JP4148094B2

JP4148094B2 - 誘導加熱装置

Info

Publication number: JP4148094B2
Application number: JP2003354844A
Authority: JP
Inventors: 信二近藤; 嘉朗石尾; 知也藤濤; 裕二藤井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-10-15
Also published as: JP2005122965A

Description

本発明は、主として一般家庭で使用される調理器などに適用する誘導加熱装置に関するものである。

従来、誘導加熱調理器は、平滑用のコンデンサと並列に接続された放電抵抗により、コンデンサの充電電荷を放電している（例えば、特許文献１参照）。

これは、図５に示すように、商用電源２２から電源スイッチ２３を経由して電源回路３１に電力が供給されている。電源回路３１はダイオードブリッジ２４と平滑用のコンデンサ２５で構成されている。インバータ回路２９により電源回路３１から加熱コイル２７への電力供給をＯＮ／ＯＦＦし、加熱コイル２７から高周波磁界を発生して鍋３０を誘導加熱することができる。そして、放電抵抗２６は平滑用のコンデンサ２５に蓄積される充電電荷を放電するものである。
特許第３４１９６４１号公報

しかしながら、前記従来の誘導加熱調理器では、電源スイッチ２３が閉の時は商用電源２２からダイオードブリッジ２４を経由して放電抵抗２６に電流が供給されるため、常に放電抵抗２６でエネルギーを消費してしまう課題があった。また、放電抵抗２６の消費エネルギーを低減するために抵抗値を大きくすると、電源スイッチ２３が開時におけるコンデンサ２５の充電電荷の放電に長い時間を要する。そのため、回路の交換、修理の場合にコンデンサ２５の充電電荷が放電するまで長時間待つか、あるいは別途の放電装置を用いてコンデンサ２５の充電電荷を急速放電するなど、スムーズな交換、修理作業の妨げになるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱待機時に無用にエネルギーを消費することなく、安価な構成で必要な時に高圧電源部の充電電荷を速やかに放電することができ、回路の交換、修理の作業がスムーズに実施できる誘導加熱装置を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱装置は、高周波磁界を発生し鍋を加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、このインバータ回路の出力の大きさを制御する出力制御手段と、前記インバータ回路に電力を供給する電源回路と、前記電源回路へ商用電力の供給を開閉する電源スイッチと、前記電源スイッチの開を検知する電源スイッチ検知手段とで構成され、前記出力制御手段は前記電源スイッチ検知手段により電源スイッチの開を検出すると前記インバータ回路を駆動し前記電源回路の充電電荷を放電するものである。

これによって、電源スイッチ開時にインバータ回路を駆動するので、電源回路におけるコンデンサの充電電荷が誘導加熱コイルの抵抗成分で消費され速やかに放電することができ、回路の交換、修理の作業がスムーズに実施できるものである。

本発明の誘導加熱調理器は、加熱待機時に無用にエネルギーを消費することなく、安価な構成で必要な時に高圧電源部の充電電荷を速やかに放電することができ、回路の交換、修理の作業がスムーズに実施できるものである。

第１の発明は、高周波磁界を発生し鍋を加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、このインバータ回路の出力の大きさを制御する出力制御手段と、前記インバータ回路に電力を供給する電源回路と、前記電源回路へ商用電力の供給を開閉する電源スイッチと、前記電源スイッチの開閉を検知する電源スイッチ検知手段と、操作入力手段と、前記電源スイッチが開の時に商用電源より制御電源手段に電力を供給するサブ電源スイッチとで構成され、前記電源スイッチが開の状態でかつ前記操作入力手段より充電電荷を放電する指示の入力がされると、前記出力制御手段は前記インバータ回路を駆動し前記電源回路の充電電荷を放電することにより、入力操作により制御回路の交換、修理など必要な時にのみ電源回路の充電電荷を放電することができるため、電源スイッチを開にするたびに放電する場合に比べて節電が図れるものである。

第２の発明は、高周波磁界を発生し鍋を加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、このインバータ回路の出力の大きさを制御する出力制御手段と、前記インバータ回路に電力を供給する電源回路と、前記電源回路へ商用電力の供給を開閉する電源スイッチと、前記電源スイッチの開閉を検知する電源スイッチ検知手段と、電源回路の出力電圧を検知する電源電圧検知手段を備え、出力制御手段は電源スイッチ検知手段により電源スイッチの開を検出すると、前記電源電圧検知手段の検出値が所定値以下となるまでインバータ回路を駆動することにより、電源回路の充電の多少に関わらず充電電荷が所定値になるまで確実に放電することができる。

第３の発明は、第１〜第２のいずれか１つの発明において、出力制御手段は、電源スイッチの開を検知してインバータ回路を駆動中に電源スイッチの閉を検知するとインバータ回路の駆動を停止することにより、電源スイッチが開から閉になった時に無用に加熱することや、電源回路の出力電圧が低下しない結果、いつまでもインバータ回路の駆動を続けてしまうことを防ぐことができる。

第４の発明は、第２の発明において、報知手段を備え、前記電源電圧検知手段の検出値が所定値以下になると、前記報知手段で放電終了を報知することにより、制御回路の交換・修理などを行う作業者は電圧計などで放電状態を確認する必要が無く、安心してスムーズに作業を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の制御回路を示すものである。

図に示すように、商用電源１から電源スイッチ２を経由して電源回路３に電力が供給される。電源回路３はダイオードブリッジ４とコンデンサ５とで構成されており、電源スイッチ２が閉の間はコンデンサ５の両端電圧は商用電源１の電圧値となっている。誘導加熱コイル６は、この誘導加熱コイル６で発生する高周波磁界により鍋１２を誘導加熱する。高周波磁界の発生は電源回路３から誘導加熱コイル６への通電をインバータ回路７でＯＮ／ＯＦＦ制御することによって行われる。インバータ回路７は転流ダイオード内蔵のＩＧＢＴで実現されている。共振コンデンサ８は、インバータ回路７に過大な電圧がかからないようにすると共に、インバータ回路７のスイッチングロスを低減するものである。インバータ回路７のＯＮ／ＯＦＦ制御は、マイクロコンピュータで実現される出力制御手段１０によって行われる。

電源スイッチ検知手段９は、例えば、図２に示すように、電源スイッチ２と電源回路３との間にアノードが接続されるダイオード１３の出力を抵抗１４と抵抗１５で分圧したのちコンデンサ１６で平滑し、その出力をコンパレータ１７で基準電圧Ａと大小比較することによりコンパレータ１７の出力がＨｉのときは電源スイッチ２が閉、コンパレータ１７の出力がＬｏの時は電源スイッチ２が開と検出できる。

出力制御手段１０は、電源スイッチ検知手段９の出力がＬｏを検出するとインバータ回路７を駆動する。すると、コンデンサ５の充電電荷は鍋１２の発熱エネルギーとして消費されるか、鍋１２が無い場合は誘導加熱コイル６の抵抗成分の発熱エネルギーとして消費される。

ここで、制御電源手段１１は、図３に示すように、電源スイッチ２を介して商用電源に接続されるダイオードブリッジ１８の出力をコンデンサ１９で平滑したのち、抵抗２０と抵抗２１とで分圧した電圧をツエナーダイオード２２で所定電圧にする方法が考えられる。電源スイッチ２が閉から開になってから以降の出力制御手段１０が動作するために必要な制御用電源が維持される時間は、コンデンサ１９の容量で決定される。よって、電源スイッチ２が閉から開になってから、出力制御手段１０がインバータ回路７を駆動してコンデンサ５の充電電荷を完全に消費するのに必要な間は、出力制御手段１０に制御電源を供給できるようにコンデンサ１９の容量を設定ことで、電源スイッチ２を閉から開にするとコンデンサ５の充電電荷を完全に放電することができる。

本実施の形態によれば、電源スイッチ２開時にインバータ回路７を駆動するので、コンデンサ５の充電電荷が誘導加熱コイル６の抵抗成分で消費され速やかに放電し電圧はゼロボルトとなっているために、回路の交換、修理の作業が安全かつスムーズに実施できるものである。また、従来方法のようにコンデンサ５の両端に接続される放電用抵抗が不要となり、電源スイッチ２が閉の時に放電抵抗で消費されていたエネルギーを節約することができる。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における誘導加熱装置の制御回路を示すものである。

本実施の形態において、実施の形態１と異なる部分は、商用電源１から制御電源手段１１への電力供給において、電源スイッチ２またはサブ電源スイッチ１８のどちらを経由して行うかを出力制御手段１０が選択できることである。サブ電源スイッチ１８はリレーで実現され、出力制御手段１０で開閉を制御できる。また、操作入力手段２０を備え、操作入力によりコンデンサ５の充電電荷を放電するように指示することができる。さらに、コンデンサ５の両端電圧を抵抗分圧した電圧で電源回路の出力電圧を検知する電源電圧検知手段１９を備えている。

出力制御手段１０は、電源スイッチ検知手段９の出力がＨｉ、すなわち、電源スイッチ２が閉の時はサブ電源スイッチ１８を開にし、また電源スイッチ検知手段９の出力がＬｏ、すなわち、電源スイッチ２が開の時はサブ電源スイッチ１８を閉にして制御電源手段１１への電力供給を確保する。そして、出力制御手段１０は電源スイッチ２が開で、かつ操作入力手段２０から放電指示の入力があった場合のみインバータ回路７を駆動してコンデンサ５の充電電荷を放電させる。この動作により実施の形態１のように電源スイッチ２を閉開するたびにコンデンサ５の充電電荷を放電するのではなく、回路の交換や修理などの必要なときに操作入力手段２０への操作入力により放電することができるため、より節電な方法で安全かつスムーズに回路の交換・修理作業を行うことができる。

また、出力制御手段１０は電源電圧検知手段１９から得られるコンデンサ５の電圧が所定値以下になるとインバータ回路７の駆動を停止するとともに、例えば、ブザー、音声、あるいは表示で実現される報知手段２１で放電終了を報知したのち、サブ電源スイッチ１８を開にする。これにより放電が完了したことを報知するので、修理の作業者は電圧計などで放電状態を確認する必要がなく、また安心してスムーズに回路の交換・修理作業を行うことができる。また、放電終了後にサブ電源スイッチ１８から制御電源手段１１へ無用に電力を供給することが無く節電できる。

さらに、出力制御手段１０はマイクロコンピュータに内蔵するタイマーを使用してサブ電源スイッチ１８を閉にしてからの経過時間を測定し、その経過時間が所定時間に達するとサブ電源スイッチ１８を開にする。これにより、サブ電源スイッチ１８を閉にして商用電源１から制御電源手段１１に通電する時間を制限しているので、制御電源手段１１で無用にエネルギーを浪費することがなく、さらに節電の構成を実現できる。

また、出力制御手段１０はインバータ回路７を駆動してコンデンサ５の充電電荷を放電している最中に、電源スイッチ検知手段９の出力がＬｏからＨｉになって電源スイッチ２が開から閉になったことを検知すると、インバータ回路７の駆動を停止する。これにより、コンデンサ５の充電電荷を放電中に電源スイッチ２が閉から開になった場合に無用に鍋１２を加熱してしまうことや、電源電圧検知手段１９の検知電圧が所定値以下に低下しないためにいつまでもインバータ回路７を駆動することを防止することができる。

以上のように本発明にかかる誘導加熱装置は、加熱待機時に無用にエネルギーを消費することなく、安価な構成で必要な時に高圧電源部の充電電荷を速やかに放電することができ、回路の交換、修理の作業がスムーズに実施できるものであるため、例えば、誘導加熱調理器、ＩＨ炊飯器などの各種機器に適用することができる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の制御回路図同誘導加熱装置における電源スイッチ検知手段の回路図同誘導加熱装置における制御電源手段の回路図本発明の実施の形態２における誘導加熱装置の制御回路図従来の誘導加熱調理器の回路図

符号の説明

１商用電源
２電源スイッチ
３電源回路
５コンデンサ
６誘導加熱コイル
７インバータ回路
９電源スイッチ検知手段
１０出力制御手段
１１制御電源手段
１２鍋
１８サブ電源スイッチ
１９電源電圧検知手段
２０操作入力手段
２１報知手段

Claims

高周波磁界を発生し鍋を加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、このインバータ回路の出力の大きさを制御する出力制御手段と、前記インバータ回路に電力を供給する電源回路と、前記電源回路へ商用電力の供給を開閉する電源スイッチと、前記電源スイッチの開閉を検知する電源スイッチ検知手段と、操作入力手段と、前記電源スイッチが開の時に商用電源より制御電源手段に電力を供給するサブ電源スイッチとで構成され、前記電源スイッチが開の状態でかつ前記操作入力手段より充電電荷を放電する指示の入力がされると、前記出力制御手段は前記インバータ回路を駆動し前記電源回路の充電電荷を放電する誘導加熱装置。
高周波磁界を発生し鍋を加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、このインバータ回路の出力の大きさを制御する出力制御手段と、前記インバータ回路に電力を供給する電源回路と、前記電源回路へ商用電力の供給を開閉する電源スイッチと、前記電源スイッチの開閉を検知する電源スイッチ検知手段と、電源回路の出力電圧を検知する電源電圧検知手段を備え、出力制御手段は電源スイッチ検知手段により電源スイッチの開を検出すると、前記電源電圧検知手段の検出値が所定値以下となるまでインバータ回路を駆動する誘導加熱装置。
出力制御手段は、電源スイッチの開を検知してインバータ回路を駆動中に電源スイッチの閉を検知するとインバータ回路の駆動を停止する請求項１〜２のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
報知手段を備え、前記電源電圧検知手段の検出値が所定値以下になると前記報知手段で放電終了を報知する請求項２に記載の誘導加熱装置。