CN104604328B - 感应加热装置 - Google Patents

Abstract

感应加热装置具有如下结构：控制部控制第1半导体开关、第2半导体开关和第3半导体开关，由此，选择性地切换同时向第1加热线圈和第2加热线圈提供高频电力的同时加热模式、向第2加热线圈提供高频电力的第1单独加热模式、向第1加热线圈提供高频电力的第2单独加热模式、交替地进行第1单独加热模式和第2单独加热模式的交替加热模式以及同时向第1加热线圈和第2加热线圈提供高频电力的降压同时加热模式。

Description

感应加热装置

技术领域

本发明涉及利用高频磁场产生的感应加热来进行被加热物的加热等的例如包含感应加热烹调装置等的感应加热装置。

背景技术

使用附图，对现有的感应加热装置进行说明。图38是示出现有的感应加热装置的电路结构的图。现有的感应加热装置由以下部分构成：作为商用电源的交流电源101；对商用电源进行整流的整流电路102；对来自整流电路102的整流后的电压进行平滑的、由扼流线圈104和平滑电容器105构成的平滑电路130；将平滑电容器105的输出转换成高频电力，向第1加热线圈106提供高频电力的第1逆变器114；将平滑电容器105的输出转换成高频电力，向第2加热线圈107提供高频电力的第2逆变器115；检测来自交流电源101的输入电流的输入电流检测部103；以及控制部113。控制部113由微型计算机等构成，控制第1逆变器114和第2逆变器115内的半导体开关的动作状态，使得输入电流检测部103的检测值成为设定值。

在如上构成的现有的感应加热装置中，在2个逆变器114、115中共用整流电路102、扼流线圈104和平滑电容器105，因而能够使电路小型化。

对如上构成的现有的感应加热装置中的动作进行说明。控制部113控制第1逆变器114和第2逆变器115内的半导体开关的导通时间，使得输入电流值成为预先设定的电流值，其中，所述输入电流值是由变流器等构成的输入电流检测部103检测来自交流电源101的输入电流而得到的。控制部113如上所述进行控制，由此，向与第1逆变器114和第2逆变器115连接的第1加热线圈106和第2加热线圈107提供所需的高频电流。

并且，利用向第1加热线圈106和第2加热线圈107提供的高频电流，由第1加热线圈106和第2加热线圈107产生高频磁场，对与加热线圈106、107磁耦合的锅等负载施加高频磁场。

如上所述，借助施加给锅等负载的高频磁场，在负载中产生涡电流，借助该涡电流和锅自身具有的表面电阻，锅自身发热。

此外，控制部113为了调整锅等负载的加热量，改变流向第1逆变器114和第2逆变器115的输入电流，由此，控制第1逆变器114和第2逆变器115的半导体开关的动作频率及导通比率，使得输入电流检测部103的检测值成为目标值(例如参照专利文献1、2)。

此外，在现有的感应加热装置中，提出了在对放置在由晶体化玻璃等构成的顶面上的锅等负载进行加热的情况下，为了高效地对各种形状的负载进行加热而使用多个加热线圈的结构。作为加热线圈的形状，提出了在同心圆上配置多个加热线圈的结构、在加热线圈的周边配置中心位置不同的多个辅助加热线圈的结构、或者将形状较小的多个加热线圈配置成矩阵状的结构等。

另一方面，在向多个加热线圈分别提供不同电力的情况下，构成为对各个加热线圈分别设置逆变器，因此，存在逆变器的安装面积变大，设备形状变大这样的问题。此外，在使用多个加热线圈的结构中，多个逆变器以不同的动作频率动作，因而将会产生动作频率差引起的干扰声。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2007/135037号说明书

专利文献2：日本特开平09-251888号公报

发明内容

发明要解决的问题

在现有的感应加热装置中，在驱动各个第1加热线圈和第2加热线圈的逆变器内需要半导体开关。因此，现有的感应加热装置各个逆变器都需要半导体开关及其驱动电路，需要与驱动电路对应的安装面积，存在难以使装置进一步小型化这样的问题。

此外，在第1加热线圈和第2加热线圈同时动作的情况下，为了抑制产生动作频率差引起的干扰声，提出了以相同的频率来驱动各个加热线圈的方法或设置可听范围以上的频率差使其进行动作的方法。但是，根据负载的种类，有时动作频率不同，从而产生干扰声。此外，上述方法存在半导体开关的控制变得复杂，电路设计变得困难等问题。

以解决这些问题为目的，提出了如下的控制方法：将日本特开平09-251888号公报所示的3个半导体开关串联连接，利用3个半导体开关以分时方式控制2个加热线圈，每隔一定时间切换各个加热线圈的加热动作。

但是，在这样的现有的感应加热装置中，在要加热的负载的材质不同的情况下，由于负载的电特性的不同，与负载耦合的加热线圈的电感、电阻值等阻抗发生变化，因此，由与加热线圈连接的谐振电容器的值决定的谐振特性发生变化。因此，在现有的感应加热装置中，存在采用根据谐振特性变更动作频率，由此调整提供给负载的电力的方法的装置。

但是，在利用这样的方法进行提供电力的调整时，在同时对不同材质的负载进行加热的情况下，在各个负载之间产生动作频率差，产生动作频率差引起的干扰声，存在动作中的噪音变大等问题。

此外，如日本特开平09-251888号公报所示，在以分时方式交替地对2个加热线圈加热一定时间的控制方法中，在每隔一定时间交替地进行切换的方法中，在切换时的中止期间存在沸腾感周期地消失，或者在加热动作期间对一个加热线圈提供较大电力，烹调物容易焦糊等问题。

此外，在将形状较小的多个加热线圈配置成矩阵状的现有的感应加热装置中，根据要加热的负载的形状驱动多个较小的加热线圈，因此，根据加热线圈的驱动数，加热线圈的阻抗大幅变化。其结果是，在相同的动作频率下调整提供给负载的电力变得非常困难。此外，在利用相邻的加热线圈同时对负载进行加热的情况下，存在动作频率不同、产生动作频率差引起的干扰声、噪音变大等问题。

本发明目的在于，解决现有的各种问题，提供一种部件数量少、电路安装面积小、制造成本低的感应加热装置，即使向多个加热线圈提供高频电力也没有干扰声，具有与负载状态对应的优异的烹调性能。

用于解决问题的手段

本发明的第1方式的感应加热装置具有：

与电源连接的第1半导体开关、第2半导体开关和第3半导体开关的串联连接体；

与所述第1半导体开关并联连接且与负载磁耦合的第1加热线圈和第1谐振电容器的串联连接体；

与所述第3半导体开关并联连接且与负载磁耦合的第2加热线圈和第2谐振电容器的串联连接体；以及

控制所述第1半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关的控制部，

所述控制部根据负载，选择性地以如下模式进行驱动：

第1单独加热模式，使所述第1半导体开关始终导通，使所述第2半导体开关和所述第3半导体开关交替地导通，向所述第2加热线圈提供高频电力；

第2单独加热模式，使所述第3半导体开关始终导通，使所述第1半导体开关和所述第2半导体开关交替地导通，向所述第1加热线圈提供高频电力；以及

同时加热模式，使所述第2半导体开关始终导通，使所述第1半导体开关和所述第3半导体开关交替地导通，同时向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力。

发明效果

本发明的感应加热装置能够提供部件数量少、电路安装面积小、制造成本低的感应加热装置，即使向多个加热线圈提供高频电力也没有干扰声，具有与负载状态对应的优异的烹调性能。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的感应加热装置的电路结构的图。

图2A是示出实施方式1的感应加热装置中的第1单独加热模式的波形图。

图2B是示出实施方式1的感应加热装置中的第2单独加热模式的波形图。

图3是示出实施方式1的感应加热装置中的同时加热模式的波形图。

图4是示出实施方式1的感应加热装置中的交替加热模式的波形图。

图5是示出实施方式1的感应加热装置的结构的图。

图6是示出实施方式1的感应加热装置的另一结构的图。

图7是示出本发明的实施方式2的感应加热装置的电路结构的图。

图8A是示出实施方式2的感应加热装置中的第1单独加热模式的波形图。

图8B是示出实施方式2的感应加热装置中的第2单独加热模式的波形图。

图9是示出实施方式2的感应加热装置中的交替加热模式的波形图。

图10是实施方式2的感应加热装置的交替加热模式中的第1单独加热模式和第2单独加热模式的切换动作时的波形图。

图11A是对实施方式2的感应加热装置中的电力特性进行说明的图。

图11B是对实施方式2的感应加热装置中的电力特性进行说明的图。

图12是示出实施方式2的感应加热装置中的交替加热模式的电力特性的图。

图13是示出实施方式2的感应加热装置的结构的图。

图14是示出实施方式2的感应加热装置的另一结构的图。

图15是示出本发明的实施方式3的电路结构的图。

图16是示出实施方式3的感应加热装置的结构的图。

图17是示出实施方式3的感应加热装置的另一结构的图。

图18是示出实施方式3的感应加热装置的另一结构的图。

图19是示出实施方式3的感应加热装置中的同时加热模式的波形图。

图20A是示出实施方式3的感应加热装置中的第1单独加热模式的波形图。

图20B是示出实施方式3的感应加热装置中的第2单独加热模式的波形图。

图21是示出实施方式3的感应加热装置中的交替加热模式的波形图。

图22是示出在实施方式3的感应加热装置中，负载不同的半导体开关的导通时间与在谐振电容器中产生的谐振电压之间的关系的图。

图23是示出在实施方式3的感应加热装置中，在负载不同的导通时间内产生的输入电力的变化的图。

图24是示出本发明的实施方式4的感应加热装置中的降压同时加热模式的波形图。

图25是示出本发明的实施方式5的感应加热装置的电路结构的图。

图26是示出在实施方式5的感应加热装置中，各加热模式下的输入电力相对于导通时间的特性的图。

图27是示出本发明的实施方式6的感应加热装置的电路结构的图。

图28是示出在实施方式6的感应加热装置中，将构成加热线圈组的多个加热线圈要素排列成矩阵状的结构例的俯视图。

图29是示出在实施方式6的感应加热装置中，将构成加热线圈组的多个加热线圈要素排列成矩阵状的结构例的俯视图。

图30是在实施方式6的感应加热装置中，根据负载的材质示出半导体开关的导通时间与在谐振电容器中产生的谐振电压之间的关系的图。

图31是示出实施方式6的感应加热装置中的同时加热模式的波形图。

图32A是示出实施方式6的感应加热装置中的第1单独加热模式的波形图。

图32B是示出实施方式6的感应加热装置中的第2单独加热模式的波形图。

图33是示出实施方式6的感应加热装置中的交替加热模式的波形图。

图34是示出在实施方式6的感应加热装置中，各加热模式下的输入电力相对于导通时间的特性的图。

图35是示出本发明的实施方式7的感应加热装置中的降压同时加热模式的波形图。

图36是示出在实施方式7的感应加热装置中，各加热模式下的输入电力相对于导通时间的特性的图。

图37是示出在本发明的实施方式8的感应加热装置中，将构成加热线圈组的多个加热线圈要素排列成矩阵状的结构例的俯视图。

图38是示出现有的感应加热装置的电路结构的图。

具体实施方式

在后述的实施方式1～8中，对本发明的感应加热装置的具体结构例进行详细说明，在本发明的感应加热装置中，为具有下述方式的结构。

本发明的第1方式的感应加热装置具有：

与电源连接的第1半导体开关、第2半导体开关和第3半导体开关的串联连接体；

与所述第1半导体开关并联连接且与负载磁耦合的第1加热线圈和第1谐振电容器的串联连接体；

与所述第3半导体开关并联连接且与负载磁耦合的第2加热线圈和第2谐振电容器的串联连接体；以及

控制所述第1半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关的控制部，

所述控制部根据负载，选择性地以如下模式进行驱动：

第1单独加热模式，使所述第1半导体开关始终导通，使所述第2半导体开关和所述第3半导体开关交替地导通，向所述第2加热线圈提供高频电力；

第2单独加热模式，使所述第3半导体开关始终导通，使所述第1半导体开关和所述第2半导体开关交替地导通，向所述第1加热线圈提供高频电力；以及

同时加热模式，使所述第2半导体开关始终导通，使所述第1半导体开关和所述第3半导体开关交替地导通，同时向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力。

如上构成的第1方式的感应加热装置能够同时向向多个加热线圈提供高频电力，即使向多个加热线圈提供高频电力也不会产生干扰声，具有优异的烹调性能，并且部件数量少，因此，能够提供电路安装面积小且廉价的感应加热装置。

在本发明的第2方式的感应加热装置中，所述第1方式中的在由所述第1加热线圈和所述第1谐振电容器构成的第1谐振电路中产生的谐振频率，与在由所述第2加热线圈和所述第2谐振电容器构成的第2谐振电路中产生的谐振频率相同。

如上构成的第2方式的感应加热装置在利用多个加热线圈对同一负载进行加热时等，能够从各加热线圈大致均匀地向负载提供高频电力。因此，在第2方式的感应加热装置中，成为能够均匀地烹制出烹调物等被加热物且使用方便性好的加热装置。

本发明的第3方式的感应加热装置在所述第1方式或第2方式中，在向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈双方提供高频电力时，所述控制部以如下方式控制所述第1半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关：改变成为所述同时加热模式的期间与成为所述第1单独加热模式或第2单独加热模式的期间的比率，使得向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈双方提供的平均电力成为目标值。

如上构成的第3方式的感应加热装置能够向各加热线圈上的负载提供不同的高频电力，因此，能够进行精细的电力调整，能够实现使用方便性好的加热装置。

本发明的第4方式的感应加热装置在所述第1方式中，在向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈双方提供高频电力时，所述控制部进行交替加热模式，向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈双方均等地提供高频电力，其中，该交替加热模式是以1秒以内的短周期反复执行所述第1单独加热模式和所述第2单独加热模式各方。

在如上构成的第4方式的感应加热装置中，即使向多个加热线圈提供高频电力也不会产生干扰声，具有优异的烹调性能，并且部件数量少，因此，能够实现电路安装面积小且廉价的感应加热装置。

本发明的第5方式的感应加热装置在所述第4方式中，在所述第2半导体开关处于非导通状态时，进行所述交替加热模式中的所述第1单独加热模式与所述第2单独加热模式之间的状态迁移。

在如上构成的第5方式的感应加热装置中，在切换第1单独加热模式和第2单独加热模式时不需要特别设置中止期间，能够高速切换提供高频电力的加热线圈。其结果是，能够使设备使用者感到与多个负载分别连续地被加热的情况同等的烹调状况，根据本发明的感应加热装置，能够实现使用方便性好的烹调性能。

本发明的第6方式的感应加热装置在所述第4方式或第5方式中，在向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈双方提供高频电力时，所述控制部进行控制，使得所述交替加热模式中的所述第1单独加热模式的连续动作时间与所述第2单独加热模式的连续动作时间的比率相同，在所述第1单独加热模式和所述第2单独加热模式下，改变向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力的所述第1半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关中的2个半导体开关的动作频率或导通时间，来控制输入电力。

在如上构成的第6方式的感应加热装置中，能够进行非常精细的电力调整，因此，能够实现使用方便性好的感应加热装置。

本发明的第7方式的感应加热装置在所述第4方式或第5方式中，在向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈双方提供高频电力时，所述控制部在所述交替加热模式中的所述第1单独加热模式和所述第2单独加热模式下，使向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力的所述第1半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关中的2个半导体开关的动作频率或导通时间固定，改变所述第1单独加热模式的连续动作时间与所述第2单独加热模式的连续动作时间的比率，来控制输入电力。

在如上构成的第7方式的感应加热装置中，能够进行更大范围的电力调整，因此，能够实现使用方便性好的感应加热装置。

本发明的第8方式的感应加热装置在所述第1方式中，所述第1加热线圈由多个第1加热线圈要素构成，所述第1谐振电容器由多个第1谐振电容器要素构成，所述多个第1加热线圈要素分别与所述多个第1谐振电容器要素连接，构成与所述第1半导体开关并联连接的多个串联连接体，

所述第2加热线圈由多个第2加热线圈要素构成，所述第2谐振电容器由多个第2谐振电容器要素构成，所述多个第2加热线圈要素分别与所述多个第2谐振电容器要素连接，构成与所述第3半导体开关并联连接的多个串联连接体，

所述控制部控制所述第1半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关，使得根据负载的材质切换交替加热模式和所述同时加热模式，其中，该交替加热模式是交替地反复执行所述第1单独加热模式和所述第2单独加热模式。

如上构成的第8方式的感应加热装置在使用多个加热线圈对同一负载进行加热的情况下，在与加热线圈耦合的负载的材质的阻抗较大时，以同时加热模式使第1半导体开关～第3半导体开关动作，在与加热线圈耦合的负载的材质的阻抗较小时，以交替加热模式使第1半导体开关～第3半导体开关动作，由此，即使在材质不同的情况下，也能够使所述阻抗接近。因此，在本发明的感应加热装置中，即使负载的材质改变，也能够以固定频率向负载提供所需的输入电力，不会产生干扰声，能够实现控制性优异的感应加热装置。

本发明的第9方式的感应加热装置在所述第8方式中，所述控制部具有降压同时加热模式，该降压同时加热模式是使所述第1半导体开关和所述第3半导体开关进行相同的导通/截止动作，并且，交替地进行所述第1半导体开关和所述第3半导体开关的导通/截止动作与所述第2半导体开关的导通/截止动作，同时向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力，

所述控制部根据负载的材质，选择性地切换所述同时加热模式、所述交替加热模式和所述降压同时加热模式。

如上构成的第9方式的感应加热装置在使用多个加热线圈对同一负载进行加热的情况下，在与加热线圈耦合的负载的材质的阻抗较大时，以同时加热模式使第1半导体开关～第3半导体开关动作，在与加热线圈耦合的负载的材质的阻抗较小时，以降压同时加热模式使第1半导体开关～第3半导体开关动作，由此，即使在材质不同的情况下，也能够使所述阻抗接近。因此，在本发明的感应加热装置中，即使负载的材质改变，也能够以固定频率向负载提供所需的输入电力，能够实现无干扰声且控制性优异的感应加热装置。

本发明的第10方式的感应加热装置在所述第8方式或第9方式中，所述感应加热装置还具有：负载检测部，其检测能够在所述第1加热线圈要素和所述第2加热线圈要素各自的附近被加热的负载的存在；多个第1开闭部要素，其使所述第1加热线圈要素和所述第1谐振电容器要素的各个串联连接体相对于与所述第1半导体开关并联连接的通电路径连接/分离；以及多个第2开闭部要素，其使所述第2加热线圈要素和所述第2谐振电容器要素的各个串联连接体相对于与所述第3半导体开关并联连接的通电路径连接/分离，

所述控制部将与被所述负载检测部在附近检测出负载的所述第1加热线圈要素和/或第2加热线圈要素对应的所述第1开闭部要素和/或第2开闭部要素设为连接状态。

如上构成的第10方式的感应加热装置仅由附近存在负载的加热线圈要素构成第1加热线圈和第2加热线圈，因此，能够根据负载的形状，利用适当的加热线圈向负载提供期望的高频电力。其结果是，根据本发明的感应加热装置，能够以均匀的加热分布对负载加热，实现加热效率高的加热装置。

本发明的第11方式的感应加热装置在所述第8方式或第9方式中，所述感应加热装置还具有：负载检测部，其检测能够在所述第1加热线圈要素和所述第2加热线圈要素各自的附近被加热的负载的存在；多个第1开闭部要素，其使所述第1加热线圈要素和所述第1谐振电容器要素的各个串联连接体相对于与所述第1半导体开关并联连接的通电路径连接/分离；以及多个第2开闭部要素，其使所述第2加热线圈要素和所述第2谐振电容器要素的各个串联连接体相对于与所述第3半导体开关并联连接的通电路径连接/分离，

所述控制部将与被所述负载检测部在附近检测出负载的所述第1加热线圈要素和/或第2加热线圈要素对应的所述第1开闭部要素和/或第2开闭部要素控制成连接状态，根据被所述负载检测部在附近检测出负载的所述第1加热线圈要素和/或第2加热线圈要素的数量，选择性地切换所述同时加热模式、所述交替加热模式和所述降压同时加热模式。

在如上构成的第11方式的感应加热装置中，即使加热线圈的个数改变，也能够以固定频率向负载提供规定的输入电力，能够实现无干扰声且控制性优异的感应加热装置。此外，第11方式的感应加热装置能够根据构成第1加热线圈和第2加热线圈的加热线圈要素的个数而改变加热线圈组的阻抗及施加电压，因此，即使将动作频率保持固定，也能够进行电力调整。此外，第11方式的感应加热装置在加热线圈要素的个数较少而阻抗较大的情况下执行同时加热模式，在加热线圈要素的个数较多而阻抗较小的情况下执行交替加热模式，由此，即使要连接的加热线圈要素的数量改变，也能够以固定频率向负载提供规定的输入电力，能够实现无干扰声且控制性优异的感应加热装置。

本发明的第12方式的感应加热装置在所述第8方式或第9方式中，使构成所述第1加热线圈的所述多个第1加热线圈要素与构成所述第2加热线圈的所述多个第2加热线圈要素在平面的加热区域中彼此不同地配置。

如上构成的第12方式的感应加热装置能够从各要素加热线圈均等地向负载提供高频电力，因此，能够实现对负载形成良好的加热分布的感应加热装置。

以下，参照附图，对本发明的实施方式的感应加热装置进行说明。

以下，作为本发明的感应加热装置的实施方式，参照附图对感应加热烹调器进行说明。此外，本发明的感应加热装置不限于以下的实施方式所述的感应加热烹调器的结构，还包含基于与在以下的实施方式中说明的技术思想同等的技术思想构成的装置。

(实施方式1)

参照附图，对作为本发明的实施方式1的感应加热烹调器的感应加热装置进行说明。

图1是示出实施方式1的感应加热装置的电路结构的图。如图1所示，实施方式1的感应加热装置由以下部分构成：交流电源1；对交流电源1进行整流的整流电路2；对整流电路2的电流/电压进行平滑的、具有扼流线圈4和平滑电容器5的平滑电路30；与作为直流电源动作的平滑电容器5并联连接的第1半导体开关10、第2半导体开关11和第3半导体开关12的串联连接体；与第1半导体开关10并联连接的第1加热线圈6和第1谐振电容器8的串联连接体；与第3半导体开关12并联连接的第2加热线圈7和第2谐振电容器9的串联连接体；利用变流器等对从交流电源1流到整流电路2的电流进行检测的输入电流检测部3；以及控制第1半导体开关10～第3半导体开关12，使得输入电流检测部3的检测值成为设定值的控制部13。

此外，作为本发明的感应加热装置中的控制部13的目标值，除了输入电流以外，还可以使用加热线圈6、7的电流和/或电压等，在本发明中，没有特别限制。

作为本发明的感应加热装置中的半导体开关，大多由IGBT或MOSFET等功率半导体(半导体开关元件)以及与各功率半导体反向并联连接的二极管构成，实施方式1的第1半导体开关10～第3半导体开关12分别由IGBT的功率半导体以及与各功率半导体反向并联连接的二极管构成。此外，在第1半导体开关10～第3半导体开关12的集电极-发射极之间，大多并联连接有抑制从导通状态转入截止状态时的急剧的电压上升的缓冲电容器，在实施方式1的结构中，示出与第1半导体开关10和第3半导体开关12并联连接有缓冲电容器的例子。

《交替加热模式》

以下，针对如上构成的实施方式1的感应加热装置说明其动作和作用。图2A和图2B是示出本发明的实施方式1的感应加热装置中的动作(交替加热模式)的波形图。交替加热模式是短周期地交替反复执行后述的第1单独加热模式和第2单独加热模式的加热模式。图2A是示出向第2加热线圈7提供高频电力的第1单独加热模式的波形图，示出第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形(a)～(c)和第2加热线圈7的电流波形(d)。图2B是示出向第1加热线圈6提供高频电力的第2单独加热模式的波形图，示出第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形(a)～(c)和第1加热线圈6的电流波形(d)。

《第1单独加热模式》

首先，对图2A所示的向第2加热线圈7提供高频电力的第1单独加热模式进行说明。

在第1单独加热模式下，为了向第2加热线圈7提供高频电力，控制部13将第1半导体开关(Q1a)10设为始终导通状态，并控制第2半导体开关(Q1b)11和第3半导体开关(Q1c)12的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。控制部13在图2A所示的区间A中，将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(ON状态)，将第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态(OFF状态)。其结果是，形成平滑电容器5→第1半导体开关(Q1a)10→第2半导体开关(Q1b)11→第2加热线圈7→第2谐振电容器9的路径，向第2加热线圈7提供电力。

控制部13在图2A的区间A中，在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间内，仅将第2半导体开关(Q1b)11设为非导通状态(区间A结束)。自区间A结束起经过了规定的迁移时间(区间X)后，控制部13将第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态。其结果是，形成第2谐振电容器9→第2加热线圈7→第3半导体开关(Q1c)12的路径，向第2加热线圈7提供电力。然后，控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(区间B)内，将第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态(区间B结束)。

然后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间Y)后，将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(区间A)。如上所述，控制部13如图2A所示，隔着迁移时间(X或Y)而持续进行区间A和区间B的动作。

如上所述，在第1单独加热模式下，控制部13使第1半导体开关(Q1a)10保持导通状态，交替地将第2半导体开关(Q1b)11和第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态，由此，能够向第2加热线圈7提供20kHz～60kHz左右的高频电流。由于被这样提供的高频电流，从第2加热线圈7产生高频磁场，向作为被加热物的锅等负载提供高频磁场。由于被这样提供给锅等负载的高频磁场，锅等的表面产生涡电流，由于涡电流和锅等负载自身的高频电阻，锅等负载被感应加热到发热。

《第2单独加热模式》

接下来，使用图2B，对向第1加热线圈6提供高频电力的第2单独加热模式进行说明。

在第2单独加热模式下，为了向第1加热线圈6提供高频电力，控制部13将第3半导体开关(Q1c)12设为始终导通状态，并控制第1半导体开关(Q1a)10和第2半导体开关(Q1b)11的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。控制部13在图2B所示的区间A中，在将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态时，形成平滑电容器5→第1谐振电容器8→第1加热线圈6→第2半导体开关(Q1b)11→第3半导体开关(Q1c)12的路径，向第1加热线圈6提供电力。

控制部13在图2B的区间A中，在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间内，仅将第2半导体开关(Q1b)11设为非导通状态(区间A结束)。自区间A结束起经过了规定的迁移时间(区间X)后，控制部13将第1半导体开关(Q1a)10设为导通状态。其结果是，经由第1谐振电容器8→第1半导体开关(Q1a)10→第1加热线圈6的路径，向第1加热线圈6提供电力(区间B)。然后，控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间内，将第1半导体开关(Q1a)10设为非导通状态(区间B结束)。

然后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间Y)后，将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(区间A)。如上所述，控制部13如图2B所示，隔着迁移时间(X或Y)而持续进行上述区间A和区间B的动作。

如上所述，在第2单独加热模式下，控制部13使第3半导体开关(Q1c)12保持导通状态，交替地将第1半导体开关(Q1a)10和第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态，由此，能够向第1加热线圈6提供20kHz～60kHz左右的高频电流。由于被这样提供的高频电流，从第1加热线圈6产生高频磁场，向作为被加热物的锅等负载提供高频磁场。由于被这样提供给锅等负载的高频磁场，锅等负载被感应加热到发热。

《同时加热模式》

图3是示出本发明的实施方式1的感应加热装置中的同时加热模式的动作的波形图。在图3中，(a)～(c)为第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形，(d)为第1加热线圈6的电流波形，(e)为第2加热线圈7的电流波形。

在同时加热模式下，为了同时向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供高频电力，控制部13将第2半导体开关(Q1b)11设为始终导通状态，并控制第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)12的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。

在图3所示的区间A中，将第1半导体开关(Q1a)10设为导通状态(ON状态)，将第3半导体开关(Q1c)12控制成非导通状态(OFF状态)时，同时产生如下模式：在平滑电容器5→第1半导体开关(Q1a)10→第2半导体开关(Q1b)11→第2加热线圈7→第2谐振电容器9的路径中，向第2加热线圈7提供电力；以及在第1谐振电容器8→第1半导体开关(Q1a)10→第1加热线圈6的路径中，向第1加热线圈6提供电力。

控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间内，仅将第1半导体开关(Q1a)10设为非导通状态(图3的区间A结束)。

自区间A结束起经过了规定的迁移时间(区间X)后，控制部13将第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态。其结果是，同时产生如下动作：在平滑电容器5→第1谐振电容器8→第1加热线圈6→第2半导体开关(Q1b)11→第3半导体开关(Q1c)12的路径中，向第1加热线圈6提供电力；以及在第2谐振电容器9→第2加热线圈7→第3半导体开关(Q1c)12的路径中，向第2加热线圈7提供电力。

控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(区间B)内，仅将第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态(图3的区间B结束)。然后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间Y)后，再次将第1半导体开关(Q1a)10设为导通状态。

如上所述，在同时加热模式下，控制部13使第2半导体开关(Q1b)11保持导通状态，交替地将第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态，由此，能够同时向第1加热线圈6和第2加热线圈7双方提供20kHz～60kHz左右的高频电流。其结果是，在实施方式1的感应加热装置中，将从被提供高频电流的加热线圈产生的高频磁场提供给锅等负载。

在实施方式1的感应加热装置中，根据负载的状态(材质等)，适当地使用第1单独加热模式、第2单独加热模式和同时加热模式的各加热模式，由此，能够向分别存在于第1加热线圈6和第2加热线圈7上的负载独立地提供电力，或者，无干扰声地同时提供电力。此时，使由第1加热线圈6和第1谐振电容器8构成的谐振频率与由第2加热线圈7和第2谐振电容器9构成的谐振频率大致相同，由此，在利用2个加热线圈6、7同时对同一负载进行加热时，产生能够均匀地进行加热等优点。

图4是示出在本发明的实施方式1的感应加热装置中使用多个加热模式的动作的波形图。在图4中示出同时向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供高频电力，且向各个加热线圈6、7提供不同电力时的动作。在实施方式1的感应加热装置中，设定成与第2加热线圈7相比，向第1加热线圈6提供较大的电力。

首先，控制部13进行控制，使得按照以第1加热线圈6和第2加热线圈7中提供电力较大的第1加热线圈6的设定值向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供电力的同时加热模式(参照图3)进行动作。

接下来，控制部13使动作转入不向提供电力较少的第2加热线圈7提供电力，仅向第1加热线圈6提供电力的第2单独加热模式(参照图2B)。然后，控制部13在经过了由向第2加热线圈7提供的平均电力决定的非导通时间后，再次从第2单独加热模式转入同时加热模式。

在此，通过缩短各加热模式之间的切换时间，使得使用者不会感到较大的不协调感，能够以期望的电力对存在于2种加热线圈6、7上的负载进行加热而不会产生干扰声。

此外，在实施方式1中，对第1加热线圈6的提供电力大于第2加热线圈7的提供电力的结构进行了说明，但是，在第2加热线圈7的提供电力大于第1加热线圈6的提供电力的情况下，通过交替地反复执行同时加热模式和第1单独加热模式，能够向第1加热线圈6和第2加热线圈7适当地提供期望的电力，能够得到与所述的结构相同的效果。

图5是示出本发明的实施方式1的感应加热装置的外观结构等的图，上侧的(a)为俯视图，下侧的(b)为在配设在使用者侧的第1加热线圈6的大致中心部分剖切而得到的纵剖视图。如图5所示，在实施方式1的感应加热装置中，在由晶体化玻璃等构成的顶板18的下部配置有第1加热线圈6和第2加热线圈7。在第1加热线圈6和第2加热线圈7上分别载置盛有烹调物的锅等负载，根据来自操作/显示部17的操作，适当使用上述多个加热模式(第1单独加热模式、第2单独加热模式和同时加热模式)，由此，向各个加热线圈6、7适当地提供所需电力。

在实施方式1的感应加热装置中，进行上述多个加热模式(第1单独加热模式、第2单独加热模式和同时加热模式)的动作，由此，能够以与各种烹调对应的电力进行烹调。

此外，图6是示出本发明的实施方式1的感应加热装置的另一结构例的图。在图6所示的感应加热装置中，在由晶体化玻璃等构成的顶板18所示的1个加热区域H下方，配设有椭圆形的第1加热线圈6和第2加热线圈7，成为能够利用2个加热线圈6、7同时对锅等一个负载进行加热的结构。在图6所示的感应加热装置中，椭圆状的加热线圈6、7的长轴被并行配置在从装置的使用者侧向背面侧延伸的线上。在图6中，上侧的(a)为俯视图，下侧的(b)为在第1加热线圈6和第2加热线圈7的大致中心部分剖切而得到的纵剖视图。在图6所示的感应加热装置中，在使用多个加热线圈对单个负载进行加热时，能够在无干扰声的状态下，以均匀的加热分布进行加热烹调。

如上所述，在实施方式1中，对串联连接的3个半导体开关连接多个由对负载进行感应加热的加热线圈和谐振电容器构成的谐振电路，使用单独加热模式和同时加热模式，该单独加热模式是将3个半导体开关中的1个半导体开关作为决定提供电力的加热线圈的半导体开关而设为始终导通状态(ON状态)，将剩余的半导体开关用作为了向加热线圈提供高频电力而控制成导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)的半导体开关；该同时加热模式是将第2半导体开关设为始终导通状态。这样，通过使用单独加热模式和同时加热模式，由此，实施方式1的感应加热装置能够同时向多个加热线圈提供电力，即使向多个加热线圈提供高频电力也没有干扰声，具有优异的烹调性能。此外，实施方式1的结构的部件数量较少，因而成为电路安装面积小且廉价的加热装置。

(实施方式2)

参照附图，对作为本发明的实施方式2的感应加热烹调器的感应加热装置进行说明。在因锅等负载的材质等不同而使在2个加热线圈中动作频率不同的情况下或负载的阻抗较小的情况下，实施方式2的感应加热装置是有用的。在实施方式2的感应加热装置中，利用交替加热模式来防止干扰声，该交替加热模式是短时间地适当交替切换在上述实施方式1中说明的第1单独加热模式和第2单独加热模式。此外，在实施方式2的说明中，对具有与上述实施方式1实质相同的功能、结构的要素，标注相同的参照标号并省略其说明。

图7是示出本发明的实施方式2的感应加热装置的电路结构的图。如图7所示，实施方式2的感应加热装置具有与上述实施方式1的感应加热装置相同的电路结构，由交流电源1、整流电路2、平滑电路30、第1半导体开关10～第3半导体开关12的串联连接体、第1加热线圈6和第1谐振电容器8的串联连接体、第2加热线圈7和第2谐振电容器9的串联连接体、输入电流检测部3以及控制部13构成。

此外，在实施方式2的感应加热装置中，第1半导体开关10～第3半导体开关12也由IGBT或MOSFET等功率半导体(半导体开关元件)以及与各功率半导体反向并联连接的二极管构成。此外，为了抑制从导通状态转入截止状态时的急剧的电压上升，也可以在第1半导体开关10～第3半导体开关12的集电极-发射极之间并联连接缓冲电容器。此外，在实施方式2中，在第1半导体开关10和第3半导体开关12的集电极-发射极之间并联连接有缓冲电容器。

以下，针对如上构成的实施方式2的感应加热装置说明其动作和作用。图8A和图8B是示出本发明的实施方式2的感应加热装置中的动作(交替加热模式)的波形图。图8A是示出向第2加热线圈7提供高频电力的第1单独加热模式的波形图，示出第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形(a)～(c)和第2加热线圈7的电流波形(d)。图8B是示出向第1加热线圈6提供高频电力的第2单独加热模式的波形图，示出第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形(a)～(c)和第1加热线圈6的电流波形(d)。

为了向第2加热线圈7提供高频电力，控制部13将第1半导体开关(Q1a)10设为始终导通状态，并控制第2半导体开关(Q1b)11和第3半导体开关(Q1c)12的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。控制部13在图8A所示的区间A中，将第1半导体开关(Q1a)10和第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(ON状态)，将第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态(OFF状态)。其结果是，形成平滑电容器5→第1半导体开关(Q1a)10→第2半导体开关(Q1b)11→第2加热线圈7→第2谐振电容器9的路径，向第2加热线圈7提供电力。

控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(Tb)内，仅将第2半导体开关(Q1b)11设为非导通状态。自区间A结束起经过了规定的迁移时间(区间X)后，控制部13将第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态。其结果是，形成第2谐振电容器9→第2加热线圈7→第3半导体开关(Q1c)12的路径，向第2加热线圈7提供电力。然后，控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(Tc)内，将第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态(区间B结束)。

然后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间Y)后，将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(区间A)。如上所述，控制部13隔着迁移时间(X或Y)而交替地持续进行区间A和区间B的动作。

如上所述，控制部13使第1半导体开关(Q1a)10保持导通状态，交替地将第2半导体开关(Q1b)11和第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态，由此，能够向第2加热线圈7提供20kHz～60kHz左右的高频电流。将由于被这样提供的高频电流而从第2加热线圈7产生的高频磁场提供给锅等负载。

由于被这样提供给锅等负载的高频磁场，在锅等负载的表面产生涡电流，由于涡电流和锅等负载自身的高频电阻，锅等负载被感应加热到发热。

接下来，使用图8B，对向第1加热线圈6提供高频电力的第2单独加热模式进行说明。

在第2单独加热模式下，为了向第1加热线圈6提供高频电力，控制部13将第3半导体开关(Q1c)12设为始终导通状态，并控制第1半导体开关(Q1a)10和第2半导体开关(Q1b)11的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。控制部13在图8B所示的区间A中，在将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态时，形成平滑电容器5→第1谐振电容器8→第1加热线圈6→第2半导体开关(Q1b)11→第3半导体开关(Q1c)12的路径，向第1加热线圈6提供电力。

控制部13在图8B的区间A中，在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(Tb)内，仅将第2半导体开关(Q1b)11设为非导通状态(图8B的区间A结束)。在经过了规定的迁移时间(区间X)后，控制部13将第1半导体开关(Q1a)10设为导通状态。

其结果是，形成第1谐振电容器8→第1半导体开关(Q1a)10→第1加热线圈6的路径，向第1加热线圈6提供电力。然后，控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(Ta)内，将第1半导体开关(Q1a)10设为非导通状态(图8B的区间B结束)。

然后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间Y)后，将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(区间A)。如上所述，控制部13隔着迁移时间(X或Y)而持续进行区间A和区间B的动作。如上所述，在第2单独加热模式下，控制部13使第3半导体开关(Q1c)12保持导通状态，交替地将第1半导体开关(Q1a)10和第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态，由此，能够向第1加热线圈6提供20kHz～60kHz左右的高频电流。将由于被这样提供的高频电流而从加热线圈产生的高频磁场提供给锅等负载。

图9是示出实施方式2的感应加热装置中的交替加热模式的动作的波形图。交替加热模式是交替地使用上述第1单独加热模式和第2单独加热模式对多个负载进行加热时的动作。在图9中，(a)～(c)为第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形，(d)为第2加热线圈7的电流波形，(e)为第1加热线圈6的电流波形。在实施方式2的感应加热装置中的交替加热模式下，第1单独加热模式的动作时间为T2，第2单独加热模式的动作时间为T1。因此，在实施方式2中，动作时间T1和动作时间T2被设定成非常短的周期。作为动作时间T1和动作时间T2，例如，分别被设定成1秒以内，交替加热模式的一个周期(T1+T2)被设定成2秒以内这样的非常短的周期。

如图9所示，在交替加热模式下，使第1单独加热模式和第2单独加热模式以短周期交替地动作，由此，能够实质上大致同时地对载置在第2加热线圈7上的负载和载置在第1加热线圈上的负载进行加热动作。

这是由于控制部13仅改变第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)的动作状态即可改变提供电力的加热线圈而造成的。

在交替加热模式中的第1单独加热模式和第2单独加热模式的切换动作中，在大致1秒以内切换各加热模式，由此，能够维持使热水沸腾时的沸腾状态持续的状态。因此，与利用多个加热线圈同时进行加热的情况相比，也能够得到同等性能。

图10是实施方式2的感应加热装置的交替加热模式中的第1单独加热模式和第2单独加热模式的切换动作时的波形图。示出从第1单独加热模式到第2单独加热模式地高速切换提供电力的加热线圈时的动作状态。

如图10的波形图所示，在从第1单独加热模式切换到第2单独加热模式时，控制部13在第3半导体开关(Q1c)12变为导通状态时，在第2半导体开关(Q1b)为非导通状态时，将第1半导体开关(Q1a)设为非导通状态，切换到第2单独加热模式。

通过在上述状态时进行切换，由此，不会对第2半导体开关(Q1b)11施加过电压等。因此，能够在不对各半导体开关施加压力的状态下，平稳地从第1单独加热模式切换到第2单独加热模式。

另一方面，在从第2单独加热模式切换到第1单独加热模式时，控制部13在第1半导体开关(Q1a)10变为导通状态时，在第2半导体开关(Q1b)11为非导通状态时，将第3半导体开关(Q1a)12设为非导通状态，切换到第1单独加热模式。

如上所述，在第2半导体开关(Q1b)11的非导通期间，从第2单独加热模式切换到第1单独加热模式，由此，能够短时间地平稳地切换到应该提供电力的加热线圈。

在上述交替加热模式下，在第1加热线圈6和第2加热线圈7中交替地进行加热，因此，能够使得不会产生动作频率差引起的干扰声。

图11A和图11B是对实施方式2的感应加热装置中的电力特性进行说明的图，示出改变向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供的电力量时的特性。图11A是示出半导体开关的导通时间[μsec]和输入电力[W](动作频率固定)的特性的特性图。图11B是示出半导体开关的动作频率[KHz]和输入电力[W](导通时间比率固定)的特性的特性图。

在控制成实质上大致同时地向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供电力的情况下，为了连续地进行加热，需要缩短加热模式之间的迁移时间。

因此，期望的是，使迁移时间固定在一定时间，改变各半导体开关的导通时间(参照图11A的特性图)或动作频率(参照图11B的特性图)。

在半导体开关的导通时间内，在进行高频动作的2个半导体开关的导通时间相同时提供最大的电力(Ta＝Tb、Tb＝Tc)。随着一个半导体开关的导通时间减少，另一个半导体开关的导通时间增大，即随着占空比偏离1：1，提供电力减少。

此外，在改变动作频率的情况下，以比由与通常负载耦合的状态的加热线圈和谐振电容器构成的串联谐振电路的谐振频率高的频率动作，因此，随着频率升高，如图11B所示，输入电力减少。

图12是示出实施方式2的感应加热装置中的交替加热模式的电力特性的图。示出在交替加热模式下，在改变一个周期(TL)内的第2单独加热模式的导通时间比率(T1/TL)时，向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供的电力量的变化。

如图12所示，在交替加热模式下实质上大致同时地对第1加热线圈6和第2加热线圈7进行加热时，向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供的各电力取决于向各个加热线圈6、7提供电力时的导电时间比率。因此，在增大针对一个加热线圈的提供电力的情况下，需要改变向各加热线圈提供电力的导电时间比率。此时，期望的是，在交替加热模式下，为了不使使用者感到与实际的同时加热之间的不同，使进行交替加热模式时的周期保持固定而仅改变导电时间比率。

图13是示出本发明的实施方式2的感应加热装置的外观结构等的图，上侧的(a)为俯视图，下侧的(b)为在配设在使用者侧的第1加热线圈6的大致中心部分剖切而得到的纵剖视图。如图13所示，在实施方式2的感应加热装置中，在由晶体化玻璃等构成的顶板18的下部配置有第1加热线圈6和第2加热线圈7。在第1加热线圈6和第2加热线圈7上载置有材质、形状不同的负载，而且，根据来自操作/显示部17的操作，向各个加热线圈6、7提供所需电力。

在实施方式2的感应加热装置中，即使控制部13根据负载的材质和使用者设定的所需电力以最优的动作频率动作，也不会产生干扰声。其结果是，成为具有实施方式2的感应加热装置中的第1半导体开关10～第3半导体开关12的损耗减小，能够实现散热翅片等冷却部件的小型化等优点的结构。

此外，图14是示出本发明的实施方式2的感应加热装置的另一结构例的图。在图14所示的感应加热装置中，在由晶体化玻璃等构成的顶板18所示的1个加热区域H下方，配设有椭圆形的第1加热线圈6和第2加热线圈7，成为利用2个加热线圈6、7同时对锅等一个负载进行加热的结构。在图14所示的感应加热装置中，椭圆状的加热线圈6、7的长轴被并行配置在从装置的使用者侧向背面侧延伸的线上。在图14中，上侧的(a)为俯视图，下侧的(b)为在第1加热线圈6和第2加热线圈7的大致中心部分剖切而得到的纵剖视图。

在图14所示的感应加热装置中，在使用多个加热线圈对单个负载进行加热时，能够与锅的载置状态无关地在无干扰声的状态下进行加热。在该情况下，能够根据负载的形状、量等，仅使所需的加热线圈通电，因此成为能够进行高效加热的结构。

如上所述，在实施方式2中，对串联连接的3个半导体开关连接多个由对负载进行感应加热的加热线圈和谐振电容器构成的谐振电路，使用交替加热模式，该交替加热模式是将3个半导体开关中的1个半导体开关作为决定提供电力的加热线圈的半导体开关而设为始终导通状态(ON状态)，将剩余的半导体开关用作为了向加热线圈提供高频电力而控制成导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)的半导体开关。这样，通过使用交替加热模式，实施方式2的感应加热装置高速地切换提供电力的加热线圈，即使向多个加热线圈提供高频电力也没有干扰声，具有优异的烹调性能。此外，实施方式2的结构的部件数量少，因此，能够实现电路安装面积小且廉价的感应加热装置。

(实施方式3)

参照附图，对作为本发明的实施方式3的感应加热烹调器的感应加热装置进行说明。此外，在实施方式3的说明中，对于具有与上述实施方式1、2实质相同的功能、结构的要素，标注相同的参照标号并省略其说明。

图15是示出实施方式3的感应加热装置的电路结构的图。如图15所示，实施方式3的感应加热装置具有与上述实施方式1的感应加热装置相同的电路结构，由交流电源1、整流电路2、平滑电路30、第1半导体开关10～第3半导体开关12的串联连接体、第1加热线圈6和第1谐振电容器8的串联连接体、第2加热线圈7和第2谐振电容器9的串联连接体、输入电流检测部3以及控制部13构成。

此外，在实施方式3的感应加热装置中，第1半导体开关10～第3半导体开关12也由IGBT或MOSFET等功率半导体(半导体开关元件)以及与各功率半导体反向并联连接的二极管构成。此外，为了抑制从导通状态转入截止状态时的急剧的电压上升，也可以在第1半导体开关10～第3半导体开关12的集电极-发射极之间并联连接缓冲电容器。此外，在实施方式3中，在第1半导体开关10和第3半导体开关12的集电极-发射极之间并联连接有缓冲电容器。

在如上构成的实施方式3的感应加热装置中，多个加热线圈对大致相同材质的负载进行加热，尤其是被应用于利用多个加热线圈对同一负载进行加热的情况。

在实施方式3的感应加热装置中，如图16所示，在利用2个加热线圈6、7构成的情况下，在一个加热区域内在大致同心圆上配置有2个加热线圈6、7。此外，作为实施方式3的感应加热装置中的另一结构，如图17所示，有在1个加热区域内相邻地配置平面形状为椭圆形状的2个加热线圈6、7的结构。实施方式3的感应加热装置的结构包含使用圆的中心彼此不同的多个加热线圈对一个负载进行加热的结构。因此，如图18所示，在实施方式3的感应加热装置的结构中，包含在顶板的大致整个区域将多个加热线圈6、7排列成矩阵状并利用多个加热线圈6、7对一个负载进行加热等结构。

在实施方式3的感应加热装置中，在同时对多个负载(图16～18中由标号25表示)进行加热的情况下，向负载25提供的高频电力的动作频率在多数情况下都是不同的。在这样的情况下动作频率差处于可听范围时，产生动作频率差引起的干扰声，使得使用者感到噪音较大。因此，需要即使负载25的材质改变，也能够在使动作频率固定的状态下进行加热动作而不会产生干扰声。

此外，期望的是，图16～18所示的用于对一个负载25进行加热的第1加热线圈6和第2加热线圈7的电感值成为大致相同值，以使电力量不易产生偏差。

接下来，对实施方式3的感应加热装置的动作进行说明。图19是示出实施方式3的感应加热装置中的同时加热模式的动作状态的波形图。在图19中，(a)～(c)为第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形，(d)为第1加热线圈6的电流波形，(e)为第2加热线圈7的电流波形。

在同时加热模式下，为了同时向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供高频电力，控制部13将第2半导体开关(Q1b)11设为始终导通状态，并控制第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)12的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。

在图19所示的区间A中，在将第1半导体开关(Q1a)10设为导通状态(ON状态)，将第3半导体开关(Q1c)12控制成非导通状态(OFF状态)后，同时产生如下模式：在平滑电容器5→第1半导体开关(Q1a)10→第2半导体开关(Q1b)11→第2加热线圈7→第2谐振电容器9的路径中，向第2加热线圈7提供电力；以及在第1谐振电容器8→第1半导体开关(Q1a)10→第1加热线圈6的路径中，向第1加热线圈6提供电力。

控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间内，仅将第1半导体开关(Q1a)10设为非导通状态(区间A结束)。自区间A结束起经过了规定的迁移时间(区间X)后，控制部13将第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态。其结果是，同时产生如下动作：在平滑电容器5→第1谐振电容器8→第1加热线圈6→第2半导体开关(Q1b)11→第3半导体开关(Q1c)12的路径中，向第1加热线圈6提供电力；以及在第2谐振电容器9→第2加热线圈7→第3半导体开关(Q1c)12的路径中，向第2加热线圈7提供电力。

控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(区间B)内，仅将第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态(区间B结束)。在区间B结束后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间Y)后，再次将第1半导体开关(Q1c)10设为导通状态(区间A)。

如上所述，在同时加热模式下，控制部13使第2半导体开关(Q1b)11保持导通状态，交替地将第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态，由此，能够向第1加热线圈6和第2加热线圈7双方同时提供20kHz～60kHz左右的高频电流。其结果是，在实施方式3的感应加热装置中，将从被提供高频电流的加热线圈产生的期望的高频磁场提供给锅等负载。

此外，在实施方式3的感应加热装置中，成为能够执行交替加热模式的结构。

图20A是示出向第2加热线圈7提供高频电力的第1单独加热模式的波形图。在图20A中，(a)～(c)表示第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形，(d)为第2加热线圈7的电流波形。

在图20A所示的第1单独加热模式下，为了向第2加热线圈7提供高频电力，控制部13将第1半导体开关(Q1a)10设为始终导通状态，并控制第2半导体开关(Q1b)11和第3半导体开关(Q1c)12的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。控制部13在图20A所示的区间A中，将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(ON状态)，将第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态(OFF状态)。其结果是，在平滑电容器5→第1半导体开关(Q1a)10→第2半导体开关(Q1b)11→第2加热线圈7→第2谐振电容器9的路径中，向第2加热线圈7提供电力。

控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(Tb)内，仅将第2半导体开关(Q1b)11设为非导通状态(区间A结束)。自区间A结束起经过了规定的迁移时间(区间X)后，控制部13将第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态。其结果是，在第2谐振电容器9→第2加热线圈7→第3半导体开关12的路径中，向第2加热线圈7提供电力。然后，控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(Tc)内，将第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态(区间B结束)。

然后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间Y)后，将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(区间A)。如上所述，控制部13隔着迁移时间(X或Y)而持续地使区间A和区间B的动作交替地动作。

如上所述，控制部13使第1半导体开关(Q1a)10保持导通状态，交替地将第2半导体开关(Q1b)11和第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态，由此，能够向第2加热线圈7提供20kHz～60kHz左右的高频电流。将由于被这样提供的高频电流而从第2加热线圈7产生的高频磁场提供给锅等负载。

由于被这样提供给锅等负载的高频磁场，在锅等负载的表面产生涡电流，由于涡电流和锅等负载自身的高频电阻，锅等负载被感应加热到发热。

接下来，使用图20B，对向第1加热线圈6提供高频电力的第2单独加热模式进行说明。

在第2单独加热模式下，为了向第1加热线圈6提供高频电力，控制部13将第3半导体开关(Q1c)12设为始终导通状态，并控制第1半导体开关(Q1a)10和第2半导体开关(Q1b)11的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。控制部13在图20B所示的区间A中，在将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态时，在平滑电容器5→第1谐振电容器8→第1加热线圈6→第2半导体开关(Q1b)11→第3半导体开关(Q1c)12的路径中，向第1加热线圈6提供电力。

控制部13在图20B的区间A中，在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(Tb)内，仅将第2半导体开关(Q1b)11设为非导通状态(区间A结束)。自区间A结束起经过了规定的迁移时间(区间X)后，控制部13将第1半导体开关(Q1a)10设为导通状态。其结果是，在第1谐振电容器8→第1半导体开关(Q1a)→第1加热线圈6的路径中，向第1加热线圈6提供电力。然后，控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(Ta)内，将第1半导体开关(Q1a)10设为非导通状态(区间B结束)。

然后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间Y)后，将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(区间A)。如上所述，控制部13隔着迁移时间(X或Y)而持续进行区间A和区间B的动作。如上所述，在第2单独加热模式下，控制部13使第3半导体开关(Q1c)12保持始终导通状态，交替地将第1半导体开关(Q1a)10和第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态，由此，能够向第1加热线圈6提供20kHz～60kHz左右的高频电流。将由于被这样提供的高频电流而从加热线圈产生的高频磁场提供给锅等负载。

图21是示出实施方式3的感应加热装置中的交替加热模式的动作的波形图。交替加热模式是交替地使用图20A所示的第1单独加热模式和图20B所示的第2单独加热模式对多个负载进行加热时的动作。在图21中，(a)～(c)为第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形，(d)为第2加热线圈7的电流波形，(e)为第1加热线圈6的电流波形。在实施方式3的感应加热装置中的交替加热模式下，第1单独加热模式的动作时间为T2，第2单独加热模式的动作时间为T1。因此，在实施方式3中，动作时间T1和动作时间T2分别被设定成1秒以内的非常短的时间，交替加热模式的一个周期(T1+T2)被设定成2秒以内。

此外，在实施方式3的感应加热装置的交替加热模式中的第1单独加热模式与第2单独加热模式的切换动作中，进行与在上述实施方式2中使用图10说明的控制相同的控制，能够短时间地进行高效率的切换动作。

如图21所示，在交替加热模式下，周期性地使第1单独加热模式和第2单独加热模式在短期间内交替地动作，由此，能够同时对负载进行加热而不会破坏对各负载的加热分布。尤其是在实施方式3的感应加热装置中，通过将第1单独加热模式和第2单独加热模式之间的切换时间缩短到2秒以下，能够减少针对各负载的加热不均而不会降低平均电力。

图22是根据负载的材质示出半导体开关的导通时间与在谐振电容器中产生的谐振电压之间的关系的图。在由与负载磁耦合的第1加热线圈6和第1谐振电容器8构成的谐振电路或由第2加热线圈7和第2谐振电容器9构成的谐振电路中，根据负载的材质，谐振频率发生变化。

在没有负载的状态下，电感最大而谐振频率变低。另一方面，在加热线圈附近配置有负载，负载与加热线圈磁耦合时，电感降低而谐振频率升高。

在加热线圈附近配置有负载的情况下，与铁、磁性不锈钢等负载25A相比，非磁性不锈钢等负载25B的电感下降，因此，谐振频率上升。此外，在表现出磁性不锈钢和非磁性不锈钢之间的中间特性的负载中，谐振频率处于两者之间。

因此，控制部13通过检测在规定的动作频率和导通时间内产生的谐振电压，能够判别出负载的种类。电感较低且动作频率接近谐振频率的负载25B的谐振电压变高，电感较高且动作频率远离谐振频率的特性的负载25A的谐振电压变低。此外，无负载的情况下，谐振电压按照负载25B、负载25A、无负载的顺序变低。因此，通过检测在规定的动作频率和导通时间内产生的谐振电压，能够判别出负载的材质以及有无负载。

在实施方式3的结构中，在为了防止与相邻负载之间的干扰声而将动作频率设为固定时，如图23所示，根据负载的材质，在导通时间内产生的输入电力产生较大差异。因此，根据负载，不能充分降低输入电力而必须扩大电力控制的控制幅度，因此，有时成为使用方便性差的加热装置。

因此，在具有电感较高且动作频率充分远离谐振频率的特性的、例如由磁性体构成的负载25A的情况下，在使第1加热线圈6和第2加热线圈7并联连接而进行动作的同时加热模式(参照图19)下动作。另一方面，在具有电感较低且动作频率接近谐振频率且容易增加输入电力的特性的、例如由非磁性体构成的负载25B的情况下，在使第1加热线圈6和第2加热线圈7分别连接而进行动作的交替加热模式(参照图20A、20B)下动作。在针对负载25B也与负载25A同样地以同时加热模式起动的情况下，谐振频率接近动作频率，因而容易增加输入电力。因此，如图23的箭头所示，在负载25B的情况下转入交替加热模式，成为电路的阻抗提高而难以增加输入电力的电路结构。

与同时加热模式相比，在交替加热模式下，并联连接的加热线圈的数量变为一半，因此，与半导体开关连接的加热线圈的阻抗变为2倍，其结果是，能够抑制流向加热线圈的电流，能够降低输入电力。

如上所述，在实施方式3的感应加热装置中，在使用多个加热线圈对同一负载进行加热的结构的感应加热装置中，对串联连接的3个半导体开关连接多个由对负载进行感应加热的加热线圈和谐振电容器构成的谐振电路，在负载的材质的等效电阻值较大的的情况下在同时加热模式下动作，该同时加热模式是使第2半导体开关始终导通，使第1半导体开关和第3半导体开关交替地导通，从而同时向第1加热线圈和第2加热线圈提供电力(参照图19)。

另一方面，在负载25B的材质的等效电阻较小的情况下在交替加热模式下动作，该交替加热模式是在短周期内交替地反复执行如下动作：第1单独加热模式的动作，使第1半导体开关始终导通，使第2半导体开关和第3半导体开关交替地导通，向第2加热线圈提供高频电力；以及第2单独加热模式的动作，使第3半导体开关始终导通，使第1半导体开关和第2半导体开关交替地导通，向第1加热线圈提供高频电力(参照图20A、20B)。

在实施方式3的感应加热装置中，如上所述进行加热控制，因此，即使负载的种类改变，也能够以固定频率向负载施加规定的输入电力，能够实现没有干扰声且具有优异控制性的感应加热装置。

(实施方式4)

参照附图，对作为本发明的实施方式4的感应加热烹调器的感应加热装置进行说明。此外，在实施方式4的说明中，对于具有与上述实施方式1～3实质相同的功能、结构的要素，标注相同的参照标号并省略其说明。

实施方式4的感应加热装置的结构具有实施方式1～3的感应加热装置相同的结构，只是对加热线圈的加热动作的控制方法不同。此外，实施方式4的感应加热装置具有以同时加热模式对多个加热线圈进行加热的模式，该同时加热模式是与在上述实施方式3中使用图19说明的同时加热模式相同的动作。此外，实施方式4的感应加热装置除了具有同时加热模式以外，还具有后述的降压同时加热模式。

接下来，对实施方式4的感应加热装置的动作进行说明。图24是示出实施方式4的感应加热装置中的降压同时加热模式的动作状态的波形图。在图24中，(a)～(c)为第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形，(d)为第1加热线圈6的电流波形，(e)为第2加热线圈7的电流波形。

《降压同时加热模式》

在降压同时加热模式下，为了同时向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供高频电力，控制部13控制第1半导体开关(Q1a)10、第2半导体开关(Q1b)11和第3半导体开关(Q1c)12的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。

例如，控制部13在图24所示的区间B中，将第1半导体开关(Q1a)10控制成非导通状态(OFF状态)，将第2半导体开关(Q1b)11控制成导通状态(ON状态)，将第3半导体开关(Q1c)12控制成非导通状态(OFF状态)时，在平滑电容器5→第1谐振电容器8→第1加热线圈6→第2半导体开关(Q1b)11→第2加热线圈7→第2谐振电容器9的路径中，同时向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供电力。

在该情况下，第1加热线圈6和第1谐振电容器8的串联电路以及第2加热线圈7和第2谐振电容器9的串联电路与平滑电容器5串联连接。因此，各个串联电路被施加分压后的电压，特别地，在各个串联电路具有大致相同的电路系数的情况下，施加大致1/2的电压。

接下来，控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间内，将第2半导体开关(Q1b)11设为非导通状态(区间B结束)。在自区间B结束起经过了规定的迁移时间(区间Y)后，控制部13将第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态(区间A)。其结果是，同时产生如下动作：在第1谐振电容器8→第1半导体开关(Q1a)10→第1加热线圈6的路径中，向第1加热线圈6提供电力；以及在第2谐振电容器9→第2加热线圈7→第3半导体开关(Q1c)12的路径中，向第2加热线圈7提供电力。

控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流的导通时间(区间A)内，将第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态(区间A结束)。在区间A结束后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间X)后，再次将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(区间B)。

如上所述，在降压同时加热模式下，控制部13将第2半导体开关(Q1b)11以及第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)12的组合交替地控制成导通状态/非导通状态，由此，能够同时向第1加热线圈6和第2加热线圈7双方提供20kHz～60kHz左右的高频电流。其结果是，在实施方式4的感应加热装置中，将从被提供高频电流的加热线圈产生的期望的高频磁场提供给锅等负载。

此外，如在上述实施方式3中说明的那样，在实施方式4的感应加热装置中也具有如下结构：检测在规定的动作频率和导通时间内产生的谐振电压，由此，控制部13能够判别出与加热线圈耦合的负载的种类以及有无负载。

在实施方式4的结构中，在为了防止与相邻负载之间的干扰声而将动作频率设为固定时，与实施方式3同样地(参照图23)，根据负载的材质，在导通时间内产生的输入电力产生较大差异。因此，根据负载，有时不能充分降低输入电力而成为电力控制的控制幅度变大等使用方便性差的加热装置。

因此，在具有电感较高且动作频率充分远离谐振频率的特性的负载25A的情况下，以使第1加热线圈6和第2加热线圈7并联连接而进行动作的同时加热模式动作。另一方面，在具有电感较低且动作频率接近谐振频率且容易增加输入电力的特性的负载25B的情况下，以分别施加于第1加热线圈6和第2加热线圈7的电压下降(在相同条件下为1/2)的降压同时加热模式动作。通过在该降压同时加热模式下动作，能够充分降低输入电力。如果施加于各加热线圈的电压变为1/2，则在相同动作条件(动作频率和导通时间)下，成为1/4的电力。

此外，实施方式4的感应加热装置也可以是具有在上述实施方式3中说明的交替加热模式(图20A、20B)的结构。这样，在具有同时加热模式、降压同时加热模式和交替加热模式的结构中，在以相同的动作条件(动作频率和导通时间)对负载进行感应加热的情况下，输入电力的大小往往按照同时加热模式、交替加热模式、降压同时加热模式的顺序减小。因此，在具有同时加热模式、交替加热模式和降压同时加热模式的结构中也可以是如下方式：根据负载的材质等条件，按照同时加热模式、交替加热模式和降压同时加热模式的顺序切换3种加热模式，对负载选择适当的加热模式。

如上所述，在实施方式4的感应加热装置中，在使用多个加热线圈对同一负载进行加热的结构的感应加热装置中，对串联连接的3个半导体开关连接多个由对负载进行感应加热的加热线圈和谐振电容器构成的谐振电路，在负载的材质的等效电阻值较大的的情况下在同时加热模式下动作，使第2半导体开关始终导通，交替地使第1半导体开关和第3半导体开关导通，同时向第1加热线圈和第2加热线圈提供电力。

另一方面，在负载的材质的等效电阻较小的情况下在降压同时加热模式下动作，使第2半导体开关以及第1半导体开关和第3半导体开关的组合交替地导通，同时向第1加热线圈和第2加热线圈提供高频电力，并且，能够降低施加于各加热线圈的电压。

在实施方式4的感应加热装置中，如上所述进行加热控制，因此，即使负载的种类改变，也能够以固定频率向负载施加规定的输入电力，能够实现没有干扰声且控制性优异的感应加热装置。

(实施方式5)

参照附图，对作为本发明的实施方式5的感应加热烹调器的感应加热装置进行说明。此外，在实施方式5的说明中，对于具有与上述实施方式1～4实质相同的功能、结构的要素，标注相同的参照标号并省略其说明。

图25是示出本发明的实施方式5的感应加热烹调器中的电路结构的图。实施方式5的感应加热装置与上述实施方式3和实施方式4的感应加热装置的不同之处在于，第1加热线圈6由多个第1加热线圈要素6a、6b、6c的加热线圈组构成，第2加热线圈7由多个第2加热线圈要素7a、7b、7c的加热线圈组构成。此外，加热线圈要素6a、6b、6c分别与构成第1谐振电容器8的第1谐振电容器要素8a、8b、8c以及构成第1开闭部20的第1开闭部要素20a、20b、20c串联连接。同样，加热线圈要素7a、7b、7c分别与构成第2谐振电容器9的第2谐振电容器要素9a、9b、9c以及构成第2开闭部21的第2开闭部要素21a、21b、21c串联连接。此外，与上述实施方式3和实施方式4的感应加热装置的不同之处在于，在实施方式5的感应加热装置中，设置有对第1加热线圈要素6a、6b、6c和第2加热线圈要素7a、7b、7c的附近存在负载进行检测的负载检测部22。

此外，在实施方式5的感应加热装置中，对分别利用3个加热线圈要素构成作为加热线圈组的第1加热线圈6和第2加热线圈7的例子进行了说明，但是，各加热线圈也可以由2个以上的加热线圈要素构成，在本发明中，对个数没有特别限制。

此外，构成第1开闭部20的第1开闭部要素20a～20c和构成第2开闭部21的第2开闭部要素21a～21c只要是电磁继电器或半导体开关等能够使加热线圈要素相对于电源电路进行连接/分离动作的结构即可，在本发明中，对开闭部要素的结构没有特别限制。

接下来，对本发明的实施方式5的感应加热装置的动作进行说明。

控制部13在从未图示的操作部接收到动作开始的指令时，首先，将第1开闭部要素20a～20c和第2开闭部要素21a～21c设为闭合状态，使比加热动作时的高频电流小的规定的高频电流流过各加热线圈，利用负载检测部22检测各加热线圈要素的附近是否存在负载等。

在该检测动作中，负载检测部22根据来自控制部13的导通时间及动作频率等控制值、各谐振电容器的电压值、各加热线圈要素的电流值以及输入电流检测部3检测出的电流值等，判别有无负载、负载的材质等。

控制部13针对负载检测部22判别为附近没有负载的加热线圈要素，将与该加热线圈要素连接的开闭部要素设为开路状态，断开与第1半导体开关10或第3半导体开关12的连接状态。

另一方面，控制部13针对负载检测部22判别为附近存在负载的加热线圈要素，将与该加热线圈要素连接的开闭部要素设为闭合状态，设为与第1半导体开关10或第3半导体开关12的连接状态。控制部13根据连接开闭部要素的加热线圈要素的数量，从同时加热模式、交替加热模式和降压同时加热模式中选择适当的加热模式，按照选择出的加热模式，使各半导体开关进行动作。所连接的加热线圈要素的数量取决于负载的形状，因此，在形状较大的负载的情况下，使用更多加热线圈要素进行加热动作。其结果是，在实施方式5的感应加热装置中，能够得到良好的加热分布，提高烹调性能。

图26是示出各加热模式下的输入电力相对于导通时间的特性的图。如图26所示，在实施方式5的感应加热装置中，在利用2个加热线圈要素对同一材质的负载进行加热时，使同时加热模式动作。

另一方面，在对材质大致相同且形状较大的负载进行加热的情况下，例如，在利用4个加热线圈要素进行加热的情况下，在使同时加热模式动作时，与利用2个加热线圈要素进行加热的情况相比，并联连接的与负载耦合的加热线圈要素的阻抗变为大致1/2。因此，在利用4个加热线圈要素进行加热的情况下，与利用2个加热线圈要素进行加热的情况相比，产生在相同的导通时间内输入电力增大这样的结果。

因此，在利用4个加热线圈要素进行加热的情况下，产生如下等问题：控制部13将使电力缩小到所需的输入电力，或者，分辨率变差，在动作频率固定的条件下不能进行适当的电力控制。因此，例如，在利用4个加热线圈要素进行加热的情况下，使用交替加热模式，由此，在同时地进行动作的情况下，与负载并联连接的加热线圈要素的数量减少。这样，在实施方式5的感应加热装置中，根据被提供高频电力的加热线圈要素的连接数，以不减少与负载并联的加热线圈的阻抗的方式动作，使输入电力相对于导通时间的特性没有变化。

此外，也可以根据加热线圈要素的连接数，使用降压同时加热模式，使输入电力相对于导通时间的特性发生变化。在该情况下，期望的是，根据负载的材质和加热线圈要素的连接数，依次选择同时加热模式、交替加热模式和降压同时加热模式，执行最优的加热模式。

如上所述，根据本发明的实施方式5的感应加热装置，基于形成被提供高频电力的第1加热线圈和第2加热线圈的加热线圈要素的连接数，选择同时加热模式、交替加热模式和降压同时加热模式中的任意一个加热模式来进行动作，由此，即使应该驱动的加热线圈要素的个数发生变化，也能够以固定频率向负载施加规定的输入电力，能够实现没有干扰声且具有优异控制性的感应加热装置。

(实施方式6)

参照附图，对作为本发明的实施方式6的感应加热烹调器的感应加热装置进行说明。此外，在实施方式6的说明中，对于具有与上述实施方式1～5实质相同的功能、结构的要素，标注相同的参照标号并省略其说明。

图27是示出本发明的实施方式6的感应加热装置的电路结构的图。实施方式6的感应加热装置与上述实施方式1～5的感应加热装置同样地具有：交流电源1；整流电路2；由扼流线圈4和平滑电容器5构成的平滑电路30；以及与平滑电容器5并联连接的第1半导体开关10、第2半导体开关11和第3半导体开关12的串联连接体。此外，实施方式6的感应加热装置与图25所示的实施方式5的感应加热装置同样地具有：与第1半导体开关10并联连接的第1加热线圈6、第1谐振电容器8和第1开闭部20的串联连接体；以及与第3半导体开关12并联连接的第2加热线圈7、第2谐振电容器9和第2开闭部21的串联连接体。

在实施方式6的感应加热装置中，第1加热线圈6由多个第1加热线圈要素6a、6b、6c、6d的加热线圈组构成，第2加热线圈7由多个第2加热线圈要素7a、7b、7c、7d的加热线圈组构成。此外，第1加热线圈要素6a、6b、6c、6d分别与构成第1谐振电容器8的第1谐振电容器要素8a、8b、8c、8d以及构成第1开闭部20的第1开闭部要素20a、20b、20c、20d串联连接。同样，第2加热线圈要素7a、7b、7c、7d分别与构成第2谐振电容器9的第2谐振电容器要素9a、9b、9c、9d以及构成第2开闭部21的第2开闭部要素21a、21b、21c、21d串联连接。

此外，实施方式6的感应加热装置构成为具有：负载检测部22，其检测在各加热线圈要素的附近是否存在可加热的负载等；输入电流检测部3，其利用变流器等对从交流电源1流过整流电路2的电流进行检测；以及控制部13，其控制第1半导体开关10～第3半导体开关12，使得输入电流检测部3的检测值成为设定值，并根据负载检测部22的检测值来控制第1开闭部20和第2开闭部21的开闭状态。

此外，在实施方式6的感应加热装置中，对分别利用4个加热线圈要素构成作为加热线圈组的第1加热线圈6和第2加热线圈7的例子进行了说明(参照图27)，但是，各加热线圈也可以由2个以上的加热线圈要素构成，在本发明中，对个数没有特别限制。

此外，作为控制部13的目标值，除了输入电流以外，还存在加热线圈的电流或电压等，在实施方式6的结构中，对此没有特别限制。

此外，在实施方式6的感应加热装置中，第1半导体开关10～第3半导体开关12由IGBT或MOSFET等功率半导体(半导体开关元件)以及与各功率半导体反向并联连接的二极管构成。此外，为了抑制从导通状态转入截止状态时的急剧的电压上升，也可以在第1半导体开关10～第3半导体开关12的集电极-发射极之间并联连接缓冲电容器。此外，在实施方式6中，在第1半导体开关10和第3半导体开关12的集电极-发射极之间并联连接有缓冲电容器。

图28和图29是示出使构成加热线圈组的多个加热线圈要素排列成矩阵状的结构的俯视图。在图28所示的结构中，在载置负载的顶板15的下侧区域中，在除了设置在使用者侧的操作/显示部16以外的区域，多个加热线圈要素纵横排列而配置成格子状。

在如上构成的实施方式6的感应加热装置中，如图28所示，例如在顶板15上载置锅底为圆形且较小的负载14a的情况下，由2个加热线圈要素6b、6c形成第1加热线圈6，由2个加热线圈要素7b、7c形成第2加热线圈7，成为仅向各个加热线圈要素6b、6c、7b、7c提供高频电流的结构。此外，例如在载置锅底为方形且较大的负载14b的情况下，向更多的对应加热线圈要素提供高频电流。

如上所述，根据负载的形状，选择应该驱动的加热线圈要素，由此，能够对负载进行加热分布良好且高效的加热。作为加热线圈要素的平面形状，考虑到利用多个加热线圈要素对锅底的直径为φ160mm～φ240mm左右的负载进行加热，期望的是平面形状的圆形的直径为φ30mm～φ120mm左右。不过，在本发明中，作为加热线圈要素的平面形状，不限于上述形状。

此外，在顶板15的下侧区域将多个加热线圈要素配置成矩阵状的结构中，为了尽可能密集地配置加热线圈要素，以形成彼此不同的格子的方式进行配置。即，在图29所示的配置结构中，多个加热线圈要素配置在从使用者的近前侧(操作/显示部侧)向背面侧延伸的纵线上，相邻的纵线的加热线圈要素彼此不同。在这样配置构成的情况下，虽然加热线圈要素的个数增加，但是，加热线圈要素间的间隙变得更小。因此，能够得到比图28所示的配置结构更好的加热分布。

此外，为了不使电力量产生偏差，期望各加热线圈要素的电感值成为大致相同的值，期望形状也相同。

期望的是，如图28所示，在顶板15上载置有锅底的形状不同的负载14a和负载14b的情况下，例如，在负载14a的情况下，驱动4个加热线圈要素，在负载14b的情况下，驱动8个加热线圈要素。

在将多个加热线圈要素汇总成一个加热组而精简成数量较少的加热线圈的情况下，在1个加热线圈中并联连接增加，阻抗变小。其结果是，电流更容易流向1个加热线圈，相对于各半导体开关的导通时间而产生的电力增加。其结果是，产生无法缩减输入电力或者半导体开关的元件损耗增加等问题。

为了能够缩减输入电力以使电力控制性能变得更好，在利用多个加热线圈要素对要加热的负载14b进行加热的情况下，可考虑提高动作频率。但是，在利用较少的加热线圈要素对要加热的负载14a进行加热，同时利用多个加热线圈要素对要加热的负载14b进行加热的情况下，在各自的动作频率之间产生频率差，从而产生干扰声。

因此，在实施方式6的感应加热装置中的控制部13中，在对负载进行加热的情况下，根据使用的加热线圈要素的连接数而改变加热模式。即，控制部13根据适合于各个加热模式的状态来控制第1半导体开关10、第2半导体开关11和第3半导体开关12的导通状态。这样，控制部13根据连接的加热线圈的数量，改变各半导体开关10、11、12的导通状态，由此，能够改变施加于第1加热线圈6和第2加热线圈7的电压。

其结果是，即使使用的加热线圈要素的数量改变，也能够在使动作频率保持固定的状态下进行电力控制。

接下来，对实施方式6的感应加热装置中的动作进行说明。

控制部13在被输入来自操作/显示部16的加热开始的信号时，利用负载检测部22检测在顶板15上有无负载。

在该情况下，负载检测部22为了按照每个加热线圈要素判别有无负载、负载的种类、负载的个数等，使半导体开关动作，使用加热线圈要素中产生的电流、电压和输入电流检测部3的检测值等。

图30示出负载的检测方法的例子，是根据负载的材质示出半导体开关的导通时间与在谐振电容器中产生的谐振电压之间的关系的图。在由与负载磁耦合的加热线圈要素和谐振电容器构成的谐振电路中，根据负载的材质，谐振频率发生变化。在没有负载的状态下，电感最大，谐振频率变低。

另一方面，当在加热线圈的附近配置有负载，负载与加热线圈磁耦合时，电感下降，谐振频率变高。在加热线圈附近配置有负载的情况下，与磁性不锈钢等的负载14a相比，非磁性不锈钢等的负载14b的电感下降，因而谐振频率上升。

因此，控制部13通过检测在规定的动作频率和在导通时间内产生的谐振电压，能够判别出负载的种类。动作频率接近谐振频率的负载14b的谐振电压变高，动作频率远离谐振频率且较低的负载14a的谐振电压变低。此外，在无负载的情况下，按照负载14b、负载14a、无负载的顺序，谐振电压的检测值降低。因此，通过检测在规定的动作频率和在导通时间内产生的谐振电压，能够判别出负载的材质。

在实施方式6的感应加热装置中，将检测出负载的加热线圈要素中实质上被同时载置而汇总的加热线圈要素，判断为载置有同一负载，将与检测出负载的加热线圈要素相应的第1开闭部要素和第2开闭部要素设为闭合状态，分别与第1半导体开关10和第3半导体开关12连接。然后，控制部13根据加热线圈要素的连接数，进行同时加热模式或交替加热模式的动作。

图31是示出实施方式6的感应加热装置中的同时加热模式的动作状态的波形图。在图31中，(a)～(c)为第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形，(d)为第1加热线圈6中的加热线圈要素的电流波形，(e)为第2加热线圈7中的加热线圈要素的电流波形。

在同时加热模式下，控制部13同时向具有多个加热线圈要素的第1加热线圈6和具有多个加热线圈要素的第2加热线圈7提供高频电力，将第2半导体开关(Q1b)11设为始终导通状态，并控制第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)12的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。

在图31所示的区间A中，在将第1半导体开关(Q1a)10设为导通状态(ON状态)、将第3半导体开关(Q1c)12控制成非导通状态(OFF状态)时，同时产生如下动作：在平滑电容器5→第1半导体开关10→第2半导体开关(Q1b)11→第2加热线圈7(对应的第2加热线圈要素)→第2谐振电容器9(对应的第2谐振电容器要素)→第2开闭部21(对应的第2开闭部要素)的路径中，向第2加热线圈7(对应的第2加热线圈要素)提供电力；以及在第1谐振电容器8(对应的第1谐振电容器要素)→第1开闭部20(对应的第1开闭部要素)→第1半导体开关(Q1a)10→第1加热线圈6(对应的第1加热线圈要素)的路径中，向第1加热线圈6(对应的第1加热线圈要素)提供电力。

控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间内，仅将第1半导体开关(Q1a)10设为非导通状态(区间A结束)。自区间A结束起经过了规定的迁移时间(区间X)后，控制部13将第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态。其结果是，同时产生如下动作：在平滑电容器5→第1开闭部20(对应的第1开闭部要素)→第1谐振电容器8(对应的第1谐振电容器要素)→第1加热线圈6(对应的第1加热线圈要素)→第2半导体开关(Q1b)11→第3半导体开关(Q1c)12的路径中，向第1加热线圈6(对应的第1加热线圈要素)提供电力；以及在第2谐振电容器9(对应的第2谐振电容器要素)→第2加热线圈7(对应的第2加热线圈要素)→第3半导体开关(Q1c)12→第2开闭部21(对应的第2开闭部要素)的路径中，向第2加热线圈7(对应的第2加热线圈要素)提供电力。

控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值为规定电流值的导通时间(区间B)内，仅将第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态。在区间B结束后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间Y)后，再次将第1半导体开关(Q1c)10设为导通状态。

如上所述，在同时加热模式下，控制部13使第2半导体开关(Q1b)11保持导通状态，交替地将第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态，由此，同时向第1加热线圈6和第2加热线圈7中对应的加热线圈要素提供20kHz～60kHz左右的高频电流，将由于该高频电流而从对应的加热线圈要素产生的高频磁场提供给锅等负载。

此外，在实施方式6的感应加热装置中，成为能够执行交替加热模式的结构。

图32A是示出向第2加热线圈7中对应的第2加热线圈要素提供高频电力的第1单独加热模式的波形图。在图32A中，(a)～(c)表示第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形，(d)为第2加热线圈7的电流波形。

在图32A所示的第1单独加热模式下，控制部13向第2加热线圈7中对应的第2加热线圈要素提供高频电力，将第1半导体开关(Q1a)10设为始终导通状态，并控制第2半导体开关(Q1b)11和第3半导体开关(Q1c)12的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。控制部13在图32A所示的区间A中，将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(ON状态)，将第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态(OFF状态)。其结果是，在平滑电容器5→第1半导体开关(Q1a)10→第2半导体开关(Q1b)11→第2加热线圈7(对应的第2加热线圈要素)→第2谐振电容器9(对应的第2谐振电容器要素)→第2开闭部21(对应的第2开闭部要素)的路径中，向第2加热线圈7(对应的第2加热线圈要素)提供电力。

控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(Tb)内，仅将第2半导体开关(Q1b)11设为非导通状态(区间A结束)。自区间A结束起经过了规定的迁移时间(区间X)后，控制部13将第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态。其结果是，在第2谐振电容器9(对应的第2谐振电容器要素)→第2加热线圈7(对应的第2加热线圈要素)→第3半导体开关12(Q1c)12→第2开闭部21(对应的第2开闭部要素)的路径中，向第2加热线圈7(对应的第2加热线圈要素)提供电力。然后，控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(Tc)内，将第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态(区间B结束)。

然后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间Y)后，将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(区间A)。如上所述，控制部13隔着迁移时间(X或Y)而交替地持续进行区间A和区间B的动作。

如上所述，控制部13使第1半导体开关(Q1a)10保持导通状态，交替地将第2半导体开关(Q1b)11和第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态，由此，向第2加热线圈7中对应的第2加热线圈要素提供20kHz～60kHz左右的高频电流，将由于该高频电流而从第2加热线圈7中对应的第2加热线圈要素产生的高频磁场提供给锅等负载。

由于被这样提供给锅等负载的高频磁场，在锅等负载的表面产生涡电流，由于涡电流和锅等负载自身的高频电阻，锅等负载被感应加热到发热。

接下来，使用图32B，对向第1加热线圈6中对应的加热线圈要素提供高频电力的第2单独加热模式进行说明。

在第2单独加热模式下，为了向第1加热线圈6中的第1加热线圈要素提供高频电力，控制部13将第3半导体开关(Q1c)12设为始终导通状态，控制第1半导体开关(Q1a)10和第2半导体开关(Q1b)11的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。控制部13在图32B所示的区间A中，在将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态时，在平滑电容器5→第1开闭部20(对应的第1开闭部要素)→第1谐振电容器8(对应的第1谐振电容器要素)→第1加热线圈6(对应的第1加热线圈要素)→第2半导体开关(Q1b)11→第3半导体开关(Q1c)12的路径中，向第1加热线圈6(对应的第1加热线圈要素)提供电力。

控制部13在图32B的区间A中，在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(Tb)内，仅将第2半导体开关(Q1b)11设为非导通状态(区间A结束)。自区间A结束起经过了规定的迁移时间(区间X)后，控制部13将第1半导体开关(Q1a)10设为导通状态。其结果是，在第1谐振电容器8(对应的第1谐振电容器要素)→第1开闭部20(对应的第1开闭部要素)→第1半导体开关(Q1a)→第1加热线圈6(对应的第1加热线圈要素)的路径中，向第1加热线圈6(对应的第1加热线圈要素)提供电力。然后，控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间(Ta)内，将第1半导体开关(Q1a)10设为非导通状态(区间B结束)。

然后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间Y)后，将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态(区间A)。如上所述，控制部13隔着迁移时间(X或Y)而交替地持续进行区间A和区间B的动作。

如上所述，控制部13使第3半导体开关(Q1c)12保持导通状态，交替地将第1半导体开关(Q1a)10和第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态，由此，能够向第1加热线圈6中对应的第1加热线圈要素提供20kHz～60kHz左右的高频电流。将由于被这样提供的高频电流而从第1加热线圈中对应的第1加热线圈要素产生的高频磁场提供给锅等负载。

图33是示出实施方式6的感应加热装置中的交替加热模式的动作的波形图。交替加热模式是交替地使用图32A所示的第1单独加热模式和图32B所示的第2单独加热模式来对多个负载进行加热时的动作。在图33中，(a)～(c)为第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形，(d)为第2加热线圈7的电流波形，(e)为第1加热线圈6的电流波形。在实施方式6的感应加热装置中的交替加热模式下，第1单独加热模式的动作时间为T2，第2单独加热模式的动作时间为T1。因此，在实施方式6中，动作时间T1和动作时间T2分别被设定成1秒以内的非常短的周期，交替加热模式的一个周期(T1+T2)被设定成2秒以内。

此外，实施方式6的感应加热装置的交替加热模式中的第1单独加热模式和第2单独加热模式的切换动作，进行与在上述实施方式2中使用图10说明的控制相同的控制，可短时间地进行高效率的切换动作。

如图33所示，在交替加热模式下，周期性地使第1单独加热模式和第2单独加热模式在短期间内交替地动作，由此，能够同时对负载进行加热而不会破坏针对各负载的加热分布。尤其是在实施方式6的感应加热装置中，将第1单独加热模式与第2单独加热模式之间的切换时间缩短到大致2秒以下，由此，能够减少对各负载的加热不均而不会降低平均电力。此外，在实施方式6的感应加热装置中成为如下控制：即使使用交替加热模式，也完全不会感觉到在现有的感应加热装置中成为问题的、对多个负载交替地进行加热时使用者感到的不协调感。

在实施方式6的感应加热装置中，在为了防止与相邻负载之间的干扰声而使动作频率固定时，如图34所示，根据被提供高频电力的加热线圈要素的数量，有时在导通时间内产生的输入电力产生较大的差。因此，根据负载的形状(大小)，产生不能充分降低输入电力、电力控制的控制幅度变大等使用方便性变差的情况。

因此，在连接的加热线圈要素的数量较少且阻抗较大的负载例如第1负载14a(加热线圈要素为4个)的情况下，在使第1加热线圈6和第2加热线圈7并联连接而进行动作的同时加热模式下动作。另一方面，在连接的加热线圈要素的数量较多且阻抗较小的负载例如第2负载14b(加热线圈要素为8个)的情况下，在以加热线圈要素的数量为1/2的方式连接而进行动作的交替加热模式下动作。

其结果是，在交替加热模式下，与同时加热模式相比，并联连接的加热线圈要素的数量变为一半，因此，与半导体开关连接的加热线圈的阻抗变为2倍。其结果是，能够抑制流向加热线圈的电流，能够降低输入电力。

如上所述，在使用多个加热线圈要素对同一负载进行加热的结构的实施方式6的感应加热装置中，构成为对串联连接的3个半导体开关连接多个由对负载进行感应加热的加热线圈要素和谐振电容器构成的谐振电路，在加热线圈要素的连接数较少且负载的阻抗较大的情况下在同时加热模式下动作，使第2半导体开关11始终导通，使第1半导体开关10和第3半导体开关12交替地导通，从而同时向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供电力。

另一方面，在阻抗较小且加热线圈要素的连接数较多的负载的情况下，在按照短时间的固定间隔交替地反复执行如下动作的交替加热模式下动作：第1单独加热模式的动作，使第1半导体开关10始终导通，使第2半导体开关11和第3半导体开关12交替地导通，向第2加热线圈7提供高频电力；以及第2单独加热模式的动作，使第3半导体开关12始终导通，使第1半导体开关10和第2半导体开关11交替地导通，向第1加热线圈6提供高频电力。通过这样向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供电力，即使使用的加热线圈要素的数量发生变化，也能够以固定动作频率向负载施加规定的输入电力，能够实现没有干扰声且控制性优异的感应加热装置。

(实施方式7)

参照附图，对作为本发明的实施方式7的感应加热烹调器的感应加热装置进行说明。此外，在实施方式7的说明中，对于具有与上述实施方式1～6实质相同的功能、结构的要素，标注相同的参照标号并省略其说明。

实施方式7的感应加热装置的结构具有与图27所示的实施方式6的感应加热装置相同的结构，只是对加热线圈的加热动作的控制方法不同。此外，实施方式7的感应加热装置具有在同时加热模式下对多个加热线圈进行加热的模式，该同时加热模式是与在上述实施方式6中使用图31说明的同时加热模式相同的动作。此外，实施方式7的感应加热装置除了同时加热模式以外，还具有降压同时加热模式。

接下来，对实施方式7的感应加热装置中的动作进行说明。图35是示出实施方式7中的降压同时加热模式的动作状态的波形图。在图35中，(a)～(c)为第1半导体开关10～第3半导体开关12的栅极电压波形，(d)为第1加热线圈6的电流波形，(e)为第2加热线圈7的电流波形。

在降压同时加热模式下，控制部13同时向由多个加热线圈要素构成的作为加热线圈组的第1加热线圈6和第2加热线圈7提供高频电力，因此，控制第1半导体开关(Q1a)10、第2半导体开关(Q1b)11和第3半导体开关(Q1c)12的导通状态/非导通状态(ON状态/OFF状态)。

例如，在图35所示的区间B中，控制部13在将第1半导体开关(Q1a)10控制成非导通状态(OFF状态)，将第2半导体开关(Q1b)11控制成导通状态(ON状态)，将第3半导体开关(Q1c)12控制成非导通状态(OFF状态)时，在平滑电容器5→第1开闭部20(对应的第1开闭部要素)→第1谐振电容器8(对应的第1谐振电容器要素)→第1加热线圈6(对应的第1加热线圈要素)→第2半导体开关(Q1b)11→第2加热线圈7(对应的第2加热线圈要素)→第2谐振电容器9(对应的第2谐振电容器要素)→第2开闭部21(对应的第2开闭部要素)的路径中，同时向作为加热线圈组的第1加热线圈6和第2加热线圈7提供电力。

在该情况下，第1加热线圈6和第1谐振电容器8的串联电路以及第2加热线圈7和第2谐振电容器9的串联电路与平滑电容器5串联连接。因此，对各个串联电路施加分压后的电压，尤其是在各个串联电路具有大致相同的电路系数的情况下，施加大致1/2的电压。

接下来，控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间内，将第2半导体开关(Q1b)11设为非导通状态(区间B结束)。在自区间B结束起经过了规定的迁移时间(区间Y)后，控制部13将第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)12设为导通状态(区间A)。其结果是，同时产生如下动作：在第1谐振电容器8(对应的第1谐振电容器要素)→第1开闭部20(对应的第1开闭部要素)→第1半导体开关(Q1a)10→第1加热线圈6(对应的第1加热线圈要素)的路径中，向作为加热线圈组的第1加热线圈6提供电力；以及在第2谐振电容器9(对应的第2谐振电容器要素)→第2加热线圈7(对应的第2加热线圈要素)→第3半导体开关(Q1c)12→第2开闭部21(对应的第2开闭部要素)的路径中，向作为加热线圈组的第2加热线圈7提供电力。

控制部13在输入电流检测部3检测出的电流值表示规定电流值的导通时间内，将第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)12设为非导通状态。在区间A结束后，控制部13在经过了规定的迁移时间(区间X)后，再次将第2半导体开关(Q1b)11设为导通状态。

如上所述，在降压同时加热模式下，控制部13将第2半导体开关(Q1b)11以及第1半导体开关(Q1a)10和第3半导体开关(Q1c)12的组交替地控制成导通状态/非导通状态，由此，能够同时向作为加热线圈组的第1加热线圈6和第2加热线圈7双方提供20kHz～60kHz左右的高频电流。其结果是，在实施方式7的感应加热装置中，将从被提供高频电流的加热线圈产生的期望的高频磁场提供给锅等负载。

此外，与上述实施方式6同样，控制部13针对有无与加热线圈耦合的负载及材质，通过检测在规定的动作频率和导通时间内产生的谐振电压，能够判别出有无负载和/或负载的种类。

在实施方式7的结构中，在为了防止与相邻负载之间的干扰声而将动作频率设为固定时，如图36所示，根据进行连接而被提供高频电流的加热线圈要素的数量，有时在导通时间内产生的输入电力产生较大的差。因此，根据负载的形状(大小)，有时成为不能充分降低输入电力、电力控制的控制幅度变大等使用方便性较差的加热装置。

因此，如图36所示，在负载的形状较小且连接的加热线圈要素的数量较少的负载例如连接的加热线圈要素的数量为4个的情况下(在第1加热线圈6和第2加热线圈7中分别连接有2个加热线圈要素的情况下)，在使第1加热线圈6和第2加热线圈7并联连接而进行动作的同时加热模式下动作。

另一方面，在负载的形状较大且连接的加热线圈要素的数量较多的负载例如连接的加热线圈要素的数量为10个的情况下(在第1加热线圈6和第2加热线圈7中分别连接有5个加热线圈要素的情况下)，即并联连接的加热线圈要素较多且阻抗较小的负载的情况下，在同时加热模式下动作时，负载的阻抗过小，因此，产生连接的加热线圈要素的电流容易流过的状况，产生在导通时间内过度地提供输入电力的状况。在图36中，如10个加热线圈要素在同时加热模式下动作时的特性示例所示，输入电力成为较高的线。

因此，在形状较大且连接的加热线圈要素的数量较多的负载的情况下，在降压同时加热模式下动作。在降压同时加热模式下，施加于作为加热线圈组的第1加热线圈和第2加热线圈的输入电压下降，因此，即使阻抗下降，也能够形成不易流过输入电流的状况。例如，如果第1加热线圈6和第2加热线圈各自的加热线圈要素的数量相同，则输入电压变为一半。在图36中，如10个加热线圈要素在降压同时加热模式下动作时的特性示例所示，输入电力成为较低的线。

例如，如果施加于各加热线圈要素的电压变为1/2，则在相同动作条件(动作频率和导通时间)下电力变为1/4。

此外，在实施方式7的结构中，除了同时加热模式和降压同时加热模式以外，还可以构成为具有在上述实施方式6中使用图32A、32B说明的交替加热模式。在相同条件下输入电力相对于导通时间根据负载中的阻抗，按照同时加热模式→交替加热模式→降压同时加热模式的顺序减小。因此，在实施方式7的结构中，也可以是根据加热线圈要素的连接数等条件依次进行切换的方式。

如上所述，在使用多个加热线圈要素对同一负载进行加热的结构的实施方式7的感应加热装置中，构成为对串联连接的3个半导体开关连接多个由对负载进行感应加热的加热线圈要素和谐振电容器构成的谐振电路，在阻抗较大且加热线圈要素的连接数较少的负载的情况下在同时加热模式下动作，使第2半导体开关11始终导通，而使第1半导体开关10和第3半导体开关12交替地导通，从而同时向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供电力。

另一方面，在阻抗较小且加热线圈要素的连接数较多的负载的情况下在降压同时加热模式下动作，使第2半导体开关以及第1半导体开关和第3半导体开关的组交替地导通，同时向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供高频电力，使施加于各加热线圈的电压下降。通过这样向第1加热线圈6和第2加热线圈7提供电力，即使加热线圈要素的连接数发生变化，也能够以固定动作频率向负载施加规定的输入电力，能够实现没有干扰声且控制性优异的感应加热装置。

(实施方式8)

参照附图，对作为本发明的实施方式8的感应加热烹调器的感应加热装置进行说明。此外，在实施方式8的说明中，对于具有与上述实施方式1～7实质上相同的功能、结构的要素，标注相同的参照标号并省略其说明。

图37是示出在本发明的实施方式8的感应加热装置的结构中，设置在顶板15正下方的具有多个加热线圈要素的加热线圈组的俯视图。在实施方式8的感应加热装置中，与上述实施方式6和实施方式7不同之处在于，构成作为加热线圈组的第1加热线圈6的加热线圈要素和构成作为加热线圈组的第2加热线圈7的加热线圈要素的配置在同一平面上被配置成彼此不同。

在图37所示的实施方式8的感应加热装置中，第1加热线圈6由12个加热线圈要素6a～6l构成，第2加热线圈7由12个加热线圈要素7a～7l构成。在图37所示的配置例中，在4行×6列的状态下，24个加热线圈要素6a～6l、7a～7l错开地配置。在与配置有第1加热线圈6的加热线圈要素6a～6l的行和列相邻的行和列上，分别配置有第2加热线圈7的加热线圈要素7a～7l。

通过如上所述配置多个加热线圈要素，由此，将负载的位置载置在顶板15中的加热区域的任何位置，第1加热线圈6中的加热线圈要素的连接数与第2加热线圈7中的加热线圈要素的连接数都不会产生较大的差。因此，控制部13能够在各加热模式下使各半导体开关对称地动作，从而能够进行高可靠性的简易控制，并且，能够对负载形成良好的加热分布。

如上所述，在实施方式8的感应加热装置的结构中，交替地配置加热线圈要素，使得在任何加热模式下，形成第1加热线圈6的加热线圈要素的连接数与形成第2加热线圈7的加热线圈要素的连接数之差较小，由此，能够均匀地从各加热线圈要素向负载提供电力。因此，根据实施方式8的感应加热装置的结构，能够实现可对负载形成良好的加热分布的加热装置。

在本发明的感应加热装置中，控制部根据加热区域载置有负载时该负载的状态例如负载的材质、大小等，控制第1半导体开关、第2半导体开关和第3半导体开关，选择适当的加热模式来执行。作为在本发明的感应加热装置中执行的加热模式，具有：同时向第1加热线圈和第2加热线圈提供高频电力的同时加热模式；向第2加热线圈提供高频电力的第1单独加热模式；向第1加热线圈提供高频电力的第2单独加热模式；交替地进行第1单独加热模式和第2单独加热模式的交替加热模式；以及能够在降压状态下同时向第1加热线圈和第2加热线圈提供高频电力的降压同时加热模式。在本发明的感应加热装置中，从这些加热模式下选择适合于检测出的负载的加热模式，对该负载进行感应加热。此外，在本发明的感应加热装置中，也可以在对检测出的负载执行选择出的加热模式时，在产生输入电力变得过高等不良状态时，依次切换到抑制输入电力的加热模式。

在本发明的感应加热装置中，作为一个实施方式，具有：与电源连接的第1半导体开关、第2半导体开关和第3半导体开关的串联连接体；与所述第1半导体开关并联连接且与负载磁耦合的第1加热线圈和第1谐振电容器的串联连接体；与所述第3半导体开关并联连接且与负载磁耦合的第2加热线圈和第2谐振电容器的串联连接体；以及控制所述第1半导体开关～第3半导体开关的控制部。所述控制部具有如下模式：第1单独加热模式，使所述第1半导体开关始终导通，使所述第2半导体开关和第3半导体开关交替地导通，进行向第2加热线圈提供高频电力的动作；第2单独加热模式，使所述第3半导体开关始终导通，使所述第1半导体开关和第2半导体开关交替地导通，进行向第1加热线圈提供高频电力的动作。此外，在本发明中，第1半导体开关～第3半导体开关分别包含与各个半导体开关元件反向并联连接的第1二极管、第2二极管和第3二极管。

如上构成的所述控制部在利用第1加热线圈和第2加热线圈双方向负载提供电力时，执行短周期地反复进行所述第1单独加热模式和所述第2单独加热模式的交替加热模式，由此，能够同时向第1加热线圈和第2加热线圈双方均等地提供平均的高频电力。

如上所述，对串联连接的3个半导体开关连接多个由对负载进行感应加热的加热线圈和谐振电容器构成的谐振电路，将3个半导体开关内的1个半导体开关设为导通状态而用作决定应该提供高频电力的加热线圈的半导体开关，将剩余的半导体开关用作用于提供加热线圈的高频电力的进行导通/截止驱动的半导体开关，并且，切换决定应该提供高频电力的加热线圈的半导体开关，由此，成为实质上同时向多个加热线圈提供高频电力的结构。这样，能够提供即使是实质上同时向多个加热线圈提供高频电力的结构，也没有干扰声、烹调性能优异、部件数量少、电路安装面积小且廉价的感应加热装置。

在本发明的感应加热装置中，作为另一个实施方式，具有：与作为直流电源动作的平滑电容器连接的第1半导体开关～第3半导体开关的串联连接体；与所述第1半导体开关并联连接且与负载磁耦合的具有至少1个加热线圈要素的第1加热线圈和第1谐振电容器的串联连接体；与所述第3半导体开关并联连接且与负载磁耦合的具有至少1个加热线圈要素的第2加热线圈和第2谐振电容器的串联连接体；以及控制所述第1半导体开关～第3半导体开关的控制部。所述控制部具有同时加热模式，在所述第2半导体开关导通中，使所述第1半导体开关和第3半导体开关交替地导通，向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力。此外，控制部具有交替动作模式，该交替动作模式是交替地反复执行如下动作：第1动作(第1单独加热模式)，在所述第1半导体开关导通中，使所述第2半导体开关和所述第3半导体开关交替地导通，向第2加热线圈提供高频电力；以及第2动作(第2单独加热模式)，在所述第3半导体开关导通中，使所述第1半导体开关和所述第2半导体开关交替地导通，向第1加热线圈提供高频电力。这样，具有同时加热模式和交替加热模式的控制部以根据负载的材质切换加热模式的方式，控制所述第1半导体开关～第3半导体开关。

根据上述构成的另一个实施方式，在使用多个加热线圈对同一负载进行加热的感应加热装置中，在与加热线圈耦合的负载的材质的阻抗较大的情况下，执行同时加热模式，在负载的材质的阻抗较小的情况下，执行交替加热模式，由此，即使在负载的材质不同的情况下，也能够使各自的阻抗接近。因此，即使负载的材质改变，也能够以固定频率向负载提供所需的输入电力，能够提供没有干扰声且控制性优异的感应加热装置。

在本发明的感应加热装置中，作为又一个实施方式，具有：与作为直流电源动作的平滑电容器连接的第1半导体开关～第3半导体开关的串联连接体；配置成矩阵状并与所述第1半导体开关并联连接的多个第1加热线圈要素；与第3半导体开关并联连接的多个第2加热线圈要素；与所述多个第1加热线圈要素分别串联连接的多个第1谐振电容器要素；与所述多个第2加热线圈要素分别串联连接的多个第2谐振电容器要素；以及检测能够在所述多个第1加热线圈要素和第2加热线圈要素各自的附近被加热的负载的存在的负载检测部。此外，在该另一个实施方式的感应加热装置中，具有开闭部，该开闭部具有：多个第1开闭部要素，它们切断针对各个所述多个第1加热线圈要素(第1加热线圈)的高频电力的提供；以及多个第2开闭部要素，它们切断针对各个所述多个第2加热线圈要素(第2加热线圈)的高频电力的提供。在这样构成的另一个实施方式的感应加热装置中进行如下控制：在对同一负载进行加热的情况下，针对由负载检测部检测出附近的负载的加热线圈要素，使用第1开闭部要素和第2开闭部要素提供高频电力，根据被提供高频电力的加热线圈要素的连接数，选择适当的加热模式，控制第1半导体开关～第3半导体开关的动作。

根据如上构成的又一个实施方式的感应加热装置，根据由加热线圈组构成的第1加热线圈和第2加热线圈中的加热线圈要素的连接数，切换第1半导体开关～第3半导体开关的动作，由此，能够改变第1加热线圈和第2加热线圈中各自的阻抗及施加电压。因此，在该另一个实施方式的感应加热装置中，即使使动作频率保持固定，也能够进行电力调整。

其结果是，能够提供即使向多个加热线圈要素提供高频电力，也没有干扰声、烹调性能优异、部件数量少、电路安装面积小且廉价的感应加热装置。

此外，针对本发明的感应加热装置，以对食材进行加热烹调的锅等负载进行感应加热的感应加热烹调器为例进行了说明，但是，除了感应加热烹调器以外的通常的感应加热装置之外，还可以用作针对具有受电线圈的非接触给电设备的给电装置。

基于一定程度的详细程度，在各实施方式中对本发明进行了说明，但是，这些实施方式的公开内容当然可在结构细部进行变化的，只要不脱离所请求的本发明的范围和思想，可实现各实施方式中的要素的组合及顺序的变化。

产业上的可利用性

本发明的感应加热装置即使向多个加热线圈提供高频电力，也没有干扰声，具有优异的烹调性能且部件数量少，因此，能够实现电路安装面积小且廉价，因而在各种感应加热设备的用途中是有效的。

标号说明

1交流电源

2整流电路

3输入电流检测部

4扼流线圈

5平滑电容器

6第1加热线圈

7第2加热线圈

8第1谐振电容器

9第2谐振电容器

10第1半导体开关

11第2半导体开关

12第3半导体开关

13控制部

14a、14b负载

15顶板

16操作/显示部

17操作/显示部

18顶板

20第1开闭部

21第2开闭部

22负载检测部

25A、25B负载

Claims (12)

1.一种感应加热装置，该感应加热装置具有：

与电源连接的第1半导体开关、第2半导体开关和第3半导体开关的串联连接体；

与所述第1半导体开关并联连接且与负载磁耦合的第1加热线圈和第1谐振电容器的串联连接体；

与所述第3半导体开关并联连接且与负载磁耦合的第2加热线圈和第2谐振电容器的串联连接体；以及

控制所述第1半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关的控制部，其特征在于，

所述控制部根据负载，选择性地以如下模式进行驱动：

第1单独加热模式，使所述第1半导体开关始终导通，使所述第2半导体开关和所述第3半导体开关交替地导通，向所述第2加热线圈提供高频电力；

第2单独加热模式，使所述第3半导体开关始终导通，使所述第1半导体开关和所述第2半导体开关交替地导通，向所述第1加热线圈提供高频电力；以及

同时加热模式，使所述第2半导体开关始终导通，使所述第1半导体开关和所述第3半导体开关交替地导通，同时向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力。

2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

在由所述第1加热线圈和所述第1谐振电容器构成的第1谐振电路中产生的谐振频率，与在由所述第2加热线圈和所述第2谐振电容器构成的第2谐振电路中产生的谐振频率相同。

3.根据权利要求1或2所述的感应加热装置，其中，

在向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈双方提供高频电力时，所述控制部以如下方式控制所述第1半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关：改变成为所述同时加热模式的期间与成为所述第1单独加热模式或第2单独加热模式的期间的比率，使得向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈双方提供的平均电力成为目标值。

4.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

在向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈双方提供高频电力时，所述控制部进行交替加热模式，向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈双方均等地提供高频电力，其中，该交替加热模式是以1秒以内的短周期反复执行所述第1单独加热模式和所述第2单独加热模式各方。

5.根据权利要求4所述的感应加热装置，其中，

在所述第2半导体开关处于非导通状态时，进行所述交替加热模式中的所述第1单独加热模式与所述第2单独加热模式之间的状态迁移。

6.根据权利要求4或5所述的感应加热装置，其中，

在向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈双方提供高频电力时，所述控制部进行控制，使得所述交替加热模式中的所述第1单独加热模式的连续动作时间与所述第2单独加热模式的连续动作时间的比率相同，在所述第1单独加热模式和所述第2单独加热模式下，改变向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力的所述第1半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关中的2个半导体开关的动作频率或导通时间，来控制输入电力。

7.根据权利要求4或5所述的感应加热装置，其中，

在向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈双方提供高频电力时，所述控制部在所述交替加热模式中的所述第1单独加热模式和所述第2单独加热模式下，使向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力的所述第1半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关中的2个半导体开关的动作频率或导通时间固定，改变所述第1单独加热模式的连续动作时间与所述第2单独加热模式的连续动作时间的比率，来控制输入电力。

8.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

所述第1加热线圈由多个第1加热线圈要素构成，所述第1谐振电容器由多个第1谐振电容器要素构成，所述多个第1加热线圈要素分别与所述多个第1谐振电容器要素连接，构成与所述第1半导体开关并联连接的多个串联连接体，

所述第2加热线圈由多个第2加热线圈要素构成，所述第2谐振电容器由多个第2谐振电容器要素构成，所述多个第2加热线圈要素分别与所述多个第2谐振电容器要素连接，构成与所述第3半导体开关并联连接的多个串联连接体，

所述控制部控制所述第1半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关，使得根据负载的材质切换交替加热模式和所述同时加热模式，其中，该交替加热模式是交替地反复执行所述第1单独加热模式和所述第2单独加热模式。

9.根据权利要求8所述的感应加热装置，其中，

所述控制部具有降压同时加热模式，该降压同时加热模式是使所述第1半导体开关和所述第3半导体开关进行相同的导通/截止动作，并且，交替地进行所述第1半导体开关和所述第3半导体开关的导通/截止动作与所述第2半导体开关的导通/截止动作，同时向所述第1加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力，

所述控制部根据负载的材质，选择性地切换所述同时加热模式、所述交替加热模式和所述降压同时加热模式。

10.根据权利要求8或9所述的感应加热装置，其中，

所述感应加热装置还具有：负载检测部，其检测能够在所述第1加热线圈要素和所述第2加热线圈要素各自的附近被加热的负载的存在；多个第1开闭部要素，其使所述第1加热线圈要素和所述第1谐振电容器要素的各个串联连接体相对于与所述第1半导体开关并联连接的通电路径连接/分离；以及多个第2开闭部要素，其使所述第2加热线圈要素和所述第2谐振电容器要素的各个串联连接体相对于与所述第3半导体开关并联连接的通电路径连接/分离，

所述控制部将与被所述负载检测部在附近检测出负载的所述第1加热线圈要素和/或第2加热线圈要素对应的所述第1开闭部要素和/或第2开闭部要素设为连接状态。

11.根据权利要求9所述的感应加热装置，其中，

所述感应加热装置还具有：负载检测部，其检测能够在所述第1加热线圈要素和所述第2加热线圈要素各自的附近被加热的负载的存在；多个第1开闭部要素，其使所述第1加热线圈要素和所述第1谐振电容器要素的各个串联连接体相对于与所述第1半导体开关并联连接的通电路径连接/分离；以及多个第2开闭部要素，其使所述第2加热线圈要素和所述第2谐振电容器要素的各个串联连接体相对于与所述第3半导体开关并联连接的通电路径连接/分离，

所述控制部将与被所述负载检测部在附近检测出负载的所述第1加热线圈要素和/或所述第2加热线圈要素对应的所述第1开闭部要素和/或第2开闭部要素控制成连接状态，根据被所述负载检测部在附近检测出负载的所述第1加热线圈要素和/或第2加热线圈要素的数量，选择性地切换所述同时加热模式、所述交替加热模式和所述降压同时加热模式。

12.根据权利要求8或9所述的感应加热装置，其中，

使构成所述第1加热线圈的所述多个第1加热线圈要素与构成所述第2加热线圈的所述多个第2加热线圈要素在平面的加热区域中彼此不同地配置。