JP3928587B2 - Induction heating device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭やオフィス、レストラン、工場などで使用される誘導加熱装置に関するものであり、さらに詳しくはアルミニウムや銅といった低透磁率、高電気伝導率なる材料の被加熱物を電磁誘導の原理を利用して加熱する調理器や加熱装置などの誘導加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
以下、従来の誘導加熱装置の例として、誘導加熱コイルから高周波磁界を発生し、電磁誘導による渦電流によってアルミや鍋等の被加熱物を加熱する誘導加熱装置について説明する。
【0003】
図6において、電源101は低周波交流電源である200V商用電源であり、ブリッジダイオードである整流回路102の入力端に接続される。整流回路102の出力端間に第1の平滑コンデンサ103が接続される。整流回路102の出力端間には、さらに、チョークコイル105と第2のスイッチング素子107の直列接続体が接続される。加熱コイル112は被加熱物であるアルミニウム製の鍋113と対向して配置されている。
【0004】
104はインバータであり、第2の平滑コンデンサ111の低電位側端子は整流回路102の負極端子に接続され、第2の平滑コンデンサ111の高電位側端子は第1のスイッチング素子(IGBT)106の高電位側端子(コレクタ)に接続され、第1のスイッチング素子(IGBT)106の低電位側端子はチョークコイル105と第2のスイッチング素子(IGBT)107の高電位側端子(コレクタ)との接続点に接続される。加熱コイル112と第1の共振コンデンサ110aの直列接続体が第2のスイッチング素子107に並列に接続される。100bは、第2の共振コンデンサで、切替手段(リレー)118により、第1の共振コンデンサ110aに並列に接続される。
【0005】
第1のダイオード108(第1の逆導通素子)は第1のスイッチング素子106に逆並列に接続(第1のダイオード108のカソードと第1のスイッチング素子106のコレクタとを接続)され、第2のダイオード109(第2の逆導通素子)は第2のスイッチング素子107に逆並列に接続される。
【0006】
114は、電源101から流れる入力電流を検知する電流検知手段で、出力制御手段115は、電流検知手段114の出力に応じて、第1のスイッチング素子106と第2のスイッチング素子107のゲートに信号を出力する。
【0007】
116は、共振コンデンサ110aの電圧を検知する電圧検知手段で、鍋種判定手段117は、電流検知手段114の出力と電圧検知手段116の出力により、鉄系の負荷とアルミ系の負荷の判定を行う。
【0008】
119は、インバータ104の起動または停止動作と出力する電力を設定する設定手段であり、複数キースイッチにより構成される。
【0009】
以上のように構成された誘導加熱装置において、第1のスイッチング素子106と、第2のスイッチング素子107の駆動周波数に比べ、共振電流の周波数は2倍以上に設定することにより、第1のスイッチング素子106と、第2のスイッチング素子107の損失を増やすことなく、かつ、チョークコイル105により、第2の平滑コンデンサが昇圧されるので、アルミ等の低抵抗、低透磁率の負荷を高出力で誘導加熱できる。
【0010】
また、鍋種判定手段117により、鉄系の負荷と判断した場合、第2の共振コンデサ110bを第1の共振コンデンサ110aに接続し、共振コンデンサの容量を切替え、第1のスイッチング素子106と、第2のスイッチング素子107の駆動周波数を約23KHzにし、駆動時間比を制御することにより、鉄系の鍋を誘導加熱できる。
【0011】
図7は、インバータ104を起動し、鍋種判定を行う場合の条件を示している。横軸が電流検知手段114の出力、縦軸が電圧検知手段116の出力であり、斜線で示す部分が、アルミ鍋と判定する領域である。
【0012】
図8は、鉄鍋を加熱する場合におけるインバータの動作フローチャートである。ステップ131でインバータ104を起動し、ステップ132で鍋種判定手段117により、鉄鍋と判定すると、ステップ133で、インバータ104を停止する。さらに、共振コンデンサの電圧が、低下、安定するまでステップ134で2.0秒間待機し、ステップ135で切替手段118により、切替リレーをオンすることにより、共振コンデンサ110bを加えることにより切り替える。ステップ136で0.5秒間待機した後、ステップ137でインバータ104を起動する。ステップ137とステップ138において、第1のスイッチング素子106と、第2のスイッチング素子107の駆動周波数は、約23KHzで、所定の電力が得られるまで駆動時間比を徐々に増加させる。ステップ139では、設定手段119の入力により、インバータ104が加熱を停止し、ステップ140では、2.0秒間待機し、ステップ141で、共振コンデンサを、アルミ系の負荷を加熱する状態に切り替える。
【0013】
【特許文献1】
特開2002−75620号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
従来の誘導加熱調理器では、インバータを起動する場合、アルミ等の低抵抗、低透磁率の負荷を加熱するものとして、共振コンデンサをアルミ系の負荷鍋を加熱する場合の容量に切り替えていた。しかし、使用者が、アルミ系の負荷鍋より、鉄系の負荷鍋を使用する場合が多い場合、共振コンデサの容量を切り替えるためのリレーのオンオフ回数が極度に増加し、リレーが接点溶着等により故障する場合が考えられる。また、リレーを切り替える場合に、共振コンデンサの電圧を低下、安定させるため、インバータを停止する回数が増加し、所定の電力の到達するまでの時間が遅く、調理中においては、使い勝手が悪くなるという課題があった。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子の直列回路及び共振コンデンサを有するインバータによって前記共振コンデンサと直列接続された加熱コイルから高周波磁界を発生し、負荷を誘導加熱する誘導加熱装置において、鉄やステンレスが材質の鉄系の負荷とアルミ等の低抵抗で低透磁率の材質のアルミ系の負荷とを前記共振コンデンサの容量を切り替えて誘導加熱する加熱手段と、前記共振コンデンサの容量を切り替える切替手段と、前記加熱コイルで加熱する負荷が前記鉄系の負荷であるか前記アルミ系の負荷であるかを判定する鍋種判定手段と、前記鍋種判定手段により判定された負荷が前記鉄系の負荷と前記アルミ系の負荷であるかに応じて、前記切替手段により前記共振コンデンサの容量を切替え、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子の駆動周波数と駆動時間比を可変して出力制御を行う出力制御手段と、加熱の開始と停止、及び加熱する電力を入力する設定手段と、前記鍋種判定手段により前記負荷が前記鉄系の負荷か前記アルミ系の負荷であるかを判定したデータを電源をオフしても不揮発性メモリに記憶する鍋種記憶手段を有し、前記出力制御手段は、前記設定手段の入力により加熱を停止したときに前記切替手段が前記共振コンデンサの選択状態を保持して切り替えず前記設定手段の入力により前記インバータを起動するようにするとともに、前記電源をオフした場合に、次の前記電源投入時に前記鍋種記憶手段から前回使用時の前記鍋種判定手段の判定結果を読み込み、前記電源をオフしたときまでの最後に加熱した前記負荷が前記鉄系の負荷であるか前記アルミ系の負荷であるかに応じた前記共振コンデンサの容量を選択し切り替えて前記設定手段により前記インバータが起動されるのを待つものである。
【0016】
これによって、リレーの接点溶着等の故障が減少し耐久性が向上する。また、鉄系の負荷を加熱する場合にも、設定された電力に到達するまでの時間が短縮され、調理中の使い勝手がよい誘導加熱装置を提供できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の目的は、各請求項に記載した構成を実施の形態とすることにより達成することができるので、以下には各請求項の特徴とする構成に作用を併記して実施の形態の意義を理解しやすく説明することとする。
【0018】
請求項1に記載の発明は、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子の直列回路及び共振コンデンサを備えたインバータによって前記共振コンデンサと直列接続された加熱コイルから高周波磁界を発生し、鉄やステンレスが材質の鉄系の負荷とアルミ等の低抵抗で低透磁率の材質のアルミ系の負荷とを前記共振コンデンサの容量を切り替えて誘導加熱する加熱手段と、前記共振コンデンサの容量を切り替える切替手段と、前記加熱コイルで加熱する負荷が前記鉄系の負荷であるか前記アルミ系の負荷であるかを判定する鍋種判定手段と、前記鍋種判定手段により判定された負荷が前記鉄系の負荷か前記アルミ系の負荷であるかに応じて前記切替手段により前記共振コンデンサの容量を切替え、前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング素子の駆動周波数と駆動時間比を可変して前記加熱手段の出力制御を行う出力制御手段と、加熱の開始と停止及び加熱する電力を入力する設定手段と、前記鍋種判定手段により前記負荷が前記鉄系の負荷か前記アルミ系の負荷であるかを判定したデータを電源をオフしても不揮発性メモリに記憶する鍋種記憶手段とを有し、前記出力制御手段は、前記設定手段の入力により前記加熱手段の加熱を停止したときに前記切替手段が前記共振コンデンサの選択状態を保持して切り替えず前記設定手段の入力により前記インバータを起動するようにするとともに、前記電源をオフした場合に、次の前記電源投入時に前記鍋種記憶手段から前回使用時の前記鍋種判定手段の判定結果を読み込み、前記電源をオフしたときまでの最後に加熱した前記負荷が前記鉄系の負荷であるか前記アルミ系の負荷であるかに応じた前記共振コンデンサの容量を選択し切り替えて前記設定手段により前記インバータが起動されるのを待つようにしたため、鉄系の負荷鍋をよく使用する場合においても、リレーの接点溶着等の故障が減少し耐久性が向上する。また、鉄系の負荷を加熱する場合にも、設定された電力に到達するまでの時間が短縮され、調理中の使い勝手がよい誘導加熱装置を提供できる。
【0019】
また、鍋種記憶手段は、電源をオフしてもデータを保持する不揮発性メモリにより記憶されることで、電源投入後も、最後に加熱した鍋種に応じて共振コンデンサの容量を切り替えるため、電源投入後、初めて鉄系の負荷鍋を使用する場合にも、設定された電力に到達するまでの時間が短縮され、さらに使い勝手がよくなる。
【0020】
請求項2に記載の発明は、特に、切替手段により共振コンデンサの容量を切り替えた回数をカウントするカウント手段を有し、前記カウント手段により切替回数が所定の値を超えると、加熱を停止するため、インバータを構成する部品のばらつき等により、アルミ鍋加熱中に、鉄鍋と判定し、鉄鍋加熱中にアルミ鍋と判定するように、正しく判定できない場合にも、インバータを停止するので、切替手段が共振コンデンサの容量を切替えるために、リレーを繰り返し駆動することがなく、耐久性が向上する。
【0021】
請求項3に記載の発明は、特に、異常報知手段を有し、カウント手段により切替回数が所定の値を超えると、加熱を停止するとともに、異常の報知を行うことにより、使用できない鍋であることを知らせることができる。
【0022】
請求項4に記載の発明は、特に、鍋種記憶手段は、鍋種を判定した条件を記憶し、鍋種判定手段が前回の鍋種判定条件と比較し、所定の範囲内である場合、加熱を停止するので、切替手段により、共振コンデンサを切替動作を行っている場合に、負荷鍋を交換されても、負荷鍋を交換されたことを検知できるので、使用できない負荷鍋をただしく判定できる。
【0023】
【実施例】
以下本発明の各実施例及び参考例について図面を参照しながら説明する。
【0024】
(参考例1)
図1は本参考例の誘導加熱装置の回路構成を示す図である。電源1は低周波交流電源である200V商用電源であり、ブリッジダイオードである整流回路2の入力端に接続される。整流回路2の出力端間に第1の平滑コンデンサ3が接続される。整流回路2の出力端間には、さらに、チョークコイル5と第2のスイッチング素子7の直列接続体が接続される。加熱コイル12は被加熱物であるアルミニウム製の鍋12と対向して配置されている。
【0025】
4はインバータであり、第2の平滑コンデンサ11の低電位側端子(エミッタ)は整流回路2の負極端子に接続され、第2の平滑コンデンサ11の高電位側端子は第1のスイッチング素子(IGBT)6の高電位側端子(コレクタ)に接続され、第1のスイッチング素子(IGBT)6の低電位側端子はチョークコイル5と第2のスイッチング素子(IGBT)7の高電位側端子(コレクタ)との接続点に接続される。加熱コイル12と第1の共振コンデンサ10aの直列接続体が第2のスイッチング素子7に並列に接続される。10bは、第2の共振コンデンサで、切替手段(リレー)18により、第1の共振コンデンサ10aに並列に接続される。
【0026】
第1のダイオード8(第1の逆導通素子)は第1のスイッチング素子6に逆並列に接続(第1のダイオード8のカソードと第1のスイッチング素子6のコレクタとを接続)され、第2のダイオード9(第2の逆導通素子)は第2のスイッチング素子7に逆並列に接続される。
【0027】
14は、電源1から流れる入力電流を検知する電流検知手段で、出力制御手段15は、電流検知手段14の出力に応じて、第1のスイッチング素子6と第2のスイッチング素子7のゲートに信号を出力する。
【0028】
16は、第1の共振コンデンサ10aの電圧を検知する電圧検知手段で、鍋種判定手段17は、電流検知手段14の出力と電圧検知手段16の出力により、鉄系の負荷とアルミ系の負荷の判定を行う。
【0029】
19は、インバータ4の起動または停止動作と出力する電力を設定する設定手段であり、複数キースイッチにより構成される。
【0030】
以上のように構成された誘導加熱装置において、以下動作を説明する。電源1は整流回路2により全波整流され、整流回路2の出力端に接続された第1の平滑コンデンサ3に供給される。この第1の平滑コンデンサ3はインバータに高周波電流を供給する供給源として働く。
【0031】
第2のスイッチング素子7を駆動されている間に、第2のスイッチング素子7と第2のダイオード8と加熱コイル12と共振コンデンサ10で形成される閉回路で共振し、第1のスイッチング素子7を駆動している間に、第1のスイッチング素子7と第1のダイオード8と加熱コイル12と共振コンデンサ10で形成される閉回路で共振する。第2のスイッチング素子7をオフすると、チョークコイル5により、第2の平滑コンデンサが昇圧されるので、アルミ等の低抵抗、低透磁率の負荷を高出力で誘導加熱できる。
【0032】
本参考例では、加熱コイル12と共振コンデンサ10と第1のスイッチング素子6の駆動時間と、第2のスイッチング素子7の駆動時間は、共振周期が駆動時間の2/3になるように設定されているため、駆動周波数が約20kHzであれば、共振電流の周波数は約60kHzになる。
【0033】
鉄系の負荷を加熱する場合は、切替手段18により、第2の共振コンデンサ10bが第1の共振コンデンサ10aに並列に接続し、駆動周波数を一定(23KHz)にし、駆動時間比を変更することにより、所定の電力を供給する。
【0034】
本参考例では、第1のスイッチング素子6と第2のスイッチング素子7の駆動周波数は、マイクロコンピュータに内蔵しているPWM機能を使い、駆動周波数は、駆動周期をマイクロコンピュータ内部で設定することにより実現している。また、電流検知手段14の出力と、電圧検知手段16の出力は、マイクロコンピュータに内蔵しているAD変換機能を使い、マイクロコンピュータに入力される。
【0035】
図2は、鉄鍋を加熱する場合におけるインバータの動作フローチャートである。ステップ31でインバータ4を起動し、ステップ32で鍋種判定手段17により、鉄鍋と判定すると、ステップ33で、インバータ4を停止する。さらに、共振コンデンサの電圧が、低下、安定するまでステップ4で2.0秒間待機し、ステップ35で切替手段18により、切替リレーをオンすることにより、共振コンデンサ10bを接続することにより切り替える。ステップ36で0.5秒間待機した後、ステップ37でインバータ54を起動する。ステップ37とステップ38において、第1のスイッチング素子56と、第2のスイッチング素子57の駆動周波数は、約23KHzで、所定の電力が得られるまで駆動時間比を徐々に増加させる。ステップ39では、設定手段19の入力により、インバータ4が加熱を停止する。この時、切替手段18により、切替リレーの出力を鍋種記憶手段20に記憶された鍋種に応じて、切り替えないため、設定手段19の入力により、インバータ4を起動する場合、鉄系の負荷を加熱する状態からインバータ4を起動する。
【0036】
以上のように、本参考例によれば、アルミ等の低抵抗、低透磁率の負荷と鉄やステンレス等の負荷を加熱するインバータにおいて、使用者が鉄系の負荷鍋を利用することが多い場合に、共振コンデンサを切り替える回数が少なくなるので、リレーが接点溶着等による故障が発生しにくく、かつ、リレーの切替に伴うインバータの停止時間が減少するため、使い勝手のよい誘導加熱装置が提供できるものである。
【0037】
(実施例1)
本発明の第2の実施例は、第1の参考例と同様の構成とし、図1において、鍋種記憶手段20として電源をオフしてもデータ保持される不揮発性の記憶素子を用いることが相違点である。
【0038】
図3は、電源投入後からのインバータの動作フローチャートである。ステップ41で電源投入後、鍋種記憶手段20である不揮発性メモリから前回使用時の鍋種判定手段17の結果を読み込み、鉄系の負荷を使用していた場合、ステップ43で共振コンデンサの切替を行い、ステップ44で0.5秒待機し、鉄系の負荷をすぐに加熱できる状態で、設定手段19により、インバータ4が起動されるのを待つ。また、ステップ42で前回使用した負荷鍋がアルミ系の鍋であれば、アルミの負荷をすぐに加熱できる状態で、設定手段19により、インバータ4が起動されるのを待つ。
【0039】
なお、外部記憶手段は、電源をオフしてもデータ保持される記憶素子であれば良い。
【0040】
以上のように、本実施例によれば、電源投入後も、前回使用した負荷鍋に応じてあらかじめ、すぐに加熱できる状態にあるので、インバータの起動が早くなり、使い勝手が向上する。
【0041】
(実施例2)
本発明の第2の実施例は、第1の参考例に、カウント手段21を付加したものである。
【0042】
図1において、21は、出力制御手段15により、切替手段18が共振コンデンサを切替えるリレーを駆動する回数をカウントするカウント手段である。
【0043】
図4は、鍋種判定手段17の判定結果に応じて、連続して、切替手段18により共振コンデンサを切替えた場合のフローチャートである。アルミ系の負荷鍋を加熱する状態から加熱開始後、ステップ51において、カウンタ手段21は、カウンタを初期化(0にする)する。ステップ52でインバータ4を起動し、ステップ53で鍋種判定手段17により、鉄鍋と判定すると、ステップ54で、共振コンデンサ切替え動作を行う。(共振コンデンサ切替え動作は、インバータ4を停止し、2.0秒間待機した後、共振コンデンサを切替え、さらに、0.5秒間待機動作を行う。)ステップ55でカウント手段21は、カウント値を1つ増加し、ステップ56でカウント値が5回以上であれば、加熱を停止する。ステップ56でカウント値が5回未満であれば、ステップ57で、インバータ4を起動する。ステップ53で鍋種判定手段17により、アルミ鍋と判定すると、ステップ59で、共振コンデンサ切替え動作を行う。ステップ60でカウント手段21は、カウント値を1つ増加し、ステップ61でカウント値が5回以上であれば、加熱を停止する。ステップ56でカウント値が5回未満であれば、ステップ62で、インバータ4を起動し、ステップ53に移行する。
【0044】
以上のように、本実施例によれば、インバータ4を構成する各部のバラツキにより、負荷鍋がアルミ系でも鉄系でもないと判断した場合に、加熱を停止するので、切替手段であるリレーを連続的に駆動することがなくなり、故障の少ない誘導加熱装置が実現できる。
【0045】
(実施例3)
本発明の第3の実施例は、本発明の第2の実施例において、異常報知手段22を付加したものである。
【0046】
図5は、カウント手段21により、カウント値が所定の回数に達したため、加熱を停止した場合における異常報知手段22の表示例であり、LCDの時間表示領域に「H43」と表示することにより、加熱停止の原因を使用者に知らせる。
【0047】
本実施例では、LCDに表示しているが、LED素子による表示でもよく、また、ブザーによって報知するとなおよい。
【0048】
以上によって、加熱停止の原因を使用者が知ることができ、使用できない鍋を判別できるので、使い勝手がよくなる。
【0049】
(実施例4)
本発明の第4の実施例は、本発明の第2の実施例と同じ構成とし、鍋種記憶手段20は、鍋種判定手段17が鍋種を検知した時点における電流検知手段14と電圧検知手段16の出力値を記憶することが相違点である。
【0050】
図4において、ステップ53とステップ58で鍋種判定手段17が鍋種を検知した時点における電流検知手段14と電圧検知手段16の出力値を記憶する。次にステップ53とステップ58で鍋種判定手段17が鍋種を検知した時点における電流検知手段14と電圧検知手段16の出力値と前回記憶した電流検知手段14と電圧検知手段16の出力値と比較し、それぞれの差が共に所定の値(本実施例では、マイコンの8ビットAD変換値で±5以上)にある場合、前回と鍋が変化していると判断し、カウント手段21のカウント値を初期化する。
【0051】
以上によって、共振コンデンサ切替え動作中におけるインバータ停止時に、負荷鍋が変更されても、カウント手段21は、カウンタを初期化するので、加熱できない鍋であることを、より正確に判定できる。
【0052】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、加熱が停止した場合に、前記切替手段が共振コンデンサの容量を切り替えないため、切替手段であるリレーの接点溶着等の故障が減少し耐久性が向上する。また、鉄系の負荷を加熱する場合にも、設定された電力に到達するまでの時間が短縮され、調理中の使い勝手がよい誘導加熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の参考例の誘導加熱装置の構成を示す回路ブロック図
【図2】 第1の参考例の誘導加熱装置の共振コンデンサの容量切替動作を示すフローチャート
【図3】 本発明の第1の実施例の誘導加熱装置の電源投入時の共振コンデンサの容量切替動作を示すフローチャート
【図4】 本発明の第2の実施例の誘導加熱装置の共振コンデンサの容量切替動作を示すフローチャート
【図5】 本発明の第3の実施例の誘導加熱装置の異常表示例の略図
【図6】 従来例の誘導加熱調理器の構成を示す回路ブロック図
【図7】 従来例の誘導加熱装置の鍋種判定しきい値を示す図
【図8】 従来例の誘導加熱装置の共振コンデンサの容量切替動作を示すフローチャート
【符号の説明】
4 インバータ
6 第1のスイッチング素子
7 第2のスイッチング素子
10 共振コンデンサ
12 加熱手段
14 電流検知手段
15 出力制御手段
16 電圧検知手段
17 鍋種判定手段
18 切替手段
19 設定手段
20 鍋種記憶手段
21 カウント手段
22 異常報知手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an induction heating device used in general homes, offices, restaurants, factories, and the like. More specifically, an electromagnetic induction material to be heated is made of a material having low magnetic permeability and high electrical conductivity such as aluminum and copper. The present invention relates to an induction heating device such as a cooking device or a heating device that heats using the principle.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, as an example of a conventional induction heating apparatus, an induction heating apparatus that generates a high-frequency magnetic field from an induction heating coil and heats an object to be heated such as aluminum or a pan by eddy current due to electromagnetic induction will be described.
[0003]
In FIG. 6, a
[0004]
[0005]
The first diode 108 (first reverse conducting element) is connected in antiparallel to the first switching element 106 (the cathode of the
[0006]
[0007]
Reference numeral 116 denotes voltage detection means for detecting the voltage of the
[0008]
[0009]
In the induction heating apparatus configured as described above, the
[0010]
Further, when the pot type determination means 117 determines that the load is iron-based, the
[0011]
FIG. 7 shows conditions when the
[0012]
FIG. 8 is an operation flowchart of the inverter when the iron pan is heated. When the
[0013]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-75620
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional induction heating cooker, when the inverter is started, the resonance capacitor is switched to a capacity for heating an aluminum load pan, as a load having low resistance and low magnetic permeability such as aluminum. However, when the user often uses an iron load pan rather than an aluminum load pan, the relay ON / OFF frequency for switching the capacity of the resonant capacitor increases extremely, and the relay is A failure may occur. In addition, when switching the relay, the frequency of the resonance capacitor is lowered and stabilized to increase the number of times the inverter is stopped, the time until the predetermined power is reached is slow, and the usability becomes worse during cooking. There was a problem.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention generates a high-frequency magnetic field from a heating coil connected in series with the resonant capacitor by an inverter having a series circuit of a first switching element and a second switching element and a resonant capacitor, and a load in the induction heating apparatus for induction heating, you induction heating iron or stainless steel and the load of the material of low magnetic permeability of the aluminum-based low resistance, such as load and aluminum ferrous material by switching the capacitance of the resonant capacitor and heating means, and switching means for switching the capacity before Symbol co-vibration condenser, a pot type determination means for determining whether the load to be heated by the heating coil is a load of the aluminum-based or a load of the iron-based, depending on whether it is determined load which is a load of the aluminum-based and load of the iron-based by the pan type determination unit, the resonance capacitor by the switching means Switching capacity, which inputs and output control means for performing output control of the driving frequency and the driving time ratio of the first switching element and the second switching element variable to start and stop the heating, and the power for heating Setting means and pot type storage means for storing in the nonvolatile memory data determined by the pot type determination means whether the load is the iron load or the aluminum load even when the power is turned off. and, wherein the output control means, an input of the setting means without switching to hold the selection state before Symbol switching means the resonant capacitor when the user stops heating by the input of the setting means so as to start the inverter In addition, when the power is turned off, the determination result of the pot type determination unit at the previous use is read from the pot type storage unit when the power is turned on next time, and the power is turned off. The inverter is activated by the setting means by selecting and switching the capacity of the resonant capacitor according to whether the last heated load up to that time is the iron load or the aluminum load. Waiting for
[0016]
As a result, failures such as relay contact welding are reduced and durability is improved. In addition, when heating an iron-based load, it is possible to provide an induction heating device that shortens the time required to reach the set power and is easy to use during cooking.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The object of the present invention can be achieved by adopting the configuration described in each claim as an embodiment. Therefore, the following is the significance of the embodiment by describing the operation in the characteristic configuration of each claim. Will be explained in an easy-to-understand manner.
[0018]
According to the first aspect of the present invention, a high-frequency magnetic field is generated from a heating coil connected in series with the resonance capacitor by an inverter including a series circuit of the first switching element and the second switching element and the resonance capacitor. a heating means for stainless induces heating the load of aluminum-based material of low magnetic permeability with a low resistance, such as load and aluminum ferrous material by switching the capacitance of the resonant capacitor, the capacity before Symbol co oscillating capacitor and switching means for switching the load to be heated and the pan type determination means for determining whether the load of the aluminum-based or a load of the ferrous in the heating coil, is determined load by the pan type determination means the switching the capacity of the resonance capacitor by the switching means depending on whether the load of the load or the aluminum-based ferrous, the first of said switching element and the second And output control means for performing output control of the heating means by varying the driving frequency and the driving time ratio of the switching element, a setting means for inputting a start power to stop and heating of the heating, the load by the pan type determination means And a pot type storage means for storing in a non-volatile memory data that determines whether the load is an iron-based load or the aluminum-based load, and the output control means includes the setting means together so as to activate the inverter with the input of said setting means switching unit without switching to hold the selection state of the resonant capacitor when stopping the heating of the heating means by an input, and turns off the power supply When the power is turned on next time, the determination result of the pot type determination means at the time of the previous use is read from the pot type storage means, and the heating is finally performed until the power is turned off. Wherein the load has to wait for the inverter is started by the setting unit switches to select the capacitance of the resonant capacitor depending on whether the load of the aluminum-based or a load of the iron-based was, Even when iron load pans are often used, failures such as relay contact welding are reduced and durability is improved. In addition, when heating an iron-based load, it is possible to provide an induction heating device that shortens the time required to reach the set power and is easy to use during cooking.
[0019]
In addition , since the pot type storage means is stored by a non-volatile memory that retains data even when the power is turned off, after switching on the power, the capacity of the resonant capacitor is switched according to the pot type heated last, Even when the iron-type load pan is used for the first time after the power is turned on, the time required to reach the set power is shortened and the usability is further improved.
[0020]
The invention according to
[0021]
The invention according to claim 3 is a pan that has an abnormality notification means, and cannot be used by stopping the heating and reporting the abnormality when the number of times of switching exceeds a predetermined value by the counting means. I can let you know.
[0022]
The invention according to claim 4 , in particular, the pot type storage means stores the conditions for determining the pot type, the pot type determination means is compared with the previous pot type determination conditions, and is within a predetermined range, Since the heating is stopped, when switching the resonant capacitor by the switching means, even if the load pan is replaced, it can be detected that the load pan has been replaced. .
[0023]
【Example】
Embodiments and reference examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0024]
( Reference Example 1)
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an induction heating apparatus of this reference example. The power source 1 is a 200V commercial power source that is a low-frequency AC power source, and is connected to an input terminal of a
[0025]
Reference numeral 4 denotes an inverter, the low potential side terminal (emitter) of the second smoothing capacitor 11 is connected to the negative terminal of the
[0026]
The first diode 8 (first reverse conducting element) is connected in antiparallel to the first switching element 6 (the cathode of the first diode 8 and the collector of the first switching element 6 are connected), and the second The diode 9 (second reverse conducting element) is connected to the second switching element 7 in antiparallel.
[0027]
[0028]
[0029]
Reference numeral 19 denotes a setting means for setting the start or stop operation of the inverter 4 and the output power, and is constituted by a plurality of key switches.
[0030]
The operation of the induction heating apparatus configured as described above will be described below. The power source 1 is full-wave rectified by a
[0031]
While the second switching element 7 is being driven, the first switching element 7 resonates in a closed circuit formed by the second switching element 7, the second diode 8, the
[0032]
In this reference example, the driving time of the
[0033]
When heating an iron-based load, the switching means 18 connects the second resonant capacitor 10b in parallel to the first resonant capacitor 10a, makes the drive frequency constant (23 KHz), and changes the drive time ratio. Thus, predetermined power is supplied.
[0034]
In this reference example, the driving frequency of the first switching element 6 and the second switching element 7 uses the PWM function built in the microcomputer, and the driving frequency is set by setting the driving cycle inside the microcomputer. Realized. The output of the current detection means 14 and the output of the voltage detection means 16 are input to the microcomputer using an AD conversion function built in the microcomputer.
[0035]
FIG. 2 is an operation flowchart of the inverter when the iron pan is heated. When the inverter 4 is activated at step 31 and the pot
[0036]
As described above, according to this reference example, in an inverter that heats a low resistance, low magnetic permeability load such as aluminum and a load such as iron or stainless steel, a user often uses an iron load pan. In this case, since the number of times of switching the resonance capacitor is reduced, the failure of the relay due to contact welding or the like is less likely to occur, and the stop time of the inverter accompanying the switching of the relay is reduced, so that an easy-to-use induction heating device can be provided. Is.
[0037]
(Example 1 )
The second embodiment of the present invention has the same configuration as that of the first reference example. In FIG. 1, a non-volatile storage element that retains data even when the power is turned off is used as the pot type storage means 20. It is a difference.
[0038]
FIG. 3 is an operation flowchart of the inverter after the power is turned on. After the power is turned on in step 41, the result of the pot type determination means 17 at the previous use is read from the non-volatile memory which is the pot type storage means 20, and if an iron load is used, the resonance capacitor is switched in step 43 And waits for 0.5 seconds in step 44, and waits for the inverter 4 to be activated by the setting means 19 in a state where the iron-based load can be immediately heated. If the load pan used last time in step 42 is an aluminum pan, the setting means 19 waits for the inverter 4 to be activated in a state where the aluminum load can be heated immediately.
[0039]
The external storage means may be a storage element that retains data even when the power is turned off.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, even after the power is turned on, the inverter can be heated immediately in advance according to the previously used load pan, so the start-up of the inverter is accelerated and the usability is improved.
[0041]
(Example 2 )
In the second embodiment of the present invention, the counting means 21 is added to the first reference example.
[0042]
In Figure 1, 21, by the
[0043]
FIG. 4 is a flowchart when the resonance capacitor is continuously switched by the switching
[0044]
As described above, according to the present embodiment, heating is stopped when it is determined that the load pan is neither aluminum-based nor iron-based due to variations in each part constituting the inverter 4, so that the relay as a switching means is There is no longer continuous driving, and an induction heating device with few failures can be realized.
[0045]
(Example 3 )
The third embodiment of the present invention is obtained by adding the abnormality notifying means 22 to the second embodiment of the present invention.
[0046]
FIG. 5 is a display example of the abnormality notifying means 22 when the heating is stopped because the count value reaches the predetermined number of times by the counting means 21, and by displaying “H43” in the time display area of the LCD, Inform the user of the cause of the heating stop.
[0047]
In this embodiment, it is displayed on the LCD, but it may be displayed by an LED element, and it is even better to notify by a buzzer.
[0048]
As described above, the user can know the cause of the heating stop, and the pan that cannot be used can be identified.
[0049]
(Example 4 )
The fourth embodiment of the present invention has the same configuration as that of the second embodiment of the present invention, and the pot type storage means 20 has a current detection means 14 and voltage detection at the time when the pot type determination means 17 detects the pot type. The difference is that the output value of the
[0050]
In FIG. 4, the output values of the current detection means 14 and the voltage detection means 16 at the time when the pot type determination means 17 detects the pot type in step 53 and step 58 are stored. Next, at step 53 and step 58, when the pot type determination means 17 detects the pot type, the output values of the current detection means 14 and the voltage detection means 16 and the previously stored output values of the current detection means 14 and the voltage detection means 16 are as follows. If both the differences are at a predetermined value (in this embodiment, the microcomputer 8-bit AD conversion value is ± 5 or more), it is determined that the pan has changed from the previous time, and the counting means 21 counts. Initialize the value.
[0051]
As described above, even when the load pan is changed when the inverter is stopped during the resonance capacitor switching operation, the counting means 21 initializes the counter, and therefore can more accurately determine that the pan cannot be heated.
[0052]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, when the heating is stopped, the switching means does not switch the capacity of the resonant capacitor, so that failure such as contact welding of the relay as the switching means is reduced and durability is improved. Improves. In addition, when heating an iron-based load, it is possible to provide an induction heating device that shortens the time required to reach the set power and is easy to use during cooking.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration of an induction heating apparatus according to a first reference example of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing a capacity switching operation of a resonance capacitor of the induction heating apparatus according to the first reference example. FIG. 4 is a flowchart showing the capacity switching operation of the resonance capacitor when the induction heating apparatus of the first embodiment of the present invention is turned on. FIG. 4 shows the capacity switching operation of the resonance capacitor of the induction heating apparatus of the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic diagram of an abnormal display example of the induction heating apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a circuit block diagram showing the configuration of the induction heating cooker of the conventional example. FIG. FIG. 8 is a flowchart showing the pot type determination threshold value of the heating device. FIG. 8 is a flowchart showing the capacity switching operation of the resonance capacitor of the induction heating device of the conventional example.
4 Inverter 6 First switching element 7 Second switching element 10
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