Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3604538B2 - Electromagnetic cooker - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3604538B2 - Electromagnetic cooker - Google Patents

Electromagnetic cooker Download PDF

Info

Publication number
JP3604538B2
JP3604538B2 JP24719597A JP24719597A JP3604538B2 JP 3604538 B2 JP3604538 B2 JP 3604538B2 JP 24719597 A JP24719597 A JP 24719597A JP 24719597 A JP24719597 A JP 24719597A JP 3604538 B2 JP3604538 B2 JP 3604538B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
input
switching
switching element
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP24719597A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH1187042A (en
Inventor
等 滝本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP24719597A priority Critical patent/JP3604538B2/en
Priority to TW087107135A priority patent/TW410259B/en
Priority to KR1019980027046A priority patent/KR100302205B1/en
Priority to CNB981188680A priority patent/CN1135684C/en
Priority to FR9811330A priority patent/FR2768291B1/en
Priority to DE19841759A priority patent/DE19841759C2/en
Publication of JPH1187042A publication Critical patent/JPH1187042A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3604538B2 publication Critical patent/JP3604538B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/06Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34Snubber circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/538Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34Snubber circuits
    • H02M1/346Passive non-dissipative snubbers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Induction Heating Cooking Devices (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Cookers (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱コイルに高周波電流を供給して調理容器を加熱する電磁調理器に関する。
【0002】
【従来の技術】
電磁調理器は、火を使わず安全で且つ熱効率に優れており、システムキッチンなどに組み込まれるクッキングヒータとして広く普及しつつある。電磁調理器は、システムキッチンにおいては複数組み込まれることが多く、それら複数の電磁調理器が同時に使用された場合に干渉音が発生するのを防止するために、常時一定周波数で加熱制御を行うハーフブリッジ型のインバータが採用されることがある。
【0003】
図13は、従来の電磁調理器に採用されているハーフブリッジ型インバータの電気的構成を示すものである。この図13において、ダイオードブリッジで構成される整流回路1の交流入力端子は、商用交流電源2に接続されており、直流出力端子は、平滑コンデンサ3の両端に接続されている。
【0004】
その平滑コンデンサ3の両端には、直流母線4,5を介して、正側及び負側のIGBT6及び7からなるアームが接続されており、以てハーフブリッジ型のインバータ主回路8を構成している。IGBT6及び7のコレクタ−エミッタ間には、フリーホイールダイオード9及び10が夫々接続されている。
【0005】
インバータ主回路8の出力端子8aには、加熱コイル11の一端が接続されており、加熱コイル11の他端と直流母線5との間には、共振コンデンサ12とダイオード13との並列回路が接続されている。尚、加熱コイル11及び共振コンデンサ12は、共振回路14を構成している。
【0006】
また、出力端子8aには、スナバコンデンサ15の一端が接続されており、スナバコンデンサ15の他端は、IGBT16のコレクタ−エミッタを介して直流母線5に接続されている。そして、IGBT16のコレクタ−エミッタ間には、ダイオード17が接続されている。これらは、所謂スナバ回路18を構成しており、IGBT6及び7のオフ時におけるスイッチング損失を減少させるために設けられている。
【0007】
発振器19が出力する所定周波数の発振信号は、可変オン時間設定部20及び固定オン時間設定部21に与えられている。整流回路1の交流入力側には電流トランス22が介挿されており、その電流トランス22の出力端子は、入力電流検出部23を介して入力設定部24aの入力端子に接続されている。入力電流検出部23は、電流トランス22が検出する入力電流値をA/D変換し、入力電流検出値Vinとして入力設定部24aに出力するようになっている。
【0008】
操作部25には、具体的には図示しないが、使用者が各種の自動調理メニュー(制御プログラム)を選択するキーや、加熱量を1KW,2KWなどの電力量で設定するためのキーなどが設けられている。そして、入力設定部24aは、操作部25における電力量の設定に応じた入力電流値となるように、入力電流検出部23から与えられる入力電流検出値Vinに基づきフィードバック制御を行い、可変オン時間設定部20にPWM信号を与えるようになっている。
【0009】
また、加熱停止部24bは、所定の条件が成立した場合に加熱停止指令を可変オン時間設定部20及び固定オン時間設定部21に出力するようになっている。尚、入力設定部24a及び加熱停止部24bは、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと称す)24の機能をブロック化して示すものである。
【0010】
可変オン時間設定部20の出力信号は、第1及び第3駆動部26及び27に与えられ、固定オン時間設定部21の出力信号は、第2及び第3駆動部28及び27に与えられている。そして、第1,第2及び第3駆動部26,28及び27の出力端子は、IGBT6,7及び16のゲートに夫々接続されている。
【0011】
また、図14は、第1駆動部26の詳細な電気的構成を示すものである。この図14において、可変オン時間設定部20の出力信号はフォトカプラ29に与えられており、フォトカプラ29の一方の出力端子は、抵抗30及び31の直列回路を介してIGBT6のゲートに接続されている。抵抗30には、ダイオード32が逆並列接続されている。また、フォトカプラ29の他方の出力端子は、IGBT6のエミッタに接続されている。抵抗30,31の抵抗値は、例えば150Ω,10Ω程度に設定されている。
【0012】
以上のように構成されたインバータを備えてなる電磁調理器の動作について、図15乃至図17をも参照して以下に述べる。鍋の加熱は、インバータにより加熱コイル11に高周波電流を供給することによって行う。図16に、この場合の各部の信号波形を示す。図16(a)及び(b)に示すように、IGBT6,7は、例えば、20KHz程度のインバータの制御周期Tinv において、交互にオンオフされるようになっている。
【0013】
IGBT6のオン期間Ton1 は、可変オン時間設定部20から与えられる出力信号に基づいて、Tinv /2を上限として変化するようになっている。一方、IGBT7のオン期間Ton2 は、固定オン時間設定部21から与えられる出力信号に基づいて、略Tinv /2に固定されている。但し、IGBT6,7間の短絡を防ぐため、両者のオン期間の切り替わりには、停止期間TD が確保されるようになっている。
【0014】
また、スナバ回路18のIGBT16は、IGBT6,7のターンオフ時のスイッチング損失を減少させると共に、IGBT6がオフしてからIGBT7がオンするまでの期間にスナバコンデンサ15が充電されないようにオンオフ制御される。
【0015】
制御周期は、次の4つのサイクルからなる。また、図16(d)は、この時加熱コイル11に流れる電流IL の波形であり、図16(e)は、IGBT7のコレクタ−エミッタ間電圧Vtr2 の波形である。
▲1▼IGBT6:オン/IGBT7:オフ
平滑コンデンサ3,IGBT6,加熱コイル11,共振コンデンサ12及び平滑コンデンサ3の経路により、加熱コイル11に電流を供給すると共に共振コンデンサ12を充電する(図16(d),A参照)。
▲2▼IGBT6:オフ/IGBT7:オフ
加熱コイル11,共振コンデンサ12,フリーホイールダイオード10及び加熱コイル11の経路で、加熱コイル11の遅れ電流により更に共振コンデンサ12を充電する(図16(d),B参照)。
【0016】
▲3▼IGBT6:オフ/IGBT7:オン
共振コンデンサ12,加熱コイル11,IGBT7及び共振コンデンサ12の経路により、共振コンデンサ12を放電させて加熱コイル11に逆方向の電流を流す(図16(d),C参照)。共振コンデンサ12が放電し切ると、電流は、並列に接続されているダイオード13を経由して流れる(図16(d),C′参照)。
▲4▼IGBT6:オフ/IGBT7:オフ
加熱コイル11,フリーホイールダイオード9,平滑コンデンサ3,ダイオード13及び加熱コイル11の経路で、加熱コイル11の遅れ電流を、フリーホイールダイオード9を介して電源側に回生させる(図16(d),D参照)。
【0017】
以上のサイクルを繰返すことによって加熱コイル11に高周波電流を供給し、トッププレート33の上に載置される鍋34(図13参照)に渦電流を誘導して加熱調理を行うようになっている。入力電流制御は、IGBT6のオン期間Ton1 を変化させて行うようになっており、オン期間Ton1 を長くすれば入力電流は増加し、鍋34の加熱量は増加する。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な従来の電磁調理器では、微弱入力加熱を行うためにIGBT6のオン期間Ton1 を短くして行くと、以下のような問題が生じていた。図17は、この時の各部の信号波形を示すものである。即ち、図17(a)に示すように、IGBT6のオン期間Ton1 がある時間以下になると、加熱コイル11に対する電流供給量が減少するため(図17(d),A参照)、サイクル▲3▼の期間C及びC′並びにサイクル▲4▼において、IGBT7の端子間電圧Vtr2 が直流電源電圧に等しくなるまでスナバコンデンサ15を充電し切れなくなり、従って、サイクル▲4▼では回生電流は流れず、スナバコンデンサ15を充電し続けることになる。
【0019】
そして、その状態のままで次のサイクル▲1▼でIGBT6がオンするため、直流電源電圧と電圧Vtr2 との電位差によって、直流母線4,IGBT6,スナバコンデンサ15,IGBT16及び直流母線5の経路で短絡電流が流れる。ここで、図17(f)は、IGBT6に流れる電流波形Itr1 を示すものであり、図17(f)中に示す点Pにおいて短絡電流が流れるようになっている。
【0020】
斯様な短絡電流の発生をできるだけ抑制するため、図14に示したように、IGBT6のゲートに抵抗30及び31の直列回路を介することによりターンオン時のゲート抵抗値が大となるように設定し、図15に示すように、ゲート信号VG1の立上がりを緩やかにして、IGBT6がオンするタイミングを遅延させるようにしている。
【0021】
しかし、この様にゲート信号VG1の立上がりを緩やかにすることによって、IGBT6のコレクタ−エミッタ間電圧の立上がりも緩やかになるために、IGBT6のターンオン時に生じるスイッチング損失(ターンオン損失)が発生してしまう。このターンオン時におけるスイッチング損失は、設定入力が低い程大きくなり、ターンオン損失が大なる状態のまま連続加熱を行うと、IGBT6の温度が上昇して最悪の場合熱破壊に至ることになる。
【0022】
従って、従来の電磁調理器では、例えば弱火で長時間の煮込みを行う調理に対応するような微弱入力加熱を行う場合には、IGBT6のターンオン損失が発生しない程度の低入力を下限に設定して、例えば、3秒加熱した後3秒加熱停止、のように周期的な加熱を行わざるを得なかった。
【0023】
そして、この様な加熱方式では、被調理物が少量の場合は突沸状態となったり、煮込み調理を行った場合に被調理物が焦げ付いてしまうなどの不具合が生じていた。
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、スイッチング損失を低減し得る状態で微弱入力で連続加熱を行うことができる電磁調理器を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の電磁調理器は、交流電源を整流して直流電源を生成する整流回路と、
この整流回路によって生成される直流電源が供給される正側及び負側直流母線と、
この正側及び負側直流母線間に直列に接続される第1及び第2のスイッチング素子と、
これら第1及び第2のスイッチング素子の何れか一方の両端子間に接続され、調理容器を誘導加熱するための加熱コイル及び共振コンデンサで構成される共振回路と、
前記一方のスイッチング素子の両端子間に接続され、スナバコンデンサ及び第3のスイッチング素子の直列回路で構成されるスナバ回路と、
入力電力設定値に応じて前記第1,第2及び第3のスイッチング素子に制御信号を出力して導通制御を行うと共に、前記入力電力設定値が微弱入力に対応する所定値以下である場合は、前記第3のスイッチング素子を遮断することにより前記スナバコンデンサを前記共振回路から実質的に切り離す切り離し制御を行う制御手段とを備え
前記制御手段は、一方のスイッチング素子の通電後から所定時間経過後に第3のスイッチング素子を通電し、他方のスイッチング素子の遮断後から所定時間経過後に第3のスイッチング素子を遮断するように制御信号を出力することを特徴とする。
【0025】
斯様に構成すれば、制御手段は、設定値が所定値以下となるとスナバコンデンサを共振回路から実質的に切り離すので、その場合はスナバコンデンサの充電が行われなくなり、他方のスイッチング素子をオンした場合にスナバコンデンサの充電容量不足による短絡電流が流れることはない。従って、設定値が所定値以下であっても、他方のスイッチング素子におけるスイッチング損失を低減し得る状態で加熱コイルに高周波電流を連続的に供給することができ、微弱入力で連続加熱を行うことができる。そして、一方のスイッチング素子のオン時に、スナバコンデンサを介して短絡電流が流れることを防止できる。
【0026】
この場合、請求項2に記載したように、スナバ回路を、スナバコンデンサ及び第3のスイッチング素子を直列に接続して構成すると良く、斯様に構成すれば、切り離し制御を容易に行うことができる。
【0028】
請求項に記載したように、制御手段を、通常制御と切り離し制御との間を移行させる場合は、第1及び第2のスイッチング素子に対する導通制御を一旦停止して、その間に切り離し制御と通常制御との移行を行う構成としても良い。斯様に構成すれば、切り離し制御−通常制御間で移行する際に、第1及び第2のスイッチング素子の導通制御が停止されることにより、第3のスイッチング素子に短絡電流が流れるのを防止することができる。
【0029】
請求項に記載したように、共振コンデンサに対して並列に抵抗を接続すると良い。斯様に構成すれば、切り離し制御と第1及び第2のスイッチング素子の導通制御に合わせて第3スイッチング素子をオンオフさせる通常制御との移行を行う間に、制御手段が第1及び第2のスイッチング素子に対する導通制御を一旦停止した場合でも、共振コンデンサに充電されている電荷を、前記抵抗を介して速やかに放電させることができる。
【0030】
請求項に記載したように、制御手段を、通常制御と切り離し制御との間を移行させる場合は、一方のスイッチング素子の導通制御を他方のスイッチング素子に対して遅らせて停止させる構成とするのが好ましい。斯様に構成すれば、請求項と同様に、制御手段が第1及び第2のスイッチング素子に対する導通制御を一旦停止した場合でも、共振コンデンサに充電されている電荷を、一方のスイッチング素子の導通制御(オンオフ)によるスイッチング動作によって、より速やかに放電させることができる。
【0031】
請求項に記載したように、入力電流値を検出する入力電流検出手段と
回生電流値を検出する回生電流検出手段とを備えて、
制御手段を、入力電力設定値を所定値以下に設定した状態で、第3のスイッチング素子をオンした場合の回生電流値と第3のスイッチング素子をオフした場合の回生電流値との関係に基づいて、第3のスイッチング素子の機能確認を行う構成としても良い。
斯様に構成すれば、制御手段によって第3のスイッチング素子の機能確認を行うことができるので、第1及び第2のスイッチング素子におけるスイッチング損失の発生を確実に防止して、安全性を高めることができる。
【0032】
斯様に構成すれば、制御手段によって第3のスイッチング素子の機能確認を行うことができるので、第1及び第2のスイッチング素子におけるスイッチング損失の発生を確実に防止して、安全性を高めることができる。
【0033】
請求項に記載したように、他方のスイッチング素子の制御入力端子に直列に接続されている抵抗の抵抗値を切り替えるように構成された抵抗値切替え手段を備えて、制御手段を、入力電力設定値が微弱入力に対応する所定値以下になると前記抵抗値切替え手段に切替え信号を出力して前記抵抗値を減少させる構成としても良い。斯様に構成すれば、入力電力設定値が前記所定値以下である場合は、他方のスイッチング素子の制御入力端子に直列に接続されている抵抗の抵抗値を減少させることによって、他方のスイッチング素子のターンオン時に生じるスイッチング損失を減少させることができる。
【0034】
この場合、請求項に記載したように、調理容器の加熱温度を検出する温度検出手段を備え、制御手段を、前記温度検出手段が検出する前記調理容器の加熱温度が所定温度以上になると、設定値を所定値以下に切り替える構成としても良い。斯様に構成すれば、調理容器の加熱温度に応じて自動制御を行う加熱調理において、請求項1乃至と同様の作用効果が得られる。
【0035】
また、請求項に記載したように、低出力を設定するための低出力設定キーを備え、制御手段を、前記低出力設定キーが操作されると、設定値を所定値以下に切り替える構成としても良い。斯様に構成すれば、使用者の低出力設定キーの操作に応じて自動制御を行う加熱調理において、請求項1乃至と同様の作用効果が得られる。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施例について、図1乃至図5を参照して説明する。尚、図13と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。図1は、電気的構成を示すものである。本実施例では、図13に示すマイコン24に代えて、入力設定部41a及び加熱停止部41bを有するマイコン(制御手段)41が配置されている。入力設定部41aは、第3駆動回路27に対して、制御信号VS を直接与えるようになっている。
【0037】
また、共振コンデンサ12及びダイオード13に並列に、抵抗42が接続されている。抵抗42の抵抗値は、インバータ主回路8が動作している場合の共振コンデンサ12のインピーダンスに対して十分大きな値に設定されている。その他の構成は、図13に示すものと同様である。
【0038】
次に、本実施例の作用について、図2乃至図4をも参照して説明する。IGBT16は、図2(c)に示すように、IGBT7(第2のスイッチング素子)がオンした後一定時間Tα経過してからオンされると共に、IGBT6(第1のスイッチング素子)がオフした後一定時間Tα経過してからオフされるようになっている。
【0039】
これによって、IGBT6及び7がオン状態からオフ状態に移行する場合に、コレクタ−エミッタ間の電圧変化を緩やかにしてスイッチング損失の発生を防止すると共に、IGBT7のオン時にスナバコンデンサ15に短絡電流が流れることをも防止している。ここで、一定時間Tαは、適正範囲内にあるどの様な負荷或いは設定入力であっても、IGBT6及び7のターンオフ時の電圧変化が当該時間内に収束するように設定されている。
【0040】
また、入力設定部41aは、使用者によって操作部25から設定された入力設定値(電力量“W”で設定する)が所定値Wth以下に設定されると、IGBT16(第3のスイッチング素子)を常時オフ(遮断)することによって、スナバコンデンサ15を共振回路14から切り離すように制御する。一例として、電磁調理器の最大定格が3KWである場合に、所定値Wthを500W程度に設定する。
【0041】
図3は、入力設定値が所定値Wth以下に設定された場合の各部の信号波形を示す図である。即ち、この場合は、加熱停止部41bによって図3(c)に示すようにIGBT16が常時オフされるので、スナバコンデンサ15は充電されることがなく、共振回路14から実質的に切り離された状態にある。
【0042】
従って、入力電流値が小さい場合であっても、スナバコンデンサ15を充電しないことから、前述した制御サイクル▲4▼においては回生電流が確実に流れることになり、次のサイクル▲1▼においてIGBT6をオンしても短絡電流が流れることはない(図3(f)参照)。
【0043】
つまり、スナバコンデンサ15は、入力電流値が大きい場合におけるIGBT6,7のターンオフ損失を低減するために設けてあり、入力電流値が小さい場合はスイッチング動作時にIGBT6,7に流れる電流も小さいので、スナバコンデンサ15が無くてもターンオフ損失は小さい。故に、この場合はスナバコンデンサ15を共振回路14から切り離しても問題はない。
【0044】
また、図4は、入力電流値の設定に応じて、上記切り離し制御とスナバコンデンサ15を機能させる通常制御との間で移行させる場合の制御状態を、IGBT7の端子間電圧Vtr2 (a)と制御信号Vs (b)とにより示すものである。この図4において、入力電流値の設定を所定値Wthを超える値(Hi,図5参照)から所定値Wth以下の値(Lo,図5参照)に切り替える場合、即ち、通常制御から切り離し制御へ移行する場合は、入力設定部41aは、先ず、加熱停止部41bに制御信号を与えて、IGBT6,7の導通制御を停止させる(図4(a),時点A参照)。
【0045】
すると、共振コンデンサ12に残留している電荷が抵抗42を介して放電するので、電圧Vtr2 は直流電源電圧から次第に低下して、想定時間Ta の経過後に略0Vとなる(図4(a),時点B参照)。更に、余裕時間Tb を待ち電圧Vtr2 が確実に0Vとなった後、入力設定部41aは、第3駆動部27に制御信号Vs を出力することによりIGBT16を常時オフさせて切り離し制御を行う(図4(b),時点C参照)。次に、制御方式の切替わり待ち時間Tc の経過を待ってから、微弱入力(500W以下)での連続加熱を開始する(図4(a),時点D参照)。
【0046】
また、切り離し制御を行っている状態から通常制御に戻る場合にも、同様に切替えを行う。即ち、入力設定部41aは、加熱停止部41bに制御信号を与えてIGBT6,7の導通制御を停止させ(図4(a),時点E参照)、想定時間Ta の間に共振コンデンサ12の残留電荷の放電を待つ(図4(a),時点F参照)。
【0047】
更に、余裕時間Tb を待ってから、入力設定部41aは、第3駆動部27に対する制御信号Vs の出力を停止して、IGBT16を通常制御常態に戻す(図4(b),時点G参照)。そして、制御方式の切替わり待ち時間Tc の経過を待ってから、500Wを超える入力電流値での連続加熱を開始する(図4(a),時点H参照)。
【0048】
図5は、本発明の発明者が行った一測定例であり、入力設定値(横軸)を変化させて鉄製の鍋34加熱した場合の、IGBT6の温度変化(縦軸)を示す。入力設定値の低下に応じてIGBT6の温度も低下するが、IGBT16を通常通りに制御し続けた場合は、図5中実線で示すように、入力電力量が所定値Wthを下回るとIGBT6の温度は急激に上昇する。これに対して、所定値Wth以下となる領域で切り離し制御を行った場合には、図5中破線で示すように、IGBT6の温度は入力設定値の低下に応じて低下するようになる。
【0049】
以上のように本実施例によれば、入力設定部41aは、入力設定値が所定値Wth以下となると、IGBT16を遮断することによってスナバコンデンサ15を共振回路14から切り離す切り離し制御を行うようにした。従って、スナバコンデンサ15の充電が行われなくなり、IGBT6をオンした場合に、スナバコンデンサ15の充電容量不足による短絡電流が流れることがなく、設定値がWth以下の状態で加熱コイル11に高周波電流を連続的に供給することができる。而して、IGBT6のスイッチング損失を抑制した上で、微弱入力による連続加熱を行うことができるので、従来とは異なり、例えば長時間の煮込み調理などを、調理物を焦げ付かせたり突沸させることなく良好に行うことができる。
【0050】
また、本実施例によれば、入力設定部41aは、IGBT7をオンしてから所定時間経過後にIGBT16をオンし、IGBT6のオフ後から所定時間経過後にIGBT16をオフするように制御信号を出力するので、IGBT6及び7のスイッチング損失を抑制し得ると共に、IGBT7のオン時にスナバコンデンサ15に短絡電流が流れることを防止することができる。
【0051】
更に、本実施例によれば、共振コンデンサ12に対して並列に抵抗42を接続し、入力設定部41aは、所定値Wthを含む範囲で設定値を切り替える場合は、IGBT6及び7に対する導通制御を一旦停止して、その間に切り離し制御と通常制御との移行を行うので、切り離し制御−通常制御間で移行する際に、IGBT16に短絡電流が流れるのを防止することができ、また、IGBT6及び7に対する導通制御を停止しても、共振コンデンサ12に充電されている電荷を、抵抗42を介して速やかに放電させることができる。
【0052】
図6及び図7は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。電気的構成を示す図6において、第2実施例では、抵抗42が取り除かれていると共に、マイコン41が、マイコン(制御手段)41′に置き換えられている。そのマイコン41′は、マイコン41の加熱停止部41bを加熱停止部41b′に置き換えたものである。その他の構成は第1実施例と同様である。
【0053】
次に、第2実施例の作用について図7をも参照して説明する。第2実施例では、入力電流値の設定に応じて切り離し制御と通常制御との間で移行させる場合の制御状態が、第1実施例とは異なっている。即ち、図7に示すように、通常制御から切り離し制御へ移行する場合は、入力設定部41aは、先ず、加熱停止部41b′に制御信号を与えて、IGBT6のみの導通制御を停止させ、IGBT7の導通制御は時間Ta ′の間継続させてから停止させる(図7(a),時点A参照)。
【0054】
すると、共振コンデンサ12に残留している電荷は、周波数21.5KHzのIGBT7のスイッチング動作によって極めて短時間(例えば、3,4周期程度)内に放電・消費される。その後は、第1実施例と同様に、入力設定部41aは、余裕時間Tb の経過を待って(図7(a),時点B参照)加熱停止部41bに制御信号Vs を出力して切り離し制御を行ない(図7(b),時点C参照)、切替わり待ち時間Tc の経過を待ち、微弱入力(500W以下)での連続加熱を開始する(図7(a),時点D参照)。また、切り離し制御を行っている状態から通常制御に戻る場合にも、同様に切替えを行う。
【0055】
以上のように第2実施例によれば、加熱停止部41b′は、所定値Wthを含む範囲で入力設定値を切り替える場合は、IGBT7の導通制御をIGBT6に対して遅らせて停止させるので、共振コンデンサ12に充電されている電荷を、一方のIGBT7の導通制御(オンオフ)によるスイッチング動作によって、より速やかに放電・消費させることができ、制御状態の切替えに要する時間を短縮することができる。また、第1実施例では必要であった抵抗42を削除できるので、部品点数を削減することができる。
【0056】
図8及び図9は本発明の第3実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。電気的構成を示す図8において、第3実施例では、コンデンサ43及び抵抗44の直列回路が平滑コンデンサ3に並列に接続されており、その抵抗44にはダイオード4が逆並列接続されている。コンデンサ43の容量は、例えば、平滑コンデンサ3の容量の1/100程度に設定されている。
【0057】
これらのコンデンサ43,抵抗44及びダイオード45は、回生電流検出手段を構成している。コンデンサ43及び抵抗44の共通接続点は、回生電流検出部50を介して入力設定部41aの入力端子に接続されている。その他の構成は第1実施例と同様である。
【0058】
第3実施例では、負荷側から電源側に回生されて平滑コンデンサ3に流入する回生電流を、コンデンサ43及び抵抗44の直列回路に分流させるようになっている。そして、回生電流検出部45は、抵抗44の端子電圧を回生電流が流れるタイミングにおいて検出してA/D変換したものを、回生電流検出値Vinv として入力設定部41aに出力するようになっている。
【0059】
次に、第3実施例の作用について図9をも参照して説明する。図9は、入力設定値(横軸)を変化させた場合の、回生電流検出値Vinv (縦軸)の変化を示すものである。第1実施例において述べたように、入力設定値を所定値Wth付近まで低下させた領域でもスナバ回路18を動作させ続けると、スナバコンデンサ15に短絡電流が流れて回生電流が流れ難くなり、図9中実線で示すように、回生電流検出値Vinv は低下するようになる。
【0060】
従って、図9中一点鎖線で示すようにしきい値を設定する。そして、例えば、マイコン41をテストモードに切り替えて、以下のように機能テストを行う。例えば、制御信号Vs を出力させてIGBT16をオフするようにした上で、入力設定値を所定値Wth以下に設定する。この時の回生電流検出値Vinv がしきい値よりも大であれば、切替え制御機能或いはIGBT16は正常と判定することができ、回生電流検出値Vinv がしきい値よりも小であれば、切替え制御機能が異常か或いはIGBT16が短絡していると判定できる。
【0061】
また、IGBT16による切り離し制御を行わせた上で、入力設定値を所定値Wth以下に設定する。この時の回生電流検出値Vinv がしきい値よりも大であれば、切替え制御機能が異常か或いはIGBT16が開放或いは未実装であると判定できる。
【0062】
以上のように第3実施例によれば、マイコン41の入設定部41aは、入力設定値と回生電流値Vinv との関係に基づいて制御切替え機能及びIGBT16の機能テストを行うようにした。従って、例えば、製品出荷前の製造工程や、或いは、出荷後のサービスセンタなどにおいて、マイコン41をテストモードに切り替えてテストを行うようにして、IGBT6及び7におけるスイッチング損失の発生を確実に防止して、安全性を高めることができ、或いは、故障時のチェックを容易に行うことができる。
【0063】
図10乃至図12は本発明の第4実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。要部の電気的構成を示す図10において、第4実施例では、IGBT6のゲート抵抗値を、入力設定値に応じて切り替えるように構成されている。
【0064】
即ち、抵抗30及び31の共通接続点には、抵抗値10Ωの抵抗46の一端が接続されており、その抵抗46の他端は、フォトカプラ47の出力端子の一端に接続されている。フォトカプラ47の出力端子の他端は、フォトカプラ29の出力端子と抵抗30との共通接続点に接続されている。そして、フォトカプラ47の入力端子には、マイコン41から出力信号が与えられるようになっている。尚、抵抗46及びフォトカプラ47は抵抗値切替え手段を構成しており、その他は第1実施例と同様の構成である。
【0065】
次に、第4実施例の作用について図11及び図12をも参照して説明する。第1乃至第3実施例では、入力設定値が所定値Wth以下の小なる領域において、スナバコンデンサ15を介して短絡電流が流れることを防止することができたが、スナバコンデンサ15を共振回路14に接続する際にも短絡電流が流れるおそれがあるため、IGBT6のゲート抵抗値がターンオン時に大きくなるように、図14に示す従来構成のものと同様に設定されていた。
【0066】
即ち、入力設定値が所定値Wth以下の小なる領域では、IGBT6のターンオン時に短絡電流が発生することはないが、端子間電圧Vtr1 の立下がりは緩やかになっているため、その部分で発生するスイッチング損失が依然存在する。そこで、第4実施例においては、入力設定値が所定値Wth以下の小なる領域では、マイコン41がフォトカプラ47にハイレベルの信号を出力することによって、抵抗30に抵抗46を並列に接続するように制御する。
【0067】
すると、ターンオン時におけるゲート抵抗値は、160Ωから(150//10+10)Ωに切り替わるので、図1に示すように、ゲート電圧VG1の立上がりは、図5に比較してより急峻となり、それに応じて端子間電圧Vtr1 の立下がりも急峻となる。この結果、IGBT6のターンオン損失はより低減されて、図12に示すように、例えば第1実施例における図5と比較して、IGBT6の温度上昇もより抑制されることになる。
【0068】
以上のように第4実施例によれば、マイコン41は、入力設定値が所定値Wth以下になるとフォトカプラ47に切替え信号を出力して、IGBT6のゲート(制御入力端子)に直列に接続されている抵抗30に抵抗46を並列に接続してゲート抵抗値を切り替えるようにしたので、IGBT6のゲート抵抗値を減少させることによって、ターンオン時に生じるスイッチング損失を一層減少させることができる。
【0069】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
例えば、入力設定部41aは、使用者が、操作部25に設けられている調理(制御)プログラムを選択するキーのうち、例えば『にこみ』キー(低出力設定キー)がオン操作されると、最初は高入力で加熱を行い被調理物を沸騰させてその後は微弱入力加熱を連続的に行うような制御プログラムに応じて、自動的に通常制御−切り離し制御を切り替えるようにしても良い。また、高入力加熱を行っている途中で、『保温キー』がオン操作されると、その時点から微弱入力加熱を連続的に行うように制御を切り替えても良い。
或いは、トッププレート33に鍋34の温度を検出するための温度センサ(温度検出手段)を設けて、その温度センサが検出した温度が予め定めた値(所定温度)に達すると、その時点から微弱入力加熱を連続的に行うように制御を切り替えても良い。
【0070】
スナバコンデンサ15は、共振回路14に電気的に接続されていても、切り離し制御においては、共振回路14から実質的に切り離せば良い。例えば、非常に高い抵抗値の抵抗と電子的或いは機械的な常開型のスイッチとの直列回路を、IGBT16のコレクタ−エミッタ間に接続して、切り離し制御の間はスイッチを閉じて、スナバコンデンサ15が抵抗を介して直流母線5に接続されている状態にしても良い。
共振回路14は、IGBT6側に接続されていても良い。
スイッチング素子は、IGBTに限ることなく、パワートランジスタやパワーMOSFETであっても良い。
【0071】
【発明の効果】
本発明は以上説明した通りであるので、以下の効果を奏する。
請求項1記載の電磁調理器によれば、制御手段は、設定値が所定値以下になると、第3のスイッチング素子を遮断することによって、スナバコンデンサを、調理容器を誘導加熱するための共振回路から実質的に切り離す切り離し制御を行うので、その場合はスナバコンデンサの充電が行われなくなり、一方のスイッチング素子をオンした場合に、スナバコンデンサの充電容量不足による短絡電流が流れることはない。
【0072】
従って、設定値が所定値以下の状態で、加熱コイルに高周波電流を連続的に供給して微弱入力での連続加熱を行うことが可能となり、長時間の煮込み調理などの加熱制御を良好に行うことができる。そして、制御手段は、一方のスイッチング素子の通電後から所定時間経過後に第3のスイッチング素子を通電し、他方のスイッチング素子の遮断後から所定時間経過後に第3のスイッチング素子を遮断するので、一方のスイッチング素子のオン時に、スナバコンデンサに短絡電流が流れることを防止できる。
【0073】
請求項2記載の電磁調理器によれば、スナバ回路を、スナバコンデンサ及び第3のスイッチング素子を直列に接続して構成したので、切り離し制御を容易に行うことができる。
【0075】
請求項記載の電磁調理器によれば、制御手段は、所定値を含む範囲で設定値を切り替える場合は、第1及び第2のスイッチング素子に対する導通制御を一旦停止して、その間に切り離し制御と通常制御との移行を行うので、切り離し制御−通常制御間で移行する際に、第3のスイッチング素子に短絡電流が流れるのを防止することができる。
【0076】
請求項記載の電磁調理器によれば、共振コンデンサに対して並列に抵抗を接続したので、切り離し制御と通常制御との移行を行う間に、制御手段が第1及び第2のスイッチング素子に対する導通制御を一旦停止した場合でも、共振コンデンサに充電されている電荷を抵抗を介して速やかに放電させることができる。
【0077】
請求項記載の電磁調理器によれば、制御手段は、所定値を含む範囲で設定値を切り替える場合は、一方のスイッチング素子の導通制御を他方のスイッチング素子に対して遅らせて停止させるので、制御手段が第1及び第2のスイッチング素子に対する導通制御を一旦停止した場合でも、共振コンデンサに充電されている電荷を、一方のスイッチング素子の導通制御によるスイッチング動作によって、より速やかに放電させて、切替え制御に要する時間を短縮することができる。
【0078】
請求項記載の電磁調理器によれば、制御手段は、入力電力設定値を所定値以下に設定した状態で、第3のスイッチング素子をオンした場合の回生電流値と第3のスイッチング素子をオフした場合の回生電流値との関係に基づいて、第3のスイッチング素子の機能確認を行うので、第1及び第2のスイッチング素子におけるスイッチング損失の発生を確実に防止して、安全性を高めることができる。
【0079】
請求項記載の電磁調理器によれば、制御手段は、設定値が所定値以下になると、抵抗値切替え手段に切替え信号を出力して、他方のスイッチング素子の制御入力端子に直列に接続されている抵抗の抵抗値を減少させるように切り替えるので、設定値が所定値以下である場合は、他方のスイッチング素子のターンオン時に生じるスイッチング損失を減少させることができる。
【0080】
請求項記載の電磁調理器によれば、制御手段は、温度検出手段が検出する調理容器の加熱温度が所定温度以上になると設定値を所定値以下に切り替えるので、調理容器の加熱温度に応じて自動制御を行う加熱調理において請求項1乃至と同様の効果が得られる。
【0081】
請求項記載の電磁調理器によれば、制御手段は、低出力設定キーが操作されると、設定値を所定値以下に切り替えるので、使用者の低出力設定キーの操作に応じて自動制御を行う加熱調理において、請求項1乃至と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の電気的構成を示す機能ブロック図
【図2】入力設定値が所定値Wthを超えている領域での各部の信号波形を示す図
【図3】入力設定値が所定値Wth以下の領域での図2相当図
【図4】切り離し制御と通常制御との間を移行させる場合の制御状態を示す図
【図5】入力設定値(横軸)を変化させて鉄製の鍋を加熱した場合の、IGBTの温度変化(縦軸)を示す図
【図6】本発明の第2実施例を示す図1相当図
【図7】図4相当図
【図8】本発明の第3実施例を示す図1相当図
【図9】入力設定値(横軸)を変化させた場合の、回生電流検出値Vinv (縦軸)の変化を示す図
【図10】本発明の第4実施例における要部の電気的構成を示す図
【図11】ゲート信号の電圧波形を示す図
【図12】図5相当図
【図13】従来技術を示す図1相当図
【図14】IGBTのゲート駆動部の電気的構成を示す図
【図15】図11相当図
【図16】図2相当図
【図17】図3相当図
【符号の説明】
1は整流回路、2は商用交流電源、4及び5は正側及び負側直流母線、6及び7はIGBT(第1及び第2のスイッチング素子)、8はインバータ主回路、11は加熱コイル、12は共振コンデンサ、14は共振回路、15はスナバコンデンサ、16はIGBT(第3のスイッチング素子)、18はスナバ回路、22は電流トランス(入力電流検出手段)、41及び41′はマイクロコンピュータ(制御手段)、41aは入力設定部、41b及び41b′は加熱停止部、42は抵抗、43は抵抗(回生電流検出手段)、44はコンデンサ(回生電流検出手段)、45はダイオード(回生電流検出手段)、46は抵抗(抵抗値切替え手段)、47はフォトカプラ(抵抗値切替え手段)を示す。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic cooker for heating a cooking vessel by supplying a high-frequency current to a heating coil.
[0002]
[Prior art]
The electromagnetic cooker is safe and excellent in heat efficiency without using fire, and is becoming widespread as a cooking heater incorporated in a system kitchen or the like. A plurality of electromagnetic cookers are often incorporated in a system kitchen, and in order to prevent the generation of interference noise when the plurality of electromagnetic cookers are used at the same time, a half-heater that constantly controls heating at a constant frequency. A bridge-type inverter may be employed.
[0003]
FIG. 13 shows an electrical configuration of a half-bridge inverter used in a conventional electromagnetic cooker. In FIG. 13, an AC input terminal of a rectifier circuit 1 composed of a diode bridge is connected to a commercial AC power supply 2, and a DC output terminal is connected to both ends of a smoothing capacitor 3.
[0004]
Arms composed of positive and negative IGBTs 6 and 7 are connected to both ends of the smoothing capacitor 3 via DC buses 4 and 5, thereby forming a half-bridge type inverter main circuit 8. I have. Freewheeling diodes 9 and 10 are connected between the collector and the emitter of the IGBTs 6 and 7, respectively.
[0005]
One end of a heating coil 11 is connected to the output terminal 8a of the inverter main circuit 8, and a parallel circuit of a resonance capacitor 12 and a diode 13 is connected between the other end of the heating coil 11 and the DC bus 5. Have been. The heating coil 11 and the resonance capacitor 12 constitute a resonance circuit 14.
[0006]
Further, one end of a snubber capacitor 15 is connected to the output terminal 8a, and the other end of the snubber capacitor 15 is connected to the DC bus 5 via the collector-emitter of the IGBT16. The diode 17 is connected between the collector and the emitter of the IGBT 16. These constitute a so-called snubber circuit 18 and are provided to reduce switching loss when the IGBTs 6 and 7 are off.
[0007]
An oscillation signal of a predetermined frequency output from the oscillator 19 is given to a variable on-time setting unit 20 and a fixed on-time setting unit 21. A current transformer 22 is inserted on the AC input side of the rectifier circuit 1, and an output terminal of the current transformer 22 is connected to an input terminal of an input setting unit 24 a via an input current detection unit 23. The input current detection unit 23 performs A / D conversion on an input current value detected by the current transformer 22 and outputs the input current value to the input setting unit 24a as an input current detection value Vin.
[0008]
Although not specifically shown, the operation unit 25 includes a key for a user to select various automatic cooking menus (control programs), a key for setting a heating amount by an electric energy such as 1 KW, 2 KW, and the like. Is provided. The input setting unit 24a performs feedback control based on the input current detection value Vin given from the input current detection unit 23 so that the input current value corresponds to the setting of the electric energy in the operation unit 25, and the variable ON time A PWM signal is provided to the setting unit 20.
[0009]
The heating stop unit 24b outputs a heating stop command to the variable on-time setting unit 20 and the fixed on-time setting unit 21 when a predetermined condition is satisfied. The input setting unit 24a and the heating stop unit 24b show the functions of a microcomputer (hereinafter, referred to as a microcomputer) 24 in a block form.
[0010]
The output signal of the variable on-time setting unit 20 is supplied to first and third driving units 26 and 27, and the output signal of the fixed on-time setting unit 21 is supplied to the second and third driving units 28 and 27. I have. The output terminals of the first, second, and third drive units 26, 28, and 27 are connected to the gates of the IGBTs 6, 7, and 16, respectively.
[0011]
FIG. 14 shows a detailed electrical configuration of the first drive unit 26. In FIG. 14, the output signal of the variable on-time setting unit 20 is given to a photocoupler 29, and one output terminal of the photocoupler 29 is connected to the gate of the IGBT 6 via a series circuit of resistors 30 and 31. ing. A diode 32 is connected in anti-parallel to the resistor 30. Further, the other output terminal of the photocoupler 29 is connected to the emitter of the IGBT 6. The resistance values of the resistors 30 and 31 are set to, for example, about 150Ω and 10Ω.
[0012]
The operation of the electromagnetic cooker including the inverter configured as described above will be described below with reference to FIGS. The heating of the pot is performed by supplying a high-frequency current to the heating coil 11 by an inverter. FIG. 16 shows the signal waveform of each part in this case. As shown in FIGS. 16A and 16B, the IGBTs 6 and 7 are turned on and off alternately in a control cycle Tinv of the inverter of about 20 KHz, for example.
[0013]
The ON period Ton1 of the IGBT 6 changes based on the output signal given from the variable ON time setting unit 20, with Tinv / 2 as the upper limit. On the other hand, the ON period Ton2 of the IGBT 7 is fixed to approximately Tinv / 2 based on the output signal given from the fixed ON time setting unit 21. However, in order to prevent a short circuit between the IGBTs 6 and 7, a stop period TD is ensured for switching between the ON periods of both.
[0014]
In addition, the IGBT 16 of the snubber circuit 18 is controlled so as to reduce the switching loss when the IGBTs 6 and 7 are turned off, and to prevent the snubber capacitor 15 from being charged during a period from when the IGBT 6 is turned off to when the IGBT 7 is turned on.
[0015]
The control cycle consists of the following four cycles. FIG. 16D shows the waveform of the current IL flowing through the heating coil 11 at this time, and FIG. 16E shows the waveform of the collector-emitter voltage Vtr2 of the IGBT 7.
(1) IGBT6: ON / IGBT7: OFF
A current is supplied to the heating coil 11 and the resonance capacitor 12 is charged through the path of the smoothing capacitor 3, the IGBT 6, the heating coil 11, the resonance capacitor 12, and the smoothing capacitor 3 (see FIG. 16D, A).
(2) IGBT6: OFF / IGBT7: OFF
In the path of the heating coil 11, the resonance capacitor 12, the freewheel diode 10, and the heating coil 11, the resonance capacitor 12 is further charged by the delay current of the heating coil 11 (see FIGS. 16D and B).
[0016]
(3) IGBT6: OFF / IGBT7: ON
The resonance capacitor 12 is discharged through the path of the resonance capacitor 12, the heating coil 11, the IGBT 7, and the resonance capacitor 12 to flow a current in the opposite direction to the heating coil 11 (see FIGS. 16D and 16C). When the resonance capacitor 12 is completely discharged, the current flows through the diode 13 connected in parallel (see FIG. 16D, C ').
(4) IGBT6: OFF / IGBT7: OFF
In the path of the heating coil 11, the freewheel diode 9, the smoothing capacitor 3, the diode 13, and the heating coil 11, the delay current of the heating coil 11 is regenerated to the power supply side through the freewheel diode 9 (FIG. 16D, D).
[0017]
By repeating the above-mentioned cycle, a high-frequency current is supplied to the heating coil 11, and an eddy current is induced in the pot 34 (see FIG. 13) placed on the top plate 33 to perform heating cooking. . The input current control is performed by changing the on-period Ton1 of the IGBT 6, and if the on-period Ton1 is lengthened, the input current increases and the amount of heating of the pot 34 increases.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional electromagnetic cooker, if the ON period Ton1 of the IGBT 6 is shortened in order to perform weak input heating, the following problem occurs. FIG. 17 shows the signal waveform of each part at this time. That is, as shown in FIG. 17A, when the ON period Ton1 of the IGBT 6 becomes equal to or less than a certain time, the amount of current supplied to the heating coil 11 decreases (see FIG. 17D, A). In the periods C and C 'and the cycle (4), the snubber capacitor 15 cannot be fully charged until the voltage Vtr2 between the terminals of the IGBT 7 becomes equal to the DC power supply voltage. Therefore, in the cycle (4), the regenerative current does not flow and the snubber does not flow. The capacitor 15 will continue to be charged.
[0019]
Then, the IGBT 6 is turned on in the next cycle {circle around (1)} in that state, so that a short circuit occurs in the path of the DC bus 4, the IGBT 6, the snubber capacitor 15, the IGBT 16 and the DC bus 5 due to the potential difference between the DC power supply voltage and the voltage Vtr2. Electric current flows. Here, FIG. 17F shows a current waveform Itr1 flowing through the IGBT 6, and a short-circuit current flows at a point P shown in FIG. 17F.
[0020]
In order to suppress the occurrence of such a short-circuit current as much as possible, as shown in FIG. 14, the gate of the IGBT 6 is set so as to have a large gate resistance at turn-on through a series circuit of resistors 30 and 31 as shown in FIG. As shown in FIG. 15, the rise of the gate signal VG1 is made gentle to delay the timing at which the IGBT 6 is turned on.
[0021]
However, by making the rise of the gate signal VG1 gradual in this manner, the rise of the collector-emitter voltage of the IGBT 6 becomes gradual, so that a switching loss (turn-on loss) occurs when the IGBT 6 is turned on. The switching loss at the time of turn-on increases as the set input decreases, and if continuous heating is performed while the turn-on loss is large, the temperature of the IGBT 6 rises, leading to thermal destruction in the worst case.
[0022]
Therefore, in the conventional electromagnetic cooker, for example, in the case of performing weak input heating corresponding to cooking for a long period of cooking with low heat, a low input that does not cause a turn-on loss of the IGBT 6 is set to the lower limit. For example, periodic heating such as heating for 3 seconds and then stopping for 3 seconds had to be performed.
[0023]
In such a heating method, there have been problems such as a sudden boiling state when the amount of the object to be cooked is small, and the object to be cooked when the stewed cooking is performed.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic cooker capable of performing continuous heating with a weak input in a state where switching loss can be reduced.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the electromagnetic cooker according to claim 1 rectifies an AC power supply to generate a DC power supply,
Positive and negative DC buses to which DC power generated by the rectifier circuit is supplied;
First and second switching elements connected in series between the positive and negative DC buses;
A resonance circuit connected between both terminals of any one of the first and second switching elements, the resonance circuit including a heating coil and a resonance capacitor for inductively heating the cooking container;
A snubber circuit connected between both terminals of the one switching element and configured by a series circuit of a snubber capacitor and a third switching element;
Input powerA control signal is output to the first, second, and third switching elements according to a set value to perform conduction control.Input powerThe setting value isRespond to weak inputControl means for performing disconnection control for substantially disconnecting the snubber capacitor from the resonance circuit by shutting off the third switching element when the value is equal to or less than a predetermined value.,
The control means controls the third switching element to be energized after a lapse of a predetermined time after the energization of one of the switching elements, and to shut off the third switching element after a lapse of a predetermined time after the interruption of the other switching element. OutputIt is characterized by that.
[0025]
With this configuration, the control unit substantially disconnects the snubber capacitor from the resonance circuit when the set value is equal to or less than the predetermined value.In this case, the snubber capacitor is not charged and the other switching element is turned on. In this case, no short-circuit current flows due to insufficient charging capacity of the snubber capacitor. Therefore, even when the set value is equal to or less than the predetermined value, the high-frequency current can be continuously supplied to the heating coil in a state where the switching loss in the other switching element can be reduced, and the continuous heating can be performed with a weak input. it can.Then, when one of the switching elements is turned on, a short-circuit current can be prevented from flowing through the snubber capacitor.
[0026]
In this case, as described in claim 2, the snubber circuit may be configured by connecting the snubber capacitor and the third switching element in series. With such a configuration, disconnection control can be easily performed. .
[0028]
Claim3As described in, the control means,When shifting between normal control and disconnection control,The configuration may be such that the conduction control for the first and second switching elements is temporarily stopped, and during that time, the transition between the disconnection control and the normal control is performed. According to this configuration, when transitioning between the disconnection control and the normal control, the conduction control of the first and second switching elements is stopped, thereby preventing a short-circuit current from flowing to the third switching element. can do.
[0029]
Claim4As described above, it is preferable to connect a resistor in parallel with the resonance capacitor. With such a configuration, the control unit controls the first and second switches while performing the transition between the disconnection control and the normal control for turning on and off the third switching element in accordance with the conduction control of the first and second switching elements. Even when the conduction control for the switching element is temporarily stopped, the charge charged in the resonance capacitor can be quickly discharged through the resistor.
[0030]
Claim5As described in, the control means,When shifting between normal control and disconnection control,It is preferable that the conduction control of one switching element is stopped with a delay with respect to the other switching element. With such a configuration, the claims4Similarly to the above, even when the control means temporarily stops the conduction control for the first and second switching elements, the charge charged in the resonance capacitor is changed by the switching operation by the conduction control (on / off) of one of the switching elements. Discharge can be performed more quickly.
[0031]
Claim6As described in the above, input current detection means for detecting the input current value,
Regenerative current detection means for detecting a regenerative current value,
Control means,In a state where the input power set value is set to a predetermined value or less, a regenerative current value when the third switching element is turned on and a regenerative current value when the third switching element is turned offThe function of the third switching element may be checked based on the relationship with the regenerative current value.
With such a configuration, the function of the third switching element can be confirmed by the control means, so that the occurrence of switching loss in the first and second switching elements is reliably prevented, and safety is improved. Can be.
[0032]
With such a configuration, the function of the third switching element can be confirmed by the control means, so that the occurrence of switching loss in the first and second switching elements is reliably prevented, and safety is improved. Can be.
[0033]
Claim7As described in the above, comprising a resistance value switching means configured to switch the resistance value of the resistor connected in series to the control input terminal of the other switching element, the control means,Input powerThe setting value isRespond to weak inputWhen the value falls below a predetermined value, a switching signal is output to the resistance value switching means.Decrease the resistance valueIt is good also as a structure which carries out. With such a configuration,Input powerThe setting value isSaidIf the value is equal to or less than the predetermined value, the switching loss caused when the other switching element is turned on can be reduced by reducing the resistance value of the resistor connected in series to the control input terminal of the other switching element.
[0034]
In this case, the claim8As described in the above, it is provided with temperature detecting means for detecting the heating temperature of the cooking vessel, the control means, when the heating temperature of the cooking vessel detected by the temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined temperature, the set value is equal to or less than a predetermined value It is good also as a structure switched to. With such a configuration, in the heating and cooking that performs automatic control according to the heating temperature of the cooking container, claims 1 to7The same operation and effect as described above can be obtained.
[0035]
Claims9As described in above, a low output setting key for setting a low output may be provided, and the control unit may be configured to switch the setting value to a predetermined value or less when the low output setting key is operated. With such a configuration, in the heating cooking that performs automatic control in accordance with the operation of the low output setting key by the user, claims 1 to7The same operation and effect as described above can be obtained.
[0036]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same parts as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and only different parts will be described below. FIG. 1 shows an electrical configuration. In the present embodiment, a microcomputer (control means) 41 having an input setting unit 41a and a heating stop unit 41b is arranged instead of the microcomputer 24 shown in FIG. The input setting unit 41a directly supplies the control signal VS to the third drive circuit 27.
[0037]
Further, a resistor 42 is connected in parallel with the resonance capacitor 12 and the diode 13. The resistance value of the resistor 42 is set to a value sufficiently larger than the impedance of the resonance capacitor 12 when the inverter main circuit 8 is operating. Other configurations are the same as those shown in FIG.
[0038]
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS.IGBT16IGBT7 (second switching) as shown in FIG.element) Is turned on after a lapse of a predetermined time Tα after being turned on, and the IGBT 6 (first switching) is turned on.element) Is turned off after a lapse of a predetermined time Tα after turning off.
[0039]
Thereby, when the IGBTs 6 and 7 shift from the on-state to the off-state, the voltage change between the collector and the emitter is moderated to prevent the occurrence of switching loss, and a short-circuit current flows through the snubber capacitor 15 when the IGBT 7 is turned on. It also prevents that. Here, the fixed time Tα is set such that a voltage change at the time of turning off the IGBTs 6 and 7 converges within the time, regardless of any load or setting input within an appropriate range.
[0040]
When the input set value (set by the power amount “W”) set by the user from the operation unit 25 is set to be equal to or smaller than the predetermined value Wth, the input setting unit 41a switches the IGBT 16 (third switching element). Is always turned off (cut off), so that the snubber capacitor 15 is controlled to be disconnected from the resonance circuit 14. As an example, when the maximum rating of the electromagnetic cooker is 3 KW, the predetermined value Wth is set to about 500 W.
[0041]
FIG. 3 is a diagram illustrating signal waveforms of the respective units when the input set value is set to a predetermined value Wth or less. That is, in this case, since the IGBT 16 is always turned off by the heating stop unit 41b as shown in FIG. 3C, the snubber capacitor 15 is not charged and is substantially separated from the resonance circuit 14. It is in.
[0042]
Therefore, even when the input current value is small, the snubber capacitor 15 is not charged, so that the regenerative current flows reliably in the above-mentioned control cycle (4), and the IGBT 6 is turned on in the next cycle (1). Even when turned on, no short-circuit current flows (see FIG. 3 (f)).
[0043]
That is, the snubber capacitor 15 is provided to reduce the turn-off loss of the IGBTs 6 and 7 when the input current value is large. When the input current value is small, the current flowing through the IGBTs 6 and 7 during the switching operation is small. Even without the capacitor 15, the turn-off loss is small. Therefore, in this case, there is no problem even if the snubber capacitor 15 is separated from the resonance circuit 14.
[0044]
FIG. 4 shows a control state in which a transition is made between the above-described disconnection control and the normal control for making the snubber capacitor 15 function according to the setting of the input current value, by controlling the inter-terminal voltage Vtr2 (a) of the IGBT 7 with the control. Signal Vs (b). In FIG. 4, when the setting of the input current value is switched from a value exceeding the predetermined value Wth (Hi, see FIG. 5) to a value less than the predetermined value Wth (Lo, see FIG. 5), that is, from normal control to disconnection control When shifting, the input setting unit 41a first supplies a control signal to the heating stop unit 41b to stop the conduction control of the IGBTs 6 and 7 (see FIG. 4A, time point A).
[0045]
Then, the electric charge remaining in the resonance capacitor 12 is discharged via the resistor 42, so that the voltage Vtr2 gradually decreases from the DC power supply voltage and becomes approximately 0 V after the lapse of the estimated time Ta (FIG. 4A, (See time point B). Further, after the waiting voltage Vtr2 becomes 0 V surely for the allowance time Tb, the input setting unit 41a outputs the control signal Vs to the third driving unit 27, thereby always turning off the IGBT 16 and performing disconnection control (FIG. 4 (b), time point C). Next, after waiting for the control system switching wait time Tc to elapse, continuous heating with a weak input (500 W or less) is started (see FIG. 4A, time point D).
[0046]
Also, when returning to the normal control from the state in which the disconnection control is being performed, the switching is performed similarly. That is, the input setting unit 41a gives a control signal to the heating stop unit 41b to stop the conduction control of the IGBTs 6 and 7 (see time point E in FIG. 4A), and the remaining of the resonance capacitor 12 during the estimated time Ta. Wait for discharge of the electric charge (see FIG. 4A, time point F).
[0047]
Further, after waiting for the margin time Tb, the input setting unit 41a stops outputting the control signal Vs to the third driving unit 27, and returns the IGBT 16 to the normal control normal state (see FIG. 4B, time point G). . Then, after waiting for elapse of the control system switching wait time Tc, continuous heating with an input current value exceeding 500 W is started (see FIG. 4A, time point H).
[0048]
FIG. 5 is a measurement example performed by the inventor of the present invention, and shows a temperature change (vertical axis) of the IGBT 6 when the iron pot 34 is heated while changing the input set value (horizontal axis). Although the temperature of the IGBT 6 also decreases in accordance with the decrease in the input set value, when the IGBT 16 is continuously controlled as usual, as shown by the solid line in FIG. 5, when the input power amount falls below the predetermined value Wth, the temperature of the IGBT 6 decreases. Rises sharply. On the other hand, when the disconnection control is performed in the area where the predetermined value is equal to or less than the predetermined value Wth, the temperature of the IGBT 6 decreases as the input set value decreases, as indicated by the broken line in FIG.
[0049]
As described above, according to the present embodiment, when the input setting value becomes equal to or less than the predetermined value Wth, the input setting unit 41a performs the disconnection control for disconnecting the snubber capacitor 15 from the resonance circuit 14 by shutting off the IGBT 16. . Accordingly, the snubber capacitor 15 is no longer charged, and when the IGBT 6 is turned on, a short-circuit current does not flow due to insufficient charging capacity of the snubber capacitor 15, and a high-frequency current is supplied to the heating coil 11 with the set value being equal to or less than Wth. Can be supplied continuously. Thus, since the continuous heating by the weak input can be performed while the switching loss of the IGBT 6 is suppressed, unlike the conventional method, for example, the cooked food may be scorched or boiled for a long time such as stew cooking. Can be performed without any problems.
[0050]
Further, according to the present embodiment, the input setting unit 41a outputs the control signal so that the IGBT 16 is turned on after a predetermined time has elapsed since the IGBT 7 was turned on, and the IGBT 16 is turned off after the predetermined time has elapsed since the IGBT 6 was turned off. Therefore, the switching loss of the IGBTs 6 and 7 can be suppressed, and the short circuit current can be prevented from flowing through the snubber capacitor 15 when the IGBT 7 is turned on.
[0051]
Further, according to the present embodiment, when the resistor 42 is connected in parallel to the resonance capacitor 12 and the input setting unit 41a switches the set value in a range including the predetermined value Wth, the input control unit 41a controls the IGBTs 6 and 7 to conduct. Since the control is temporarily stopped and the transition between the disconnection control and the normal control is performed during that time, it is possible to prevent a short-circuit current from flowing through the IGBT 16 when transitioning between the disconnection control and the normal control. Even if the conduction control of the resonance capacitor 12 is stopped, the electric charge charged in the resonance capacitor 12 can be quickly discharged via the resistor 42.
[0052]
FIGS. 6 and 7 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the different parts will be described below. In FIG. 6 showing the electrical configuration, in the second embodiment, the resistor 42 is removed, and the microcomputer 41 is replaced by a microcomputer (control means) 41 '. The microcomputer 41 'is obtained by replacing the heating stop section 41b of the microcomputer 41 with a heating stop section 41b'. Other configurations are the same as in the first embodiment.
[0053]
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in the control state in which a transition is made between the disconnection control and the normal control according to the setting of the input current value. That is, as shown in FIG. 7, when shifting from the normal control to the disconnection control, the input setting unit 41a first supplies a control signal to the heating stop unit 41b 'to stop the conduction control of only the IGBT 6, and the IGBT 7 Is stopped after continuing for the time Ta '(see FIG. 7A, time point A).
[0054]
Then, the charge remaining in the resonance capacitor 12 is discharged and consumed within a very short time (for example, about three or four cycles) by the switching operation of the IGBT 7 having a frequency of 21.5 KHz. After that, as in the first embodiment, the input setting unit 41a outputs the control signal Vs to the heating stop unit 41b after waiting for the lapse of the margin time Tb (see FIG. 7A, time point B). (See FIG. 7 (b), time point C), wait for the elapse of the switching waiting time Tc, and start continuous heating with a weak input (500 W or less) (see FIG. 7 (a), time point D). Also, when returning to the normal control from the state in which the disconnection control is being performed, the switching is performed similarly.
[0055]
As described above, according to the second embodiment, when switching the input set value within the range including the predetermined value Wth, the heating stop unit 41b 'stops the conduction control of the IGBT 7 with a delay with respect to the IGBT 6, so that the resonance is stopped. The charge charged in the capacitor 12 can be discharged and consumed more quickly by the switching operation by the conduction control (on / off) of the one IGBT 7, and the time required for switching the control state can be reduced. Further, since the resistor 42 required in the first embodiment can be eliminated, the number of parts can be reduced.
[0056]
8 and 9 show a third embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different parts will be described below. 8, in the third embodiment, in the third embodiment, a series circuit of a capacitor 43 and a resistor 44 is connected in parallel to the smoothing capacitor 3, and the resistor 44 has a diode 45Are connected in anti-parallel. The capacity of the capacitor 43 is set to, for example, about 1/100 of the capacity of the smoothing capacitor 3.
[0057]
The capacitor 43, the resistor 44, and the diode 45 constitute a regenerative current detecting unit. A common connection point of the capacitor 43 and the resistor 44 is a regenerative current detection unit.50Is connected to the input terminal of the input setting unit 41a via the. Other configurations are the same as in the first embodiment.
[0058]
In the third embodiment, a regenerative current regenerated from the load side to the power supply side and flowing into the smoothing capacitor 3 is divided into a series circuit of the capacitor 43 and the resistor 44. Then, the regenerative current detection unit 45 detects the terminal voltage of the resistor 44 at the timing when the regenerative current flows and performs A / D conversion, and outputs the result to the input setting unit 41a as a regenerative current detection value Vinv. .
[0059]
Next, the operation of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows a change in the regenerative current detection value Vinv (vertical axis) when the input set value (horizontal axis) is changed. As described in the first embodiment, if the snubber circuit 18 is continuously operated even in the region where the input set value is reduced to around the predetermined value Wth, the short-circuit current flows through the snubber capacitor 15 and the regenerative current hardly flows. As shown by the solid line in FIG. 9, the regenerative current detection value Vinv decreases.
[0060]
Therefore, the threshold value is set as shown by the one-dot chain line in FIG. Then, for example, the microcomputer 41 is switched to the test mode, and the function test is performed as follows. For example, the control signal Vs is output to turn off the IGBT 16, and then the input set value is set to a predetermined value Wth or less. The regenerative current detection value Vinv at this time isThresholdIf the regenerative current detection value Vinv is smaller than the threshold value, the switching control function or the IGBT 16 may be determined to be normal. Can be determined.
[0061]
Further, after the IGBT 16 performs the disconnection control, the input set value is set to a predetermined value Wth or less. If the regenerative current detection value Vinv at this time is larger than the threshold value, it can be determined that the switching control function is abnormal or that the IGBT 16 is open or not mounted.
[0062]
As described above, according to the third embodiment, the input of the microcomputer 41PowerThe setting unit 41a performs the control switching function and the function test of the IGBT 16 based on the relationship between the input set value and the regenerative current value Vinv. Therefore, for example, in the manufacturing process before product shipment, or in the service center after shipment, the microcomputer 41 is switched to the test mode to perform the test, thereby reliably preventing the occurrence of switching loss in the IGBTs 6 and 7. As a result, safety can be enhanced, or a check at the time of failure can be easily performed.
[0063]
FIGS. 10 to 12 show a fourth embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Hereinafter, only different parts will be described. In FIG. 10 showing the electrical configuration of the main part, in the fourth embodiment, the gate resistance value of the IGBT 6 is configured to be switched according to the input set value.
[0064]
That is, one end of a resistor 46 having a resistance value of 10Ω is connected to a common connection point of the resistors 30 and 31, and the other end of the resistor 46 is connected to one end of an output terminal of a photocoupler 47. The other end of the output terminal of the photocoupler 47 is connected to a common connection point between the output terminal of the photocoupler 29 and the resistor 30. An output signal is supplied from the microcomputer 41 to an input terminal of the photocoupler 47. Note that the resistor 46 and the photocoupler 47 constitute resistance value switching means, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.
[0065]
Next, the operation of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In the first to third embodiments, the short-circuit current can be prevented from flowing through the snubber capacitor 15 in the region where the input set value is smaller than the predetermined value Wth. Since the short-circuit current may flow when the IGBT 6 is connected to the IGBT 6, the gate resistance of the IGBT 6 is set to be large at the time of turn-on, similarly to the conventional configuration shown in FIG.
[0066]
That is, in an area where the input set value is smaller than or equal to the predetermined value Wth, a short-circuit current does not occur when the IGBT 6 is turned on. However, since the terminal voltage Vtr1 falls slowly, it occurs in that part. Switching losses still exist. Therefore, in the fourth embodiment, in a region where the input set value is smaller than the predetermined value Wth, the microcomputer 41 outputs a high-level signal to the photocoupler 47 to connect the resistor 46 to the resistor 30 in parallel. Control.
[0067]
Then, the gate resistance value at the time of turn-on is switched from 160Ω to (150/10 + 10) Ω.1As shown in the figure, the rise of the gate voltage VG115, the fall of the inter-terminal voltage Vtr1 becomes steep. As a result, the turn-on loss of the IGBT 6 is further reduced, and as shown in FIG. 12, for example, as compared with FIG. 5 in the first embodiment, the temperature rise of the IGBT 6 is further suppressed.
[0068]
As described above, according to the fourth embodiment, the microcomputer 41 outputs a switching signal to the photocoupler 47 when the input set value becomes equal to or less than the predetermined value Wth, and is connected in series to the gate (control input terminal) of the IGBT 6. Since the resistor 46 is connected in parallel with the resistor 30 to switch the gate resistance value, by reducing the gate resistance value of the IGBT 6, the switching loss that occurs at the time of turn-on can be further reduced.
[0069]
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and the following modifications or extensions are possible.
For example, the input setting unit 41a is configured such that, for example, among the keys for selecting a cooking (control) program provided on the operation unit 25, the “dent” key (low output setting key) is turned on by the user. Alternatively, the normal control and the disconnection control may be automatically switched in accordance with a control program in which heating is first performed at a high input to boil the object to be cooked, and thereafter heating at a low input is continuously performed. Further, when the "heat keeping key" is turned on during the high input heating, the control may be switched so that the weak input heating is continuously performed from that point.
Alternatively, a temperature sensor (temperature detecting means) for detecting the temperature of the pot 34 is provided on the top plate 33, and when the temperature detected by the temperature sensor reaches a predetermined value (predetermined temperature), the temperature is slightly reduced from that point. The control may be switched so that input heating is performed continuously.
[0070]
Even if the snubber capacitor 15 is electrically connected to the resonance circuit 14, it may be substantially separated from the resonance circuit 14 in the separation control. For example, a series circuit of a resistor having a very high resistance value and an electronic or mechanical normally open switch is connected between the collector and the emitter of the IGBT 16, the switch is closed during the disconnection control, and the snubber capacitor is connected. 15 may be connected to the DC bus 5 via a resistor.
The resonance circuit 14 may be connected to the IGBT 6 side.
The switching element is not limited to the IGBT, but may be a power transistor or a power MOSFET.
[0071]
【The invention's effect】
Since the present invention is as described above, the following effects are obtained.
According to the electromagnetic cooker according to the first aspect, when the set value becomes equal to or less than the predetermined value, the control circuit cuts off the third switching element, so that the snubber capacitor inductively heats the cooking vessel with the snubber capacitor. In this case, the snubber capacitor is not charged, and when one of the switching elements is turned on, a short-circuit current does not flow due to the shortage of the charging capacity of the snubber capacitor.
[0072]
Therefore, in a state where the set value is equal to or less than the predetermined value, it is possible to continuously supply a high-frequency current to the heating coil and perform continuous heating with a weak input, thereby performing good heating control such as cooking for a long time. be able to.Then, the control means energizes the third switching element after a lapse of a predetermined time after the energization of one of the switching elements, and shuts off the third switching element after a lapse of a predetermined time after the interruption of the other switching element. When the switching element is turned on, short-circuit current can be prevented from flowing through the snubber capacitor.
[0073]
According to the electromagnetic cooker of the second aspect, since the snubber circuit is configured by connecting the snubber capacitor and the third switching element in series, disconnection control can be easily performed.
[0075]
Claim3According to the electromagnetic cooker described above, when switching the set value within the range including the predetermined value, the control unit temporarily stops the conduction control for the first and second switching elements, during which the disconnection control and the normal control are performed. Therefore, it is possible to prevent a short-circuit current from flowing through the third switching element when performing the transition between the disconnection control and the normal control.
[0076]
Claim4According to the electromagnetic cooker described above, since the resistor is connected in parallel to the resonance capacitor, the control unit controls the conduction of the first and second switching elements during the transition between the disconnection control and the normal control. Even if the operation is temporarily stopped, the electric charge charged in the resonance capacitor can be quickly discharged via the resistor.
[0077]
Claim5According to the electromagnetic cooker described above, when the control unit switches the set value in a range including the predetermined value, the control unit stops the conduction control of one switching element with a delay with respect to the other switching element. Even when the conduction control for the first and second switching elements is temporarily stopped, the charge charged in the resonance capacitor is discharged more quickly by the switching operation by the conduction control of one of the switching elements, and the switching control is performed. The time required can be reduced.
[0078]
Claim6According to the described electromagnetic cooker, the control means includes:In a state where the input power set value is set to a predetermined value or less, a regenerative current value when the third switching element is turned on and a regenerative current value when the third switching element is turned offSince the function of the third switching element is checked based on the relationship with the regenerative current value, it is possible to reliably prevent the occurrence of switching loss in the first and second switching elements and to enhance safety.
[0079]
Claim7According to the electromagnetic cooker described above, when the set value becomes equal to or less than the predetermined value, the control unit outputs a switching signal to the resistance value switching unit, and the resistance connected in series to the control input terminal of the other switching element. The resistance ofTo decreaseSince the switching is performed, when the set value is equal to or less than the predetermined value, it is possible to reduce the switching loss that occurs when the other switching element is turned on.
[0080]
Claim8According to the electromagnetic cooker described above, the control unit switches the set value to a predetermined value or less when the heating temperature of the cooking container detected by the temperature detection unit is equal to or higher than the predetermined temperature, and thus automatically controls according to the heating temperature of the cooking container. Claims 1 to 3 in the heating cooking for performing7The same effect can be obtained.
[0081]
Claim9According to the electromagnetic cooker described above, when the low output setting key is operated, the control unit switches the set value to a predetermined value or less, so that the heating unit performs automatic control according to the operation of the low output setting key by the user. In cooking, claims 1 to7The same operation and effect as described above can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an electrical configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a signal waveform of each unit in a region where an input set value exceeds a predetermined value Wth.
FIG. 3 is a diagram corresponding to FIG. 2 in an area where an input set value is equal to or less than a predetermined value Wth.
FIG. 4 is a diagram showing a control state when a transition is made between disconnection control and normal control.
FIG. 5 is a diagram showing a temperature change (vertical axis) of the IGBT when an iron pot is heated by changing an input set value (horizontal axis).
FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 1, showing a second embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 4;
FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 1, showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a change in a regenerative current detection value Vinv (vertical axis) when an input set value (horizontal axis) is changed.
FIG. 10 is a diagram showing an electrical configuration of a main part according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a voltage waveform of a gate signal.
FIG. 12 is a diagram corresponding to FIG. 5;
FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a conventional technique.
FIG. 14 is a diagram showing an electrical configuration of a gate drive unit of the IGBT.
FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 11;
FIG. 16 is a diagram corresponding to FIG. 2;
FIG. 17 is a diagram corresponding to FIG. 3;
[Explanation of symbols]
1 is a rectifier circuit, 2 is a commercial AC power supply, 4 and 5 are positive and negative DC buses, 6 and 7 are IGBTs (first and second switchingelement), 8 is an inverter main circuit, 11 is a heating coil, 12 is a resonance capacitor, 14 is a resonance circuit, 15 is a snubber capacitor, 16 is an IGBT (third switching element), 18 is a snubber circuit, and 22 is a current transformer (input). Current detecting means), 41 and 41 'are microcomputers (control means), 41a is an input setting section, 41b and 41b' are heating stop sections, 42 is a resistor, 43 is a resistor (regeneration current detecting means), and 44 is a capacitor ( Regenerative current detecting means), 45 is a diode (regenerating current detecting means), 46 is a resistor (resistance switching means), and 47 is a photocoupler (resistance switching means).

Claims (9)

交流電源を整流して直流電源を生成する整流回路と、
この整流回路によって生成される直流電源が供給される正側及び負側直流母線と、
この正側及び負側直流母線間に直列に接続される第1及び第2のスイッチング素子と、
これら第1及び第2のスイッチング素子の何れか一方の両端子間に接続され、調理容器を誘導加熱するための加熱コイル及び共振コンデンサで構成される共振回路と、
前記一方のスイッチング素子の両端子間に接続され、スナバコンデンサ及び第3のスイッチング素子で構成されるスナバ回路と、
入力電力設定値に応じて前記第1,第2及び第3のスイッチング素子に制御信号を出力して導通制御を行うと共に、前記入力電力設定値が微弱入力に対応する所定値以下である場合は、前記第3のスイッチング素子を遮断することにより前記スナバコンデンサを前記共振回路から実質的に切り離す切り離し制御を行う制御手段とを備え
前記制御手段は、一方のスイッチング素子の通電後から所定時間経過後に第3のスイッチング素子を通電し、他方のスイッチング素子の遮断後から所定時間経過後に第3のスイッチング素子を遮断するように制御信号を出力することを特徴とする電磁調理器。
A rectifier circuit that rectifies an AC power supply to generate a DC power supply;
Positive and negative DC buses to which DC power generated by the rectifier circuit is supplied;
First and second switching elements connected in series between the positive and negative DC buses;
A resonance circuit connected between both terminals of any one of the first and second switching elements, the resonance circuit including a heating coil and a resonance capacitor for inductively heating the cooking container;
A snubber circuit connected between both terminals of the one switching element and configured by a snubber capacitor and a third switching element;
When a control signal is output to the first, second, and third switching elements in accordance with the input power set value to perform conduction control, and when the input power set value is equal to or less than a predetermined value corresponding to a weak input, Control means for performing disconnection control for substantially disconnecting the snubber capacitor from the resonance circuit by shutting off the third switching element ,
The control means controls the third switching element to be energized after a lapse of a predetermined time after the energization of one of the switching elements, and to shut off the third switching element after a lapse of a predetermined time after the interruption of the other switching element. induction cooker, wherein also be output from the.
スナバ回路は、スナバコンデンサ及び第3のスイッチング素子を直列に接続して構成されていることを特徴とする請求項1記載の電磁調理器。The electromagnetic cooker according to claim 1, wherein the snubber circuit is configured by connecting a snubber capacitor and a third switching element in series. 制御手段は、通常制御と切り離し制御との間を移行させる場合は、第1及び第2のスイッチング素子に対する導通制御を一旦停止して、その間に切り離し制御と通常制御との移行を行うことを特徴とする請求項1または2記載の電磁調理器。When transitioning between the normal control and the disconnection control , the control means temporarily stops the conduction control for the first and second switching elements, and performs the transition between the disconnection control and the normal control during that time. The electromagnetic cooker according to claim 1 or 2, wherein 共振コンデンサに対して並列に抵抗を接続したことを特徴とする請求項3記載の電磁調理器。The electromagnetic cooker according to claim 3, wherein a resistor is connected in parallel with the resonance capacitor . 制御手段は、通常制御と切り離し制御との間を移行させる場合は、一方のスイッチング素子の導通制御を他方のスイッチング素子に対して遅らせて停止させることを特徴とする請求項3又は4記載の電磁調理器。 5. The electromagnetic device according to claim 3, wherein the control unit delays the conduction control of one of the switching elements with respect to the other switching element and stops the control when switching between the normal control and the disconnection control. Cooking device. 入力電流値を検出する入力電流検出手段と
回生電流値を検出する回生電流検出手段とを備え、
制御手段は、入力電力設定値を所定値以下に設定した状態で、第3のスイッチング素子をオンした場合の回生電流値と第3のスイッチング素子をオフした場合の回生電流値との関係に基づいて、第3のスイッチング素子の機能確認を行うことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の電磁調理器。
Input current detecting means for detecting an input current value;
Regenerative current detection means for detecting a regenerative current value,
The control means, based on the relationship between the regenerative current value when the third switching element is turned on and the regenerative current value when the third switching element is turned off, with the input power set value set to a predetermined value or less. The electromagnetic cooker according to any one of claims 1 to 5, wherein the function of the third switching element is checked .
他方のスイッチング素子の制御入力端子に直列に接続されている抵抗の抵抗値を切り替えるように構成された抵抗値切替え手段を備え、
制御手段は、入力電力設定値が微弱入力に対応する所定値以下になると前記抵抗値切替え手段に切替え信号を出力して前記抵抗値を減少させることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の電磁調理器。
A resistance value switching unit configured to switch a resistance value of a resistor connected in series to a control input terminal of the other switching element,
The control means outputs a switching signal to the resistance value switching means to reduce the resistance value when the input power set value becomes equal to or less than a predetermined value corresponding to the weak input . An electromagnetic cooker according to claim 1.
調理容器の加熱温度を検出する温度検出手段を備え、
制御手段は、前記温度検出手段が検出する前記調理容器の加熱温度が所定温度以上になると、入力電力設定値を微弱入力に対応する所定値以下に切り替えることを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の電磁調理器。
It has a temperature detecting means for detecting a heating temperature of the cooking vessel,
Control means, the heating temperature of the cooking container in which the temperature detecting means detects becomes equal to or higher than a predetermined temperature, according to claim 1, wherein the switching Rukoto below a predetermined value corresponding to the weak input the input power set value An electromagnetic cooker according to any one of the above.
低出力を設定するための低出力設定キーを備え、
制御手段は、前記低出力設定キーが操作されると、入力電力設定値を微弱入力に対応する所定値以下に切り替えることを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の電磁調理器。
Equipped with a low output setting key for setting low output,
The electromagnetic cooker according to any one of claims 1 to 8, wherein the control means switches the input power set value to a predetermined value or less corresponding to a weak input when the low output setting key is operated .
JP24719597A 1997-09-11 1997-09-11 Electromagnetic cooker Expired - Lifetime JP3604538B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24719597A JP3604538B2 (en) 1997-09-11 1997-09-11 Electromagnetic cooker
TW087107135A TW410259B (en) 1997-09-11 1998-05-08 Electromagnetic cooker
KR1019980027046A KR100302205B1 (en) 1997-09-11 1998-07-01 Electromagnetic cooker
CNB981188680A CN1135684C (en) 1997-09-11 1998-09-04 Induction cooker
FR9811330A FR2768291B1 (en) 1997-09-11 1998-09-11 ELECTROMAGNETIC COOKING APPARATUS
DE19841759A DE19841759C2 (en) 1997-09-11 1998-09-11 Electromagnetic cooking device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24719597A JP3604538B2 (en) 1997-09-11 1997-09-11 Electromagnetic cooker

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1187042A JPH1187042A (en) 1999-03-30
JP3604538B2 true JP3604538B2 (en) 2004-12-22

Family

ID=17159869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24719597A Expired - Lifetime JP3604538B2 (en) 1997-09-11 1997-09-11 Electromagnetic cooker

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP3604538B2 (en)
KR (1) KR100302205B1 (en)
CN (1) CN1135684C (en)
DE (1) DE19841759C2 (en)
FR (1) FR2768291B1 (en)
TW (1) TW410259B (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105377090A (en) * 2012-03-08 2016-03-02 松下电器产业株式会社 Rice cooker
EP4391722A4 (en) * 2021-08-17 2025-11-19 Lg Electronics Inc INDUCTION HOB

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5068695B2 (en) * 2008-05-27 2012-11-07 新日本製鐵株式会社 Induction heating method and induction heating apparatus
CN102403908A (en) * 2010-09-17 2012-04-04 天网电子股份有限公司 Series resonant converter capable of reducing rated voltage and rated current of power switch
DE102012204255A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-19 Siemens Aktiengesellschaft DC converter
JP5469228B1 (en) 2012-10-22 2014-04-16 三菱電機株式会社 Switch element driving device
CN106136844B (en) * 2015-04-07 2018-07-17 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 Cooking apparatus and electric heater unit for cooking apparatus
CN106136843B (en) * 2015-04-07 2018-09-11 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 Cooking apparatus and electric heater unit for cooking apparatus
WO2017094488A1 (en) * 2015-12-04 2017-06-08 株式会社村田製作所 Power conversion device
KR102040219B1 (en) * 2018-01-03 2019-11-04 엘지전자 주식회사 Induction heating device having improved interference noise canceling function and power control function

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3842338A (en) * 1971-12-27 1974-10-15 Gen Electric Extended output power control of inverter
US4092509A (en) * 1975-05-12 1978-05-30 Mitchell Mclaren P Induction heating appliance circuit that produces relatively high frequency signals directly from a relatively low frequency AC power input
DE2643449A1 (en) * 1976-09-27 1978-03-30 Siemens Ag Inductive heating plate for cooker - has ferrite base with bifilar spiral or meander coil in slots covered by ceramic
DE3528104C1 (en) * 1985-08-06 1987-01-22 Bosch Gmbh Robert Protective circuit for an electronic component
GB2197995B (en) * 1986-11-25 1991-06-19 Ti Creda Ltd Improvements in or relating to induction heating circuits for cooking appliances
DE4229538C2 (en) * 1992-09-04 2002-10-24 Bosch Gmbh Robert Circuit arrangement for controlling an electromagnetic consumer
DE19523096A1 (en) * 1995-06-26 1997-01-02 Abb Management Ag Power converter circuitry

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105377090A (en) * 2012-03-08 2016-03-02 松下电器产业株式会社 Rice cooker
EP4391722A4 (en) * 2021-08-17 2025-11-19 Lg Electronics Inc INDUCTION HOB

Also Published As

Publication number Publication date
KR100302205B1 (en) 2001-09-22
CN1135684C (en) 2004-01-21
KR19990029242A (en) 1999-04-26
DE19841759A1 (en) 1999-04-01
FR2768291B1 (en) 2003-09-26
DE19841759C2 (en) 2003-12-24
FR2768291A1 (en) 1999-03-12
JPH1187042A (en) 1999-03-30
TW410259B (en) 2000-11-01
CN1211158A (en) 1999-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4444076B2 (en) Induction heating cooker
JP3977666B2 (en) Inverter cooker
JP3604538B2 (en) Electromagnetic cooker
JP3831298B2 (en) Electromagnetic induction heating device
JP3966600B2 (en) Electromagnetic cooker
JPH05166579A (en) Induction heating cooker
CN107438299B (en) Electromagnetic oven
JP4258738B2 (en) Induction heating cooker
JP2010257841A (en) Induction heating cooker
Abbaszadeh et al. A new domestic induction heating resonant converter with high power conversion efficiency
JP3912120B2 (en) Induction heating cooker
JP2004006331A (en) Induction heating device
JP2000048945A (en) Electromagnetic cooker
JP3625784B2 (en) Inverter device
JP2003151752A (en) Electromagnetic cooker
JP2011146302A (en) Induction heating cooker
JP2000286051A (en) Cooking appliance
US12301129B2 (en) Power converting device and home appliance including the same
CN114688952B (en) Electromagnetic heating equipment, pot deviation detection method thereof and heating control system
Sadhu et al. A unique induction heated cooking appliances range using hybrid resonant converter
KR102852966B1 (en) Induction heating device and control method of the induction heating device
JP2008218311A (en) Electromagnetic cooker
JPH08148266A (en) Induction heating cooker
JP2003017236A (en) Induction heating cooker
Yachiangkam et al. Resonant inverter with a variable-frequency asymmetrical voltage-cancellation control for low q-factor loads in induction cooking

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040511

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040707

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040921

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040929

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081008

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081008

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091008

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091008

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101008

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111008

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111008

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121008

Year of fee payment: 8