JPH0475635B2 - - Google Patents
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- JPH0475635B2 JPH0475635B2 JP59135950A JP13595084A JPH0475635B2 JP H0475635 B2 JPH0475635 B2 JP H0475635B2 JP 59135950 A JP59135950 A JP 59135950A JP 13595084 A JP13595084 A JP 13595084A JP H0475635 B2 JPH0475635 B2 JP H0475635B2
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Description
〔発明の技術分野〕
この発明は、加熱コイルから高周波磁界を発生
させ、それを負荷であるところの鍋に与えること
によりその鍋に渦電流を生じさせ、渦電流損に基
づく鍋の自己発熱により加熱調理を行なう誘導加
熱調理器に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、この種の誘導加熱調理器は、材質が鉄な
どのように高透磁率の鍋、あるいは18−８ステン
レスのように低透磁率ではあつても高抵抗の鍋に
対しては加熱コイルの入力抵抗が高くなり、加熱
が可能である。。しかしながら、材質がアルミニ
ウムや鍋などのように低透磁率でしかも低抵抗の
鍋に対しては加熱コイルの入力抵抗が低くなり、
加熱が不可能であつた。
ここで、鍋の材質と加熱コイルの入力抵抗との
関係を説明しておく。
まず、各種金属の抵抗率ρ（Ωm）および比透
磁率μs（＝透磁率）を下記表に示す。
[Technical Field of the Invention] This invention generates a high-frequency magnetic field from a heating coil and applies it to a pot, which is a load, to generate an eddy current in the pot, thereby causing self-heating of the pot based on eddy current loss. The present invention relates to an induction heating cooker that performs heating cooking. [Technical background of the invention and its problems] Conventionally, this type of induction heating cooker has been made of pots made of high magnetic permeability such as iron, or low magnetic permeability such as 18-8 stainless steel. For high-resistance pots, the input resistance of the heating coil becomes high and heating is possible. . However, for pots made of materials such as aluminum and pots that have low magnetic permeability and low resistance, the input resistance of the heating coil will be low.
It was impossible to heat it. Here, the relationship between the material of the pot and the input resistance of the heating coil will be explained. First, the resistivity ρ (Ωm) and relative magnetic permeability μs (=magnetic permeability) of various metals are shown in the table below.
この発明はは上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、損失の増大
を生じることなく、負荷の材質にかかわらず適正
かつ効率の良い加熱調理を可能とする誘導加熱調
理器を提供することにある。
〔発明の概要〕
この発明は、高透磁率または高抵抗の負荷およ
び低透磁率、低抵抗の負荷のどちらに対しても一
定の加熱入力を供給するための誘導加熱調理器で
あつて、巻数を選択できる加熱コイルと、この加
熱コイルとで直列共振回路を形成する容量可変可
能な共振用コンデンサと、前記直列共振回路を励
起するブリツジ形のインバータ回路と、前記負荷
が高透磁率または高抵抗の場合には負荷が低透磁
率、低抵抗の場合より前記加熱コイルの巻数を低
減させる方向に切換えるとともに前記共振用コン
デンサの容量を増大させる方向に切換える手段と
を具備してなることを特徴としている。
〔発明の効果〕
以下、この発明の第１の実施例について図面を
参照して説明する。
第２図および第３図において、１は本体上面に
設けられるトツププレートで、このトツププレー
ト１の裏面には加熱コイル２が離間対向して配設
されている。この加熱コイル２は、中間タツプｔ
によつて巻数の多いコイル２ａと巻数の少ないコ
イル２ｂとに分けられており、コイル２ａ，２ｂ
のどちらを用いるかによつて巻数に切換が可能と
なつている。そして、トツププレート１上には負
荷であるところの鍋３が載置されるようになつて
いる。
第１図は制御回路である。１０は商用交流電源
で、この電源１０にはダイオードブリツジ１１お
よび平滑コンデンサ１２から成る整流回路が接続
される。整流回路の正側出力端にはスイツチング
素子であるところのNPN形トランジスタ１３の
コレクタ・エミツタ間を介して加熱コイル２の他
端が接続され、この加熱コイル２の一端は共振用
コンデンサ１４ａの一端に接続される。そして、
共振用コンデンサ１４ａの他端はスイツチ１５を
介して整流回路の負側出力端に接続される。さら
に、加熱コイル２の中間タツプには共振用コンデ
ンサ１４ｂの一端が接続され、この共振用コンデ
ンサ１４ｂの他端はスイツチ１６を介して整流回
路の負側出力端に接続される。この場合、共振用
コンデンサ１４ａは容量が小さく、一方の共振用
コンデンサ１４ｂは容量が大きいものであり、こ
の共振用コンデンサ１４ａ，１４ｂをひとつの共
振用コンデンサとして見ることによりその容量の
切換が可能となつている。また、上記スイツチ１
５，１６は、後述する負荷検出回路２１の検出結
果に応動するようになつている。したがつて、ス
イツチ１５がオンすると、加熱コイル２の巻数が
増大（コイル２ａ＋コイル２ｂ）とするととも
に、共振用コンデンサの容量が低減（コンデンサ
１４ａ）し、この巻数の多い加熱コイルと容量の
小さい共振用コンデンサとで直列共振回路が構成
される。また、スイツチ１６がオンすると、加熱
コイル２の巻数が低減（コイル２ｂ）するととも
に、共振用コンデンサの容量が増大（コンデンサ
１４ｂ）し、この巻数の少ない加熱コイルと容量
の大きい共振用コンデンサとで直列共振回路が構
成される。
しかして、加熱コイル２の他端と整流回路の負
側出力端との間にはスイツチング素子であるとこ
ろのNPN形トランジスタ１７のコレクタ・エミ
ツタ間が接続される。すなわち、整流回路および
トランジスタ１３，１７などによつて上記共振回
路を励起するブリツジ形のインバータ回路が構成
されている。さらに上記共振回路には電流トラン
ス１８が設けられ、この電流トランス１８の出力
は負荷検出回路２１および位相検知回路２２に供
給される。負荷検出回路２１は、電流トランス１
８の出力によつて共振回路に流れる高周波電流の
大きさを察知し、これにより加熱コイル２の入力
抵抗を判定し、その入力抵抗の大きさによつて鍋
３の材質を検出し、この検出結果に応じて上記ス
イツチ１５，１６のオン、オフを制御するもので
ある。位相検知回路２２は、電流トランス１８の
出力によつて共振回路に流れる高周波電流の位相
を検出するものである。しかして、この位相検出
回路２２の検出結果はインバータ駆動回路２３に
供給される。このインバータ駆動回路２３は、位
相検出回路２２の検出結果に応じてトランジスタ
１３，１７を交互にオン、オフし、これによりイ
ンバータ回路を励起するものである。
つぎに、上記のような構成において動作を説明
する。
まず、加熱コイルの入力抵抗はその加熱コイル
の巻数の２乗に比例する。したがつて、鍋の材質
がアルミニウムや銅の場合、加熱コイルの巻数を
多くすることにより、鉄や18−８ステンレスの鍋
の場合と同様に加熱調理を行なうことができる。
ただし、実際には、アルミニウムや銅の鍋の場
合は透磁率が低いために加熱コイルの漏れ磁束が
多くなり、さらに上記のように巻数を増大するの
で、加熱コイルの入力インダクタンスが鉄の場合
に比べて大きくなり、結果的に加熱が困難であ
る。
ここで、下式は共振回路の共振周波数をpを表
わしたものである。
すなわち、Lcは加熱コイルの入力インダクタン
ス、Crは共振用コンデンサの容量であり、加熱コ
イルの入力インダクタンスLcが大きくなると共振
周波数pが低くなり、よつて発生する高周波磁界
の周波数が低くなり、加熱コイルの巻数を多くす
るだけでは従来説明で述べたように損失を生じて
加熱が困難である。
これに対処し、加熱コイルの巻数を多くするの
と同時に、共振用コンデンサの容量を小さくする
ようにすれば、共振周波数pの低下を抑えること
ができ、アルミニウムや銅の鍋を鉄や18−８ステ
ンレスの鍋と同様に加熱することが可能となる。
しかして。トツププレート１上に鍋３を載置
し、電源１０を投入する。すると、インバータ駆
動回路２３によつてトランジスタ１３，１７が交
互にオン、オフし、加熱コイル２に電流が流れ
る。このとき、負荷検出回路２１は、電流トラン
ス１８の出力によつて加熱コイル２の入力インピ
ーダンスを検出し、この検出結果により鍋３の材
質を判定する。この場合、加熱コイル２の入力抵
抗が高ければ、鍋３の材質が高透磁率でしかも高
抵抗の鉄あるいは低透磁率ではあるが高抵抗の18
−８ステンレスであると判定する。また、加熱コ
イル２の入力抵抗が低ければ、鍋３の材質が低透
磁率でしかも低抵抗のアルミニウムあるいは銅で
あると判定する。
しかして、負荷検出回路２１は、鍋３の材質が
鉄あるいは18−８ステンレスであると判定する
と、スイツチ１５をオフし、スイツチ１６をオン
する。スイツチ１５がオフしてスイツチ１６がオ
ンすると、巻数の少ない加熱コイル２（コイル２
ｂ）と容量の大きい共振用コンデンサ１４ｂとで
共振回路が構成され、以後、その共振回路がトラ
ンジスタ１３，１７のオン、オフによつて励起さ
れる。また、鍋３の材質がアルミニウムあるいは
銅であると判定するとスイツチ１５をオンし、ス
イツチ１６をオフする。スイツチ１５がオンして
スイツチ１６がオフすると、巻数の多い加熱コイ
ル２（コイル２ａ＋コイル２ｂ）と容量の小さい
共振用コンデンサ１４ａとで共振回路が構成さ
れ、以後、その共振回路がトランジスタ１３，１
７のオン、オフによつて励起される。こうして、
加熱コイル２に高周波電流が流れ、その加熱コイ
ル２から発せられる高周波磁界によつて鍋３が誘
導加熱される。このとき、加熱コイル２に流れる
高周波電流が電流トランス１８によつて検出され
ており、その高周波電流の位相が位相検知回路２
２で検知される。そして、この検知結果に応じて
トランジスタ１３，１７のオン、オフのタイミン
グが制御され、共振回路の安定発振が行なわれ
る。
このように、鍋３の材質が高透磁率または高抵
抗のときには加熱コイル２の巻数を低減するとと
もに共振用コンデンサの容量を増大し、鍋３の材
質が低透磁率でしかも低抵抗であれば加熱コイル
２の巻数を増大するとともに共振用コンデンサの
容量を低減することにより、鉄や18−８ステンレ
スの鍋は勿論、アルミニウムや銅の鍋に対しても
損失を生じることなく効率の良い加熱調理を行な
うことができる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可
能なことは勿論である。
〔発明の効果〕
以上述べたように、この発明によれば、巻数を
選択できる加熱コイルと、この加熱コイルとで直
列共振回路を形成する容量可変可能な共振用コン
デンサと、直列共振回路を励起するブリツジ形の
インバータ回路と、負荷が高透磁率または高抵抗
の場合には負荷が低透磁率、低抵抗の場合より加
熱コイルの巻数を低減させる方向に切換えるとと
もに共振用コンデンサの容量を増大させる方向に
切換える手段とを設けているので、高透磁率また
は高抵抗の負荷および低透磁率、低抵抗の負荷の
どちらに対しても一定の加熱入力を供給でき、効
率のよい加熱を実現できる。また、ブリツジ形の
インバータ回路を使つて直列共振回路を励起する
ようにしているので、最も効率のよい加熱動作を
行わせることができる。
This invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide an induction method that enables proper and efficient cooking regardless of the material of the load without increasing loss. Our goal is to provide heating cookers. [Summary of the Invention] The present invention is an induction heating cooker for supplying a constant heating input to both a high magnetic permeability or high resistance load and a low magnetic permeability and low resistance load. a heating coil that can be selected, a resonant capacitor with a variable capacity that forms a series resonant circuit with the heating coil, a bridge-type inverter circuit that excites the series resonant circuit, and a load that has high magnetic permeability or high resistance. In this case, it is characterized by comprising means for switching the number of turns of the heating coil to be reduced and increasing the capacitance of the resonance capacitor compared to when the load has low magnetic permeability and low resistance. There is. [Effects of the Invention] A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIGS. 2 and 3, reference numeral 1 denotes a top plate provided on the upper surface of the main body, and heating coils 2 are disposed on the back surface of the top plate 1 in a spaced-apart manner. This heating coil 2 has an intermediate tap t.
The coils 2a and 2b are divided into a coil 2a with a large number of turns and a coil 2b with a small number of turns.
The number of turns can be changed depending on which one is used. A pot 3 serving as a load is placed on the top plate 1. FIG. 1 shows the control circuit. Reference numeral 10 denotes a commercial AC power source, and a rectifier circuit comprising a diode bridge 11 and a smoothing capacitor 12 is connected to this power source 10. The other end of a heating coil 2 is connected to the positive output end of the rectifier circuit via the collector and emitter of an NPN transistor 13, which is a switching element, and one end of this heating coil 2 is connected to one end of a resonance capacitor 14a. connected to. and,
The other end of the resonant capacitor 14a is connected via a switch 15 to the negative output end of the rectifier circuit. Furthermore, one end of a resonant capacitor 14b is connected to the intermediate tap of the heating coil 2, and the other end of this resonant capacitor 14b is connected via a switch 16 to the negative output end of the rectifier circuit. In this case, the resonance capacitor 14a has a small capacitance, and the other resonance capacitor 14b has a large capacitance, and by viewing the resonance capacitors 14a and 14b as one resonance capacitor, the capacitance can be switched. It's summery. In addition, the above switch 1
5 and 16 are designed to respond to the detection results of a load detection circuit 21, which will be described later. Therefore, when the switch 15 is turned on, the number of turns of the heating coil 2 increases (coil 2a + coil 2b), and the capacitance of the resonance capacitor decreases (capacitor 14a). A series resonant circuit is constructed with the resonant capacitor. When the switch 16 is turned on, the number of turns of the heating coil 2 is reduced (coil 2b) and the capacitance of the resonance capacitor is increased (capacitor 14b). A series resonant circuit is constructed. The collector and emitter of an NPN transistor 17, which is a switching element, is connected between the other end of the heating coil 2 and the negative output end of the rectifier circuit. That is, a bridge type inverter circuit that excites the above-mentioned resonant circuit is constructed by a rectifier circuit, transistors 13, 17, and the like. Further, the resonant circuit is provided with a current transformer 18, and the output of this current transformer 18 is supplied to a load detection circuit 21 and a phase detection circuit 22. The load detection circuit 21 includes a current transformer 1
The magnitude of the high frequency current flowing through the resonant circuit is detected by the output of 8, the input resistance of the heating coil 2 is determined based on this, and the material of the pot 3 is detected based on the magnitude of the input resistance. Depending on the result, the switches 15 and 16 are turned on and off. The phase detection circuit 22 detects the phase of the high frequency current flowing through the resonant circuit based on the output of the current transformer 18. The detection result of this phase detection circuit 22 is then supplied to the inverter drive circuit 23. The inverter drive circuit 23 alternately turns on and off the transistors 13 and 17 according to the detection result of the phase detection circuit 22, thereby exciting the inverter circuit. Next, the operation in the above configuration will be explained. First, the input resistance of a heating coil is proportional to the square of the number of turns of the heating coil. Therefore, when the material of the pot is aluminum or copper, by increasing the number of turns of the heating coil, cooking can be performed in the same way as in the case of a pot made of iron or 18-8 stainless steel. However, in reality, in the case of aluminum or copper pots, the leakage magnetic flux of the heating coil is large due to the low magnetic permeability, and the number of turns is increased as described above, so when the input inductance of the heating coil is iron, As a result, heating becomes difficult. Here, the following formula represents the resonant frequency of the resonant circuit as p . That is, L c is the input inductance of the heating coil, C r is the capacitance of the resonance capacitor, and as the input inductance L c of the heating coil increases, the resonance frequency p decreases, and therefore the frequency of the generated high-frequency magnetic field decreases. However, simply increasing the number of turns of the heating coil causes loss and makes heating difficult as described in the conventional explanation. To deal with this, if we increase the number of turns of the heating coil and at the same time reduce the capacitance of the resonance capacitor, we can suppress the drop in the resonance frequency p , and replace aluminum or copper pots with iron or 18- 8 It is possible to heat it in the same way as a stainless steel pot. However. The pot 3 is placed on the top plate 1, and the power source 10 is turned on. Then, the transistors 13 and 17 are turned on and off alternately by the inverter drive circuit 23, and current flows through the heating coil 2. At this time, the load detection circuit 21 detects the input impedance of the heating coil 2 based on the output of the current transformer 18, and determines the material of the pot 3 based on the detection result. In this case, if the input resistance of the heating coil 2 is high, the material of the pot 3 is iron, which has high magnetic permeability and high resistance, or 18
-8 It is determined that it is stainless steel. Further, if the input resistance of the heating coil 2 is low, it is determined that the material of the pot 3 is aluminum or copper, which has low magnetic permeability and low resistance. When the load detection circuit 21 determines that the material of the pot 3 is iron or 18-8 stainless steel, it turns off the switch 15 and turns on the switch 16. When switch 15 is turned off and switch 16 is turned on, heating coil 2 with a small number of turns (coil 2
b) and the large-capacitance resonant capacitor 14b constitute a resonant circuit, and thereafter, the resonant circuit is excited by turning on and off the transistors 13 and 17. Further, if it is determined that the material of the pot 3 is aluminum or copper, the switch 15 is turned on and the switch 16 is turned off. When the switch 15 is turned on and the switch 16 is turned off, a resonant circuit is formed by the heating coil 2 with a large number of turns (coil 2a + coil 2b) and the resonant capacitor 14a with a small capacitance.
7 is excited by turning on and off. thus,
A high frequency current flows through the heating coil 2, and the pot 3 is heated by induction by the high frequency magnetic field emitted from the heating coil 2. At this time, the high frequency current flowing through the heating coil 2 is detected by the current transformer 18, and the phase of the high frequency current is detected by the phase detection circuit 2.
Detected at 2. Then, the on/off timing of the transistors 13 and 17 is controlled according to the detection result, and stable oscillation of the resonant circuit is performed. In this way, when the material of the pot 3 has high magnetic permeability or high resistance, the number of turns of the heating coil 2 is reduced and the capacity of the resonance capacitor is increased; By increasing the number of turns of the heating coil 2 and reducing the capacitance of the resonance capacitor, it is possible to efficiently heat and cook not only iron and 18-8 stainless steel pots, but also aluminum and copper pots without causing loss. can be done. It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without changing the gist. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, there is provided a heating coil whose number of turns can be selected, a resonant capacitor whose capacitance is variable and which forms a series resonant circuit with the heating coil, and a resonant capacitor that excites the series resonant circuit. When the load has high magnetic permeability or high resistance, the number of turns of the heating coil is reduced compared to when the load has low magnetic permeability or low resistance, and the capacitance of the resonance capacitor is increased. Since a means for switching the direction is provided, a constant heating input can be supplied to both a high magnetic permeability or high resistance load and a low magnetic permeability and low resistance load, and efficient heating can be realized. Furthermore, since the series resonant circuit is excited using a bridge type inverter circuit, the most efficient heating operation can be performed.
第１図はこの発明の第１の実施例を示す制御回
路の構成図、第２図は同実施例における加熱コイ
ルおよびその周辺部の構成図、第３図は加熱コイ
ルの巻数構成を示す図である。
１……トツププレート、２……加熱コイル、３
……鍋（負荷）、１４ａ，１４ｂ……共振用コン
デンサ、１５，１６……スイツチ。
Fig. 1 is a block diagram of a control circuit showing a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of a heating coil and its surroundings in the same embodiment, and Fig. 3 is a diagram showing the number of turns of the heating coil. It is. 1...Top plate, 2...Heating coil, 3
... Pot (load), 14a, 14b ... Resonance capacitor, 15, 16 ... Switch.
Claims (1)
率、低抵抗の負荷のどちらに対しても一定の加熱
入力を供給するための誘導加熱調理器であつて、
巻数を選択できる加熱コイルと、この加熱コイル
とで直列共振回路を形成する容量可変可能な共振
用コンデンサと、前記直列共振回路を励起するブ
リツジ形のインバータ回路と、前記負荷が高透磁
率または高抵抗の場合には負荷が低透磁率、低抵
抗の場合より前記加熱コイルの巻数を低減させる
方向に切換えるとともに前記共振用コンデンサの
容量を増大させる方向に切換える手段とを具備し
てなることを特徴とする誘導加熱調理器。1 An induction heating cooker for supplying a constant heating input to both a high magnetic permeability or high resistance load and a low magnetic permeability and low resistance load, comprising:
A heating coil whose number of turns can be selected; a resonant capacitor whose capacity can be changed to form a series resonant circuit with the heating coil; a bridge-type inverter circuit which excites the series resonant circuit; In the case of a resistor, the heating coil is characterized by comprising means for switching the number of turns of the heating coil to be reduced and increasing the capacitance of the resonance capacitor compared to when the load has low magnetic permeability and low resistance. An induction heating cooker.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13595084A JPS6116491A (en) | 1984-06-30 | 1984-06-30 | Induction heating cooking device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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|---|---|
| JPS6116491A JPS6116491A (en) | 1986-01-24 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13595084A Granted JPS6116491A (en) | 1984-06-30 | 1984-06-30 | Induction heating cooking device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS6116491A (en) |
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| JPS5643995U (en) * | 1979-08-15 | 1981-04-21 | ||
| JPS5885293A (en) * | 1981-11-16 | 1983-05-21 | 株式会社東芝 | Cooking device |
| JPS58201284A (en) * | 1982-05-19 | 1983-11-24 | 松下電器産業株式会社 | Induction heating cooking device |
| JPS5949186A (en) * | 1982-09-13 | 1984-03-21 | 株式会社東芝 | Electromagnetic induction cooking device |
-
1984
- 1984-06-30 JP JP13595084A patent/JPS6116491A/en active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5165444A (en) * | 1974-12-03 | 1976-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
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| JPS5949186A (en) * | 1982-09-13 | 1984-03-21 | 株式会社東芝 | Electromagnetic induction cooking device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6116491A (en) | 1986-01-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |