JP2004220928A

JP2004220928A - Induction heating cooker

Info

Publication number: JP2004220928A
Application number: JP2003007186A
Authority: JP
Inventors: Taizo Ogata; 大象緒方; Yoshiaki Ishio; 嘉朗石尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-01-15
Also published as: JP4196069B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an induction heating cooker preventing interaction by a ripple voltage generated by a slight difference of operating frequencies caused by each circuit constant variation, a material of loads such as a pot to be induction heated, or the difference of thermal power between a first inverter and a second inverter. <P>SOLUTION: As for a plurality of inverters to which electric power is provided from a common power supply smoothing circuit, while restraining the ripple voltage generated in an output terminal of the power supply smoothing circuit by switching each switching element supplying electric power to each inverter by turns, the voltage inputted to each inverter is detected to stably control electric power. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭などで使用される誘導加熱調理器に関するもので、更に詳しく述べれば複数の誘導加熱用インバータは共通の電源平滑回路から電力が供給されており、複数の誘導加熱用インバータの駆動手段に特徴を有する誘導加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の共通の電源平滑回路から複数のバーナーへの電力供給を行う誘導加熱調理器などに用いられる高周波インバータの制御手段として、例えば、図１０に示すような、それぞれに共振回路を有する複数のインバータに対応して複数の制御回路を有する回路構成がある。図に示す回路構成の誘導加熱インバータの制御手段としては、それぞれの制御回路にフィードバックされた検知手段からの信号にしたがって、安定に動作すべくそれぞれの制御回路より出力される駆動信号によってインバータへの入力電力の制御を行うのが一般的であった。
【０００３】
しかしながら、複数のバーナーを備えた誘導加熱調理器において、複数の制御回路によりそれぞれのインバータが入力電力の制御を行うと、たとえば、隣接するインバータの動作周波数が異なると干渉音が発生するなど調理する上での不具合点が発生する。そのため、それぞれのインバータの動作周波数を概ね同じ周波数で駆動させて、干渉音を可聴領域外の低い周波数とする手段が用いられる。図１０に示す回路構成において、第１の整流素子２ａと第１の平滑コンデンサ２ｂと第１のフィルタコイル２ｃからなる電源平滑回路２構成されており、入力端子は商用電源１に接続され、出力端子は前記第１のインバータ３と第２のインバータ４の入力端子に接続されている。
【０００４】
第１の加熱コイル３ａと直列に接続された第１のコンデンサ３ｂから形成される第１の共振回路３ｃと、前記第１の共振回路３ｃに直列に接続され電力を注入する第１のスイッチング素子３ｄと、第１のスイッチング素子３ｄと直列に接続された第３のスイッチング素子３ｅによって第１のインバータ３が構成されており、第１の制御回路３ｉによって、前記第１のスイッチング素子３ｄと第３のスイッチング素子３ｅは交互に駆動する。
【０００５】
第１の制御回路３ｉは、第１の入力電力検知手段３ｆによって第１のインバータ３への入力電圧を検知すると共に、所定の火力にて第１の加熱コイル３ａの上に載置された被加熱物を加熱するように制御する。
【０００６】
また、第２の加熱コイルと直列４ａに接続された第２のコンデンサ４ｂから形成される第２の共振回路４ｃと、前記第２の共振回路４ｃに直列に接続され電力を注入する第２のスイッチング素子４ｄと、第２のスイッチング素子４ｄと直列に接続された第４のスイッチング素子４ｅによって第２のインバータ４が構成されており、第２の制御回路４ｉによって、前記第２のスイッチング素子４ｄと第４のスイッチング素子４ｅは交互に駆動する。第２の制御回路４ｉは、第２の入力電力検知手段４ｆによって第２のインバータ４への入力電圧を検知すると共に、所定の火力にて第２の加熱コイル４ａの上に載置された被加熱物を加熱するように制御する。
【０００７】
以上の回路構成において、その動作を説明する。
【０００８】
第１の制御回路と第２の制御回路は、第１のスイッチング素子と第３のスイッチング素子、あるいは第２のスイッチング素子と第４のスイッチング素子を交互にオンオフして駆動し、第１のインバータと第２のインバータに入力される電力を制御している。このとき、第１の制御回路は、第１のインバータに入力される電圧を検知して、第１の共振回路が安定した動作を行い、第１のインバータに入力される電力が所定の入力電力となる様に第１のスイッチング素子と第３のスイッチング素子を交互にオンオフして駆動する。この回路構成においては、周波数を可変として第１のインバータへの入力電力を制御するのが一般的ではあるが、発振周波数を一定として第１のインバータへと入力される電力を制御する手段がある（例えば、特許文献１参照）。つまり、図１２に示すように、第１のスイッチング素子と第３のスイッチング素子は同一周波数で導通時間比を変えて交互に駆動する。図１３は第１のスイッチング素子の導通時間Ｔ２と周期Ｔ１との比Ｔ２／Ｔ１（以下これを導通比と呼ぶ）と、入力電力（ＰＩＮ）の関係を示している。
【０００９】
図１２について、同図（ａ）には導通比Ｔ２／Ｔ１＜０．５のとき、つまり第１のスイッチング素子が導通して共振回路にエネルギーを注入する量が少なく、入力電力が少ないときの第１のスイッチング素子と第３のスイッチング素子動作波形と電源平滑回路の出力電圧を、同図（ｂ）には導通比Ｔ２／Ｔ１≒０．５のとき、つまり第１のスイッチング素子と第３のスイッチング素子の導通時間Ｔ２が周期Ｔ１の半分程度で入力電力が概ね最大レベルのときの動作波形と電源平滑回路の出力電圧を示している。
【００１０】
図１２に示すように第１の制御回路が第１のスイッチング素子と第３のスイッチング素子を交互に駆動し、その導通比Ｔ２／Ｔ１を変えることによって入力電力（ＰＩＮ）は制御される。図１４（ａ）に電源平滑回路の出力端子における電流と電圧の波形を、図１４（ｂ）にインバータへの入力電力と電源平滑回路２の出力端子に発生するリップル電圧の相関を示す。
【００１１】
第１のインバータのみ動作している場合、第１のインバータへと電力を注入する第１のスイッチング素子によって電源平滑回路の出力端子にリップル電圧が発生する。図１４（ａ）には導通比Ｔ２／Ｔ１＜０．５のとき、つまり第１のスイッチング素子が導通して共振回路にエネルギーを注入する量が少なく入力電力が少ないときと、導通比Ｔ２／Ｔ１≒０．５のとき、つまり第１のスイッチング素子と第３のスイッチング素子の導通時間Ｔ２が周期Ｔ１の半分程度で入力電力が概ね最大レベルのときの、電源平滑回路の出力電圧と出力電流の波形を示している。
【００１２】
図１４（ａ）に示すように、第１のインバータのみ動作している場合、第１のインバータの動作周波数に同期した第１のリップル電圧が発生しており、第１のインバータへの入力電力が大きいとリップル電圧も大きくなっている。同図（ｂ）に示すように、インバータへの入力電力が大きくなるほどリップル電圧は大きくなる。
【００１３】
同様に、第２の制御回路についても、第２のインバータに入力される電圧を検知して、第２の共振回路が安定した動作を行い、第２のインバータに入力される電力が所定の入力電力となる様に第２のスイッチング素子と第４のスイッチング素子を交互にオンオフして駆動する。
【００１４】
よって、第１のインバータが動作停止している場合の電源平滑回路の出力端子には、第２のインバータの動作周波数に同期した第２のリップル電圧が発生する。
【００１５】
しかしながら、従来の制御手段は、第１の制御回路によって第１のインバータを、第２の制御回路によって第２のインバータを駆動させるため、第１の制御回路と第２の制御回路とで、発振回路や振動子といった回路定数バラツキや、誘導加熱される鍋などの負荷の材質や、火力の差などによって生ずる僅かなインバータの動作周波数の違いにより、第１のインバータによって発生する第１のリップル電圧と第２のインバータによって発生する第２のリップル電圧の干渉が発生する。
【００１６】
図１１（ａ）に電源平滑回路の出力端子に発生する第１のリップル電圧と第２のリップル電圧による干渉が発生する様子と、リップル電圧の小さいときの第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の拡大動作波形を図１１（ｂ）に、リップル電圧の大きいときの第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の拡大動作波形を図１１（ｃ）に示す。
【００１７】
図１１（ａ）に示すように、可聴領域周波数以下の数十Ｈｚのレベルでリップル電圧の干渉は発生しており、第１のインバータと第２のインバータの動作周波数２０数ｋＨｚに対して０．１％程度の僅かな差に相当する。このリップル電圧の干渉が発生する要因は、同図（ｂ）と（ｃ）に示すように、第１のインバータに電力を注入する際に発生する第１のリップル電流ＩＡ１と、第２のインバータに電力を注入する際に第２の発生するリップル電流ＩＡ２とが同じタイミングで動作しているか否かで大小が発生する。
【００１８】
つまり、第１のインバータと第２のインバータは、概ね同じ動作で加熱することで、それぞれのインバータで加熱される鍋によって発生する干渉音は可聴領域以外の周波数となっているが、動作周波数の０．１％程度の差によって、図１１（ｂ）の様にインバータが電力を注入するタイミングが交互になった場合はリップル電圧ＶＡが少なく、図１１（ｃ）の様にインバータへと電力を注入するタイミングが重なった場合はリップル電圧ＶＡが大きくなる。
【００１９】
その結果、第１の制御回路と第２の制御回路とが第１のインバータと第２のインバータとに入力される電圧を検知する際に、電源平滑回路の出力電圧に干渉による不規則なリップル電圧が発生するため、それぞれのインバータに入力される電圧を検知する際に、誤検知が発生していた。
【００２０】
【特許文献１】
特開平１−２６０７８５号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の制御手段においては、第１の制御回路によって第１のインバータを、第２の制御回路によって第２のインバータを駆動させるため、第１の制御回路と第２の制御回路とで、それぞれの回路定数バラツキや、誘導加熱される鍋などの負荷の材質や、火力の差によって生ずる僅かな動作周波数の差によって、第１のインバータによって発生する第１のリップル電圧と第２のインバータによって発生する第２のリップル電圧による干渉が発生する。
【００２２】
よって、第１の制御回路と第２の制御回路とが第１のインバータと第２のインバータとに入力される電圧を検知する際に、電源平滑回路の出力電圧に干渉による不規則なリップルが発生するため、それぞれの制御回路では補正しきれずに誤検知を引き起こすという課題を有していた。
【００２３】
本発明はこのような点に鑑み、上記従来の課題を解決するもので、第１の目的は共通の電源平滑回路から電力が供給される複数のインバータについて、それぞれのインバータへと電力を注入する各々のスイッチング素子は交互にオンオフすることで、電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧を抑制しつつ、それぞれのインバータへと入力される電圧を検知して安定した電力制御を可能とする誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、第１の加熱コイルと第１の共振コンデンサによって形成される第１の共振回路と、前記第１の共振回路に電力を注入する第１のスイッチング素子とを有する第１のインバータと、第２の加熱コイルと第２の共振コンデンサによって形成される第２の共振回路と、前記第２の共振回路に電力を注入する第２のスイッチング素子とを有する第２のインバータと、前記第１のインバータと第２のインバータへ電力を供給する整流素子とコンデンサを含む電源平滑回路とを備え、前記第１のインバータは、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を交互にオンオフして前記電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧を抑制しつつ前記第１のインバータと第２のインバータに入力される電力を制御する第１の制御回路を備え、前記第２のインバータは、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を交互にオンオフして前記電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧を抑制しつつ前記第１のインバータと第２のインバータに入力される電力を制御する第２の制御回路を備え、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は交互にオンオフして前記電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧を抑制することを特徴とする。
【００２５】
これによって、第１のインバータと第２のインバータとで、それぞれの制御回路定数バラツキや、誘導加熱される鍋などの負荷の材質や、火力の差によって生ずる僅かな動作周波数の差によって、第１のインバータに同期した第１のリップル電圧と第２のインバータに同期した第２のリップル電圧の不規則な干渉が抑えられる。よって、第１のインバータの入力電力と第２のインバータの入力電力がほぼ同じであれば電源平滑回路の出力端子に発生するリップルを抑えることができるとともに、第１のインバータの入力電力と第２のインバータの入力電力との差や、第１のインバータで加熱される鍋の材質と第２のインバータで加熱される鍋の材質の差によって発生するリップル電圧のレベルは概ね推定することが可能となり、検知された電圧に対して補正をかけることを可能とする誘導加熱調理器が得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、第１の加熱コイルと第１の共振コンデンサによって形成される第１の共振回路と、前記第１の共振回路に電力を注入する第１のスイッチング素子とを有する第１のインバータと、第２の加熱コイルと第２の共振コンデンサによって形成される第２の共振回路と、前記第２の共振回路に電力を注入する第２のスイッチング素子とを有する第２のインバータと、前記第１のインバータと第２のインバータへ電力を供給する整流素子とコンデンサを含む電源平滑回路とを備え、前記第１のインバータは、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を交互にオンオフして前記電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧を抑制しつつ前記第１のインバータと第２のインバータに入力される電力を制御する第１の制御回路を備え、前記第２のインバータは、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を交互にオンオフして前記電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧を抑制しつつ前記第１のインバータと第２のインバータに入力される電力を制御する第２の制御回路を備え、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は交互にオンオフして前記電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧を抑制することができる。
【００２７】
請求項２記載の発明は、特に、請求項１に記載の第１のインバータと第２のインバータが動作周波数一定で電力制御される場合に、それぞれのインバータ駆動に関わる回路定数のバラツキや、負荷の材質、火力の差によって発生する僅かな動作周波数の差により発生する不規則な第１のインバータによる第１のリップル電圧と第２のインバータによる第２のリップル電圧の干渉を防ぎ、所定のレベルで干渉したリップル電圧とすることができる。
【００２８】
請求項３記載の発明は、特に、第１のインバータと第２のインバータは、それぞれ第１の入力電力検知手段と第２の入力電力検知手段を備え、請求項１に記載の第１のインバータと第２のインバータに入力される電力の差を検知して、電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧を補正して電源電圧を検知することが出来る。
【００２９】
請求項４記載の発明は、請求項３の構成において、特に、第１のインバータと第２のインバータは、それぞれ第１の共振電圧検知手段と第２の共振電圧検知手段を備え、それぞれのインバータにおいて入力電力検知手段と共振電圧検知手段の相関より加熱コイルによって加熱される負荷の材質・形状を判定し、電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧を補正して電源電圧を検知することが出来る。
【００３０】
請求項５記載の発明は、請求項３の構成において、特に、第１のインバータと第２のインバータは、それぞれ第１の加熱コイル電流検知手段と第２の加熱コイル電流検知手段を備え、それぞれのインバータにおいて入力電力検知手段と加熱コイル電流検知手段の相関より加熱コイルによって加熱される負荷の材質・形状を判定し、電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧を補正して電源電圧を検知することが出来る。
【００３１】
請求項６記載の発明は、請求項１の構成において、特に、第１のインバータと第２のインバータは、それぞれ他方のインバータが加熱を停止した時に電源平滑回路の出力端子に発生する電圧変動を補正する第１の加熱停止補正手段と第２の加熱停止補正手段を備え、それぞれ他方のインバータが停止して一方のインバータに入力される電圧が変動しても、検知電圧を補正することにより安定した動作を継続させることが可能となる。
【００３２】
請求項７記載の発明は、請求項６の構成において、特に、それぞれの加熱停止補正手段は、他方のインバータが加熱を停止した時の火力に応じて電源平滑回路の出力端子に発生する電圧変動を補正する火力補正機能を備え、それぞれ他方のインバータが停止して一方のインバータに入力される電圧が変動した際に、他方のインバータが停止した際の火力によって検知電圧の補正量を決定する事で、精度良く電源平滑回路の変動を補正することが可能となり、安定した動作を継続させることが出来る。
【００３３】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第一の実施例における誘導加熱調理器の回路構成で、図２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動作波形と電源平滑回路の出力端子電圧を示す。
【００３４】
図１において、２１は商用電源で、２２は商用電源を全波整流して平滑する電源平滑回路で、整流器２２ａと平滑コンデンサ２２ｂとフィルタコイル２２ｃより成る。
【００３５】
２３は第１のインバータ回路で、第１の加熱コイル２３ａと第１の共振コンデンサ２３ｂから形成される第１の共振回路２３ｃと、第１の共振回路２３ｃと直列に接続されて電力を注入する第１のスイッチング素子２３ｄと、第１のスイッチング素子２３ｄと直列に接続された第３のスイッチング素子２３ｅと、第１のインバータ２３に入力される電圧と電流によって入力電力を検知する第１の入力電力検知手段２３ｆと、第１の共振回路２３ｃに発生する共振電圧を検知する第１の共振電圧検知手段２３ｇと、第１の加熱コイル２３ａに流れる電流を検知する第１の加熱コイル電流検知手段２３ｈと、前記第１のスイッチング素子２３ｄと第３のスイッチング素子２３ｅのオンオフを制御する第１の制御回路２３ｉとで構成されている。
【００３６】
第１の制御回路２３ｉは、他方のインバータが加熱を停止したときに電源平滑回路２２の出力端子に発生する電圧変動の補正について、加熱停止時の火力に応じて補正値を変更する火力補正機能２３ｊを有する第１の加熱停止補正手段２３ｋを有している。
【００３７】
２４は第２のインバータ回路で、第１のインバータ回路２３と同様に、第２の加熱コイル２４ａと第２の共振コンデンサ２４ｂから形成される第２の共振回路２４ｃと、第２の共振回路２４ｃと直列に接続されて電力を注入する第２のスイッチング素子２４ｄと、第２のスイッチング素子２４ｄと直列に接続された第４のスイッチング素子２４ｅと、第２のインバータ２４に入力される電圧と電流によって入力電力を検知する第２の入力電力検知手段２４ｆと、第２の共振回路２４ｃに発生する共振電圧を検知する第２の共振電圧検知手段２４ｇと、第２の加熱コイル２４ａに流れる電流を検知する第２の加熱コイル電流検知手段２４ｈと、他方のインバータが加熱を停止したときに電源平滑回路２２の出力端子に発生する電圧変動の補正について、加熱停止時の火力に応じて補正する火力補正機能２４ｊを有する第２の加熱停止補正手段２４ｋとで構成される。第２のスイッチング素子２４ｄと第４のスイッチング素子２４ｅは第１の制御回路２４ｉによって交互に駆動される。
【００３８】
以上のように構成された誘導加熱調理器についてその動作を説明する。
【００３９】
第１の制御回路２３ｆは第１のスイッチング素子２３ｄを所定時間導通させた後、開放して第１の加熱コイル２３ａと第１の共振コンデンサ２３ｂからなる第１の共振回路２３ｃを共振させる。その後、第３のスイッチング素子２３ｅは導通開始し、共振を継続させて、図には特に記載していないが第１の加熱コイル２３ａの上に載置された鍋などの被加熱物を加熱する。
【００４０】
第１のインバータ２３のみ加熱動作を行った場合において、第１のスイッチング素子２３ｄのコレクタ電流ＩＣ１、第２のスイッチング素子２４ｄのコレクタ電流ＩＣ２、電源平滑回路２２の出力端子の動作波形を図２（ａ）に示している。図２（ａ）に示すように、第１のスイッチング素子２３ｄがオンすることで電源平滑回路２２より第１のインバータ２３へと電力が供給されるため、第１のリップル電圧ＶＡ１が発生している。
【００４１】
同様に、第２の制御回路２４ｉは第２のスイッチング素子２４ｄを所定時間導通させた後、開放して第２の加熱コイル２４ａと第２の共振コンデンサ２４ｂからなる第２の共振回路２４ｃを共振させる。その後、第４のスイッチング素子２４ｅは導通開始し、共振を継続させて、図には特に記載していないが第２の加熱コイル２４ａの上に載置された鍋などの被加熱物を加熱する。
【００４２】
第２のインバータ２４のみ加熱動作を行った場合の第１のスイッチング素子２３ｄ、第２のスイッチング素子２４ｄ、電源平滑回路２２の出力端子の動作波形を図２（ｂ）に示している。図２（ｂ）に示すように、第２のスイッチング素子２４ｄがオンすることで電源平滑回路２２より第２のインバータ２４に電力が供給されている。
【００４３】
第１のスイッチング素子２３ｄと第２のスイッチング素子２４ｄを交互にオンした場合の第１のスイッチング素子２３ｄ、第２のスイッチング素子２４ｄ、電源平滑回路２２の出力端子の動作波形を図２（ｃ）に示している。図２（ｃ）に示すように、交互に第１のインバータ２３と第２のインバータ２３に電力を供給することによって、電源平滑回路２２の出力端子のリップル電圧が抑制される。
【００４４】
また、図３に第１のスイッチング素子２３ｄと第２のスイッチング素子２４ｄを交互にオンして、且つ、第１のインバータ２３と第２のインバータ２４の動作周波数を一致させたうえで、第１のインバータ２３と第２のインバータ２４の入力電力を一定の動作周波数で異なる値に制御した場合において、第１のスイッチング素子２３ｄのコレクタ電流ＩＣ１、第２のスイッチング素子２４ｄのコレクタ電流ＩＣ２、電源平滑回路２２の出力端子の動作波形を示している。図３に示すように、交互に第１のインバータ２３と第２のインバータ２４に電力を供給することによって、図１１（ａ）に示したような不規則なリップル電圧の干渉を防ぎ、所定のレベルで干渉したリップル電圧とする事が出来る。
【００４５】
また、図４に第１のインバータ２３への入力電力ＰＩＮ１と第２のインバータ２４への入力電力ＰＩＮ２との差△ＰＩＮ（△ＰＩＮ＝｜ＰＩＮ１−ＰＩＮ２｜）に対する電源平滑回路２２の出力端子に発生するリップル電圧ＶＡの相関を示す。図４に示す様に入力電力の差△ＰＩＮが大きくなるほどリップル電圧ＶＡも増加する。よって、第１の入力電力検知手段２３ｆと第２の入力検知手段２４ｆの差によりリップル電圧の補正値を決定することで、それぞれのインバータに入力される電圧を精度良く検知することが可能となる。
【００４６】
また、図５（ａ）に鍋の材質に対する第１の入力電力検知手段２３ｆと第１の共振電圧検知手段２３ｇ、同図（ｂ）に鍋の材質に対する第１の入力電力検知手段２３ｆによって検知される第１のインバータ２３への入力電力と第１のリップル電圧の相関について示す。
【００４７】
例えば磁性鍋と非磁性鍋とを加熱する場合において、第１のインバータ２３を構成する第１の共振回路２３ｃにおいて発生する共振電圧は、図５（ａ）に示すように非磁性鍋の方が入力電力に対する共振電圧の増加が大きいので、磁性鍋に比べて電力を供給する第１のスイッチング素子２３ｄのオン時間が少なくても同等の入力電力が得られる。よって、図５（ｂ）に示すように発生するリップル電圧は、同じ入力電力でも磁性鍋に比べて大きくなる特性を持つため、鍋の材質によってリップル電圧の補正を行うことで精度良く入力電圧を検知して安定したインバータ動作を継続することが出来る。
【００４８】
第２のインバータ２４においても第１のインバータ２３と同様に図５に示した特性を示す。よって、第１のインバータ２３と第２のインバータ２４、それぞれで負荷の材質を判定することでリップル電圧を補正して安定したインバータ動作を継続することができる。
【００４９】
また、図６（ａ）に鍋の材質に対する第１の入力電力検知手段２３ｆと第１の加熱コイル電流検知手段２３ｈ、同図（ｂ）に鍋の材質に対する第１の入力電力検知手段２３ｆによって検知される第１のインバータ２３への入力電力と第１のリップル電圧の相関について示す。
【００５０】
例えば磁性鍋と非磁性鍋とを加熱する場合において、図６（ａ）に示すように非磁性鍋の方が入力電力に対する加熱コイル電流の増加が大きいので、磁性鍋に比べて電力を供給するスイッチング素子のオン時間が少なくても第１のインバータ２３への入力電流は大きくなる。よって、図６（ｂ）に示すように発生するリップル電圧は、同じ入力電力でも磁性鍋に比べて大きくなる特性を持つため、鍋の材質によってリップル電圧の補正を行うことで精度良く入力電圧を検知して安定したインバータ動作を継続することが出来る。
【００５１】
第２のインバータにおいても第１のインバータと同様に図６に示した特性を示す。よって、第１のインバータ２３と第２のインバータ２４、それぞれで負荷の材質を判定することでリップル電圧を補正して安定したインバータ動作を継続することができる。
【００５２】
また、図７に他方のインバータが停止した場合の、電源平滑回路の出力端子電圧の電圧変動を示す。図７に示すように、インバータが加熱動作を停止すると、インバータ回路のインピータンスが急激に増加するため電源平滑回路２２の出力端子電圧ＶＢが上昇する。よって、一方のインバータは、他方のインバータが停止したことを検知して電源平滑回路２２の出力端子の電圧があらかじめ上昇することを予測し、補正する加熱停止補正手段２３ｋを用いて、インバータへの入力電圧を検知して補正すれば、電源電圧の変動であると誤検知することなく加熱動作を継続することが出来る。
【００５３】
さらに、図８に示しように、他方のインバータ停止時の入力電力によって、加熱動作を停止した後に発生する電源平滑回路２２の出力端子電圧が変動するレベルが変化するため、インバータが加熱を停止したときの火力に応じて加熱停止補正手段２３ｋの補正値を変更する火力補正機能２４ｊを用いて補正すれば、電源電圧の変動とインバータの停止による変動とを更に精度良く判別することが出来るため、安定したインバータ動作を継続することが出来る。
【００５４】
以上のように本実施例によれば、共通の電源平滑回路２２から複数のインバータへと電力を供給する構成において、それぞれのインバータへと電力を注入する役割を担うスイッチング素子を交互にオンオフさせる構成を備えることにより、それぞれのインバータによって発生するリップル電圧の不規則な干渉を抑制し安定した加熱動作を継続することが出来る。
【００５５】
また、本実施例において、第１のインバータへと電力を注入する第１のスイッチング素子と、第２のインバータへと電力を注入する第２のスイッチング素子とを交互にオンオフして、且つ、第１のインバータへの入力電力と第２のインバータへの入力電力を個別に調節する際には、第１のインバータと第２のインバータの動作周波数を一致させた上で第１のインバータと第２のインバータの入力電力を一定の周波数で異なる値に制御することで、負荷の材質や火力の差によって発生する僅かな動作周波数の差による不規則なリップル電圧の干渉を抑制して、所定のレベルで干渉した規則的なリップル電圧とする事が出来る。
【００５６】
また、本実施例に示すように、入力電力検知手段と共振電圧検知手段の相関によって鍋の材質や形状を識別することが可能であり、材質や形状に対応してリップル電圧を補正することにより、精度良く入力電圧の検知が可能となる。
【００５７】
また、本実施例に示すように、入力電力検知手段と加熱コイル電流検知手段の相関によって鍋の材質や形状を識別することが可能であり、材質や形状に対応してリップル電圧を補正することにより、精度良く入力電圧の検知が可能となる。
【００５８】
また、本実施例において、一方のインバータが停止したことを検知して他方のインバータの入力電圧があらかじめ上昇することを予測して補正する加熱停止補正手段によって検知された入力電圧を補正すれば、電源電圧の変動であると誤検知することなく安定した加熱動作を継続することが出来る。
【００５９】
また、本実施例において、一方のインバータが加熱を停止したときの火力に応じて加熱停止補正手段の補正値を変更する火力補正機能を用いて補正すれば、電源電圧の変動とインバータの停止による変動とを更に精度良く判別すること可能となる。
【００６０】
なお、第１の実施例において、第１のインバータ２３は、第１の加熱コイル２３ａと第１の共振コンデンサ２３ｂとを直列に接続した第１の共振回路を２３ｃ構成しているが、図Ｒに示すように第１の加熱コイル３３ａと第１の共振コンデンサ３３ｂを並列に接続した第１の共振回路３３ｃの様に構成し、第１の共振回路３３ｃと直列に第１のスイッチング素子３３ｄを接続することによって、第１のスイッチング素子３３ｄが第１のインバータへと電力を注入する構成となり、第１のスイッチング素子３３ｄと他方のインバータを構成する第２のスイッチング素子２４ｄとが交互にオンオフすることで同等の効果が得られることは言うまでもない。これは第２のインバータ２４にも同様であり、第２の加熱コイルと第２の共振コンデンサを並列接続した第２の共振回路と直列に接続された第２のスイッチング素子を構成要素としても、同等の効果が得られることは言うまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように請求項１〜５に記載の発明によれば、共通の電源平滑回路から複数のインバータへと電力を供給する構成において、それぞれのインバータへと電力を注入する役割を担うスイッチング素子を交互にオンオフさせる構成を備えることにより、それぞれのインバータによって発生するリップル電圧の不規則な干渉を抑制するとともに、あらかじめ予測された規則的なリップルについては補正することが可能となり、入力電力を精度良く検知することが出来るため、安定した加熱動作を継続することが出来る。
【００６２】
また、請求項６、７に記載の発明によれば、一方のインバータが停止したことを検知して他方のインバータの入力電圧があらかじめ上昇することを予測して補正する加熱停止補正手段によって検知された入力電圧を補正すれば、電源電圧の変動であると誤検知することなく安定した加熱動作を継続することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における誘導加熱調理器の回路構成を示す図
【図２】（ａ）第１のインバータ２３のみ加熱動作を行った場合における本発明の実施例１における第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子と電源平滑回路の動作波形図
（ｂ）第２のインバータ２３のみ加熱動作を行った場合における本発明の実施例１における第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子と電源平滑回路の動作波形図
（ｃ）第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子を交互にオンした場合における本発明の実施例１における第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子と電源平滑回路の動作波形図
【図３】本発明の実施例１における第１のインバータと第２のインバータの入力電力を一定の動作周波数で異なる値に制御した場合の、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子と電源平滑回路の動作波形図
【図４】入力電力の差に対する電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧の相関図
【図５】（ａ）鍋の材質に対する第１の入力電力検知手段と第１の共振電圧検知手段の相関図
（ｂ）鍋の材質に対する第１の入力電力検知手段と第１のリップル電圧の相関図
【図６】（ａ）鍋の材質に対する第１の入力電力検知手段と第１の加熱コイル電流の相関図
（ｂ）鍋の材質に対する第１の入力電力検知手段と第１のリップル電圧の相関図
【図７】他方のインバータが停止した場合の、電源平滑回路の出力端子電圧の電圧変動を示す図
【図８】他方のインバータ停止時の入力電力に対する電源平滑回路の出力端子電圧に発生する電圧変動の相関図
【図９】同等の機能を成すインバータ回路構成を示す図
【図１０】従来例における誘導加熱調理器の回路構成を示す図
【図１１】（ａ）従来例における電源平滑回路での電源平滑回路の出力端子に発生する第１のリップル電圧と第２のリップル電圧による干渉が発生する様子を示す端子電圧波形図
（ｂ）従来例における電源平滑回路でのリップル電圧の小さいときの第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の拡大動作波形を示す図
（ｃ）従来例における電源平滑回路でのリップル電圧の大きいときの第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の拡大動作波形を示す図
【図１２】（ａ）従来例における誘導加熱調理器の導通比Ｔ２／Ｔ１＜０．５のときの動作波形図
（ｂ）従来例における誘導加熱調理器の導通比Ｔ２／Ｔ１≒０．５のときの動作波形図
【図１３】従来例における誘導加熱調理器の導通比と入力電力と動作周波数の相関図
【図１４】（ａ）従来例における誘導加熱調理器の電源平滑回路の出力端子における電流と電圧の波形を示す図
（ｂ）従来例における誘導加熱調理器の入力電力とリップル電圧の相関図
【符号の説明】
２１商用電源
２２電源平滑回路
２３第１のインバータ
２４第２のインバータ
２３ｉ第１の制御回路
２４ｉ第２の制御回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an induction heating cooker used in general households and the like, and more specifically, a plurality of induction heating inverters are supplied with power from a common power supply smoothing circuit, and a plurality of induction heating inverters are used. The present invention relates to an induction heating cooker characterized by a driving means.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a control means of a high-frequency inverter used for an induction heating cooker or the like which supplies power to a plurality of burners from a common power supply smoothing circuit of this kind, for example, each has a resonance circuit as shown in FIG. There is a circuit configuration having a plurality of control circuits corresponding to a plurality of inverters. As the control means of the induction heating inverter having the circuit configuration shown in the figure, in accordance with a signal from the detection means fed back to each control circuit, a drive signal output from each control circuit to operate stably is provided to the inverter. It was common to control input power.
[0003]
However, in an induction heating cooker provided with a plurality of burners, when each inverter controls the input power by a plurality of control circuits, for example, if the operation frequencies of adjacent inverters are different, interference noise is generated, and cooking is performed. The above problems occur. Therefore, a means is used in which the operating frequencies of the respective inverters are driven at substantially the same frequency to reduce the interference sound to a low frequency outside the audible range. In the circuit configuration shown in FIG. 10, a power supply smoothing circuit 2 including a first rectifying element 2a, a first smoothing capacitor 2b, and a first filter coil 2c is configured. The terminals are connected to the input terminals of the first inverter 3 and the second inverter 4.
[0004]
A first resonance circuit 3c formed of a first capacitor 3b connected in series with the first heating coil 3a, and a first switching element connected in series with the first resonance circuit 3c and injecting power A first inverter 3 is constituted by 3d and a third switching element 3e connected in series with the first switching element 3d. The first switching element 3d and the third inverter are constituted by a first control circuit 3i. The three switching elements 3e are driven alternately.
[0005]
The first control circuit 3i detects the input voltage to the first inverter 3 by the first input power detection means 3f, and detects the input voltage placed on the first heating coil 3a with a predetermined heating power. Control to heat the heating object.
[0006]
Further, a second resonance circuit 4c formed of a second capacitor 4b connected to the second heating coil and the series 4a, and a second resonance circuit connected in series to the second resonance circuit 4c and injecting power. A second inverter 4 is constituted by a switching element 4d and a fourth switching element 4e connected in series with the second switching element 4d, and a second control circuit 4i forms the second inverter 4d. And the fourth switching element 4e are driven alternately. The second control circuit 4i detects the input voltage to the second inverter 4 by the second input power detection means 4f, and detects the input voltage placed on the second heating coil 4a with a predetermined heating power. Control to heat the heating object.
[0007]
The operation of the above circuit configuration will be described.
[0008]
The first control circuit and the second control circuit alternately turn on and off the first switching element and the third switching element or the second switching element and the fourth switching element to drive the first inverter. And the power input to the second inverter. At this time, the first control circuit detects the voltage input to the first inverter, the first resonance circuit performs a stable operation, and the power input to the first inverter becomes a predetermined input power. The first switching element and the third switching element are alternately turned on and off so as to drive. In this circuit configuration, it is general to control the input power to the first inverter by changing the frequency, but there is a means for controlling the power input to the first inverter while keeping the oscillation frequency constant. (For example, see Patent Document 1). That is, as shown in FIG. 12, the first switching element and the third switching element are alternately driven at the same frequency while changing the conduction time ratio. FIG. 13 shows the relationship between the ratio T2 / T1 (hereinafter referred to as the conduction ratio) between the conduction time T2 and the cycle T1 of the first switching element and the input power (PIN).
[0009]
Referring to FIG. 12, FIG. 12A shows the case where the conduction ratio T2 / T1 <0.5, that is, the case where the first switching element conducts and the amount of energy injected into the resonance circuit is small, and the input power is small. The operation waveforms of the first switching element and the third switching element and the output voltage of the power supply smoothing circuit are shown in FIG. 4B when the duty ratio T2 / T1 ≒ 0.5, that is, when the first switching element and the third switching element 3 shows an operation waveform and an output voltage of the power supply smoothing circuit when the conduction time T2 of the switching element is about half of the cycle T1 and the input power is substantially at the maximum level.
[0010]
As shown in FIG. 12, the first control circuit alternately drives the first switching element and the third switching element, and the input power (PIN) is controlled by changing the duty ratio T2 / T1. FIG. 14A shows the current and voltage waveforms at the output terminal of the power smoothing circuit, and FIG. 14B shows the correlation between the input power to the inverter and the ripple voltage generated at the output terminal of the power smoothing circuit 2.
[0011]
When only the first inverter is operating, a ripple voltage is generated at the output terminal of the power smoothing circuit by the first switching element that injects power into the first inverter. FIG. 14A shows the case where the duty ratio T2 / T1 <0.5, that is, the case where the first switching element is turned on and the amount of energy injected into the resonance circuit is small and the input power is small, and the duty ratio T2 / T1 The output voltage and the output current of the power supply smoothing circuit when T1 ≒ 0.5, that is, when the conduction time T2 of the first switching element and the third switching element is about half of the cycle T1 and the input power is substantially at the maximum level. 3 shows the waveforms of FIG.
[0012]
As shown in FIG. 14A, when only the first inverter is operating, a first ripple voltage synchronized with the operating frequency of the first inverter is generated, and the input power to the first inverter is Is large, the ripple voltage is also large. As shown in FIG. 3B, the ripple voltage increases as the input power to the inverter increases.
[0013]
Similarly, for the second control circuit, the voltage input to the second inverter is detected, the second resonance circuit performs a stable operation, and the power input to the second inverter is reduced to a predetermined input. The second switching element and the fourth switching element are alternately turned on and off so as to generate electric power.
[0014]
Therefore, a second ripple voltage synchronized with the operating frequency of the second inverter is generated at the output terminal of the power supply smoothing circuit when the operation of the first inverter is stopped.
[0015]
However, the conventional control means drives the first inverter by the first control circuit and drives the second inverter by the second control circuit, so that the first control circuit and the second control circuit cause oscillation. The first ripple voltage generated by the first inverter due to variations in circuit constants such as a circuit and a vibrator, the material of a load such as an induction-heated pan, and a slight difference in operating frequency of the inverter caused by a difference in thermal power. And the second ripple voltage generated by the second inverter.
[0016]
FIG. 11A shows a state in which the first ripple voltage and the second ripple voltage generated at the output terminal of the power supply smoothing circuit cause interference, and the first switching element and the second switching when the ripple voltage is small. FIG. 11B shows an enlarged operation waveform of the element, and FIG. 11C shows enlarged operation waveforms of the first switching element and the second switching element when the ripple voltage is large.
[0017]
As shown in FIG. 11 (a), the ripple voltage interference occurs at a level of several tens of Hz below the audible frequency range, and the operating frequency of the first inverter and the second inverter is set at 0 to several kHz. .1%. The causes of the ripple voltage interference are, as shown in FIGS. 2B and 2C, a first ripple current IA1 generated when power is injected into the first inverter and a second inverter current IA1. The magnitude is generated depending on whether or not the second generated ripple current IA2 is operated at the same timing when power is injected into the power supply.
[0018]
In other words, the first inverter and the second inverter are heated by substantially the same operation, so that the interference sound generated by the pan heated by each inverter has a frequency outside the audible range. When the timing at which the inverter injects power alternates as shown in FIG. 11B due to a difference of about 0.1%, the ripple voltage VA is small, and the power is supplied to the inverter as shown in FIG. 11C. When the injection timings overlap, the ripple voltage VA increases.
[0019]
As a result, when the first control circuit and the second control circuit detect the voltage input to the first inverter and the second inverter, the output voltage of the power supply smoothing circuit has an irregular ripple due to interference. Since a voltage is generated, erroneous detection occurs when detecting the voltage input to each inverter.
[0020]
[Patent Document 1]
JP-A-1-260785
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional control means, the first control circuit drives the first inverter, and the second control circuit drives the second inverter. Therefore, the first control circuit and the second control circuit use: The first ripple voltage generated by the first inverter and the second inverter cause the difference between the circuit constants, the material of the load such as the induction-heated pot, and the slight difference in operating frequency caused by the difference in thermal power. Interference occurs due to the generated second ripple voltage.
[0022]
Therefore, when the first control circuit and the second control circuit detect the voltage input to the first inverter and the second inverter, irregular ripple due to interference occurs in the output voltage of the power supply smoothing circuit. Therefore, there is a problem that the respective control circuits cannot correct completely and cause erroneous detection.
[0023]
In view of the above, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and a first object is to inject power into each of a plurality of inverters to which power is supplied from a common power supply smoothing circuit. By switching each switching element on and off alternately, the ripple voltage generated at the output terminal of the power smoothing circuit is suppressed, and the induction that detects the voltage input to each inverter and enables stable power control It is intended to provide a cooking device.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the conventional problem, an induction heating cooker according to the present invention provides a first resonance circuit formed by a first heating coil and a first resonance capacitor, and power to the first resonance circuit. A first inverter having a first switching element to be injected, a second resonance circuit formed by a second heating coil and a second resonance capacitor, and a second inverter for injecting power into the second resonance circuit. A second inverter having a second switching element, a power supply smoothing circuit including a rectifying element for supplying power to the first inverter and the second inverter, and a capacitor. The first switching element and the second switching element are alternately turned on and off to suppress a ripple voltage generated at an output terminal of the power supply smoothing circuit while suppressing the first inverter and the second switching element. A first control circuit for controlling the power input to the inverter, wherein the second inverter alternately turns on and off the first switching element and the second switching element to output an output terminal of the power supply smoothing circuit. A second control circuit for controlling the power input to the first inverter and the second inverter while suppressing the ripple voltage generated in the first and second switching elements, wherein the first switching element and the second switching element are alternately arranged. To suppress a ripple voltage generated at an output terminal of the power supply smoothing circuit.
[0025]
As a result, the first inverter and the second inverter have a first difference due to variations in control circuit constants, a material of a load such as an induction-heated pot, and a slight difference in operating frequency caused by a difference in thermal power. Irregular interference between the first ripple voltage synchronized with the second inverter and the second ripple voltage synchronized with the second inverter is suppressed. Therefore, if the input power of the first inverter and the input power of the second inverter are substantially the same, ripple generated at the output terminal of the power supply smoothing circuit can be suppressed, and the input power of the first inverter and the second power of the second inverter can be suppressed. It is possible to roughly estimate the level of the ripple voltage generated by the difference between the input power of the inverter and the difference between the material of the pan heated by the first inverter and the material of the pan heated by the second inverter. As a result, an induction cooking device capable of correcting the detected voltage can be obtained.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention according to claim 1 has a first resonance circuit formed by a first heating coil and a first resonance capacitor, and a first switching element for injecting power into the first resonance circuit. A second inverter having a first inverter, a second resonance circuit formed by a second heating coil and a second resonance capacitor, and a second switching element for injecting power into the second resonance circuit; An inverter, a power supply smoothing circuit including a rectifying element for supplying power to the first inverter and the second inverter, and a capacitor, wherein the first inverter includes the first switching element and the second switching element. The power input to the first inverter and the second inverter is controlled while suppressing the ripple voltage generated at the output terminal of the power smoothing circuit by alternately turning on and off the elements. A first control circuit, wherein the second inverter alternately turns on and off the first switching element and the second switching element to suppress a ripple voltage generated at an output terminal of the power supply smoothing circuit. A second control circuit that controls electric power input to the first inverter and the second inverter, wherein the first switching element and the second switching element are alternately turned on and off to control the power smoothing circuit. Ripple voltage generated at the output terminal can be suppressed.
[0027]
In particular, when the first inverter and the second inverter according to the first aspect are controlled in power at a constant operating frequency, variations in circuit constants related to driving of the respective inverters and loads are provided. To prevent the interference between the first ripple voltage caused by the irregular first inverter and the second ripple voltage caused by the second inverter caused by a slight difference in the operating frequency caused by the difference in the material and the thermal power, and the predetermined level. Can be a ripple voltage that has interfered.
[0028]
According to a third aspect of the present invention, in particular, the first inverter and the second inverter each include a first input power detection unit and a second input power detection unit, respectively. And the power input to the second inverter is detected, and the ripple voltage generated at the output terminal of the power supply smoothing circuit is corrected to detect the power supply voltage.
[0029]
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the third aspect, in particular, the first inverter and the second inverter include a first resonance voltage detection unit and a second resonance voltage detection unit, respectively. Determining the material and shape of the load heated by the heating coil from the correlation between the input power detection means and the resonance voltage detection means, and correcting the ripple voltage generated at the output terminal of the power supply smoothing circuit to detect the power supply voltage. I can do it.
[0030]
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the third aspect, in particular, the first inverter and the second inverter each include a first heating coil current detecting unit and a second heating coil current detecting unit, respectively. Inverter detects the power supply voltage by determining the material and shape of the load heated by the heating coil from the correlation between the input power detection means and the heating coil current detection means, and correcting the ripple voltage generated at the output terminal of the power supply smoothing circuit You can do it.
[0031]
According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, in particular, the first inverter and the second inverter each detect a voltage fluctuation generated at an output terminal of the power supply smoothing circuit when the other inverter stops heating. A first heating stop correction means and a second heating stop correction means are provided for correction. Even if the other inverter stops and the voltage input to one of the inverters fluctuates, the detection voltage is corrected to stabilize. The operation thus performed can be continued.
[0032]
According to a seventh aspect of the present invention, in the configuration of the sixth aspect, in particular, each of the heating stop correction means includes a voltage fluctuation generated at an output terminal of the power supply smoothing circuit in accordance with the heating power when the other inverter stops heating. When the other inverter stops and the voltage input to one inverter fluctuates, the correction amount of the detected voltage is determined by the heating power when the other inverter stops. Therefore, it is possible to accurately correct the fluctuation of the power supply smoothing circuit, and to continue stable operation.
[0033]
【Example】
(Example 1)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit configuration of an induction heating cooker according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows operation waveforms of a first switching element and a second switching element and an output terminal voltage of a power supply smoothing circuit.
[0034]
In FIG. 1, 21 is a commercial power supply, 22 is a power supply smoothing circuit for full-wave rectifying and smoothing the commercial power supply, and includes a rectifier 22a, a smoothing capacitor 22b, and a filter coil 22c.
[0035]
Reference numeral 23 denotes a first inverter circuit, which is connected in series with the first resonance circuit 23c formed of the first heating coil 23a and the first resonance capacitor 23b, and injects electric power with the first resonance circuit 23c. A first switching element 23d, a third switching element 23e connected in series with the first switching element 23d, and a first input for detecting input power based on a voltage and a current input to the first inverter 23. Power detection means 23f, first resonance voltage detection means 23g for detecting a resonance voltage generated in the first resonance circuit 23c, and first heating coil current detection means for detecting a current flowing through the first heating coil 23a 23h, and a first control circuit 23i for controlling ON / OFF of the first switching element 23d and the third switching element 23e.
[0036]
The first control circuit 23i has a heating power correction function of changing a correction value in accordance with the heating power at the time of stopping heating, for correcting a voltage fluctuation generated at the output terminal of the power supply smoothing circuit 22 when the other inverter stops heating. There is provided a first heating stop correction means 23k having 23j.
[0037]
Reference numeral 24 denotes a second inverter circuit, similar to the first inverter circuit 23, a second resonance circuit 24c formed by a second heating coil 24a and a second resonance capacitor 24b, and a second resonance circuit 24c. A second switching element 24d connected in series with the second switching element 24d to inject power, a fourth switching element 24e connected in series with the second switching element 24d, and a voltage and current input to the second inverter 24. The second input power detection means 24f for detecting the input power, the second resonance voltage detection means 24g for detecting the resonance voltage generated in the second resonance circuit 24c, and the current flowing through the second heating coil 24a. The second heating coil current detecting means 24h for detecting and the correction of the voltage fluctuation generated at the output terminal of the power supply smoothing circuit 22 when the other inverter stops heating. There are, and a second heating stopping correction means 24k having a thermal correction function 24j for correcting in accordance with the thermal power at the time of heating is stopped. The second switching element 24d and the fourth switching element 24e are alternately driven by the first control circuit 24i.
[0038]
The operation of the induction cooking device configured as described above will be described.
[0039]
The first control circuit 23f turns on the first switching element 23d for a predetermined time and then opens to resonate the first resonance circuit 23c including the first heating coil 23a and the first resonance capacitor 23b. Thereafter, the third switching element 23e starts conducting, continues resonance, and heats an object to be heated such as a pot placed on the first heating coil 23a, which is not particularly shown in the drawing. .
[0040]
FIG. 2 shows the operation waveforms of the collector current IC1 of the first switching element 23d, the collector current IC2 of the second switching element 24d, and the output terminal of the power supply smoothing circuit 22 when only the first inverter 23 performs the heating operation. a). As shown in FIG. 2A, when the first switching element 23d is turned on, power is supplied from the power supply smoothing circuit 22 to the first inverter 23, so that the first ripple voltage VA1 is generated. I have.
[0041]
Similarly, the second control circuit 24i turns on the second switching element 24d for a predetermined time and then opens the second switching element 24d to resonate the second resonance circuit 24c including the second heating coil 24a and the second resonance capacitor 24b. Let it. Thereafter, the fourth switching element 24e starts conducting, continues resonance, and heats an object to be heated such as a pot placed on the second heating coil 24a, which is not particularly illustrated in the drawing. .
[0042]
FIG. 2B shows the operation waveforms of the first switching element 23d, the second switching element 24d, and the output terminal of the power supply smoothing circuit 22 when only the second inverter 24 performs the heating operation. As shown in FIG. 2B, when the second switching element 24d is turned on, power is supplied from the power supply smoothing circuit 22 to the second inverter 24.
[0043]
FIG. 2C shows the operation waveforms of the first switching element 23d, the second switching element 24d, and the output terminal of the power supply smoothing circuit 22 when the first switching element 23d and the second switching element 24d are turned on alternately. Is shown in As shown in FIG. 2C, by alternately supplying power to the first inverter 23 and the second inverter 23, the ripple voltage at the output terminal of the power smoothing circuit 22 is suppressed.
[0044]
Further, in FIG. 3, the first switching element 23d and the second switching element 24d are alternately turned on, and the operating frequencies of the first inverter 23 and the second inverter 24 are made equal to each other. When the input power of the inverter 23 and the input power of the second inverter 24 are controlled to different values at a constant operating frequency, the collector current IC1 of the first switching element 23d, the collector current IC2 of the second switching element 24d, the power supply smoothing 3 shows an operation waveform of an output terminal of the circuit 22. As shown in FIG. 3, by alternately supplying power to the first inverter 23 and the second inverter 24, interference of the irregular ripple voltage as shown in FIG. Ripple voltage that interferes at the level can be obtained.
[0045]
FIG. 4 shows an output terminal of the power supply smoothing circuit 22 for a difference ΔPIN (ΔPIN = | PIN1−PIN2 |) between the input power PIN1 to the first inverter 23 and the input power PIN2 to the second inverter 24. 4 shows the correlation of the generated ripple voltage VA. As shown in FIG. 4, the ripple voltage VA increases as the input power difference ΔPIN increases. Therefore, by determining the correction value of the ripple voltage based on the difference between the first input power detection unit 23f and the second input detection unit 24f, it is possible to accurately detect the voltage input to each inverter. .
[0046]
FIG. 5A shows the first input power detection means 23f and the first resonance voltage detection means 23g for the material of the pot, and FIG. 5B shows the detection by the first input power detection means 23f for the material of the pan. The relationship between the input power to the first inverter 23 and the first ripple voltage will be described.
[0047]
For example, when a magnetic pan and a non-magnetic pan are heated, the resonance voltage generated in the first resonance circuit 23c constituting the first inverter 23 is higher in the non-magnetic pan as shown in FIG. Since the increase of the resonance voltage with respect to the input power is large, the same input power can be obtained even if the ON time of the first switching element 23d for supplying power is shorter than that of the magnetic pot. Therefore, the ripple voltage generated as shown in FIG. 5B has a characteristic that it becomes larger than that of the magnetic pot even with the same input power. Therefore, the ripple voltage is corrected by the material of the pot to accurately input the voltage. The detected and stable inverter operation can be continued.
[0048]
The second inverter 24 also has the characteristics shown in FIG. Therefore, the first inverter 23 and the second inverter 24 each determine the material of the load, thereby correcting the ripple voltage and continuing the stable inverter operation.
[0049]
FIG. 6A shows the first input power detecting means 23f and the first heating coil current detecting means 23h for the material of the pan, and FIG. 6B shows the first input power detecting means 23f for the material of the pan. The correlation between the detected input power to the first inverter 23 and the first ripple voltage will be described.
[0050]
For example, when heating a magnetic pan and a non-magnetic pan, as shown in FIG. 6A, the non-magnetic pan has a larger increase in the heating coil current with respect to the input power. Even if the on time of the switching element is short, the input current to the first inverter 23 increases. Therefore, as shown in FIG. 6B, the generated ripple voltage has a characteristic that it becomes larger than that of the magnetic pot even with the same input power. Therefore, the ripple voltage is corrected by the material of the pot to accurately input the voltage. The detected and stable inverter operation can be continued.
[0051]
The second inverter also has the characteristics shown in FIG. 6 similarly to the first inverter. Therefore, the first inverter 23 and the second inverter 24 each determine the material of the load, thereby correcting the ripple voltage and continuing the stable inverter operation.
[0052]
FIG. 7 shows the voltage fluctuation of the output terminal voltage of the power supply smoothing circuit when the other inverter stops. As shown in FIG. 7, when the inverter stops the heating operation, the output terminal voltage VB of the power supply smoothing circuit 22 increases because the impedance of the inverter circuit sharply increases. Therefore, one of the inverters detects that the other inverter has stopped, predicts that the voltage of the output terminal of the power supply smoothing circuit 22 will increase in advance, and uses the heating stop correction unit 23k to correct the voltage. If the input voltage is detected and corrected, the heating operation can be continued without erroneously detecting the fluctuation of the power supply voltage.
[0053]
Further, as shown in FIG. 8, the level at which the output terminal voltage of the power supply smoothing circuit 22 generated after stopping the heating operation changes due to the input power when the other inverter is stopped, and the inverter stops heating. If the correction is performed using the heating power correction function 24j that changes the correction value of the heating stop correction unit 23k according to the heating power at that time, the fluctuation in the power supply voltage and the fluctuation due to the stop of the inverter can be determined with higher accuracy. Stable inverter operation can be continued.
[0054]
As described above, according to the present embodiment, in a configuration in which power is supplied from the common power supply smoothing circuit 22 to a plurality of inverters, a configuration in which switching elements serving to inject power into each inverter are alternately turned on and off. Is provided, irregular interference of ripple voltage generated by each inverter can be suppressed, and stable heating operation can be continued.
[0055]
Further, in the present embodiment, the first switching element for injecting power to the first inverter and the second switching element for injecting power to the second inverter are alternately turned on and off. When individually adjusting the input power to the first inverter and the input power to the second inverter, the operating frequencies of the first inverter and the second inverter are matched, and then the first inverter and the second inverter are adjusted. By controlling the input power of the inverter to a different value at a constant frequency, interference of irregular ripple voltage due to a slight difference in operating frequency caused by a difference in load material and thermal power can be suppressed to a predetermined level. Can be used as a regular ripple voltage.
[0056]
Further, as shown in the present embodiment, it is possible to identify the material and shape of the pot by the correlation between the input power detection means and the resonance voltage detection means, and to correct the ripple voltage according to the material and shape. Thus, the input voltage can be detected with high accuracy.
[0057]
Further, as shown in this embodiment, it is possible to identify the material and shape of the pot by the correlation between the input power detecting means and the heating coil current detecting means, and to correct the ripple voltage according to the material and shape. Accordingly, the input voltage can be detected with high accuracy.
[0058]
Further, in the present embodiment, if the input voltage detected by the heating stop correction means for detecting that one of the inverters has stopped and predicting and correcting that the input voltage of the other inverter has increased in advance is corrected, A stable heating operation can be continued without erroneously detecting a power supply voltage fluctuation.
[0059]
Further, in the present embodiment, if the correction is performed using the heating power correction function of changing the correction value of the heating stop correction means according to the heating power when one of the inverters stops heating, the power supply voltage fluctuation and the inverter stoppage It is possible to determine the fluctuation with higher accuracy.
[0060]
Note that in the first embodiment, the first inverter 23 constitutes a first resonance circuit 23c in which a first heating coil 23a and a first resonance capacitor 23b are connected in series. As shown in FIG. 7, a first heating coil 33a and a first resonance capacitor 33b are connected in parallel to form a first resonance circuit 33c, and a first switching element 33d is connected in series with the first resonance circuit 33c. By the connection, the first switching element 33d is configured to inject power into the first inverter, and the first switching element 33d and the second switching element 24d forming the other inverter are turned on and off alternately. Needless to say, the same effect can be obtained. This is the same for the second inverter 24. Even if the second switching element connected in series with the second resonance circuit in which the second heating coil and the second resonance capacitor are connected in parallel is a constituent element, It goes without saying that the same effect can be obtained.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to fifth aspects of the present invention, in a configuration in which power is supplied from a common power supply smoothing circuit to a plurality of inverters, a switching element having a role of injecting power into each inverter is provided. By providing a configuration that turns on and off alternately, it is possible to suppress irregular interference of ripple voltage generated by each inverter, and to correct regular ripples predicted in advance, and to accurately input power. Since the detection can be performed, a stable heating operation can be continued.
[0062]
According to the sixth and seventh aspects of the present invention, it is detected by the heating stop correction means for detecting that one of the inverters has stopped and for predicting and correcting that the input voltage of the other inverter has increased in advance. If the input voltage is corrected, a stable heating operation can be continued without erroneously detecting a change in the power supply voltage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an induction heating cooker according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 (a) is an operation waveform diagram of a first switching element, a second switching element, and a power supply smoothing circuit in Embodiment 1 of the present invention when only a first inverter 23 performs a heating operation.
(B) Operation waveform diagrams of the first switching element, the second switching element, and the power supply smoothing circuit according to the first embodiment of the present invention when only the second inverter 23 performs the heating operation.
(C) Operation waveform diagrams of the first switching element, the second switching element, and the power supply smoothing circuit according to the first embodiment of the present invention when the first switching element and the second switching element are turned on alternately.
FIG. 3 shows a first switching element, a second switching element, and a power supply when input powers of a first inverter and a second inverter are controlled to different values at a constant operating frequency in the first embodiment of the present invention. Operation waveform diagram of smoothing circuit
FIG. 4 is a correlation diagram of a ripple voltage generated at an output terminal of a power supply smoothing circuit with respect to a difference in input power.
FIG. 5 (a) is a correlation diagram of the first input power detection means and the first resonance voltage detection means with respect to the material of the pot;
(B) Correlation diagram between first input power detection means and first ripple voltage for pot material
FIG. 6A is a correlation diagram of the first input power detecting means and the first heating coil current with respect to the material of the pot.
(B) Correlation diagram between first input power detection means and first ripple voltage for pot material
FIG. 7 is a diagram showing a voltage fluctuation of an output terminal voltage of the power supply smoothing circuit when the other inverter stops.
FIG. 8 is a correlation diagram of a voltage fluctuation generated in the output terminal voltage of the power supply smoothing circuit with respect to the input power when the other inverter is stopped.
FIG. 9 is a diagram showing an inverter circuit configuration having the same function.
FIG. 10 is a diagram showing a circuit configuration of an induction heating cooker in a conventional example.
FIG. 11 (a) is a terminal voltage waveform diagram showing how interference occurs between a first ripple voltage and a second ripple voltage generated at an output terminal of a power supply smoothing circuit in a power supply smoothing circuit in a conventional example.
(B) A diagram showing enlarged operation waveforms of the first switching element and the second switching element when the ripple voltage in the power supply smoothing circuit in the conventional example is small.
(C) A diagram showing enlarged operation waveforms of the first switching element and the second switching element when the ripple voltage in the power supply smoothing circuit in the conventional example is large.
FIG. 12 (a) is an operation waveform diagram of the conventional induction heating cooker when the conduction ratio T2 / T1 <0.5.
(B) Operation waveform diagram of the induction heating cooker in the conventional example when the conduction ratio T2 / T1 ≒ 0.5
FIG. 13 is a correlation diagram of the conduction ratio, input power, and operating frequency of an induction heating cooker in a conventional example.
FIG. 14 (a) is a diagram showing current and voltage waveforms at an output terminal of a power supply smoothing circuit of an induction heating cooker in a conventional example.
(B) Correlation diagram between input power and ripple voltage of an induction heating cooker in a conventional example
[Explanation of symbols]
21 Commercial power supply
22 Power supply smoothing circuit
23 First inverter
24 Second inverter
23i first control circuit
24i Second control circuit

Claims

第１の加熱コイルと第１の共振コンデンサによって形成される第１の共振回路と、前記第１の共振回路に電力を注入する第１のスイッチング素子とを有する第１のインバータと、第２の加熱コイルと第２の共振コンデンサによって形成される第２の共振回路と、前記第２の共振回路に電力を注入する第２のスイッチング素子とを有する第２のインバータと、前記第１のインバータと第２のインバータへ電力を供給する整流素子とコンデンサを含む電源平滑回路とを備え、前記第１のインバータは、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を交互にオンオフして前記電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧を抑制しつつ前記第１のインバータと第２のインバータに入力される電力を制御する第１の制御回路を備え、前記第２のインバータは、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を交互にオンオフして前記電源平滑回路の出力端子に発生するリップル電圧を抑制しつつ前記第１のインバータと第２のインバータに入力される電力を制御する第２の制御回路を備える誘導加熱調理器。A first inverter having a first resonance circuit formed by a first heating coil and a first resonance capacitor; a first switching element for injecting power into the first resonance circuit; A second inverter having a second resonance circuit formed by a heating coil and a second resonance capacitor; a second switching element for injecting power into the second resonance circuit; A power supply smoothing circuit including a rectifying element that supplies power to a second inverter and a capacitor, wherein the first inverter alternately turns on and off the first switching element and the second switching element, A first control circuit that controls power input to the first inverter and the second inverter while suppressing a ripple voltage generated at an output terminal of the smoothing circuit; The second inverter alternately turns on and off the first switching element and the second switching element to suppress a ripple voltage generated at an output terminal of the power supply smoothing circuit while controlling the first inverter and the second inverter. The induction heating cooker provided with the 2nd control circuit which controls the electric power input into the inverter of FIG.

第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子の動作周波数は、第１のインバータと第２のインバータへの入力電力に関わらず略同じ周波数で動作する請求項１に記載の誘導加熱調理器。The induction heating cooker according to claim 1, wherein the operating frequencies of the first switching element and the second switching element operate at substantially the same frequency regardless of the input power to the first inverter and the second inverter.

第１のインバータへの入力電力と第２のインバータへの入力電力との差によって電源平滑回路のリップルを補正して電源電圧を検知する請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。The induction heating cooker according to claim 1, wherein the power supply voltage is detected by correcting a ripple of the power supply smoothing circuit based on a difference between input power to the first inverter and input power to the second inverter.

第１の共振回路において発生する第１の共振電圧と、第１のインバータへの入力電力によって、第１の加熱コイルが加熱する第１の負荷を判別するとともに、第２の共振回路において発生する第２の共振電圧と、第２のインバータへの入力電力によって、第２の加熱コイルが加熱する第２の負荷を判別して、それぞれ負荷に対応した入力電力に応じて電源平滑回路のリップルを補正する請求項１から３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。The first load to be heated by the first heating coil is determined based on the first resonance voltage generated in the first resonance circuit and the input power to the first inverter, and the first load is generated in the second resonance circuit. The second load to be heated by the second heating coil is determined based on the second resonance voltage and the input power to the second inverter, and the ripple of the power supply smoothing circuit is reduced according to the input power corresponding to each load. The induction heating cooker according to any one of claims 1 to 3, wherein correction is performed.

第１の加熱コイルに流れる第１の加熱コイル電流と第１のインバータへの入力電力によって第１の加熱コイルが加熱する第１の負荷を判別するとともに、第２の加熱コイルに流れる第２の加熱コイル電流と第２のインバータへの入力電力によって、第２の加熱コイルが加熱する第２の負荷を判別し、それぞれの負荷に対応した入力電力に応じて電源平滑回路のリップルを補正する請求項１から４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。A first load to be heated by the first heating coil is determined based on a first heating coil current flowing through the first heating coil and input power to the first inverter, and a second load flowing through the second heating coil is determined. A second load to be heated by the second heating coil is determined based on the heating coil current and the input power to the second inverter, and the ripple of the power supply smoothing circuit is corrected according to the input power corresponding to each load. Item 5. The induction heating cooker according to any one of Items 1 to 4.

第１のインバータおよび第２のインバータが加熱継続中に前記第１のインバータあるいは第２のインバータの一方が加熱停止した際に、電源平滑回路出力部で発生するリップルを補正して電源電圧を検知する請求項１から５のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。When one of the first inverter and the second inverter stops heating while the first inverter and the second inverter continue heating, the ripple generated at the output of the power smoothing circuit is corrected to detect the power supply voltage. The induction heating cooker according to any one of claims 1 to 5.

第１のインバータと第２のインバータの入力電力をそれぞれ検知し、一方が加熱継続中に他方が加熱停止したときは、それぞれの入力電力を検知して電源平滑回路の出力部で発生するリップルを補正して電源電圧を検知する請求項１から６のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。When the input power of the first inverter and the input power of the second inverter are detected, and when the heating of one of the inverters is stopped while the other is stopped, the input power is detected and the ripple generated at the output of the power smoothing circuit is detected. The induction heating cooker according to any one of claims 1 to 6, wherein the power supply voltage is detected after correction.