感应加热烹调器及其控制方法技术

本发明专利技术的感应加热烹调器具备：顶板，载置被加热体；中央线圈，卷绕成平面状；周边线圈，配置于中央线圈的周边；驱动部，对中央线圈及周边线圈供给高频电流；电源部，对驱动部的两端施加直流电压；检测单元，检测隔着顶板而载置在中央线圈及周边线圈的上方的被加热体的部分的负载特性；以及控制部，根据检测到的被加热体的部分的负载特性，以从a)、b)以及c)中选择的某一个驱动模式来控制驱动部，其中，a)并联驱动模式，在电源部的直流电压的两端并联地连接中央线圈及周边线圈的状态下驱动驱动部；b)串联驱动模式，在电源部的直流电压的两端串联地连接中央线圈及周边线圈的状态下驱动驱动部；c)单独驱动模式，在电源部的直流电压的两端连接中央线圈及周边线圈中的某一方的状态下驱动驱动部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用多个感应加热线圈对单一的被加热体进行感应加热的感应加热烹调器及其控制方法。
技术介绍
此前也提出了使用多个感应加热线圈对单一的被加热体进行感应加热的感应加热烹调器。例如在专利文献1中记载了一种电磁感应加热装置，具有谐振频率高的半桥驱动电路、谐振频率比较低的全桥驱动电路、以及能够任意地切换这些驱动电路的继电器，利用半桥驱动电路对由铝等磁导率低的材料构成的锅进行感应加热，利用全桥驱动电路(约20kHz)对由铁等磁导率高的材料构成的锅进行感应加热的。另外，在专利文献2中提出了利用多个加热线圈同时或者交替地对锅进行加热的感应加热装置。该感应加热装置具有两组的半导体开关的串联体，在各串联体的中点之间连接将谐振频率设定为大致相同的2个谐振电路，在2个谐振电路各自的连接点与电源的负极之间具有继电器。另外，专利文献2记载的感应加热装置切换继电器的开闭状态来切换两组半桥电路和一组全桥电路，从而改变在多个加热线圈中流过的电流的朝向，能够根据锅等负载的形状、使用状态，并且根据机器的使用状态，灵活使用加热分布。【专利文献1】日本特开2010-80359号公报【专利文献2】日本专利第5169488号
技术实现思路
然而，专利文献1以及专利文献2记载的感应加热装置存在如下课题：需要多个加热线圈的切换电路，其电路结构以及控制方法变得复杂，制造成本增大。另外，在被加热的单一的锅通过由磁性材料(铁系的磁导率高的材料)和非磁性材料(铝、铜系的磁导率低的材料)组成的复合材料来构成时，有时尽管位于各加热线圈的上方的锅是单一的被加热体，但针对每个加热线圈却判断为由不同的材料构成，导致停止感应加热。另外，即使判断为能够继续进行感应加热，也由于构成材料的差异，导致每个加热线圈的谐振点偏移，无法高效地加热。而且，在谐振点的偏移大的情况下，无法对锅高效地进行加热，有可能由于从驱动电路产生的热而在中途停止感应加热。而且，在关闭继电器而以针对每个加热线圈使驱动电路独立地驱动的方式进行了切换时，如果针对每个加热线圈检测出的构成锅的部分的材料不同，则导致加热线圈之间的谐振频率偏移。此时，一方的加热线圈(驱动电路)对由磁性材料构成的锅的部分进行加热，另一方的加热线圈(驱动电路)对由非磁性材料构成的锅的部分进行加热，成为与利用多个加热线圈对多个锅进行加热的状态同样的状态。即，锅部分的谐振频率不同，所以各加热线圈的驱动频率也不同，如果两者的差分频率处于可听频率区域内，则产生具有差分频率的干扰音(锅响声)。为了避免这样的让使用者不舒服的干扰音，需要使各加热线圈的驱动频率相同，但有时即使利用具有与非磁性材料的高的谐振频率匹配地设定得较高的驱动频率的高频电流，对由具有低的谐振频率的磁性材料构成的锅部分进行感应加热，也无法供给充分的电力。即，在使用专利文献1以及专利文献2记载的感应加热装置对由复合材料构成的锅进行感应加热时，即使调整各加热线圈的接通/断开(ON/OFF)时间的占空比，也产生由锅的构成材料所引起的加热不均。因此，本专利技术提供一种感应加热装置，在多个加热线圈协作而对单一的锅进行加热的情况下，无需设置切换电路等多余的追加电路，而能够通过简单的结构对由谐振频率不同的多个材料(复合材料)构成的锅高效地进行加热。本专利技术的感应加热烹调器的特征在于，具备：顶板，载置被加热体；中央线圈，卷绕成平面状；周边线圈，配置于所述中央线圈的周边；驱动部，对所述中央线圈及所述周边线圈供给高频电流；电源部，对所述驱动部的两端施加直流电压；检测单元，检测隔着所述顶板而载置在所述中央线圈及所述周边线圈的上方的被加热体的部分的负载特性；以及控制部，根据检测到的被加热体的部分的负载特性，以从a)、b)以及c)中选择的某一个驱动模式来控制所述驱动部，其中，a)并联驱动模式，在所述电源部的直流电压的两端并联地连接所述中央线圈及所述周边线圈的状态下驱动所述驱动部；b)串联驱动模式，在所述电源部的直流电压的两端串联地连接所述中央线圈及所述周边线圈的状态下驱动所述驱动部；c)单独驱动模式，在所述电源部的直流电压的两端连接所述中央线圈及所述周边线圈中的某一方的状态下驱动所述驱动部。根据本专利技术的感应加热烹调器，能够在对小的锅进行加热的情况下，仅对中央线圈供给高频电流，抑制在驱动周边线圈的驱动部中可能产生的不需要的电路损耗，并且抑制来自周边线圈的不需要的磁通的泄漏，在对大的锅进行加热的情况下，对中央线圈以及周边线圈这两方供给高频电流，对锅高效地进行加热。另外，根据本专利技术的感应加热烹调器，在对由谐振频率大不相同的多个材料构成的锅进行加热的情况下，以使多个加热线圈协作地对单一的锅进行加热的方式切换驱动部的电路结构，从而能够用单一的驱动频率来驱动由具有不同的谐振频率的复合材料构成的锅，能够避免产生让使用者不舒服的干扰音。另外，为了切换驱动部的电路结构，无需上述专利文献1、2记载那样的继电器等，能够使电路结构小型化，廉价地制作。附图说明图1是本专利技术的感应加热烹调器的立体图。图2的(a)以及(b)是示出加热线圈的例示性的结构的平面图。图3是示出加热线圈、驱动部以及控制部的电路结构的框图。图4的(a)是加热线圈的平面图，(b)是从(a)的A-A’线观察的IH加热部的剖面图。图5是本专利技术的电源部、驱动部以及控制部的模块电路图。图6是对并联驱动模式下的半导体开关元件的接通/断开驱动进行控制的控制信号的时序图。图7是示出本专利技术的并联驱动模式下的驱动部的电路结构的电路图。图8是加热线圈的平面图，示出在各子线圈中流过的高频电流的朝向。图9是对串联驱动模式下的半导体开关元件的接通/断开驱动进行控制的控制信号的时序图。图10是示出本专利技术的串联驱动模式下的驱动部的电路结构的电路图。图11是加热线圈的平面图，是示出在串联驱动模式下在各子线圈中流过的高频电流的朝向的图。图12是对单独驱动模式下的半导体开关元件的接通/断开驱动进行控制的控制信号的时序图。图13是加热线圈的平面图，示出单独驱动模式下的小锅的配置位置。图14是示出本专利技术的单独驱动模式下的驱动部的电路结构的电路图。图15是加热线圈的平面图，示出在单独驱动模式下在中央线圈中流过的高频电流的朝向。图16的(a)以及(c)示出实施方式2的加热线圈的卷绕方向，(b)示出在串联驱动模式下在各子线圈中流过的高频电流的朝向。图17是实施方式2的加热线圈的平面图，示出在串联驱动模式下在各子线圈中流过的高频电流的朝向。图18是示出实施方式2的串联驱动模式下的驱动部的电路结构的电路图。图19是示出本专利技术的感应加热烹调器的控制方法的流程图。图20的(a)是从由复合材料构成的特殊锅的锅底侧观察的平面图，(b)是从(a)的B-B’线观察的IH加热部的剖面图。(符号说明)1：感应加热烹调器；2：框体；3：顶板；4：烤架部；5：上表面操作部；6：前表面操作部；7：显示部；8：吸气排气口；9：IH加热部；10：IH加热部；11：辐射加热部；100：加热线圈；101～104：子线圈；30：电源部；31：交流电源；32：二极管桥；33：平滑电路；40：驱动部(驱动电路)；401～403：半导体开关元件的支路；401a～403a、401b～403b：半导体开关元件；50：控制部；60：检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应加热烹调器，其特征在于，具备：顶板，载置被加热体；中央线圈，卷绕成平面状；周边线圈，配置于所述中央线圈的周边；驱动部，对所述中央线圈及所述周边线圈供给高频电流；电源部，对所述驱动部的两端施加直流电压；检测单元，检测隔着所述顶板而载置在所述中央线圈及所述周边线圈的上方的被加热体的部分的负载特性；以及控制部，根据检测到的被加热体的部分的负载特性，以从a)、b)以及c)中选择的某一个驱动模式来控制所述驱动部，其中，a)并联驱动模式，在所述电源部的直流电压的两端并联地连接所述中央线圈及所述周边线圈的状态下驱动所述驱动部；b)串联驱动模式，在所述电源部的直流电压的两端串联地连接所述中央线圈及所述周边线圈的状态下驱动所述驱动部；c)单独驱动模式，在所述电源部的直流电压的两端连接所述中央线圈及所述周边线圈中的某一方的状态下驱动所述驱动部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.16 JP 2014-0848191.一种感应加热烹调器，其特征在于，具备：顶板，载置被加热体；中央线圈，卷绕成平面状；周边线圈，配置于所述中央线圈的周边；驱动部，对所述中央线圈及所述周边线圈供给高频电流；电源部，对所述驱动部的两端施加直流电压；检测单元，检测隔着所述顶板而载置在所述中央线圈及所述周边线圈的上方的被加热体的部分的负载特性；以及控制部，根据检测到的被加热体的部分的负载特性，以从a)、b)以及c)中选择的某一个驱动模式来控制所述驱动部，其中，a)并联驱动模式，在所述电源部的直流电压的两端并联地连接所述中央线圈及所述周边线圈的状态下驱动所述驱动部；b)串联驱动模式，在所述电源部的直流电压的两端串联地连接所述中央线圈及所述周边线圈的状态下驱动所述驱动部；c)单独驱动模式，在所述电源部的直流电压的两端连接所述中央线圈及所述周边线圈中的某一方的状态下驱动所述驱动部。2.根据权利要求1所述的感应加热烹调器，其特征在于，所述驱动部具有：第1、第2及第3支路，被施加所述电源部的直流电压，并包括串联地连接的一对开关元件；在所述第1及第2支路的中点之间串联地连接的所述中央线圈及第1谐振电容器；以及在所述第1及第3支路的中点之间串联地连接的所述周边线圈及第2谐振电容器。3.根据权利要求2所述的感应加热烹调器，其特征在于，在并联驱动模式下，所述控制部以驱动第1、第2及第3支路的开关元件的方式控制所述驱动部。4.根据权利要求3所述的感应加热烹调器，其特征在于，所述第1及第2支路以及所述中央线圈及第1谐振电容器构成对所述中央线圈供给高频电流的第1全桥驱动电路，所述第1及第3支路以及所述周边线圈及第2谐振电容器构成对所述周边线圈供给高频电流的第2全桥驱动电路。5.根据权利要求2所述的感应加热烹调器，其特征在于，在串联驱动模式下，所述控制部以不驱动所述第1支路的开关元件而驱动所述第2及第3支路的开关元件的方式控制所述驱动部。6.根据权利要求5所述的感应加热烹调器，其特征在于，所述第1及第3支路、串联地连接的所述中央线圈及所述周边线圈、以及第1及第2谐振电容器构成对所述中央线圈以及所述周边线圈供给高频电流的第3全桥驱动电路。7.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹下美由纪，龟冈和裕，栗城勇介，风间洸骏，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，三菱电机家用电器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP