[发明专利]感应加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及感应加热烹调器、感应加热式的热水器、加湿器或电熨斗等的感应加热装置，其具有铝锅那样的高导电率并且能够高效率地感应加热低导磁率的被加热物。 

背景技术

以下，作为以往的感应加热装置的例子，基于图6说明由加热线圈产生高频磁场，通过电磁感应造成的涡流而将锅等的负载进行加热的感应加热烹调器。 

图6是表示在专利文献1中公开的以往的感应加热烹调器的电路结构的图。电源51是低频交流电源即200V的商用电源，被连接到桥接二极管的整流电路52的输入端。在整流电路52的输出端之间连接着第1平滑电容器53。在整流电路52的输出端之间，还连接着扼流圈54和第2开关元件57的串联连接体。加热线圈59与作为被加热物的铝制的锅61面对面配置。 

如图6所示，用虚线包围的部分是逆变器50，第2平滑电容器62的低电位侧端子连接到整流电路52的负极端子，第2平滑电容器62的高电位侧端子连接到第1开关元件(IGBT)55的高电位侧端子(集电极)。而且，第1开关元件(IGBT)55的低电位侧端子连接到扼流圈54和第2开关元件(IGBT)57的高电位侧端子(集电极)之间的连接点。加热线圈59和谐振电容器60的串联连接体并联连接到第2开关元件57。 

第1二极管56(第1反向导通元件)反向并联连接到第1开关元件55，第2二极管58(第2反向导通元件)反向并联连接到第2开关元件57。 

此外，缓冲电容器(snubber capacitor)64并联连接到第2开关元件57。校正用谐振电容器65和继电器66的串联连接体并联连接到谐振电容器66。控制电路63输入变流器67和变流器68的检测信号，同时对第1开关元件55和第2开关元件57的栅极及继电器66的驱动线圈(未图示)输出信号，变流器67检测来自电源51的输入电流，变流器68检测加热线圈59的电流。 

下面说明以上那样构成的以往的感应加热烹调器的动作。电源51通过整流电路52而被全波整流，提供给整流电路52的输出端上所连接的第1平滑电容器53。该第1平滑电容器53具有作为对逆变器50提供高频电流的供给源的功能。 

图7A、图7B是表示以往的感应加热装置的电路中的各个部分波形的图，图7A是输出为大输出的2kW时的图。波形A1表示在第1开关元件55及第1二极管56中流过的电流波形Ic1，波形B1表示在第2开关元件57及第2二极管58中流过的电流波形Ic2。此外，波形C1表示在第2开关元件57的集电极-发射极之间产生的电压Vce2，波形D1表示在第1开关元件55的栅极上施加的驱动电压Vg1，波形E1表示在第2开关元件57的栅极上施加的驱动电压Vg2。此外，波形F1表示在加热线圈59中流过的电流I_L。 

如图7A所示，输出为2kW时，控制电路63如波形E1所示在时刻t0至时刻t1对第2开关元件57的栅极输出其驱动期间为T₂(约24微秒)的导通信号。在该驱动期间T₂的期间，在由第2开关元件57及第2二极管58、加热线圈59和谐振电容器60形成的闭合回路中产生谐振。而且，加热线圈59的圈数(40T)和谐振电容器60的电容量(0.04μF)被设定，以使在锅61为铝制的锅时的谐振周期达到驱动期间T₂的约2/3倍(约16微秒)。再有，在将谐振频率设为f时，谐振周期为1/f，在图7A中用1/f表示谐振周期。此外，扼流圈54在该第2开关元件57的驱动期间T₂中，将平滑电容器53的静电能量作为磁能量储备。 

接着，在第2开关元件57中流过的谐振电流的第2峰值和谐振电流下次为零期间的定时的时刻t1，即第2开关元件57的集电极电流正向地流过的时刻，第2开关元件57的驱动被停止。 

于是，由于第2开关元件57截止，所以与第2开关元件57的集电极连接的扼流圈54的端子的电位上升。然后，若该电位超过第2平滑电容器62的电位，则通过第1二极管56对第2平滑电容器62充电，从而将在扼流圈54中储备的磁能量释放。第2平滑电容器62的电压被升压到500V，以使其高于整流器52的直流输出电压Vdc的峰值(283V)。所升压的等级(level)依赖于第2开关元件57的导通时间，并具有导通时间变长时，在第2平滑电容器62上产生的电压变高的趋势。