JP2007214143A - Inverter for electromagnetic induction heating and electromagnetic cooking device - Google Patents

Inverter for electromagnetic induction heating and electromagnetic cooking device Download PDF

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純平 宇留野
Masayuki Isogai
雅之 磯貝
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter for electromagnetic induction heating capable of constituting a circuit without a current transformer or a current detection circuit which does not generate an interference sound when simultaneously heating different kinds of pans among a magnetic pan, non-magnetic stainless-steel pan and non-magnetic pans, and electromagnetic cooking device. <P>SOLUTION: The inverter for electromagnetic induction heating has a plurality of heating circuits including inverters 601, 602 and a heating coil 213 which heats a metal load by electromagnetic induction and comprises a current detection circuit for detecting current which flows through the heating coil 213 and an inverter controlling means 109 for setting operation frequency of the plurality of heating circuits to be spaced at least 10kHz in accordance with the detected current when each of the plurality of heating circuits heats the different metal loads. The current detection circuit includes a sense IGBT built in IGBT 601, 602 of the inverter and sense resistances 603, 604 and detects power voltage which is generated by current. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電力用スイッチング素子を含む電磁誘導加熱用インバータおよび電磁調理器に係り、特に、複数の加熱部を備えた電磁調理器における干渉音の抑制に関する。   The present invention relates to an electromagnetic induction heating inverter including an electric power switching element and an electromagnetic cooker, and more particularly to suppression of interference noise in an electromagnetic cooker including a plurality of heating units.

電磁誘導により鍋そのものを加熱する電磁調理器が広く使われるようになってきている。電磁調理器は、火を使わないため安全であり、効率も高いので、省エネルギーに有効であり、近年、一般家庭への導入が急速に進んでいる。   An electromagnetic cooker that heats the pan itself by electromagnetic induction has been widely used. An electromagnetic cooker is safe because it does not use fire, and has high efficiency, so it is effective for energy saving. In recent years, it has been rapidly introduced into ordinary households.

図１は、従来の電磁調理器の一般的構成を示すブロック図である。図１の電磁調理器においては、磁性鍋１０１と非磁性ステンレス鍋１０２とが、トッププレート（強化ガラス）１０３上に載せられている。トッププレート１０３の下には、例えば２個の加熱コイル１０４，１０４と、ＩＧＢＴを含む第１インバータ１０５と、ＩＧＢＴを含む第２インバータ１０６と、電流検知回路１０７，１０７と、カレントトランス１０８，１０８と、マイクロコンピュータなどを含むインバータ制御手段１０９とが、配置されている。   FIG. 1 is a block diagram showing a general configuration of a conventional electromagnetic cooker. In the electromagnetic cooker of FIG. 1, a magnetic pan 101 and a nonmagnetic stainless pan 102 are placed on a top plate (tempered glass) 103. Under the top plate 103, for example, two heating coils 104, 104, a first inverter 105 including an IGBT, a second inverter 106 including an IGBT, current detection circuits 107 and 107, and current transformers 108 and 108 are provided. And an inverter control means 109 including a microcomputer or the like.

電磁調理器で加熱できる鍋は、大きく分けて、３種類ある。第１は、鉄鍋，磁性ステンレス鍋に代表される磁性鍋であり、第２は、磁性鍋および非磁性鍋の中間の特性を持つ非磁性ステンレス鍋であり、第３は、アルミ鍋，銅鍋などの非磁性鍋である。   There are three types of pots that can be heated with an electromagnetic cooker. The first is a magnetic pan represented by an iron pan and a magnetic stainless pan, the second is a non-magnetic stainless pan having characteristics intermediate between the magnetic pan and the non-magnetic pan, and the third is an aluminum pan and copper. It is a non-magnetic pan such as a pan.

非磁性鍋の動作周波数は、磁性鍋と比べてはもちろん、非磁性ステンレス鍋と比べて、動作周波数が少なくとも１０ｋＨｚ以上高いので、他の種類の鍋と組合せても、干渉音は問題にならない。   The operating frequency of the non-magnetic pot is higher than that of the non-magnetic stainless steel pan as well as the non-magnetic stainless pan, so interference noise does not cause a problem even when combined with other types of pans.

したがって、ここでは、干渉が問題となる磁性鍋と非磁性ステンレス鍋との組合せに限り、回路の動作周波数と入力電力との関係を説明する。   Therefore, here, only the combination of a magnetic pan and a non-magnetic stainless pan where interference is a problem, the relationship between the operating frequency of the circuit and the input power will be described.

図２は、従来の電磁調理器における動作周波数と入力電力との関係を説明する図である。非磁性ステンレス鍋は、自己インダクタンスが小さいため、動作周波数が磁性鍋よりも５ｋＨｚ程度高くなる。非磁性ステンレス鍋を加熱するときには、磁性鍋よりも５ｋＨｚ程度高い動作周波数で駆動し、入力電力を調整している(例えば、特許文献１参照)。   FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the operating frequency and the input power in a conventional electromagnetic cooker. Since the nonmagnetic stainless steel pan has a small self-inductance, the operating frequency is about 5 kHz higher than that of the magnetic pan. When heating a non-magnetic stainless steel pan, it is driven at an operating frequency about 5 kHz higher than that of the magnetic pan to adjust the input power (see, for example, Patent Document 1).

特許第２６６７００８号公報(第２頁 第８図)Japanese Patent No. 2667008 (page 2, Fig. 8) 特開平０９−１８５９８６号公報(第３〜４頁 図１〜３)Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-185986 (pages 3-4) 特開２００２−００８８４０号公報(第４〜５頁 図１〜４)Japanese Patent Laying-Open No. 2002-008840 (pages 4-5, FIGS. 1-4) 特開２００２−０９３５６２号公報(第２〜３頁 図１，２ )Japanese Patent Laid-Open No. 2002-093562 (pages 2 and 3)

しかし、電流共振回路を少なくとも２個搭載した電磁調理器では、種類が異なる鍋を使ったときに、動作周波数が異なるために、２種類の動作周波数が合成され、干渉音が発生する。   However, in an electromagnetic cooker equipped with at least two current resonance circuits, when different types of pans are used, the operating frequencies are different, so that the two types of operating frequencies are combined and an interference sound is generated.

電磁調理器は、一般的に複数個の加熱部を持っている製品が多い。各加熱部で種類が異なる鍋を使用した場合、各インバータの動作周波数が異なるので、インバータ１とインバータ２との合成波が発生する。この合成波が人間の可聴周波数（一般的に２０〜１６ｋＨｚ）内にあると、人間に不快な干渉音として聞こえてしまう。   Many electromagnetic cookers generally have a plurality of heating units. When different types of pans are used in each heating unit, the operating frequency of each inverter is different, so a combined wave of the inverter 1 and the inverter 2 is generated. If this synthesized wave is within the human audible frequency (generally 20 to 16 kHz), it will be heard as an unpleasant interference sound.

干渉音を抑制するには、共振コンデンサおよび／または加熱コイルを可変にして、図２の共振ピークが重なるように、同一の動作周波数で駆動する方法がある。   In order to suppress the interference sound, there is a method in which the resonance capacitor and / or the heating coil are made variable and driven at the same operating frequency so that the resonance peaks in FIG. 2 overlap.

しかし、この方法では、共振コンデンサ，加熱コイルの部品点数が増え、共振コンデンサ，加熱コイルの切り替えに必要な素子が増加し、コストアップになるとともに、増加した素子の分の損失により、インバータ効率が低下する。また、電磁調理器が、大型となる。   However, this method increases the number of components of the resonant capacitor and heating coil, increases the number of elements necessary for switching between the resonant capacitor and the heating coil, increases costs, and increases the efficiency of the inverter due to the loss of the increased elements. descend. Moreover, an electromagnetic cooker becomes large.

例えば、特許文献２，特許文献３に記載のように、スイッチング素子をオン／オフ駆動する制御信号と同一周波数で、加熱出力に応じて遅延量のみ変えた制御信号を個別の電流経路のスイッチング素子に供給し、オン／オフ駆動させる方法がある。   For example, as described in Patent Document 2 and Patent Document 3, a control signal in which only a delay amount is changed in accordance with a heating output at the same frequency as a control signal for turning on / off the switching element is used. There is a method of supplying to and driving on / off.

しかし、この方法では、回路構成および制御手順が複雑になる。   However, this method complicates the circuit configuration and the control procedure.

また、特許文献４は、動作周波数の差が１ｋＨｚ以下かどうかを判別し、１ｋＨｚを越えていれば、１ｋＨｚ以下の差になるように高い方の動作周波数を低くして運転する方法を示している。   Further, Patent Document 4 shows a method of determining whether or not the difference in operating frequency is 1 kHz or less, and, if exceeding 1 kHz, shows a method of operating with the lower operating frequency being lowered so that the difference is 1 kHz or less. Yes.

しかし、１ｋＨｚ以下の差では、干渉音が可聴周波数となるので、本発明者らの確認試験によれば、干渉音対策としては、不十分であった。   However, if the difference is 1 kHz or less, the interference sound becomes an audible frequency. Therefore, according to the confirmation test of the present inventors, it is insufficient as a countermeasure against the interference sound.

本発明の目的は、カレントトランスや電流検知回路を使用することなく回路を構成でき、干渉音がなく高効率で低コストの電磁誘導加熱用インバータおよびこの電磁誘導加熱用インバータを採用した電磁調理器を提供することである。   An object of the present invention is to make a circuit without using a current transformer or a current detection circuit, and to provide a high-efficiency and low-cost electromagnetic induction heating inverter without interference noise and an electromagnetic cooker employing this electromagnetic induction heating inverter Is to provide.

本発明は、上記目的を達成するために、インバータと加熱コイルとを含み電磁誘導により金属負荷を加熱する加熱回路を複数有し、加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出回路と、複数の加熱回路がそれぞれ異なる金属負荷を加熱するときには、検出された電流に合わせて複数の加熱回路の動作周波数を少なくとも１０ｋＨｚ離して設定するインバータ制御手段とを備えた電磁誘導加熱用インバータにおいて、前記電流検出回路が、インバータのＩＧＢＴに内蔵されたセンスＩＧＢＴと、センス抵抗とを含み、電流により生ずる電圧を検出する回路である電磁誘導加熱用インバータを提案する。   In order to achieve the above object, the present invention has a plurality of heating circuits including an inverter and a heating coil for heating a metal load by electromagnetic induction, a current detection circuit for detecting a current flowing through the heating coil, and a plurality of heating In the inverter for electromagnetic induction heating, comprising: inverter control means for setting operating frequencies of a plurality of heating circuits at least 10 kHz apart from each other when heating different metal loads in the circuit, the current detection circuit Proposes an electromagnetic induction heating inverter which is a circuit including a sense IGBT built in an IGBT of the inverter and a sense resistor and which detects a voltage generated by a current.

本発明によれば、負荷に合わせて異なった動作周波数でインバータを駆動する場合に、１０ｋＨｚ以上の差を付けることにより、合成波が人間の可聴周波数以上となり、干渉音をなくすことができる。   According to the present invention, when the inverter is driven at a different operating frequency in accordance with the load, by adding a difference of 10 kHz or more, the synthesized wave becomes higher than the human audible frequency, and the interference sound can be eliminated.

磁性鍋，非磁性ステンレス鍋，非磁性鍋のいずれであるかは、加熱コイルに流れる電流を検出すれば、判別できる。センスＩＧＢＴやセンス抵抗は、ＩＧＢＴ本体の製造プロセスで作り込めるので、コストアップの要因とはならない。   Whether it is a magnetic pan, a nonmagnetic stainless pan, or a nonmagnetic pan can be determined by detecting the current flowing through the heating coil. Since the sense IGBT and the sense resistor can be produced by the manufacturing process of the IGBT main body, it does not cause an increase in cost.

したがって、カレントトランスや電流検知回路を使用することなく回路を構成でき、安価で信頼性の高い電磁誘導加熱用インバータを実現できる。   Therefore, a circuit can be configured without using a current transformer or a current detection circuit, and an inexpensive and reliable electromagnetic induction heating inverter can be realized.

本発明は、また、上記目的を達成するために、インバータと加熱コイルとを含み電磁誘導によりトッププレート上に載せた磁性鍋，非磁性ステンレス鍋，非磁性鍋のいずれかを加熱する加熱回路を複数有し、加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出回路と、複数の加熱回路がそれぞれ異なる種類の鍋を加熱するときには、検出された電流に合わせて複数の加熱回路の動作周波数を少なくとも１０ｋＨｚ離して設定するインバータ制御手段とを備えた電磁調理器において、前記電流検出回路が、インバータのＩＧＢＴに内蔵されたセンスＩＧＢＴと、センス抵抗とを含み、電流により生ずる電圧を検出する回路である電磁調理器を提案する。   In order to achieve the above object, the present invention also provides a heating circuit for heating any one of a magnetic pan, a nonmagnetic stainless pan, and a nonmagnetic pan that is mounted on a top plate by electromagnetic induction, including an inverter and a heating coil. When a plurality of current detection circuits for detecting the current flowing in the heating coil and the plurality of heating circuits heat different types of pots, the operating frequencies of the plurality of heating circuits are separated by at least 10 kHz according to the detected current. In the electromagnetic cooker provided with the inverter control means for setting, the current detection circuit includes a sense IGBT built in the IGBT of the inverter and a sense resistor, and is a circuit for detecting a voltage generated by the current. Suggest a vessel.

本発明によれば、負荷に合わせて異なった動作周波数でインバータを駆動する場合に、１０ｋＨｚ以上の差を付けることにより、合成波が人間の可聴周波数以上となり、干渉音をなくすことができる。   According to the present invention, when the inverter is driven at a different operating frequency in accordance with the load, by adding a difference of 10 kHz or more, the synthesized wave becomes higher than the human audible frequency, and the interference sound can be eliminated.

磁性鍋，非磁性ステンレス鍋，非磁性鍋のいずれであるかは、加熱コイルに流れる電流を検出すれば、判別できる。センスＩＧＢＴやセンス抵抗は、ＩＧＢＴ本体の製造プロセスで作り込めるので、コストアップの要因とはならない。   Whether it is a magnetic pan, a nonmagnetic stainless pan, or a nonmagnetic pan can be determined by detecting the current flowing through the heating coil. Since the sense IGBT and the sense resistor can be produced by the manufacturing process of the IGBT main body, it does not cause an increase in cost.

したがって、カレントトランスや電流検知回路を使用することなく回路を構成でき、安価で信頼性の高い電磁調理器を実現できる。   Therefore, a circuit can be configured without using a current transformer or a current detection circuit, and an inexpensive and highly reliable electromagnetic cooker can be realized.

本発明によれば、負荷に合わせて異なった動作周波数でインバータを駆動する場合に、１０ｋＨｚ以上の差を付けることにより、合成波が人間の可聴周波数以上となり、干渉音をなくすことができる。   According to the present invention, when the inverter is driven at a different operating frequency in accordance with the load, by adding a difference of 10 kHz or more, the synthesized wave becomes higher than the human audible frequency, and the interference sound can be eliminated.

電流検出回路のセンスＩＧＢＴやセンス抵抗は、ＩＧＢＴ本体の製造プロセスで作り込めるので、コストアップの要因とはならない。   Since the sense IGBT and sense resistor of the current detection circuit can be produced by the manufacturing process of the IGBT body, it does not cause an increase in cost.

また、干渉音低減のためのノイズフィルタ等が不要になり、回路の効率が向上し、省エネルギーに有効であり、装置の小型化，コストダウンに効果がある。   In addition, a noise filter or the like for reducing the interference noise is not required, the circuit efficiency is improved, it is effective for energy saving, and the apparatus can be reduced in size and cost.

さらに、回路の高効率化に伴い、放熱対策が不要になり、この点でも、機器の小型化，コストダウンに効果がある。   Furthermore, as the efficiency of the circuit increases, measures to dissipate heat become unnecessary, which is effective in reducing the size and cost of the device.

図３は、２つの加熱部を持つ本発明による電磁調理器の全体構成を示すブロック図である。図３の本発明による電磁調理器においては、磁性鍋１０１と非磁性ステンレス鍋１０２とが、トッププレート（強化ガラス）１０３上に載せられている。トッププレート１０３の下には、２個の加熱コイル１０４，１０４と、ＩＧＢＴを含む第１インバータ１０５と、ＩＧＢＴを含む第２インバータ１０６と、マイクロコンピュータなどを含むインバータ制御手段１０９とが、配置されている。   FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of the electromagnetic cooking device according to the present invention having two heating units. In the electromagnetic cooker according to the present invention shown in FIG. 3, a magnetic pan 101 and a nonmagnetic stainless pan 102 are placed on a top plate (tempered glass) 103. Under the top plate 103, two heating coils 104, 104, a first inverter 105 including an IGBT, a second inverter 106 including an IGBT, and an inverter control means 109 including a microcomputer are disposed. ing.

本実施例においては、図１に示した従来の電磁調理器に設置されていた電流検知回路１０７，１０７およびカレントトランス１０８，１０８が無い。   In the present embodiment, there are no current detection circuits 107 and 107 and current transformers 108 and 108 installed in the conventional electromagnetic cooker shown in FIG.

本実施例の特徴は、磁性鍋と非磁性ステンレス鍋との動作周波数を１０ｋＨｚ以上離して動作させることである。既に述べたように、非磁性鍋の動作周波数は、磁性鍋と比べてはもちろん、非磁性ステンレス鍋と比べて、動作周波数が少なくとも１０ｋＨｚ以上高いので、他の種類の鍋と組合せても、干渉音は問題にならないから、特別の対策は不要である。   The feature of the present embodiment is that the operation frequency of the magnetic pan and the nonmagnetic stainless pan is separated by 10 kHz or more. As already mentioned, the operating frequency of non-magnetic pans is higher than that of non-magnetic stainless steel pans, as well as non-magnetic stainless pans, so it can interfere even when combined with other types of pans. Since sound is not a problem, no special measures are required.

図４は、本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施例１の構成を示す回路図である。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the first embodiment of the electromagnetic induction heating inverter according to the present invention.

図４に示した電流共振型の電磁誘導加熱用インバータは、交流電源２０１と、整流回路例えばダイオードブリッジからなる整流回路２０２と、平滑用リアクトル２０３と、平滑用コンデンサ２０４と、上アームＩＧＢＴ２０５と、下アームＩＧＢＴ２０６と、上アームダイオード２０７と、下アームダイオード２０８と、スナバコンデンサ２０９，２１０と、共振コンデンサ２１１，２１２と、加熱コイル２１３と、抵抗２１４，２１５と、ゲート駆動回路２１６，２１７とから構成される。   The current resonance type electromagnetic induction heating inverter shown in FIG. 4 includes an AC power source 201, a rectifier circuit 202 such as a diode bridge, a smoothing reactor 203, a smoothing capacitor 204, an upper arm IGBT 205, From lower arm IGBT 206, upper arm diode 207, lower arm diode 208, snubber capacitors 209 and 210, resonant capacitors 211 and 212, heating coil 213, resistors 214 and 215, and gate drive circuits 216 and 217 Composed.

図３の電磁調理器の全体構成と対比すると、実施例１の電流共振型の電磁誘導加熱用インバータは、第１インバータ１０５または第２インバータ１０６に相当し、加熱コイル２１３は、加熱コイル１０４に相当する。   Compared with the overall configuration of the electromagnetic cooker of FIG. 3, the current resonance type electromagnetic induction heating inverter of the first embodiment corresponds to the first inverter 105 or the second inverter 106, and the heating coil 213 is connected to the heating coil 104. Equivalent to.

この電流共振型の電磁誘導加熱用インバータの動作を説明する。まず、上アームＩＧＢＴ２０５，下アームＩＧＢＴ２０６がオフの状態を考える。この状態では、ゲート駆動回路２１６，ゲート駆動回路２１７からは、信号が出ていないので、ＩＧＢＴ２０５およびＩＧＢＴ２０６のゲートは、０Ｖになっており、加熱コイル２１３には、電流が流れない。ＩＧＢＴ２０５のコレクタとＩＧＢＴ２０６のエミッタとの間には、整流回路２０２の出力電圧が印加されている。   The operation of this current resonance type electromagnetic induction heating inverter will be described. First, consider a state in which the upper arm IGBT 205 and the lower arm IGBT 206 are off. In this state, since no signal is output from the gate drive circuit 216 and the gate drive circuit 217, the gates of the IGBT 205 and the IGBT 206 are 0 V, and no current flows through the heating coil 213. The output voltage of the rectifier circuit 202 is applied between the collector of the IGBT 205 and the emitter of the IGBT 206.

次に、オン状態を説明する。ゲート駆動回路２１６からオンの信号がＩＧＢＴ２０５のゲートに入力されると、ＩＧＢＴ２０５がオンし、ＩＧＢＴ２０５，加熱コイル２１３，共振コンデンサ２１２，共振コンデンサ２１１，スナバコンデンサ２０９に電流が流れ始める。   Next, the on state will be described. When an ON signal is input from the gate drive circuit 216 to the gate of the IGBT 205, the IGBT 205 is turned ON, and a current starts to flow through the IGBT 205, the heating coil 213, the resonance capacitor 212, the resonance capacitor 211, and the snubber capacitor 209.

ＩＧＢＴ２０５を所定のタイミングでオフさせると、ＩＧＢＴ２０５に流れる電流が、遮断される。加熱コイル２１３に蓄えられたエネルギーにより、共振コンデンサ２１２，スナバコンデンサ２１０，加熱コイル２１３のループと、共振コンデンサ２１１，スナバコンデンサ２０９，加熱コイル２１３のループとに、電流が流れる。   When the IGBT 205 is turned off at a predetermined timing, the current flowing through the IGBT 205 is cut off. Due to the energy stored in the heating coil 213, a current flows through the loop of the resonance capacitor 212, the snubber capacitor 210, and the heating coil 213, and the loop of the resonance capacitor 211, the snubber capacitor 209, and the heating coil 213.

次に、スナバコンデンサ２０９が充電され、スナバコンデンサ２１０が放電されると、共振コンデンサ２１１，平滑コンデンサ２０４，ダイオード２０８，加熱コイル２１３のループと、共振コンデンサ２１２，ダイオード２０８，加熱コイル２１３のループとに、電流が流れる。   Next, when the snubber capacitor 209 is charged and the snubber capacitor 210 is discharged, the resonance capacitor 211, the smoothing capacitor 204, the diode 208, the heating coil 213 loop, the resonance capacitor 212, the diode 208, and the heating coil 213 loop Current flows.

加熱コイル２１３に蓄えられたエネルギーがなくなると、共振コンデンサ２１１および共振コンデンサ２１２に充電されたエネルギーにより、逆方向に電流が流れ始める。   When the energy stored in the heating coil 213 is exhausted, current starts to flow in the opposite direction due to the energy charged in the resonance capacitor 211 and the resonance capacitor 212.

電流が逆方向に流れる前に、下アームＩＧＢＴ２０６にゲート駆動回路２１７からオンの信号を入力し、ＩＧＢＴ２０６をオンさせておくと、共振コンデンサ２１１および２１２から加熱コイル２１３を通ってＩＧＢＴ２０６に電流が流れる。   Before the current flows in the reverse direction, when an ON signal is input from the gate drive circuit 217 to the lower arm IGBT 206 and the IGBT 206 is turned on, the current flows from the resonance capacitors 211 and 212 through the heating coil 213 to the IGBT 206. .

ＩＧＢＴ２０６を所定のタイミングでオフさせると、ＩＧＢＴ２０６に流れる電流が、遮断される。加熱コイル２１３に蓄えられたエネルギーにより、共振コンデンサ２１２，加熱コイル２１３，スナバコンデンサ２１０のループと、加熱コイル２１３，共振コンデンサ２１１，スナバコンデンサ２０９のループとに、電流が流れる。   When the IGBT 206 is turned off at a predetermined timing, the current flowing through the IGBT 206 is interrupted. Due to the energy stored in the heating coil 213, a current flows through the loop of the resonance capacitor 212, the heating coil 213, and the snubber capacitor 210, and the loop of the heating coil 213, the resonance capacitor 211, and the snubber capacitor 209.

次に、スナバコンデンサ２０９が放電され、スナバコンデンサ２１０が充電されると、ダイオード２０７がオンし、共振コンデンサ２１１，加熱コイル２１３のループと、共振コンデンサ２１２，加熱コイル２１３，ダイオード２０７，平滑コンデンサ２０４のループとに、電流が流れる。   Next, when the snubber capacitor 209 is discharged and the snubber capacitor 210 is charged, the diode 207 is turned on, the loop of the resonance capacitor 211 and the heating coil 213, the resonance capacitor 212, the heating coil 213, the diode 207, and the smoothing capacitor 204. Current flows through the loop.

図５は、本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施例１における合成波の波形の一例を示す図である。本例のインバータ１の動作周波数は２０ｋＨｚであり、インバータ２の動作周波数は３０ｋＨｚである。このとき合成波は、１６ｋＨｚとなり、人間の可聴周波数の上限に近いので、干渉音は聞こえなくなる。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a waveform of a composite wave in the first embodiment of the electromagnetic induction heating inverter according to the present invention. The operating frequency of the inverter 1 in this example is 20 kHz, and the operating frequency of the inverter 2 is 30 kHz. At this time, the synthesized wave is 16 kHz, which is close to the upper limit of the human audible frequency, so that the interference sound cannot be heard.

図６は、本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施例１におけるＩＮＶ１の動作周波数とＩＮＶ２の動作周波数との差に対する合成波の周波数の関係を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship of the frequency of the composite wave with respect to the difference between the operating frequency of INV1 and the operating frequency of INV2 in Example 1 of the electromagnetic induction heating inverter according to the present invention.

このときのインバータ１の動作周波数は、２０ｋＨｚに固定してある。ＩＮＶ２の動作周波数が３０ｋＨｚより低いと、合成波の周波数が可聴周波数上限の１６ｋＨｚ以下となり、干渉音が聞こえるようになる。   The operating frequency of the inverter 1 at this time is fixed at 20 kHz. When the operating frequency of INV2 is lower than 30 kHz, the frequency of the synthesized wave becomes 16 kHz or less, which is the upper limit of the audible frequency, and an interference sound can be heard.

これに対し、ＩＮＶ２の動作周波数が３０ｋＨｚより高く、ＩＮＶ１の動作周波数との差が１０ｋＨｚ以上になると、ＩＮＶ２の動作周波数の２０ｋＨｚに近づく。   On the other hand, when the operating frequency of INV2 is higher than 30 kHz and the difference from the operating frequency of INV1 is 10 kHz or more, the operating frequency of INV2 approaches 20 kHz.

したがって、磁性鍋の動作周波数よりも非磁性ステンレス鍋の動作周波数を１０ｋＨｚ以上高くすると、合成波が可聴周波数以上になり、干渉音がなくなる。   Therefore, if the operating frequency of the non-magnetic stainless steel pan is higher than the operating frequency of the magnetic pan by 10 kHz or more, the synthesized wave becomes higher than the audible frequency and the interference sound is eliminated.

本実施例１によれば、２つのインバータの鍋が異なったときに１０ｋＨｚ以上離れた動作周波数で駆動し、合成波の周波数を人間の可聴周波数以上にして、干渉音をなくすことができる。   According to the first embodiment, when the pots of the two inverters are different from each other, they are driven at an operating frequency separated by 10 kHz or more, and the frequency of the synthesized wave is made higher than the human audible frequency, thereby eliminating the interference sound.

図７は、本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施例２の構成を示す回路図である。本実施例２は、図４の実施例１に対して、センスＩＧＢＴを内蔵する上アームＩＧＢＴ６０１と、センスＩＧＢＴを内蔵する下アームＩＧＢＴ６０２とを採用し、上アームのセンス抵抗６０３と、下アームのセンス抵抗６０４とを付加した回路である。   FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a second embodiment of the electromagnetic induction heating inverter according to the present invention. The second embodiment employs an upper arm IGBT 601 with a built-in sense IGBT and a lower arm IGBT 602 with a built-in sense IGBT, compared to the first embodiment shown in FIG. A circuit to which a sense resistor 604 is added.

本実施例２は、上下アームのＩＧＢＴにセンスＩＧＢＴを内蔵し、負荷に流れる電流を検出する方式である。センスＩＧＢＴやセンス抵抗は、ＩＧＢＴ本体の製造プロセスで作り込めるので、コストアップの要因とはならない。   In the second embodiment, a sense IGBT is built in the IGBT of the upper and lower arms, and a current flowing through the load is detected. Since the sense IGBT and the sense resistor can be produced by the manufacturing process of the IGBT main body, it does not cause an increase in cost.

図８は、本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施例２における動作波形の一例を示す図である。ＩＧＢＴ本体と比べて、センスＩＧＢＴは、約１０００分１程度の導通面積になっている。したがって、センスＩＧＢＴには、導通面積に比例し、ＩＧＢＴ本体に流れる電流の約１／１０００程度の電流が流れる。   FIG. 8 is a diagram showing an example of operation waveforms in the second embodiment of the electromagnetic induction heating inverter according to the present invention. Compared with the IGBT main body, the sense IGBT has a conduction area of about 1/1000. Therefore, a current about 1/1000 of the current flowing through the IGBT body flows through the sense IGBT in proportion to the conduction area.

センスＩＧＢＴに流れる電流によりセンス抵抗に電圧が発生するので、この電圧から電流値を検出する。検出した電流値に基づき、インバータ制御手段１０９で負荷を判別し、負荷に応じた動作周波数でＩＧＢＴを駆動する。   Since a voltage is generated in the sense resistor due to the current flowing through the sense IGBT, the current value is detected from this voltage. Based on the detected current value, the inverter control means 109 discriminates the load and drives the IGBT at an operating frequency corresponding to the load.

本実施例２によれば、カレントトランスや電流検知回路を使用することなく回路を構成でき、安価で信頼性の高い電磁誘導加熱用インバータを実現できる。   According to the second embodiment, a circuit can be configured without using a current transformer or a current detection circuit, and an inexpensive and highly reliable electromagnetic induction heating inverter can be realized.

図９は、本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施例３の構成を示す回路図である。本実施例３は、図４の実施例１に対して、配線インダクタンス８０１，８０２と、積分器８０３，８０４とを付加した回路である。配線インダクタンス８０１，８０２は回路パターンに付随して必ず存在するので、積分器８０３，８０４を付加するだけでよい。   FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a third embodiment of the electromagnetic induction heating inverter according to the present invention. The third embodiment is a circuit in which wiring inductances 801 and 802 and integrators 803 and 804 are added to the first embodiment shown in FIG. Since the wiring inductances 801 and 802 are always present along with the circuit pattern, only the integrators 803 and 804 need be added.

本実施例３は、配線インダクタンス８０１，８０２を利用し、配線インダクタンスに発生する電圧を積分器８０３，８０４で電流値に換算する方式である。   The third embodiment uses a wiring inductance 801 and 802 and converts the voltage generated in the wiring inductance into a current value by the integrators 803 and 804.

本実施例２においても、カレントトランスや電流検知回路を使用することなく回路を構成できるので、安価で信頼性の高い電磁誘導加熱用インバータを実現できる。   Also in the second embodiment, since a circuit can be configured without using a current transformer or a current detection circuit, an inexpensive and highly reliable electromagnetic induction heating inverter can be realized.

ここでは、ＩＧＢＴのエミッタ側配線を利用したが、他の配線を利用しても、同様の効果が得られる。   Here, the emitter-side wiring of the IGBT is used, but the same effect can be obtained by using other wiring.

従来の電磁調理器の一般的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the general structure of the conventional electromagnetic cooker. 従来の電磁調理器における周波数と入力電力との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the frequency and input power in the conventional electromagnetic cooker. ２つの加熱部を持つ本発明による電磁調理器の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the electromagnetic cooker by this invention with two heating parts. 本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施例１の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of Example 1 of the inverter for electromagnetic induction heating by this invention. 本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施例１における合成波の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the synthetic wave in Example 1 of the inverter for electromagnetic induction heating by this invention. 本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施例１におけるＩＮＶ１の動作周波数とＩＮＶ２の動作周波数との差に対する合成波の周波数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the frequency of the synthetic wave with respect to the difference of the operating frequency of INV1 in the Example 1 of the inverter for electromagnetic induction heating by this invention, and the operating frequency of INV2. 本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施例２の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of Example 2 of the inverter for electromagnetic induction heating by this invention. 本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施例２における動作波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation | movement waveform in Example 2 of the inverter for electromagnetic induction heating by this invention. 本発明による電磁誘導加熱用インバータの実施例３の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of Example 3 of the inverter for electromagnetic induction heating by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０１ 磁性鍋
１０２ 非磁性ステンレス鍋
１０３ トッププレート（強化ガラス）
１０４ 加熱コイル
１０５ （第１）インバータ
１０６ （第２）インバータ
１０７ 電流検知回路
１０８ カレントトランス
１０９ インバータ制御手段
２０１ 交流電源
２０２ 整流回路
２０３ 平滑用リアクトル
２０４ 平滑用コンデンサ
２０５ 上アームＩＧＢＴ
２０６ 下アームＩＧＢＴ
２０７ 上アームダイオード
２０８ 下アームダイオード
２０９ スナバコンデンサ
２１０ スナバコンデンサ
２１１ 共振コンデンサ
２１２ 共振コンデンサ
２１３ 加熱コイル（１０４）
２１４ 抵抗
２１５ 抵抗
２１６ ゲート駆動回路
２１７ ゲート駆動回路
６０１ センスＩＧＢＴを内蔵する上アームＩＧＢＴ
６０２ センスＩＧＢＴを内蔵する下アームＩＧＢＴ
６０３ 上アームのセンス抵抗
６０４ 下アームのセンス抵抗
８０１ 配線インダクタンス
８０２ 配線インダクタンス
８０３ 積分器
８０４ 積分器 101 Magnetic pan 102 Nonmagnetic stainless pan 103 Top plate (tempered glass)
104 Heating coil 105 (First) Inverter 106 (Second) Inverter 107 Current detection circuit 108 Current transformer 109 Inverter control means 201 AC power supply 202 Rectifier circuit 203 Smoothing reactor 204 Smoothing capacitor 205 Upper arm IGBT
206 Lower arm IGBT
207 Upper arm diode 208 Lower arm diode 209 Snubber capacitor 210 Snubber capacitor 211 Resonant capacitor 212 Resonant capacitor 213 Heating coil (104)
214 Resistor 215 Resistor 216 Gate drive circuit 217 Gate drive circuit 601 Upper arm IGBT incorporating sense IGBT
602 Lower arm IGBT incorporating a sense IGBT
603 Upper arm sense resistor 604 Lower arm sense resistor 801 Wiring inductance 802 Wiring inductance 803 Integrator 804 Integrator

Claims (3)

インバータと加熱コイルとを含み電磁誘導により金属負荷を加熱する加熱回路を複数有し、前記加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出回路と、前記複数の加熱回路がそれぞれ異なる金属負荷を加熱するときには、検出された電流に合わせて前記複数の加熱回路の動作周波数を少なくとも１０ｋＨｚ離して設定するインバータ制御手段とを備えた電磁誘導加熱用インバータにおいて、
前記電流検出回路が、前記インバータのＩＧＢＴに内蔵されたセンスＩＧＢＴと、センス抵抗とを含み、前記電流により生ずる電圧を検出する回路であることを特徴とする電磁誘導加熱用インバータ。 When there are a plurality of heating circuits including an inverter and a heating coil for heating a metal load by electromagnetic induction, the current detection circuit for detecting a current flowing through the heating coil, and the plurality of heating circuits heating different metal loads, respectively. An electromagnetic induction heating inverter comprising: inverter control means for setting operating frequencies of the plurality of heating circuits at least 10 kHz apart according to the detected current;
The inverter for electromagnetic induction heating, wherein the current detection circuit includes a sense IGBT built in an IGBT of the inverter and a sense resistor, and detects a voltage generated by the current. センスＩＧＢＴの導通面積が、前記ＩＧＢＴ本体の導通面積と比べて約１０００分１であることを特徴とする電磁誘導加熱用インバータ。   An inverter for electromagnetic induction heating, wherein a conduction area of a sense IGBT is about 1000 times smaller than a conduction area of the IGBT main body. インバータと加熱コイルとを含み電磁誘導によりトッププレート上に載せた磁性鍋，非磁性ステンレス鍋，非磁性鍋のいずれかを加熱する加熱回路を複数有し、前記加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出回路と、前記複数の加熱回路がそれぞれ異なる種類の鍋を加熱するときには、検出された電流に合わせて前記複数の加熱回路の動作周波数を少なくとも１０ｋＨｚ離して設定するインバータ制御手段とを備えた電磁調理器において、
前記電流検出回路が、前記インバータのＩＧＢＴに内蔵されたセンスＩＧＢＴと、センス抵抗とを含み、前記電流により生ずる電圧を検出する回路であることを特徴とする電磁調理器。 A current that has a plurality of heating circuits for heating any one of a magnetic pan, a nonmagnetic stainless steel pan, and a nonmagnetic pan placed on the top plate by electromagnetic induction, including an inverter and a heating coil, and detects a current flowing through the heating coil An electromagnetic control unit comprising: a detection circuit; and an inverter control unit configured to set the operation frequency of the plurality of heating circuits at least 10 kHz apart according to the detected current when the plurality of heating circuits heat different types of pans. In the cooker,
The electromagnetic cooker, wherein the current detection circuit includes a sense IGBT built in the IGBT of the inverter and a sense resistor, and detects a voltage generated by the current.
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