TWI511617B - Induction heating conditioner - Google Patents

Description

感應加熱調理器

本發明係有關於一種感應加熱調理器。

在以往之感應加熱調理器，作為減少加熱線圈的周圍之漏磁的手段，有將由鋁等之非磁性金屬所構成之電磁隔離材設置於加熱線圈的周圍者。這種感應加熱調理器係藉從加熱線圈所洩漏的磁通使電磁隔離材產生感應電流，再藉該感應電流所產生之磁通抵消來自加熱線圈的漏磁(例如，參照專利文獻1)。

【先行專利文獻】 【專利文獻】

[專利文獻1]日本特公昭58-37676號公報(第1頁，第1圖)

在以往之感應加熱調理器，使電磁隔離材產生感應電流，但是因該感應電流與電磁隔離材的電阻而電磁隔離材過度地發熱，發生電力損失。又，漏磁係不僅使電磁隔離材發熱，而且亦使在感應加熱調理器之筐體內部所使用之其他的金屬元件一樣地發熱，電力損失更增大。因此，感應加熱調理器 之耗電力上升係理所當然，感應加熱調理器之筐體內部的溫度亦可能上升。筐體內部的溫度上升時，需要使用以冷卻筐體內部之冷卻手段的冷卻性能增加，而具有對冷卻手段的供給電力增大，又，冷卻手段的動作所造成之噪音亦增大的課題。

本發明係為了解決如上述所示之課題而開發的，係提供一種感應加熱調理器，該感應加熱調理器係可降低在漏磁隔離手段等之金屬元件的電力損失，而抑制金屬元件之温升。又，係提供一種可有效活用以往漏磁隔離手段等的金屬元件之作為發熱所捨棄之電力的感應加熱調理器。

本發明之感應加熱調理器包括：加熱線圈，係產生高頻磁場，而對被加熱物進行感應加熱；驅動部，係將高頻電流供給至該加熱線圈；控制部，係控制該驅動部；控制電源部，係將控制用電源供給至該控制部；電負載；金屬元件，係隔著該加熱線圈配置於與該被加熱物係相反側；漏磁回收線圈，係從該加熱線圈觀察時配置於比該金屬元件更前面，並與從該加熱線圈所產生之磁通交鏈；及電力變換手段，係將藉該漏磁回收線圈所產生之電力供給至該控制電源部及該電負載之至少任一方。

若依據本發明，因為具有與從加熱線圈所產生之磁通交鏈的漏磁回收線圈，所以減少成為金屬元件之發熱之原因的漏磁，而可抑制金屬元件之温升。又，因為使在漏磁回收線圈所產生之電動勢作用為感應加熱調理器內之電負載的動 作用電力，所以可節能化。

1‧‧‧煮飯鍋

2‧‧‧加熱線圈

3‧‧‧驅動部

4‧‧‧顯示操作部

5‧‧‧控制部

6‧‧‧捲線盒

7‧‧‧電磁隔離板

8‧‧‧冷卻手段

9‧‧‧電源部

10‧‧‧漏磁回收手段

10A‧‧‧漏磁回收手段

10a‧‧‧拉出線

11‧‧‧電力變換手段

11A‧‧‧電力變換手段

20‧‧‧商用交流電源

21‧‧‧整流部

22‧‧‧電抗器

23‧‧‧電容器

24‧‧‧共振電容器

25‧‧‧切換元件

26‧‧‧二極體

27‧‧‧整流二極體

27a‧‧‧整流二極體

27b‧‧‧整流二極體

28‧‧‧平滑電容器

28a‧‧‧平滑電容器

28b‧‧‧平滑電容器

29‧‧‧二極體

30a‧‧‧切換元件

30b‧‧‧切換元件

31a、31b‧‧‧二極體

32、33a、33b、33d、33d‧‧‧二極體

40‧‧‧印刷基板

41‧‧‧連接器

42a‧‧‧線圈部起點

42b‧‧‧貫穿孔

50‧‧‧下部筐體

51‧‧‧上部筐體

52‧‧‧開閉部筐體

101‧‧‧圓形部

102‧‧‧橢圓形部

第1圖係第1實施形態之感應加熱調理器的構成圖。

第2圖係第1實施形態之感應加熱調理器之主要部的電路構成圖。

第3圖係說明第1實施形態之漏磁回收手段與金屬元件之構成的圖。

第4圖係說明第1實施形態之漏磁回收手段與金屬元件之構成的圖。

第5圖係說明第1實施形態之加熱線圈、漏磁回收手段及金屬元件之構成的圖。

第6圖係說明第1實施形態之加熱線圈、漏磁回收手段及金屬元件之構成的圖。

第7圖係說明第1實施形態之加熱線圈、漏磁回收手段及金屬元件之構成的圖。

第8圖係表示在第1實施形態之電力變換手段未連接電負載的狀態之在漏磁回收手段所產生的電壓之波形例的圖。

第9圖係表示在第1實施形態之電力變換手段連接電負載的狀態之加熱線圈電流波形與構成漏磁回收手段之線圈的電流波形之例子的圖。

第10圖係第1實施形態之感應加熱調理器的主要部之電路構成圖的變形例。

第11圖係說明在第10圖所示之電力變換手段連接電負載 的狀態之加熱線圈電流波形與構成漏磁回收手段之線圈的電流波形之例子的圖。

第12圖係第1實施形態之感應加熱調理器的主要部之電路構成圖的變形例。

第13圖係第1實施形態之感應加熱調理器的主要部之電路構成圖的變形例。

第14圖係說明第2實施形態之漏磁回收手段及電力變換手段之構成的圖。

第15圖係說明第3實施形態之感應加熱調理器的筐體、漏磁回收手段、電力變換手段及冷卻手段之配置的圖。

第16圖係說明第3實施形態之漏磁回收手段、電力變換手段及冷卻手段之配置的圖。

第17圖係表示在第12圖所示之電力變換手段未連接電負載的狀態之在漏磁回收手段所產生的電壓之波形例的圖。

第18圖係說明在第12圖所示之電力變換手段連接電負載的狀態之加熱線圈電流波形與構成漏磁回收手段之線圈的電流波形之例子的圖。

第19圖係第1實施形態之感應加熱調理器的主要部之電路構成圖的變形例。

第20圖係說明在第19圖所示之電力變換手段連接電負載的狀態之加熱線圈電流波形與構成漏磁回收手段之線圈的電流波形之例子的圖。

以下，以將本發明之感應加熱調理器應用於利用 感應加熱方式對煮飯鍋加熱之煮飯器的情況為例說明。此外，本發明未限定為以下所示之圖面的形態。

此外，在以下的說明，為了易於理解，適當地使用表示方向的術語(例如「上」、「下」等)，但是這是說明用，這些術語不是限定本發明者。

第1實施形態

第1圖係第1實施形態之感應加熱調理器的構成圖。

第1實施形態的感應加熱調理器包括煮飯鍋1、加熱線圈2、驅動部3、顯示操作部4、控制部5、捲線盒6、電磁隔離板7、冷卻手段8、電源部9、漏磁回收手段10及電力變換手段11。

如第1圖所示，用以對煮飯鍋1進行感應加熱的加熱線圈2配置於是被加熱物之煮飯鍋1的底部及底部外周。該加熱線圈2係藉驅動部3供給高頻電力，而對煮飯鍋1進行感應加熱。顯示操作部4包括：操作部，係受理來自使用者之煮飯指示或煮飯條件的設定；及顯示部，係顯示動作狀態或對使用者的訊息等。顯示操作部4向控制部5輸出根據來自使用者之設定的信號，具有微電腦或控制電路的控制部5係根據來自顯示操作部4的信號，按照既定的控制順序對驅動部3進行驅動控制。

用以收容與商用交流電源連接之電源線的捲線盒6設置於加熱線圈2的下側。捲線盒6由板金(鐵等)所構成。

電磁隔離板7設置於比捲線盒6更下側。電磁隔離板7係 為了減少來自感應加熱調理器之下部的漏磁所設置，是由鋁板或銅板等之難感應加熱之材料所構成的圓盤狀構件。

捲線盒6及電磁隔離板7係隔著加熱線圈2位於與煮飯鍋1相反側。

冷卻手段8係供給用以冷卻感應加熱調理器之筐體內的構件之冷卻風的送風裝置。該冷卻手段8係例如是軸流風扇，並構成為將冷卻風供給至設置於加熱線圈2或驅動部3之電子元件等因動作而溫度上升的構件。

電源部9係從商用交流電源產生驅動驅動部3、顯示操作部4、控制部5及冷卻手段8的電源。

又，該感應加熱調理器係在加熱線圈2與捲線盒6及電磁隔離板7之間具有漏磁回收手段10。漏磁回收手段10係圓盤狀地將導線捲繞複數圈所構成的線圈，並經由電力變換手段11與電源部9連接。從漏磁回收手段10之線圈的兩端所拉出之拉出線10a的拉出口係設置於與電力變換手段11之輸入部(未圖示)大致相向的位置。

第2圖係第1實施形態之感應加熱調理器之主要部的電路構成圖。

在第2圖，與商用交流電源20連接並將交流電壓變換成直流的整流部21、由電抗器22與電容器23所構成之雜訊濾波器、由加熱線圈2與共振電容器24所構成之共振電路、切換元件(IGBT)25及二極體26相當於第1圖所示的驅動部3。該驅動部3構成所謂的單開關電壓共振變頻器。在切換元件25的閘極端子，連接控制部5，並從控制部5輸出切換元件25的開 關信號。在此，在上述的說明表示作為切換元件，使用IGBT的例子，但是亦可使用例如MOSFET等其他的切換元件。此外，MOSFET係因為寄生二極體形成於源極-汲極端子間，所以亦可不設置二極體26。

電力變換手段11包括：整流二極體27，係與漏磁回收手段10連接，並將藉漏磁回收手段10所產生之交流電壓變換成直流電壓；及平滑電容器28，係使所變換之直流電壓平滑化。

又，電源部9係為了驅動控制部5或顯示操作部4、冷卻手段8而構成將從商用交流電源所接受之交流電壓變換成直流電壓的電力變換電路(細節係未圖示)。電源部9係經由二極體29與電力變換手段11連接。而且，在藉漏磁回收手段10所產生並直流化、平滑化之電壓比在電源部9所產生之直流電壓更低的情況，從電源部9經由二極體29將電力供給至控制部5、顯示操作部4及冷卻手段8。

以上，說明了本第1實施形態之感應加熱調理器的構成。其次，說明第1實施形態之感應加熱調理器的動作。

藉使用者對顯示操作部4進行煮飯指示等之開始加熱的指示時，控制部5開始控制驅動部3。驅動部3係接受來自控制部5之切換元件25的開關信號後，使切換開始。來自商用交流電源20的交流電壓係藉整流部21一度變換成直流後，藉切換元件25的切換變換成高頻，再將該高頻電流供給至加熱線圈2。高頻電流流至加熱線圈2時，從加熱線圈2產生交變磁場，藉此，將磁通供給至是被加熱物的煮飯鍋1。藉 此，在煮飯鍋1產生渦電流，因該渦電流與煮飯鍋1的電阻而發生焦耳熱，而煮飯鍋1被加熱。

依此方式，將高頻電流供給至加熱線圈2時，從加熱線圈2產生磁通，藉該磁通對煮飯鍋1加熱。可是，不是從加熱線圈2所產生之全部的磁通利用於對煮飯鍋1的感應加熱，所產生之磁通的一部分無助於煮飯鍋1的加熱，成為所謂的漏磁，被放射至周圍。該漏磁係與形成線圈狀的漏磁回收手段10交鏈。換言之，漏磁回收手段10配置成與從加熱線圈2所產生之磁通交鏈。漏磁與漏磁回收手段10交鏈時，在漏磁回收手段10在抵消漏磁之變化的方向產生電動勢，而電流流動。藉漏磁回收手段10所產生之電動勢係藉電力變換手段11變換成直流，並利用於驅動部3、顯示操作部4、控制部5及冷卻手段8的驅動電力。

因為依此方式藉漏磁回收手段10所產生之電流抵消從加熱線圈2所產生之漏磁的一部分，所以漏磁減少。因此，可使以往在設置於漏磁回收手段10的下部之捲線盒6或電磁隔離板7所產生的感應電流減少，而可抑制捲線盒6或電磁隔離板7之温升。因此，可減少捲線盒6與電磁隔離板7之電力損失。而且，因為藉漏磁回收手段10所產生之電動勢係有效地利用作驅動部3、顯示操作部4、控制部5及冷卻手段8的控制電源，所以可得到節能效果。

此外，本發明之「控制電源部」相當於本第1實施形態之「電源部9」。

又，本發明之「金屬元件」相當於本第1實施形態之「捲 線盒6」及「電磁隔離板7」。此外，在以後的說明，有將捲線盒6及電磁隔離板7稱為「金屬元件」的情況。

又，本發明之「漏磁回收線圈」相當於本第1實施形態之「漏磁回收手段10」。

又，本發明之「電負載」相當於本第1實施形態之「驅動部3」、「顯示操作部4」、「控制部5」及「冷卻手段8」。

其次，詳細說明配置於加熱線圈2與捲線盒6或電磁隔離板7等之金屬元件之間的漏磁回收手段10的配置位置。

第3圖、第4圖係說明第1實施形態之漏磁回收手段與金屬元件之構成的圖。在此，作為配置於漏磁回收手段10的下側之金屬元件的一例，表示捲線盒6。第3圖、第4圖之(a)表示從加熱線圈2側觀察金屬元件(捲線盒6)及漏磁回收手段10之狀態，第3圖、第4圖之(b)表示從側方觀察這些元件之狀態。此外，在第3圖，未圖示捲線盒6與漏磁回收手段10以外的構成元件。

漏磁回收手段10係抵消從位於其上方之加熱線圈2(在第3圖、第4圖未圖示)所產生的漏磁，以減少通過位於漏磁回收手段10的下方之金屬元件(在此為捲線盒6)的磁通。因此，為了提高在金屬元件之降溫效果，將漏磁回收手段10配置於金屬元件之儘量上方較佳。因此，在第3圖，將漏磁回收手段10配置於金屬元件之大致正上。藉由作成依此方式，可提高在金屬元件之降溫效果。又，在難將漏磁回收手段10配置於金屬元件之正上的情況，如第4圖所示，以從加熱線圈2 觀察漏磁回收手段10之至少一部分與金屬元件重疊的方式配置兩者較佳。藉此，可提高在金屬元件之降溫效果。

其次，說明亦包含加熱線圈2的位置關係之漏磁回收手段10及捲線盒6的構成例。

第5圖係說明第1實施形態之加熱線圈、漏磁回收手段及金屬元件之構成的圖。第5圖(a)表示從煮飯鍋1側觀察加熱線圈2、漏磁回收手段10及捲線盒6之狀態，第5圖(b)表示從側方觀察這些元件之狀態。此外，第5圖之一點鏈線表示加熱線圈2的中心軸。

如第5圖所示，以使被捲繞成大致圓形之平面狀的漏磁回收手段10之線圈的中心軸與一樣被捲繞成大致圓形之平面狀的加熱線圈2之線圈的中心軸大致一致的方式將漏磁回收手段10配置於加熱線圈2之中心軸的外周側。藉由依此方式以使加熱線圈2與漏磁回收手段10之中心軸大致一致的方式配置兩者，加熱線圈2與漏磁回收手段10之電磁耦合變高。因此，可提高藉漏磁回收手段10所產生之電動勢的電壓，而可將更高之電壓或更大的電力供給至將漏磁回收手段10的電動勢作為驅動電力之驅動部3等的電負載。

又，在第5圖所示的例子，與第4圖一樣，因為構成為從加熱線圈2觀察漏磁回收手段10之至少一部分與捲線盒6重疊，所以可提高抑制捲線盒6之温升的效果。

其次，說明加熱線圈2、漏磁回收手段10及捲線盒6之其他的構成例。

第6圖係說明第1實施形態之加熱線圈、漏磁回收手段及 金屬元件之構成的圖。第6圖(a)表示從煮飯鍋1側觀察加熱線圈2、漏磁回收手段10及捲線盒6之狀態，第6圖(b)表示從側方觀察這些元件之狀態。此外，第6圖之一點鏈線表示加熱線圈2的中心軸。

如第6圖所示，漏磁回收手段10係藉將導線捲繞成橢圓形之平面狀所形成的線圈所構成。而且，構成漏磁回收手段10之線圈的一部分包圍加熱線圈2之中心部的周圍。進而，構成漏磁回收手段10之線圈配置成從加熱線圈2觀察與捲線盒6重疊。

藉由將構成漏磁回收手段10之線圈構成橢圓形，而在捲線盒6與加熱線圈2的中心部之水平方向的距離遠的情況，亦能以作成包圍加熱線圈2之中心部的方式配置漏磁回收手段10，而且能以從加熱線圈2觀察漏磁回收手段10之更多的部分與捲線盒6重疊的方式配置這些構件。因此，可提高加熱線圈2與漏磁回收手段10之電磁耦合，而從漏磁回收手段10得到更高之電壓，又，可使通過捲線盒6之磁通減少，而抑制捲線盒6之温升。

其次，說明加熱線圈2、漏磁回收手段10及捲線盒6之其他的構成例。

第7圖係說明第1實施形態之加熱線圈、漏磁回收手段及金屬元件之構成的圖。第7圖(a)表示從煮飯鍋1側觀察加熱線圈2、漏磁回收手段10及捲線盒6之狀態，第7圖(b)表示從側方觀察這些元件之狀態。此外，第7圖之一點鏈線表示加熱線圈2的中心軸。

如第7圖所示，漏磁回收手段10係由藉將一條導線捲繞成大致圓形，在其外周側再將導線捲繞成大致橢圓形的線圈所構成。即，本漏磁回收手段10由具有大致圓形與設置於其外周側之大致橢圓形之外形相異之2條路徑的線圈所構成。在此，將第7圖所例示之漏磁回收手段10之大致圓形的部分稱為圓形部101，並將大致橢圓形的部分稱為橢圓形部102。漏磁回收手段10之圓形部101及橢圓形部102的一部分配置成從加熱線圈2觀察與捲線盒6重疊。又，漏磁回收手段10之橢圓形部102的一部分包圍加熱線圈2之中心部。

以圓形部101與設置於其外周側的橢圓形部102之2條路徑的線圈構成漏磁回收手段10，並使圓形部101與捲線盒6的上側重疊，藉此，因為可使漏磁回收手段10與捲線盒6重疊之範圍變大，所以使通過捲線盒6之磁通減少，而可抑制捲線盒6之温升。又，因為能以漏磁回收手段10之橢圓形部102包圍加熱線圈2的中心部，所以，可提高加熱線圈2與漏磁回收手段10之電磁耦合，而從漏磁回收手段10得到更高之電壓。

其次，說明電力變換手段11的構成。

在本第1實施形態，如第2圖所示，在驅動部3使用單開關電壓共振變頻器，在這種構成，使切換元件25變成導通時，從商用交流電源20經由是橋式整流電路之整流部21變成直流的電壓被施加於加熱線圈2。接著，使切換元件25變成不導通時，在共振電容器24與加熱線圈2之間發生共振現象，而對加熱線圈施加共振電壓。因為在每次切換重複該動作，所以正 負非對稱之電壓就施加於加熱線圈2。因此，在漏磁回收手段10所感應之電壓亦成為正負非對稱的波形。第8圖係表示在第1實施形態之電力變換手段未連接電負載的狀態之在漏磁回收手段所產生的電壓之波形例的圖。如第8圖所示，得知正側之電壓尖峰值與負側之電壓尖峰值相異。

在此，在本第1實施形態，作為電力變換手段11，採用由整流二極體27與平滑電容器28所構成之半波整流電路(參照第2圖)。這是由於如上述所示在構成漏磁回收手段10之線圈所產生的電壓成為正負非對稱的電壓。在作為整流電路採用一般之橋式全波整流電路的情況，想要對第8圖的電壓進行整流時，以電壓(絕對值)大之負側的電壓尖峰值對平滑電容器充電，因為在電壓(絕對值)小之正側的電壓時已被充電至高電壓，所以在此時電流無法流入平滑電容器。因此，即使使用橋式全波整流電路，亦因為僅在電壓(絕對值)大之負側時電流才流入平滑電容器，所以，實質上成為與半波整流電路相同的動作。即，由4個二極體所構成之橋式全波整流電路中，2個二極體總是未使用，而成為浪費。因此，在本第1實施形態，係使用由半波整流電路所構成之電力變換手段11，使藉漏磁回收手段10所產生之交流電壓變成直流。藉此，因為二極體元件係一個即可，所以與橋式全波整流電路相比，可簡化電路，而可達成小型化。

第9圖係表示在第1實施形態之電力變換手段連接電負載的狀態之加熱線圈電流波形與構成漏磁回收手段之線圈的電流波形之例子的圖。如第9圖所示，在流至加熱線圈 2之電流(加熱線圈電流)為負的期間，正負反轉之大致相似波形的電流流至漏磁回收手段10。在此期間，在漏磁回收手段10(線圈)→整流二極體27→平滑電容器28→漏磁回收手段10(線圈)之路徑對平滑電容器28充電的充電電流流動，藉該充電電流抵消來自加熱線圈2的漏磁。藉此，通過設置於漏磁回收手段10之下方之金屬元件的漏磁減少，可抑制金屬元件的發熱，而可減少損失。而且，藉漏磁回收手段10所產生之電動勢可有效用作驅動部3等之電負載的驅動電源。

其次，說明構成為更高效率地回收漏磁，並取出電動勢之電力變換手段11的構成例。

第10圖係第1實施形態之感應加熱調理器的主要部之電路構成圖的變形例。在第10圖所示的例子，電力變換手段11構成由整流二極體27a、整流二極體27b、平滑電容器28a及平滑電容器28b所構成之所謂的倍電壓整流電路。

其次，說明動作。

第11圖係說明在第10圖所示之電力變換手段連接電負載的狀態之加熱線圈電流波形與構成漏磁回收手段之線圈的電流波形之例子的圖。

若依據第10圖所示之電力變換手段11，可在從漏磁回收手段10所產生之交流電壓之正的期間與負的期間，分別在獨立的路徑使電流流動。即，在第11圖，例如在加熱線圈電流為正側時，漏磁回收手段10的電流係在漏磁回收手段10(線圈)→整流二極體27a→平滑電容器28a→漏磁回收手段10(線圈)之路徑對平滑電容器28a充電的充電電流流動，藉該充電電流 抵消加熱線圈2的漏磁。接著，在加熱線圈電流為負側時，漏磁回收手段10的電流係在漏磁回收手段10(線圈)→平滑電容器28b→整流二極體27b→漏磁回收手段10(線圈)之路徑對平滑電容器28b充電的充電電流流動，藉該充電電流抵消加熱線圈的漏磁。

如第11圖所示，加熱線圈電流波形與構成漏磁回收手段10之線圈電流波形成為正負反轉之大致相似波形的電流，而可高效率抵消從加熱線圈2所發生的漏磁。

依此方式，若依據第10圖所示之電力變換手段11的電路構成，因為在流至加熱線圈2之電流為正之期間與負之期間的雙方抵消漏磁的電流流至漏磁回收手段10的線圈，所以減少設置於漏磁回收手段10之下方的捲線盒6等之金屬元件之損失的效果比以半波整流電路構成電力變換手段11的情況大。

此外，在以上的說明，說明作為驅動部3列舉單開關電壓共振變頻器的例子，但是未限定如此，亦可以半橋式變頻器構成驅動部3。

以下，說明以半橋式變頻器構成驅動部3的例子。

第12圖係第1實施形態之感應加熱調理器的主要部之電路構成圖的變形例。如第12圖所示，構成驅動部3之半橋式變頻器係包括：整流部21，係與商用交流電源20連接，並將交流電壓變換成直流；雜訊濾波器，係由電抗器22與電容器23所構成；加熱線圈2；二極體32；切換元件(IGBT)30a、30b；及二極體31a、31b。在切換元件30a、30b的閘極端子， 連接控制部5，並從控制部5輸出使切換元件30a、30b交互地開關的信號。關於其他的構成，係與第2圖一様。在此，在上述的說明，表示作為切換元件使用IGBT的例子，但是亦可使用例如MOSFET等其他的切換元件。此外，MOSFET係因為寄生電容形成於源極一汲極端子間，所以亦可不設置二極體31a、31b。

在半橋式變頻器，火力調整(對煮飯鍋之投入電力調整)係藉改變高側之切換元件30a與低側之切換元件30b的導通時間百分比之所謂的任務控制所達成。即，在將切換元件30a之導通任務比設為50%，並將切換元件30b的任務比設為50%的情況，將最大電力投入煮飯鍋1；在將切換元件30a之導通任務比設為40%，並將切換元件30b的任務比設為60%的情況，對入煮飯鍋1之投入電力變小；進而，在將切換元件30a之導通任務比設為30%，並將切換元件30b的任務比設為70%的情況，對入煮飯鍋1之投入電力變成更小。依此方式，藉由逐漸改變導通時間百分比，對煮飯鍋1的投入電力逐漸變小。

在此，在切換元件30a與切換元件30b之導通時間彼此相等的情況，對加熱線圈2施加正負對稱的電壓，而在構成漏磁回收手段10之線圈亦感應正負對稱的電壓，但是如上述所示，在進行火力調整的情況，為了改變切換元件30a與切換元件30b之導通時間百分比，而正負非對稱之電壓施加於構成漏磁回收手段10。因此，在構成漏磁回收手段10之線圈所感應之電壓亦成為正負非對稱的波形。第17圖係表示在第12圖所示之電力變換手段未連接電負載的狀態之在漏磁回收 手段所產生的電壓之波形例的圖。如第17圖所示，得知正側之電壓尖峰值與負側之電壓尖峰值相異。

在此情況，如上述所示，以橋式全波整流電路構成電力變換手段11時，在4個二極體中，2個二極體總是未使用，而成為浪費。即，作為電力變換手段11，在採用一般之橋式全波整流電路的情況，想要對第17圖的電壓進行整流時，以電壓(絕對值)大之正側的電壓尖峰值對平滑電容器充電，因為在電壓(絕對值)小之負側的電壓時已被充電至高電壓，所以在此時電流無法流入平滑電容器。因此，即使使用橋式全波整流電路，亦因為僅在電壓(絕對值)大之正側時電流才流入平滑電容器，所以，實質上成為與半波整流電路相同的動作。

因此，在第12圖所示的例子，使用由半波整流電路所構成之電力變換手段11，使藉漏磁回收手段10所產生之交流電壓變成直流。藉此，二極體元件係一個即可，與橋式全波整流電路相比，可簡化電路，而可達成小型化。

第18圖係說明在第12圖所示之電力變換手段連接電負載的狀態之加熱線圈電流波形與構成漏磁回收手段之線圈的電流波形之例子的圖。如第18圖所示，在流至加熱線圈2之電流(加熱線圈電流)為負的期間，正負反轉之大致相似波形的電流流至漏磁回收手段10。在此期間，在漏磁回收手段10(線圈)→整流二極體27→平滑電容器28→漏磁回收手段10(線圈)之路徑對平滑電容器28充電的充電電流流動，藉該充電電流抵消來自加熱線圈2的漏磁。藉此，通過設置於漏磁回收手段10之下方之金屬元件的漏磁減少，可抑制金屬元件的 發熱，而可減少損失。而且，藉漏磁回收手段10所產生之電動勢可有效用作驅動部3等之電負載的驅動電源。

又，與第10圖一樣，作為電力變換手段11，若使用倍電壓整流電路，因為在流至加熱線圈2之電流為正之期間與負之期間的雙方抵消漏磁的電流流至漏磁回收手段10的線圈，所以與作為電力變換手段11採用半波整流電路的情況相比，可使設置於漏磁回收手段10之下方之金屬元件的損失減少效果變大。其次，具體說明那種構成例。

第19圖係第1實施形態之感應加熱調理器的主要部之電路構成圖的變形例。在第19圖所示的例子，電力變換手段11由整流二極體27a、整流二極體27b、平滑電容器28a及平滑電容器28b所構成，構成所謂的倍電壓整流電路。關於其他的構成，係與第12圖一樣。

其次，說明動作。

第20圖係說明在第19圖所示之電力變換手段連接電負載的狀態之加熱線圈電流波形與構成漏磁回收手段之線圈的電流波形之例子的圖。

若依據第19圖所示之電力變換手段11，可在從漏磁回收手段10所產生之交流電壓之正的期間與負的期間，分別在獨立的路徑使電流流動。即，在第20圖，例如在加熱線圈電流為正側時，漏磁回收手段10的電流係在漏磁回收手段10(線圈)→整流二極體27a→平滑電容器28a→漏磁回收手段10(線圈)之路徑對平滑電容器28a充電的充電電流流動，藉該充電電流抵消加熱線圈2的漏磁。接著，在加熱線圈電流為負側時，漏 磁回收手段10的電流係在漏磁回收手段10(線圈)→平滑電容器28b→整流二極體27b→漏磁回收手段10(線圈)之路徑對平滑電容器28b充電的充電電流流動，藉該充電電流抵消加熱線圈的漏磁。因此，如第20圖所示，加熱線圈電流波形與構成漏磁回收手段10之線圈電流波形成為正負反轉之大致相似波形的電流，而可高效率抵消從加熱線圈2所發生的漏磁。

依此方式，若依據第19圖所示之電力變換手段11的電路構成，因為在流至加熱線圈2之電流為正之期間與負之期間的雙方抵消漏磁的電流流至漏磁回收手段10的線圈，所以減少設置於漏磁回收手段10之下方的捲線盒6等之金屬元件之損失的效果比以半波整流電路構成電力變換手段11的情況大。

順便地，作為在使用半橋式變頻器之驅動部3進行火力控制之別的方法，有頻率控制。這係在切換元件30a與切換元件30b之導通時間彼此相等的情況，藉由將切換頻率設定成低，降低加熱線圈2的阻抗，而使對煮飯鍋1之投入電力上升，藉由將切換頻率設定成高，使加熱線圈2的阻抗上升，而降低對煮飯鍋1之投入電力。在本頻率控制，因為切換元件30a與切換元件30b之導通時間彼此相等，所以對加熱線圈2施加正負對稱的電壓，而在構成漏磁回收手段10之線圈亦感應正負對稱的電壓。在此情況，若使用如第13圖所示構成由二極體33a、33b、33c、33d所構成之橋式整流電路的電力變換手段11，因為在流至加熱線圈2之電流為正之期間與負之期間的雙方抵消漏磁的電流流至漏磁回收手段10的線圈，所以 與作為電力變換手段11使用半波整流電路的情況相比，可使設置於漏磁回收手段10之下方之金屬元件的損失減少效果變大。

此外，在使用半橋式變頻器之驅動部3，在併用上述之改變切換元件30a與切換元件30b之導通時間的火力調整、與藉頻率控制之火力調整的情況，具有在構成漏磁回收手段10之線圈感應正負非對稱之電壓的可能性。因此，在此情況，作為電力變換手段11，使用上述之半波整流電路或倍電壓整流電路。

如以上所示，若依據第1實施形態，因為將漏磁回收手段10設置於加熱線圈2與電磁隔離板7或捲線盒6等的金屬元件之間，所以抵消從加熱線圈2所產生之漏磁的一部分，在金屬元件所產生之感應電流減少，而抑制這些的溫升。藉此，可減少電力損失。而且，藉漏磁回收手段10所產生之電動勢被供給至電源部9，因為可有效利用於控制電源，所以達成節能。

進而，因為抑制在金屬元件的發熱，所以緩和機器內部的温升，亦可抑制冷卻手段8的冷卻性能。因此，可使冷卻手段8低耗費化、小型化、輕量化，又，冷卻手段8之動作所造成的噪音亦可降低。

尤其關於捲線盒6，在構成感應加熱調理器之金屬元件中尺寸尤其大，在以往為了使漏磁所造成之發熱變小而必須設置成遠離加熱線圈2，而導致感應加熱調理器的大型化。可是，若依據本第1實施形態，藉由將漏磁回收手段10設置 於從加熱線圈2觀察時與捲線盒6重疊的位置，可抑制捲線盒6的發熱。因此，在加熱線圈2之附近等易受到漏磁之影響的位置，亦可設置捲線盒6，而導致感應加熱調理器的小型化。

又，因為從漏磁回收手段10的線圈兩端所拉出之拉出線10a的拉出口設置於與電力變換手段11之輸入部大致相對向的位置，所以可使拉出線10a之長度變短。

此外，在本第1實施形態，表示作為驅動部3，使用單開關電壓共振變頻器或半橋式變頻器，作為切換元件使用IGBT的例子，但是亦可使用其他的切換元件，例如功率電晶體或MOSFET。其中，在切換元件，因為大的電流流動，所以作為切換元件，在以往之使用IGBT或MOSFET的情況，因為導通電阻大，所以元件本身的發熱大。進而，將切換元件配置於構成變頻器之基板上的發熱元件，例如共振電容器或構成整流部21之二極體等的附近時，由於這些熱源的影響，切換元件之周圍的温度變高。因此，切換元件的接面溫度上升。

因此，需要將切換元件設置成遠離發熱元件，或使冷卻手段8的冷卻性能變大。

因此，作為切換元件，使用由氮化鎵系材料、碳化矽(SiC)、鑽石等之寬能帶隙半導體所構成的切換元件。例如，作為SiC MOSFET的特性，因為導通電阻小，進而即使接面温度上昇導通電阻亦幾乎不上升，所以可將SiC MOSFET配置於發熱元件的附近，而可使基板小型化或低耗費化。而且，可抑制以漏磁回收手段10所驅動之冷卻手段8的冷卻性能。因此，可使冷卻手段8低耗費化、小型化、輕量化，又，冷卻手段8之動作 所造成的噪音亦可降低。

此外，在本第1實施形態，作為金屬元件，列舉捲線盒6、電磁隔離板7，並在說明漏磁回收手段10的構成例時表示捲線盒6的例子，但是未限定如此，即使是電磁隔離板7或是其他的金屬元件，亦藉由模仿捲線盒6的例子一樣地構成，可得到一樣之效果。

又，在本第1實施形態，說明在設置於加熱線圈2之下部的金屬元件之間設置漏磁回收手段10者，但是未限定如此。例如，若是將金屬元件配置於加熱線圈2之側面的感應加熱調理器，將漏磁回收手段10配置於加熱線圈2與金屬元件之間即可。藉由作成依此方式，可藉漏磁回收手段10抵消在加熱線圈2之側面所產生的漏磁，抑制金屬元件之温升，而電力損失減少。

又，在本第1實施形態，說明將藉漏磁回收手段10所產生之電動勢用於驅動部3、顯示操作部4、控制部5及冷卻手段8之控制驅動用電源的例子，但是未限定如此，亦可將漏磁回收手段10的電動勢用作其他的電負載。進而，說明經由電力變換手段11將漏磁回收手段10與電源部9連接，而將來自漏磁回收手段10之電力與電源部9併用的形式，但是亦可單獨地使用。例如，亦可用作冷卻手段8之專用的單體電源。在此情況，不必經由二極體29與電源部9連接。而且，雖未特別圖示，亦可將例如齊納二極體或3端調壓器、切換調壓器等電壓穩定化(定電壓)手段將藉電力變換手段11變成直流之電壓保持於定電壓的電路另外設置於電力變換手段11的 後段。

第2實施形態

在上述的第1實施形態，表示設置由將導線捲繞成圓形之線圈所構成的漏磁回收手段、及與漏磁回收手段10連接的電力變換手段，以減少金屬元件的損失，而有效利用電力的形態，但是在本第2實施形態，說明將漏磁回收手段作成設置於印刷基板上的圖案配線，而且將電力變換手段形成於與漏磁回收手段同一之印刷基板上的構成例。此外，對與第1實施形態相同的構成，附加相同的符號，省略詳細說明。

第14圖係說明第2實施形態之漏磁回收手段及電力變換手段之構成的圖。第14圖(a)表示從加熱線圈2觀察漏磁回收手段10A及電力變換手段11A之狀態，第14圖(b)表示從側方所觀察的狀態。如第14圖所示，漏磁回收手段10A係作為圖案配線形成於印刷基板40上的線圈。印刷基板40係例如以玻璃環氧樹脂基板等為基材的印刷基板，係可雙面配線，以銅箔等將作為漏磁回收手段10A的線圈形成於該印刷基板40。該漏磁回收手段10A係以圖案配線渦捲狀地形成線圈，線圈部係例如從印刷基板40之表面的外側之線圈部起點42a開始進行線圈配線，至內側進行圖案配線，並藉貫穿孔42b與基板的背面以電性連接。而且，從印刷基板40之背面的內側至基板背面的外側，在與表面之捲繞方向相同的方向渦捲狀地進行圖案配線。

渦捲狀地進行圖案配線之線圈的兩端係與組裝於該印刷基板40上的電力變換手段11A連接。電力變換手段11A 係與第1實施形態一樣，可因應於驅動部3之電路方式及火力調整方向，採用半波整流電路方式或倍電壓整流電路方式、或者橋式全波整流電路。在第14圖，作為電力變換手段11A的一例，表示由整流二極體27與平滑電容器28所構成之半波整流電路。又，在印刷基板40，設置配線連接用的插座，作為用以與電源部9連接的連接器41。

由漏磁回收手段10A及電力變換手段11A所構成之印刷基板40配置於加熱線圈2與構成感應加熱調理器之一部分的金屬元件(例如捲線盒6或電磁隔離板7)之間。電力變換手段11A係經由連接器41及二極體29與電源部9連接。

以上，說明了第2實施形態之漏磁回收手段10A及電力變換手段11A的構成。此外，因為在第2實施形態之漏磁回收手段10A及電力變換手段11A的動作係與在第1實施形態之漏磁回收手段10及電力變換手段11一様，所以省略說明。

依此方式，在本第2實施形態，因為將漏磁回收手段10A及電力變換手段11A形成於同一印刷基板40上，所以不僅在第2實施形態所說明之效基果，而且可將漏磁回收手段10A構成為薄，所以在配置於加熱線圈2之下部時亦能以薄膜(低)的設置空間設置。又，因為將電力變換手段11A搭載於與漏磁回收手段10A同一基板上，所以在漏磁回收手段10A與電力變換手段11A的連接不需要連接用配線或連接插座，而可實現元件數的減少及省空間化。

此外，在本第2實施形態，當作印刷基板40的基 材係玻璃環氧樹脂基材來說明，但是未限定如此，亦可因應於構成漏磁回收手段10A之線圈的直徑或圈數，進行例如藉紙苯酚之單面配線或藉多層基板之多層的渦捲狀圖案配線。

第3實施形態

在上述的第2實施形態，說明了以印刷基板上的圖案配線形成漏磁回收手段，而且將電力變換手段組裝於同一基板上的形態。在本第3實施形態，說明與第2實施形態一樣將作為漏磁回收手段的圖案配線及組裝電力變換手段的印刷基板與冷卻手段8一起配置於感應加熱調理器之筐體的底部構件(下部筐體)內的形態。

第15圖係說明第3實施形態之感應加熱調理器的筐體、漏磁回收手段、電力變換手段及冷卻手段之配置的圖。第16圖係說明第3實施形態之漏磁回收手段、電力變換手段及冷卻手段之配置的圖。

第3實施形態之感應加熱調理器由下部筐體50、上部筐體51及開閉部筐體52之3個構件所構成。

下部筐體50構成感應加熱調理器之筐體中的最下部。在該下部筐體50內，收容已組裝漏磁回收手段10A及電力變換手段11A的印刷基板40、冷卻手段8及捲線盒6。此外，在第15圖、第16圖所示雖未圖示，與在第1實施形態所示者相同之構成的電磁隔離板7在下部筐體50內配置於比漏磁回收手段10A更下側。

上部筐體51係設置於下部筐體50之上，並在上面形成用以將煮飯鍋1收容於內部的開口部。在該上部筐體 51，主要配置驅動部3與煮飯鍋1。

開閉部筐體52係開閉目如地覆蓋設置於上部筐體51之上面之開口部的蓋。

此外，在第15圖、第16圖，未圖示第1實施形態之以第1圖所示的顯示操作部4、控制部5及電源部9，這些構件收容於上部筐體51或開閉部筐體52。

又，在上述的第1實施形態，漏磁回收手段10係與電源部9連接，藉漏磁回收手段10所產生之電動勢係作為控制電源，利用於顯示操作部4、控制部5及冷卻手段8的驅動電力。可是，在本第3實施形態，在漏磁回收手段10A所產生之電動勢係僅利用於冷卻手段8的驅動電力。

即，藉漏磁回收手段10所產生之電動勢係係經由電力變換電路變成直流後驅動進給螺桿85。可是，漏磁回收手段10A係成為驅動部3、顯示操作部4及控制部5在電性上絕緣的構造，並藉組裝於印刷基板40之漏磁回收手段10A及電力變換手段11A與冷卻手段8構成閉電路。

設置於下部筐體50內部的冷卻手段8(在本實施形態為氣冷用風扇)設置於可冷卻設置於上部筐體51內之驅動部3及加熱線圈2的位置。更具體而言，從冷卻手段8輸出冷卻風，冷卻風碰到設置於其上部的驅動部3及加熱線圈2，而冷卻驅動部3及加熱線圈2。此外，雖未圖示，將冷卻風取入口設置於下部筐體50之冷卻手段8的附近。

在構成漏磁回收手段10A之印刷基板40的下部，配置構成感應加熱調理器之金屬元件(在本第3實施形態為捲 線盒6)。此外，連接器41係在與冷卻手段8大玫相向的方向所設置。

以上，說明了第3實施形態之漏磁回收手段10A及電力變換手段11A的配置、構成。此外，因為在第3實施形態之漏磁回收手段10A及電力變換手段11A的動作及作用效果係與第1實施形態及第2實施形態一様，所以省略說明，而僅說明第3實施形態之效果。

依此方式，將漏磁回收手段10A、電力變換手段11A及冷卻手段8配置於感應加熱調理器之下部筐體50內。而且，藉組裝於印刷基板40之漏磁回收手段10A及電力變換手段11A與冷卻手段8構成閉電路。因此，由漏磁回收手段10A、電力變換手段11A及冷卻手段8所構成之閉電路係在下部筐體50內完成，不必與感應加熱調理器之上部筐體51內以電性連接。即，因為冷卻手段8的動作電力係僅以從漏磁回收手段10A所產生之電動勢供給，所以可簡化配線類。又，在連接電力變換手段11A的輸出部與冷卻手段8時，因為連接器41係設置於與冷卻手段8大致相向的位置，所以可使電纜線變短。

藉此，在製造感應加熱調理器時，在將漏磁回收手段10A、電力變換手段11A、冷卻手段8及構成感應加熱調理器上所需的金屬元件組裝於下部筐體50內部後，直接安裝於上部筐體51即可，組立性、生產力大幅度提高，而貢獻於低耗費化。進而，因為配線類係簡單，所以冷卻手段8之配置位置的自由度提高，可實現最佳的冷卻設計，藉低性能的冷卻 手段8可有效地冷卻，而具有可降低冷卻手段8之動作所造成之噪音的效果。

100‧‧‧感應加熱調理器

1‧‧‧煮飯鍋

4‧‧‧顯示操作部

5‧‧‧控制部

2‧‧‧加熱線圈

3‧‧‧驅動部

10‧‧‧漏磁回收手段

6‧‧‧捲線盒

7‧‧‧電磁隔離板

10a‧‧‧拉出線

11‧‧‧電力變換手段

9‧‧‧電源部

8‧‧‧冷卻手段

Claims (18)

1. 一種感應加熱調理器，其特徵在於包括：加熱線圈，係產生高頻磁場，而對被加熱物進行感應加熱；驅動部，係將高頻電流供給至該加熱線圈；控制部，係控制該驅動部；控制電源部，係將控制用電源供給至該控制部；電負載；金屬元件，係隔著該加熱線圈配置於與該被加熱物係相反側；漏磁回收線圈，係從該加熱線圈觀察時配置於比該金屬元件更前面，並與從該加熱線圈所產生之磁通交鏈；及電力變換手段，係將藉該漏磁回收線圈所產生之電力供給至該控制電源部及該電負載之至少任一方。
2. 如申請專利範圍第1項之感應加熱調理器，其中該漏磁回收線圈係從該加熱線圈觀察時配置於與該金屬元件之至少一部分重疊的位置。
3. 如申請專利範圍第2項之感應加熱調理器，其中該漏磁回收線圈係配置於該加熱線圈之中心軸的外周側。
4. 如申請專利範圍第3項之感應加熱調理器，其中該漏磁回收線圈的中心軸係配置於與該加熱線圈的中心軸同軸上。
5. 如申請專利範圍第1或2項之感應加熱調理器，其中該漏磁回收線圈係具有外形相異之2條以上的路徑，至少任一方的路徑配置於該加熱線圈之中心軸的外周側。
6. 如申請專利範圍第1或2項之感應加熱調理器，其中該漏 磁回收線圈係具有用以與該電力變換手段之輸入部連接的拉出線，該拉出線的拉出口係設置於與該電力變換手段之輸入部相向的位置。
7. 如申請專利範圍第1或2項之感應加熱調理器，其中該漏磁回收線圈係以圖案配線配置於已組裝該電力變換手段的印刷基板上。
8. 如申請專利範圍第7項之感應加熱調理器，其中該印刷基板及電負載係配置於同一筐體內。
9. 如申請專利範圍第7項之感應加熱調理器，其中包括：收容該被加熱物的上部筐體；及下部筐體，係設置於該上部筐體的下側，並收容該印刷基板及該電負載。
10. 如申請專利範圍第7項之感應加熱調理器，其中該電力變換手段係將電力僅供給至該電負載，該電力變換手段係與該控制電源部在電性上絕緣。
11. 如申請專利範圍第7項之感應加熱調理器，其中該電力變換手段係具有用以與該電負載連接的電配線；該電配線的拉出口係設置於與將電力供給至該電負載之供給口相向的位置。
12. 如申請專利範圍第1或2項之感應加熱調理器，其中該電負載係冷卻該加熱線圈及該驅動部之至少一方的冷卻手段。
13. 如申請專利範圍第1或2項之感應加熱調理器，其中該金屬元件係商用電源連接線的收容容器。
14. 如申請專利範圍第1或2項之感應加熱調理器，其中該驅動部係使用由寬能帶隙半導體所構成之切換元件的變頻器。
15. 如申請專利範圍第14項之感應加熱調理器，其中該寬能帶隙半導體係碳化矽、氮化鎵系材料、或鑽石。
16. 如申請專利範圍第1或2項之感應加熱調理器，其中該驅動部係包括具有串列地連接之第1切換元件及第2切換元件的半橋式變頻器；該控制部係在同一導通時間驅動該第1切換元件及該第2切換元件，進行頻率控制，該頻率控制係藉由可調整該第1切換元件及該第2切換元件的切換頻率，而調整對該被加熱物的投入電力；該電力變換手段係具有全波整流電路。
17. 如申請專利範圍第1或2項之感應加熱調理器，其中該驅動部係具有單開關電壓共振變頻器，而該變頻器係具有與該加熱線圈並列地連接的共振電容器，及與該共振電容器串列地連接的切換元件，並將高頻電流供給至該加熱線圈；該電力變換手段係具有倍電壓整流電路或半波整流電路。
18. 如申請專利範圍第1或2項之感應加熱調理器，其中該驅動部係與將商用交流電源變成直流的直流電源部連接，並包括半橋式變頻器，該變頻器係具有串列地連接之第1切換元件及第2切換元件，並將該加熱線圈與該第1切換元件和該第2切換元件之連接點串列地連接；在該加熱線圈，串列地連接電容器； 該控制部係驅動該第1切換元件及該第2切換元件，進行任務控制，該任務控制係藉由可調整該第1切換元件及該第2切換元件的導通時間百分比，而調整對該被加熱物的投入電力；該電力變換手段係具有倍電壓整流電路或半波整流電路。