JP2688862B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents
誘導加熱調理器Info
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- JP2688862B2 JP2688862B2 JP2204351A JP20435190A JP2688862B2 JP 2688862 B2 JP2688862 B2 JP 2688862B2 JP 2204351 A JP2204351 A JP 2204351A JP 20435190 A JP20435190 A JP 20435190A JP 2688862 B2 JP2688862 B2 JP 2688862B2
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- Japan
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- metal container
- resonance frequency
- heating coil
- circuit
- frequency
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属容器に渦電流を発生させて前記金属容
器に収納された被加熱物を加熱する加熱コイルが配置さ
れている誘導加熱調理器に関し、特に無負荷状態か否か
の判別および金属容器の材質の判別を行なうことのでき
る誘導加熱調理器に関するものである。
器に収納された被加熱物を加熱する加熱コイルが配置さ
れている誘導加熱調理器に関し、特に無負荷状態か否か
の判別および金属容器の材質の判別を行なうことのでき
る誘導加熱調理器に関するものである。
［従来技術と発明が解決しようとする課題］ 第４図は従来の誘導加熱調理器の概略ブロック図であ
る。同図において、この誘導加熱調理器は、直流電圧を
スイッチングして高周波信号を発生するインバータ回路
51と、インバータ回路51により発生された高周波信号を
受けて金属容器57を加熱する加熱コイル52と、共振コン
デンサ53と、加熱コイル52に流れる電流を検出するため
のカレントトランス54と、カレントトランス54によって
検出された電流値に基づいてインバータ回路51を共振周
波数で駆動するための信号を発生するマイクロコンピュ
ータ55と、マイクロコンピュータ55により発生された制
御信号に応答してインバータ回路51を駆動する駆動回路
56とを有する。
る。同図において、この誘導加熱調理器は、直流電圧を
スイッチングして高周波信号を発生するインバータ回路
51と、インバータ回路51により発生された高周波信号を
受けて金属容器57を加熱する加熱コイル52と、共振コン
デンサ53と、加熱コイル52に流れる電流を検出するため
のカレントトランス54と、カレントトランス54によって
検出された電流値に基づいてインバータ回路51を共振周
波数で駆動するための信号を発生するマイクロコンピュ
ータ55と、マイクロコンピュータ55により発生された制
御信号に応答してインバータ回路51を駆動する駆動回路
56とを有する。
上記第４図の誘導加熱調理器では、次のようにして金
属容器57の検出を行なっている。すなわち、カレントト
ランス54により加熱コイル52に流れる電流のピーク値
と、無負荷状態におけるピーク値に基づいて設定したし
きい値とを比較し、ピーク値がしきい値を超えるかどう
かによって金属容器が乗っているか否かを判別してい
る。これは、金属容器が加熱コイルの上に乗っている場
合には、加熱コイル52と金属容器57との電磁結合による
インピーダンスが減少し、加熱コイル52に流れる電流の
ピーク値は無負荷時のピーク値よりも増加することを利
用している。
属容器57の検出を行なっている。すなわち、カレントト
ランス54により加熱コイル52に流れる電流のピーク値
と、無負荷状態におけるピーク値に基づいて設定したし
きい値とを比較し、ピーク値がしきい値を超えるかどう
かによって金属容器が乗っているか否かを判別してい
る。これは、金属容器が加熱コイルの上に乗っている場
合には、加熱コイル52と金属容器57との電磁結合による
インピーダンスが減少し、加熱コイル52に流れる電流の
ピーク値は無負荷時のピーク値よりも増加することを利
用している。
しかし、非磁体により形成された金属容器を乗せた場
合には、加熱コイル52と金属容器57との電磁結合が弱い
ため、加熱コイル52と金属容器57とのインピーダンス
が、鉄などの磁性体により形成された金属容器に比べて
低くなる。この結果、加熱コイル52に流れる電流のピー
ク値が高くなる。この場合におけるピーク電流値は、無
負荷時におけるピーク電流値とほぼ等しいため（第３図
参照）、無負荷状態か否かの判別が困難となる。このた
め、非磁性体の金属容器が乗っているにもかかわず無負
荷と判別してインバータ回路51の駆動を停止してしまう
という可能性がある。また、調理者に非磁性体の金属容
器が乗っていることを報知することができず、非磁性体
容器に適合した加熱調理を行なうことができないという
問題がある。
合には、加熱コイル52と金属容器57との電磁結合が弱い
ため、加熱コイル52と金属容器57とのインピーダンス
が、鉄などの磁性体により形成された金属容器に比べて
低くなる。この結果、加熱コイル52に流れる電流のピー
ク値が高くなる。この場合におけるピーク電流値は、無
負荷時におけるピーク電流値とほぼ等しいため（第３図
参照）、無負荷状態か否かの判別が困難となる。このた
め、非磁性体の金属容器が乗っているにもかかわず無負
荷と判別してインバータ回路51の駆動を停止してしまう
という可能性がある。また、調理者に非磁性体の金属容
器が乗っていることを報知することができず、非磁性体
容器に適合した加熱調理を行なうことができないという
問題がある。
この発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、非
磁性体の金属容器が載っているか、それとも無負荷状態
であるかの判別を、確実に行なうことができる誘導加熱
調理器を提供することを目的とする。
磁性体の金属容器が載っているか、それとも無負荷状態
であるかの判別を、確実に行なうことができる誘導加熱
調理器を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するための本発明にかかる誘導加熱調
理器は、金属容器に渦電流を発生させて前記金属容器に
収納された被加熱物を加熱する加熱コイルが配置されて
いる誘導加熱調理器において、 前記加熱コイルに流れる電流に基づいて加熱コイルと
金属容器とを電磁結合させた状態、あるいは無負荷状態
における共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、 前記共振周波数検出手段により検出された共振周波数
に基づいて無負荷状態か否かの判別および金属容器の材
質の判別をするための判別手段とを有することを特徴と
する。
理器は、金属容器に渦電流を発生させて前記金属容器に
収納された被加熱物を加熱する加熱コイルが配置されて
いる誘導加熱調理器において、 前記加熱コイルに流れる電流に基づいて加熱コイルと
金属容器とを電磁結合させた状態、あるいは無負荷状態
における共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、 前記共振周波数検出手段により検出された共振周波数
に基づいて無負荷状態か否かの判別および金属容器の材
質の判別をするための判別手段とを有することを特徴と
する。
［作用］ 以上の本発明では、金属容器の材質が異なったり、無
負荷状態になったりした場合には、共振周波数がそれぞ
れ異なることに着目したものである。したがって、共振
周波数検出手段により加熱コイルに流れる電流に基づい
て共振周波数を検出し、判別手段により、共振周波数検
出手段において検出した共振周波数に基づいて金属容器
の材質を判別することができる。
負荷状態になったりした場合には、共振周波数がそれぞ
れ異なることに着目したものである。したがって、共振
周波数検出手段により加熱コイルに流れる電流に基づい
て共振周波数を検出し、判別手段により、共振周波数検
出手段において検出した共振周波数に基づいて金属容器
の材質を判別することができる。
［発明の実施例］ 以下、本発明にかかる誘導加熱調理器の実施例を添付
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
第３図はこの発明の原理を説明するための周波数分布
図である。同図において、共振周波数は、無負荷状態の
場合に最も低くなり、非磁体の金属容器を負荷とした場
合には、最も高くなり、磁体の金属容器を負荷とした場
合には非磁性体の共振周波数と無負荷状態における共振
周波数との間に位置する。このように、金属容器の材質
によって共振周波数が異なることから、共振周波数を検
出し、この検出した共振周波数と対応する関係にある材
質あるいは状態（無負荷）を検索することにより、金属
容器の材質の判別および無負荷状態かどうかの判別を行
なうことができる。
図である。同図において、共振周波数は、無負荷状態の
場合に最も低くなり、非磁体の金属容器を負荷とした場
合には、最も高くなり、磁体の金属容器を負荷とした場
合には非磁性体の共振周波数と無負荷状態における共振
周波数との間に位置する。このように、金属容器の材質
によって共振周波数が異なることから、共振周波数を検
出し、この検出した共振周波数と対応する関係にある材
質あるいは状態（無負荷）を検索することにより、金属
容器の材質の判別および無負荷状態かどうかの判別を行
なうことができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
同図において、入力可変回路１は、交流電圧を整流かつ
平滑化して直流電圧を発生し、この直流電圧をチョッパ
型インバータ等（図示しない）により変化させる回路で
ある。また、サイリスタ等により位相制御を行なうよう
にしても良い。ここで発生された直流電圧はシングルエ
ンドプッシュプル方式のインバータ回路11に供給され
る。このインバータ回路11は、１対のトランジスタ11a
および11bと、フライホイールダイオード11cおよび11d
とを含む。ここで、トランジスタ11aおよび11bとしては
高速でスイッチング動作を行なうことが可能なバイポー
ラ型MOSFET（別名IGBT）などを使用することが可能であ
る。
同図において、入力可変回路１は、交流電圧を整流かつ
平滑化して直流電圧を発生し、この直流電圧をチョッパ
型インバータ等（図示しない）により変化させる回路で
ある。また、サイリスタ等により位相制御を行なうよう
にしても良い。ここで発生された直流電圧はシングルエ
ンドプッシュプル方式のインバータ回路11に供給され
る。このインバータ回路11は、１対のトランジスタ11a
および11bと、フライホイールダイオード11cおよび11d
とを含む。ここで、トランジスタ11aおよび11bとしては
高速でスイッチング動作を行なうことが可能なバイポー
ラ型MOSFET（別名IGBT）などを使用することが可能であ
る。
前記インバータ回路11はインバータ駆動回路８により
駆動され、高周波の信号を発生し、この高周波の信号を
加熱コイル６および共振コンデンサ７からなる直列共振
回路に供給する。この結果、加熱コイル６上に載せられ
た金属容器９には渦電流は発生し、この渦電流によって
金属容器９が発熱する。
駆動され、高周波の信号を発生し、この高周波の信号を
加熱コイル６および共振コンデンサ７からなる直列共振
回路に供給する。この結果、加熱コイル６上に載せられ
た金属容器９には渦電流は発生し、この渦電流によって
金属容器９が発熱する。
次に、この誘導加熱調理器の通常動作におけるフィー
ドバック制御を説明する。前記加熱コイル６に流れる電
流の値はインバータ回路11と加熱コイル６との間に結合
されたカレントトランス10によって検出され、その検出
された値はピーク電流検出回路４および位相検出回路３
に与えられる。ピーク電流検出回路４はカレントトラン
ス10からの検出信号に基づいてピーク値を検出し、ピー
ク値をマイクロコンピュータ５に与える。位相検出回路
３は、カレントトランス10により検出された電流値（電
流波形）および駆動周波数可変回路２により発生された
信号との位相差を検出しこの検出した位相差をマイクロ
コンピュータ５に与える。マイクロコンピュータ５はピ
ーク電流値および位相差に基づいてインバータ回路11を
共振状態で駆動するための周波数を設定し、この周波数
に関するデータを駆動周波数可変回路２に与える。イン
バータ駆動回路８は可変された周波数に基づいてインバ
ータ回路11を駆動する。このような制御を行なうことに
よりインバータ回路11は共振周波数でスイッチングする
ことができる。
ドバック制御を説明する。前記加熱コイル６に流れる電
流の値はインバータ回路11と加熱コイル６との間に結合
されたカレントトランス10によって検出され、その検出
された値はピーク電流検出回路４および位相検出回路３
に与えられる。ピーク電流検出回路４はカレントトラン
ス10からの検出信号に基づいてピーク値を検出し、ピー
ク値をマイクロコンピュータ５に与える。位相検出回路
３は、カレントトランス10により検出された電流値（電
流波形）および駆動周波数可変回路２により発生された
信号との位相差を検出しこの検出した位相差をマイクロ
コンピュータ５に与える。マイクロコンピュータ５はピ
ーク電流値および位相差に基づいてインバータ回路11を
共振状態で駆動するための周波数を設定し、この周波数
に関するデータを駆動周波数可変回路２に与える。イン
バータ駆動回路８は可変された周波数に基づいてインバ
ータ回路11を駆動する。このような制御を行なうことに
よりインバータ回路11は共振周波数でスイッチングする
ことができる。
次に金属容器の材質判別動作を説明する。ここで、マ
イクロコンピュータ５は、材質判別を行なうために次の
構成にされる。即ち、マイクロコンピュータ５は、電源
ONに応答して入力可変回路１を制御する入力可変回路制
御部5aと、駆動周波数可変回路２にスイープ指令を出力
するスイープ指令部5bと、共振周波数検出部5cと、金属
容器９の材質に対応させて共振周波数を予め記憶してい
るメモリ部5dと、検出された共振周波数と記憶された共
振周波数データとの比較に基づいて、金属容器の材質の
判別、無負荷状態か否かの判別を行なう判別部5eとを含
む。まず、誘導加熱調理器の起動時において、マイクロ
コンピュータ５の入力制御部5aは電源ON信号に応答して
入力可変回路１を制御して、入力可変回路１から出力さ
れる直流電圧を一定かつ低電位にする。この一定の直流
電圧はインバータ回路11に供給される。マイクロコンピ
ュータ５のスイープ指令部5bは、電源ON信号に応答して
周波数可変回路２にスイープ指令を出す。このスイーブ
指令に応答して、駆動周波数可変回路２は、インバータ
駆動回路８のスイッチング周波数を一様に変化させる。
この周波数変化に従って、インバータ回路11の高周波出
力の周波数も変化する。そして、加熱コイル６に流れる
電流はカレントトランス10によって検出されてこの検出
された電流は位相検出回路３に与えられる。位相検出回
路３はカレントトランス10からの電流と駆動周波数可変
回路２からの出力信号との位相ずれを検出する。この位
相差の検出は位相差が０になるまで繰返され、位相差が
０になった時点で位相検出回路３はパルス信号をマイク
ロコンピュータ５に与える。マイクロコンピュータ５の
共振周波数検出部5cはこのパルス信号が与えられたとき
の駆動周波数を共振周波数とする。以上のようにして、
走査中の周波数から共振周波数を探すことができる。判
別部5eは、検出された共振周波数とメモリ部5dに記憶し
ておいた共振周波数データとを比較することによって、
金属容器７の材質および無負荷状態かどうかの判別を行
なう。そして、この判別結果を報知したり、判別結果に
基づいて金属容器７の材質に応じた加熱制御に切替えた
りすることができる。
イクロコンピュータ５は、材質判別を行なうために次の
構成にされる。即ち、マイクロコンピュータ５は、電源
ONに応答して入力可変回路１を制御する入力可変回路制
御部5aと、駆動周波数可変回路２にスイープ指令を出力
するスイープ指令部5bと、共振周波数検出部5cと、金属
容器９の材質に対応させて共振周波数を予め記憶してい
るメモリ部5dと、検出された共振周波数と記憶された共
振周波数データとの比較に基づいて、金属容器の材質の
判別、無負荷状態か否かの判別を行なう判別部5eとを含
む。まず、誘導加熱調理器の起動時において、マイクロ
コンピュータ５の入力制御部5aは電源ON信号に応答して
入力可変回路１を制御して、入力可変回路１から出力さ
れる直流電圧を一定かつ低電位にする。この一定の直流
電圧はインバータ回路11に供給される。マイクロコンピ
ュータ５のスイープ指令部5bは、電源ON信号に応答して
周波数可変回路２にスイープ指令を出す。このスイーブ
指令に応答して、駆動周波数可変回路２は、インバータ
駆動回路８のスイッチング周波数を一様に変化させる。
この周波数変化に従って、インバータ回路11の高周波出
力の周波数も変化する。そして、加熱コイル６に流れる
電流はカレントトランス10によって検出されてこの検出
された電流は位相検出回路３に与えられる。位相検出回
路３はカレントトランス10からの電流と駆動周波数可変
回路２からの出力信号との位相ずれを検出する。この位
相差の検出は位相差が０になるまで繰返され、位相差が
０になった時点で位相検出回路３はパルス信号をマイク
ロコンピュータ５に与える。マイクロコンピュータ５の
共振周波数検出部5cはこのパルス信号が与えられたとき
の駆動周波数を共振周波数とする。以上のようにして、
走査中の周波数から共振周波数を探すことができる。判
別部5eは、検出された共振周波数とメモリ部5dに記憶し
ておいた共振周波数データとを比較することによって、
金属容器７の材質および無負荷状態かどうかの判別を行
なう。そして、この判別結果を報知したり、判別結果に
基づいて金属容器７の材質に応じた加熱制御に切替えた
りすることができる。
いま、第２図（ａ）に示される加熱コイルと鍋との等
価回路を第２図（ｂ）のように変換すると、 ただし、 ω＝２πｆである。
価回路を第２図（ｂ）のように変換すると、 ただし、 ω＝２πｆである。
L3:加熱コイルと金属容器との結合回路の等価インダク
タンス τ：金属容器の時定数 f:駆動周波数 k:負荷と加熱コイルの結合係数 となる。ここでL3は金属容器の時定数τの関数になって
おり、このL3と共振コンデンサの容量Ｃで構成される直
列共振回路の共振周波数f0は、 となり、この走査によって検出した共振周波数によりほ
ぼ近似的に金属容器の材質に応じた時定数τが判別でき
るため、その共振周波数によって金属容器の材質の判別
および負荷状態の判別を行なうことができる。
タンス τ：金属容器の時定数 f:駆動周波数 k:負荷と加熱コイルの結合係数 となる。ここでL3は金属容器の時定数τの関数になって
おり、このL3と共振コンデンサの容量Ｃで構成される直
列共振回路の共振周波数f0は、 となり、この走査によって検出した共振周波数によりほ
ぼ近似的に金属容器の材質に応じた時定数τが判別でき
るため、その共振周波数によって金属容器の材質の判別
および負荷状態の判別を行なうことができる。
［発明の効果］ 以上の説明であれば、共振周波数検出手段により加熱
コイルと金属容器とを磁気結合させた状態における共振
周波数および無負荷状態における共振周波数を検出する
ことにより、無負荷状態であるか否かの判別および金属
容器の材質の判別を行なうことが可能となる。従って、
調理者に金属容器の材質や無負荷状態を報知することが
できる。また金属容器の材質と対応した加熱調理を行な
うことができる。
コイルと金属容器とを磁気結合させた状態における共振
周波数および無負荷状態における共振周波数を検出する
ことにより、無負荷状態であるか否かの判別および金属
容器の材質の判別を行なうことが可能となる。従って、
調理者に金属容器の材質や無負荷状態を報知することが
できる。また金属容器の材質と対応した加熱調理を行な
うことができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
加熱コイルと金属容器との等価回路、第３図は本発明の
原理を説明するための周波数分布図、第４図は従来の誘
導加熱調理器の概略ブロック図である。 図において、１は入力可変回路、２は駆動周波数可変回
路、３は位相検出回路、４はピーク電流検出回路、５は
マイクロコンピュータ、5aは入力可変回路制御部、5bは
スイープ指令部、5cは共振周波数検出部、5dはメモリ
部、5eは判別部、６は加熱コイル、７は共振コンデン
サ、８はインバータ駆動回路、９は金属容器、10はカレ
ントトランス、11はインバータ回路である。
加熱コイルと金属容器との等価回路、第３図は本発明の
原理を説明するための周波数分布図、第４図は従来の誘
導加熱調理器の概略ブロック図である。 図において、１は入力可変回路、２は駆動周波数可変回
路、３は位相検出回路、４はピーク電流検出回路、５は
マイクロコンピュータ、5aは入力可変回路制御部、5bは
スイープ指令部、5cは共振周波数検出部、5dはメモリ
部、5eは判別部、６は加熱コイル、７は共振コンデン
サ、８はインバータ駆動回路、９は金属容器、10はカレ
ントトランス、11はインバータ回路である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮地 毅 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番 地の１ 中部電力株式会社電気利用技術 研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−150580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−206194（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−160689（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−244585（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】金属容器に渦電流を発生させて前記金属容
器に収納された被加熱物を加熱する加熱コイルが配置さ
れている誘導加熱調理器において、 前記加熱コイルに高周波の信号を供給するためのインバ
ータ回路と、 前記加熱コイルと前記インバータ回路との間に結合さ
れ、位相検出回路とピーク電流検出回路を用いて、前記
加熱コイルに流れる電流に基づいて加熱コイルと金属容
器とを電磁結合させた状態、あるいは無負荷状態におけ
る共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、 前記共振周波数検出手段により検出された共振周波数に
基づいて無負荷状態か否かの判別および金属容器の材質
の判別をするための判別手段とを有し、 無負荷状態では最も低い位置に、非磁性体の金属容器の
場合においては最も高い位置に、磁性体の金属容器の場
合においては両者の中間に位置するように分布する共振
周波数を検出することを特徴とする誘導加熱調理器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204351A JP2688862B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 誘導加熱調理器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204351A JP2688862B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 誘導加熱調理器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0495383A JPH0495383A (ja) | 1992-03-27 |
| JP2688862B2 true JP2688862B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=16489070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2204351A Expired - Fee Related JP2688862B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 誘導加熱調理器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2688862B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2745247B2 (ja) * | 1991-02-26 | 1998-04-28 | シャープ株式会社 | 電磁誘導加熱調理器 |
| JPH0645059A (ja) * | 1992-07-24 | 1994-02-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 電磁調理器 |
| JP4696649B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2011-06-08 | パナソニック株式会社 | 誘導加熱装置 |
| US7525074B2 (en) * | 2006-05-31 | 2009-04-28 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for detecting metal placed within a microwave oven |
| JP4729690B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2011-07-20 | 飛島建設株式会社 | 高周波誘導加熱によるアンカー除去装置及びその除去方法 |
| JP5053332B2 (ja) * | 2009-06-30 | 2012-10-17 | 島田理化工業株式会社 | 誘導加熱装置 |
| JP5473837B2 (ja) * | 2010-09-03 | 2014-04-16 | 三菱電機株式会社 | 誘導加熱調理器およびその制御方法 |
| JP5236052B2 (ja) * | 2011-08-10 | 2013-07-17 | 三菱電機株式会社 | 誘導加熱調理器 |
| US10734845B2 (en) | 2016-06-30 | 2020-08-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Wireless power transmission system and induction heating cooker |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60150580A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-08 | 三菱電機株式会社 | 電磁調理器 |
| JPS61206194A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-12 | シャープ株式会社 | 高周波誘導加熱調理器の不適性被加熱物検知装置 |
-
1990
- 1990-07-31 JP JP2204351A patent/JP2688862B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0495383A (ja) | 1992-03-27 |
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