイルを設け、磁界の強い部分を分散させる方法がある。しかし、加熱ムラは多少低減できるが、加熱分布はドーナツ状となり、鍋を均一に加熱すること難しい。 Inverter-type electromagnetic induction heating devices for heating an object to be heated such as a pot without using a fire have been widely used. An electromagnetic induction heating device used at home includes an IH cooking heater. The IH cooking heater is provided with a heating coil below a top plate on which the pan is placed. A high-frequency current is passed through the heating coil, an eddy current is generated in the metal pan, and heat is generated by the electric resistance of the pan itself. In the conventional IH cooking heater, the alternating magnetic flux for heating the pot is strongest immediately above the heating coil wire, and the heating distribution of the pot becomes a donut shape similar to that of the heating coil wire, causing uneven heating. In order to reduce heating unevenness, there is a method in which a heating coil is divided into an inner coil and an outer coil to disperse a portion having a strong magnetic field. However, although the heating unevenness can be reduced somewhat, the heating distribution becomes a donut shape, and it is difficult to heat the pot uniformly.
これに対し、特許文献1に記載される従来技術が知られている。本従来技術においては、近接する二つの加熱コイルに流れる電流は同一周波数とし、かつ同期を取るとともに、電流の位相差がπ/2〜0の間とする。これにより、二つの加熱コイル間の磁界は打ち消し合い、二つの加熱コイル間で磁界を強く発生して加熱し過ぎることはなくなるため、二つの加熱コイル間距離を短くして設置面積を減らしながらも鍋を均一に加熱することができる。
On the other hand, a conventional technique described in
しかしながら、複数の加熱コイルを使って加熱する場合、加熱コイルに高周波電流を供給するためのインバータ回路が複数必要になる。このため、回路規模が大きくなり、装置が大型化したり、コスト増加になったりする。 However, when heating is performed using a plurality of heating coils, a plurality of inverter circuits for supplying a high-frequency current to the heating coils are required. For this reason, the circuit scale becomes large, the device becomes large, and the cost increases.
そこで、本発明は、複数の加熱コイルを使いながらも回路規模を低減できる電磁誘導加熱装置を提供する。 Thus, the present invention provides an electromagnetic induction heating device that can reduce the circuit scale while using a plurality of heating coils.
上記課題を解決するため、本発明による電磁誘導加熱装置は、複数の加熱コイルを備えるものであって、複数の加熱コイルは、少なくとも第1加熱コイルと第2加熱コイルを含み、第1加熱コイルと第1半導体スイッチング素子とが直列に接続される第1直列回路と、第2加熱コイルと第2半導体スイッチング素子とが直列に接続される第2直列回路と、第1加熱コイルと第1半導体スイッチング素子の接続点と、第2加熱コイルと第2半導体スイッチング素子の接続点との間に接続される第1共振コンデンサと、を有する第1インバータ回路と、を備え、第1直列回路の両端の内、第1加熱コイル側の一端と、第2直列回路の両端の内、第2半導体スイッチンク素子側の一端とが接続され、第1直列回路の両端の内、第1半導体スイッチング素子側の他端と、第2直列回路の両端の内、第2加熱コイル側の他端とが接続され、第1半導体スイッチング素子には第1コンデンサが並列に接続され、第2半導体スイッチング素子には第2コンデンサが並列に接続される。 In order to solve the above problems, an electromagnetic induction heating device according to the present invention includes a plurality of heating coils, wherein the plurality of heating coils include at least a first heating coil and a second heating coil, and a first heating coil A first series circuit in which the first heating coil and the first semiconductor switching element are connected in series; a second series circuit in which the second heating coil and the second semiconductor switching element are connected in series; a connection point of the switching elements, Bei example a first resonance capacitor connected, a first inverter circuit having, a between the connection point of the second heating coil and the second semiconductor switching element, the first series circuit One end of the first heating coil side of the two ends is connected to one end of the second semiconductor switching element side of the second series circuit, and the first semiconductor switch end of both ends of the first series circuit is connected. The other end on the element side and the other end on the second heating coil side of the two ends of the second series circuit are connected, the first capacitor is connected in parallel to the first semiconductor switching element, and the second semiconductor switching element Is connected in parallel with a second capacitor .
本発明によれば、第1加熱コイルと第2加熱コイルが、第1共振コンデンサを有するインバータ回路によって駆動できるので、電磁誘導加熱装置の共振コンデンサ数を半減できる。これにより、複数の加熱コイルを有する電磁誘導加熱装置の回路規模を低減できる。 According to the present invention, since the first heating coil and the second heating coil can be driven by the inverter circuit having the first resonance capacitor, the number of resonance capacitors of the electromagnetic induction heating device can be reduced by half. Thus, the circuit scale of the electromagnetic induction heating device having a plurality of heating coils can be reduced.
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be apparent from the following description of the embodiments.
本発明の一実施形態である電磁誘導加熱装置は第1インバータ回路で駆動される複数の加熱コイルを備える。ここで、第1インバータ回路は、共振型インバータであり、次のように構成される。複数の加熱コイルは、少なくとも第1加熱コイルと第2加熱コイルを含んでおり、第1加熱コイルと第1半導体スイッチング素子とが、直列に接続されて、第1直列回路を構成し、第2加熱コイルと第2半導体スイッチング素子とが、直列に接続されて、第2直列回路を構成する。第1加熱コイルと第1半導体スイッチング素子の接続点と、第2加熱コイルと前記第2半導体スイッチング素子の接続点との間には、第1共振コンデンサが接続される。 An electromagnetic induction heating device according to one embodiment of the present invention includes a plurality of heating coils driven by a first inverter circuit. Here, the first inverter circuit is a resonance type inverter and is configured as follows. The plurality of heating coils include at least a first heating coil and a second heating coil, and the first heating coil and the first semiconductor switching element are connected in series to form a first series circuit; The heating coil and the second semiconductor switching element are connected in series to form a second series circuit. A first resonance capacitor is connected between a connection point between the first heating coil and the first semiconductor switching element and a connection point between the second heating coil and the second semiconductor switching element.
本実施形態によれば、第1加熱コイルと第2加熱コイルが、第1共振コンデンサ、すなわち一個の共振コンデンサを備える第1インバータ回路によって駆動される。これにより、電磁誘導加熱装置の回路規模を低減することができる。 According to this embodiment, the first heating coil and the second heating coil are driven by the first resonance capacitor, that is, the first inverter circuit including one resonance capacitor. Thereby, the circuit scale of the electromagnetic induction heating device can be reduced.
他の実施形態として、さらに、同様の構成の1個ないし複数のインバータ回路(第2〜nインバータ回路)を有するものでも良い。 As another embodiment, the semiconductor device may further include one or more inverter circuits (second to n-th inverter circuits) having the same configuration.
後述する実施例において、上記実施形態における第1インバータ回路、第1加熱コイル、第2加熱コイル、第1半導体スイッチング素子、第2半導体スイッチング素子、第1共振コンデンサは、それぞれ、インバータ回路(4(図4,7,11),10(図8))、加熱コイルLr1(図1,7,8,10,11)、加熱コイルLr2(図1,7,8,10,11)、IGBT11(図1,7,8,10,11)、IGBT12(図1,7,10,11)並びにIGBT15(図8,11)、共振コンデンサCr1(図1,7,8,10,11)に対応する。 In the examples described later, the first inverter circuit, the first heating coil, the second heating coil, the first semiconductor switching element, the second semiconductor switching element, and the first resonance capacitor in the above embodiment are each an inverter circuit (4 ( 4, 7, 11), 10 (FIG. 8)), heating coil Lr1 (FIGS. 1, 7, 8, 10, 11), heating coil Lr2 (FIGS. 1, 7, 8, 10, 11), IGBT 11 (FIG. 1, 7, 8, 10, 11), IGBT 12 (FIGS. 1, 7, 10, 11), IGBT 15 (FIGS. 8, 11), and resonance capacitor Cr1 (FIGS. 1, 7, 8, 10, 11).
なお、半導体スイッチング素子として、各実施例においてはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が適用されているが、これに限らず、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などを適用しても良い。また、各実施例におけるIGBTはnチャネル型であるが、これに限らずpチャネル型でも良い。 In each of the embodiments, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is applied as a semiconductor switching element. However, the invention is not limited thereto, and a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or the like may be applied. In addition, the IGBT in each embodiment is an n-channel type, but is not limited to this, and may be a p-channel type.
以下、図面を用いながら本発明の実施例を説明する。各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the drawings, components having the same reference numerals indicate the same components or components having similar functions.
図1は、本発明の実施例1である電磁誘導加熱装置の回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an electromagnetic induction heating device that is
商用電源1から整流回路2を介して、インダクタL0とコンデンサC0からなるLCフィルタ3に接続され、フィルタ3の出力であるコンデンサC0の両端(ノードpとノードn)にインバータ回路4およびインバータ回路5が接続される。なお、本実施例1において、整流回路2はダイオードブリッジからなる。
An
インバータ回路4は、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路と、加熱コイルLr2とIGBT12の直列回路が、LCフィルタ3のコンデンサC0と並列に接続されている。加熱コイルLr1とIGBT11の接続点(ノードa)と加熱コイルLr2とIGBT12の接続点(ノードb)の間に、共振コンデンサCr1が接続されている。インバータ回路5も同様に、加熱コイルLr3とIGBT13の直列回路と、加熱コイルLr4とIGBT14の直列回路が、コンデンサC0と並列に接続されている。加熱コイルLr3とIGBT13の接続点(ノードc)と加熱コイルLr4とIGBT14の接続点(ノードd)の間には、共振コンデンサCr2が接続されている。
In the
なお、インバータ回路4においては、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路の両端(一端および他端)の内、加熱コイルLr1側の一端と、加熱コイルLr2とIGBT12の直列回路の両端の内、加熱コイルLr2側の一端とが接続される。また、インバータ回路4においては、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路の両端の内、IGBT11側の他端と、加熱コイルLr2とIGBT12の直列回路の両端の内、IGBT12側の他端とが接続される。インバータ回路5についても同様である。
In the
IGBT11には、逆並列にダイオードD1が接続されている。IGBT12には、逆並列にダイオードD2が接続されている。IGBT13には、逆並列にダイオードD3が接続されている。IGBT14には、逆並列にダイオードD4が接続されている。これらのダイオードD1〜D4は環流ダイオードとして機能する。
The diode D1 is connected to the
ここで、加熱コイルLr1の共振電流IL1の向きは、ノードpからノードaへの方向(図1の矢印方向)を正とし、加熱コイルLr2の共振電流IL2の向きは、ノードpからノードbへの方向(図1の矢印方向)を正とする。 Here, the direction of the resonance current IL1 of the heating coil Lr1 is positive in the direction from the node p to the node a (the direction of the arrow in FIG. 1), and the direction of the resonance current IL2 of the heating coil Lr2 is from the node p to the node b. (Positive in FIG. 1).
制御回路6は、IGBT11を駆動するドライブ回路62−1と、IGBT12を駆動するドライブ回路62−2と、IGBT13を駆動するドライブ回路62−3と、IGBT14を駆動するドライブ回路62−4を備えている。ドライブ回路62−1,62−2,62−3,62−4は、いずれも駆動信号発生回路61によって制御される。さらに加熱コイルLr1,Lr2,Lr3,Lr4に流れる電流が、それぞれ電流検出器CM1,CM2,CM3,CM4によって検出される。電流検出器CM1〜CM4の各出力は、電流検出部63を介して演算回路65に入力される。また、IGBT11〜14の各々のコレクタ・エミッタ間に発生する共振電圧が、電圧検出部64で検出され、演算回路65に入力される。演算回路65は、各加熱コイルに流れる電流と、各共振電圧と、電力指令値とに基づいて、各IGBTの駆動信号を演算して、各IGBTを駆動するドライブ回路に出力する。
The
図2は、本実施例1の電磁誘導加熱装置の概略全体構成図である。 FIG. 2 is a schematic overall configuration diagram of the electromagnetic induction heating device of the first embodiment.
電磁誘導加熱装置100は、整流回路2と、LCフィルタ3と、インバータ回路4およびインバータ回路5と、制御回路6と、加熱コイルLr(図1中のLr1〜Lr4)と、トッププレート7と、磁性体8と、制御回路6に対して加熱や停止もしくは加熱条件などの指令を与える操作部66と、加熱中であること加熱条件などを表示する表示部67を含んで構成される。このような電磁誘導加熱装置100は、トッププレート7に載置された鍋9を、加熱コイルLrが発生する高周波の交番磁界によって誘導加熱する。
The electromagnetic
なお、本実施例1において、加熱対象の鍋9は調理器具である。また、トッププレート7は、磁気損失の少ない耐熱ガラスなどで構成され、加熱コイルLrの上面を覆っている。さらに、磁性体8は、例えば高い透磁率を持つフェライトで構成され、加熱コイルLrの下面に設けられる。
In the first embodiment, the
図3は、実施例1である電磁誘導加熱装置の動作を示す波形図である。また、図4は、図3の各動作モード(M1〜M8)における回路動作を示す。以下、これら図3,4を用いて、インバータ回路4の動作について説明する。なお、インバータ回路5についてはインバータ回路4と同様の動作であるため説明を省略する。
FIG. 3 is a waveform diagram illustrating an operation of the electromagnetic induction heating device according to the first embodiment. FIG. 4 shows a circuit operation in each operation mode (M1 to M8) of FIG. Hereinafter, the operation of the
モードM1において、IGBT11はオン、IGBT12はオフしている。モードM1では、コンデンサC0から加熱コイルLr2、共振コンデンサCr1、IGBT11をこの順に通る経路(図4のモードM1における実線矢印)に電流が流れる。また、加熱コイルLr2、共振コンデンサCr1、加熱コイルLr1をこの順に通る経路(図4のモードM1における破線矢印)に電流が流れる。この時、IGBT12のコレクタ電圧は、共振コンデンサCr1と加熱コイルLr1および加熱コイルLr2の各インダクタンスの共振動作によって、正弦波状に上昇する。このため、モードM1開始時点におけるIGBT12のターンオフ動作は、ゼロボルトスイッチング(以下、ZVS(Zero Voltage Switching)と記す)となる。加熱コイルLr1の電流IL1が負から正に反転すると、動作モードはモードM1からモードM2に遷移する。
In the mode M1, the
モードM2では、コンデンサC0から加熱コイルLr1、IGBT11をこの順に通る経路(図4のモードM2における実線矢印)と、コンデンサC0から加熱コイルLr2、共振コンデンサCr1、IGBT11をこの順に通る経路(図4のモードM2における破線矢印)に電流が流れる。このときのIGBT12のコレクタ電圧は、極大値まで上昇する。加熱コイル電流IL2が正から負に反転すると、動作モードはモードM2からモードM3に遷移する。
In the mode M2, a path passing through the heating coil Lr1 and the
モードM3では、加熱コイルLr2、加熱コイルLr1、共振コンデンサCr1をこの順に通る経路(図4のモードM3における破線矢印)と、コンデンサC0から加熱コイルLr1、IGBT11をこの順に通る経路(図4のモードM3における実線矢印)に電流が流れる。この時、IGBT12のコレクタ電圧は極大値から正弦波状に減少する。IGBT12のコレクタ電圧が0Vになると、ダイオードD2がオンし、動作モードはモードM3からモードM4に遷移する。
In the mode M3, a path that passes through the heating coil Lr2, the heating coil Lr1, and the resonance capacitor Cr1 in this order (a broken arrow in mode M3 in FIG. 4), and a path that passes from the capacitor C0 through the heating coil Lr1 and the IGBT11 in this order (the mode shown in FIG. A current flows through a solid arrow in M3). At this time, the collector voltage of the
モードM4では、コンデンサC0から加熱コイルLr1、IGBT11をこの順に通る経路(図4のモードM4における実線矢印)と、加熱コイルLr2、加熱コイルLr1、IGBT11、ダイオードD2をこの順に通る経路(図4のモードM4における破線矢印)に電流が流れる。この時、IGBT11およびダイオードD2には、共振電流が流れるため、入力電流(但し、ダイオードD2では零)に共振電流が加算された電流が流れる。制御回路6がIGBT11をターンオフすると同時にIGBT12をターンオンすると、動作モードはモードM4からモードM5に遷移する。
In the mode M4, a path passing through the heating coil Lr1 and the
モードM5において、IGBT11はオフ、IGBT12はオンしている。モードM5では、コンデンサC0から加熱コイルLr1、共振コンデンサCr1、IGBT12をこの順に通る経路(図4のモードM5における実線矢印)と、加熱コイルLr2、加熱コイルLr1、共振コンデンサCr1をこの順に通る経路(図4のモードM5における破線矢印)に電流が流れる。この時、IGBT11のコレクタ電圧は、共振コンデンサCr1と加熱コイルLr1および加熱コイルLr2のインダクタンスの共振動作によって、正弦波状に上昇する。このため、モードM5開始時点におけるIGBT11のターンオフ動作は、ZVSとなる。加熱コイルLr2の電流IL2が負から正に反転すると、動作モードはモードM5からモードM6に遷移する。
In the mode M5, the
モードM6では、コンデンサC0から加熱コイルLr1、共振コンデンサCr1、IGBT12をこの順に通る経路(図4のモードM6における実線矢印)と、コンデンサC0から加熱コイルLr2、IGBT12をこの順に通る経路(図4のモードM6における破線矢印)に電流が流れる。このときのIGBT11のコレクタ電圧は極大値まで上昇する。加熱コイルLr1の電流IL1が正から負に反転すると、動作モードはモードM6からモードM7に遷移する。
In the mode M6, a path passing from the capacitor C0 through the heating coil Lr1, the resonance capacitor Cr1, and the
モードM7では、加熱コイルLr2、共振コンデンサCr1、加熱コイルLr1をこの順に通る経路(図4のモードM7における破線矢印)と、コンデンサC0から加熱コイルLr2、IGBT12をこの順に通る経路(図4のモードM3における実線矢印)に電流が流れる。この時、IGBT11のコレクタ電圧は、極大値から正弦波状に減少する。IGBT11のコレクタ電圧が0Vになると、ダイオードD1がオンし、動作モードはモードM7からモードM8に遷移する。
In the mode M7, a path that passes through the heating coil Lr2, the resonance capacitor Cr1, and the heating coil Lr1 in this order (a broken arrow in mode M7 in FIG. 4), and a path that passes from the capacitor C0 through the heating coil Lr2 and the
モードM8では、コンデンサC0から加熱コイルLr2、IGBT12をこの順に通る経路(図4のモードM8における実線矢印)と、加熱コイルLr1、加熱コイルLr2、IGBT12、ダイオードD1をこの順に通る経路(図4のモードM8における破線矢印)に電流が流れる。この時、IGBT12およびダイオードD1には、共振電流が流れるため、入力電流(但し、ダイオードD1では零)に共振電流が加算された電流が流れる。モードM8において、制御回路6がIGBT12をターンオフすると同時にIGBT11をターンオンすると、動作モードは、モードM8からモードM1にもどる。
In the mode M8, a path passing through the heating coil Lr2 and the
以上のモードM1〜M8の8種類の動作モードを繰り返すことで、加熱コイルLr1およびLr2に流れる高周波の共振電流IL1およびIL2によって発生する高周波の交番磁界によって、加熱コイルLr1およびLr2の上側のトッププレート7上に載置された鍋9が誘導加熱される。
By repeating the above-mentioned eight types of operation modes M1 to M8, a high-frequency alternating magnetic field generated by the high-frequency resonance currents IL1 and IL2 flowing through the heating coils Lr1 and Lr2 causes the top plate on the upper side of the heating coils Lr1 and Lr2. The
次にインバータの電力制御方法を、図5および図6を用いて説明する。 Next, a power control method of the inverter will be described with reference to FIGS.
図5は、非磁性鍋および磁性鍋を加熱する時の周波数と入力電力の関係を示す。入力電力は、鍋の材質によらず、インバータの駆動周波数により制御することができる。また、非磁性鍋は、磁性鍋よりもインダクタンスおよび電気抵抗が小さいため、同一の周波数において、磁性鍋よりも入力電力が大きくなる。このため、非磁性鍋は、磁性鍋よりも高い周波数帯を使い入力電力を制御する。 FIG. 5 shows the relationship between the frequency and the input power when heating the non-magnetic pan and the magnetic pan. The input power can be controlled by the drive frequency of the inverter, regardless of the material of the pot. In addition, since the non-magnetic pan has smaller inductance and electric resistance than the magnetic pan, the input power becomes larger than the magnetic pan at the same frequency. For this reason, the nonmagnetic pan controls the input power using a higher frequency band than the magnetic pan.
図6は、非磁性鍋および磁性鍋を加熱する時の周波数と共振電圧の関係を示す。共振電圧は、周波数を高くすると、入力電力が低下するため(図5参照)、低くなる。共振電圧は、IGBTのコレクタに印加されるため、IGBTの素子耐圧以下になるように制御される。 FIG. 6 shows the relationship between the frequency and the resonance voltage when heating the non-magnetic pan and the magnetic pan. As the frequency increases, the resonance voltage decreases because the input power decreases (see FIG. 5). Since the resonance voltage is applied to the collector of the IGBT, the resonance voltage is controlled to be equal to or lower than the element breakdown voltage of the IGBT.
上述のように、本実施例1によれば、二つの加熱コイル(インバータ回路4ではLr1およびLr2)に対して、一つの共振コンデンサCr1を用いて、加熱コイルに高周波電流を供給するので、電磁誘導加熱装置の回路規模を低減できる。また、IGBTに流れる共振電流は一部の期間(モード4,8)しか流れないため、IGBTの電力損失を低減できる。従って、これにより、誘導加熱調理器などの電磁誘導加熱装置を小型化できたり、低コスト化できたりする。
As described above, according to the first embodiment, the high-frequency current is supplied to the two heating coils (Lr1 and Lr2 in the inverter circuit 4) by using one resonance capacitor Cr1. The circuit scale of the induction heating device can be reduced. Further, since the resonance current flowing through the IGBT flows only for a part of the period (
図7は、本発明の実施例2である電磁誘導加熱装置の回路構成図である。以下、主に、実施例1と異なる点について説明する。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of an electromagnetic induction heating device that is
図7に示すように、本実施例2の電磁誘導加熱装置100の回路においては、加熱コイルLr1とIGBT11の接続点(ノードa)を共通端子とし、ノードaと、加熱コイルLr3とIGBT13の接続点(ノードc)の間に共振コンデンサCr2が接続され、ノードaと、加熱コイルLr4とIGBT14の接続点(ノードd)の間に共振コンデンサCr3が接続される。このようにして、実施例1と同様の共振コンデンサCr1を備えるインバータ回路のほかに、共振コンデンサCr2を備えるインバータ回路と、共振コンデンサCr3を備えるインバータ回路が構成される。
As shown in FIG. 7, in the circuit of the electromagnetic
ここで、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路の両端(一端および他端)の内、加熱コイルLr1側の一端と、加熱コイルLr3とIGBT13の直列回路の両端の内、加熱コイルLr3側の一端とが接続され。また、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路の両端の内、IGBT11側の他端と、加熱コイルLr3とIGBT13の直列回路の両端の内、IGBT13側の他端とが接続される。また、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路の両端の内、加熱コイルLr1側の一端と、加熱コイルLr4とIGBT14の直列回路の両端の内、加熱コイルLr4側の一端とが接続され。また、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路の両端の内、IGBT11側の他端と、加熱コイルLr4とIGBT14の直列回路の両端の内、IGBT14側の他端とが接続される。
Here, one end on the heating coil Lr1 side of both ends (one end and the other end) of the series circuit of the heating coil Lr1 and the
他の構成は、実施例1の電磁誘導加熱装置と同様である。また、回路動作も実施例1と同様である。 Other configurations are the same as those of the electromagnetic induction heating device of the first embodiment. The circuit operation is the same as that of the first embodiment.
本実施例2によれば、IGBT11および加熱コイルLr1の直列回路と共にインバータ回路を構成する他の直列回路を、複数(本実施例2では三個)の直列回路から任意に選択できる。これにより、電磁誘導加熱装置において加熱したい領域を選択的に変更可能となる。
According to the second embodiment, another series circuit constituting an inverter circuit together with the series circuit of the
図8は、本発明の実施例3である電磁誘導加熱装置の回路構成図である。なお、本図8において、制御回路6における電圧検出部64および電圧検出部64の入出力は、図が繁雑になるため、図示を省略している(後述する図10,11も同様)。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram of an electromagnetic induction heating device that is
商用電源1から整流回路2を介して、フィルタ3に接続され、フィルタ3の出力であるコンデンサC0の正極端子のノードpと負極端子のノードnとの間に、インバータ回路4及びインバータ回路5が接続される。
The
インバータ回路10は、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路と、IGBT15と加熱コイルLr2の直列回路が、コンデンサC0と並列に接続されている。加熱コイルLr1とIGBT11の接続点(ノードa)と、IGBT15と加熱コイルLr2の接続点(ノードb)の間に共振コンデンサCr1が接続されている。インバータ回路20も同様に加熱コイルLr3とIGBT13の直列回路と、IGBT16と加熱コイルLr4の直列回路が、コンデンサC0と並列に接続されている。加熱コイルLr3とIGBT13の接続点(ノードc)と、IGBT16と加熱コイルLr4の接続点(ノードd)の間に共振コンデンサCr2が接続されている。
In the
本実施例3において、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路と共にインバータ回路10を構成する、IGBT15と加熱コイルLr2の直列回路の両端の内、IGBT15側の一端(コレクタ)がコンデンサC0の正極端子に接続され、加熱コイルLr2側の他端がコンデンサC0の負極端子に接続される。また、加熱コイルLr3とIGBT13の直列回路と共にインバータ回路20を構成する、IGBT16と加熱コイルLr4の直列回路の両端の内、IGBT16側の一端(コレクタ)がコンデンサC0の正極端子に接続され、加熱コイルLr4側の他端がコンデンサC0の負極端子に接続される。
In the third embodiment, one end (collector) of the series circuit of the
従って、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路の両端(一端および他端)の内、加熱コイルLr1側の一端と、IGBT15と加熱コイルLr2の直列回路の両端の内、IGBT15側の一端とが接続され。また、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路の両端の内、IGBT11側の他端と、IGBT15と加熱コイルLr2の直列回路の両端の内、加熱コイルLr2側の他端とが接続される。
Therefore, one end on the heating coil Lr1 side of both ends (one end and the other end) of the series circuit of the heating coil Lr1 and the
IGBT11には、逆並列にダイオードD1が接続されている。IGBT15には、逆並列にダイオードD5が接続されている。IGBT13には、逆並列にダイオードD3が接続されている。IGBT16には、逆並列にダイオードD6が接続されている。これらのダイオードD1,D5,D3,D6は環流ダイオードとして機能する。
The diode D1 is connected to the
IGBT11,15,13,16には、コレクタ・エミッタ間に、それぞれ、スナバコンデンサ21,22,23,24が接続される。
The
ここで、加熱コイルLr1の共振電流IL1の向きは、コンデンサC0の正極端子からノードaへの方向(図8の矢印方向)を正とし、加熱コイルLr2の共振電流IL2の向きは、ノードbからコンデンサC0の負極端子への方向(図1の矢印方向)を正とする。 Here, the direction of the resonance current IL1 of the heating coil Lr1 is positive from the positive terminal of the capacitor C0 to the node a (the direction of the arrow in FIG. 8), and the direction of the resonance current IL2 of the heating coil Lr2 is from the node b. The direction of the capacitor C0 toward the negative terminal (the direction of the arrow in FIG. 1) is defined as positive.
制御回路6は、IGBT11を駆動するドライブ回路62−1と、IGBT15を駆動するドライブ回路62−2と、IGBT13を駆動するドライブ回路62−3と、IGBT16を駆動するドライブ回路62−4を備えている。ドライブ回路62−1,62−2,62−3,62−4は、いずれも駆動信号発生回路61によって制御される。さらに加熱コイルLr1,Lr2,Lr3,Lr4に流れる電流が、それぞれ電流検出器CM1,CM2,CM3,CM4によって検出される。電流検出器CM1〜CM4の各出力は、電流検出部63を介して演算回路65に入力される。また、図8においては図示されないが、実施例1と同様に、IGBT11〜14の各々のコレクタ・エミッタ間に発生する共振電圧が、電圧検出部(64)で検出され、演算回路65に入力される。演算回路65は、各加熱コイルに流れる電流と、各共振電圧と、電力指令値とに基づいて、各IGBTの駆動信号を演算して、各IGBTを駆動するドライブ回路に出力する。
The
図9は、実施例3である電磁誘導加熱装置の動作を示す波形図である。図9中に、動作モードとしてモードM11〜M16を示す。以下、図9および前述の図8を用いて、インバータ回路10の動作について説明する。なお、インバータ回路20についてはインバータ回路10と同様の動作であるため説明を省略する。
FIG. 9 is a waveform diagram illustrating the operation of the electromagnetic induction heating device according to the third embodiment. FIG. 9 shows modes M11 to M16 as operation modes. Hereinafter, the operation of the
モードM11において、IGBT11はオンしており、IGBT15はオフしている。IGBT15のコレクタ電圧は、コンデンサC0の正極・負極端子間に共振コンデンサCr1の電圧を加算した値を有する。IGBT11のコレクタ電圧は、ほぼ0Vである。
In the mode M11, the
コンデンサC0から加熱コイルLr1、IGBT11を通る経路と、加熱コイルLr2、共振コンデンサCr1、IGBT11を通る経路に電流が流れる。IGBT15はオフしているので、IGBT15に電流は流れない。制御回路6がIGBT11をターンオフすると、動作モードは、モードM11からモードM12に遷移する。
Current flows from the capacitor C0 to a path passing through the heating coils Lr1 and IGBT11 and a path passing through the heating coil Lr2, the resonance capacitors Cr1 and IGBT11. Since the
モードM12において、IGBT11とIGBT15は、オフしている。加熱コイルLr1およびLr2に蓄えられたエネルギーにより、加熱コイルLr1、スナバコンデンサ21、コンデンサC0を通る経路と、加熱コイルLr1、スナバコンデンサ21、加熱コイルLr2、スナバコンデンサ22を通る経路と、加熱コイルLr1、共振コンデンサCr1、加熱コイルLr2、コンデンサC0を通る経路に電流が流れる。このとき、IGBT11のコレクタ電圧は、スナバコンデンサ21によって緩やかに上昇するので、IGBT11は、ZVSでターンオフされる。このため、IGBT11のスイッチング損失が低減する。IGBT11のコレクタ電圧(ノードaの電圧)が、コンデンサC0の正極端子の電圧を超えると、動作モードはモードM12からモードM13に遷移する。
In mode M12, IGBT11 and IGBT15 are off. By the energy stored in the heating coils Lr1 and Lr2, the path passing through the heating coil Lr1, the
モードM13において、ダイオードD5がオンし、ダイオードD5、加熱コイルLr1、共振コンデンサCr1を通る経路と、加熱コイルLr2、ダイオードD5、コンデンサC0を通る経路に電流が流れる。制御回路6は、このようなダイオードD5の通電期間中に、IGBT15をターンオンする。ダイオードD5に流れる電流が減衰して零になると、動作モードはモードM13からモードM14に遷移する。
In the mode M13, the diode D5 is turned on, and current flows through a path passing through the diode D5, the heating coil Lr1, and the resonance capacitor Cr1, and a path passing through the heating coil Lr2, the diode D5, and the capacitor C0. The
モードM14において、IGBT15に正方向の電流が流れ出す時、IGBT15は既にオンしているため、実質ZVSとなり、スイッチング損失が低減する。共振コンデンサCr1に蓄えられたエネルギーにより、共振コンデンサCr1から加熱コイルLr1、IGBT15を通る経路と、コンデンサC0からIGBT15、加熱コイルLr2を通る経路に電流が流れる。これにより、加熱コイルLr1およびLr2にエネルギーが蓄積される。制御回路6がIGBT15をターンオフすると、動作モードはモードM14からモードM15に遷移する。
In the mode M14, when a current in the positive direction flows into the
モードM15において、IGBT11とIGBT15は、オフしている。加熱コイルLr1およびLr2に蓄えられたエネルギーにより、加熱コイルLr2、コンデンサC0、スナバコンデンサ22を通る経路と、加熱コイルLr1、スナバコンデンサ22、加熱コイルLr2、スナバコンデンサ21を通る経路と、加熱コイルLr1、スナバコンデンサ22、共振コンデンサCr1を通る経路に電流が流れる。このとき、IGBT15のコレクタ電圧は、スナバコンデンサ22によって緩やかに上昇するので、IGBT15は、ZVSでターンオフされる。このため、IGBT15のスイッチング損失が低減する。IGBT15のコレクタ電圧(ノードaの電圧)が、コンデンサC0の正極端子の電圧を超えると、動作モードはモードM15からモードM16に遷移する。
In mode M15, IGBT11 and IGBT15 are off. Due to the energy stored in the heating coils Lr1 and Lr2, a path passing through the heating coil Lr2, the capacitor C0 and the
モードM16において、ダイオードD1がオンし、ダイオードD1、共振コンデンサCr1、加熱コイルLr2を通る経路と、ダイオードD1、加熱コイルLr1、コンデンサC0を通る経路に電流が流れる。制御回路6は、このようなダイオードD1の通電期間中に、IGBT11をターンオンする。ダイオードD1に流れる電流が減衰して零になると、動作モードはモードM16からモードM11に戻る。
In the mode M16, the diode D1 is turned on, and current flows through a path passing through the diode D1, the resonance capacitor Cr1, and the heating coil Lr2, and a path passing through the diode D1, the heating coil Lr1, and the capacitor C0. The
以上のモードM11〜M16の6種類の動作モードを繰り返すことで、加熱コイルLr1およびLr2に流れる高周波の共振電流IL1およびIL2によって発生する高周波の交番磁界によって、加熱コイルLr1およびLr2の上側のトッププレート7上に載置された鍋9が誘導加熱される。
By repeating the above six operation modes M11 to M16, the high-frequency alternating magnetic field generated by the high-frequency resonance currents IL1 and IL2 flowing through the heating coils Lr1 and Lr2 causes the top plate on the upper side of the heating coils Lr1 and Lr2. The
本実施例3によれば、IGBT11のターンオフ時に、共振コンデンサCr1およびIGBT15を含む回路部が、アクティブクランプとして機能する。さらに、IGBT15のターンオフ時に、共振コンデンサCr1およびIGBT11を含む回路部が、アクティブクランプとして機能する。すなわち、本実施例3のインバータ10,20はアクティブクランプ電圧共振インバータとなり、共振電圧の大きさが低減できる。このため、IGBTを低耐圧化できるので、電磁誘導加熱装置を低損失化できたり、低コスト化できたりする。
According to the third embodiment, when the
図10は、本発明の実施例4である電磁誘導加熱装置の回路構成図である。以下、主に、実施例3と異なる点について説明する。なお、各インバータ回路の具体的な動作は実施例3と同様である。
FIG. 10 is a circuit configuration diagram of an electromagnetic induction heating device that is
本実施例4においては、実施例3(図8)と異なり、ノードbとノードcの間に共振コンデンサCr3が接続される。これにより、インバータ回路10,20に加えて、インバータ回路10の加熱コイルLr2とIGBT12およびスナバコンデンサ22と、インバータ回路20の加熱コイルLr3とIGBT13およびスナバコンデンサ23とで、インバータ回路30が構成される。
In the fourth embodiment, unlike the third embodiment (FIG. 8), a resonance capacitor Cr3 is connected between the node b and the node c. Thus, in addition to
ここで、IGBT12と加熱コイルLr2の直列回路の両端(一端および他端)の内、IGBT12側の一端と、加熱コイルLr3とIGBT13の直列回路の両端の内、加熱コイルLr3側の一端とが接続される。また、IGBT12と加熱コイルLr2の直列回路の両端の内、加熱コイルLr2側の他端と、加熱コイルLr3とIGBT13の直列回路の両端の内、IGBT13側の他端とが接続される。
Here, one end on the
インバータ回路30を動作させて、加熱コイルLr2およびLr3に高周波電流を流し、加熱コイルLr2およびLr3上部にトッププレート7を介して載置される鍋を加熱する。従って、隣り合う加熱コイルとIGBTとスナバコンデンサによりインバータ回路を構成することができる。これにより、鍋の加熱したい領域における加熱コイルに通電するインバータを駆動することで、鍋における所望の領域を選択的に加熱することができる。また、時間分割によりインバータ回路を選択して動作させることにより、鍋の加熱領域を時間的に変化することができるため、鍋の内容物に対流を起こして均一に加熱することができる。
The
図11は、本発明の実施例5である電磁誘導加熱装置の回路構成図である。以下、主に、実施例3と異なる点について説明する。なお、各インバータ回路の具体的な動作は実施例3と同様である。
FIG. 11 is a circuit configuration diagram of an electromagnetic induction heating device that is
本実施例5においては、実施例3(図8)とは異なり、加熱コイルLr1とIGBT11の接続点(ノードa)を共通端子とし、ノードaと、加熱コイルLr3とIGBT13の接続点(ノードc)の間に共振コンデンサCr2が接続され、ノードaと、IGBT16と加熱コイルLr4の接続点(ノードd)の間に共振コンデンサCr3が接続される。
In the fifth embodiment, unlike the third embodiment (FIG. 8), the connection point (node a) between the heating coil Lr1 and the
ここで、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路の両端(一端および他端)の内、加熱コイルLr1側の一端と、加熱コイルLr3とIGBT13の直列回路の両端の内、加熱コイルLr3側の一端とが接続される。また、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路の両端の内、IGBT11側の他端と、加熱コイルLr3とIGBT13の直列回路の両端の内、IGBT13側の他端とが接続される。さらに、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路の両端の内、加熱コイルLr1側の一端と、IGBT16と加熱コイルLr4の直列回路の両端の内、IGBT16側の一端とが接続され。また、加熱コイルLr1とIGBT11の直列回路の両端の内、IGBT11側の他端と、IGBT16と加熱コイルLr4の直列回路の両端の内、加熱コイルLr4側の他端とが接続される。
Here, one end on the heating coil Lr1 side of both ends (one end and the other end) of the series circuit of the heating coil Lr1 and the
他の構成は、実施例3の電磁誘導加熱装置と同様である。また、インバータ回路4,5,40の回路動作も実施例3と同様である。
Other configurations are the same as those of the electromagnetic induction heating device of the third embodiment. The circuit operations of the
本実施例5によれば、IGBT11および加熱コイルLr1の直列回路と共にインバータ回路を構成する他の直列回路を、複数(本実施例2では三個)の直列回路から任意に選択できる。これにより、電磁誘導加熱装置において加熱したい領域を選択的に変更可能となる。従って、実施例4と同様に、鍋における所望の領域を選択的に加熱することができる。また、実施例4と同様に、鍋の内容物に対流を起こして均一に加熱することができる。
According to the fifth embodiment, another series circuit constituting an inverter circuit together with the series circuit of the
本実施例においても、実施例4と同様に、加熱したい領域の加熱コイルに通電するインバータを駆動することで選択的に加熱部分の決定することができる。また、時間分割によりインバータ回路を選択することで、加熱領域を時間的に変化することができるため、鍋の内容物に対流を起こし、均一に加熱することができる。 Also in the present embodiment, similarly to the fourth embodiment, a heating portion can be selectively determined by driving an inverter that energizes a heating coil in a region to be heated. In addition, by selecting the inverter circuit by time division, the heating area can be changed with time, so that convection occurs in the contents of the pan and uniform heating can be performed.
さらに、本実施例5によれば、複数の加熱コイルの内、隣り合う加熱コイル以外でも、任意の2個の加熱コイルによりインバータ回路を構成できるので、加熱領域の設定の自由度が大きくなる。 Further, according to the fifth embodiment, the inverter circuit can be configured with any two heating coils other than the adjacent heating coils among the plurality of heating coils, so that the degree of freedom in setting the heating region is increased.
図12は、本発明の実施例6である電磁誘導加熱装置における加熱コイルの配置図である。また、図13は、本実施例6におけるインバータ回路のIGBTのゲート信号波形を示す。なお、本実施例6の加熱コイルは、実施例1(図1)のインバータ回路によって通電される。 FIG. 12 is a layout diagram of a heating coil in the electromagnetic induction heating device according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 13 shows a gate signal waveform of the IGBT of the inverter circuit according to the sixth embodiment. The heating coil of the sixth embodiment is energized by the inverter circuit of the first embodiment (FIG. 1).
図12に示すように、加熱コイルLr1〜Lr4は縦横に整列に配置されている。これらの加熱コイルには、実施例1のインバータ回路によって高周波電流が流れる。この時、図13に示すように、IGBT11とIGBT12には相補的なゲート信号が与えられ、IGBT13とIGBT14にも相補的なゲート信号が与えられる。ここで、IGBT11とIGBT13のゲート信号は同位相であり、IGBT12とIGBT14のゲート信号も同位相である。 As shown in FIG. 12, the heating coils Lr1 to Lr4 are arranged vertically and horizontally. High-frequency current flows through these heating coils by the inverter circuit of the first embodiment. At this time, as shown in FIG. 13, complementary gate signals are applied to IGBT11 and IGBT12, and complementary gate signals are also applied to IGBT13 and IGBT14. Here, the gate signals of IGBT11 and IGBT13 are in phase, and the gate signals of IGBT12 and IGBT14 are also in phase.
図13に示すゲート信号によってインバータ回路のIGBTが駆動されると、各加熱コイルには、図12中の左図に実線矢印で示すようなコイル電流が流れる。この時、加熱コイル上の鍋には、図12中の右図に破線矢印で示すような渦電流が流れようとするが、加熱コイルLr1およびLr3上の領域間、並びに加熱コイルLr2およびLr4上の領域間では、渦電流同士が打ち消し合う。したがって、渦電流経路は、図12中の右図に実線矢印で示すように、加熱コイルLr1およびLr3上に位置する経路と、加熱コイルLr2およびLr4上に位置する経路となる。また、加熱コイルLr1およびLr2上の領域間、並びに加熱コイルLr3およびLr4上の領域間では渦電流同士が強め合うため、この部分の発熱量を増加することができる。 When the IGBT of the inverter circuit is driven by the gate signal shown in FIG. 13, a coil current flows through each heating coil as indicated by a solid arrow in the left diagram of FIG. At this time, an eddy current tends to flow in the pot on the heating coil as indicated by a broken line arrow in the right diagram of FIG. 12, but between the regions on the heating coils Lr1 and Lr3 and on the heating coils Lr2 and Lr4. The eddy currents cancel each other between the regions. Accordingly, the eddy current paths are paths located on the heating coils Lr1 and Lr3 and paths located on the heating coils Lr2 and Lr4, as indicated by solid arrows in the right diagram in FIG. Further, eddy currents reinforce each other between the regions on the heating coils Lr1 and Lr2 and between the regions on the heating coils Lr3 and Lr4, so that the amount of heat generated in these portions can be increased.
図14は、実施例6の変形例である電磁誘導加熱装置における加熱コイルの配置図である。また、図15は、本変形例におけるインバータ回路のIGBTのゲート信号波形を示す。なお、本変形例の加熱コイルは、実施例1(図1)のインバータ回路によって通電される。 FIG. 14 is a layout diagram of a heating coil in an electromagnetic induction heating device according to a modification of the sixth embodiment. FIG. 15 shows a gate signal waveform of the IGBT of the inverter circuit according to the present modification. The heating coil of this modification is energized by the inverter circuit of the first embodiment (FIG. 1).
本変形例においては、図15に示すように、IGBT11とIGBT12には相補的なゲート信号が与えられ、IGBT13とIGBT14にも相補的なゲート信号が与えられる。ここで、IGBT11とIGBT13のゲート信号の位相は互いに反転位相であり、IGBT12とIGBT14のゲート信号の位相も互いに反転位相である。
In this modification, as shown in FIG. 15, complementary gate signals are applied to IGBT11 and IGBT12, and complementary gate signals are also applied to IGBT13 and IGBT14. Here, the phases of the gate signals of the
図15に示すゲート信号によってインバータ回路のIGBTが駆動されると、各加熱コイルには、図14中の左図に実線矢印で示すようなコイル電流が流れる。ここで、加熱コイルLr3およびLr4に流れる電流の向きが、それぞれ実施例6(図12中の右図)とは逆方向となる。このため、加熱コイル上の鍋には、図14中の右図に破線矢印で示すような渦電流が流れようとするが、実施例とは異なり、加熱コイルLr1およびLr3上の領域間、並びに加熱コイルLr2およびLr4上の領域間では、渦電流同士が強め合う。したがって、渦電流経路は、図14中の右図に実線矢印で示すように、隣接する加熱コイル間の間隙上の領域の渦電流が増加し、この領域の発熱量が増加する。 When the IGBT of the inverter circuit is driven by the gate signal shown in FIG. 15, a coil current flows through each heating coil as indicated by a solid arrow in the left diagram of FIG. Here, the directions of the currents flowing through the heating coils Lr3 and Lr4 are opposite to those in Example 6 (the right diagram in FIG. 12). Therefore, an eddy current tends to flow in the pot on the heating coil as indicated by a dashed arrow in the right diagram of FIG. 14, but unlike the embodiment, between the regions on the heating coils Lr1 and Lr3, and Eddy currents reinforce each other between the regions on the heating coils Lr2 and Lr4. Therefore, in the eddy current path, as shown by the solid line arrow in the right diagram of FIG. 14, the eddy current in the region above the gap between the adjacent heating coils increases, and the calorific value in this region increases.
本実施例6および変形例から判るように、IGBTのゲート信号を変更することで、鍋の発熱領域を変更することができる。これにより、鍋の内容物に対流を発生させ、ムラなく鍋内の食材を加熱することができる。 As can be seen from the sixth embodiment and the modification, the heat generation area of the pot can be changed by changing the gate signal of the IGBT. Thereby, convection is generated in the contents of the pan, and the ingredients in the pan can be heated evenly.
図16は、本発明の実施例7である電磁誘導加熱装置における加熱コイルの配置図である。また、図17は、本実施例7におけるインバータ回路のIGBTのゲート信号波形を示す。なお、本実施例7の加熱コイルは、実施例1(図1)のインバータ回路によって通電される。 FIG. 16 is an arrangement diagram of a heating coil in the electromagnetic induction heating device according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 17 shows a gate signal waveform of the IGBT of the inverter circuit according to the seventh embodiment. The heating coil of the seventh embodiment is energized by the inverter circuit of the first embodiment (FIG. 1).
図16に示すように、加熱コイルLr1を中心にして、加熱コイルLr2〜Lr4が加熱コイルLr1の周囲に配置される。 As shown in FIG. 16, the heating coils Lr2 to Lr4 are arranged around the heating coil Lr1 around the heating coil Lr1.
図17に示すようなゲート信号により、IGBT11は、所定の期間において連続的にオン状態にされる。また、IGBT12〜14は、IGBT11のオン期間内において、時間分割で動作させる。すなわち、IGBT12〜14は、この順に、所定の時間間隔にて、IGBT11のオン期間よりも短い期間で順次オン状態にされる。なお、IGBT12〜14のオン期間はオーバーラップしない。このように、IGBT11〜14を動作することにより、加熱コイルLr1上の領域を中心にして加熱コイルLr2〜Lr4上の領域を周期的に加熱できる。これにより、鍋の内容物に対流を発生させ、ムラなく鍋内の食材を加熱することができる。
The
なお、IGBT12〜14の通電期間の幅や間隔は、本実施例7のものに限らず、任意に設定できる。
The width and interval of the power supply period of the
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described above. Further, for a part of the configuration of each embodiment, it is possible to add, delete, or replace another configuration.
例えば、加熱コイル数は、任意の複数個で良い。また、加熱対象は、鍋などの調理器具に限らず、他の器具でも良い。 For example, the number of heating coils may be any number. Further, the heating target is not limited to cooking utensils such as pots, but may be other utensils.
1 商用電源
2 整流回路
3 フィルタ
4,5,10,20,30,40 インバータ回路
6 制御回路
7 トッププレート
8 磁性体
9 鍋
11,12,13,14,15,16 IGBT
21,22,23,24 スナバコンデンサ
61 駆動信号発生回路
62−1,62−2,62−3,62−4 ドライブ回路
63 電流検出部
64 電圧検出部
65 演算回路
66 操作部
67 表示部
100 電磁誘導加熱装置
Lr,Lr1,Lr2,Lr3,Lr4 加熱コイル
L0 インダクタ
C0 コンデンサ
CM1,CM2,CM3,CM4 電流検出器
D1,D2,D3,D4 ダイオード
DESCRIPTION OF
21, 22, 23, 24
Claims (3)
前記複数の加熱コイルは、少なくとも第1加熱コイルと第2加熱コイルを含み、
前記第1加熱コイルと第1半導体スイッチング素子とが直列に接続される第1直列回路と、
前記第2加熱コイルと第2半導体スイッチング素子とが直列に接続される第2直列回路と、
前記第1加熱コイルと前記第1半導体スイッチング素子の接続点と、前記第2加熱コイルと前記第2半導体スイッチング素子の接続点との間に接続される第1共振コンデンサと、を有する第1インバータ回路と、
を備え、
前記第1直列回路の両端の内、前記第1加熱コイル側の一端と、前記第2直列回路の両端の内、前記第2半導体スイッチンク素子側の一端とが接続され、
前記第1直列回路の前記両端の内、前記第1半導体スイッチング素子側の他端と、前記第2直列回路の前記両端の内、前記第2加熱コイル側の他端とが接続され、
前記第1半導体スイッチング素子には第1コンデンサが並列に接続され、前記第2半導体スイッチング素子には第2コンデンサが並列に接続されることを特徴とする電磁誘導加熱装置。 In an electromagnetic induction heating device including a plurality of heating coils,
The plurality of heating coils include at least a first heating coil and a second heating coil,
A first series circuit in which the first heating coil and the first semiconductor switching element are connected in series;
A second series circuit in which the second heating coil and a second semiconductor switching element are connected in series;
A first inverter having a connection point between the first heating coil and the first semiconductor switching element and a first resonance capacitor connected between a connection point between the second heating coil and the second semiconductor switching element; Circuit and
Bei to give a,
One end on the first heating coil side of both ends of the first series circuit and one end on the second semiconductor switching element side of both ends of the second series circuit are connected,
Of the two ends of the first series circuit, the other end on the first semiconductor switching element side and the two ends of the second series circuit, the other end on the second heating coil side are connected,
An electromagnetic induction heating apparatus , wherein a first capacitor is connected to the first semiconductor switching element in parallel, and a second capacitor is connected to the second semiconductor switching element in parallel .
前記複数の加熱コイルは、第3加熱コイルを含み、
前記第2直列回路と、
前記第3加熱コイルと第3半導体スイッチング素子とが直列に接続される第3直列回路と、
前記第2加熱コイルと前記第2半導体スイッチング素子の前記接続点と、前記第3加熱コイルと前記第3半導体スイッチング素子の接続点との間に接続される第2共振コンデンサと、
を有する第2インバータ回路を備え、
前記第2直列回路の前記両端の内、前記第2半導体スイッチング素子側の前記一端と、前記第3直列回路の両端の内、前記第3加熱コイル側の一端とが接続され、
前記第2直列回路の前記両端の内、前記第2加熱コイル側の前記他端と、前記第3直列回路の前記両端の内、前記第3半導体スイッチング素子側の他端とが接続され、
前記第3半導体スイッチング素子には第3コンデンサが並列に接続されることを特徴とする電磁誘導加熱装置。 The electromagnetic induction heating device according to claim 1, further comprising:
The plurality of heating coils include a third heating coil,
Said second series circuit;
A third series circuit in which the third heating coil and a third semiconductor switching element are connected in series;
A second resonance capacitor connected between the connection point between the second heating coil and the second semiconductor switching element, and a connection point between the third heating coil and the third semiconductor switching element;
A second inverter circuit having
Of the two ends of the second series circuit, one end of the second semiconductor switching element side and one end of both ends of the third series circuit, one end of the third heating coil side are connected,
Of the two ends of the second series circuit, the other end of the second heating coil is connected to the other end of the third series circuit, the other end of the third semiconductor switching element,
An electromagnetic induction heating device, wherein a third capacitor is connected in parallel to the third semiconductor switching element .
前記複数の加熱コイルは、第3加熱コイルを含み、
前記第1直列回路と、
前記第3加熱コイルと第3半導体スイッチング素子とが直列に接続される第3直列回路と、
前記第1加熱コイルと前記第1半導体スイッチング素子の前記接続点と、前記第3加熱コイルと前記第3半導体スイッチング素子の接続点との間に接続される第2共振コンデンサと、
を有する第2インバータ回路を有し、
前記第1直列回路の前記両端の内、前記第1加熱コイル側の前記一端と、前記第3直列回路の両端の内、前記第3半導体スイッチング素子側の一端とが接続され、
前記第1直列回路の前記両端の内、前記第1半導体スイッチング素子側の前記他端と、前記第3直列回路の前記両端の内、前記第3加熱コイル側の他端とが接続され、
前記第3半導体スイッチング素子には第3コンデンサが並列に接続されることを特徴とする電磁誘導加熱装置。 The electromagnetic induction heating device according to claim 1 , further comprising:
The plurality of heating coils include a third heating coil,
Said first series circuit;
A third series circuit in which the third heating coil and a third semiconductor switching element are connected in series;
A connection point between the first heating coil and the first semiconductor switching element, a second resonance capacitor connected between a connection point between the third heating coil and the third semiconductor switching element,
A second inverter circuit having
Of the two ends of the first series circuit, the one end on the first heating coil side is connected to one end of the third series circuit on the third semiconductor switching element side ,
Of the two ends of the first series circuit, the other end on the first semiconductor switching element side and the other end of the third series circuit on the third heating coil side are connected ,
An electromagnetic induction heating device, wherein a third capacitor is connected in parallel to the third semiconductor switching element .
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