感应加热烹调器制造技术

检测负载的状态，选择适于加热的逆变器电路结构，并设定逆变器驱动条件。本发明专利技术的感应加热烹调器具有：电源单元、逆变器电路、输入电流检测单元、逆变器电流检测单元、检测负载的状态的负载状态检测单元、检测所述电源单元的输入电压的电压检测单元、至少控制所述电源单元的输出电压以及所述逆变器电路的控制单元，逆变器电路为可以切换为半桥结构或全桥结构的结构，控制单元，根据负载状态检测单元的输出、和输入到被加热金属体的设定功率，切换半桥结构或全桥结构，并且使电源单元的输出电压和逆变器电路的驱动频率中的某一方变化，来对输入被加热金属体的功率进行控制。

【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被加热金属体进行加热的功率控制方法。
技术介绍
感应加热烹调器，使配置在流过高频率电流的加热线圈附近的被加热金属体中产生涡电流，通过其焦耳热被加热金属体本身发热，由此可以高效率地对被加热金属体进行加热，近年来，相对于基于炉子或电热加热器的加热烹调器具，由于安全性或温度控制性的优点，不断取代它们。在这样的感应加热烹调器中，用于使高频率电流在加热线圈内流动的功率控制电路，称为所谓的谐振型逆变器，一般是如下结构将含有被加热金属体的加热线圈的电感和谐振电容器相连，以20～40kHz左右的驱动频率对功率控制电路的开关元件进行导通(ON)断开(OFF)控制。另外，谐振型逆变器中有电压谐振型和电流谐振型，多数情况下，前者应用于100V电源，后者应用于200V电源。最初，只能够加热作为由铁等磁性材料构成的被加热金属体的金属锅(负载)，但近年来，也可以加热由非磁性不锈钢等制成的金属锅(负载)。还提出了可以对以往不能加热的铝制的非磁性被加热金属体进行加热的方案。在使用了这种谐振型逆变器的感应加热烹调器中，在对被加热金属体进行加热的情况下，判断出由被加热金属体和加热线圈所决定的电感(等价电感L)和有助于加热的电阻分量(等价电阻R)对易发热性造成影响。即表现出，在被加热金属体为磁性的金属(铁或磁性不锈钢等)的情况下，易于输入功率；在为非磁性的金属(非磁性不锈钢或铝、铜等)的情况下，难以输入功率。这是由于，后者等价电阻R的值小，在被加热金属体中感生的涡电流难以产生焦耳热。因此，存在根据被加热金属体的材质来切换加热线圈的匝数的方法，即，对于非磁性的被加热金属体，通过使加热线圈的匝数增加，使加热效率上升来谋求解决的方法(例如，参照专利文献1、2)。另外，使加热线圈的匝数固定(单一的加热线圈)，在非磁性的被加热金属体中可以输入功率，但在磁性的被加热体中难于输入功率，针对这一问题，提出了如下方案，即，在检测出非磁性的被加热金属体的情况下，使逆变器电路结构成为半桥(half bridge)结构，在检测出磁性的被加热金属体的情况下，将其切换为全桥(full bridge)结构(例如，参照专利文献3)。专利文献1特开昭61-16491号公报专利文献2特开昭61-128493号公报专利文献3特开平5-251172号公报
技术实现思路
但是，在上述的现有技术中，前者，在切换加热线圈的匝数的情况下，存在不流过高频率电流的加热线圈部分，因此产生如下问题，该部分的被加热金属体不发热，被加热金属体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被加热金属体的情况下，由于被加热金属体的直径的大小，功率的输入水平发生变化。另外，产生如下情况，即，由于为切换加热线圈的匝数而设置的加热线圈的螺纹结构、叠绕结构，针对施加在加热线圈上的高电压的绝缘距离的确保变得困难。后者，固定加热线圈的匝数(单一的加热线圈)，当根据被加热金属体是磁性或非磁性，来将逆变器电路结构切换为全桥电路结构或半桥电路结构时，在是特性存在于其中间区域的被加热金属体的情况下，存在如下问题，即，被切换为不合适的逆变器电路并被通电，加热效率恶化并且给逆变器电路造成损坏。另外，即便使用单一的加热线圈来切换逆变器电路结构，在逆变器电路的负载的阻抗较大的情况下也存在如下情况，即，电流难以流过作为负载的加热线圈，受到与逆变器电路的开关元件相连的缓冲电容器的影响，开关元件的损耗增大，在对负载输入低功率的情况下，影响增大。即，负载的阻抗较大的情况下，在低功率区域的控制中存在如下问题，缓冲电容器上残留的电荷的充放电电流流经开关元件的比率增大，由于过大的电流流过开关元件，开关元件的损耗增大，由于温度上升，开关元件的可靠性恶化，开关元件的冷却所花费的费用增大，成为成本上升的主要原因。另外，由于缓冲电容器的充放电电流，作为无助于被加热金属体的加热的功率而被消耗掉，因此加热效率降低。本专利技术，是为了解决上述问题中的至少一个而作出的专利技术。为了解决上述问题而作出本专利技术，在第1方式中，其具有输出直流电压的电源单元；经由所述电源单元高频率电流流经由谐振电容器和加热线圈构成的串联谐振电路，使配置在所述加热线圈附近的被加热金属体中产生涡电流进行加热的逆变器电路；检测所述电源单元的输入电流的输入电流检测单元；检测所述串联谐振电路中流动的电流的逆变器电流检测单元；根据所述输入电流检测单元以及逆变器电流检测单元的输入，检测负载的状态的负载状态检测单元；检测所述电源单元的输入电压的电压检测单元；和控制至少所述电源单元的输出电压以及所述逆变器电路的控制单元，所述逆变器电路成为对所述串联谐振电路，可以切换为半桥结构或全桥结构的结构，所述控制单元，根据所述负载状态检测单元的输出、和输入到被加热金属体的设定功率，将所述逆变器电路切换为半桥结构或全桥结构，并且使所述电源单元的输出电压和所述逆变器电路的驱动频率的某一方变化，对输入被加热金属体的功率进行控制。另外，在第2方式中，所述负载状态检测单元，在多个阶段判断所述串联谐振电路的阻抗、或者谐振频率的高低状态。另外，在第3方式中，在所述负载状态检测单元判断为低阻抗、或者高谐振频率的情况下，所述控制单元将所述逆变器电路切换为半桥结构，并且，大致固定逆变器电路的驱动频率，改变控制电源单元的输出电压来进行控制。另外，在第4方式中，在所述负载状态检测单元判断为高阻抗、或者低谐振频率的情况下，所述控制单元将所述逆变器电路切换为全桥结构，并且，改变逆变器电路的驱动频率以及电源单元的输出电压，来进行控制。另外，在第5方式中，在所述负载状态检测单元判别为高阻抗、或者低谐振频率的情况下，且在输入被加热金属体的功率为低功率的情况下，切换为半桥结构，所述控制单元改变所述逆变器电路的驱动频率以及电源单元的输出电压来进行控制。本专利技术的感应加热烹调器，通过如上述那样构成，可以判断负载的状态，在为低阻抗或高谐振频率的负载的情况下，成为半桥结构的逆变器电路；在为高阻抗或低谐振频率的负载的情况下，成为全桥结构的逆变器电路，来选择最适当的电路结构，可以通过各个逆变器驱动频率和直流电源电压输出的组合来进行功率控制，可以使开关元件的损耗降低。另外，由于可以切换为最适合于负载的逆变器电路结构，采用易于控制逆变器电路的驱动频率或电源单元的输出电压中某一个的方法，因此可以提供具有低损耗应对负载变动能力强的逆变器电路的感应加热烹调器。附图说明图1是本专利技术的一实施例的主要部分电路的框图。图2是说明本专利技术的一实施例的负载状态检测单元的动作的图。图3是本专利技术的一实施例的低阻抗或高谐振频率负载用的电路框图。图4是说明本专利技术的一实施例的低阻抗或高谐振频率负载用的电路块的功率控制方法的图。图5是本专利技术的一实施例的高阻抗或低谐振频率负载用的电路框图。图6是说明本专利技术的一实施例的高阻抗或低谐振频率负载用的电路块的功率控制方法的图。图7是本专利技术的一实施例的高阻抗或低谐振频率负载中的低功率区域控制用电路框图。图8是说明本专利技术的一实施例的包含高阻抗或低谐振频率负载中的低功率区域控制的功率控制方法的图。符号说明3电源单元、4加热线圈、5、7谐振电容器、10输入电流检测单元11电压检测单元、13逆变器电流检测单元、14负载状态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，具有：输出直流电压的电源单元；经由所述电源单元使高频率电流流过由谐振电容器和加热线圈构成的串联谐振电路，使被配置在所述加热线圈附近的被加热金属体中产生涡电流，进行加热的逆变器电路；检测 所述电源单元的输入电流的输入电流检测单元；检测流经所述串联谐振电路的电流的逆变器电流检测单元；根据所述输入电流检测单元以及逆变器电流检测单元的输入，检测负载的状态的负载状态检测单元；检测所述电源单元的输入电压的电压检 测单元；以及至少控制所述电源单元的输出电压和所述逆变器电路的控制单元，所述逆变器电路，对所述串联谐振电路可以切换为半桥结构或全桥结构，所述控制单元，通过所述负载状态检测单元的输出、和输入到被加热金属体的设定功率，将所 述逆变器电路切换为半桥结构或全桥结构，并且，使所述电源单元的输出电压以及所述逆变器电路的驱动频率中的某一方变化，对输入到被加热金属体的功率进行控制。

【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，大岛信夫，
申请(专利权)人：日立空调家用电器株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]