感应加热烹调器制造技术

本发明专利技术的感应加热烹调器，能检测负荷的状态，选择适合加热的变频器电路结构并设定变频器驱动条件，以高效率对锅进行加热，具有：变换整流机构的直流电压并向在由谐振电容器和加热线圈组成的谐振电路中通入高频电流的变频器机构、检测上述整流机构的输入电流的输入电流检测机构、检测流入上述谐振电路的电流的变频器电流检测机构、从上述输入电流检测机构及变频器电流检测机构的输入检测负荷的状态的负荷状态检测机构，且上述变频器机构可相对谐振电路切换成半桥式电路结构或全桥式电路结构，并设置有控制成根据上述负荷状态检测机构的输入将变频器机构切换为半桥式电路结构或全桥式电路结构的控制机构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于对感应加热烹调器的金属负荷(锅)进行加热的电力控制方法。
技术介绍
感应加热烹调器是在配置在通入高频电流的加热线圈附近的金属负荷(锅)中产生涡电流，利用其焦耳热，金属负荷(锅)自身发热，能高效率地加热金属负荷(锅)的器具，近年来，由于相对于利用燃气灶或电热加热器的加热烹调器在安全性或温度控制性上的优越点，正在取代这些加热烹调器。在这种感应加热烹调器中，用于向加热线圈通过高频电流的电力控制电路，是被称为所谓的谐振型变频器，一般是连接包含金属负荷(锅)的加热线圈的电感器和谐振电容器、以20～40kHz左右的频率对电力控制电路的开关元件进行开闭控制的结构。另外，谐振型变频器包括电压谐振型和电流谐振型，前者多应用于100V电源、后者多应用于200V电源。当初，只能加热铁等磁性材料的金属负荷(锅)，但近年来也能加热非磁性不锈钢等金属负荷(锅)。而且，提出了可以加热被认为不能加热的铝合金制的非磁性金属负荷(锅)的方案。对于使用了这种谐振型变频器的感应加热烹调器，判明了在加热金属负荷(锅)的场合，由金属负荷(锅)和加热线圈决定的电感(等效电感L)和依赖于其来加热的电阻部分(等效电阻R)影响到发热的容易性。即，金属负荷(锅)为磁性金属(铁或磁性不锈钢等)时易于投入功率，为非磁性的金属(非磁性不锈钢或铝、铜等)时则难以投入功率。这是因为后者的等效电阻R值小，在金属负荷(锅)中感应的涡电流难以变为焦耳热。因此，有根据金属负荷(锅)的材质变换加热线圈圈数的方法，即对于非磁性的金属负荷增加加热线圈的圈数，通过提高加热效率谋求解决的办法(例如，参照专利文献1-特开昭61-16491号公报、专利文献2-特开昭61-128493号公报)。另外，固定加热线圈的圈数(单一线圈)，增加加热线圈圈数而设定成在非磁性金属负荷(锅)中能够投入功率时，对于在磁性金属负荷(锅)中难以投入功率的问题，提出了以下方案在检测到非磁性金属负荷(锅)的场合将变频器电路结构做成半桥式结构，在检测到磁性金属负荷(锅)的场合切换成全桥式结构，通过对加热线圈施加2倍于半桥式电路方式的场合的电压来对磁性金属负荷(锅)进行加热(例如，参照专利文献3-特开平5-251172号公报)。可是，在上述原来的技术中存在如下问题前者因为在变换加热线圈的圈数的场合存在高频电流没流过的加热线圈的部分，所以该部分的金属负荷(锅)不发热，因金属负荷(锅)的发热分布不均匀而产生加热不均，或者在使用不同直径的金属负荷(锅)的场合产生投入功率因金属负荷(锅)的直径大小发生变化。另外，因为了变换加热线圈的圈数而设计的加热线圈分流构造或叠绕组构造而产生难以确保对加热线圈施加的高电压的绝缘距离的问题。后者则有如下问题固定加热线圈的圈数(单一线圈)，金属负荷(锅)根据磁性或非磁性将变频器电路结构切换为全桥式电路结构或半桥式电路结构时，特别是在其中间范围的金属负荷(锅)的场合，切换为不适合的变频器电路，伴随通电的加热效率变差，导致变频器电路的损伤。另外，金属负荷(锅)根据磁性或非磁性，即使切换变频器电路结构，因为成为变频器电路负荷的等效阻抗(等效电感与等效电阻)的值根据磁性或非磁性的金属负荷(锅)也很大地不同，所以若以同频率驱动变频器电路，就有对变频器电路的开关元件施加过负荷的情况，成为产生故障的原因，产生可靠性欠缺的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而提出的，本专利技术第1方案的感应加热烹调器，具有变换来自整流机构的直流电压并向由谐振电容器和加热线圈构成的谐振电路通入高频电流的变频器机构、检测上述整流机构的输入电流的输入电流检测机构、检测流入上述谐振电路的电流的变频器电流检测机构，该感应加热烹调器具有根据上述输入电流检测机构及上述变频器电流检测机构的检测结果检测负荷的状态的负荷状态检测机构，上述变频器机构可相对于上述谐振电路切换成半桥式电路结构或全桥式电路结构，并控制成根据上述负荷状态检测机构的输入将变频器机构切换为上述半桥式电路结构或上述全桥式电路结构。另外，本专利技术第2方案的感应加热烹调器，切换为上述半桥式电路结构的上述变频器机构以比切换为上述全桥式电路结构的场合更高的驱动频率驱动。另外，本专利技术第3方案的感应加热烹调器，将变频器机构的电路结构切换为半桥式电路结构或全桥式电路结构的场合，改变谐振电容器的容量。另外，本专利技术第4方案的感应加热烹调器是，将变频器机构的电路结构切换为半桥式电路结构或全桥式电路结构的场合，改变负荷状态检测机构的阈值。本专利技术的感应加热烹调器，通过做成如上述的结构，不必切换加热线圈的圈数，使用单一的加热线圈，从金属负荷(锅)的材质或形状或基于相对加热线圈的位置关系等的阻抗变化引起的输入电流和变频器电流的状态，将变频器机构的电路结构(半桥式电路结构或全桥式电路结构)切换为最适合的电路结构，不会变成难以对加热金属负荷(锅)投入功率，同时，通过高效率加热金属负荷(锅)，减少变频器机构的损失，能抑制开关元件或加热线圈冷却需要的成本。另外，变频器机构切换为半桥式电路结构的场合，通过将变频器机构的驱动频率设定为比全桥式电路结构的场合更高的频率，在表面电阻低的材质的金属负荷(锅)或包含非磁性的金属负荷(锅)的场合，因为能提高变频器机构的负荷的阻抗，所以能进一步高效率地加热金属负荷(锅)。另外，在变频器机构切换为半桥式电路结构或全桥式电路结构的场合，通过切换谐振电容器的容量，能以最合适的驱动频率使变频器机构工作，能做成难以发生相对于变频器机构的整流器元件的过负荷或异常的振动状态的可靠性高的机构。另外，在将变频器机构切换为半桥式电路结构或全桥式电路结构的场合，通过将负荷状态检测机构的阈值设定为适合各自的电路结构的阈值，因为能恰当地判定对应金属负荷(锅)的状态的电路结构并切换，所以能以高火力加热金属负荷(锅)。附图说明图1是表示本专利技术的一实施例的感应加热烹调器的主要部位电路的模块电路图。图2(a)是表示加热线圈和配置在加热线圈附近的金属负荷(锅)的谐振电路的等效电路图，(b)是(a)的等效电路变形(简化)的等效电路图。图3是表示在加热线圈附近实际配置金属负荷(锅)时从加热线圈反映出的等效电阻和等效电感的测定结果的图。图4(a)是说明变频器机构在全桥式电路结构的场合的负荷状态检测机构的动作的图，(b)是说明变频器机构在半桥式电路结构的场合的负荷状态检测机构的动作的图。图5(a)是根据并联连接切换谐振电容器值的电路，(b)是根据串联连接切换谐振电容器值的电路图。图中1-交流电源，2-整流机构，3-加热线圈，4-谐振电容器，7-控制机构，10-负荷状态检测机构，12-输入电流检测机构，13-变频器电流检测机构，15-谐振电路，16-变频器机构，17-金属负荷(锅)。具体实施例方式以下，参照图1～图5说明本专利技术的一实施例。图1是表示本专利技术的一实施例的感应加热烹调器的主要部位模块电路图。在图1中，1是交流电源。2是整流机构，将交流电源1变换为直流电压。5a、5b、6a、6b是开关元件，各开关元件5a、5b、6a、6b上分别逆向并联连接有二极管14。3是加热线圈，4是谐振电容器，把它们串联起来构成谐振电路15，该谐振电路15连接在开关元件5a、5b的连接中点和开关元件6a、6b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应加热烹调器，具有：变换来自整流机构的直流电压并向由谐振电容器和加热线圈构成的谐振电路通入高频电流的变频器机构、检测上述整流机构的输入电流的输入电流检测机构、检测流入上述谐振电路的电流的变频器电流检测机构，其特征在于：　　　　具有从上述输入电流检测机构及上述变频器电流检测机构的检测结果检测负荷的状态的负荷状态检测机构，上述变频器机构可相对于上述谐振电路切换成半桥式电路结构或全桥式电路结构，并控制成根据上述负荷状态检测机构的输入将变频器机构切换为上述半桥式电路结构或上述全桥式电路结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：矶贝雅之，岛田直，宇留野纯平，神长保男，庄司浩幸，
申请(专利权)人：日立家用电器公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]