JP7001892B2 - Induction heating cooker - Google Patents
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Description
本開示は、様々な材質の被加熱物を加熱するために、インバータ回路の共振周波数を切り替える機能を備えた誘導加熱調理器に関する。 The present disclosure relates to an induction heating cooker having a function of switching the resonance frequency of an inverter circuit in order to heat an object to be heated of various materials.
従来、この種の誘導加熱調理器は、外郭を構成する本体と、本体の上面に設けられたトッププレートと、少なくとも一つのインバータ部とを備える。インバータ部は、四つのスイッチング素子と一つの加熱コイルと少なくとも一つの切り替えリレーとを有する(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of induction heating cooker includes a main body constituting the outer shell, a top plate provided on the upper surface of the main body, and at least one inverter portion. The inverter unit has four switching elements, one heating coil, and at least one switching relay (see, for example, Patent Document 1).
上記従来技術によれば、切り替えリレーを作動させることにより、インバータ回路の共振周波数を切り替えることができる。これにより、アルミ鍋、アルミとステンレスとを含む多層鍋、鉄鍋などの様々な材質の鍋を加熱することができる。 According to the above-mentioned prior art, the resonance frequency of the inverter circuit can be switched by operating the switching relay. This makes it possible to heat pots made of various materials such as aluminum pots, multi-layer pots containing aluminum and stainless steel, and iron pots.
しかしながら、上記従来技術では、様々な材質の鍋を加熱するために、インバータ部において、共振コンデンサの高耐圧化、スイッチング素子の高損失化、切り替えリレーの使用が必要となる。従って、インバータ部のコストアップ、インバータ部の大型化という問題が生じる。 However, in the above-mentioned conventional technique, in order to heat a pot made of various materials, it is necessary to increase the withstand voltage of the resonance capacitor, increase the loss of the switching element, and use the switching relay in the inverter section. Therefore, there are problems that the cost of the inverter section is increased and the size of the inverter section is increased.
切り替えリレーが作動するまでの時間、切り替えリレーの作動音により、使用者が不快感を覚えるという問題もある。 There is also a problem that the user feels uncomfortable due to the time until the switching relay is activated and the operating noise of the switching relay.
本開示は、上記従来の問題を解決するもので、様々な材質の鍋を加熱するために、切り替えリレーを用いずにインバータ回路の共振周波数を切り替える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。 The present disclosure solves the above-mentioned conventional problems, and provides an induction heating cooker capable of switching the resonance frequency of an inverter circuit without using a switching relay in order to heat pots made of various materials. The purpose.
本開示の一態様の誘導加熱調理器は、直流電源と、第1~第4のスイッチング素子と、第1の加熱コイルおよび第1の共振コンデンサを含む第1の共振回路と、第2の加熱コイルおよび第2の共振コンデンサを含む第2の共振回路と、第3の共振コンデンサと、制御部とを備える。 The inductive heating cooker of one aspect of the present disclosure includes a DC power supply, first to fourth switching elements, a first resonant circuit including a first heating coil and a first resonant capacitor, and a second heating. It includes a second resonant circuit including a coil and a second resonant capacitor, a third resonant capacitor, and a control unit.
第1、第2のスイッチング素子は、直流電源の出力端子の間に直列に接続される。第3、第4のスイッチング素子は、直流電源の出力端子の間に直列に接続される。 The first and second switching elements are connected in series between the output terminals of the DC power supply. The third and fourth switching elements are connected in series between the output terminals of the DC power supply.
第1の共振回路の一端は、第1、第2のスイッチング素子の接続点に接続される。第2の共振回路では、一端が第3、第4のスイッチング素子の接続点に接続され、他端が第1の共振回路の他端に接続される。 One end of the first resonant circuit is connected to the connection point of the first and second switching elements. In the second resonant circuit, one end is connected to the connection point of the third and fourth switching elements, and the other end is connected to the other end of the first resonant circuit.
第3の共振コンデンサは、第1、第2の共振回路の接続点と直流電源の正極側の出力端子または負極側の出力端子との間に接続される。制御部は、第1~第4のスイッチング素子を制御する。 The third resonance capacitor is connected between the connection point of the first and second resonance circuits and the output terminal on the positive electrode side or the output terminal on the negative electrode side of the DC power supply. The control unit controls the first to fourth switching elements.
本態様によれば、スイッチング素子の動作により、電流の流れる経路を切り替えることができる。これにより、電流の流れる共振コンデンサが切り替わり、インバータ部における共振コンデンサの合成容量を切り替えることができる。すなわち、切り替えリレーを用いずに、インバータ部の共振周波数を切り替えることができる。 According to this aspect, the path through which the current flows can be switched by the operation of the switching element. As a result, the resonant capacitor through which the current flows is switched, and the combined capacitance of the resonant capacitor in the inverter section can be switched. That is, the resonance frequency of the inverter unit can be switched without using the switching relay.
切り替えリレーを必要としないので、インバータ部を容易に小型化することができる。切り替えリレーの切り替え時間や、切り替えリレーの切り替え音がなくなるので、使用者の快適性を向上させることができる。 Since a switching relay is not required, the inverter unit can be easily miniaturized. Since the switching time of the switching relay and the switching sound of the switching relay are eliminated, the comfort of the user can be improved.
本開示の第1の態様の誘導加熱調理器は、直流電源と、第1~第4のスイッチング素子と、第1の加熱コイルおよび第1の共振コンデンサを含む第1の共振回路と、第2の加熱コイルおよび第2の共振コンデンサを含む第2の共振回路と、第3の共振コンデンサと、制御部とを備える。 The induction heating cooker according to the first aspect of the present disclosure includes a DC power supply, first to fourth switching elements, a first resonance circuit including a first heating coil and a first resonance capacitor, and a second resonance circuit. A second resonant circuit including a heating coil and a second resonant capacitor, a third resonant capacitor, and a control unit are provided.
第1、第2のスイッチング素子は、直流電源の出力端子の間に直列に接続される。第3、第4のスイッチング素子は、直流電源の出力端子の間に直列に接続される。 The first and second switching elements are connected in series between the output terminals of the DC power supply. The third and fourth switching elements are connected in series between the output terminals of the DC power supply.
第1の共振回路の一端は、第1、第2のスイッチング素子の接続点に接続される。第2の共振回路では、一端が第3、第4のスイッチング素子の接続点に接続され、他端が第1の共振回路の他端に接続される。 One end of the first resonant circuit is connected to the connection point of the first and second switching elements. In the second resonant circuit, one end is connected to the connection point of the third and fourth switching elements, and the other end is connected to the other end of the first resonant circuit.
第3の共振コンデンサは、第1、第2の共振回路の接続点と直流電源の正極側の出力端子または負極側の出力端子との間に接続される。制御部は、第1~第4のスイッチング素子を制御する。 The third resonance capacitor is connected between the connection point of the first and second resonance circuits and the output terminal on the positive electrode side or the output terminal on the negative electrode side of the DC power supply. The control unit controls the first to fourth switching elements.
本開示の第2の態様の誘導加熱調理器は、第1の態様に加えて、第1、第2の共振回路の接続点と直流電源の正極側の出力端子との間に接続された第4の共振コンデンサをさらに備える。第3の共振コンデンサは、第1、第2の共振回路の接続点と直流電源の負極側の出力端子との間に接続される。 In addition to the first aspect, the induction heating cooker of the second aspect of the present disclosure is connected between the connection point of the first and second resonance circuits and the output terminal on the positive electrode side of the DC power supply. The resonance capacitor of 4 is further provided. The third resonance capacitor is connected between the connection point of the first and second resonance circuits and the output terminal on the negative electrode side of the DC power supply.
本開示の第3の態様の誘導加熱調理器は、第1の態様に加えて、切替部をさらに有する。制御部は、第1のスイッチング素子に第1の制御信号を出力し、第2のスイッチング素子に第2の制御信号を出力する。切替部は、第1の制御信号が第3のスイッチング素子にも出力され、第2の制御信号が第4のスイッチング素子にも出力される状態と、第1の制御信号が第4のスイッチング素子にも出力され、第2の制御信号が第3のスイッチング素子にも出力される状態とを切り替える。 The induction heating cooker of the third aspect of the present disclosure further has a switching part in addition to the first aspect. The control unit outputs the first control signal to the first switching element and outputs the second control signal to the second switching element. In the switching unit, the first control signal is output to the third switching element, the second control signal is output to the fourth switching element, and the first control signal is output to the fourth switching element. The second control signal is also output to the third switching element.
本開示の第4の態様の誘導加熱調理器は、第1の態様に加えて、第1の共振回路に直列に接続された電流検知部または電圧検知部と、第2の共振回路に直列に接続された電流検知部または電圧検知部とをさらに備える。 In addition to the first aspect, the induction heating cooker according to the fourth aspect of the present disclosure includes a current detection unit or a voltage detection unit connected in series with the first resonance circuit and a second resonance circuit in series. It further includes a connected current detector or voltage detector.
本開示の第5の態様の誘導加熱調理器は、第4の態様に加えて、第3の共振コンデンサに直列に接続された電流検知部または電圧検知部をさらに備える。 In addition to the fourth aspect, the induction heating cooker of the fifth aspect of the present disclosure further includes a current detection unit or a voltage detection unit connected in series with the third resonance capacitor.
本開示の第6の態様の誘導加熱調理器では、第1の態様に加えて、制御部は、デッドタイムを設けながら、第1、第2のスイッチング素子を交互にオン、オフし、第3、第4のスイッチング素子を交互にオン、オフする。 In the induction heating cooker of the sixth aspect of the present disclosure, in addition to the first aspect, the control unit alternately turns on and off the first and second switching elements while providing a dead time, and the third aspect. , The fourth switching element is alternately turned on and off.
制御部は、被加熱物が非磁性材質製である場合、第1、第3のスイッチング素子を同時にオンし、第2、第4のスイッチング素子を同時にオンする第1の加熱モードを実行する。制御部は、被加熱物が磁性材質製である場合、第1、第4のスイッチング素子を同時にオンし、第2、第3のスイッチング素子を同時にオンする第2の加熱モードを実行する。 When the object to be heated is made of a non-magnetic material, the control unit executes a first heating mode in which the first and third switching elements are turned on at the same time and the second and fourth switching elements are turned on at the same time. When the object to be heated is made of a magnetic material, the control unit executes a second heating mode in which the first and fourth switching elements are turned on at the same time and the second and third switching elements are turned on at the same time.
本開示の第7の態様の誘導加熱調理器では、第1の態様に加えて、制御部は、デッドタイムを設けながら、第1、第2のスイッチング素子を交互にオン、オフし、第3、第4のスイッチング素子を交互にオン、オフする。 In the induction heating cooker of the seventh aspect of the present disclosure, in addition to the first aspect, the control unit alternately turns on and off the first and second switching elements while providing a dead time, and the third aspect. , The fourth switching element is alternately turned on and off.
制御部は、第1、第3のスイッチング素子を同時にオンし、第2、第4のスイッチング素子を同時にオンする第1の加熱モードを実行する。制御部は、第1、第4のスイッチング素子を同時にオンし、第2、第3のスイッチング素子を同時にオンする第2の加熱モードを実行する。制御部は、第1の加熱モードと第2の加熱モードとを交互に実行する。 The control unit executes a first heating mode in which the first and third switching elements are turned on at the same time and the second and fourth switching elements are turned on at the same time. The control unit executes a second heating mode in which the first and fourth switching elements are turned on at the same time and the second and third switching elements are turned on at the same time. The control unit alternately executes the first heating mode and the second heating mode.
本開示の第8の態様の誘導加熱調理器は、第2の態様に加えて、第1、第2のコイルをさらに備える。第1のコイルは、第1、第2の共振回路の接続点と直流電源の負極側の出力端子との間に設けられ、第3の共振コンデンサと直列に接続される。第2のコイルは、第1、第2の共振回路の接続点と直流電源の正極側の出力端子との間に設けられ、第4の共振コンデンサと直列に接続される。 The induction heating cooker of the eighth aspect of the present disclosure further comprises the first and second coils in addition to the second aspect. The first coil is provided between the connection point of the first and second resonance circuits and the output terminal on the negative electrode side of the DC power supply, and is connected in series with the third resonance capacitor. The second coil is provided between the connection point of the first and second resonance circuits and the output terminal on the positive electrode side of the DC power supply, and is connected in series with the fourth resonance capacitor.
本開示の第9の態様の誘導加熱調理器は、第8の態様に加えて、第1のコイルが第3の加熱コイルであり、第2のコイルが第4の加熱コイルである。 In the induction heating cooker of the ninth aspect of the present disclosure, in addition to the eighth aspect, the first coil is a third heating coil and the second coil is a fourth heating coil.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
(実施の形態1)
図1は、本開示の実施の形態1に係る誘導加熱調理器1aのブロック図である。図1に示すように、誘導加熱調理器1aは、外郭を構成する本体の上面に設けられたトッププレート2と、トッププレート2の下方に設けられたインバータ部5とを備える。(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of an
トッププレート2は、ガラスなどの電気絶縁物で構成される。インバータ部5は、加熱コイル部3、平滑回路6、スイッチング素子7a、7b、7c、7d、共振コンデンサ8a、8b、8c、8d、制御部10を備える。
The
加熱コイル部3は、隣接する二つの加熱コイル(加熱コイル3a、3b)を有する。加熱コイル3aは前側に配置され、加熱コイル3bは後ろ側に配置される。加熱コイル3a、3bは第1、第2の加熱コイルにそれぞれ相当する。
The
加熱コイル3a、3bは、コイルの内側に位置する内側端子とコイルの外側に位置する外側端子とを有する。内側端子はコイルの巻き始めであり、外側端子はコイルの巻き終わりである。加熱コイル3aは反時計回りに巻かれており、加熱コイル3bは時計回りに巻かれている。
The heating coils 3a and 3b have an inner terminal located inside the coil and an outer terminal located outside the coil. The inner terminal is the start of coil winding and the outer terminal is the end of coil winding. The
平滑回路6は、全波整流回路であるダイオードブリッジ、コンデンサ、コイルを有する。平滑回路6は、商用電源4により供給される交流電圧を整流し、整流された直流電圧を平滑化する。平滑回路6は直流電源に相当する。
The smoothing
スイッチング素子7a、7bは、直流電源の出力端子間に直列に接続される。スイッチング素子7aは高電位側に配置され、スイッチング素子7bは低電位側に配置される。スイッチング素子7c、7dは、直流電源の出力端子間に直列に接続される。スイッチング素子7cは高電位側に配置され、スイッチング素子7dは低電位側に配置される。
The
スイッチング素子7a、7b、7c、7dは、IGBTなどで構成され、逆方向に接続されたダイオードを内蔵する。
The
共振コンデンサ8c、8dは、直流電源の出力端子間に直列に接続される。共振コンデンサ8dは高電位側に配置され、共振コンデンサ8cは低電位側に配置される。
The
加熱コイル3aの内側端子は、共振コンデンサ8c、8dの接続点に接続される。加熱コイル3aの外側端子は、共振コンデンサ8aの一端に接続される。共振コンデンサ8aの他端は、スイッチング素子7a、7bの接続点に接続される。加熱コイル3aと共振コンデンサ8aとが共振回路9aを構成する。
The inner terminal of the
加熱コイル3bの内側端子は、共振コンデンサ8c、8dの接続点に接続される。加熱コイル3bの外側端子は、共振コンデンサ8bの一端に接続される。共振コンデンサ8bの他端は、スイッチング素子7c、7dの接続点に接続される。加熱コイル3bと共振コンデンサ8bとが共振回路9bを構成する。共振回路9a、9bは、第1、第2の共振回路にそれぞれ相当する。
The inner terminal of the
本実施の形態では、加熱コイル3a、3bの内側端子が互いに接続され、加熱コイル3a、3bの外側端子が共振コンデンサ8a、8bにそれぞれ接続される。
In the present embodiment, the inner terminals of the heating coils 3a and 3b are connected to each other, and the outer terminals of the heating coils 3a and 3b are connected to the
制御部10は、スイッチング素子7a、7b、7c、7dに、制御信号SGa、SGb、SGc、SGdをそれぞれ出力して、スイッチング素子7a、7b、7c、7dを制御する。制御部10は、制御信号SGa、SGb、SGc、SGdの周波数およびデューティ比を制御することで、加熱出力を制御する。制御信号SGa、SGb、SGc、SGdは、第1、第2、第3、第4の制御信号にそれぞれ相当する。
The
インバータ部5は、商用電源4により供給される交流電圧から高周波電流を生成し、生成した高周波電流を加熱コイル部3に出力して、加熱コイル部3を駆動する。加熱コイル部3は、トッププレート2に載置された被加熱物である鍋を高周波電流により誘導加熱する。
The
スイッチング素子7a、7b、7c、7dは、第1、第2、第3、第4のスイッチング素子にそれぞれ相当する。共振コンデンサ8a、8b、8c、8dは、第1、第2、第3、第4の共振コンデンサにそれぞれ相当する。
The
図示しないが、平滑回路6が、スイッチング素子とダイオードとを含む昇圧回路を有すると、整流された直流電圧が昇圧されて、平滑された直流電圧が大きくなる。これにより、加熱出力を高めることができる。
Although not shown, when the smoothing
図2A、図2Bは、制御シーケンスSQa、制御シーケンスSQbをそれぞれ示す。トッププレート2に載置された鍋がアルミ鍋などの非磁性材質製の鍋である場合、インバータ部5の動作モードは、第1の加熱モードに設定される。第1の加熱モードでは、制御シーケンスSQaが実行される。
2A and 2B show the control sequence SQa and the control sequence SQb, respectively. When the pot placed on the
トッププレート2に載置された鍋が多層鍋または鉄鍋などの磁性材質製の鍋である場合、インバータ部5の動作モードは、第2の加熱モードに設定される。第2の加熱モードでは、制御シーケンスSQbが実行される。
When the pot placed on the
図2Aに示すように、制御シーケンスSQaにおいて、制御信号SGbは、制御信号SGaの位相を180度ずらした信号である。制御信号SGcは制御信号SGaと同じ信号であり、制御信号SGdは制御信号SGbと同じ信号である。 As shown in FIG. 2A, in the control sequence SQa, the control signal SGb is a signal in which the phase of the control signal SGa is shifted by 180 degrees. The control signal SGc is the same signal as the control signal SGa, and the control signal SGd is the same signal as the control signal SGb.
これらの信号を用いて、制御部10は、直流電源の出力端子間を短絡させないためのデッドタイムを設けながら、スイッチング素子7a、7bを交互にオン、オフし、スイッチング素子7c、7dを交互にオン、オフする。制御部10は、スイッチング素子7a、7cを同時にオンし、スイッチング素子7b、7dを同時にオンする。
Using these signals, the
第1の加熱モードにおいて、加熱コイル3a、3bの両方で、あるときは、内側端子から外側端子に電流が流れ、またあるときは、外側端子から内側端子に電流が流れる。すなわち、加熱コイル3a、3bの互いに向かい合う部分において、同一方向に電流が流れる(図1参照)。その結果、加熱コイル3a、3bの間の領域の磁束が強められる。 In the first heating mode, in both the heating coils 3a and 3b, a current flows from the inner terminal to the outer terminal at one time, and a current flows from the outer terminal to the inner terminal at another time. That is, currents flow in the same direction in the portions of the heating coils 3a and 3b facing each other (see FIG. 1). As a result, the magnetic flux in the region between the heating coils 3a and 3b is strengthened.
図2Bに示すように、制御シーケンスSQbにおいて、制御信号SGbは、制御信号SGaの位相を半波長ずらした信号である。制御信号SGdは制御信号SGaと同じ信号であり、制御信号SGcは制御信号SGbと同じ信号である。 As shown in FIG. 2B, in the control sequence SQb, the control signal SGb is a signal in which the phase of the control signal SGa is shifted by half a wavelength. The control signal SGd is the same signal as the control signal SGa, and the control signal SGc is the same signal as the control signal SGb.
これらの信号を用いて、制御部10は、デッドタイムを設けながら、スイッチング素子7a、7bを交互にオン、オフし、スイッチング素子7c、7dを交互にオン、オフする。制御部10は、スイッチング素子7a、7dを同時にオンし、スイッチング素子7b、7cを同時にオンする。
Using these signals, the
第2の加熱モードにおいて、あるときは、加熱コイル3aでは外側端子から内側端子に電流が流れ、加熱コイル3bでは内側端子から外側端子に電流が流れる。またあるときは、加熱コイル3aでは内側端子から外側端子に電流が流れ、加熱コイル3bでは外側端子から内側端子に電流が流れる。
In the second heating mode, at one time, a current flows from the outer terminal to the inner terminal in the
すなわち、加熱コイル3a、3bの互いに向かい合う部分において、逆方向に電流が流れる(図1参照)。その結果、加熱コイル3a、3bの間の領域の磁束が弱められる。 That is, a current flows in the opposite direction in the portions of the heating coils 3a and 3b facing each other (see FIG. 1). As a result, the magnetic flux in the region between the heating coils 3a and 3b is weakened.
本実施の形態によれば、制御シーケンスSQa、SQbを切り替えることで、電流の流れる経路を切り替えることができる。これにより、電流の流れる共振コンデンサが切り替わり、インバータ部5における共振コンデンサの合成容量を切り替えることができる。すなわち、切り替えリレーを用いずに、インバータ部5の共振周波数を切り替えることができる。
According to the present embodiment, the path through which the current flows can be switched by switching the control sequences SQa and SQb. As a result, the resonance capacitor through which the current flows is switched, and the combined capacitance of the resonance capacitor in the
切り替えリレーを必要としないので、インバータ部5を容易に小型化することができる。切り替えリレーの切り替え時間や、切り替えリレーの切り替え音がなくなるので、使用者の快適性を向上させることができる。
Since the switching relay is not required, the
本実施の形態によれば、制御シーケンスSQaと制御シーケンスSQbとを切り替えることで、加熱コイル3a、3bへの印加電圧を切り替えることができる。このため、アルミ鍋や銅鍋の場合、制御シーケンスSQaでスイッチング素子7a~7dを動作させると、最大共振電圧、最大共振電流、最大出力電力を低減することができる。
According to this embodiment, the voltage applied to the heating coils 3a and 3b can be switched by switching between the control sequence SQa and the control sequence SQb. Therefore, in the case of an aluminum pan or a copper pan, when the
その結果、インバータ部5の耐電圧性能、耐電流性能を向上させることができる。インバータ部5を容易に小型化することができる。鍋の材質に関わらず、鍋を高出力で加熱することができる。
As a result, the withstand voltage performance and the withstand current performance of the
本実施の形態によれば、鉄鍋やステンレス鍋の場合、制御シーケンスSQbでスイッチング素子7a~7dを動作させると、負荷が大きい鍋を高出力で加熱することができる。
According to the present embodiment, in the case of an iron pan or a stainless steel pan, when the
本実施の形態によれば、スイッチング素子7a~7dにおける損失が多い場合、制御シーケンスSQaでスイッチング素子7a~7dを動作させる。これにより、スイッチング素子7a~7dに流れる電流を低減することができる。その結果、スイッチング素子7a~7dにおける損失を低減することができる。
According to this embodiment, when the loss in the
本実施の形態によれば、共振コンデンサ8c、8dが、直流電源の出力端子間に直列に接続される。これにより、インバータ部5のリップル電流を低減することができる。その結果、インバータ部5のノイズを低減し、インバータ部5の損失を平滑化し、平滑回路6の容量を削減することができる。
According to this embodiment, the
本実施の形態において、加熱コイル3a、3bが同じ定数を有し、共振コンデンサ8a、8bが同じ定数を有すると、共振回路9a、9bが、同じ共振周波数、Q値、減衰を有する。これにより、インバータ部5の共振電流、共振電圧、損失を平滑化することができる。その結果、加熱ムラを改善することができる。さらに、共振コンデンサ8c、8dが同じ定数を有してもよい。
In the present embodiment, when the heating coils 3a and 3b have the same constants and the
本実施の形態において、加熱コイル3a、3bに流れる電流を制御することにより、鍋の浮力を偏らせることができる。これにより、鍋が倒れにくく、滑りにくくすることができる。 In the present embodiment, the buoyancy of the pot can be biased by controlling the current flowing through the heating coils 3a and 3b. This makes it difficult for the pot to fall and slip.
本実施の形態によれば、加熱コイル3a、3bに流れる電流の向きを制御することができる。これにより、加熱コイル3a、3bの間の磁束の強さを制御することができる。このため、加熱のために大きな共振電流が必要な鍋の場合、加熱コイル3a、3bの間の磁束を強めるように、加熱コイル3a、3bに流れる電流を制御する。その結果、共振電流を低減することができる。 According to this embodiment, the direction of the current flowing through the heating coils 3a and 3b can be controlled. Thereby, the strength of the magnetic flux between the heating coils 3a and 3b can be controlled. Therefore, in the case of a pan that requires a large resonance current for heating, the current flowing through the heating coils 3a and 3b is controlled so as to increase the magnetic flux between the heating coils 3a and 3b. As a result, the resonance current can be reduced.
インピーダンスが大きくて高火力を得るのが困難な鍋の場合、加熱コイル3a、3bの間の磁束を弱めるように、加熱コイル3a、3bに流れる電流を制御する。これにより、鍋を高火力で加熱することができる。 In the case of a pan having a large impedance and it is difficult to obtain high heating power, the current flowing through the heating coils 3a and 3b is controlled so as to weaken the magnetic flux between the heating coils 3a and 3b. This makes it possible to heat the pot with high heat.
上述の通り、本実施の形態では、加熱コイル3a、3bの内側端子が互いに接続され、加熱コイル3a、3bの外側端子が共振コンデンサ8a、8bにそれぞれ接続される。
As described above, in the present embodiment, the inner terminals of the heating coils 3a and 3b are connected to each other, and the outer terminals of the heating coils 3a and 3b are connected to the
しかし、加熱コイル3a、3bの外側端子が互いに接続され、加熱コイル3a、3bの内側端子が共振コンデンサ8a、8bにそれぞれ接続されてもよい。一方の加熱コイルの内側端子と他方の加熱コイルの外側端子とが接続されてもよい。
However, the outer terminals of the heating coils 3a and 3b may be connected to each other, and the inner terminals of the heating coils 3a and 3b may be connected to the
加熱コイル3aの位置と共振コンデンサ8aの位置とを逆にしてもよい。加熱コイル3bの位置と共振コンデンサ8bの位置とを逆にしてもよい。
The position of the
加熱コイル3a、3bは前後方向ではなく、左右方向に配置されてもよい。加熱コイル3a、3bは同じ巻数を有してもよく、異なる巻数を有してもよい。加熱コイル3a、3bは、同じ形を有してもよく、異なる形を有してもよい。 The heating coils 3a and 3b may be arranged in the left-right direction instead of the front-back direction. The heating coils 3a and 3b may have the same number of turns or may have different numbers of turns. The heating coils 3a and 3b may have the same shape or may have different shapes.
(実施の形態2)
以下、本開示の実施の形態2について説明する。図3は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器1bのブロック図である。図3に示すように、本実施の形態は、誘導加熱調理器1bが切替部11を有するという点において、実施の形態1と異なる。誘導加熱調理器1bのそれ以外の構成は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器1aと同じである。(Embodiment 2)
Hereinafter,
制御部10は、制御信号SGa、SGbを出力する。スイッチング素子7a、7bは、制御信号SGa、SGbをそれぞれ受信する。切替部11は、制御信号SGa、SGbを受信する。
The
制御部10は、制御シーケンスSQaでは、スイッチング素子7c、7dが制御信号SGa、SGbをそれぞれ受信するように、切替部11を制御する。制御部10は、制御シーケンスSQbでは、スイッチング素子7c、7dが制御信号SGb、SGaをそれぞれ受信するように、切替部11を制御する。
In the control sequence SQa, the
すなわち、あるときは、切替部11により、制御信号SGaがスイッチング素子7cにも受信され、制御信号SGbがスイッチング素子7dにも受信される。またあるときは、切替部11により、制御信号SGaがスイッチング素子7dにも受信され、制御信号SGbがスイッチング素子7cにも受信される。
That is, at one time, the switching
図4Aは、トッププレート2に載置された鍋がアルミ鍋である場合の制御シーケンスSQaを示す図である。図4Bは、トッププレート2に載置された鍋が多層鍋または鉄鍋である場合の制御シーケンスSQbを示す図である。
FIG. 4A is a diagram showing a control sequence SQa when the pot placed on the
図4Aに示すように、制御シーケンスSQaでは、制御信号SGaがスイッチング素子7a、7cに出力され、制御信号SGbがスイッチング素子7b、7dに出力される。図4Bに示すように、制御シーケンスSQbでは、制御信号SGaがスイッチング素子7a、7dに出力され、制御信号SGbがスイッチング素子7b、7cに出力される。
As shown in FIG. 4A, in the control sequence SQa, the control signal SGa is output to the
本実施の形態では、制御部10は、制御信号SGa、SGbを出力し、切替部11を制御することにより、スイッチング素子7a、7b、7c、7dを制御する。
In the present embodiment, the
本実施の形態では、実施の形態1における制御信号SGcが制御信号SGaまたは制御信号SGbにより構成され、実施の形態1における制御信号SGdが制御信号SGbまたは制御信号SGaにより構成される。 In the present embodiment, the control signal SGc in the first embodiment is composed of the control signal SGa or the control signal SGb, and the control signal SGd in the first embodiment is composed of the control signal SGb or the control signal SGb.
本実施の形態によれば、切替部11を設けることで、制御部10が四つの信号を出力する必要がなくなり、制御部10の簡素化を図ることができる。
According to the present embodiment, by providing the
(実施の形態3)
以下、本開示の実施の形態3について説明する。本実施の形態は、実施の形態1または2と同じ構成を備える。本実施の形態では、制御部10は、鍋の材質に関わらず、第1の加熱モードと第2の加熱モードとが交互に実行される第3の加熱モードを実行する。すなわち、第3の加熱モードでは、制御シーケンスSQa、SQbが交互に実行される。(Embodiment 3)
Hereinafter, the third embodiment of the present disclosure will be described. The present embodiment has the same configuration as that of the first or second embodiment. In the present embodiment, the
本実施の形態によれば、熱分布の偏り方を変更することにより、鍋をより均一に加熱することができる。その結果、加熱ムラを改善することができる。 According to this embodiment, the pot can be heated more uniformly by changing the bias of the heat distribution. As a result, uneven heating can be improved.
(実施の形態4)
以下、本開示の実施の形態4について説明する。図5は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器1cのブロック図である。図5に示すように、本実施の形態は、誘導加熱調理器1cが電流検知部12a、12bを有するという点において、実施の形態2と異なる。誘導加熱調理器1cのそれ以外の構成は、実施の形態2に係る誘導加熱調理器1bと同じである。(Embodiment 4)
Hereinafter, the fourth embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 5 is a block diagram of the induction heating cooker 1c according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the present embodiment is different from the second embodiment in that the induction heating cooker 1c has the
電流検知部12aは、加熱コイル3aと共振コンデンサ8aとの間に設けられ、共振回路9aに直列に接続される。電流検知部12aは、共振回路9aに流れる電流を検知し、検知した電流値を制御部10に送信する。
The
電流検知部12bは、加熱コイル3bと共振コンデンサ8bとの間に設けられ、共振回路9bに直列に接続される。電流検知部12bは、共振回路9bに流れる電流を検知し、検知した電流値を制御部10に送信する。
The
以上のように構成された誘導加熱調理器1cについて、以下、その動作を説明する。 The operation of the induction heating cooker 1c configured as described above will be described below.
図6は、誘導加熱調理器1cの動作を示すフローチャートである。図6に示すように、インバータ部5に電源が供給されない電源オフモード(ステップS1)において、電源がオンされると、インバータ部5の動作モードは、加熱動作を開始しない初期モード(ステップS2)に移行する。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the induction heating cooker 1c. As shown in FIG. 6, in the power off mode (step S1) in which power is not supplied to the
加熱開始が指示されると、インバータ部5の動作モードは、鍋の材質を判別する負荷判定モード(ステップS3)に移行する。負荷判定モード(ステップS3)の結果に応じて、インバータ部5の動作モードは、第1の加熱モード(ステップS4)または第2の加熱モード(ステップS5)に移行する。
When the start of heating is instructed, the operation mode of the
負荷判定モード(ステップS3)において、トッププレート2に載置された鍋が、アルミ鍋などの非磁性材質製の鍋であると判定されると、インバータ部5の動作モードは、第1の加熱モード(ステップS4)に移行する。
In the load determination mode (step S3), when it is determined that the pot placed on the
第1の加熱モード(ステップS4)において、制御部10は、スイッチング素子7a~7dが、図4Aに示す制御シーケンスSQaで動作するように、スイッチング素子7a~7dを制御する。
In the first heating mode (step S4), the
負荷判定モード(ステップS3)において、トッププレート2に載置された鍋が、多層鍋または鉄鍋などの磁性材質製の鍋であると判定されると、インバータ部5の動作モードは、第2の加熱モード(ステップS5)に移行する。
In the load determination mode (step S3), when it is determined that the pot placed on the
第2の加熱モード(ステップS5)において、制御部10は、スイッチング素子7a~7dが、図4Bに示す制御シーケンスSQbで動作するように、スイッチング素子7a~7dを制御する。
In the second heating mode (step S5), the
本実施の形態によれば、共振回路9a、9bに流れる電流を検知することにより、制御部10が、トッププレート2に載置された鍋の材質を判別することができる。制御部10は、鍋の材質に応じて、自動的に第1、第2の加熱モードのいずれかを選択し実行することができる。
According to the present embodiment, the
電流検知部12a、12bの代わりに、電圧検知部を設けてもよい。少なくとも一つ以上の共振回路9a、9bの特性の変化が検知できればよい。
A voltage detection unit may be provided instead of the
(実施の形態5)
以下、本開示の実施の形態5について説明する。図7は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器1dのブロック図である。図7に示すように、本実施の形態は、誘導加熱調理器1dが電流検知部12cを有するという点において、実施の形態4と異なる。誘導加熱調理器1dのそれ以外の構成は、実施の形態4に係る誘導加熱調理器1cと同じである。(Embodiment 5)
Hereinafter, the fifth embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 7 is a block diagram of the induction heating cooker 1d according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, the present embodiment differs from the fourth embodiment in that the induction heating cooker 1d has a current detection unit 12c. Other configurations of the induction heating cooker 1d are the same as those of the induction heating cooker 1c according to the fourth embodiment.
電流検知部12cは、共振コンデンサ8cと直流電源の負極側の出力端子との間に設けられ、共振コンデンサ8cに直列に接続される。電流検知部12cは、共振コンデンサ8cに流れる電流を検知し、検知した電流値を制御部10に送信する。
The current detection unit 12c is provided between the
本実施の形態によれば、共振回路9a、9bに流れる電流などを検知することにより、制御部10が、トッププレート2に載置された鍋の材質を判別することができる。制御部10は、鍋の材質に応じて、自動的に第1、第2の加熱モードのいずれかを選択し実行することができる。
According to the present embodiment, the
電流検知部12cは、共振コンデンサ8dと直流電源の正極側の出力端子との間、または、共振コンデンサ8c、8dの間に設けられてもよい。電流検知部12a、12b、12cの代わりに、電圧検知部を設けてもよい。
The current detection unit 12c may be provided between the
(実施の形態6)
以下、本開示の実施の形態6について説明する。図8は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器1eのブロック図である。図8に示すように、本実施の形態は、誘導加熱調理器1eが共振コンデンサ8dを有しないという点において、実施の形態1と異なる。誘導加熱調理器1eのそれ以外の構成は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器1aと同じである。(Embodiment 6)
Hereinafter, the sixth embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 8 is a block diagram of the
本実施の形態では、加熱コイル3a、3bの接続点と、直流電源の負極側の出力端子との間に接続される共振コンデンサ8cが、第3のコンデンサに相当する。
In the present embodiment, the
本実施の形態によれば、より簡単な構成で、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。 According to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained with a simpler configuration.
(実施の形態7)
以下、本開示の実施の形態7について説明する。図9は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器1fのブロック図である。図9に示すように、本実施の形態は、共振コンデンサ8cが直流電源の正極側の出力端子と、加熱コイル3a、3bの接続点との間に設けられるという点において、実施の形態6と異なる。誘導加熱調理器1fのそれ以外の構成は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器1aと同じである。(Embodiment 7)
Hereinafter, the seventh embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 9 is a block diagram of the
本実施の形態では、加熱コイル3a、3bの接続点と、直流電源の正極側の出力端子との間に接続される共振コンデンサ8cが、第3のコンデンサに相当する。
In the present embodiment, the
本実施の形態によれば、より簡単な構成で、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。 According to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained with a simpler configuration.
(実施の形態8)
以下、本開示の実施の形態8について説明する。図10は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器1gのブロック図である。図10に示すように、本実施の形態は、誘導加熱調理器1gがコイル13a、13bを有するという点において、実施の形態1と異なる。誘導加熱調理器1gのそれ以外の構成は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器1aと同じである。(Embodiment 8)
Hereinafter, Embodiment 8 of the present disclosure will be described. FIG. 10 is a block diagram of an induction heating cooker 1 g according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the present embodiment differs from the first embodiment in that 1 g of the induction heating cooker has the
コイル13aは、加熱コイル3a、3bの接続点と直流電源の負極側の出力端子との間に設けられ、共振コンデンサ8cと直列に接続される。コイル13bは、加熱コイル3a、3bの接続点と直流電源の正極側の出力端子との間に設けられ、共振コンデンサ8dと直列に接続される。コイル13a、13bは第1、第2のコイルに相当する。
The
本実施の形態によれば、インバータ部5のインピーダンスを変えることができ、半導体素子のロスを低減することができる。様々な負荷の鍋をより高火力で加熱することができる。
According to this embodiment, the impedance of the
(実施の形態9)
以下、本開示の実施の形態9について説明する。図11は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器1hのブロック図である。図11に示すように、本実施の形態は、加熱コイル部3が加熱コイル3c、3dをさらに有するという点において、実施の形態1と異なる。誘導加熱調理器1hのそれ以外の構成は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器1aと同じである。(Embodiment 9)
Hereinafter, the ninth embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 11 is a block diagram of the
加熱コイル3cは、加熱コイル3a、3bの接続点と直流電源の負極側の出力端子との間に設けられ、共振コンデンサ8cと直列に接続される。加熱コイル3dは、加熱コイル3a、3bの接続点と直流電源の正極側の出力端子との間に設けられ、共振コンデンサ8dと直列に接続される。
The
加熱コイル3c、3dは、加熱コイル3a、3bの間に加熱コイル3a、3bと隣接して配置される。加熱コイル3c、3dは第3、第4の加熱コイルに相当する。 The heating coils 3c and 3d are arranged adjacent to the heating coils 3a and 3b between the heating coils 3a and 3b. The heating coils 3c and 3d correspond to the third and fourth heating coils.
本実施の形態によれば、実施の形態8におけるコイル13a、13bを加熱コイル3c、3dにそれぞれ置き換えることで、コイル13a、13bでのロスを加熱に利用することができ、加熱効率を上げることができる。
According to the present embodiment, by replacing the
加熱コイルの数を増加させることで、様々な形状の鍋をより均一に加熱することができる。加熱コイル3c、3dを設けることで、加熱コイル3c、3dを用いて負荷を検知することができる。これにより、鍋のずれを検知しやすくなる。加熱コイル3c、3dを設けることで、ロスを分散させることができる。 By increasing the number of heating coils, pots of various shapes can be heated more uniformly. By providing the heating coils 3c and 3d, the load can be detected by using the heating coils 3c and 3d. This makes it easier to detect the misalignment of the pot. By providing the heating coils 3c and 3d, the loss can be dispersed.
本開示は、家庭用または業務用の誘導加熱調理器に適用可能である。 The present disclosure is applicable to home or commercial induction cookers.
1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h 誘導加熱調理器
2 トッププレート
3 加熱コイル部
3a、3b、3c、3d 加熱コイル
4 商用電源
5 インバータ部
6 平滑回路
7a、7b、7c、7d スイッチング素子
8a、8b、8c、8d 共振コンデンサ
9a、9b 共振回路
10 制御部
11 切替部
12a、12b、12c 電流検知部
13a、13b コイル1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h
Claims (9)
前記直流電源の出力端子の間に直列に接続された第1のスイッチング素子および第2のスイッチング素子と、
前記直流電源の前記出力端子の間に直列に接続された第3のスイッチング素子および第4のスイッチング素子と、
直列に接続された第1の加熱コイルおよび第1の共振コンデンサを含み、一端が前記第1のスイッチング素子および前記第2のスイッチング素子の接続点に接続された第1の共振回路と、
直列に接続された第2の加熱コイルおよび第2の共振コンデンサを含み、一端が前記第3のスイッチング素子および前記第4のスイッチング素子の接続点に接続され、他端が前記第1の共振回路の他端に接続された第2の共振回路と、
前記第1の共振回路および前記第2の共振回路の接続点と、前記直流電源の正極側の出力端子または負極側の出力端子との間に接続された第3の共振コンデンサと、
前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子と前記第3のスイッチング素子と前記第4のスイッチング素子とを制御するように構成された制御部と、を備えた誘導加熱調理器。DC power supply and
A first switching element and a second switching element connected in series between the output terminals of the DC power supply,
A third switching element and a fourth switching element connected in series between the output terminals of the DC power supply,
A first resonant circuit comprising a first heating coil and a first resonant capacitor connected in series, one end of which is connected to the connection point of the first switching element and the second switching element.
It includes a second heating coil and a second resonant capacitor connected in series, one end connected to the connection points of the third switching element and the fourth switching element, and the other end the first resonant circuit. The second resonant circuit connected to the other end of the
A third resonant capacitor connected between the connection points of the first resonant circuit and the second resonant circuit and the output terminal on the positive electrode side or the output terminal on the negative electrode side of the DC power supply.
An induction heating cooker comprising the first switching element, the second switching element, the third switching element, and a control unit configured to control the fourth switching element.
前記制御部が、前記第1のスイッチング素子に第1の制御信号を出力し、前記第2のスイッチング素子に第2の制御信号を出力し、
前記切替部が、前記第1の制御信号が前記第3のスイッチング素子にも出力され、前記第2の制御信号が前記第4のスイッチング素子にも出力される状態と、前記第1の制御信号が前記第4のスイッチング素子にも出力され、前記第2の制御信号が前記第3のスイッチング素子にも出力される状態とを切り替えるように構成された、請求項1に記載の誘導加熱調理器。It also has a switching part,
The control unit outputs a first control signal to the first switching element and outputs a second control signal to the second switching element.
The switching unit is in a state where the first control signal is output to the third switching element and the second control signal is output to the fourth switching element, and the first control signal. The induction heating cooker according to claim 1, wherein the second control signal is output to the fourth switching element and the second control signal is output to the third switching element. ..
前記制御部が、被加熱物が非磁性材質製である場合、前記第1のスイッチング素子と前記第3のスイッチング素子とを同時にオンし、前記第2のスイッチング素子と前記第4のスイッチング素子とを同時にオンする第1の加熱モードを実行するように構成され、
前記制御部が、被加熱物が磁性材質製である場合、前記第1のスイッチング素子と前記第4のスイッチング素子とを同時にオンし、前記第2のスイッチング素子と前記第3のスイッチング素子とを同時にオンする第2の加熱モードを実行するように構成された、請求項1に記載の誘導加熱調理器。The control unit alternately turns on and off the first switching element and the second switching element while providing a dead time, and alternately switches the third switching element and the fourth switching element. Configured to turn on, off,
When the object to be heated is made of a non-magnetic material, the control unit turns on the first switching element and the third switching element at the same time, and causes the second switching element and the fourth switching element. Is configured to run a first heating mode that turns on at the same time,
When the object to be heated is made of a magnetic material, the control unit turns on the first switching element and the fourth switching element at the same time, and causes the second switching element and the third switching element to be turned on at the same time. The induction heating cooker according to claim 1, configured to perform a second heating mode that is turned on at the same time.
前記制御部が、前記第1のスイッチング素子と前記第3のスイッチング素子とを同時にオンし、前記第2のスイッチング素子と前記第4のスイッチング素子とを同時にオンする第1の加熱モードを実行するように構成され、
前記制御部が、前記第1のスイッチング素子と前記第4のスイッチング素子とを同時にオンし、前記第2のスイッチング素子と前記第3のスイッチング素子とを同時にオンする第2の加熱モードを実行するように構成され、
前記制御部が、前記第1の加熱モードと前記第2の加熱モードとを交互に実行するように構成された、請求項1に記載の誘導加熱調理器。The control unit alternately turns on and off the first switching element and the second switching element while providing a dead time, and alternately switches the third switching element and the fourth switching element. Configured to turn on, off,
The control unit executes a first heating mode in which the first switching element and the third switching element are turned on at the same time, and the second switching element and the fourth switching element are turned on at the same time. Is configured as
The control unit executes a second heating mode in which the first switching element and the fourth switching element are turned on at the same time, and the second switching element and the third switching element are turned on at the same time. Is configured as
The induction heating cooker according to claim 1, wherein the control unit is configured to alternately execute the first heating mode and the second heating mode.
前記第1の共振回路および前記第2の共振回路の接続点と前記直流電源の正極側の出力端子との間に設けられ、前記第4の共振コンデンサと直列に接続された第2のコイルと、をさらに備えた、請求項2に記載の誘導加熱調理器。A first coil provided between the connection points of the first resonance circuit and the second resonance circuit and the output terminal on the negative side of the DC power supply and connected in series with the third resonance capacitor. ,
A second coil provided between the connection points of the first resonance circuit and the second resonance circuit and the output terminal on the positive side of the DC power supply and connected in series with the fourth resonance capacitor. The induction heating cooker according to claim 2, further comprising.
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