JP7249922B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents
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Description
図1は、誘導加熱装置としての誘導加熱調理器100の全体構成を概略的に示す斜視図である。
誘導加熱調理器100は、筐体101と、トッププレート102と、加熱部103A、103B、103Cと、調理用グリル104とを備える。また、誘導加熱調理器100は、上面操作部105と、前面操作部106A、106Bと、表示部108と、吸排気窓109A、109B、109Cとを備えてもよい。
トッププレート102は、筐体101の上側表面のほぼ全体を覆うように、ガラス等で形成される。
なお、加熱部103Cの下には、ラジエントヒータが配設されていてもよいが、ここでは、加熱部103Cの下にも、磁界を発生する誘導加熱コイルが配置されているものとする。
調理用グリル104は、抵抗体からなるヒータ加熱部でもよく、誘導加熱コイルを有するIH加熱部でもよい。
前面操作部106A、106Bは、火力若しくは出力等を調整する調整ダイヤル等で構成される。なお、調理モードは、前述した種類のものに限らず、焼き物、湯で物等、一般的に使われる調理方法が選択できるように設定されていてもよい。
表示部108は、誘導加熱調理器100の制御状態、又は、操作ガイド等を表示するための液晶等の表示装置である。
上面操作部105又は表示部108は、図1に示されている例に限定されず、これらが一体となったようなものでもよい。
さらに、誘導加熱調理器100は、トッププレート102上の後面側に、吸排気窓109A、109B、109Cを備える。
また、誘導加熱調理器100は、調理用グリル104を備えていなくてもよい。
さらに、複数の加熱部103が、横一列又は逆三角形状に配置されていてもよい。
ここで、以下で説明する構成が、複数の加熱部103の各々の下に設けられていてもよく、複数の加熱部103の内から選択された一又は複数の加熱部103の下に設けられていてもよい。
誘導加熱調理器100の筐体101内には、加熱コイル110と、駆動部111と、補助コイル112と、電力変換部113と、電気負荷114とが収納されている。
なお、加熱コイル110は、第1のコイルともいい、補助コイル112は、第2のコイルともいう。加熱コイル110及び補助コイル112は、トッププレート102の対応する加熱部103の下に配置されているものとする。
電力変換回路120は、加熱コイル110に流れる高周波電流により発生する磁束によって、補助コイル112に流れる誘導電流を直流電力に変換する直流変換機能を実行する変換部である。
充放電制御回路121は、蓄電池122の充電量に基づいて、蓄電池122の充放電動作を制御する。
蓄電池122は、電力変換回路120からの直流電力を蓄電する。
バッテリユニット123の収納場所は、使用者によって容易に着脱可能とするため、誘導加熱調理器100の前方であることが望ましい。
また、バッテリユニット123には、蓄電池122の充電状態(充電残量)を報知するための充電表示部125が設けられていてもよい。
外部機器ODとしては、例えば、携帯用通信機器又は充電装置等を用いることができる。
なお、バッテリユニット123を誘導加熱調理器100に接続する場合には、誘導加熱調理器100に設けられている装置側インターフェース部(以下、装置側I/F部という)117に、接続I/F部124を接続すればよい。
例えば、図2に示されているように、電気負荷114は、後述する主制御部130の一部として搭載されているマイコン等を含む制御回路114a、誘導加熱調理器100と外部装置との通信インターフェース(以下、通信I/Fという)114b、表示部108に設けられたLED114c、駆動部111のスイッチング素子等の発熱部品を冷却するファンモータ114d等のように、駆動部111で消費される加熱電力のような大電力と比較して、数10ワット程度の小電力の回路等である。
なお、駆動部111及び電力変換部113を除く全ての電気回路を電気負荷114としてもよい。
ここで、補助制御部127及び主制御部130を、単に制御部ともいう。
図5では、鍋Pをインダクタンス成分と抵抗負荷とからなる回路として示している。
電源入力部116は、入力された交流電圧を整流及び平滑して、直流電圧として駆動部111に供給する。
駆動部111は、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路を備える。
インバータ回路は、スイッチング素子等で構成されるハーフブリッジ回路、フルブリッジ回路又は一石電圧共振回路等で構成されるのが一般的である。なお、インバータ回路を構成する具体的な回路は、加熱コイル110に高周波電流を流すインバータ機能を有する回路であれば、どのような回路でもよい。
図6では、加熱コイル110及び補助コイル112は、リッツ線等の高周波駆動に適した線材からなる巻き線で構成されている例を示している。加熱コイル110の巻き線の巻き数又はその巻き線の大きさ等は、所望の加熱電力が得られるように、適宜設計されている。ここでは、加熱コイル110は、三つのコイルで構成された例を示している。
なお、図6では、主制御部130、上面操作部105及び表示部108が電気負荷114とは別に記載されているが、主制御部130、上面操作部105及び表示部108は電気負荷114に含まれる。
検出回路111aは、加熱コイル110の各コイルに流れる高周波電流の大きさ及び向きを検出する加熱コイル検出部として機能する。例えば、検出回路111aは、加熱コイル110に対応する加熱部103に鍋Pが置かれたか否かを検出する。なお、鍋Pを検出する手段は、駆動部111の出力のインピーダンスの変化から検出する方式等あるが、鍋Pの載置状態(例えば、有無、ずれ、材質等)が判別可能な方式であればどのような方式であってもよい。
駆動回路111bは、加熱コイル110に高周波電流を供給する。図5で説明したように、駆動回路111bは、インバータ回路で構成されればよい。なお、加熱コイル110に供給される高周波電流の大きさ又は周波数等のパラメータは、例えば、上面操作部105で使用者が設定する値に基づいて、主制御部130によって設定される。
切替部126は、電気負荷114に電力を供給する供給源を切り替える供給切替部として機能する。図6では、切替部126は、電気負荷114への電力の供給源を、電源入力部116と、蓄電池122との間で切り替える。
補助制御部127は、電力変換部113での処理を制御する第2の制御部として機能する。例えば、補助制御部127は、切替部126を制御して、電気負荷114への電力の供給源を切り替えさせる。
加熱に寄与しない磁束がトッププレート102を透過して外に放出されると、別の加熱部103から発生する磁束と干渉して異音(例えば、干渉音)が発生したり、場合によっては、周辺の機器にノイズを与えて誤動作を引き起こしたりする可能性がある。そこで、本実施の形態は、加熱に寄与しない磁束を補助コイル112で誘導電流に変えることで、磁束の漏れを低減する。
ここでは、電力変換回路120は、補助制御部127からの制御により、補助コイル112に流れる誘導電流を直流電力に変換し、変換された直流電力を電力変換部113に着脱自在に設けられた蓄電池122に充電する。
補助制御部127は、予め定められた、蓄電池122が正常に動作する蓄電池122の充電量の値に基づいて、蓄電池122の充放電動作を制御する。例えば、補助制御部127は、蓄電池122の充電状態に応じて、電力変換回路120の出力を制御することで、蓄電池122に充電を行うか否かを制御している。
さらに、補助制御部127は、蓄電池122の充電量に応じて、電気負荷114に電力を供給するか否かを判断し、切替部126を制御することで、電気負荷114への電力の供給源を切り替える。
そこで、加熱停止中に、電気負荷114への放電により、蓄電池122の充電量が予め定められた所望の充電量を下回ると、補助制御部127は、電源入力部116から生成される制御電力PW1が電気負荷114へ電力供給されるように切替部126を制御して電力供給経路を切り替えてもよい。
なお、ここで電力に変換する、というのは、充電に必要な電圧に変換する、と同意である。
電力変換部113は、電力変換回路120と、充放電制御回路121と、蓄電池122と、補助制御部127とを備える。
図7に示されているように、充放電制御回路121及び蓄電池122を含むバッテリユニット123には、さらに充電量検出部128が設けられている。
図8では、電力変換回路120として、四つのスイッチング素子140a~140dからなるブリッジ回路140を有する例を示している。
スイッチング素子140a及びスイッチング素子140bの直列体の中点Xには、補助コイル112の一端が接続される。スイッチング素子140c及びスイッチング素子14dの直列体の中点Yには、補助コイル112のもう一端が接続されている。
そこで、補助制御部127は、電力変換回路120がダイオードブリッジによる整流回路を構成するように、各スイッチング素子140a~140dに入力される制御信号A~Dを制御する。
図10に示されている加熱コイル110#は、同心円となるように形成された二つのコイル110#a、110#bと、これらの二つのコイル110#a、110#bを取り囲むように配置された四つのコイル110#c~110#fとを備える。
図11に示されているように、加熱コイル110は、三つのコイル110a、110b、110cが同心円となるように配置されており、その最外周の近傍に補助コイル112が配置されている。
また、補助コイル112に発生する誘導電流の大きさは、加熱コイル110に流れる電流の大きさに比例し、補助コイル112の巻き数に反比例するため、所望する磁束の回収量に応じて、適宜設計されればよい。ここで、磁束の回収は、加熱コイル110の磁束を補助コイル112によって誘導電流の形態に変えることを意味する。
図12(a)は、加熱コイル110に流れる高周波電流と、ある巻き数を有する補助コイル112に流れる誘導電流との関係を示すグラフである。
図12(b)は、ある大きさの高周波電流が加熱コイル110に流れているときの、補助コイル112に流れる誘導電流の大きさを示すグラフである。
また、図12(b)に示されているように、補助コイル112に流れる誘導電流の大きさは、加熱コイル110に流れる高周波電流が一定の時、補助コイル112の巻き数に反比例している。
図14では、簡略化するため、加熱コイル110のうち、最外周のコイル110cと、補助コイル112とにのみ、電流の流れる向きの記号を付した。また、図14に示されているように、蓄電池122の充放電経路を切り替える切替部132が電力変換部113に追加されている。
なお、図14では、充放電制御回路121を省略している。
また、図14に示されている切替部126は、電気負荷114へ供給する電力の経路を切り替える供給切替部であり、切替部132は、蓄電池122へ充電する電力の経路を切り替える充電切替部である。
なお、蓄電池122の接続機構に連動して、切替部126の接続が機械的に切り替わるようにしてもよい。
なお、主制御部130及び補助制御部127には、切替部126を介して、蓄電池122または電源入力部116から電力が供給される。
図1に示されているように、実施の形態2に係る誘導加熱調理器200の全体構成は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器100と同様である。
図2に示されているように、実施の形態2に係る誘導加熱調理器200の筐体101内には、加熱コイル110と、駆動部111と、補助コイル212と、電力変換部113と、電気負荷114とが収納されている。
実施の形態2における加熱コイル110、駆動部111、電力変換部113及び電気負荷114は、実施の形態1における加熱コイル110、駆動部111、電力変換部113及び電気負荷114と同様である。
実施の形態2における補助コイル212は、平板状の環状導体212aと、環状導体212aで発生する磁束が通過する磁性体としてのコア212bと、コア212bを介して環状導体212aと結合する巻き線212cとを備える。
ここでは図示していないが、巻き線212cは電力変換部113に接続され、巻き線212cに流れる電流は、電力変換回路120を介して蓄電池122で充電される。
図18は、図16の18-18線における断面図である。
但し、図18においては、加熱コイル110を省略している。
図19は、コア212b及び巻き線212cの構成を示す斜視図である。
巻き線212cは、加熱コイル110と同様に、リッツ線等が使用されている。巻き線212cは、図18に示されているように、コア212bの部分で、環状導体212aの一部と対向するように巻き回されている。
また、環状導体212aに流れる誘導電流の大きさは、加熱コイル110と、環状導体212aと、巻き線212cとの結合状態、並びに、加熱コイル110と、環状導体212aと、巻き線212cとの巻き数の関係に依存して決定される。
補助コイル212の環状導体212aに流れる逆向きの誘導電流によって、加熱コイル110の周囲に発生する漏れ磁束の一部がキャンセルされ、漏れ磁束の発生が抑制される。つまり、補助コイル212は、磁気シールドとして機能しているのと等価の効果が得られる。
図1に示されているように、実施の形態3に係る誘導加熱調理器300の全体構成は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器100と同様である。
図2に示されているように、実施の形態3に係る誘導加熱調理器300の筐体101内には、加熱コイル110と、駆動部111と、補助コイル112と、電力変換部313と、電気負荷314とが収納されている。
実施の形態3に係る誘導加熱調理器300の加熱コイル110、駆動部111及び補助コイル112は、実施の形態1の誘導加熱調理器100の加熱コイル110、駆動部111及び補助コイル112と同様である。
電力変換部313は、電力変換回路320と、蓄電池122と、補助制御部327と、切替部126と、接続切替部として機能する切替部332とを備える。
なお、図20では、主制御部330が電気負荷314とは別に記載されているが、主制御部330は、電気負荷314に含まれる。
また、図20では、省略されているが、実施の形態3における電力変換部313の充放電制御回路も、実施の形態1における充放電制御回路121と同様である。
具体的には、電力変換回路320は、実施の形態1で説明した直流変換機能と、電源入力部116からの直流電力PW2を交流電力に変換する交流変換機能との何れか一方を実行する。
以下、説明する。
図21は、ある瞬間における、加熱コイル110及び補助コイル112に流れる電流の向きを表した概略図である。
実施の形態1と同様に、加熱動作が行われると、加熱コイル110に高周波電流がD1の方向に供給され、加熱コイル110の周辺に発生する加熱に寄与しない磁束によって、補助コイル112に誘導電流がD2の方向に流れる。補助コイル112に誘導電流が流れると、補助制御部327は、まず、蓄電池122に充電する必要があるか否かを判断する。
補助制御部327は、図21に示したように、加熱コイル110の最外周のコイル110cに流れる電流とは逆向きの方向に、高周波電流を補助コイル112に流し、加熱コイル110から発生する漏れ磁束による磁界を強制的にキャンセルするように電力変換回路320を動作させる。
また、電力変換回路320には、共振コンデンサ343と並列にスイッチ344が設けられている。
補助制御部327は、補助コイル112に高周波電流を供給する場合は、スイッチ344を開放することで、電力変換回路320の負荷として、加熱コイル110と、共振コンデンサ343との直列共振回路を形成し、電力変換回路320を駆動回路であるインバータ回路として動作させる。これにより、補助コイル112に高周波電流を供給することができる。
補助制御部327は、キャンセルする磁束の量に応じて、補助コイル112に流す高周波電流の大きさが得られるように、制御信号A~D周波数及びON及びOFFのタイミングを制御する。
図22では、簡略化するため、加熱コイル110のうち、最外周のコイル110cと、補助コイル112にのみ、電流の流れる向きの記号を付した。なお、図22でも、充放電制御回路121を省略している。
電力変換回路320を補助コイル112に高周波電流を供給するための駆動回路として動作させる場合、補助制御部327は、電源入力部116から得られる直流電力PW2を電力変換回路320に供給するように、切替部332を切り替える。この場合、補助制御部327は、電力変換回路320を、蓄電池122から切り離す。直流電力PW2は、補助コイル112に必要な大きさの高周波電流を供給できる電力を有しているものとする。
一方で、加熱コイル110に大きな電流が流れると、加熱に寄与しない漏れ磁束も増加するおそれがあるため、補助コイル112に加熱コイル110とは逆向きの高周波電流を供給し、強制的に加熱コイル110から発生する磁界をキャンセルするように補助コイルを動作させる。このように補助コイル112に高周波電流を流すことによって強制的に漏れ磁束を抑制する動作を第1の磁界キャンセルモードとする。
なお、補助コイル112の形状は、実施の形態2で示した環状導体であっても同様の動作と効果が得られることは言うまでもない。
また、加熱コイル110に流れる高周波電流が大きいほど、加熱動作中に加熱コイル110から発生する、加熱に寄与しない漏れ磁束も増加するため、加熱コイル110から発生する磁束を打ち消すように、加熱コイル110の外周部に流れる高周波電流とは逆向きに、補助コイル112に高周波電流を流すことによって、加熱コイル110から発生する磁界をキャンセルすることができる。
さらに、補助コイル112に供給する高周波電流の大きさを任意に制御することによって、加熱コイル110から発生する磁束をキャンセルする強さを任意に変えられるという効果が得られる。
図1に示されているように、実施の形態4に係る誘導加熱調理器400の全体構成は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器100と同様である。
図2に示されているように、実施の形態4に係る誘導加熱調理器400の筐体101内には、加熱コイル110と、駆動部111と、補助コイル112と、電力変換部413と、電気負荷414とが収納されている。
実施の形態4に係る誘導加熱調理器400の加熱コイル110、駆動部111及び補助コイル112は、実施の形態1の誘導加熱調理器100の加熱コイル110、駆動部111及び補助コイル112と同様である。
なお、実施の形態4における電気負荷414は、主制御部430の処理を除いて、実施の形態1における電気負荷114と同様である。
実施の形態4における電力変換部413の充放電制御回路121及び蓄電池122は、実施の形態1における電力変換部113の充放電制御回路121及び蓄電池122と同様である。
そして、補助制御部427は、電力変換回路420に直流変換機能を実行させる場合には、切替部132に、電力変換回路420と、バッテリユニット123との間を接続させ、電力変換回路420にショートリング機能を実行させる場合には、切替部132に、電力変換回路420と、バッテリユニット123との間の接続を切断させる。なお、実施の形態4においても、切替部132は、電力変換回路420と、バッテリユニット123との間の接続を切断する切断部として機能する。
以下、説明する。
図23に示されているように、実施の形態4における電力変換回路420は、ブリッジ回路140と、補助コイル112との間に、共振コンデンサ443及びスイッチ444を備えていることを除いて、実施の形態1における電力変換回路120と同様である。
補助コイル112が電気的に閉回路、いわゆるショートリングを構成したとき、加熱コイル110の最外周のコイル110cに流れる高周波電流の向きとは逆向きに、補助コイル112に誘導電流が流れる。この場合、補助コイル112は、加熱コイル110から発生する漏れ磁束を相殺する、いわゆる一般的な磁気シールドリングとして機能する。以上のように、補助コイル112を磁気シールドリングとして機能させるモードを、第2の磁界キャンセルモードとする。
または、補助制御部427は、スイッチング素子140b及びスイッチング素子140dを同時に導通(ON)し、スイッチング素子140a及びスイッチング素子140cを同時に切断(OFF)するように、制御信号A~Dを制御してもよい。
また、主制御部430及び補助制御部427は、蓄電池122の充電量のみに基づいて、第2の磁界キャンセルモードに移行するか否かを判断してもよい。
また、補助コイル112が電気的に閉回路を構成することで環状導体となり、補助コイル112には、加熱コイル110の周辺部から発生する磁束を打ち消すように、加熱コイル110の外周部に流れる高周波電流に誘導された誘導電流が流れ続ける。これによって、補助コイル112に流れる逆向きの誘導電流によって、加熱動作時に加熱コイル110の周囲に発生する漏れ磁束の一部がキャンセルされ、漏れ磁束の発生が抑制される。つまり、補助コイル112が磁気シールドとして機能しているのと等価の効果が得られる。
さらに、補助コイル112に流れる誘導電流の大きさは、加熱コイル110に流れる電流の大きさに応じて変化するので、加熱コイル110の周辺に発生する磁束の量に応じたキャンセルが可能となる。
図1に示されているように、実施の形態5に係る誘導加熱調理器500の全体構成は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器100と同様である。
図2に示されているように、実施の形態5に係る誘導加熱調理器500の筐体101内には、加熱コイル110と、駆動部111と、補助コイル112と、電力変換部513と、電気負荷514とが収納されている。
実施の形態5に係る誘導加熱調理器500の加熱コイル110、駆動部111及び補助コイル112は、実施の形態1の誘導加熱調理器100の加熱コイル110、駆動部111及び補助コイル112と同様である。
なお、実施の形態5における電気負荷514は、主制御部530の処理を除いて、実施の形態1における電気負荷114と同様である。
なお、図24では、充放電制御回路121を省略している。
そして、補助制御部527は、電力変換回路520に直流変換機能を実行させる場合には、電力変換回路520とバッテリユニット123とを接続するように、接続切替部である切替部532を制御し、電力変換回路520に交流変換機能を実行させる場合には、電力変換回路520と電源入力部116とを接続するように、切替部532を制御する。
さらに、補助制御部527は、電力変換回路520に交流変換機能を実行させる場合には、加熱コイル110に流れる高周波電流によって発生する磁束と同じ方向に磁束が発生する方向の交流電力が補助コイル112に流れるように、電力変換回路520を制御する。これにより、補助コイル112により鍋Pを加熱することができる。
なお、加熱コイル110は、対応する加熱部103の上面における予め定められた範囲の下に配置されており、補助コイル112は、その上面に対して、加熱コイル110が配置されている位置よりも外側の下に配置されている。
言い換えると、加熱コイル110は、対応する加熱部103の水平方向における予め定められた範囲の下に配置されており、補助コイル112は、加熱コイル110が配置されている位置の水平方向における外側に配置されているものとする。
図25に示されているように、実施の形態5における電力変換回路520は、ブリッジ回路140と、補助コイル112との間に、共振コンデンサ543及びスイッチ544を備えていることを除いて、実施の形態1における電力変換回路120と同様である。
スイッチ544は、リレー等の機械的スイッチ又は半導体スイッチを活用すればよい。
図26に示すように、加熱モードにおける加熱コイル110に流れる高周波電流の向きD3と、補助コイル112に供給する高周波電流の向きD4とは、同一となるように制御される。
さらに、補助コイル112の高周波電流の周波数を加熱コイル110に流れる高周波電流の周波数よりさらに高周波に設定することで、補助コイル112上の鍋Pの金属が低磁性又は非磁性であっても、見かけ上の抵抗値を上げることができる。これによって、高周波電流の増大を抑制し、低磁性又は非磁性金属の加熱が可能となる。
図1に示されているように、実施の形態6に係る誘導加熱調理器600の全体構成は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器100と同様である。
図2に示されているように、実施の形態6に係る誘導加熱調理器600の筐体101内には、加熱コイル110と、駆動部111と、補助コイル112と、電力変換部613と、電気負荷614とが収納されている。
実施の形態6に係る誘導加熱調理器600の加熱コイル110、駆動部111及び補助コイル112は、実施の形態1の誘導加熱調理器100の加熱コイル110、駆動部111及び補助コイル112と同様である。
なお、実施の形態6における電気負荷614は、主制御部630の処理を除いて、実施の形態1における電気負荷114と同様である。
なお、図27では、充放電制御回路121を省略している。
なお、実施の形態6における電力変換回路620の具体的な構成は、図20に示されている実施の形態3における電力変換回路320と同様であるものとする。
そして、電力変換回路620は、実施の形態1で説明した直流変換機能と、実施の形態3で説明した交流変換機能である第1の交流変換機能と、実施の形態4で説明したショートリング機能と、実施の形態5で説明した第2の交流変換機能と、の何れか一つを実行する。
また、補助制御部627は、電力変換回路620に第1の交流変換機能を実行させる場合には、電力変換回路620に直流電力PW2が入力されるように切替部632を制御するとともに、加熱コイル110に流れる高周波電流によって発生する磁束を打ち消す方向の交流電力が補助コイル112に流れるように、電力変換回路620を制御する。
加えて、補助制御部627は、電力変換回路620に第2の交流変換機能を実行させる場合には、電力変換回路620に直流電力PW2が入力されるように切替部632を制御するとともに、加熱コイル110に流れる高周波電流によって発生する磁束と同じ方向に磁束が発生する方向の交流電力が補助コイル112に流れるように、電力変換回路620を制御する。
また、補助制御部627は、補助コイル112で鍋Pを加熱する必要がなく、バッテリユニット123の充電量が予め定められた閾値である充電閾値以下である場合には、電力変換回路620に直流変換機能を実行させる。
さらに、補助制御部627は、補助コイル112で鍋Pを加熱する必要がなく、バッテリユニット123の充電量がその充電閾値よりも多く、加熱コイル110に流れる高周波電流が予め定められた閾値である電流閾値よりも大きい場合には、電力変換回路620に第1の交流変換機能を実行させる。
加えて、補助制御部627は、補助コイル112で鍋Pを加熱する必要がなく、バッテリユニット123の充電量がその充電閾値よりも多く、加熱コイル110に流れる高周波電流がその電流閾値以下である場合には、電力変換回路620にショートリング機能を実行させる。
以下、説明する。
例えば、上面操作部105を介して使用者によって加熱開始の要求が出されると、主制御部630は、図28に示されているフローチャートを開始する。
Claims (16)
- 被加熱物を載せるトッププレートと、
前記トッププレートの下に配置された第1のコイルと、
前記第1のコイルに高周波電流を供給し、前記第1のコイルに前記被加熱物を加熱させる駆動部と、
前記第1のコイルに隣接して配置される第2のコイルと、
前記第1のコイルに流れる前記高周波電流によって発生する磁束により、前記第2のコイルに流れる誘導電流を直流電力に変換する直流変換機能を実行する変換部と、
前記変換された直流電力を蓄電するバッテリユニットと、
電源の入力を受け付ける電源入力部と、
前記変換部の接続先を、前記バッテリユニット及び前記電源入力部の間で切り替える接続切替部と、
前記変換部及び前記接続切替部を制御する制御部と、を備え、
前記変換部は、前記直流変換機能と、前記電源入力部からの直流電力を交流電力に変換する交流変換機能との何れか一方を実行し、
前記制御部は、前記変換部に前記直流変換機能を実行させる場合には、前記接続切替部に、前記変換部の接続先を前記バッテリユニットにさせ、前記変換部に前記交流変換機能を実行させる場合には、前記接続切替部に、前記変換部の接続先を前記電源入力部にさせ、
前記制御部は、前記変換部に前記交流変換機能を実行させる場合には、前記磁束を打ち消す方向の交流電力が前記第2のコイルに流れるように、前記変換部を制御すること
を特徴とする誘導加熱装置。 - 被加熱物を載せるトッププレートと、
前記トッププレートの下に配置された第1のコイルと、
前記第1のコイルに高周波電流を供給し、前記第1のコイルに前記被加熱物を加熱させる駆動部と、
前記第1のコイルに隣接して配置される第2のコイルと、
前記第1のコイルに流れる前記高周波電流によって発生する磁束により、前記第2のコイルに流れる誘導電流を直流電力に変換する直流変換機能を実行する変換部と、
前記変換された直流電力を蓄電するバッテリユニットと、
電源の入力を受け付ける電源入力部と、
前記変換部の接続先を、前記バッテリユニット及び前記電源入力部の間で切り替える接続切替部と、
前記変換部及び前記接続切替部を制御する制御部と、を備え、
前記変換部は、前記直流変換機能と、前記電源入力部からの直流電力を交流電力に変換する交流変換機能との何れか一方を実行し、
前記制御部は、前記変換部に前記直流変換機能を実行させる場合には、前記接続切替部に、前記変換部の接続先を前記バッテリユニットにさせ、前記変換部に前記交流変換機能を実行させる場合には、前記接続切替部に、前記変換部の接続先を前記電源入力部にさせ、
前記制御部は、前記変換部に前記交流変換機能を実行させる場合には、前記第1のコイルに流れる前記高周波電流によって発生する磁束と同じ方向に磁束が発生する方向の交流電力が前記第2のコイルに流れるように、前記変換部を制御すること
を特徴とする誘導加熱装置。 - 被加熱物を載せるトッププレートと、
前記トッププレートの下に配置された第1のコイルと、
前記第1のコイルに高周波電流を供給し、前記第1のコイルに前記被加熱物を加熱させる駆動部と、
前記第1のコイルに隣接して配置される第2のコイルと、
前記第1のコイルに流れる前記高周波電流によって発生する磁束により、前記第2のコイルに流れる誘導電流を直流電力に変換する直流変換機能を実行する変換部と、
前記変換された直流電力を蓄電するバッテリユニットと、
電源の入力を受け付ける電源入力部と、
前記変換部の接続先を、前記バッテリユニット及び前記電源入力部の間で切り替える機能と、前記変換部と前記バッテリユニット及び前記電源入力部との接続を切断する機能とを備える切替部と、
前記変換部及び前記切替部を制御する制御部と、を備え、
前記変換部は、前記直流変換機能と、前記電源入力部からの直流電力を交流電力に変換する第1の交流変換機能と、前記第2のコイルとの間で閉回路を形成するショートリング機能と、前記電源入力部からの直流電力を交流電力に変換する第2の交流変換機能と、の何れか一つを実行し、
前記制御部は、
前記変換部に前記直流変換機能を実行させる場合には、前記切替部に、前記変換部の接続先を前記バッテリユニットにさせ、
前記変換部に前記第1の交流変換機能を実行させる場合には、前記切替部に、前記変換部の接続先を前記電源入力部にさせるとともに、前記第1のコイルに流れる前記高周波電流によって発生する磁束を打ち消す方向の交流電力が前記第2のコイルに流れるように、前記変換部を制御し、
前記変換部に前記ショートリング機能を実行させる場合には、前記切替部に、前記変換部と、前記バッテリユニット及び前記電源入力部との間の接続を切断させ、
前記変換部に前記第2の交流変換機能を実行させる場合には、前記切替部に、前記変換部の接続先を前記電源入力部にさせるとともに、前記第1のコイルに流れる前記高周波電流によって発生する磁束と同じ方向に磁束が発生する方向の交流電力が前記第2のコイルに流れるように、前記変換部を制御すること
を特徴とする誘導加熱装置。 - 前記バッテリユニットを着脱するための装置側インターフェース部をさらに備え、
前記バッテリユニットは、前記装置側インターフェース部に着脱するための接続インターフェース部を備えること
を特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の誘導加熱装置。 - 前記バッテリユニットは、前記接続インターフェース部に外部機器を接続することで、前記外部機器に電力を供給すること
を特徴とする請求項4に記載の誘導加熱装置。 - 前記変換部と、前記バッテリユニットとの間の接続を切断する切断部をさらに備え、
前記制御部は、前記トッププレートに前記被加熱物が載せられていない場合に、前記切断部に、前記変換部と、前記バッテリユニットとの間の接続を切断させること
を特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の誘導加熱装置。 - 前記制御部は、前記バッテリユニットの蓄電量が予め定められた閾値である第1の蓄電閾値よりも多くなった場合には、前記切断部に、前記変換部と、前記バッテリユニットとの間の接続を切断させること
を特徴とする請求項6に記載の誘導加熱装置。 - 前記誘導加熱装置内の予め定められた電気負荷への電力の供給源を、前記バッテリユニット及び前記電源入力部の間で切り替える供給切替部をさらに備え、
前記制御部は、前記バッテリユニットが接続されていない場合、又は、前記バッテリユニットの蓄電量が予め定められた閾値である第2の蓄電閾値以下となった場合には、前記供給切替部に、前記電気負荷への電力の供給源を前記電源入力部に切り替えさせ、前記バッテリユニットの蓄電量が前記第2の蓄電閾値よりも多い場合には、前記供給切替部に、前記供給源を前記バッテリユニットに切り替えさせること
を特徴とする請求項6又は7に記載の誘導加熱装置。 - 前記制御部は、前記バッテリユニットの蓄電量が予め定められた閾値である蓄電閾値以下である場合に、前記変換部に前記直流変換機能を実行させ、前記バッテリユニットの蓄電量が前記蓄電閾値よりも多い場合に、前記変換部に前記交流変換機能を実行させること
を特徴とする請求項1に記載の誘導加熱装置。 - 前記制御部は、前記バッテリユニットの蓄電量が予め定められた閾値である蓄電閾値以下である場合、又は、前記第1のコイルに流れる前記高周波電流が予め定められた閾値である電流閾値以下である場合に、前記変換部に前記直流変換機能を実行させ、前記バッテリユニットの蓄電量が前記蓄電閾値よりも多く、かつ、前記第1のコイルに流れる前記高周波電流が前記電流閾値よりも大きい場合に、前記変換部に前記交流変換機能を実行させること
を特徴とする請求項1に記載の誘導加熱装置。 - 前記制御部は、前記バッテリユニットの蓄電量が予め定められた閾値である蓄電閾値以下である場合に、前記変換部に前記直流変換機能を実行させ、前記バッテリユニットの蓄電量が前記蓄電閾値よりも多い場合に、前記変換部に前記ショートリング機能を実行させること
を特徴とする請求項3に記載の誘導加熱装置。 - 前記制御部は、前記バッテリユニットの蓄電量が予め定められた閾値である蓄電閾値以下である場合、又は、前記第1のコイルに流れる前記高周波電流が予め定められた閾値である電流閾値以下である場合に、前記変換部に前記直流変換機能を実行させ、前記バッテリユニットの蓄電量が前記蓄電閾値よりも多く、かつ、前記第1のコイルに流れる前記高周波電流が前記電流閾値よりも大きい場合に、前記変換部に前記ショートリング機能を実行させること
を特徴とする請求項3に記載の誘導加熱装置。 - 前記第1のコイルは、前記トッププレートにおいて前記被加熱物が載せられる上面における予め定められた範囲の下に配置されており、
前記第2のコイルは、前記上面に対して、前記予め定められた範囲よりも外側の下に配置されており、
前記制御部は、前記トッププレートに載せられた前記被加熱物が前記第1のコイル及び前記第2のコイルの上に載せられている場合に、前記変換部に前記交流変換機能を実行させ、前記トッププレートに載せられた前記被加熱物が前記第2のコイルの上には載せられていない場合に、前記変換部に前記直流変換機能を実行させること
を特徴とする請求項2に記載の誘導加熱装置。 - 前記制御部は、
前記第2のコイルで前記被加熱物を加熱する必要がある場合には、前記変換部に前記第2の交流変換機能を実行させ、
前記第2のコイルで前記被加熱物を加熱する必要がなく、前記バッテリユニットの充電量が予め定められた閾値である充電閾値以下である場合には、前記変換部に前記直流変換機能を実行させ、
前記第2のコイルで前記被加熱物を加熱する必要がなく、前記バッテリユニットの充電量が前記充電閾値よりも多く、前記第1のコイルに流れる前記高周波電流が予め定められた閾値である電流閾値よりも大きい場合には、前記変換部に前記第1の交流変換機能を実行させ、
前記第2のコイルで前記被加熱物を加熱する必要がなく、前記バッテリユニットの充電量が前記充電閾値よりも多く、前記第1のコイルに流れる前記高周波電流が前記電流閾値以下である場合には、前記変換部に前記ショートリング機能を実行させること
を特徴とする請求項3に記載の誘導加熱装置。 - 前記第2のコイルは、リッツ線を用いた少なくとも一つの巻き線であること
を特徴とする請求項1から14の何れか一項に記載の誘導加熱装置。 - 前記第2のコイルは、平板状の環状導体と、前記環状導体の一部を覆うコアと、前記コアに巻き回された巻き線とを備えること
を特徴とする請求項1から14の何れか一項に記載の誘導加熱装置。
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