JP5523410B2 - Induction heating cooker - Google Patents
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Description
この発明は、誘導加熱調理器に関するものである。 The present invention relates to an induction heating cooker.
従来の誘導加熱調理器においては、例えば、「大型の鍋を加熱分布に偏りが生じず、調理性能を損なうことなく加熱する」ことを目的として、「第１の加熱コイルと、第１の加熱コイルの近傍に配置され、加熱コイルの最小外径が第１の加熱コイルの最小外径よりも短く且つ第１の加熱コイルと異なる円心を有する、複数の加熱コイル群と、第１及び第２のインバータの出力を制御する制御部と、を備え」たものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
In a conventional induction heating cooker, for example, “first heating coil and first heating are performed for the purpose of“ heating large pots without biasing the heating distribution without impairing cooking performance ”. A plurality of heating coil groups disposed in the vicinity of the coil, wherein the heating coil has a minimum outer diameter shorter than the minimum outer diameter of the first heating coil and has a different center from the first heating coil; And a control unit that controls the output of the
また例えば、「制御手段の動作状態がインバータ回路を最大出力で駆動する状態であるときに前記入力電流検知手段により検知した電流値が出力設定手段により設定された出力相当の電流値に満たない場合に、インバータ回路の動作点が共振のピークを越えてターンオン状態で動作している可能性があることを判定する」ものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。 Further, for example, “when the operation state of the control means is a state in which the inverter circuit is driven at the maximum output, the current value detected by the input current detection means is less than the current value corresponding to the output set by the output setting means. In other words, it is determined that there is a possibility that the operating point of the inverter circuit is operating in a turn-on state beyond the resonance peak (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献１の技術は、複数の加熱コイルを近接配置して、鍋の形状や載置状態に応じて通電量を個別制御しているため、１つの加熱コイルから発生した磁界が他方の加熱コイルの特性（インダクタンス）を変化させてしまう磁気干渉が発生する。
そのため、個々の加熱コイルの共振特性が変化しやすく、インバータ回路の動作周波数が共振周波数を下回り、電力制御に適している遅相領域の周波数範囲から外れて適切な電力制御ができなくなる、という問題点があった。
However, since the technique of the above-mentioned patent document 1 arranges a plurality of heating coils close to each other and individually controls the energization amount in accordance with the shape and placement state of the pan, the magnetic field generated from one heating coil is the other. Magnetic interference that changes the characteristics (inductance) of the heating coil occurs.
Therefore, the resonance characteristics of individual heating coils are likely to change, and the operating frequency of the inverter circuit is lower than the resonance frequency, so that proper power control cannot be performed outside the frequency range of the slow phase region suitable for power control. There was a point.
また、上記特許文献２の技術は、入力部の電流を基に入力電力を検知して、駆動回路の動作周波数が電力制御できない周波数範囲にあることを検知すると、駆動周波数を電力制御可能な周波数範囲に戻す技術を開示している。
しかしながら、入力部に複数の加熱コイルが接続された構成の場合、検知される電力は入力部に接続される全加熱コイルでの消費電力の合算値となるため、特定の加熱コイルの駆動周波数が電力制御に適さない進相領域の周波数範囲にあることを検知できない、という問題点があった。
Further, the technique of
However, in the case of a configuration in which a plurality of heating coils are connected to the input unit, the detected power is the sum of the power consumption in all the heating coils connected to the input unit, so the drive frequency of a specific heating coil is There is a problem that it is impossible to detect that the frequency is in the phase advance region that is not suitable for power control.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、複数の加熱コイルを備える構成において、個々の加熱コイルを駆動する駆動回路の駆動周波数が共振周波数より高い遅相領域の周波数となるように制御することができる誘導加熱調理器を得るものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. In a configuration including a plurality of heating coils, the frequency of a slow phase region in which the driving frequency of the driving circuit for driving each heating coil is higher than the resonance frequency. The induction heating cooker which can be controlled to become is obtained.
この発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物が載置されるトッププレートと、前記トッププレートの下方に配置され、前記被加熱物を誘導加熱する複数の加熱コイルと、前記各加熱コイル毎に設けられ、それぞれ前記加熱コイルに接続された共振コンデンサと、前記各加熱コイル毎に設けられ、それぞれ前記加熱コイルに高周波電力を出力する駆動回路と、前記各駆動回路の出力電力をそれぞれ検知する電力検知手段と、前記電力検知手段の検知結果に基づき前記駆動回路の駆動周波数を上昇または低下させ、前記各駆動回路の出力電力をそれぞれ制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記駆動回路の駆動周波数を上昇または低下させた際の前記出力電圧の増減に基づき、当該駆動周波数が、共振周波数より低い進相領域の周波数であるか否かを検知し、進相領域の周波数である場合、当該駆動周波数が共振周波数より高い遅相領域の周波数となるように前記駆動回路を制御し、前記駆動回路の出力電力が目標電力となるように、前記駆動回路の駆動周波数を上昇または低下させ、前記駆動回路の出力電力と目標電力とが略一致し、前記駆動回路の駆動周波数が一定の状態が所定期間継続した場合、第２の所定期間の間、当該駆動周波数を上昇または低下させるものである。 An induction heating cooker according to the present invention includes a top plate on which an object to be heated is placed, a plurality of heating coils that are arranged below the top plate and induction-heats the object to be heated, and each heating coil. And a resonance capacitor connected to the heating coil, a driving circuit provided for each heating coil and outputting high-frequency power to the heating coil, respectively, and detecting output power of each driving circuit. a power detection unit, said power sensing means detection result to raise or lower the drive frequency of the drive circuit based, and control means for controlling the output power of the respective drive circuits, respectively, before Symbol control means, said Based on the increase or decrease of the output voltage when the drive frequency of the drive circuit is increased or decreased, the drive frequency is a frequency in a phase advance region lower than the resonance frequency. Detecting whether Luke, if the frequency of the phase advance region, the drive circuit controls such that the driving frequency is the frequency of the high slow region than the resonance frequency, the output power is the target power of said drive circuit When the drive frequency of the drive circuit is increased or decreased so that the output power of the drive circuit substantially matches the target power, and the state where the drive frequency of the drive circuit is constant continues for a predetermined period, The driving frequency is increased or decreased during a predetermined period of 2 .
この発明は、複数の加熱コイルを備える構成において、個々の加熱コイルを駆動する駆動回路の駆動周波数が共振周波数より高い遅相領域の周波数となるように制御することができる。 According to the present invention, in a configuration including a plurality of heating coils, the drive frequency of a drive circuit that drives each heating coil can be controlled to be a frequency in a lag region higher than the resonance frequency.
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す誘導加熱調理器の上面図である。
１はトッププレートである。トッププレート１は、耐熱性を有し、鍋などの被加熱物が載置される。また、トッププレート１には、鍋などの被加熱物の載置位置を示すための加熱口を３つ備えている。本実施の形態では、例えば図１に示すように、手前右側に設けた右加熱口２と、手前左側に設けた左加熱口３と、奥側中央に設けた中央加熱口４を有している。
トッププレート１の下方には、各加熱口に対応する位置に加熱コイル５、６および７が設置されている。加熱コイル５、６および７は、それぞれ高周波電流が供給されることにより高周波磁界を発生し、対応する加熱口の上部に載置された被加熱物を誘導加熱する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a top view of an induction heating cooker showing Embodiment 1 of the present invention.
Reference numeral 1 denotes a top plate. The top plate 1 has heat resistance, and a heated object such as a pan is placed on the top plate 1. Further, the top plate 1 is provided with three heating ports for indicating the placement position of an object to be heated such as a pan. In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 1, a
Below the top plate 1,
なお、本実施の形態では加熱口が３つの場合を説明するが、本発明はこれに限るものではなく、任意の数の加熱口を設けるようにしても良い。
また、複数の加熱口のうち任意の加熱口について、輻射によって加熱する輻射型熱源を用いる電気ヒーター（例えばニクロム線やハロゲンヒーター、ラジェントヒーター等）を用いるようにしても良い。
In the present embodiment, the case where there are three heating ports will be described. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary number of heating ports may be provided.
Moreover, you may make it use the electric heater (For example, a nichrome wire, a halogen heater, a radiant heater, etc.) using a radiation-type heat source heated by radiation about arbitrary heating openings among several heating openings.
８は操作・表示部である。操作・表示部８は、ユーザによるスイッチの操作により火力の調整および加熱口の選択等が行われる。操作・表示部８は、例えば液晶パネル等の表示デバイスにより構成され、加熱状態等を表示する。
この操作・表示部８は、各加熱口ごとに設けられる場合や、各加熱口分を一括して操作部と表示部を設ける場合など、特に限定するものではない。
The operation /
図２はこの発明の実施の形態１を示す誘導加熱調理器の右加熱口の加熱コイルの上面図である。
図２に示すように、本実施の形態１では、右加熱口２の下方に配置された加熱コイル５は、それぞれ直径が異なり、同心円状に配置された、主コイル５ａと補助コイル５ｂとにより構成されている。主コイル５ａは、補助コイル５ｂより直径の小さい円形コイルである。補助コイル５ｂは、主コイル５ａより直径の大きい円形コイルである。
FIG. 2 is a top view of the heating coil of the right heating port of the induction heating cooker showing Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 2, in this Embodiment 1, the
なお、「主コイル５ａ」、「補助コイル５ｂ」は、本発明における「加熱コイル」に相当する。
なお、本実施の形態１では、１つの加熱口に対応して２つの加熱コイルを同心円状に配置した場合を説明するが、本発明はこれに限るものではない。例えばそれぞれ径の異なる３つ以上の加熱コイルを同心円状に配置するようにしても良い。
また、本実施の形態１では、右加熱口２に対応して複数の加熱コイルを配置した場合を説明するが本発明はこれに限るものではない。例えば中央加熱口４、左加熱口３の何れかまたは全てについて複数の加熱コイルを配置するようにしても良い。
The “
In addition, although this Embodiment 1 demonstrates the case where two heating coils are arrange | positioned concentrically corresponding to one heating port, this invention is not limited to this. For example, three or more heating coils having different diameters may be arranged concentrically.
In the first embodiment, a case where a plurality of heating coils are arranged corresponding to the
図３はこの発明の実施の形態１を示す誘導加熱調理器の右加熱口の駆動回路のブロック図である。
加熱コイル５を構成する主コイル５ａおよび補助コイル５ｂは、それぞれ別の駆動回路９および１０に接続されている。
また、主コイル５ａおよび補助コイル５ｂには、それぞれ共振コンデンサ（図示せず）が接続されている。
駆動回路９、１０は、ハーフブリッジ方式もしくはフルブリッジ方式の周波数制御型インバータにより構成される。
駆動回路９は、主コイル５ａに高周波電流を流して高周波電力を供給（出力）する。
駆動回路１０は、補助コイル５ｂに高周波電流を流して高周波電力を供給（出力）する。
電力検知手段１１は、駆動回路９および１０の出力電力をそれぞれ検知する。すなわち、電力検知手段１１は、主コイル５ａおよび補助コイル５ｂにより鍋などの被加熱物に投入される電力を個別に検知し、検知結果を制御回路１３に出力する。
FIG. 3 is a block diagram of the drive circuit for the right heating port of the induction heating cooker showing Embodiment 1 of the present invention.
The
A resonance capacitor (not shown) is connected to each of the
The
The
The
The power detection means 11 detects the output power of the
負荷検知手段１２は、主コイル５ａおよび補助コイル５ｂのそれぞれの上方に、鍋などの被加熱物が載置されているか否かを検出し、検知結果を制御回路１３に出力する。
この負荷検知手段１２は、例えば駆動回路９、１０から主コイル５ａ、補助コイル５ｂに供給された電流をそれぞれ検知して、主コイル５ａ、補助コイル５ｂの上方に被加熱物が載置されているか否かを検出する。
なお、負荷検知手段１２の検知方法はこれに限るものではなく、任意の検知方法を用いることができる。例えば各加熱コイル間に照度センサ等を設け、照度センサ等の検知結果により各加熱コイルの上方に被加熱物が載置されているか否かを検出するようにしても良い。
The load detection means 12 detects whether or not an object to be heated such as a pan is placed above the
For example, the load detection means 12 detects currents supplied from the
In addition, the detection method of the load detection means 12 is not restricted to this, Arbitrary detection methods can be used. For example, an illuminance sensor or the like may be provided between each heating coil, and it may be detected whether or not an object to be heated is placed above each heating coil based on a detection result of the illuminance sensor or the like.
制御回路１３は、電力検知手段１１から入力される主コイル５ａおよび補助コイル５ｂへの出力電力が、操作・表示部８の操作によって使用者が設定した火力に相当する電力となるように、駆動回路９および１０の駆動周波数を上昇または低下させる電力フィードバック制御を行う。詳細は後述する。
なお、「制御回路１３」は、本実施の形態における「制御手段」に相当する。
The
The “
以上のように構成された誘導加熱調理器について、その動作、作用を説明する。 About the induction heating cooking appliance comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated.
図４はこの発明の実施の形態１を示す右加熱口の鍋載置状態と加熱コイルの位置関係を示す図である。
図４（Ａ）に示すように、主コイル５ａと同等程度の直径を有する被加熱物２０が載置された場合、主コイル５ａのみが被加熱物２０によって覆われることとなる。
操作・表示部８の操作によって加熱開始指示が使用者から入力されると、負荷検知手段１２は、負荷検知動作を開始する。
補助コイル５ｂが覆われないような小径の被加熱物２０の場合、負荷検知手段１２は、主コイル５ａの上方には被加熱物が載置されている（負荷有り）と判断し、補助コイル５ｂの上方には被加熱物が載置されていない（負荷無し）と判断する。
制御回路１３は、負荷検知手段１２からの検知結果に基づき、上方に被加熱物が載置された主コイル５ａの駆動回路９を駆動させ、被加熱物が載置されていない補助コイル５ｂの駆動回路１０の加熱動作を行わない（動作停止状態）。
FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between the heating coil and the state where the right heating port is placed in the pan in the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4A, when the object to be heated 20 having the same diameter as the
When a heating start instruction is input from the user by operating the operation /
In the case of the object to be heated 20 having a small diameter so that the
Based on the detection result from the load detection means 12, the
図４（Ｂ）に示すように、補助コイル５ｂと同等程度の直径を有する被加熱物２１が載置された場合、主コイル５ａと補助コイル５ｂとが被加熱物２１によって覆われることとなる。
操作・表示部８の操作によって加熱開始指示が使用者から入力されると、負荷検知手段１２は、負荷検知動作を開始する。
主コイル５ａと補助コイル５ｂとが共に覆われる被加熱物２１の場合、負荷検知手段１２は、主コイル５ａと補助コイル５ｂとの両方の上方に被加熱物が載置されている（負荷有り）と判断する。制御回路１３は、負荷検知手段１２からの検知結果に基づき、上方に被加熱物が載置された主コイル５ａの駆動回路９と補助コイル５ｂの駆動回路１０をそれぞれ駆動させる。
As shown in FIG. 4B, when the object to be heated 21 having a diameter equivalent to that of the
When a heating start instruction is input from the user by operating the operation /
In the case of the object to be heated 21 in which both the
なお、本実施の形態では負荷検知手段１２の検知結果により主コイル５ａおよび補助コイル５ｂの加熱動作を制御する場合を説明するが、本発明はこれに限るものではない。例えば負荷検知手段１２を設けずに、ユーザの操作入力や調理モード等に応じて、主コイル５ａおよび補助コイル５ｂの両方または単独で加熱動作させるようにしても良い。
また、駆動回路９と駆動回路１０とを交互に駆動させるようにしても良い。
In the present embodiment, the case where the heating operation of the
Alternatively, the
次に、制御回路１３は、電力検知手段１１の検知結果に基づき、駆動中の駆動回路９、１０の駆動周波数を上昇または低下させ、駆動回路９、１０の出力電力が設定された火力に相当する電力となるように、電力フィードバック制御を行う。
このような制御の詳細を次に説明する。
Next, the
Details of such control will be described next.
図５はこの発明の実施の形態１を示す駆動回路の駆動周波数と出力電力の関係を示す図である。
ここでは、例えば駆動回路９の電力制御について説明する。
図５において、１４は駆動回路９の駆動周波数と出力電力との関係を示す曲線である。
ｆｒ１は主コイル５ａを単独で駆動した場合の共振周波数（共振のピーク）である。
また図５において、１５は駆動周波数が共振周波数ｆｒ１より高い遅相領域を示し、１６は駆動周波数が共振周波数ｆｒ１より低い進相領域を示している。
また、駆動回路９は、予め駆動周波数の範囲が設定されており、ｆａは駆動周波数の範囲の下限、ｆｂは駆動周波数の範囲の上限である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the drive frequency and output power of the drive circuit according to Embodiment 1 of the present invention.
Here, for example, power control of the
In FIG. 5, 14 is a curve showing the relationship between the drive frequency of the
fr1 is a resonance frequency (resonance peak) when the
In FIG. 5,
The
制御回路１３は、操作・表示部８からの操作により火力が設定されると、当該火力に相当する駆動回路９の目標出力電力（図５のＰａ）を設定する。
制御回路１３は、駆動開始時には、上限ｆｂの駆動周波数により駆動回路９を動作させる。
そして、制御回路１３は、電力検知手段１１で検知された駆動回路９の出力電力が、目標出力電力Ｐａとなるまで、駆動周波数を上限ｆｂから徐々に下げていく。
電力検知手段１１で検知された駆動回路９の出力電力が、目標出力電力Ｐａとなった場合、目標出力電力Ｐａとなる駆動周波数ｆｓを維持させる。
When a thermal power is set by an operation from the operation /
At the start of driving, the
Then, the
When the output power of the
また、調理中に使用者の操作により設定火力が変更されると、制御回路１３は、当該火力に相当する駆動回路９の目標出力電力（図５のＰｂ）を設定する。
制御回路１３は、電力検知手段１１で検知された駆動回路９の出力電力が、変更後の目標出力電力Ｐｂとなるまで駆動周波数を下げる制御を行う。
When the set thermal power is changed by a user operation during cooking, the
The
以上のように、遅相領域１５においては、制御回路１３の制御により、駆動回路９の駆動周波数を低下させることで駆動回路９の出力電力が増加し、駆動周波数を上昇させることで駆動回路９の出力電力が減少する。
このように、通常の電力制御においては、遅相領域１５で駆動周波数を変動させることで駆動回路９の出力電力を変動制御する。
As described above, in the
Thus, in normal power control, the output power of the
ところが、例えば共振周波数の急激な変動により、駆動回路９の駆動周波数ｆｓが進相領域１６となる場合がある。
進相領域１６においては、図５に示すように、駆動回路９の駆動周波数と出力電力の関係は、遅相領域１５とは逆の関係になる。このため、進相領域１６で動作している状態では、遅相領域１５と同じ制御方法で制御をすることができない。
また、進相領域１６で駆動回路９を動作させると、駆動回路９を構成しているスイッチング素子の損失が大きくなり、前記スイッチング素子の破壊に至ることがある。
However, the drive frequency fs of the
In the
Further, when the
ここで、共振周波数の変動の要因の一例を説明する。 Here, an example of a factor of fluctuation of the resonance frequency will be described.
本実施の形態における右加熱口２のように、同一の加熱口に近接して複数の加熱コイルが配置された状態では、一方の加熱コイルから発生した磁界が他方の加熱コイルのループ内を通過するため、電磁誘導の影響によりお互いのコイルの特性（インダクタンス）が変化する。
本実施の形態では、主コイル５ａと補助コイル５ｂとが同心円状に近接して配置されているため、補助コイル５ｂから発生した磁界が主コイル５ａのループ内に進入する。
このため、補助コイル５ｂの通電状態により、主コイル５ａから見た被加熱物のインダクタンスが変化して、式（１）で表される共振周波数が変動する。
In a state where a plurality of heating coils are arranged close to the same heating port as in the
In the present embodiment, since the
For this reason, depending on the energization state of the
このような通電状態による共振周波数の変動の具体例を図６により説明する。 A specific example of the variation of the resonance frequency due to such an energized state will be described with reference to FIG.
図６はこの発明の実施の形態１を示す駆動回路の駆動周波数と出力電力の関係を示す図である。
図６において、１４および１４’は駆動回路９の駆動周波数と出力電力との関係を示す曲線であり、１４は主コイル５ａを単独駆動した状態を示し、１４’は主コイル５ａと補助コイル５ｂとを同時に駆動した状態を示している。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the drive frequency and output power of the drive circuit according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 6, 14 and 14 'are curves showing the relationship between the drive frequency of the
主コイル５ａと補助コイル５ｂとを同時に駆動し、補助コイル５ｂの通電量が大きい場合、主コイル５ａから見た被加熱物のインダクタンスは、主コイル５ａを単独で駆動した場合と比較して小さくなる。
このため、主コイル５ａを単独駆動した状態から、主コイル５ａと補助コイル５ｂとを同時に駆動した状態に移行した場合、図６に示すように、曲線１４の共振周波数ｆｒ１は曲線１４’の共振周波数ｆｒ２に上昇する。
When the
For this reason, when the
なお、共振周波数の変動の要因はこれに限るものではなく、例えば被加熱物の載置位置の変動によるインダクタンスの変化や、隣接する加熱口の加熱コイルからの磁界の影響などにより共振周波数が変動する場合もある。 The factor of fluctuation of the resonance frequency is not limited to this. For example, the resonance frequency fluctuates due to an inductance change due to a change in the placement position of the object to be heated, an influence of a magnetic field from a heating coil of an adjacent heating port, or the like. There is also a case.
このような共振周波数の上昇が急激に変動した場合、制御回路１３による電力フィードバック制御による駆動周波数の変更が追いつかず、駆動回路９の駆動周波数ｆｓが共振周波数ｆｒ２を下回り、進相領域１６となる場合がある。
When the increase in the resonance frequency suddenly fluctuates, the drive frequency change by the power feedback control by the
本実施の形態の制御回路１３は、駆動回路９、１０の駆動周波数が進相領域１６の周波数であるか否かを検知し、進相領域１６の周波数である場合、当該駆動周波数が共振周波数より高い遅相領域１５の周波数となるように駆動回路９、１０をそれぞれ制御する。
このような動作の詳細を次に説明する。
The
Details of such an operation will be described next.
制御回路１３は、駆動回路９の駆動周波数を上昇させた際、電力検知手段１１により検知された出力電力が増加した場合、または、駆動回路９の駆動周波数を低下させた際、電力検知手段１１により検知された出力電力が減少した場合、当該駆動回路９の駆動周波数が進相領域１６の周波数であると検知する。
The
制御回路１３は、駆動回路９の駆動周波数が進相領域１６の周波数である場合、当該駆動回路９の動作を停止させた後、駆動周波数の範囲の上限ｆｂの駆動周波数により、当該駆動回路９を動作させる。
これにより、駆動回路９の駆動周波数は進相領域１６から抜け出して、共振周波数ｆｒ２より高い遅相領域１５の周波数とすることができる。
以降、駆動回路９の出力電力が設定された火力に相当する電力となるように、電力検知手段１１の検知結果に基づき電力フィードバック制御を行う。
When the drive frequency of the
As a result, the drive frequency of the
Thereafter, power feedback control is performed based on the detection result of the power detection means 11 so that the output power of the
以上、駆動回路９の動作について説明したが、駆動回路１０についても同様の制御を行い、駆動周波数が遅相領域１５の周波数となるよう制御を行う。
The operation of the
なお、以上の説明では、右加熱口２に対応して配置された加熱コイル５（主コイル５ａおよび補助コイル５ｂ）の駆動回路９、１０の制御について説明したが、本発明はこれに限るものではない。左加熱口３の加熱コイル６を駆動する駆動回路や、中央加熱口４の加熱コイル７を駆動する駆動回路についても同様に、制御回路１３は、駆動回路の駆動周波数が進相領域の周波数であるか否かを検知し、進相領域の周波数である場合、当該駆動周波数が共振周波数より高い遅相領域の周波数となるように当該駆動回路を制御するようにしても良い。
In the above description, the control of the
以上のように本実施の形態においては、制御回路１３は、駆動回路の駆動周波数を上昇または低下させた際の出力電圧の増減に基づき、当該駆動周波数が、共振周波数より低い進相領域の周波数であるか否かを検知する。そして、進相領域１６の周波数である場合、当該駆動周波数が共振周波数より高い遅相領域１５の周波数となるように駆動回路９、１０を制御する。
このため、複数の加熱コイルを備える構成において、個々の加熱コイルを駆動する駆動回路の駆動周波数が共振周波数より高い遅相領域の周波数となるように制御することができる。
また、複数の加熱コイルの電力制御を、それぞれ遅相領域の駆動周波数で行うことができる。
また、進相領域での駆動を検知した場合、駆動周波数が遅相領域の周波数となるように駆動回路を制御するため、駆動回路のスイッチング素子の損失が大きい進相領域での駆動を行わないよう制御することができ、また、駆動回路を構成するスイッチング素子の破損を抑制することができる。
また、複数の加熱コイル間の磁界の影響により個々の加熱コイルの共振特性が変化しやすい構成であっても、進相領域の周波数での駆動を防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the
For this reason, in the structure provided with a some heating coil, it can control so that the drive frequency of the drive circuit which drives each heating coil may become the frequency of a late | slow phase area higher than a resonance frequency.
Further, the power control of the plurality of heating coils can be performed at the driving frequency in the slow phase region.
In addition, when driving in the phase advance region is detected, the drive circuit is controlled so that the drive frequency becomes the frequency in the slow phase region, so that the drive in the phase advance region where the loss of the switching element of the drive circuit is large is not performed. In addition, it is possible to control the switching elements that constitute the drive circuit, and to prevent damage to the switching elements.
Further, even when the resonance characteristics of the individual heating coils are likely to change due to the influence of the magnetic field between the plurality of heating coils, it is possible to prevent driving at a frequency in the phase advance region.
また、制御回路１３は、駆動回路の駆動周波数を上昇させた際、出力電力が増加した場合、または、駆動回路の駆動周波数を低下させた際、出力電力が減少した場合、当該駆動回路の駆動周波数が進相領域１６の周波数であると検知する。
このため、各駆動回路の出力電力の検知結果に基づいて、各駆動回路の駆動周波数が進相領域の周波数であるか否かを検知することができる。また、複数の加熱コイルを備える構成において、各駆動回路の駆動周波数が遅相領域となるようにそれぞれ個別に制御することが可能となる。
The
For this reason, based on the detection result of the output power of each drive circuit, it is possible to detect whether the drive frequency of each drive circuit is a frequency in the phase advance region. Moreover, in the structure provided with a some heating coil, it becomes possible to control each separately so that the drive frequency of each drive circuit may become a late | slow phase area | region.
また、制御回路１３は、駆動回路９、１０の駆動周波数が進相領域１６の周波数である場合、当該駆動回路９、１０の動作を停止させた後、駆動周波数の範囲の上限ｆｂの駆動周波数により当該駆動回路９、１０を動作させる。
このため、駆動回路のスイッチング素子の損失が大きい進相領域での駆動を行わないよう制御することができ、また、駆動回路を構成するスイッチング素子の破損を抑制することができる。
Further, when the drive frequency of the
For this reason, it is possible to perform control so as not to drive in the phase advance region where the loss of the switching element of the drive circuit is large, and it is possible to suppress damage to the switching elements constituting the drive circuit.
また、１つの右加熱口２に対し、径の異なる主コイル５ａと補助コイル５ｂとが同心円状に配置されている。
このため、同一加熱口に近接して設けられた複数の加熱コイルの電力を、個別に制御することができる。
Further, the
For this reason, the electric power of the several heating coil provided close to the same heating port can be controlled separately.
また、制御回路１３は、負荷検知手段１２の検知結果に基づき、上方に被加熱物が載置された加熱コイルの駆動回路を動作させる。
このため、被加熱物が載置されていない加熱コイルには通電を行わないため、効率の良い加熱を行うことができる。
また、被加熱物の載置状態に応じて各加熱コイルの通電状態が変化して、加熱コイルの共振特性が変化しやすい場合であっても、駆動周波数が遅相領域の周波数とすることができる。
Moreover, the
For this reason, since it does not supply with electricity to the heating coil in which the to-be-heated material is not mounted, efficient heating can be performed.
In addition, even if the energization state of each heating coil changes according to the placement state of the object to be heated and the resonance characteristics of the heating coil are likely to change, the drive frequency can be set to the frequency in the slow phase region. it can.
実施の形態２．
本実施の形態２では、複数の加熱コイルを同時に駆動した場合に生じる干渉音を抑制する形態について説明する。
なお、本実施の形態２の構成および電力制御動作は上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。
In the second embodiment, a mode for suppressing interference sound generated when a plurality of heating coils are simultaneously driven will be described.
The configuration and power control operation of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same parts.
上記実施の形態１で説明したように、駆動回路９、１０には、予め駆動周波数の範囲（下限ｆａから上限ｆｂ）が設定されている。
本実施の形態２において、駆動回路１０の下限の駆動周波数が、駆動回路９の上限の駆動周波数より、可聴周波数以上高く設定されている。
例えば、主コイル５ａを駆動する駆動回路９は、駆動周波数の範囲が２０ｋＨｚから４０ｋＨｚの範囲に設定し、補助コイル５ｂを駆動する駆動回路１０は、駆動周波数の範囲が５５ｋＨｚから８０ｋＨｚの範囲に設定する。つまり、駆動回路１０の下限の駆動周波数が、駆動回路９の上限の駆動周波数より、１５ｋＨｚ高く設定されている。
As described in the first embodiment, the
In the second embodiment, the lower limit drive frequency of the
For example, the
なお、各駆動回路の駆動周波数の範囲はこれに限るものではない。また、ここでは駆動回路が２つの場合を説明するが本発明はこれに限るものではない。すなわち、複数の駆動回路のうち、少なくとも１つの駆動回路の下限の駆動周波数が、他の駆動回路の上限の駆動周波数より、可聴周波数以上高く設定すれば良い。 Note that the drive frequency range of each drive circuit is not limited to this. Although the case where there are two drive circuits will be described here, the present invention is not limited to this. That is, among the plurality of drive circuits, the lower limit drive frequency of at least one drive circuit may be set higher than the audible frequency by the upper limit drive frequency of other drive circuits.
右加熱口２のように近接した複数の加熱コイル（主コイル５ａおよび補助コイル５ｂ）を同時に駆動すると、お互いの駆動周波数の差分に相当する干渉音が発生する。このため、補助コイル５ｂの駆動周波数範囲の下限が、主コイル５ａの駆動周波数範囲の上限よりも、可聴周波数以上（例えば１５ｋＨｚ以上）高くなるよう設定している。
ここで、１５ｋＨｚ以上とするのは、一般に、人間の可聴周波数域は２０ｋＨｚ以下とされるが、１５ｋＨｚ以上の周波数であれば大半の人が聞き取ることができないとされているからである。
When a plurality of adjacent heating coils (the
Here, the reason why the frequency is set to 15 kHz or more is that the human audible frequency range is generally set to 20 kHz or less, but most people cannot hear it if the frequency is 15 kHz or more.
このように、駆動回路１０の下限の駆動周波数を、駆動回路９の上限の駆動周波数より、可聴周波数以上高く設定しているので、近接する主コイル５ａと補助コイル５ｂとを同時に駆動した場合に生じる干渉音の発生を抑制することができる。
Thus, since the lower limit drive frequency of the
また、本実施の形態２では、下限の駆動周波数が駆動回路９より高く設定された駆動回路１０は、スイッチング素子およびダイオード素子の少なくとも一方が、例えば炭化珪素などのワイドバンドギャップ半導体により形成されている。
このワイドバンドギャップ半導体としては、これに限らず、例えば窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドなどでも良い。
Further, in the second embodiment, in the
The wide band gap semiconductor is not limited to this and may be, for example, a gallium nitride material or diamond.
このようなワイドバンドギャップ半導体によって形成されたスイッチング素子やダイオード素子は、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、スイッチング素子の小型化が可能であり、これら小型化されたスイッチング素子を用いることにより、これらの素子を組み込んだ半導体モジュールの小型化が可能となる。
また耐熱性も高いため、ヒートシンクの放熱フィンの小型化や、水冷部の空冷化が可能であるので、半導体モジュールの一層の小型化が可能になる。
さらに、電力損失が低いため、スイッチング素子の高効率化が可能であり、延いては半導体モジュールの高効率化が可能になる。
Switching elements and diode elements formed of such wide band gap semiconductors have high voltage resistance and high allowable current density, so that the switching elements can be miniaturized, and these miniaturized switching elements are used. Thus, it is possible to reduce the size of a semiconductor module incorporating these elements.
Further, since the heat resistance is high, the heat radiation fins of the heat sink can be downsized and the water cooling part can be air cooled, so that the semiconductor module can be further downsized.
Furthermore, since the power loss is low, it is possible to increase the efficiency of the switching element, and further increase the efficiency of the semiconductor module.
以上のように本実施の形態においては、予め駆動周波数の範囲が設定された駆動回路のうち、少なくとも１つの駆動回路の下限の駆動周波数が、他の駆動回路の上限の駆動周波数より、可聴周波数以上高く設定されている。
このため、複数の加熱コイルのうちの一部の加熱コイルから放射された磁束が、他の加熱コイルへ誘導されても、その周波数の差が可聴周波数範囲以上であるため使用者には干渉音として認識されず、干渉音の発生を抑制することが可能である。よって、複数の加熱コイルを同時に誘導加熱させる場合に、干渉音の発生を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, among the drive circuits in which the drive frequency range is set in advance, the lower limit drive frequency of at least one drive circuit is more audible than the upper limit drive frequency of the other drive circuits. It is set higher than this.
For this reason, even if the magnetic flux radiated from a part of the plurality of heating coils is induced to other heating coils, the difference in frequency is not less than the audible frequency range, so that the user can hear the interference sound. It is possible to suppress the generation of interference sound. Therefore, when a plurality of heating coils are simultaneously induction-heated, the generation of interference noise can be suppressed.
また、複数の駆動回路のうち、少なくとも、下限の駆動周波数が他の駆動回路の上限の駆動周波数より高く設定された駆動回路は、スイッチング素子およびダイオード素子の少なくとも一方が、ワイドバンドギャップ半導体により形成されている。
このため、動作周波数を可聴周波数以上高く駆動した場合であっても、従来のシリコンベースの半導体素子（ＩＧＢＴ）で構成した場合に比べて、より高い周波数での駆動が容易になるため、干渉音抑制のため他の駆動回路との動作周波数差をつけやすく容易に干渉音対策が可能となる。
また、ワイドバンドギャップ半導体を用いることにより、高効率・低損失な駆動回路とすることが可能になり、放熱構造の簡素化や誘導加熱調理器内の冷却装置小型化が可能になるという効果を奏する。
In addition, at least one of the switching element and the diode element is formed of a wide band gap semiconductor in the driving circuit in which at least the lower limit driving frequency is set higher than the upper limit driving frequency of other driving circuits among the plurality of driving circuits. Has been.
For this reason, even when the operating frequency is driven higher than the audible frequency, it becomes easier to drive at a higher frequency compared to the case where it is configured by a conventional silicon-based semiconductor element (IGBT). For suppression, it is easy to make a difference in operating frequency with other drive circuits, and it is possible to easily prevent interference noise.
In addition, the use of a wide band gap semiconductor makes it possible to achieve a high-efficiency and low-loss drive circuit, which makes it possible to simplify the heat dissipation structure and downsize the cooling device in the induction heating cooker. Play.
なお、本実施の形態では、下限の駆動周波数が他の駆動回路の上限の駆動周波数より高く設定された駆動回路は、スイッチング素子およびダイオード素子の少なくとも一方が、ワイドバンドギャップ半導体により形成された場合を説明したが、本発明はこれに限るものではない。複数の駆動回路の少なくとも１つは、スイッチング素子およびダイオード素子の少なくとも一方が、ワイドバンドギャップ半導体により形成するようにしても良い。
このようにワイドバンドギャップ半導体を用いた任意の駆動回路について、高効率・低損失な駆動回路とすることが可能になり、放熱構造の簡素化や誘導加熱調理器内の冷却装置小型化が可能になるという効果を奏する。
In the present embodiment, the drive circuit in which the lower limit drive frequency is set higher than the upper limit drive frequency of other drive circuits is such that at least one of the switching element and the diode element is formed of a wide band gap semiconductor. However, the present invention is not limited to this. In at least one of the plurality of drive circuits, at least one of the switching element and the diode element may be formed of a wide band gap semiconductor.
In this way, any drive circuit using a wide bandgap semiconductor can be made into a drive circuit with high efficiency and low loss, and the heat dissipation structure can be simplified and the cooling device in the induction heating cooker can be downsized. Has the effect of becoming.
実施の形態３．
上記実施の形態１では、右加熱口２に主コイル５ａおよび補助コイル５ｂを同心円状に配置した場合の電力制御について説明した。
本実施の形態３では、右加熱口２を構成する加熱コイルの配置が別の配置の場合の形態について説明する。
In the first embodiment, the power control when the
In the third embodiment, a description will be given of an embodiment in which the arrangement of the heating coils constituting the
図７はこの発明の実施の形態３を示す誘導加熱調理器の駆動回路のブロック図である。
図７に示すように、本実施の形態３では、右加熱口２の下方に配置された加熱コイル５は、加熱口の中央部に配置された主コイル５ａと、その周囲に配置された６個の補助コイル５ｂ１〜５ｂ６とにより構成されている。すなわち、主コイル５ａおよび補助コイル５ｂ１〜５ｂ６はそれぞれ円心位置が互いに異なるように配置されている。
主コイル５ａは、補助コイル５ｂ１〜５ｂ６より直径の大きい円形コイルである。補助コイル５ｂ１〜５ｂ６は、主コイル５ａより直径の小さい円形コイルである。
また、主コイル５ａに対応した駆動回路９と、補助コイル５ｂ１〜５ｂ６にそれぞれ対応する駆動回路１０（ｂ１〜ｂ６）とを備えている。
また、主コイル５ａおよび補助コイル５ｂ１〜５ｂ６には、それぞれ共振コンデンサ（図示せず）が接続されている。
FIG. 7 is a block diagram of a drive circuit for an induction heating
As shown in FIG. 7, in this
The
Further, a
A resonance capacitor (not shown) is connected to each of the
電力検知手段１１は、駆動回路９および１０（ｂ１〜ｂ６）の出力電力をそれぞれ検知する。すなわち、電力検知手段１１は、主コイル５ａおよび補助コイル５ｂ１〜５ｂ６により鍋などの被加熱物に投入される電力を個別に検知し、検知結果を制御回路１３に出力する。
負荷検知手段１２は、主コイル５ａおよび補助コイル５ｂ１〜５ｂ６のそれぞれの上方に、鍋などの被加熱物が載置されているか否かを検出し、検知結果を制御回路１３に出力する。
なお、その他の構成については上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。
The power detection means 11 detects the output power of the
The load detection means 12 detects whether or not an object to be heated such as a pan is placed above each of the
In addition, about another structure, it is the same as that of the said Embodiment 1, and attaches | subjects the same code | symbol to the same part.
なお、「主コイル５ａ」、「補助コイル５ｂ１〜５ｂ６」は、本発明における「加熱コイル」に相当する。
The “
次に、本実施の形態３の動作について、図７および８を用いて説明する。 Next, the operation of the third embodiment will be described with reference to FIGS.
図８はこの発明の実施の形態３を示す右加熱口の鍋載置状態と加熱コイルの位置関係を示す図である。
以下の説明では、図８に示すように右加熱口２には楕円の被加熱物２２（鍋）が載置されているものとする。
FIG. 8 is a diagram showing a positional relationship between the heating coil placement state and the heating coil in the right heating port according to
In the following description, it is assumed that an elliptical heated object 22 (pan) is placed in the
操作・表示部８の操作によって加熱開始指示が使用者から入力されると、負荷検知手段１２は、負荷検知動作を開始し、主コイル５ａおよび補助コイル５ｂ１〜５ｂ６のそれぞれの上方に被加熱物（鍋）が載置されているか否か検出する。
When a heating start instruction is input from the user by the operation of the operation /
図８に示すように、右加熱口２に楕円の被加熱物２２が載置された場合には、負荷検知手段１２は、主コイル５ａと補助コイル５ｂ１〜５ｂ４の上方には被加熱物が載置されている（負荷有り）と判断し、補助コイル５ｂ５と５ｂ６の上方には被加熱物が載置されていない（負荷無し）と判断する。
制御回路１３は、負荷検知手段１２からの検知結果に基づき、上方に被加熱物が載置された主コイル５ａの駆動回路９と補助コイル５ｂ１〜５ｂ４の駆動回路１０（ｂ１〜ｂ４）を駆動させ、被加熱物が載置されていない補助コイル５ｂ５、５ｂ６の駆動回路１０（ｂ５、ｂ６）の加熱動作を行わない（動作停止状態）。
As shown in FIG. 8, when an elliptical
Based on the detection result from the load detection means 12, the
なお、本実施の形態では負荷検知手段１２の検知結果により主コイル５ａおよび補助コイル５ｂ１〜５ｂ６の加熱動作を制御する場合を説明するが、本発明はこれに限るものではない。例えば負荷検知手段１２を設けずに、ユーザの操作入力や調理モード等に応じて、主コイル５ａおよび補助コイル５ｂ１〜５ｂ６の全てまたは単独で加熱動作させるようにしても良い。
In the present embodiment, the case where the heating operation of the
ここで、本実施の形態３においては、補助コイル５ｂ１〜５ｂ６を駆動する駆動回路１０（ｂ１〜ｂ６）の下限の駆動周波数が、主コイル５ａを駆動する駆動回路９の上限の駆動周波数より、可聴周波数以上高く設定されている。
例えば、主コイル５ａを駆動する駆動回路９は、駆動周波数の範囲が２０ｋＨｚから４０ｋＨｚの範囲に設定し、補助コイル５ｂ１〜５ｂ６を駆動する駆動回路１０（ｂ１〜ｂ６）は、駆動周波数の範囲が５５ｋＨｚから８０ｋＨｚの範囲に設定する。つまり、駆動回路１０（ｂ１〜ｂ６）の下限の駆動周波数が、駆動回路９の上限の駆動周波数より、１５ｋＨｚ高く設定されている。
Here, in the third embodiment, the lower limit drive frequency of the drive circuit 10 (b1 to b6) that drives the auxiliary coils 5b1 to 5b6 is higher than the upper limit drive frequency of the
For example, the
なお、下限の駆動周波数が駆動回路９より高く設定された駆動回路１０（ｂ１〜ｂ６）について、スイッチング素子およびダイオード素子の少なくとも一方を、例えば炭化珪素などのワイドバンドギャップ半導体により形成するようにしても良い。
For the drive circuit 10 (b1 to b6) in which the lower limit drive frequency is set higher than that of the
次に、制御回路１３は、電力検知手段１１の検知結果に基づき、駆動回路９、１０（ｂ１〜ｂ６）のうち駆動中の駆動回路の駆動周波数を上昇または低下させ、駆動回路９、１０（ｂ１〜ｂ６）の出力電力が設定された火力に相当する電力となるように、電力フィードバック制御を行う。
このとき制御回路１３は、補助コイル５ｂ１〜５ｂ６を駆動する駆動回路１０（ｂ１〜ｂ６）の駆動周波数を同一に制御する。
なお、駆動回路１０（ｂ１〜ｂ６）の電力制御について、駆動周波数の増減による電力制御と、デューティ比の増減による電力制御とを併用して電力フィードバック制御を行うようにしても良い。
Next, the
At this time, the
In addition, about the power control of the drive circuit 10 (b1-b6), you may make it perform power feedback control using together power control by increase / decrease in drive frequency, and power control by increase / decrease in duty ratio.
なお、本実施の形態３では、駆動回路１０（ｂ１〜ｂ６）の駆動周波数を同一に制御する場合を説明するが、本発明はこれに限るものではなく、駆動回路９、１０（ｂ１〜ｂ６）の全てを同一の駆動周波数としても良いし、駆動回路９、１０（ｂ１〜ｂ６）のうち任意の一部の駆動周波数を同一に制御しても良い。
このように、近接する加熱コイルの駆動周波数を同一に制御することで、近接する加熱コイルを同時に駆動した場合に生じる干渉音の発生を抑制することができる。
In the third embodiment, the case where the drive frequency of the drive circuit 10 (b1 to b6) is controlled to be the same is described. However, the present invention is not limited to this, and the
Thus, by controlling the driving frequency of the adjacent heating coils to be the same, it is possible to suppress the generation of interference sound that occurs when the adjacent heating coils are driven simultaneously.
次に、制御回路１３は、駆動回路９、１０（ｂ１〜ｂ６）の駆動周波数が進相領域１６の周波数であるか否かを検知し、進相領域１６の周波数である場合、当該駆動周波数が共振周波数より高い遅相領域１５の周波数となるように駆動回路９、１０（ｂ１〜ｂ６）をそれぞれ制御する。
なお、進相領域１６の周波数であるか否かの検知の動作は、上記実施の形態１と同様である。
Next, the
The operation for detecting whether or not the frequency is in the
制御回路１３は、駆動回路９、１０（ｂ１〜ｂ６）のうちの少なくとも１つが、進相領域１６の周波数であると検知した場合、上記実施の形態１と同様に、当該駆動回路の動作を停止させた後、駆動周波数の範囲の上限ｆｂの駆動周波数により、再度動作させる。
When the
以上のように本実施の形態においては、上記実施の形態１および２と同様の効果を奏することができる。
また、１つの加熱口に対し、複数の加熱コイルが、円心位置が互いに異なるように配置されているので、被加熱物の載置状態に適した効率の良い加熱を行うことができる。
As described above, the present embodiment can provide the same effects as those of the first and second embodiments.
Moreover, since the several heating coil is arrange | positioned with respect to one heating port so that a center position may mutually differ, the efficient heating suitable for the mounting state of a to-be-heated material can be performed.
また、補助コイル５ｂ１〜５ｂ６を駆動する駆動回路１０（ｂ１〜ｂ６）の下限の駆動周波数が、主コイル５ａを駆動する駆動回路９の上限の駆動周波数より、可聴周波数以上（例えば１５ｋＨｚ以上）高く設定されている。
このため、主コイル５ａと補助コイル５ｂ１〜５ｂ６との間で発生する干渉音を使用者に聞こえにくくすることができる。
Further, the lower limit drive frequency of the drive circuit 10 (b1 to b6) that drives the auxiliary coils 5b1 to 5b6 is higher than the audible frequency (for example, 15 kHz or more) higher than the upper limit drive frequency of the
For this reason, it is possible to make it difficult for the user to hear the interference sound generated between the
また、補助コイル５ｂ１〜５ｂ６の駆動回路１０（ｂ１〜ｂ６）の駆動周波数は全て同一に制御していることから、補助コイル５ｂ１〜５ｂ６間の駆動周波数の差分は０となり、使用者に補助コイル間で発生する干渉音を聞こえないようにすることができる。 In addition, since the drive frequencies of the drive circuits 10 (b1 to b6) of the auxiliary coils 5b1 to 5b6 are all controlled to be the same, the difference in the drive frequency between the auxiliary coils 5b1 to 5b6 becomes 0, which gives the user an auxiliary coil. It is possible to prevent the interference sound generated between the two from being heard.
実施の形態４．
以上の実施の形態１から３では、駆動回路９、１０の出力電力が目標出力電力に対してある程度離れた状態にある場合に、動作周波数が進相領域にあることを検知して遅相領域に戻す動作について説明した。
本実施の形態４では、駆動回路９、１０の出力電力が目標出力電力（目標電力）近傍にある場合に、動作周波数が進相領域１６にあることを検知して遅相領域１５に戻す形態について説明する。
なお、本実施の形態４の構成および目標電力に到達するまでの電力制御動作は実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。
In the first to third embodiments described above, when the output power of the
In the fourth embodiment, when the output power of the
The configuration of the fourth embodiment and the power control operation until reaching the target power are the same as those of the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
図９はこの発明の実施の形態４を示す駆動回路の駆動周波数と出力電力の関係を示す図である。
図９において、１４および１４’は駆動回路９の駆動周波数と出力電力との関係を示す曲線であり、１４は主コイル５ａを単独駆動した状態を示し、１４’は主コイル５ａと補助コイル５ｂとを同時に駆動した状態を示している。
また、ｆｒ１は主コイル５ａを単独で駆動した場合の共振周波数、ｆｒ２は主コイル５ａと補助コイル５ｂとを同時に駆動した場合の共振周波数、ｆｓは駆動回路９の駆動周波数を示す。また、Ｐｃは駆動回路９の目標電力、Ｐ１は駆動回路９を駆動周波数ｆｓで駆動した際の出力電力を示す。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the drive frequency and output power of the drive circuit according to
In FIG. 9, 14 and 14 'are curves showing the relationship between the drive frequency of the
Further, fr1 represents a resonance frequency when the
実施の形態１と同様に、主コイル５ａを単独駆動した状態から、主コイル５ａと補助コイル５ｂとを同時に駆動した状態に移行した場合、図９に示すように、曲線１４の共振周波数ｆｒ１は曲線１４’の共振周波数ｆｒ２に上昇する。また、このような共振周波数の上昇が急激に変動した場合、制御回路１３による電力フィードバック制御による駆動周波数の変更が追いつかず、駆動回路９の駆動周波数ｆｓが共振周波数ｆｒ２を下回り、進相領域１６（図５）となる場合がある。
As in the first embodiment, when shifting from the state where the
上記のように駆動回路９の駆動周波数ｆｓが進相領域１６となり、更に、進相領域１６に移行した際の駆動回路９の出力電力Ｐ１が目標電力Ｐｃ近傍と一致している場合、制御回路１３は目標電力Ｐｃと出力電力Ｐ１が一致していることから、電力制御においては駆動周波数ｆｓを変動させないこととなる。
そのため、前述のようなケースでは、制御回路１３は進相領域１６での駆動を検知することができず、駆動回路９は進相領域１６での駆動を継続することとなる。進相領域１６での駆動はスイッチング素子の発熱が大きいため、進相領域１６での駆動が継続すると、スイッチング素子の破損を引き起こしてしまうことがある。
As described above, when the drive frequency fs of the
Therefore, in the case as described above, the
本実施の形態４の制御回路１３は、駆動回路９の出力電力Ｐ１と目標電力Ｐｃとが一致し、駆動回路９の駆動周波数が一定の状態が所定期間継続した場合には、当該駆動周波数を上昇または低下させることで、駆動回路９の駆動周波数が進相領域１６の周波数であるか否かを検知する。
このような動作の詳細を次に説明する。
When the output power P1 of the
Details of such an operation will be described next.
図１０はこの発明の実施の形態４を示す駆動回路の目標電力近傍での動作を示す図である。
図１０において、ｆｐは駆動回路９の出力電力Ｐ１が目標電力Ｐｃ近傍となった駆動周波数、ｆｋは予め定められた一定値である。
制御回路１３は、駆動回路９を出力電力Ｐ１が目標電力Ｐｃとなるように電力フィードバック制御する。
そして、制御回路１３は、駆動回路９の出力電力Ｐ１が目標電力Ｐｃ近傍となり、駆動周波数ｆｐでの駆動状態が一定期間Ｔａ継続した場合、一定期間Ｔｂの間、当該駆動周波数ｆｐを一定値ｆｋだけ上昇させる。このように、本実施の形態４における制御回路１３は、駆動周波数ｆｐで一定期間Ｔａ駆動する動作と、駆動周波数ｆｐ＋ｆｋで一定期間Ｔｂ駆動する動作とを交互に繰り返す制御を行う。
つまり、制御回路１３は、駆動回路９の出力電力Ｐ１が目標電力Ｐｃとなっても、駆動周波数ｆｓを駆動周波数ｆｃで維持することなく、意図的に一定間隔で変動させるよう制御を行う。
FIG. 10 is a diagram showing the operation in the vicinity of the target power of the drive circuit according to
In FIG. 10, fp is the drive frequency at which the output power P1 of the
The
When the output power P1 of the
That is, the
ここで、一定値ｆｋは、１ｋＨｚ以下程度の値とするのが望ましい。各駆動回路は、使用者が操作・表示部８で設定した火力に相当する電力となるように電力フィードバック制御されていることから、一定値ｆｋを極端に大きく変動させると設定火力を大きく逸脱した電力となってしまうため、一定期間Ｔｂで変動させる電力幅は使用者が火力の変動を感じない１００Ｗ以下程度の範囲に留める必要があるためである。
Here, it is desirable that the constant value fk is a value of about 1 kHz or less. Since each drive circuit is power feedback controlled so that the power is equivalent to the thermal power set by the user on the operation /
なお、「一定期間Ｔａ」は、本発明における「所定期間」に相当する。
なお、「一定期間Ｔｂ」は、本発明における「第２の所定期間」に相当する。
なお、「一定値ｆｋ」は、本発明における「所定の周波数」に相当する。
The “certain period Ta” corresponds to the “predetermined period” in the present invention.
The “certain period Tb” corresponds to the “second predetermined period” in the present invention.
The “constant value fk” corresponds to the “predetermined frequency” in the present invention.
制御回路１３は、駆動回路９の駆動周波数をｆｃからｆｃ＋ｆｋに上昇させ、電力検知手段１１により検知された駆動回路９の出力電力が増加した場合、駆動回路９の駆動周波数が進相領域１６にあると検知する。
また、制御回路１３は、駆動回路９の駆動周波数が進相領域１６にある場合、駆動回路９の動作を停止させた後、駆動周波数の範囲の上限ｆｂの駆動周波数により、当該駆動回路９を動作させる。
これにより、駆動回路９の駆動周波数は進相領域１６から抜け出して、共振周波数ｆｒ２より高い遅相領域１５の周波数とすることができる。
以降、駆動回路９の出力電力が設定された火力に相当する電力となるように、電力検知手段１１の検知結果に基づき電力フィードバック制御を行う。
The
Further, when the drive frequency of the
As a result, the drive frequency of the
Thereafter, power feedback control is performed based on the detection result of the power detection means 11 so that the output power of the
以上、駆動回路９の動作について説明したが、駆動回路１０についても同様の制御を行い、駆動周波数を一定間隔で変動させ、駆動周波数が進相領域１６にあると検知した場合には、駆動周波数が遅相領域１５の周波数となるよう制御を行う。
Although the operation of the
次に、複数の駆動回路において、出力電力と目標電力とが一致した場合の動作について説明する。 Next, the operation when the output power and the target power match in a plurality of drive circuits will be described.
図１１はこの発明の実施の形態４を示す駆動回路の駆動信号のタイムチャートを示す図である。
図１１において、上段は駆動回路９の駆動周波数を示し、下段は駆動回路１０の駆動周波数を示している。
図１１において、ｆｐは駆動回路９の出力電力が目標電力近傍となった駆動周波数、ｆｐ’は駆動回路１０の出力電力が目標電力近傍となった駆動周波数、ｆｋは予め定められた一定値である。
制御回路１３は、駆動回路９および駆動回路１０をそれぞれの目標電力となるように電力フィードバック制御する。
そして、制御回路１３は、駆動回路９の出力電力が目標電力近傍となり、駆動周波数ｆｐでの駆動状態が一定期間Ｔａ継続した場合、一定期間Ｔｂの間、当該駆動周波数ｆｐを一定値ｆｋだけ上昇させる。また、制御回路１３は、駆動回路１０の出力電力が目標電力近傍となり、駆動周波数ｆｐ’での駆動状態が一定期間Ｔａ継続した場合、一定期間Ｔｂの間、当該駆動周波数ｆｐ’を一定値ｆｋだけ上昇させる。
このとき制御回路１３は、図１１に示すように、駆動回路９と駆動回路１０の一定期間Ｔａおよび一定期間Ｔｂが同期するように制御する。このように駆動周波数を上昇させる一定期間Ｔｂは、同一の加熱口に備えられた加熱コイルの駆動回路間で同期させるよう制御を行う。
FIG. 11 is a diagram showing a time chart of drive signals of the drive circuit showing the fourth embodiment of the present invention.
In FIG. 11, the upper stage shows the driving frequency of the driving
In FIG. 11, fp is the drive frequency at which the output power of the
The
When the output power of the
At this time, as shown in FIG. 11, the
上記実施の形態１〜３で説明したように、１つの加熱口に配置された複数の加熱コイルは、同一周波数、あるいは、１５ｋＨｚ以上周波数差で駆動を行っていることから、仮に、駆動周波数を上昇させる一定期間Ｔｂを同期させない場合、これら複数の加熱コイルの駆動周波数の差分に相当する干渉音が発生する。
このため、１つの加熱口に配置された加熱コイルを駆動する駆動回路では、上記周波数の変動期間（Ｔａ、Ｔｂ）をそれぞれの駆動回路間で同期させることにより加熱コイル間で発生する干渉音を抑制する。
As described in the first to third embodiments, the plurality of heating coils arranged in one heating port are driven at the same frequency, or at a frequency difference of 15 kHz or more. When the constant period Tb to be raised is not synchronized, an interference sound corresponding to the difference between the driving frequencies of the plurality of heating coils is generated.
For this reason, in the drive circuit which drives the heating coil arrange | positioned at one heating port, the interference sound which generate | occur | produces between heating coils is synchronized by synchronizing the fluctuation period (Ta, Tb) of the said frequency between each drive circuit. Suppress.
なお、上記の説明では、一定期間Ｔｂにおいて、駆動周波数を一定値ｆｋだけ上昇させる場合を説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、駆動周波数を一定値ｆｋだけ低下させるようにしても良い。また、駆動周波数を一定値ｆｋまで徐々に上昇または低下させるようにしても良い。 In the above description, the case where the drive frequency is increased by the fixed value fk in the fixed period Tb has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the drive frequency may be decreased by a certain value fk. Further, the drive frequency may be gradually increased or decreased to a certain value fk.
以上のように本実施の形態においては、制御回路１３は、駆動回路の出力電力が目標電力となるように、駆動回路の駆動周波数を上昇または低下させ、駆動回路の出力電力と目標電力とが一致し、駆動回路の駆動周波数が一定の状態が一定期間Ｔａ継続した場合、一定期間Ｔｂの間、当該駆動周波数を上昇または低下させる。
このため、進相領域１６に移行した際の駆動回路の出力電力が目標電力近傍の場合でも、進相領域１６での駆動を検知することができる。
また、進相領域１６の周波数である場合、当該駆動周波数が共振周波数より高い遅相領域１５の周波数となるように駆動回路９、１０を制御することで、駆動回路のスイッチング素子の損失が大きい進相領域１６での駆動を行わないよう制御することができる。よって、駆動回路を構成するスイッチング素子の破損を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the
For this reason, even when the output power of the drive circuit when shifting to the
In addition, when the frequency is in the
また、制御回路１３は、一定期間Ｔｂの間、駆動周波数を一定値ｆｋだけ上昇させる。
このため、設定火力が大きく逸脱した電力とならず、使用者が火力の変動を感じないようにすることができる。
In addition, the
For this reason, the set thermal power is not greatly deviated, and the user can be prevented from feeling the fluctuation of the thermal power.
また、制御回路１３は、複数の駆動回路において、出力電力と目標電力とが一致した場合、当該複数の駆動回路の一定期間Ｔａおよび一定期間Ｔｂが同期するように制御する。
このため、複数の駆動回路において駆動周波数を変動させる場合であっても、駆動周波数の差分に相当する干渉音の発生を抑制することができる。
In addition, when the output power and the target power match in the plurality of drive circuits, the
For this reason, even if it is a case where a drive frequency is fluctuate | varied in a some drive circuit, generation | occurrence | production of the interference sound equivalent to the difference of a drive frequency can be suppressed.
１ トッププレート、２ 右加熱口、３ 左加熱口、４ 中央加熱口、５ 加熱コイル、５ａ 主コイル、５ｂ 補助コイル、５ｂ１〜５ｂ６ 補助コイル、６ 加熱コイル、７ 加熱コイル、８ 操作・表示部、９ 駆動回路、１０ 駆動回路、１１ 電力検知手段、１２ 負荷検知手段、１３ 制御回路、１５ 遅相領域、１６ 進相領域、２０ 被加熱物、２１ 被加熱物、２２ 被加熱物。 1 top plate, 2 right heating port, 3 left heating port, 4 central heating port, 5 heating coil, 5a main coil, 5b auxiliary coil, 5b1 to 5b6 auxiliary coil, 6 heating coil, 7 heating coil, 8 operation / display section , 9 Drive circuit, 10 Drive circuit, 11 Power detection means, 12 Load detection means, 13 Control circuit, 15 Slow phase area, Hexadecimal phase area, 20 Object to be heated, 21 Object to be heated, 22 Object to be heated
Claims (12)
前記トッププレートの下方に配置され、前記被加熱物を誘導加熱する複数の加熱コイルと、
前記各加熱コイル毎に設けられ、それぞれ前記加熱コイルに接続された共振コンデンサと、
前記各加熱コイル毎に設けられ、それぞれ前記加熱コイルに高周波電力を出力する駆動回路と、
前記各駆動回路の出力電力をそれぞれ検知する電力検知手段と、
前記電力検知手段の検知結果に基づき前記駆動回路の駆動周波数を上昇または低下させ、前記各駆動回路の出力電力をそれぞれ制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記駆動回路の駆動周波数を上昇または低下させた際の前記出力電圧の増減に基づき、当該駆動周波数が、共振周波数より低い進相領域の周波数であるか否かを検知し、
進相領域の周波数である場合、当該駆動周波数が共振周波数より高い遅相領域の周波数となるように前記駆動回路を制御し、
前記駆動回路の出力電力が目標電力となるように、前記駆動回路の駆動周波数を上昇または低下させ、
前記駆動回路の出力電力と目標電力とが略一致し、前記駆動回路の駆動周波数が一定の状態が所定期間継続した場合、第２の所定期間の間、当該駆動周波数を上昇または低下させる
ことを特徴とする誘導加熱調理器。 A top plate on which an object to be heated is placed;
A plurality of heating coils disposed under the top plate and induction-heating the object to be heated;
A resonant capacitor provided for each heating coil and connected to each heating coil;
A drive circuit that is provided for each of the heating coils and outputs high-frequency power to the heating coils;
Power detection means for detecting output power of each of the drive circuits,
Control means for increasing or decreasing the drive frequency of the drive circuit based on the detection result of the power detection means and controlling the output power of each of the drive circuits,
The control means includes
Based on the increase or decrease in the output voltage when the drive frequency of the drive circuit is increased or decreased, it is detected whether the drive frequency is a frequency in a phase advance region lower than the resonance frequency,
When the frequency is in the phase advance region, the drive circuit is controlled so that the drive frequency becomes a frequency in the slow phase region higher than the resonance frequency,
Increase or decrease the drive frequency of the drive circuit so that the output power of the drive circuit becomes the target power,
When the output power of the drive circuit and the target power are substantially the same and the drive frequency of the drive circuit is constant for a predetermined period, the drive frequency is increased or decreased during the second predetermined period. Induction heating cooker featuring.
前記駆動回路の駆動周波数を上昇させた際、前記出力電力が増加した場合、または、前記駆動回路の駆動周波数を低下させた際、前記出力電力が減少した場合、
当該駆動回路の駆動周波数が前記進相領域の周波数であると検知する
ことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。 The control means includes
When the output power is increased when the drive frequency of the drive circuit is increased, or when the output power is decreased when the drive frequency of the drive circuit is decreased,
2. The induction heating cooker according to claim 1, wherein the drive frequency of the drive circuit is detected as a frequency in the phase advance region.
前記制御手段は、
前記駆動回路の駆動周波数が進相領域の周波数である場合、
当該駆動回路の動作を停止させた後、前記駆動周波数の範囲の上限の駆動周波数により当該駆動回路を動作させ、
前記電力検知手段の検知結果に基づき前記駆動回路の駆動周波数を制御する
ことを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱調理器。 The drive circuit has a drive frequency range set in advance,
The control means includes
When the drive frequency of the drive circuit is a frequency in the phase advance region,
After stopping the operation of the drive circuit, the drive circuit is operated at the upper limit of the drive frequency range,
The induction heating cooker according to claim 1 or 2, wherein a drive frequency of the drive circuit is controlled based on a detection result of the power detection means.
１つの前記加熱口に対し、径の異なる複数の前記加熱コイルが同心円状に配置された
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の誘導加熱調理器。 A heating port formed on the top plate and indicating a placement position of the object to be heated;
The induction heating cooker according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the heating coils having different diameters are concentrically arranged with respect to one heating port.
前記制御手段は、
前記負荷検知手段の検知結果に基づき、上方に前記被加熱物が載置された前記加熱コイルの前記駆動回路を動作させる
ことを特徴とする請求項１または４記載の誘導加熱調理器。 Load detecting means for detecting whether or not the object to be heated is placed above each heating coil,
The control means includes
The induction heating cooker according to claim 1 or 4, wherein the drive circuit of the heating coil on which the object to be heated is placed is operated based on a detection result of the load detection means.
前記第２の所定期間の間、前記駆動周波数を所定の周波数だけ上昇または低下させる
ことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。 The control means includes
Induction heating cooker according to claim 1, wherein the during the second predetermined period, increasing or decreasing the drive frequency by a predetermined frequency.
複数の前記駆動回路において、出力電力と目標電力とが一致した場合、
当該複数の駆動回路の前記所定期間および前記第２の所定期間が同期するように制御する
ことを特徴とする請求項１または６記載の誘導加熱調理器。 The control means includes
In the plurality of drive circuits, when the output power and the target power match,
The induction heating cooker according to claim 1 or 6 , wherein the predetermined period and the second predetermined period of the plurality of drive circuits are controlled to be synchronized.
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の誘導加熱調理器。 Among the drive circuits in which the drive frequency range is set in advance, the lower limit drive frequency of at least one drive circuit is set higher than the audible frequency by the upper limit drive frequency of other drive circuits. The induction heating cooker according to any one of claims 1 to 7 .
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の誘導加熱調理器。 The lower limit drive frequency of at least one drive circuit among the drive circuits in which the drive frequency range is set in advance is set higher by 15 kHz or more than the upper limit drive frequency of other drive circuits. induction heating cooker according to any one of items 1-7.
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の誘導加熱調理器。 The induction heating cooking according to any one of claims 1 to 9 , wherein at least one of the switching element and the diode element is formed of a wide band gap semiconductor in at least one of the plurality of drive circuits. vessel.
ことを特徴とする請求項８または９記載の誘導加熱調理器。 Among the plurality of drive circuits, at least one of the switching element and the diode element is formed of a wide band gap semiconductor in the drive circuit in which at least the lower limit drive frequency is set higher than the upper limit drive frequency of the other drive circuits. The induction heating cooker according to claim 8 or 9, wherein
ことを特徴とする請求項１０または１１記載の誘導加熱調理器。 The induction heating cooker according to claim 10 or 11, wherein the wide band gap semiconductor is silicon carbide, a gallium nitride-based material, or diamond.
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