JPH1055880A - 誘導加熱調理機の被加熱物の種類を判断する装置及び方法 - Google Patents

誘導加熱調理機の被加熱物の種類を判断する装置及び方法

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JPH1055880A
JPH1055880A JP9149119A JP14911997A JPH1055880A JP H1055880 A JPH1055880 A JP H1055880A JP 9149119 A JP9149119 A JP 9149119A JP 14911997 A JP14911997 A JP 14911997A JP H1055880 A JPH1055880 A JP H1055880A
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    • HELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、被加熱物の種類を短時間に判断
し、それら被加熱物の種類に適合する周波数を用いて加
熱を行い得る誘導加熱調理機の被加熱物の種類を判断す
る装置及び方法を提供しようとするものである。 【解決手段】 加熱部(20)のインバータ(INV)
のスイッチング周波数を固定した状態で、整流/平滑部
(1)に印加する常用電源(AC)の電流と、加熱部
(20)のインバータ(INV)からワーキングコイル
に印加する電流とを検出し、それら検出された電流によ
り被加熱物の種類を短時間内に判断し、それら被加熱物
に適合する共振周波数を発生して調理を行い得るように
構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は誘導加熱調理機に係
るもので、詳しくは、周波数を固定させた状態で、加熱
すべき被加熱物の種類 (小物(small utensil objects)
、磁性容器、及び非磁性容器)を判断して、被加熱物
が小物であると加熱を中止し、磁性容器、及び非磁性容
器であると適合する周波数を用いて上記各容器を加熱し
得る誘導加熱調理機の被加熱物の種類を判断する装置及
び方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、誘導加熱調理機の被加熱物の種類
を判断する装置の構成においては、図4に示したよう
に、常用電源ACを整流する整流器BD、該整流された
電圧を平滑にするインダクタL1及びコンデンサーC1
を備えた整流/平滑部1と、駆動信号DSにより整流さ
れた常用電源ACをスイッチングするインバータINV
と、該インバータINVの2つの上、下出力端子H,L
に夫々一方の端子が連結され、他方の端子は相互に接続
された2個のキャパシタC2,C3と、それらキャパシ
タC2,C3の共通端子と上記インバータINVの中間
出力端子M間に接続され上部に載置された被加熱物3を
加熱するワーキングコイルLと、を備えた加熱部2と、
上記整流/平滑部1に印加する常用電源ACの電流を検
出し、該電流値を電圧値に変換する電流検出部4と、該
電流検出部4の出力電圧値から上記被加熱物3の種類を
判断して制御信号CSを出力する制御部5と、該制御部
5の制御信号CSにより上記加熱部2のインバータIN
Vを駆動させるための駆動信号DSを出力するインバー
タ駆動部6と、から構成されていた。
【0003】また、上記加熱部2の共振周波数は、上記
ワーキングコイルLのインダクタンスと各共振キャパシ
タC1,C2のキャパシタンスとにより、次の式のよう
に決定されていた。
【0004】
【数1】
【0005】このように構成された従来の誘導加熱調理
機の被加熱物の種類を判断する装置の動作は次のようで
ある。先ず、被加熱物3をワーキングコイルL上に載置
した状態で、使用者がスタートキー(図示されず)を押
すと、誘導加熱調理機に常用電源ACが供給されると共
に制御部5は制御信号CSをインバータ駆動部6に出力
し、該インバータ駆動部6は高周波数の駆動信号DSを
加熱部2のインバータINVに出力し、該インバータI
NVはスイッチングされて整流/平滑部1から整流され
た常用電源ACをオン、オフする。
【0006】この場合、若し、上式から決定された加熱
部2の共振周波数が25kHz であると仮定すると、誘導
加熱調理機が動作する初期に、上記制御部5は上記加熱
部2の周波数を30kHz にする制御信号CSを出力す
る。また、このとき、上記常用電源ACの電流は電流ト
ランスCTから検出され、電流検出部4は上記常用電源
ACの電流の大きさに該当する所定電圧を上記制御部5
に出力し、該制御部5は上記電圧値をデータとして貯蔵
する。
【0007】次いで、上記制御部5は、上記インバータ
INVのスイッチング周波数を30kHz よりもやや低い
周波数にさせる制御信号CSを出力しながら、変化する
上記電流検出部4の出力電圧値を受けて貯蔵する。この
ような過程を繰返して、上記加熱部2の周波数が28kH
z になると、上記制御部5は今まで入力して貯蔵された
電圧値を平均し、上記被加熱物3が小物であるか、又は
磁性容器であるかを判断して、被加熱物が小物であると
全ての動作を中止して上記小物を加熱せず、若し、磁性
容器であると判断されると適切な周波数を選択して該磁
性容器を加熱していた。このとき、小物は例えばスプー
ン、又はナイフのような磁性体である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このように構
成された従来の誘導加熱調理機の被加熱物の種類を判断
する装置においては、共振周波数を包含しない範囲内で
周波数を可変させ、変化する周波数に相応して変化され
る電圧値が継続入力され、それらを平均して被加熱物の
種類を判断するようになっているため、その判断時間が
永く掛かるという不都合な点があった。
【0009】また、磁性容器に比べ表面抵抗の低い非磁
性容器を加熱するためには、上記共振周波数の25kHz
よりも一層高い周波数(例えば、80kHz 程度)を使用
すべきであるが、ワーキングコイルのターン数が固定さ
れているため、非磁性容器は加熱することができないと
いう不都合な点があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、インバ
ータのスイッチング周波数を固定した状態で、短時間に
被加熱物の種類を判断し得る誘導加熱調理機の被加熱物
判断装置及びその方法を提供しようとするものである。
又、本発明の他の目的は、インバータのスイッチング周
波数を固定した状態で整流/平滑部に印加する常用電源
ACの電流と加熱部のインバータからワーキングコイル
に印加する電流とを検出し、それら検出された電流によ
り被加熱物の種類を短時間に判断し、各容器に適合する
共振周波数を形成し得る誘導加熱調理機の被加熱物の種
類判断装置及び方法を提供しようとするものである。
【0011】このような目的を達成するため、本発明に
係る誘導加熱調理機の被加熱物の種類を判断する装置に
おいては、常用電源ACを整流して平滑する整流/平滑
部1と、インバータ(INV)、キャパシタ、ワーキン
グコイル及びスイッチ(SW)を備え、スイッチ駆動信
号(DS2)によりワーキングコイルとキャパシタとの
結線を変え、被加熱物3を選択的に加熱する加熱部20
と、上記整流/平滑部1に印加する常用電源ACの電流
を検出し、該電流を電圧(Va)に変換する第1電流検
出部4と、上記加熱部20のワーキングコイルに流れる
電流を検出し、該電流を電圧(Vb)に変換する第2電
流検出部70と、上記第1電流検出部4から出力する電
圧(Va)と上記第2電流検出部70から出力する電圧
(Vb)とを受け、それらの電圧(Va,Vb)と既に
設定された基準電圧値とを比較し、加熱部20のワーキ
ングコイルにより加熱される被加熱物の種類を判断し
て、該加熱部20に制御命令を出力する制御部5と、該
制御部5の制御命令により上記加熱部20のインバータ
(INV)を駆動させるインバータ駆動信号(DS1)
を出力するインバータ駆動部6と、上記制御部5の制御
命令により上記加熱部20にスイッチング駆動信号(D
S2)を出力するスイッチ駆動部80と、から構成され
ている。
【0012】そして、上記目的を達成するための本発明
に係る誘導加熱調理機の被加熱物の種類を判断する方法
においては、小物判断周波数により被加熱物を加熱する
第1段階と、入力する交流電源ACの電流を検出して該
電流の大きさに比例する電圧を読取り、インバータIN
VからワーキングコイルLに印加する電流を検出して該
電流の大きさに比例する電圧を読取る第2段階と、該第
2段階で読取った2つの電圧を既に設定された基準値と
夫々比較し、被加熱物が小物であるか、又は磁性容器、
及び非磁性容器であるかを判断する第3段階と、若し、
被加熱物が小物であると判断されると全ての動作を中止
して被加熱物を加熱せず、また、被加熱物が磁性容器、
及び非磁性容器であると判断されると加熱部の結線を変
更する第4段階と、を順次行うようになっている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。本発明に係る誘導加熱調理
機の被加熱物の種類を判断する装置においては、図1に
示したように、常用電源ACを整流して平滑する整流/
平滑部1と、インバータ駆動信号DS1により整流及び
平滑された常用電源ACの電圧をスイッチングするイン
バータ(INV)と、該インバータ(INV)の上側端
子Hと下側端子L間に直列連結された2個のコンデンサ
ーC2,C3と、上記インバータ(INV)の中間端子
Mと上記各コンデンサーC2,C3の接続点間に直列連
結されたワーキングコイルL2,L3及びコンデンサー
C4と、上記ワーキングコイルL3及びコンデンサーC
4に並列連結されたスイッチSWと、を備えた加熱部2
0と、上記整流/平滑部1に印加する常用電源ACの電
流を検出し、該検出された電流を電圧(Va)に変換す
る第1電流検出部4と、上記加熱部20のインバータ
(INV)からワーキングコイルL2に流れる高周波電
流を検出し、該検出された電流を電圧(Vb)に変換す
る第2電流検出部70と、上記第1電流検出部4から出
力する電圧(Va)と上記第2電流検出部70から出力
する電圧(Vb)とを受け、加熱部20により加熱され
る被加熱物が小物であるか、又は磁性容器、及び非磁性
容器であるかを判断し、上記加熱部20のインバータ
(INV)をスイッチングさせるインバータ制御信号C
S1を出力すると共に上記加熱部20のスイッチSWの
オン、オフを制御するスイッチ制御信号CS2を出力す
る制御部5と、該制御部5のインバータ制御信号CS1
により上記加熱部20のインバータ(INV)にインバ
ータ駆動信号DS1を出力するインバータ駆動部6と、
該制御部5のスイッチ制御信号CS2により上記加熱部
20のスイッチSWにスイッチング駆動信号DS2を出
力するスイッチ駆動部80と、から構成されている。
【0014】また、上記第1電流検出部4は、上記整流
/平滑部1に印加する常用電源ACの電流を検出する第
1電流トランスCT1と、該第1電流トランスCT1か
ら検出された常用電源ACの電流を交流電圧に変換する
第1電流/電圧変換部41と、変換された交流電圧を整
流して平滑する第1整流/平滑部42と、上記整流、平
滑された電圧を分圧して上記制御部5に供給する第1分
圧部43と、から構成されている。
【0015】また、上記電流検出部70は、上記加熱部
20のインバータ(INV)の中間端子Mと上記ワーキ
ングコイルL2間に連結され、該ワーキングコイルL2
に流れる高周波電流を検出する第2電流トランスCT2
と、該第2電流トランスCT2から検出された高周波電
流を交流電圧に変換する第2電流/電圧変換部71と、
該変換された交流電圧を整流して平滑する第2整流/平
滑部72と、上記整流、平滑された電圧を分圧して上記
制御部5に供給する第2分圧部73と、から構成されて
いる。
【0016】このように構成される本発明に係る誘導加
熱調理機の被加熱物の種類を判断する装置の動作を図2
及び図3を用いて説明する。先ず、被加熱物3がワーキ
ングコイルL上に載置され、使用者がスタートキー(図
示されず)を押すと、誘導加熱調理機に常用電源ACが
供給されると共に制御部5はスイッチ制御信号CS2を
スイッチ駆動部80に出力し、該スイッチ駆動部80は
スイッチング駆動信号DS2を加熱部20のスイッチS
Wに出力する。この場合、該スイッチSWがオンされた
状態を「磁性モード」とし、上記スイッチSWがオフさ
れた状態を「非磁性モード」として、それら磁性モード
及び非磁性モードの場合の共振周波数を示すと、下記の
表になる。
【0017】
【表1】
【0018】上記の表で分るように、磁性モードで被加
熱物3を加熱するときに関与する素子は、ワーキングコ
イルL2及び2個のコンデンサーC2,C3である。次
いで、上記制御部5はインバータ制御信号CS1をイン
バータ駆動部6に出力し、該インバータ駆動部6はイン
バータ駆動信号DS1を上記加熱部20のインバータ
(INV)に出力する。
【0019】ここで、上記インバータ制御信号CS1
は、被加熱物3が小物の負荷であるかの可否を判定する
制御信号で、該制御信号CS1により発生する上記加熱
部20の周波数は、磁性モードの共振周波数と非磁性モ
ードの共振周波数間の任意の値であり、本発明では磁性
モードの共振周波数が30kHz で、非磁性モードの共振
周波数が80kHz であるとき、上記加熱部20の周波数
を50kHz に決め、該50kHz の周波数を「判断周波
数」とする。
【0020】次いで、上記インバータ駆動信号DS1に
より上記インバータ(INV)がスイッチングされてワ
ーキングコイルL2上に載置された被加熱物3が加熱さ
れ、上記ワーキングコイルL2に流れる高周波電流は第
2電流検出部70の第2電流トランスCT2から検出さ
れ、同時に常用電源ACの電流は第1電流検出部4の第
1電流トランスCT1から検出される。
【0021】また、上記第1電流検出部4の第1電流ト
ランスCT1から検出された電流は、第1電流/電圧変
換部41で交流電圧に変換され、第1整流/平滑部42
で整流及び平滑され、第1分圧部43の複数の抵抗R
3,R4,R5により分圧(Va)されて、上記制御部
5に入力される。また、上記第2電流検出部70の第2
電流トランスCT2から検出された高周波電流は、第2
電流/電圧変換部71で交流電圧に変換され、第2整流
/平滑部72で整流及び平滑され、第2分圧部72の複
数の抵抗R7,R8により分圧(Vb)されて、上記制
御部5に入力される。
【0022】図2は、本発明に使用される被加熱物の種
類及び被加熱物のサイズにより上記制御部5に入力する
電圧値を示したテーブルで、テーブル中の種類及びサイ
ズは下記の被加熱物を加熱したときの実験値である。即
ち、被加熱物の種類は、強磁性容器(ferro magnetic ve
ssel) 、及び非強磁性容器(non-ferro magnetic vesse
l) の磁性容器と、3重の底面容器(three plybottom ve
ssel) の非磁性容器とに区分され、被加熱物のサイズは
各容器の底面の直径を7cm,8cm、及び9cmに夫々区分
し、各容器の径が8cm以下の被加熱物を小物であると判
断する。
【0023】そして、図2に示したように、強磁性容器
の場合には電圧(Va)が約1.2(V)以上、電圧
(Vb)が約0.75(V)以上で、3重の底面容器の
場合には電圧(Va)が約1.2(V)以上、電圧(V
b)が約1.8(V)以上で、非強磁性容器の場合には
電圧(Va)が約1.45(V)以上、電圧(Vb)が
約2.1(V)以上であるとき、各容器の底面の径が8
cm以上であると判断する。
【0024】従って、小物判断の基準電圧として、強磁
性容器及び3重の底面容器は電圧(Va)を1.2
(V)に設定し、非強磁性容器は電圧(Vb)を1.8
(V)に設定し、それら基準電圧に至らないときは被加
熱物を小物であると判断し、小物が判断された以後は電
圧(Vb)で容器の種類を判断する。このように、制御
部5は図2の基準電圧値を基に、入力された各電圧値
(Va)(Vb)から被加熱物の種類を判断するが、そ
の過程を図3を用いて説明すると次のようである。
【0025】図3は、本発明に係る誘導加熱調理機の被
加熱物の種類を判断する過程を示したフローチャートで
ある。先ず、使用者がスタートキーを押して本発明の装
置が作動し始まると(S1)、上記制御部5は「判断周
波数」を選択し(S2)、該判断周波数により加熱部2
0を動作させるスイッチ制御信号CS2を出力する。
【0026】次いで、常用電源ACの電流が検出され、
該当電圧(Va)が上記制御部5に入力すると、該制御
部5は上記電圧値(Va)を読取った後(S4)、該電
圧値(Va)が1.2(V)以上であるかの可否を判断
し(S5)、1.2(V)より小さいと被加熱物3を小
物負荷と判断して(S14)、インバータ(INV)の
駆動を停止させ、本発明に係る装置の動作を中断する。
一方、上記電圧値(Va)が1.2(V)以上でなく、
且つ、1.2(V)より小さくない場合はエラーとして
判断し、再び上記電圧値(Va)を読取る。
【0027】若し、上記電圧値(Va)が1.2(V)
以上であると、入力された電圧値(Vb)を読取って
(S6)、該電圧値(Vb)が1.8(V)以上である
かの可否を判断し(S8)、該電圧値(Vb)が1.8
(V)より小さいと、再び該電圧値(Vb)が0.75
(V)より大きく1.0(V)より小さい範囲内にある
かを判断して(S10)、上記範囲外であると被加熱物
3を小物と判断し、上記範囲内であると、被加熱物3が
強磁性容器であると判断して(S13)、上記スイッチ
SWをオン状態に維持し(S15)、磁性モードで強磁
性容器を加熱する。
【0028】また、上記電圧値(Vb)が1.8(V)
以上であると(S8)、再び該電圧値(Vb)が1.8
(V)より大きく2.1(V)より小さい範囲内である
かを判断し(S9)、該範囲内であると被加熱物3が3
重の底面容器であると判断し(S12)、上記スイッチ
SWをオフさせるスイッチング制御信号CS2を出力し
(S16)、非磁性モードで3重の底面容器を加熱す
る。
【0029】若し、上記電圧値(Vb)が1.8(V)
より大きく2.1(V)より小さい範囲の外であると、
被加熱物3が非強磁性容器であると判断し(S11)、
上記スイッチSWをオン状態に維持し(S15)、磁性
モードで非強磁性容器を加熱する。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る誘導
加熱調理機の被加熱物の種類を判断する装置及び方法に
おいては、周波数を固定した状態で加熱すべき被加熱物
が小物であるか、又は磁性容器、及び非磁性容器である
かを判断するため、被加熱物の種類を判断する時間を短
縮し得るという効果がある。
【0031】また、被加熱物の種類を判断した後、抵
抗、透磁率及び表面抵抗が相互異なる磁性容器及び非磁
性容器を区分し、適切な周波数を用いて被加熱物を加熱
し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る誘導加熱調理機の被加熱物の種類
を判断する装置を示したブロック図である。
【図2】本発明に用いられる被加熱物の種類及びサイズ
の検出電圧値を示したテーブルである。
【図3】本発明に係る誘導加熱調理機の被加熱物の種類
を判断する方法を示したフローチャートである。
【図4】従来の誘導加熱調理機の被加熱物の種類を判断
する装置を示したブロック図である。
【符号の説明】
1…整流/平滑部 20…加熱部 3…被加熱物 4…第1電流検出部 5…制御部 6…インバータ駆動部 70…第2電流検出部 80…スイッチ駆動部 INV…インバータ C1〜C4…コンデンサー L1〜L3…ワーキングコイル CT1…第1電流トランス CT2…第2電流トランス

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 常用電源(AC)を整流して平滑にする
    整流/平滑部(1)と、 インバータ(INV)、キャパシタ、ワーキングコイル
    (L2,L3)及びスイッチ(SW)から構成され、ス
    イッチ駆動信号(DS2)によりワーキングコイルとキ
    ャパシタとの結線を変え、被加熱物(3)を選択的に加
    熱する加熱部(20)と、 前記整流/平滑部(1)に印加する常用電源(AC)の
    電流を検出し、該電流を電圧(Va)に変換する第1電
    流検出部(4)と、 前記加熱部(20)のワーキングコイル(L2)に流れ
    る電流を検出し、該電流を電圧(Vb)に変換する第2
    電流検出部(70)と、 前記第1電流検出部(4)から出力する電圧(Va)と
    上記第2電流検出部(70)から出力する電圧(Vb)
    との入力を受け、それらの電圧(Va,Vb)と既に設
    定された基準電圧値とを比較し、加熱部のワーキングコ
    イルにより加熱される被加熱物が小物であるか、又は磁
    性容器、及び非磁性容器であるかを判断し、上記加熱部
    (20)に制御命令を出力する制御部(5)と、 該制御部(5)の制御命令により上記加熱部(20)の
    インバータ(INV)を駆動するインバータ駆動信号
    (DS1)を出力するインバータ駆動部(6)と、 前記制御部(5)の制御命令により上記加熱部(20)
    にスイッチング駆動信号(DS2)を出力するスイッチ
    駆動部(80)と、から構成されることを特徴とする誘
    導加熱調理機の被加熱物の種類を判断する装置。
  2. 【請求項2】 前記加熱部(20)は、インバータ駆動
    信号(DS1)により整流及び平滑された常用電源(A
    C)電圧をスイッチングするインバータ(INV)と、
    該インバータ(INV)の上側端子(H)と下側端子
    (L)間に直列接続された2個のコンデンサー(C2,
    C3)と、前記インバータ(INV)の中間端子(M)
    と前記各コンデンサー(C2,C3)の接続点間に直列
    接続されたワーキングコイル(L2,L3)及びコンデ
    ンサー(C4)と、上記ワーキングコイル(L3)及び
    コンデンサー(C4)に並列接続されたスイッチ(S
    W)と、から構成されたことを特徴とする請求項1に記
    載の誘導加熱調理機の被加熱物の種類を判断する装置。
  3. 【請求項3】 前記制御部(5)の既に設定された基準
    値は、被加熱物の容器底面のサイズを基準にして予め実
    験を行って得た電圧値であることを特徴とする請求項1
    に記載の誘導加熱調理機の被加熱物の種類を判断する装
    置。
  4. 【請求項4】 前記制御部(5)は、被加熱物が磁性容
    器であると判断するとスイッチ(SW)をオンさせるス
    イッチ制御信号(CS2)を前記スイッチ駆動部(8
    0)に出力し、被加熱物が非磁性容器であると判断する
    とスイッチSWをオフさせるスイッチ制御信号(CS
    2)を前記スイッチ駆動部(80)に出力することを特
    徴とする請求項2に記載の誘導加熱調理機の被加熱物の
    種類を判断する装置。
  5. 【請求項5】 前記磁性容器は強磁性容器及び非強磁性
    容器であり、非磁性容器は3重の底面容器であることを
    特徴とする請求項4に記載の誘導加熱調理機の被加熱物
    の種類を判断する装置。
  6. 【請求項6】 小物判断周波数で被加熱物を加熱する第
    1段階と、 入力される交流電源(AC)の電流を検出して該電流の
    大きさに比例する電圧を読取り、インバータ(INV)
    からワーキングコイル(L2)に印加する電流を検出し
    て該電流の大きさに比例する電圧を読取る第2段階と、 該第2段階で読取った2つの電圧を既に設定された基準
    値と夫々比較し、被加熱物が小物であるか、又は磁性容
    器、及び非磁性容器であるかを判断する第3段階と、 被加熱物が小物であると判断されると全ての動作を中止
    して被加熱物の加熱を中止し、被加熱物が磁性容器、及
    び非磁性容器であると判断されると、加熱部の結線を変
    更する第4段階と、を順次行うことを特徴とする誘導加
    熱調理機の被加熱物の種類を判断する方法。
  7. 【請求項7】 前記第1段階の小物判断周波数は、磁性
    容器を加熱するための共振周波数よりも高く、非磁性容
    器を加熱するための共振周波数よりは低い周波数である
    ことを特徴とする請求項6に記載の誘導加熱調理機の被
    加熱物の種類を判断する方法。
  8. 【請求項8】 前記第3段階の既に設定された基準値
    は、被加熱物の容器の底面のサイズを基準にして予め実
    験を行って得た電圧値であることを特徴とする請求項6
    に記載の誘導加熱調理機の被加熱物の種類を判断する方
    法。
  9. 【請求項9】 磁性モードで加熱する被加熱物は強磁性
    容器及び非強磁性容器であり、非磁性モードで加熱する
    被加熱物は3重の底面容器であることを特徴とする請求
    項6に記載の誘導加熱調理機の被加熱物の種類を判断す
    る方法。
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