CN110463344A - 感应加热烹调器 - Google Patents

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Abstract

本发明的感应加热烹调器具备第一线圈、第二线圈、第三线圈、向上述第一线圈供给第一高频电流的第一逆变电路、向上述第二线圈供给第二高频电流的第二逆变电路、向上述第三线圈供给第三高频电流的第三逆变电路、控制装置以及判定被加热物的材质的负载判定部，在载置于上述第一线圈的上方的上述被加热物的材质是磁性体，且载置于上述第二线圈的上方的上述被加热物的材质包含非磁性体的情况下，上述控制装置使上述第一逆变电路以及上述第二逆变电路动作，使上述第三逆变电路的动作停止，使上述第二高频电流的频率比上述第一高频电流的频率高。

Description

感应加热烹调器
技术领域
本发明涉及具有多个线圈的感应加热烹调器。
背景技术
在以往的感应加热烹调器中，提出有具备多个加热线圈，对未载置被加热物的加热线圈供给比载置有被加热物的加热线圈小的电力的感应加热烹调器(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5213937号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在由感应加热烹调器加热的被加热物中，存在由在非磁性体的金属上安装有磁性体的金属的复合材料形成的被加热物。例如，存在在非磁性体的铝材质的平底锅的底的中央部粘贴有不锈钢等磁性体的金属的粘贴平底锅等。另外，一般而言，复合材料的被加热物在非磁性体的底面平坦的中央部分安装有磁性体，在底面弯曲的外周部未安装磁性体。
但是，虽然专利文献1所记载的感应加热烹调器根据被加热物的外径改变每个加热线圈的电力分配，但不进行任何与被加热物的材质相应的控制。因此，在对复合材料的被加热物进行感应加热的情况下，无法进行适于被加热物的材质和形状的感应加热，存在产生加热温度的不均和加热效率的降低这样的问题。
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，得到能够抑制对复合材料的被加热物进行感应加热时的加热温度的不均和加热效率的降低的感应加热烹调器。
用于解决课题的技术方案
本发明的感应加热烹调器具备：第一线圈；第二线圈，配置在比所述第一线圈靠外侧的位置；第三线圈，配置在比所述第二线圈靠外侧的位置；第一逆变电路，向所述第一线圈供给第一高频电流；第二逆变电路，向所述第二线圈供给第二高频电流；第三逆变电路，向所述第三线圈供给第三高频电流；控制装置，对所述第一逆变电路、所述第二逆变电路以及所述第三逆变电路的驱动进行控制；以及负载判定部，对载置在所述第一线圈、所述第二线圈以及所述第三线圈各自的上方的被加热物的材质进行判定，在载置于所述第一线圈的上方的所述被加热物的材质为磁性体，且载置于所述第二线圈的上方的所述被加热物的材质包含非磁性体的情况下，所述控制装置使所述第一逆变电路以及所述第二逆变电路动作，使所述第三逆变电路的动作停止，使所述第二高频电流的频率比所述第一高频电流的频率高。
发明效果
在本发明中，在载置在第一线圈的上方的被加热物的材质是磁性体，且载置在第二线圈的上方的被加热物的材质包含非磁性体的情况下，使第一逆变电路和第二逆变电路动作，使第三逆变电路的动作停止，使第二高频电流的频率比第一高频电流的频率高。
因此，在对复合材料的被加热物进行感应加热时，能够进行适于被加热物的材质的感应加热，能够抑制加热温度的不均。另外，不会在被加热物的底面弯曲的外周部投入无用的电力，能够抑制加热效率的降低。
附图说明
图1是表示实施方式1的感应加热烹调器的分解立体图。
图2是表示实施方式1的感应加热烹调器的第一感应加热部件的俯视图。
图3是表示实施方式1的感应加热烹调器的结构的框图。
图4是表示实施方式1的感应加热烹调器的驱动电路的图。
图5是基于实施方式1的感应加热烹调器的线圈电流与输入电流的关系的负载判定特性图。
图6是表示实施方式1的感应加热烹调器进行感应加热的复合材料的被加热物的图。
图7是表示实施方式1的感应加热烹调器的加热线圈和被加热物的图。
图8是表示实施方式1的感应加热烹调器的加热线圈和被加热物的图。
图9是表示实施方式2的感应加热烹调器的驱动电路的图。
图10是表示实施方式2的感应加热烹调器的驱动电路的图。
图11是表示实施方式3的感应加热烹调器的第一感应加热部件的俯视图和表示加热线圈的导线的截面的示意图。
图12是表示实施方式4的感应加热烹调器的加热线圈和被加热物的图。
图13是表示实施方式5的感应加热烹调器的结构的框图。
具体实施方式
实施方式1
图1是表示实施方式1的感应加热烹调器的分解立体图。
如图1所示，在感应加热烹调器100的上部具有载置锅等被加热物5的顶板4。在顶板4上，作为用于对被加热物5进行感应加热的加热口，具备第一感应加热口1和第二感应加热口2。第一感应加热口1和第二感应加热口2在顶板4的跟前侧沿横向排列设置。另外，本实施方式1的感应加热烹调器100还具备第三感应加热口3作为第三个加热口。第三感应加热口3设置在第一感应加热口1和第二感应加热口2的里侧且顶板4的横向的大致中央位置。
在第一感应加热口1、第二感应加热口2及第三感应加热口3的各自的下方，设有对载置于加热口的被加热物进行加热的第一感应加热部件11、第二感应加热部件12及第三感应加热部件13。各个加热部件由线圈(参照图2)构成。
顶板4整体由耐热强化玻璃或结晶化玻璃等透过红外线的材料构成。另外，在顶板4上，与第一感应加热部件11、第二感应加热部件12及第三感应加热部件13的加热范围(加热口)对应地，通过涂料的涂敷或印刷等形成有表示锅的大致的载置位置的圆形的锅位置显示。
在顶板4的跟前侧，作为用于设定由第一感应加热部件11、第二感应加热部件12以及第三感应加热部件13加热被加热物5等时的投入火力(投入功率)以及烹调菜单(烧沸模式、油炸食品模式等)等的输入装置，设有操作部40。另外，在本实施方式1中，按每个感应加热线圈划分操作部40，作为操作部40a、操作部40b以及操作部40c。
另外，在操作部40的附近，作为报知部件，设有显示各感应加热线圈的动作状态、来自操作部40的输入以及操作内容等的显示部41。另外，在本实施方式1中，按每个感应加热线圈划分显示部41，作为显示部41a、显示部41b以及显示部41c。
此外，操作部40及显示部41如上述那样按每个感应加热部件设置的情况及设置为各感应加热部件共用的部件的情况等，没有特别限定。在此，操作部40例如由按压开关以及触觉开关等机械开关、通过电极的静电容量的变化来检测输入操作的触摸开关等构成。另外，显示部41例如由LCD(Liquid Crystal Device)以及LED等构成。
另外，操作部40和显示部41也可以是将它们一体地构成的操作显示部43。操作显示部43例如由在LCD的上表面配置有触摸开关的触摸面板等构成。
在感应加热烹调器100的内部设有向第一感应加热部件11、第二感应加热部件12以及第三感应加热部件13的线圈供给高频电力的驱动电路50、以及用于控制包括驱动电路50在内的感应加热烹调器整体的动作的控制部45。
通过驱动电路50将高频电力供给至第一感应加热部件11、第二感应加热部件12及第三感应加热部件13，由此从各感应加热部件的线圈产生高频磁场。另外，关于驱动电路50的详细结构后述。
第一感应加热部件11、第二感应加热部件12以及第三感应加热部件13例如以如下方式构成。另外，第一感应加热部件11、第二感应加热部件12以及第三感应加热部件13为相同的结构。因此，以下代表性地说明第一感应加热部件11的结构。
图2是表示实施方式1的感应加热烹调器的第一感应加热部件的俯视图。
第一感应加热部件11通过同心圆状地配置直径不同的多个环状的线圈而构成。在图2中，示出了3重的环状的线圈。第一感应加热部件11具有配置于加热口的中央的内周加热线圈111、配置于内周加热线圈111的外侧的中间加热线圈112、以及在中间加热线圈112的外侧配置于最外周的外周加热线圈113。
内周加热线圈111、中间加热线圈112以及外周加热线圈113分别独立地卷绕。另外，内周加热线圈111、中间加热线圈112以及外周加热线圈113通过卷绕导线而构成，该导线由涂敷了绝缘层的任意的金属(例如铜、铝等)形成。
图3是表示实施方式1的感应加热烹调器的结构的框图。
如图3所示，第一感应加热部件11由驱动电路50a、50b、50c驱动控制。即，内周加热线圈111由驱动电路50a驱动控制。另外，中间加热线圈112由驱动电路50b驱动控制。另外，外周加热线圈113由驱动电路50c驱动控制。
通过从驱动电路50a向内周加热线圈111供给高频电流，从内周加热线圈111产生高频磁场。通过从驱动电路50b向中间加热线圈112供给高频电流，从中间加热线圈112产生高频磁场。通过从驱动电路50c向外周加热线圈113供给高频电流，从外周加热线圈113产生高频磁场。
控制部45由专用的硬件、或者执行存储于存储器48的程序的CPU(CentralProcessing Unit，也称为中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、处理器)构成。另外，控制部45具有负载判定部46，该负载判定部46对载置于内周加热线圈111、中间加热线圈112以及外周加热线圈113各自的上方的被加热物5的材质进行判定。
在控制部45是专用的硬件的情况下，控制部45例如相当于单一电路、复合电路、ASIC(application specific integrated circuit)、FPGA(field-programmable gatearray)、或将它们组合而成的结构。既可以由单独的硬件分别实现控制部45要实现的各功能部，也可以由一个硬件实现各功能部。
在控制部45为CPU的情况下，控制部45要执行的各功能通过软件、固件、或者软件与固件的组合来实现。软件和固件被描述为程序，被存储在存储器48中。CPU通过读取并执行存储在存储器48中的程序来实现控制部45的各功能。在此，存储器48例如是RAM、ROM、闪存、EPROM、EEPROM等非易失性或者易失性的半导体存储器。
此外，也可以通过专用的硬件来实现控制部45的功能的一部分，且通过软件或者固件来实现控制部45的功能的一部分。
图4是表示实施方式1的感应加热烹调器的驱动电路的图。
另外，驱动电路50按每个加热部件设置，但其电路结构既可以相同，也可以按每个加热部件进行变更。在图4中，图示了驱动内周加热线圈111的驱动电路50a。
如图4所示，驱动电路50a具备直流电源电路22、逆变电路23以及谐振电容器24a。
输入电流检测部件25a例如由电流传感器构成，检测从交流电源21向直流电源电路22输入的电流，并向控制部45输出与输入电流值相当的电压信号。
直流电源电路22具备二极管电桥22a、电抗器22b、平滑电容器22c，将从交流电源21输入的交流电压转换为直流电压，并向逆变电路23输出。
逆变电路23是作为开关元件的IGBT23a、23b与直流电源电路22的输出串联连接的所谓半桥型逆变器，作为续流二极管，二极管23c、23d分别与IGBT23a、23b并联连接。IGBT23a和IGBT23b通过从控制部45输出的驱动信号而被导通截止驱动。控制部45在使IGBT23a导通的期间使IGBT23b成为截止状态，在使IGBT23a截止的期间使IGBT23b成为导通状态，输出交替地导通截止的驱动信号。由此，逆变电路23将从直流电源电路22输出的直流电力转换为20kHz～100kHz左右的高频的交流电力，向由内周加热线圈111和谐振电容器24a构成的谐振电路供给电力。
谐振电容器24a与内周加热线圈111串联连接，该谐振电路具有与内周加热线圈111的电感以及谐振电容器24a的容量等对应的谐振频率。此外，内周加热线圈111的电感在被加热物5(金属负载)磁耦合时根据金属负载的特性而变化，谐振电路的谐振频率根据该电感的变化而变化。
通过这样构成，在内周加热线圈111中流过几十A左右的高频电流，利用由流过的高频电流产生的高频磁通对载置在内周加热线圈111的正上方的顶板4上的被加热物5进行感应加热。作为开关元件的IGBT23a、23b例如由以硅类形成的半导体构成，但也可以是使用碳化硅或氮化镓类材料等宽带隙半导体的结构。
通过在开关元件中使用宽带隙半导体，能够减少开关元件的通电损失，另外，即使使开关频率(驱动频率)为高频(高速)，驱动电路的散热也良好，因此，能够使驱动电路的散热翅片小型化，能够实现驱动电路的小型化和低成本化。
线圈电流检测部件25b与由内周加热线圈111和谐振电容器24a构成的谐振电路连接。线圈电流检测部件25b例如由电流传感器构成，检测流过内周加热线圈111的电流，并将与线圈电流值相当的电压信号输出到控制部45。
此外，在图4中，对驱动内周加热线圈111的驱动电路50a进行了说明，但对于驱动中间加热线圈112的驱动电路50b、驱动外周加热线圈113的驱动电路50c也能够应用同样的结构。
另外，内周加热线圈111相当于本发明中的“第一线圈”。
另外，中间加热线圈112相当于本发明中的“第二线圈”。
另外，外周加热线圈113相当于本发明中的“第三线圈”。
另外，驱动电路50a相当于本发明中的“第一逆变电路”。
另外，驱动电路50b相当于本发明中的“第二逆变电路”。
另外，驱动电路50c相当于本发明中的“第三逆变电路”。
另外，从驱动电路50a向内周加热线圈111供给的高频电流相当于本发明中的“第一高频电流”。
另外，从驱动电路50b向中间加热线圈112供给的高频电流相当于本发明中的“第二高频电流”。
另外，从驱动电路50c向外周加热线圈113供给的高频电流相当于本发明中的“第三高频电流”。
(动作)
接着，对本实施方式1中的感应加热烹调器的动作进行说明。
若由使用者在加热口上载置被加热物5，在操作显示部43进行加热开始(火力投入)的指示，则控制部45的负载判定部46进行负载判定处理。
图5是基于实施方式1的感应加热烹调器的线圈电流与输入电流的关系的负载判定特性图。
如图5所示，根据载置于内周加热线圈111、中间加热线圈112以及外周加热线圈113各自的上方的负载的材质，线圈电流与输入电流的关系不同。控制部45将图5所示的将线圈电流与输入电流的关系表格化了的负载判定表预先存储在存储器48中。
在负载判定处理中，控制部45分别针对驱动电路50a～50c，以负载判定用的特定的驱动信号驱动逆变电路23，根据输入电流检测部件25a的输出信号检测输入电流。此外，在此同时，控制部45根据线圈电流检测部件25b的输出信号检测线圈电流。控制部45的负载判定部46根据检测出的线圈电流以及输入电流、表示图5的关系的负载判定表来判定载置在线圈的上方的负载的材质。
在此，成为负载的被加热物5的材质大致分为铁、SUS430等磁性体和铝、铜等非磁性体。并且，在被加热物5中具有在非磁性体上安装有磁性体的复合材料。
图6是表示实施方式1的感应加热烹调器感应加热的复合材料的被加热物的图。此外，在图6中，示出了从底面观察被加热物5a的图。
如图6所示，复合材料的被加热物5a例如通过在铝等非磁性体的平底锅的底的中央部安装不锈钢等磁性体6而形成。磁性体6向非磁性体的安装例如使用粘贴、熔敷、热喷涂、压接、嵌入、铆接、埋入等任意的方法。
通常，复合材料的被加热物5a在作为非磁性体的基座的底面平坦的中央部分安装有磁性体6，在底面弯曲的外周部未安装磁性体6。若将这样的被加热物5a载置于加热口，则成为在线圈的上方载置磁性体和非磁性体。即，在负载判定中，上方载置有磁性体和非磁性体的线圈的负载特性如图5所示，成为磁性体的特性与非磁体的特性之间的区域即“复合区域”的特性。
接着，控制部45根据负载判定处理的结果来控制驱动电路50a～50c，进行供给与感应加热的火力相对应的高频电力的加热动作。
以下，分为在感应加热烹调器100的加热口上载置有复合材料的被加热物5a的情况下的加热动作和载置有仅由磁性体形成的被加热物5b的情况下的加热动作进行说明。
<复合材料的被加热物5a>
图7是表示实施方式1的感应加热烹调器的加热线圈和被加热物的图。另外，在图7中，示意性地示出复合材料的被加热物5a载置于加热口的状态的纵截面。另外，在图7中，仅示出了内周加热线圈111、中间加热线圈112以及外周加热线圈113的从中心C起的右侧，省略了顶板4的图示。
如图7所示，在感应加热烹调器100的加热口上载置有复合材料的被加热物5a的情况下，负载判定部46判定为在内周加热线圈111的上方载置有磁性体6。另外，负载判定部46判定为在中间加热线圈112的上方，一部分载置有磁性体6且另一部分载置有非磁性体。即，负载判定部46判定为载置在中间加热线圈112的上方的被加热物5a的材质包含非磁性体。
控制部45在载置于内周加热线圈111的上方的被加热物5a的材质为磁性体，且载置在中间加热线圈112的上方的被加热物5a的材质包含非磁性体的情况下，使驱动电路50a及50b动作，使驱动电路50c的动作停止。即，向内周加热线圈111和中间加热线圈112供给高频电流，停止向外周加热线圈113供给高频电流。
另外，控制部45使从驱动电路50b向中间加热线圈112供给的高频电流的频率比从驱动电路50a向内周加热线圈111供给的高频电流的频率高。
例如，控制部45将从驱动电路50a向内周加热线圈111供给的高频电流的频率设定为与磁性体对应而预先设定的频率，例如23kHz。另外，控制部45将从驱动电路50b向中间加热线圈112供给的高频电流的频率设定为与非磁体对应的频率，例如90kHz。
并且，控制部45通过变更逆变电路23的开关元件的导通占空比(导通截止比率)来控制火力(电力)。由此，配置在顶板4上的被加热物5被感应加热。
在此，若同时驱动接近的多个线圈，则存在产生与相互的驱动频率的差值相当的干涉音的情况。为了抑制这样的干涉音，控制部45也可以使中间加热线圈112的驱动电路50b的驱动频率比内周加热线圈111的驱动电路50a的驱动频率高可听频率以上(约20kHz以上)。例如，在使中间加热线圈112的驱动电路50b在预先设定的范围内可变的情况下，中间加热线圈112的驱动电路50b的下限的驱动频率设定得比内周加热线圈111的驱动电路50a的上限的驱动频率高20kHz。此外，中间加热线圈112的最高驱动频率例如设为100kHz。
由此，能够抑制在同时驱动接近的内周加热线圈111和中间加热线圈112的情况下所产生的干涉音的产生。
<磁性体的被加热物5b>
图8是表示实施方式1的感应加热烹调器的加热线圈和被加热物的图。另外，在图8中，示意性地示出了仅由磁性体形成的被加热物5b载置于加热口的状态的纵截面。另外，在图8中，仅示出了内周加热线圈111、中间加热线圈112以及外周加热线圈113的从中心C起的右侧，省略了顶板4的图示。
如图8所示，在感应加热烹调器100的加热口上载置有仅由磁性体形成的被加热物5b的情况下，负载判定部46判定为在内周加热线圈111、中间加热线圈112以及外周加热线圈113的上方载置有磁性体。
控制部45使驱动电路50a～50c分别动作。即，分别向内周加热线圈111、中间加热线圈112以及外周加热线圈113供给高频电流。
另外，控制部45将驱动电路50a～50c的驱动频率设定为与磁性体对应而预先设定的频率，例如21kHz。
并且，控制部45通过变更逆变电路23的开关元件的导通占空比(导通截止比率)来控制火力。由此，配置在顶板4上的被加热物5被感应加热。
此外，在负载判定部46的判定为无负载的情况下，控制部45使要驱动被判定为无负载的加热线圈的驱动电路50的动作停止。
如上所述，在本实施方式1中，控制部45在载置于内周加热线圈111的上方的被加热物5a的材质为磁性体，且载置于中间加热线圈112的上方的被加热物5a的材质包含非磁性体的情况下，使驱动电路50a及驱动电路50b动作，且使驱动电路50c的动作停止。另外，控制部45使从驱动电路50b向中间加热线圈112供给的高频电流的频率比从驱动电路50a向内周加热线圈111供给的高频电流的频率高。
因此，在对复合材料的被加热物5a进行感应加热时，能够进行适于被加热物5a的材质的感应加热，能够抑制加热温度的不均。
另外，例如，在向外周加热线圈113供给高频电流，对被加热物5a的外周部进行感应加热的情况下，来自外周加热线圈113的电力难以向被加热物5a投入，加热效率降低。这是因为，被加热物5a的外周部的底面弯曲，外周加热线圈113与被加热物5a的距离越接近外周端则越长。
因此，通过停止驱动外周加热线圈113的驱动电路50c，不会向被加热物5a的底面弯曲的外周部投入无用的电力，能够抑制加热效率的降低。另外，由于被加热物5a的外周部的底面弯曲，因此载置食材等的情况较少，利用外周加热线圈113进行感应加热的必要性较低，因此也不会降低使用便利性。
(变形例1)
在上述的动作中，对在载置于内周加热线圈111的上方的被加热物5a的材质为磁性体、且载置于中间加热线圈112的上方的被加热物5a的材质包含非磁性体的情况下，控制部45使驱动电路50a及驱动电路50b动作，且使驱动电路50c的动作停止的动作进行了说明。也可以代替该动作或者在此基础上进行以下动作。
如上述的图7所示，在感应加热烹调器100的加热口上载置有复合材料的被加热物5a的情况下，负载判定部46判定为在内周加热线圈111的上方载置有磁性体。负载判定部46判定为载置在外周加热线圈113的上方的被加热物5a的材质为非磁性体。
在载置于内周加热线圈111的上方的被加热物5a的材质为磁性体，且载置于外周加热线圈113的上方的被加热物5a的材质包含非磁性体的情况下，控制部45使驱动电路50c的动作停止。
通过这样的动作，能够高精度地判定载置有复合材料的被加热物5a的状态。例如，在中间加热线圈112的上方的大致整体上载置有磁性体6，且在外周加热线圈113的上方载置有作为非磁性体的外周部的情况下，负载判定部46判定为在中间加热线圈112的上方载置有磁性体。即使在这样的情况下，也能够使驱动电路50c的动作停止，能够进行适于复合材料的被加热物5a的材质的感应加热。
(变形例2)
在上述的动作中，对在载置于内周加热线圈111的上方的被加热物5a的材质为磁性体、且载置于中间加热线圈112的上方的被加热物5a的材质包含非磁性体的情况下，控制部45使驱动电路50a及驱动电路50b动作，且使驱动电路50c的动作停止的动作进行了说明。也可以取代该动作而进行以下动作。
在载置于内周加热线圈111的上方的被加热物5a的材质为磁性体，且载置于中间加热线圈112及外周加热线圈113的上方的被加热物5a的材质包含非磁性体的情况下，控制部45使驱动电路50a、驱动电路50b及驱动电路50c动作。
另外，控制部45使从驱动电路50b向中间加热线圈112供给的高频电流的频率以及从驱动电路50c向外周加热线圈113供给的高频电流的频率比从驱动电路50a向内周加热线圈111供给的高频电流的频率高。例如，控制部45将从驱动电路50a向内周加热线圈111供给的高频电流的频率设定为与磁性体对应而预先设定的频率，例如23kHz。另外，控制部45将从驱动电路50b向中间加热线圈112供给的高频电流的频率及从驱动电路50c向外周加热线圈113供给的高频电流的频率设定为与非磁体对应的频率，例如90kHz。
并且，控制部45使向外周加热线圈113供给的电力比向内周加热线圈111以及中间加热线圈112供给的电力小。例如，控制部45通过变更逆变电路23的开关元件的导通占空比(导通截止比率)来控制电力。这里，向外周加热线圈113供给的电力例如是最大电力的一半以下的电力。
这样，通过向外周加热线圈113供给与非磁性体对应的高频电流，能够进行适于被加热物5a的外周部的材料的加热。另外，由于减小向被加热物5a的外周部投入的电力(火力)，因此能够抑制加热效率的降低的增大。
实施方式2
在本实施方式2中，对使用全桥电路的逆变电路进行说明。此外，在以下的说明中，对与上述实施方式1相同的部分标注相同的附图标记，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
(结构)
图9是表示实施方式2的感应加热烹调器的驱动电路的图。在图9中，示出了驱动电路50a以及驱动电路50c的结构。
如图9所示，驱动电路50a和驱动电路50c具备三组由在正负母线之间串联连接的两个开关元件(IGBT)和与该开关元件分别反向并联连接的二极管构成的臂。此外，以下，将三组臂中的一组称为共用臂，将其它两组称为内周加热线圈用臂以及外周加热线圈用臂。
共用臂是与内周加热线圈111以及外周加热线圈113连接的臂，由IGBT234a、IGBT234b、二极管234c以及二极管234d构成。
内周加热线圈用臂是连接有内周加热线圈111的臂，由IGBT233a、IGBT233b、二极管233c以及二极管233d构成。
外周加热线圈用臂是连接有外周加热线圈113的臂，由IGBT235a、IGBT235b、二极管235c以及二极管235d构成。
共用臂的IGBT234a和IGBT234b、内周加热线圈用臂的IGBT233a和IGBT233b、外周加热线圈用臂的IGBT235a和IGBT235b由从控制部45输出的驱动信号进行导通截止驱动。
控制部45在使共用臂的IGBT234a导通的期间使IGBT234b成为截止状态，在使IGBT234a截止的期间使IGBT234b成为导通状态，并输出交替地导通截止的驱动信号。
同样地，控制部45输出交替地导通截止内周加热线圈用臂的IGBT233a和IGBT233b、外周加热线圈用臂的IGBT235a和IGBT235b的驱动信号。
由此，由共用臂和内周加热线圈用臂构成驱动内周加热线圈111的全桥逆变器。另外，由共用臂和外周加热线圈用臂构成驱动外周加热线圈113的全桥逆变器。
另外，内周加热线圈用臂相当于本发明中的“第一臂”，共用臂相当于本发明中的“第二臂”，外周加热线圈用臂相当于本发明中的“第三臂”。
由内周加热线圈111和谐振电容器24c构成的负载电路被连接在共用臂的输出点(IGBT234a和IGBT234b的连接点)与内周加热线圈用臂的输出点(IGBT233a和IGBT233b的连接点)之间。
由外周加热线圈113及谐振电容器24d构成的负载电路被连接在共用臂的输出点与外周加热线圈用臂的输出点(IGBT235a和IGBT235b的连接点)之间。
流过内周加热线圈111的线圈电流由线圈电流检测部件25c检测。线圈电流检测部件25c例如检测流过内周加热线圈111的电流的峰值，并将与加热线圈电流的峰值相当的电压信号输出到控制部45。
流过外周加热线圈113的线圈电流由线圈电流检测部件25d检测。线圈电流检测部件25d例如检测流过外周加热线圈113的电流的峰值，并将与加热线圈电流的峰值相当的电压信号输出到控制部45。
控制部45根据投入电力(火力)，向各臂的开关元件(IGBT)输入高频的驱动信号，调整加热输出。加热输出的调整将各臂的驱动信号设为同一频率，通过以共用臂的驱动信号为基准的内周加热线圈用臂以及外周加热线圈用臂的驱动信号的相位差控制，调整向各线圈供给的电力。另外，各臂的驱动信号的导通占空比相同。
图10是表示实施方式2的感应加热烹调器的驱动电路的图。
在图10中，示出了驱动电路50b的结构。
如图10所示，驱动电路50b由相对于图4的逆变电路23追加连接有作为开关元件的IGBT232a、232b和作为续流二极管的二极管232c、232d的全桥逆变电路构成。
控制部45输出驱动逆变电路23的各开关元件(IGBT23a、23b、232a、232b)的驱动信号，与上述实施方式1的动作同样地设定向中间加热线圈112供给的高频电流的频率。
另外，驱动电路50b具备与中间加热线圈112一起形成谐振电路的谐振电容器24a和谐振电容器24b。谐振电容器24b经由切换开关26与谐振电容器24a并联连接。在切换开关26为导通状态时，谐振电容器24b与谐振电容器24a并联连接，在切换开关26为截止状态时谐振电容器24b的连接断开。即，通过使切换开关26成为闭合状态，与中间加热线圈112一起形成谐振电路的谐振电容器的容量变大，通过使切换开关26成为打开状态，与中间加热线圈112一起形成谐振电路的谐振电容器的容量变小。另外，虽然图中省略了切换开关26，但根据来自控制部45的信号进行切换。
另外，切换开关26相当于本发明中的“容量切换部件”。
(动作)
以下，分为在感应加热烹调器100的加热口上载置有复合材料的被加热物5a的情况下的加热动作和载置有仅由磁性体形成的被加热物5b的情况下的加热动作进行说明。
<复合材料的被加热物5a>
与上述的实施方式1同样地，在载置在内周加热线圈111的上方的被加热物5a的材质为磁性体，且载置在中间加热线圈112的上方的被加热物5a的材质包含非磁性体的情况下，控制部45使驱动电路50a及50b动作，使驱动电路50c的动作停止。即，控制部45使驱动电路50c的外周加热线圈用臂的驱动停止，驱动驱动电路50a的内周加热线圈用臂和共用臂。另外，控制部45驱动驱动电路50b的两组臂。
另外，控制部45使从驱动电路50b向中间加热线圈112供给的高频电流的频率比从驱动电路50a向内周加热线圈111供给的高频电流的频率高。
进而，控制部45使驱动电路50b的切换开关26成为打开状态，减小与中间加热线圈112一起形成谐振电路的谐振电容器的容量。
由此，谐振电路的谐振频率变高，能够使谐振频率与驱动电路50b的驱动频率接近，能够提高对中间加热线圈112的加热效率。
<磁性体的被加热物5b>
与上述的实施方式1同样地，在内周加热线圈111、中间加热线圈112、以及外周加热线圈113的上方载置有磁性体的情况下，控制部45将驱动电路50a～50c分别设定为与磁性体对应地预先设定的频率、例如21kHz。
进而，控制部45使驱动电路50b的切换开关26成为闭合状态，增大与中间加热线圈112一起形成谐振电路的谐振电容器的容量。
由此，谐振电路的谐振频率变低，能够使谐振频率与驱动电路50b的驱动频率接近，能够提高对中间加热线圈112的加热效率。
如上所述，在本实施方式2中，驱动内周加热线圈111的驱动电路50a和驱动外周加热线圈113的驱动电路50c由臂共用的全桥逆变电路构成。
因此，与将驱动电路50a和驱动电路50c分别设为不同的结构的情况相比，通过共用臂化，能够将逆变器中的IGBT的部件个数从8个减少到6个而廉价地构成。另外，由于以同一频率来驱动内周加热线圈111和外周加热线圈113或者仅利用内周加热线圈111来驱动，因此能够防止磁噪声的产生。
另外，在本实施方式2中，在载置在中间加热线圈112的上方的被加热物5a的材质包含非磁性体的情况下，控制部45切换切换开关26以使谐振电容器的容量变小。
因此，能够使驱动电路50b的驱动频率与谐振频率接近，能够提高向中间加热线圈112的加热效率。
此外，构成驱动电路50b的各开关元件(IGBT23a、23b、232a、232b)例如也可以是使用碳化硅或者氮化镓类材料等宽带隙半导体的结构。通过在开关元件中使用宽带隙半导体，能够减少开关元件的通电损失，另外，即使使开关频率(驱动频率)为高频(高速)，驱动电路的损耗也较少，因此能够使驱动电路的散热翅片小型化，能够实现驱动电路的小型化以及低成本化。
实施方式3
在本实施方式3中，对形成加热线圈的导线的结构进行说明。此外，在以下的说明中，对与上述实施方式1以及2相同的部分标注相同的附图标记，以与实施方式1以及2的不同点为中心进行说明。
图11是表示实施方式3的感应加热烹调器的第一感应加热部件的俯视图和表示加热线圈的导线的截面的示意图。
如图11所示，中间加热线圈112通过卷绕导线120而构成，该导线120由涂敷了绝缘层的任意的金属(例如铜、铝等)形成。另外，内周加热线圈111和外周加热线圈113通过卷绕导线121而构成，该导线121由涂敷了绝缘层的任意的金属(例如铜、铝等)形成。
中间加热线圈112的导线120的线径形成为比内周加热线圈111以及外周加热线圈113的导线121的线径小。
另外，中间加热线圈112的导线120的匝数形成为比内周加热线圈111以及外周加热线圈113的导线121的匝数多。
例如，将内周加热线圈111和外周加热线圈113的导线121的线径设为0.3mm左右，将中间加热线圈112的导线120的线径设为0.1mm左右。
如在上述的实施方式1中说明的那样，控制部45使从驱动电路50b向中间加热线圈112供给的高频电流的频率比从驱动电路50a向内周加热线圈111供给的高频电流的频率高。
因此，通过使中间加热线圈112的导线120的线径比内周加热线圈111以及外周加热线圈113细，且使根数增多，能够降低要进行高频加热的中间加热线圈112的趋肤效应，抑制发热，降低损失。
实施方式4
在本实施方式4中，对加热线圈的卷绕宽度进行说明。此外，在以下的说明中，对与上述实施方式1～3相同的部分标注相同的附图标记，以与实施方式1～3的不同点为中心进行说明。
图12是表示实施方式4的感应加热烹调器的加热线圈和被加热物的图。
如图12所示，中间加热线圈112的卷绕宽度L2形成为比内周加热线圈111的卷绕宽度L1以及外周加热线圈113的卷绕宽度L3宽。另外，卷绕宽度是指卷绕在圆周上的加热线圈的外周与内周的长度。
另外，本实施方式4中的加热动作与上述实施方式1相同。
在此，在非磁性体上安装有磁性体6的复合材料的被加热物5a的大小、粘贴磁性材料体的范围等各种各样。通过扩大中间加热线圈112的卷绕宽度L2，能够使复合材料的被加热物5a中的磁性体6与非磁性体的交界部容易向中间加热线圈112的上方载置。
以下，对复合材料的被加热物5a的外径以及各加热线圈的外径的例子和感应加热烹调器100的动作例进行说明。
作为复合材料的被加热物5a的磁性体6的外径(粘贴直径)，在市场上大多流通的例如为11cm～17cm。
例如，将内周加热线圈111的外径设为12cm～14cm左右。另外，例如将中间加热线圈112的外径设为16cm～19cm左右。另外，在中间加热线圈112的内侧与内周加热线圈111的外侧之间设有间隙。
在这样的例子中，例如在将外径为12cm左右的复合材料的被加热物5a(小锅或小径平底锅)载置于加热口的情况下，负载判定部46判定为在内周加热线圈111的上方载置有磁性体，中间加热线圈112以及外周加热线圈113的上方为无负载。
在该情况下，控制部45仅驱动驱动电路50a，停止驱动电路50b以及驱动电路50c的动作。另外，控制部45通过以二十几kHz左右、例如23kHz的驱动频率使驱动电路50a动作来进行加热。
例如在将外径为16cm左右的复合材料的被加热物5a(中锅或中径平底锅)载置于加热口的情况下，负载判定部46判定为在内周加热线圈111的上方载置有磁性体，在中间加热线圈112的上方载置有非磁性材料，外周加热线圈113的上方为无负载。
在该情况下，控制部45驱动驱动电路50a和驱动电路50b，停止驱动电路50c的动作。另外，控制部45以二十几kHz左右、例如23kHz的驱动频率使驱动电路50a动作，以与非磁性材料对应的频率、例如90kHz的驱动频率使驱动电路50b动作。
例如在将外径为20cm左右的复合材料的被加热物5a(大锅或大径平底锅)载置于加热口的情况下，负载判定部46判定为在内周加热线圈111的上方载置有磁性体，在中间加热线圈112以及外周加热线圈113的上方载置有非磁性材料。
在该情况下，控制部45也驱动驱动电路50a及驱动电路50b，停止驱动电路50c的动作。另外，控制部45以二十几kHz左右、例如23kHz的驱动频率使驱动电路50a动作，以与非磁性材料对应的频率、例如90kHz的驱动频率使驱动电路50b动作。
如上所述，在本实施方式4中，通过扩大中间加热线圈112的卷绕宽度L2，能够使复合材料的被加热物5a中的磁性体6与非磁性体的交界部容易向中间加热线圈112的上方载置。
因此，能够进行适于市场上流通的多种被加热物5a的感应加热。因此，在对多种复合材料的被加热物5a进行感应加热时，能够抑制加热温度的不均匀，能够抑制加热效率的降低。
实施方式5
在本实施方式5中，对具备4个加热线圈的结构进行说明。此外，在以下的说明中，对与上述实施方式1～4相同的部分标注相同的附图标记，以与实施方式1～4的不同点为中心进行说明。
(结构)
图13是表示实施方式5的感应加热烹调器的结构的框图。
如图13所示，中间加热线圈112具有第一中间加热线圈112a和第二中间加热线圈112b。第一中间加热线圈112a和第二中间加热线圈112b各自直径不同，配置为同心圆状。另外，第二中间加热线圈112b配置在第一中间加热线圈112a的外侧。另外，第一中间加热线圈112a和第二中间加热线圈112b分别独立地卷绕。
第一中间加热线圈112a由驱动电路50b1驱动控制。另外，第二中间加热线圈112b由驱动电路50b2驱动控制。另外，驱动电路50b1以及50b2的结构与上述实施方式1～4中的任意一个相同。
(动作)
与上述实施方式1同样地，负载判定部46对载置在各加热线圈的各自的上方的负载的材质进行判定。
控制部45在载置于内周加热线圈111的上方的被加热物5a的材质为磁性体，且载置在第一中间加热线圈112a的上方的被加热物5a的材质包含非磁性体的情况下，使驱动电路50a及驱动电路50b1动作，使驱动电路50b2及驱动电路50c的动作停止。即，将第二中间加热线圈112b视为上述实施方式21的动作中的外周加热线圈113，与外周加热线圈113一起停止驱动电路50b2及驱动电路50c的驱动。
另外，控制部45使从驱动电路50b1向第一中间加热线圈112a供给的高频电流的频率比从驱动电路50a向内周加热线圈111供给的高频电流的频率高。
另外，在载置在内周加热线圈111和第一中间加热线圈112a的上方的被加热物5a的材质是磁性体，且载置在第二中间加热线圈112b的上方的被加热物5a的材质包含非磁性体的情况下，控制部45使驱动电路50a、驱动电路50b1以及驱动电路50b2动作，使驱动电路50c的动作停止。
另外，控制部45使从驱动电路50b2向第二中间加热线圈112b供给的高频电流的频率比从驱动电路50a向内周加热线圈111供给的高频电流的频率及从驱动电路50b1向第一中间加热线圈112a供给的高频电流的频率高。
通过这样的结构，能够进行适于市场上流通的多种被加热物5a的感应加热。因此，在对多种复合材料的被加热物5a进行感应加热时，能够抑制加热温度的不均匀，能够抑制加热效率的降低。
此外，在本实施方式5中，对加热线圈为4个的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，能够应用于3个以上的任意的加热线圈。即，相对于一个加热口设置多个加热线圈，控制部45使多个线圈中的、载置于上方的被加热物5a的材质为磁性体的加热线圈作为内周加热线圈111发挥功能。另外，控制部45使多个加热线圈中的、与内周加热线圈111相比相邻地配置在外侧且载置于上方的被加热物5a的材质包含非磁性体的线圈作为中间加热线圈112发挥功能。另外，控制部45使多个线圈中的、配置于比中间加热线圈112靠外侧的加热线圈作为外周加热线圈113发挥功能。
在这样的结构中，也能够得到与上述实施方式1～5同样的效果。另外，能够进行适于市场上流通的多种被加热物5a的感应加热。
另外，在上述实施方式1～5中，说明了多个加热线圈配置成同心圆状的结构，但本发明并不限定于此。例如，也可以将外周加热线圈113分割为4个，分别形成大致1/4圆弧状(香蕉状或黄瓜状)的平面形状，以大致沿着中间加热线圈112的外周的方式配置在中间加热线圈112的外侧。
附图标记说明
1第一感应加热口、2第二感应加热口、3第三感应加热口、4顶板、5被加热物、5a被加热物、5b被加热物、6磁性体、11第一感应加热部件、12第二感应加热部件，13第三感应加热部件、21交流电源、22直流电源电路、22a二极管电桥、22b电抗器、22c平滑电容器、23逆变电路、23a、23b IGBT、23c、23d二极管、24a～24d谐振电容器、25a输入电流检测部件、25b～25d线圈电流检测部件、26切换开关、40操作部、40a～40c操作部、41显示部、41a～41c显示部、43操作显示部、45控制部、46负载判定部、48存储器、50驱动电路、50a驱动电路、50b驱动电路、50b1驱动电路、50b2驱动电路、50c驱动电路、100感应加热烹调器、111内周加热线圈、112中间加热线圈、112a第一中间加热线圈、112b第二中间加热线圈、113外周加热线圈、120导线、121导线、232a、232b IGBT、232c、232d二极管、233a、233b IGBT、233c、233d二极管、234a、234b IGBT、234c、234d二极管、235a、235b IGBT、235c、235d二极管。

Claims (12)

1.一种感应加热烹调器，其中，
该感应加热烹调器具备：
第一线圈；
第二线圈，配置在比所述第一线圈靠外侧的位置；
第三线圈，配置在比所述第二线圈靠外侧的位置；
第一逆变电路，向所述第一线圈供给第一高频电流；
第二逆变电路，向所述第二线圈供给第二高频电流；
第三逆变电路，向所述第三线圈供给第三高频电流；
控制装置，对所述第一逆变电路、所述第二逆变电路以及所述第三逆变电路的驱动进行控制；以及
负载判定部，对载置于所述第一线圈、所述第二线圈以及所述第三线圈各自的上方的被加热物的材质进行判定，
在载置于所述第一线圈的上方的所述被加热物的材质为磁性体，且载置于所述第二线圈的上方的所述被加热物的材质包含非磁性体的情况下，所述控制装置使所述第一逆变电路以及所述第二逆变电路动作，使所述第三逆变电路的动作停止，使所述第二高频电流的频率比所述第一高频电流的频率高。
2.根据权利要求1所述的感应加热烹调器，其中，
所述控制装置将所述第二高频电流的频率设定为与非磁体对应的频率。
3.根据权利要求1或2所述的感应加热烹调器，其中，
所述控制装置使所述第二高频电流的频率比所述第一高频电流的频率高可听频率以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的感应加热烹调器，其中，
在载置于所述第一线圈的上方的所述被加热物的材质为磁性体，且载置于所述第三线圈的上方的所述被加热物的材质包含非磁性体的情况下，所述控制装置使所述第三逆变电路的动作停止。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的感应加热烹调器，其中，
所述第一逆变电路由全桥逆变电路构成，该全桥逆变电路利用串联连接有两个第一开关元件的第一臂和串联连接有两个第二开关元件的第二臂驱动所述第一线圈，
所述第三逆变电路由全桥逆变电路构成，该全桥逆变电路利用所述第二臂和串联连接有两个第三开关元件的第三臂驱动所述第三线圈。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的感应加热烹调器，其中，
该感应加热烹调器具备：
谐振电容器，与所述第二线圈一起形成谐振电路；以及
容量切换部件，切换所述谐振电容器的容量，
在载置于所述第二线圈的上方的所述被加热物的材质包含非磁性体的情况下，所述控制装置使所述容量切换部件进行切换，以减小所述谐振电容器的容量。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的感应加热烹调器，其中，
所述第一线圈、所述第二线圈以及所述第三线圈卷绕导线而形成，
所述第二线圈的所述导线的线径比所述第一线圈以及所述第三线圈的所述导线的线径小，
所述第二线圈的所述导线的匝数比所述第一线圈以及所述第三线圈的所述导线的匝数多。
8.一种感应加热烹调器，其中，
该感应加热烹调器具备：
第一线圈；
第二线圈，配置在比所述第一线圈靠外侧的位置；
第三线圈，配置在比所述第二线圈靠外侧的位置；
第一逆变电路，向所述第一线圈供给第一高频电流；
第二逆变电路，向所述第二线圈供给第二高频电流；
第三逆变电路，向所述第三线圈供给第三高频电流；
控制装置，对所述第一逆变电路、所述第二逆变电路以及所述第三逆变电路的驱动进行控制；以及
负载判定部，对载置于所述第一线圈、所述第二线圈以及所述第三线圈各自的上方的被加热物的材质进行判定，
在载置于所述第一线圈的上方的所述被加热物的材质是磁性体，且载置于所述第二线圈和所述第三线圈的上方的所述被加热物的材质包含非磁性体的情况下，所述控制装置使所述第一逆变电路、所述第二逆变电路以及所述第三逆变电路动作，使所述第二高频电流的频率以及所述第三高频电流的频率比所述第一高频电流的频率高，使向所述第三线圈供给的电力比向所述第一线圈以及所述第二线圈供给的电力小。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的感应加热烹调器，其中，
所述第二线圈的卷绕宽度比所述第一线圈的卷绕宽度和所述第三线圈的卷绕宽度宽。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的感应加热烹调器，其中，
该感应加热烹调器具备顶板，该顶板形成有表示载置所述被加热物的载置位置的加热口，
所述第一线圈配置在所述加热口的中央，
所述第二线圈和所述第三线圈相对于所述第一线圈配置成同心圆状。
11.根据权利要求1～9中任一项所述的感应加热烹调器，其中，
该感应加热烹调器具备：
顶板，形成有表示载置所述被加热物的载置位置的加热口；以及
线圈，相对于一个所述加热口设有多个，
所述负载判定部对载置于多个所述线圈各自的上方的所述被加热物的材质进行判定，
所述控制装置使多个所述线圈中的、载置于上方的所述被加热物的材质为磁性体的所述线圈作为所述第一线圈发挥功能，使多个所述线圈中的、相邻地配置于比所述第一线圈靠外侧且载置于上方的所述被加热物的材质包含非磁性体的所述线圈作为所述第二线圈发挥功能，使多个所述线圈中的、配置于比所述第二线圈靠外侧的所述线圈作为所述第三线圈发挥功能。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的感应加热烹调器，其中，
所述第一逆变电路、所述第二逆变电路以及所述第三逆变电路中的至少一个逆变电路的开关元件由宽带隙半导体材料形成。
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