CN110476479B - 感应加热装置 - Google Patents

Abstract

一种感应加热装置(100)，具备：第一加热线圈(31)，连接于第一支路电路(21)和共同支路电路(24)；以及第二加热线圈(32)，连接于第二支路电路(27)和共同支路电路(24)，在向第一加热线圈(31)供给第一频率的交流电流时，以预定的频率开关共同支路电路(24)，在向第二加热线圈(32)供给与第一频率不同的第二频率的交流电流时，也以与在向第一加热线圈(31)供给第一频率的交流电流时相同的频率开关共同支路电路(24)。能够向第一加热线圈(31)以及第二加热线圈(32)供给不同频率的交流电流。

Description

感应加热装置

技术领域

本发明涉及感应加热装置。

背景技术

在以往的感应加热装置中，具备设置于1个加热口的内周侧的第一加热线圈和设置于比第一加热线圈更靠外周侧的第二加热线圈，向第一加热线圈以及第二加热线圈供给交流电流的逆变器电路使用3个支路电路构成，该支路电路由2个开关元件串联连接而成(例如参照专利文献1)。

3个支路电路为第一支路电路、第二支路电路以及共同支路电路，第一加热线圈连接于第一支路电路与共同支路电路之间，第二加热线圈连接于第二支路电路与共同支路电路之间。另外，第一加热线圈与第二加热线圈分别与能够通过开关的开闭来切换静电容量的可变容量电容器串联连接，根据载置于加热口的被加热物是磁性金属还是非磁性金属来切换开关的开闭。而且，以相同的频率开关第一支路电路、第二支路电路以及共同支路电路，向第一加热线圈和第二加热线圈供给相同频率的交流电流而将被加热物感应加热。另外，与被加热物由磁性金属形成的情况相比，在被加热物由非磁性金属形成的情况下，更加提高各支路电路的开关频率而更加提高向第一加热线圈与第二加热线圈供给的交流电流的频率。当利用更高频的交变磁通将被加热物感应加热时，因趋肤效应而涡电流流过被加热物的趋肤深度变浅，因此涡电流流过的路径的电抗(electrical resistance)变高。其结果是即使在被加热物由非磁性金属形成的情况下也能够高效地进行感应加热。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-158225号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在专利文献1所记载的以往的感应加热装置中，在感应加热在由非磁性金属形成的被加热物的底部的内周侧接合磁性金属而形成的由异种材质所形成的被加热物的情况下，磁性金属位于第一加热线圈上，非磁性金属位于第二加热线圈上，因此无法将被加热物高效地感应加热。即，以往的感应加热装置存在如下问题点：对第一加热线圈和第二加热线圈流过相同频率的交流电流，因此当将交流电流设为适于磁性金属的感应加热的频率时，外周侧的非磁性金属的感应加热变得不充分，当将交流电流设为适于非磁性金属的感应加热的频率时，对于内周侧的磁性金属的感应加热而言成为不必要的高频率，因此将磁性金属感应加热的效率下降。

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种感应加热装置，在该感应加热装置中，即使第一加热线圈与第二加热线圈共用共同支路电路，也能够向第一加热线圈以及第二加热线圈供给不同频率的交流电流。

用于解决问题的方案

本发明的感应加热装置具备：逆变器电路，具有多个支路电路，所述支路电路具有第一开关元件、与第一开关元件串联连接的第二开关元件以及设置于第一开关元件与第二开关元件之间的输出端，多个支路电路包括第一支路电路、第二支路电路以及共同支路电路；第一加热线圈，电连接于第一支路电路的输出端与共同支路电路的输出端之间；以及第二加热线圈，电连接于第二支路电路的输出端与共同支路电路的输出端之间，逆变器电路在向第一加热线圈供给第一频率的交流电流时，以预定的频率开关共同支路电路的第一开关元件，逆变器电路在向第二加热线圈供给与第一频率不同的第二频率的交流电流时，也以与向第一加热线圈供给第一频率的交流电流时相同的频率开关共同支路电路的第一开关元件。

发明的效果

根据本发明的感应加热装置，即使第一加热线圈与第二加热线圈共用共同支路电路，也能够向第一加热线圈以及第二加热线圈供给不同频率的交流电流。

附图说明

图1为示出本发明的实施方式1的感应加热装置的立体图。

图2为示出本发明的实施方式1的加热线圈的俯视图。

图3为示出本发明的实施方式1的感应加热装置的电路的结构的电路图。

图4为示出在本发明的实施方式1的感应加热装置的顶板上载置由单一材质形成的被加热物以及由异种材质形成的被加热物的情况下的情形的剖视图。

图5为示出由本发明的实施方式1的感应加热装置将由单一材质形成的被加热物感应加热的情形的立体图。

图6为示出由本发明的实施方式1的感应加热装置将由异种材质形成的被加热物感应加热的情形的立体图。

图7示出了本发明的实施方式1的感应加热装置的在将由异种材质形成的被加热物感应加热的情况下的驱动条件的一例。

图8为示出构成本发明的实施方式1的感应加热装置的逆变器电路的各开关元件的栅极信号和从逆变器电路输出的电压波形以及电流波形的时序图。

图9为示出构成本发明的实施方式2的感应加热装置的逆变器电路的各开关元件的栅极信号和从逆变器电路输出的电压波形以及电流波形的时序图。

图10为示出构成本发明的实施方式3的感应加热装置的逆变器电路的各开关元件的栅极信号和从逆变器电路输出的电压波形以及电流波形的时序图。

图11为示出构成本发明的实施方式4的感应加热装置的逆变器电路的各开关元件的栅极信号和从逆变器电路输出的电压波形以及电流波形的时序图。

图12为示出构成本发明的实施方式5的感应加热装置的逆变器电路的各开关元件的栅极信号和从逆变器电路输出的电压波形以及电流波形的时序图。

图13为示出在通过本发明的实施方式6的感应加热装置将被加热物感应加热的情况下的载置于加热线圈上的被加热物的位置的俯视图。

图14为示出由本发明的实施方式7的感应加热装置将2个被加热物感应加热的情形的立体图。

(附图标记说明)

11：负载探测部；21：第一支路电路；21a：第一开关元件；23：输出端；24：共同支路电路；24a：第一开关元件；26：输出端；27：第二支路电路；21a：第二开关元件；29：输出端；31：第一加热线圈；32：第二加热线圈；41：第一可变容量电容器；45：第二可变容量电容器；81：逆变器电路；100：感应加热装置。

具体实施方式

实施方式1.

首先，说明本发明的实施方式1的感应加热装置的结构。图1为示出本发明的实施方式1的感应加热装置的立体图。

在图1中，感应加热装置100的外廓包括壳体1和设置于壳体1的上部的顶板2。顶板2具有玻璃、陶瓷或者树脂等绝缘物，由感应加热装置100感应加热的锅、煎锅等被加热物载置于由顶板2的绝缘物构成的区域。在顶板2显示有示出载置被加热物的位置的基准的载置位置3a、3b、3c。在顶板2为玻璃等透明材质的情况下，载置位置3a、3b、3c可以在与作为载置面的顶板2的表面相反一侧的背面通过印刷等而显示。另外，载置位置3a、3b、3c也可以包括设置于顶板2的背面侧的发光二极管等发光元件和导光构件等，构成为从顶板2的表面侧能够视觉辨认载置被加热物的位置。在图1中，虽然以载置位置3a、3b、3c示出载置被加热物的区域的方式而记载，但是载置位置3a、3b、3c也可以通过示出载置被加热物的位置的中心的点等而显示。感应加热装置100将载置于载置位置3a、3b、3c的被加热物感应加热，因此也可以将载置位置3a、3b、3c分别称为加热口。

感应加热装置100具有烧烤部4，该烧烤部4具有能够向壳体1的前表面侧抽出的开闭门。烧烤部4在具有长方体状的内部空间的加热室设置有加热器等加热单元。在例如进行烤鱼等烧烤烹饪等情况下使用烧烤部4。此外，烧烤部4不一定是必需的，感应加热装置100也可以为不具有烧烤部4的结构。

感应加热装置100在顶板2的前方具有操作部5a，在壳体1的前表面具有操作部5b、5c。操作部5a、5b、5c用于在将载置于载置位置3a、3b、3c的被加热物感应加热时的加热开始、加热停止或者加热电力的调整和基于烧烤部4的加热开始、加热停止或者加热电力的调整等。设置操作部5a、5b、5c的位置不限于图1所示的位置，只要是使用感应加热装置100的使用者易于进行感应加热装置100的操作的部位即可。

在顶板2的前方设置有显示感应加热装置100的状态的显示部6。显示部6可以为例如液晶显示器、有机EL(Electroluminescence，电致发光)显示器等显示器装置。设置显示部6的位置只要为感应加热装置100的使用者易于视觉辨认的位置即可，不限于顶板2的前方，例如也可以在壳体1的前表面设置显示部6。在显示部6根据感应加热装置100的动作状况显示各种各样的信息。例如可以显示输入至各加热口的电力、电力的相对大小，也可以显示载置于各加热口的被加热物的底面的温度。另外，也可以由带有触摸面板的显示器装置构成显示部6，一体地形成显示部6和操作部。

在顶板2的后方设置有排气口7a、7b、7c。排气口7a、7b、7c为用于将设置于感应加热装置100内的烧烤部4、电路(未图示)、加热线圈(未图示)等所产生的热、由于在烧烤部4内的烹饪而产生的油烟等排出至感应加热装置100的外部的排气口。在图1中，虽然将排气口7a、7b、7c设置于顶板2，但是也可以将排气口设置于壳体1。另外，排气口的数量不限于3个，只要为1个以上即可。此外，在感应加热装置100不具有烧烤部4的情况下，也可以为不设置排气口而例如从壳体1的表面散热的结构。

在感应加热装置100的内部设置有用于将载置于顶板2上的锅等被加热物感应加热的加热线圈和用于向加热线圈供给高频电流的电路。加热线圈与在顶板2显示的载置位置3a、3b、3c的各个位置对置而设置于顶板2的背面侧。加热线圈可以例如将被包覆的导线卷绕为螺旋状而形成。当使用扭绞多根包覆有由铜等导电率高的金属形成的细线的包覆细线而形成的绞合线作为形成加热线圈的导线时，能够抑制在20kHz～100kHz这样的高频下的加热线圈的电抗的增大，因此更加优选。1个加热线圈具有2个连接于电路的端子。即，1个加热线圈为具有两端的2端子电路部件。另外，根据需要加热线圈也可以与和被加热物对置的面的相反一侧的面对置而具有铁氧体磁芯等磁性体。

图2为示出本发明的实施方式1的加热线圈的俯视图。图2(a)～(d)示出设置于感应加热装置100内的加热线圈的一例，本发明的感应加热装置100也可以设置有图2(a)～(d)所示出的形状以外的形状的加热线圈。在此，设为图1所示的感应加热装置100在顶板2的背面侧与载置区域3a、3b、3c对置而设置有图2(a)～(d)所示的加热线圈中的任意加热线圈来进行说明。此外，也可以与载置区域3a、3b、3c对置而设置形状各不相同的加热线圈，例如也可以与载置区域3a对置而设置图2(c)的加热线圈30c，与载置区域3b对置而设置图2(b)的加热线圈30b，与载置区域3c对置而设置图2(a)的加热线圈30a。

图2(a)所示的加热线圈30a包括卷绕导线而形成为环状的加热线圈31和卷绕导线而形成为环状并与加热线圈31相邻而配置的加热线圈32。加热线圈32在加热线圈31的周围与加热线圈31分离而配置。加热线圈31以及加热线圈32分别在导线的两端具有连接于电路的端子，分别成为单独的加热线圈。加热线圈32包围加热线圈31而设置，因此当在加热线圈30上载置被加热物时，加热线圈31将被加热物的内周侧的区域感应加热，加热线圈32将被加热物的外周侧的区域感应加热。

在图2(a)中，可以将加热线圈31作为第一加热线圈，将加热线圈32作为第二加热线圈。另外，也可以将第一加热线圈以及第二加热线圈的称呼替换，将加热线圈32作为第一加热线圈，将加热线圈31作为第二加热线圈。虽然在以下省略了提及，但是在本发明中，第一加热线圈与第二加热线圈可以将称呼互换。也就是说，多个加热线圈中的1个加热线圈为第一加热线圈，多个加热线圈中的除了第一加热线圈之外的加热线圈中的1个加热线圈为第二加热线圈。第一加热线圈以及第二加热线圈在顶板2的背面侧与顶板2的背面对置而设置。

图2(b)所示的加热线圈30b包括卷绕导线而分别形成为环状的加热线圈31a、加热线圈31b以及加热线圈32。加热线圈31a与加热线圈31b相邻而配置并相互分离。另外，加热线圈31b与加热线圈32相邻而配置并相互分离。虽然加热线圈31a、加热线圈31b、加热线圈32可以为分别在导线的两端具有端子的单独的加热线圈，但是例如加热线圈31a与加热线圈31b也可以由连续的导线形成并作为1个加热线圈发挥功能。也就是说，也可以由加热线圈31a和加热线圈31b构成第一加热线圈，由加热线圈32构成第二加热线圈。

图2(c)所示的加热线圈30c包括卷绕导线而分别形成为环状的加热线圈31a、加热线圈31b、加热线圈32a、加热线圈32b、加热线圈32c以及加热线圈32d。与图2(b)的情况同样地，加热线圈31a以及加热线圈31b可以分别为单独的加热线圈，也可以由加热线圈31a和加热线圈31b构成1个加热线圈。加热线圈32a、加热线圈32b、加热线圈32c以及加热线圈32d既可以分别为单独的加热线圈，或者例如也可以为加热线圈32a和加热线圈32c连接而构成1个加热线圈，加热线圈32b与加热线圈32d连接而构成另1个加热线圈。也就是说，也可以由加热线圈31a和加热线圈31b构成第一加热线圈，由加热线圈32a和加热线圈32c构成第二加热线圈。

图2(d)所示的加热线圈30d包括卷绕导线而分别形成为环状的加热线圈31a、加热线圈32a、加热线圈32b、加热线圈32c、加热线圈32d、加热线圈32e、加热线圈32f、加热线圈32g以及加热线圈32h。与图2(c)的情况同样地，加热线圈31a～31h可以分别为单独的加热线圈，也可以由加热线圈31a～31h中的几个加热线圈连接而构成1个加热线圈。例如可以由加热线圈32构成第一加热线圈，由加热线圈32a构成第二加热线圈。另外，也可以由加热线圈31、加热线圈32a、加热线圈32b以及加热线圈32h构成第一加热线圈，由加热线圈32c、加热线圈32d、加热线圈32e以及加热线圈32g构成第二加热线圈。另外，也可以使用继电器、半导体开关元件等开闭器，与烹饪目的相匹配地，重组多个加热线圈的连接，将其中的一组作为第一加热线圈，将另一组作为第二加热线圈。

图3为示出本发明的实施方式1的感应加热装置的电路的结构的电路图。如图3所示，感应加热装置100的电路8具备逆变器电路81、电源供给部82、扼流线圈83、直流部84、控制电路85。如上述那样电路8被设置于由壳体1以及顶板2包围的感应加热装置100的内部。

电源供给部82具有电源熔断器12、输入电容器13、二极管桥14。输入电容器13并联地连接于二极管桥14的交流侧端子，作为外部电源的交流电源9与输入电容器13并联连接。输入电容器13作为滤波器发挥功能。交流电源9为所谓的商用电源。在交流电源9与输入电容器13之间设置电源熔断器12，防止过电流从交流电源9流入到感应加热装置100。二极管桥14将输入至交流侧端子的交流电力整流为直流电力而从二极管桥14的直流侧端子输出。电源供给部82也可以在连接交流电源9的输入输出端设置负载探测部11，该负载探测部11检测输入电流的电流值而检测被加热物的材质。关于负载探测部11的更详细的说明后述。

如图3所示，直流部84经由扼流线圈83并联连接于二极管桥14的直流侧端子。直流部84可以为例如电容器，在直流部84为电容器的情况下，扼流线圈83和构成直流部84的电容器可以构成滤波器。另外，直流部84可以由升压斩波器、降压斩波器或者升降压斩波器等DC/DC转换器构成，也可以设为使输入至逆变器电路81的直流电压的电压值变化的结构。此外，直流部84也可以为改善从交流电源9输入的交流电力的功率因数的功率因数改善转换器。在直流部84为电容器的情况下，将交流电压全波整流得到的电压值周期性地变动的脉动电流的直流电压被输入至逆变器电路81。另一方面，在直流部84为DC/DC转换器的情况下，电压值几乎恒定的直流电压输入到逆变器电路81。在以下的说明中，虽然设为电压值恒定的直流电压输入到逆变器电路81来进行说明，但即使是在脉动电流的直流电压输入到逆变器电路81的情况下，以下的说明也是同样的。

如图3所示，逆变器电路81并联连接于直流部84。逆变器电路81具有相互并联连接的第一支路电路21、第二支路电路27以及共同支路电路24。各支路电路由2个IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等开关元件串联连接而构成，在2个开关元件之间设置有输出端。

第一支路电路21具有：第一开关元件21a，电连接于直流部84的高电压侧；第二开关元件21b，与第一开关元件21a串联连接并被连接于直流部84的低电压侧；以及输出端23，设置于第一开关元件21a与第二开关元件21b之间。另外，二极管22a与第一开关元件21a反并联连接，二极管22b与第二开关元件21b反并联连接。此外，在第一开关元件21a以及第二开关元件21b为MOSFET的情况下，具有体二极管，因此二极管22a以及二极管22b不一定是必需的。栅极信号H1输入到第一开关元件21a的栅极端子，基于栅极信号H1控制第一开关元件21a的导通和关断。同样地，栅极信号L1输入到第二开关元件21b的栅极端子，基于栅极信号L1控制第二开关元件21b的导通和关断。

第二支路电路27具有：第一开关元件27a，电连接于直流部84的高电压侧；第二开关元件27b，与第一开关元件27a串联连接并连接于直流部84的低电压侧；以及输出端29，设置于第一开关元件27a与第二开关元件27b之间。另外，二极管28a与第一开关元件27a反并联连接，二极管28b与第二开关元件27b反并联连接。栅极信号H7输入到第一开关元件27a的栅极端子，基于栅极信号H7控制第一开关元件27a的导通和关断。同样地，栅极信号L7输入到第二开关元件27b的栅极端子，基于栅极信号L7控制第二开关元件27b的导通和关断。

共同支路电路24具有：第一开关元件24a，电连接于直流部84的高电压侧；第二开关元件24b，与第一开关元件24a串联连接并连接于直流部84的低电压侧；以及输出端26，设置于第一开关元件24a与第二开关元件24b之间。另外，二极管25a与第一开关元件24a反并联连接，二极管25b与第二开关元件24b反并联连接。栅极信号H4输入到第一开关元件24a的栅极端子，基于栅极信号H4控制第一开关元件24a的导通和关断。同样地，栅极信号L4输入到第二开关元件24b的栅极端子，基于栅极信号L4控制第二开关元件24b的导通和关断。

此外，虽然在图3中示出了逆变器电路81具有3个支路电路的结构，但是也可以为逆变器电路具有4个以上的支路电路，将1个或者多个支路电路作为共同支路电路的结构。另外，构成各支路电路的各开关元件可以由分立的半导体开关元件构成，也可以由如IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)那样将多个半导体元件内置于1个封装(package)内的电力用半导体模块构成。内置有3个支路电路的电力用半导体模块被广泛用于三相交流马达的驱动用逆变器装置，因此能够通过使用这样的电力用半导体模块，低成本地构成感应加热装置100的逆变器电路81。另外，各支路电路也可以为将包含电容器和电阻器的缓冲电路并联连接于开关元件而抑制施加于开关元件的浪涌电压的结构。

第一支路电路21和共同支路电路24构成第一全桥电路，第二支路电路27和共同支路电路24构成第二全桥电路。在第一支路电路21的输出端23与共同支路电路24的输出端26之间电连接有第一加热线圈31。另外，在第二支路电路27的输出端29与共同支路电路24的输出端26之间电连接有第二加热线圈32。第一可变容量电容器41串联连接于第一加热线圈31，在第一支路电路21的输出端23与共同支路电路24的输出端26之间连接有第一谐振电路，该第一谐振电路包括第一加热线圈31和第一可变容量电容器41。另外，第二可变容量电容器45串联连接于第二加热线圈32，在第二支路电路27的输出端29与共同支路电路24的输出端26之间连接有第二谐振电路，该第二谐振电路包括第二加热线圈32和第二可变容量电容器45。此外，在本发明中，第一加热线圈31、第二加热线圈32、第一可变容量电容器41以及第二可变容量电容器45不被处置为构成逆变器电路81的部件。

第一可变容量电容器41为能够变更静电容量的电容器。例如，如图3所示，第一可变容量电容器41能够通过将电容器43与开闭器44串联连接而成的电路并联连接于电容器42而构成。或者，也可以将开闭器并联连接于电容器而成的电路与其他的电容器串联连接而构成。第一可变容量电容器41所使用的电容器以及开闭器的数量可以任意地设定，串联数量、并联数量也可以任意地设定。开闭器例如可以为继电器，也可以为半导体开关元件。关于第二可变容量电容器45，也与第一可变容量电容器41同样。第二可变容量电容器45为将电容器47与开闭器48串联连接而成的电路并联连接于电容器46而构成。利用来自控制电路85的控制信号控制第一可变容量电容器41的开闭器44以及第二可变容量电容器45的开闭器48的开闭。

控制电路85输出进行对逆变器电路81的各支路电路的第一开关元件21a、24a、27a以及第二开关元件21b、24b、27b的开关控制以及对第一可变容量电容器41的开闭器44以及第二可变容量电容器45的开闭器48的开闭控制的控制信号。在图3中，省略了连接各开关元件的栅极端子与控制电路85的信号线以及连接开闭器44、48与控制电路85的信号线而示出。

另外，控制电路85通过信号线与负载探测部11连接，接收来自负载探测部11的信号。此外，控制电路85通过信号线连接于操作部5以及显示部6，在操作部5以及显示部6与控制电路85之间进行操作信号、显示信号等信号的发送接收。操作部5为图1所示的操作部5a、5b、5c，显示部6为图1所示的显示部6。另外，在直流部84为DC/DC转换器的情况下，控制电路85也可以进行对DC/DC转换器所包含的开关元件的开关控制。控制电路85可以使用具有模拟电路、数字电路的集成电路构成，也可以使用微型计算机等运算处理装置构成。另外，根据需要也可以具备用于驱动各开关元件的栅极驱动电路、保护电路。

负载探测部11判别载置于第一加热线圈31以及第二加热线圈32的被加热物的材质。在被加热物为铁等磁性金属的情况和为铝、铜等非磁性体的情况下，在各加热线圈的两端测量出的阻抗不同，因此利用该阻抗的不同而判别载置于第一加热线圈31或者第二加热线圈32的被加热物的材质。作为阻抗，可以利用电阻的变化而判别被加热物的材质，也可以利用电感的变化而判别被加热物的材质。设置负载探测部11的位置不限于图3所示的位置，例如也可以为与第一加热线圈31串联地设置第一负载探测部并与第二加热线圈32串联地设置第二负载探测部的结构。

如图3所示，在将负载探测部11设置于感应加热装置100的输入端的情况下，控制电路85控制第一支路电路21、共同支路电路24，向第一加热线圈31供给脉冲电流。之后，控制电路85控制第二支路电路27、共同支路电路24，向第二加热线圈32供给脉冲式电流。然后，此时负载探测部11基于测量出的输入电流的变化，检测第一加热线圈31以及第二加热线圈32的阻抗的变化，判别被加热物的材质。如图2(a)所示，在包围第一加热线圈31而配置有第二加热线圈32的情况下，利用在第一加热线圈31处的判别结果判别被加热物的内周侧的材质，利用在第二加热线圈32处的判别结果判别被加热物的外周侧的材质。

虽然负载探测部11可以如图3所示与控制电路85分开而设置，但是也可以与控制电路85一体地设置。也就是说，也可以在感应加热装置100的输入端仅设置电流检测器、电压检测器，检测出的电流值、电压值被输入至控制电路85，在控制电路85的内部运算检测出的电流值、电压值而判别被加热物的材质。即，控制电路85可以具备负载探测部的功能，在这种情况下，可以设为控制电路85为负载探测部。在将电流检测器、电压检测器设置于支路电路的输出端与加热线圈之间，控制电路85基于加热线圈的电流值、电压值判别被加热物的材质的情况下，也同样地可以设为控制电路85以为负载探测部。

接下来，对本发明的感应加热装置100的动作进行说明。

图4为示出在本发明的实施方式1的感应加热装置的顶板上载置了由单一材质形成的被加热物以及由异种材质形成的被加热物的情况下的情形的剖视图。图4(a)为在顶板2上载置了由单一材质形成的被加热物110a的情况下的剖视图，图4(b)为在顶板2上载置有由异种材质形成的被加热物110b的情况下的剖视图。

在本发明中，如图4(a)所示，由单一材质形成的被加热物是指被加热物110a的底部111由单一材质的金属形成的被加热物。单一材质的金属是指铁、铁素体不锈钢等磁性金属或铝、铜、奥氏体不锈钢等非磁性金属，而并非由单一元素形成的金属的意思。因此，被加热物110a的底部由不锈钢等单一合金构成的情况下，为由单一材质形成的被加热物。

另一方面，如图4(b)所示，由异种材质形成的被加热物是指在被加热物110b的底部111接合由与底部111的材质不同的金属形成的磁性金属部112而构成的被加热物。由异种材质形成的被加热物110b是例如在由铝、铜等电抗小的非磁性金属形成的锅的底面通过粘贴、涂覆等接合易被感应加热的铁、铁素体不锈钢等磁性金属而形成的。由异种材质形成的被加热物110b能够由铝构成被加热物110b的大部分，因此出于降低被加热物110b的成本、减轻被加热物110b的重量、提高被加热物110b的热传导等目的而被广泛使用。如图4(b)所示，由异种材质形成的被加热物110b通常在被加热物110b的底面的内周侧设置有磁性金属部112，因此在配置于加热口的内周侧的第一加热线圈31上载置磁性金属部112，在配置于加热口的外周侧的第二加热线圈32上载置由非磁性金属形成的底部111。

图5为示出由本发明的实施方式1的感应加热装置将由单一材质形成的被加热物感应加热的情形的立体图。此外，在图5中，虽然将加热线圈30与顶板2的背面之间的距离增大而示出，但是加热线圈30与顶板2的背面隔开1～10mm程度的间隔，比图5所示更接近于顶板2的背面，与载置位置3对置而配置。

如图5所示，被感应加热装置100感应加热的锅、煎锅等被加热物110a以被加热物110a的底面位于在顶板2显示出的载置位置3上的方式载置。虽然被加热物110a的底面也可以不全部配置于载置位置3上，但是在被加热物110a的底面完全不配置于载置位置3上的情况下，感应加热装置100判断为未载置被加热物，而不向加热线圈30供给交流电流。

当如图5所示在顶板2的载置位置3载置被加热物110a，感应加热装置100的使用者操作操作部5，选择将被加热物110a感应加热的操作时，控制电路85以向加热线圈31以及加热线圈32供给脉冲状的电流的方式控制逆变器电路81。

例如，首先从控制电路85输出使逆变器电路81的第一支路电路21的第一开关元件21a导通的栅极信号H1和使第二开关元件21b关断的栅极信号L1与使共同支路电路24的第一开关元件24a关断的栅极信号H4和使第二开关元件24b导通的栅极信号L4。据此电流流过第一加热线圈31。然后，控制电路85输出使第一支路电路21的第一开关元件21a关断的栅极信号H1和使第二开关元件21b导通的栅极信号L1，流过第一加热线圈31的电流停止。

接下来，从控制电路85输出使逆变器电路81的第二支路电路27的第一开关元件27a导通的栅极信号H7和使第二开关元件27b关断的栅极信号L7与使共同支路电路24的第一开关元件24a关断的栅极信号H4和使第二开关元件24b导通的栅极信号L4。据此电流流过第二加热线圈32。然后，控制电路85输出使第二支路电路27的第一开关元件27a关断的栅极信号H7和使第二开关元件27b导通的栅极信号L7，流过第二加热线圈32的电流停止。

此时，负载探测部11检测由于电流流过了第一加热线圈31和第二加热线圈32而引起的向感应加热装置100的输入电流的增加。此外，在负载探测部与第一加热线圈31以及第二加热线圈32的各个线圈串联连接的情况下，负载探测部直接检测流过第一加热线圈31以及第二加热线圈32的电流。负载探测部11基于检测出的电流，判别载置于第一加热线圈31上的被加热物110a的材质和载置于第二加热线圈32上的被加热物110a的材质。

在负载探测部11判断为第一加热线圈31上的被加热物110a的材质为铁等磁性金属的情况下，控制电路85闭合第一可变容量电容器41的开闭器44而将电容器42与电容器43并联连接。其结果是第一可变容量电容器41的静电容量增加，因此包括第一加热线圈31和第一可变容量电容器41的第一谐振电路的谐振频率变低。另一方面，在负载探测部11判断为第一加热线圈31上的被加热物110a的材质为铝、铜等非磁性金属的情况下，控制电路85断开第一可变容量电容器41的开闭器44而将电容器43从电容器42切断。其结果是第一可变容量电容器41的静电容量减少，因此包括第一加热线圈31和第一可变容量电容器41的第一谐振电路的谐振频率变高。如此，第一可变容量电容器41的静电容量根据负载探测部11判别出的第一加热线圈31上的被加热物的材质而变更。同样地，第二可变容量电容器45的静电容量根据负载探测部11判别出的第二加热线圈32上的被加热物的材质而变更。

在图5中，被加热物110a为由单一材质形成的被加热物，因此负载探测部11判断为第一加热线圈31上的被加热物110a的材质与第二加热线圈32上的被加热物110a的材质相同。因此，从逆变器电路81向第一加热线圈31和第二加热线圈32供给相同频率的交流电流。因此逆变器电路81的第一支路电路21的第一开关元件21a、第二支路电路27的第一开关元件27a以及共同支路电路24的第一开关元件24a以相同的频率被开关。各支路电路的第二开关元件也以相同的频率被开关。

此外，即使在被加热物为由单一材质形成的被加热物的情况下，通过后述的在被加热物为由异种材质形成的被加热物的情况下的动作，也不会妨碍被加热物被感应加热。也就是说，即使第一加热线圈上的被加热物的材质与第二加热线圈上的被加热物的材质相同，也可以使流过第一加热线圈31的电流的频率与流过第二加热线圈32的电流的频率为不同的频率。另外，也可以使逆变器电路供给至第一加热线圈的交流电流的频率与供给至第二加热线圈的交流电流的频率为不同的频率。

接下来，对被加热物为由异种材质形成的被加热物的情况下的动作进行说明。

图6为示出由本发明的实施方式1的感应加热装置将由异种材质形成的被加热物感应加热的情形的立体图。图6除了被加热物110b为由异种材质形成的被加热物的方面之外与图5相同，因此省略对相同部分的说明。

虽然设为在由异种材质形成的被加热物110b中在由铝等非磁性金属形成的底部111的内周侧接合有由铁等磁性金属形成的磁性金属部112来进行说明，但是在由异种材质形成的被加热物中也可以在由磁性金属形成的被加热物的底部的内周侧接合有非磁性金属部。在该情况下，可以向将内周侧的非磁性金属部感应加热的第一加热线圈31供给比将外周侧的磁性金属部感应加热的第二加热线圈32更高频率的交流电流。

当被加热物110b载置于顶板2的载置位置3，负载探测部11完成对被加热物110b的材质的判别时，通过控制电路85控制第一可变容量电容器41的开闭器44以及第二可变容量电容器45的开闭器48的开闭。负载探测部11判断为第一加热线圈31上的被加热物110b的材质为磁性金属，因此第一可变容量电容器41的开闭器44被闭合。其结果是在第一可变容量电容器41中，电容器42与电容器43并联连接，因此静电容量变大。另一方面，负载探测部11判别为第二加热线圈32上的被加热物110b的材质为非磁性金属，因此第二可变容量电容器45的开闭器48被断开。其结果是在第二可变容量电容器45中，电容器47从电容器46切断，因此静电容量变小。

在第一加热线圈31上的被加热物110b的材质为铁等磁性金属、第二加热线圈32上的被加热物110b的材质为铝等非磁性金属的情况下，包括第二加热线圈32和第二可变容量电容器45的第二谐振电路的谐振频率f2被设定为比包括第一加热线圈31和第一可变容量电容器41的第一谐振电路的谐振频率f1高。这样的设定能够通过适当选择第一加热线圈31以及第二加热线圈32的电感、第一可变容量电容器41所包含的电容器42、43的静电容量以及第二可变容量电容器45所包含的电容器46、47的静电容量而设定。

作为一例，将第一加热线圈31以及第二加热线圈32的电感设为相同，将载置有由铁等磁性金属形成的被加热物的情况下的电感设为300μH，将载置有铝等被加热物的情况下的电感设为200μH。另外，将第一可变容量电容器41的电容器42和第二可变容量电容器45的电容器46的静电容量设为0.024μF。进一步地，将与开闭器44串联连接的电容器43和与开闭器48串联连接的电容器47的静电容量设为0.14μF。在以下的说明中，将第一加热线圈31以及第二加热线圈32的电感以及各电容器42、43、46、47的静电容量设为此处所示出的值来进行说明。

图7为示出本发明的实施方式1的感应加热装置的在将由异种材质形成的被加热物感应加热的情况下的驱动条件的一例。在图7中，被感应加热的被加热物为图6所示的被加热物110b，为在由铝等非磁性体形成的被加热物的底部111接合了由铁等磁性体形成的磁性金属部112而成的被加热物。通过负载探测部11判别为第一加热线圈31上的被加热物的材质为磁性体、第二加热线圈32上的被加热物的材质为非磁性体，因此第一开闭器44的状态成为“闭”，第二开闭器48的状态成为“开”。

在该情况下，如图7所示，第一可变容量电容器41的静电容量为电容器42的静电容量与电容器43的静电容量的合计，因而为0.164μF。因此，包括第一加热线圈31和第一可变容量电容器41的第一谐振电路的谐振频率f1为22.7kHz。另外，第二可变容量电容器45的静电容量为电容器46的静电容量，因而为0.024μF。由此，包括第二加热线圈32和第二可变容量电容器45的第二谐振电路的谐振频率f2为72.6kHz。此外，在将各加热线圈的电感设为L、将各可变容量电容器的静电容量设为C的情况下，各串联谐振电路的谐振频率f通过下式表示。

【数学式1】

本发明的感应加热装置100在第一支路电路21与共同支路电路24之间电连接第一加热线圈31并在第二支路电路27与共同支路电路24之间电连接第二加热线圈32而构成，但是能够使作为流过第一加热线圈31的交流电流的频率的第一频率与作为流过第二加热线圈32的交流电流的频率的第二频率为不同的频率。

如图7所示，本发明的感应加热装置100的逆变器电路81以例如25kHz分别开关第一支路电路21的第一开关元件21a以及第二开关元件21b，以例如75kHz分别开关第二支路电路27的第一开关元件27a以及第二开关元件27b。而且，以例如25kHz分别开关共同支路电路24的第一开关元件24a以及第二开关元件24b。

也就是说，使第一支路电路21的开关频率与共同支路电路24的开关频率为相同的频率，使第二支路电路27与共同支路电路24的开关频率为不同的频率，而使以第一频率流过第一加热线圈31的交流电流与以第二频率流过第二加热线圈32的交流电流为不同的频率。在第二频率的交流电流流过第二加热线圈32时，逆变器电路81也以与在第一加热线圈31中流过第一频率的交流电流时相同的频率开关共同支路电路24的第一开关元件24a以及第二开关元件24b。

作为流过第一加热线圈31的交流电流的频率的第一频率主要取决于包括第一加热线圈31和第一可变容量电容器41的第一谐振电路的谐振频率f1，作为流过第二加热线圈32的交流电流的频率的第二频率主要取决于包括第二加热线圈32和第二可变容量电容器45的第二谐振电路的谐振频率f2。因此，例如即使在使第一支路电路21、第二支路电路27以及共同支路电路24全部以25kHz开关的情况下，如图7所示，在第一谐振电路的谐振频率f1为22.7kHz、第二谐振电路的谐振频率f2为72.6kHz的情况下，接近谐振频率22.7kHz的25kHz的交流电流流过第一加热线圈31，接近谐振频率72.6kHz的频率的交流电流流过第二加热线圈32。

使这样的包括加热线圈和电容器的谐振电路的谐振频率为支路电路的开关频率的3倍程度，而能够将开关频率的3倍程度的频率的交流电流供给至加热线圈，这是通过与本领域技术人员所公知的3倍谐振逆变器同样的原理而实现的。也就是说，也可以对本发明的感应加热装置100应用3倍谐振逆变器。

此外，在图7中，虽然第一谐振电路的谐振频率f1为22.7kHz，但是将第一支路电路21的开关频率设为25kHz，虽然第二谐振电路的谐振频率f2为72.6kHz，但是将第二支路电路27的开关频率设为75kHz。一般而言，在感应加热装置的逆变器电路中，以比谐振电路的谐振频率高的频率开关支路电路，而使得流过加热线圈的交流电流的相位成为比支路电路的开关滞后的相位，来抑制开关损耗增大。在这个方面，即使本发明的感应加热装置100也是同样的，优选以流过第一加热线圈31以及第二加热线圈32的交流电流成为滞后相位的方式选择各支路电路的开关频率。

图8为示出构成本发明的实施方式1的感应加热装置的逆变器电路的各开关元件的栅极信号和从逆变器电路输出的电压波形以及电流波形的时序图。图8的时序图为设为图7所示的条件的情况下的栅极信号以及电压波形、电流波形。

图8(a)～(g)为各开关元件的栅极信号，在栅极信号为ON的情况下开关元件导通，在栅极信号为OFF的情况下开关元件关断。各支路电路的高电压侧的第一开关元件和低电压侧的第二开关元件交替地重复导通关断而被开关，在一方的开关元件为导通的情况下，另一方的开关元件为关断。因此，第一开关元件和第二开关元件以相同的频率开关。此外，在实际的栅极信号中，为了不使各支路电路的第一开关元件和第二开关元件同时地导通，需要第一开关元件的栅极信号和第二开关元件的栅极信号同时地成为关断的死区时间，但是在图8中对此省略而示出。

图8(a)为第一支路电路21的第一开关元件21a的栅极信号H1，图8(b)为第一支路电路21的第二开关元件21b的栅极信号L1。图8(c)为共同支路电路24的第一开关元件24a的栅极信号H4，图8(d)为共同支路电路24的第二开关元件24b的栅极信号L4。图8(e)为第二支路电路27的第一开关元件27a的栅极信号H7，图8(f)为第二支路电路27的第二开关元件27b的栅极信号L7。图8(a)～(f)所示的各栅极信号为导通时间相对于开关周期的占空比为50％的情况下的栅极信号。

图8(g)以及图8(i)为将共同支路电路24的输出端26设为基准电位的情况下的、第一支路电路21的输出端23以及第二支路电路的输出端29的电位。以从直流部84输出并施加于各支路电路的电压为Vo而示出。

图8(h)为以从第一支路电路21的输出端23朝向第一加热线圈31的方向为正而示出的流过第一加热线圈31的交流电流的波形。图8(j)为以从第二支路电路27的输出端29朝向第二加热线圈32的方向为正而示出的流过第二加热线圈32的交流电流的波形。图8(h)以及图8(j)分别以电流的最大值为+Io、电流的最小值为-Io而示出。此外，图8(h)的流过第一加热线圈31的交流电流和图8(j)的流过第二加热线圈32的交流电流不需要最大值+Io和最小值-Io相同，在第一加热线圈31和第二加热线圈32中电流的最大值以及最小值也可以各不相同。

利用包括第一支路电路21和共同支路电路24的第一全桥电路向包括第一加热线圈31和第一可变容量电容器41的第一谐振电路施加电压。如图8(a)以及图8(c)所示，在第一全桥电路中，第一支路电路21的第一开关元件21a的栅极信号H1与共同支路电路24的第一开关元件24a的栅极信号H4的频率为相同的25kHz，相位偏离180°。其结果是如图8(g)所示，按+Vo和-Vo交替地变化的方波电压施加到第一谐振电路，如图8(h)所示，25kHz的正弦波状的交流电流流过第一加热线圈31。将作为第一支路电路21以及共同支路电路24的开关频率的25kHz作为第一频率的交流电流流过第一加热线圈31。

利用包括第二支路电路27和共同支路电路24的第二全桥电路向包括第二加热线圈32和第二可变容量电容器45的第二谐振电路施加电压。如图8(e)和图8(c)所示，在第二全桥电路中，在共同支路电路24的第一开关元件24a的栅极信号H4为OFF的期间，第二支路电路27的第一开关元件27a的栅极信号H7按ON、OFF、ON变化，在共同支路电路24的第一开关元件24a的栅极信号H4为ON的期间，第二支路电路27的第一开关元件27a的栅极信号H7按OFF、ON、OFF变化。

共同支路电路24的第一开关元件24a的开关频率为25kHz，与此相对，第二支路电路27的第一开关元件27a的开关频率为75kHz，为前者的3倍。其结果是如图8(i)所示，在半周期的期间，向第二谐振电路交替施加为+Vo、0、+Vo的电压波形和为-Vo、0、-Vo的电压波形。+Vo的期间、0的期间、-Vo的期间相对于共同支路电路24的开关周期的比例均为1/3。此外，如图8(j)所示，75kHz的正弦波状的交流电流流过第二加热线圈32。将75kHz作为第二频率的交流电流流过第二加热线圈32，该75kHz是第二支路电路27的开关频率。

如以上那样，虽然在包括第二支路电路27和共同支路电路24的第二全桥电路中，第二支路电路27和共同支路电路24以不同的频率开关，但是能够向第二加热线圈32供给与共同支路电路24的开关频率不同的第二频率的交流电流。并且，能够通过第一全桥电路向第一加热线圈31供给第一频率的25kHz的交流电流，通过第二全桥电路向第二加热线圈32供给第二频率的75kHz的交流电流。

据此，不仅能够将载置于第一加热线圈31上的被加热物110b的磁性金属部112高效地感应加热，也能够将由非磁性金属形成的被加热物110b的外周侧的底部111高效地感应加热。即，通过使在载置于第二加热线圈32上的由非磁性金属形成的被加热物110b的外周侧交链比内周侧更高的频率的交变磁通，能够利用趋肤效应使在非磁性金属中涡电流流过的路径的电阻增大，因此能够将由非磁性金属形成的被加热物110b的外周侧的底部111高效地感应加热。其结果是能够改善煎锅等被加热物110b的底部的温度分布的均匀性。

此外，在图8中，虽然说明了逆变器电路81同时供给向第一加热线圈31供给的第一频率的交流电流和向第二加热线圈32供给的第二频率的交流电流的情况，但是也可以在不同的时间供给向第一加热线圈31供给的第一频率的交流电流和向第二加热线圈32供给的第二频率的交流电流。即，逆变器电路81也可以在向第一加热线圈31供给作为第一频率的25kHz的交流电流的情况下，停止对第二加热线圈32的交流电流的供给，在向第二加热线圈32供给作为第二频率的75kHz的交流电流的情况下，停止对第一加热线圈31的交流电流的供给。而且，也可以交替地重复向第一加热线圈31供给第一频率的交流电流的动作和向第二加热线圈32供给第二频率的交流电流的动作。

该情况下的动作例如也可以为如下：预先使共同支路电路24以25kHz开关，在向第一加热线圈31供给25kHz的交流电流时，以25kHz开关第一支路电路21，将第二支路电路27的第一开关元件27a的栅极信号H7以及第二开关元件27b的栅极信号L7这双方都设为OFF而使得交流电流不流过第二加热线圈32。另外，也可以为如下：在向第二加热线圈32供给75kHz的交流电流时，也不变更共同支路电路24的栅极信号而以25kHz使之开关，以75kHz开关第二支路电路27，将第一支路电路21的第一开关元件21a的栅极信号H1以及第二开关元件21b的栅极信号L1这双方都设为OFF而使得交流电流不流过第一加热线圈31。

此外，在图8中，虽然对以25kHz开关第一支路电路21和共同支路电路24、以75kHz开关第二支路电路27的情况进行了说明，但是也可以以25kHz开关第一支路电路21、以75kHz开关第二支路电路27和共同支路电路24。

在以25kHz开关第一支路电路21和共同支路电路24、以75kHz开关第二支路电路27的情况下，如图8(g)所示，施加于第一谐振电路的电压为+Vo与-Vo交替地重复的方波，因此施加于第一谐振电路的电压没有成为0的期间，能够使对第一加热线圈31的输入电力最大。另一方面，如图8(i)所示，施加于第二谐振电路的电压除了+Vo、-Vo的期间之外，还产生了电压为0的期间，因此与施加于第二谐振电路的电压没有为0的期间的情况相比，对第二加热线圈32的输入电力变小。

对此，在以25kHz开关第一支路电路21、以75kHz开关第二支路电路27和共同支路电路24的情况下，能够使施加于第二谐振电路的电压没有为0的期间，因此能够使对第二加热线圈32的输入电力最大。另一方面，施加于第一谐振电路的电压产生为0的期间，因此与施加于第一谐振电路的电压没有为0的期间的情况相比，对第一加热线圈31的输入电力变小。

也就是说，如图6所示，在将在非磁性金属的底部111的内周侧接合磁性金属部112而构成的被加热物110b感应加热时，在想要将内周侧的磁性金属部112优先地感应加热的情况下，以相同的频率开关第一支路电路21和共同支路电路24、以与共同支路电路24不同的频率开关第二支路电路27即可。另一方面，在想要将比磁性金属部112更靠外周侧的由非磁性金属形成的底部111优先地感应加热的情况下，以相同的频率开关第二支路电路27和共同支路电路24、以与共同支路电路24不同的频率开关第一支路电路21即可。这样的是将内周侧的磁性金属部112优先地感应加热还是将外周侧的由非磁性金属形成的底部111优先地感应加热的切换例如也可以基于使用者操作了操作部5时的来自操作部5的信号，由控制电路85控制各支路电路的开关而进行切换。另外，感应加热装置100的控制电路85也可以根据烹饪菜单而自动地切换。

如以上那样，在本发明的实施方式1的感应加热装置100中，具有第一支路电路21、第二支路电路27、共同支路电路24的逆变器电路81在向第一加热线圈31供给第一频率的交流电流时，以预定的频率开关共同支路电路24的第一开关元件24a，在向第二加热线圈32供给与第一频率不同的第二频率的交流电流时，也以与向第一加热线圈31供给第一频率的交流电流时相同的频率开关共同支路电路24的第一开关元件24a。因此，即使由第一支路电路21、第二支路电路27、共同支路电路24的3个支路电路构成共用1个支路电路的第一全桥电路和第二全桥电路，也能够向电连接于第一全桥电路的第一加热线圈31和电连接于第二全桥电路的第二加热线圈32供给互不相同的频率的交流电流。因此，能够无需增加支路电路的数量而使比磁性金属部高的频率的交变磁通交链于由异种材质形成的被加热物的非磁性金属部而进行感应加热。

在专利文献1所记载的以往的感应加热装置中，在将在由非磁性金属构成的被加热物的底部的内周侧接合磁性金属部而形成的由异种材质形成的被加热物感应加热的情况下，第一支路电路、第二支路电路以及共同支路电路以相同的频率被开关，流过第一加热线圈的交流电流的频率与流过第二加热线圈的交流电流的频率相同。

因此，在将各支路电路的开关频率设为适于磁性金属部的感应加热的频率(例如25kHz)的情况下，磁性金属部的外周侧的非磁性金属部的趋肤效应变小，因此非磁性金属部的电阻与磁性金属部的电阻相比变得非常小。因此，过电流易于流过载置有非磁性金属的第二加热线圈，由于开关元件的额定电流的限制，难以增大输入至第二加热线圈的电力。因此，由异种材质形成的被加热物的底部的内周侧温度快速上升，但是外周侧温度上升迟缓，结果是损害了被加热物底部的温度的均匀性。

另外，在将各支路电路的开关频率设为适于非磁性金属部的感应加热的频率(例如75kHz)的情况下，以对于磁性金属部的感应加热而言过高的频率开关第一支路电路和共同支路电路，因此开关损耗增大而感应加热的效率下降。另外，随着流过加热线圈的电流的频率变高，构成加热线圈的导线的电阻也增大，因此感应加热的效率下降。

与之相对，在本发明的感应加热装置100中，向将被加热物的内周侧的磁性金属部感应加热的第一加热线圈31流过适于磁性金属的感应加热的第一频率(例如25kHz)的交流电流，向将磁性金属部的外周侧的非磁性金属部感应加热的第二加热线圈32供给适于非磁性金属的感应加热的第二频率(例如75kHz)的交流电流。因此，利用趋肤效应使外周侧的非磁性金属部的电阻增大，能够向非磁性金属部输入大的电力。因此，能够获得能够改善由异种材质形成的被加热物底部的温度的均匀性这样的效果。

另外，在本发明的感应加热装置100中，将第一支路电路21以及共同支路电路24的开关频率作为第一频率，将第二支路电路27的开关频率作为第二频率，向第一加热线圈31供给第一频率的交流电流，向第二加热线圈32供给第二频率的交流电流。因此，无需增大逆变器电路81的支路电路数量而能够向第一加热线圈31和第二加热线圈32供给不同频率的交流电流，因此能够获得能够谋求逆变器电路81的小型化、成本降低这样的效果。

此外，如上述那样第二支路电路27需要以与非磁性金属的感应加热相适应的频率开关，因此要求以比只要以与磁性金属的感应加热相适应的频率开关即可的第一支路电路21高的频率的开关。因此，也可以由硅半导体构成第一开关元件21a和第二开关元件21b，由带隙比硅大的宽带隙半导体构成第一开关元件27a和第二开关元件27b，其中，该第一开关元件21a和该第二开关元件21b构成第一支路电路21，该第一开关元件27a和该第二开关元件27b构成第二支路电路27。据此，与由宽带隙半导体构成第一支路电路21以及第二支路电路27这双方的开关元件相比，能够谋求逆变器电路81的低成本化。此外，宽带隙半导体例如可以为碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga₂O₃)或者金刚石。

另外，共同支路电路24在向第一加热线圈31供给交流电流的第一全桥电路和向第二加热线圈32供给交流电流的第二全桥电路中成为共同的，因此比第一支路电路21以及第二支路电路27流过更大的电流。因此，优选构成共同支路电路24的第一开关元件24a以及第二开关元件24b使用导通电阻比第一支路电路21以及第二支路电路27小的开关元件。因此，优选第一支路电路21的第一开关元件21a以及第二开关元件21b由硅半导体构成，共同支路电路24的第一开关元件24a以及第二开关元件24b由宽带隙半导体构成。同样地，优选第二支路电路27的第一开关元件27a以及第二开关元件27b由硅半导体构成，共同支路电路24的第一开关元件24a以及第二开关元件24b由宽带隙半导体构成。这是因为，在使耐压相同的情况下，由宽带隙半导体形成的开关元件与比由硅半导体形成的开关元件相比能够更减小导通电阻。据此，与由宽带隙半导体构成所有的支路电路的开关元件相比，能够谋求逆变器电路81的低成本化。

在本实施方式1中，作为示例，对第一支路电路21以及共同支路电路24的开关频率为25kHz、第二支路电路27的开关频率为75kHz的情况进行了说明。也就是说，虽然对第二支路电路27的开关频率为第一支路电路21以及共同支路电路24的开关频率的3倍(整数倍)的例子进行了说明，但是例如也可以第二支路电路27的开关频率为53kHz，第一支路电路21以及共同支路电路24的开关频率为25kHz。即，第二支路电路27的开关频率也可以不是第一支路电路21以及共同支路电路24的开关频率的整数倍。另外，第一支路电路21的开关频率与共同支路电路24的开关频率也可以为不同的频率，第一支路电路21的开关频率、第二支路电路27的开关频率以及共同支路电路24的开关频率可以各不相同。另外，优选各个频率彼此具有可听频率以上的差。在此，可听频率是指约20kHz。这是因为在各不相同的开关频率的差小于可听频率的情况下，频率的差分成为干扰声(蜂鸣声)而被感应加热装置100的使用者听到，因此使用者感到不快。

实施方式2.

图9为示出构成本发明的实施方式2的感应加热装置的逆变器电路的各开关元件的栅极信号和从逆变器电路输出的电压波形以及电流波形的时序图。图9的时序图为示出实施方式1所说明的感应加热装置100的状态的时序图，为示出从图8所示的时序图的状态减少第一加热线圈31以及第二加热线圈32的输入电力的情况下的电力控制方法的图。在图9中，与图8相同的记载意味着相同的内容，省略其说明。另外，在本实施方式2中，感应加热装置100的结构等与实施方式1相同，被添加相同的附图标记而说明的感应加热装置100的结构要素与实施方式1相同。

图9与图8同样地，图9(a)～(f)为各支路电路的开关元件的栅极信号波形，图9(g)～(j)为从逆变器电路81输出的电压波形以及电流波形。在本实施方式2中，对通过PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制第一加热线圈31以及第二加热线圈32的输入电力的方法进行说明。

如图9(a)以及图9(b)所示，感应加热装置100的控制电路85输出使第一支路电路21的第一开关元件21a的导通时间的占空比为25％的控制信号H1，输出使第一支路电路21的第二开关元件21b的导通时间的占空比为75％的控制信号L1。另外，如图9(e)以及图9(f)所示，感应加热装置100的控制电路85输出使第二支路电路27的第一开关元件27a的导通时间的占空比为25％的控制信号H7，输出使第二支路电路27的第二开关元件27b的导通时间的占空比为75％的控制信号L7。

在此，虽然示出了使第一支路电路21的第一开关元件21a以及第二支路电路27的第二开关元件27a的导通时间的占空比这双方都为25％的情况，但是能够分别独立地控制第一支路电路21的第一开关元件21a的导通时间的占空比和第二支路电路27的第二开关元件27a的导通时间的占空比，导通时间的占空比可以分别不同。第一支路电路21以及第二支路电路27的第二开关元件27a、27b的栅极信号与第一开关元件21a、27a的栅极信号对应而唯一地决定，因此省略说明。

如图9(c)以及图9(d)所示，感应加热装置100的控制电路85输出使共同支路电路24的第一开关元件24a的导通时间的占空比为50％的控制信号H4，输出使共同支路电路24的第二开关元件24b的导通时间的占空比为50％的控制信号L4。

其结果是如图9(g)所示，对包括连接于第一支路电路21的输出端23与共同支路电路24的输出端26之间的第一加热线圈31和第一可变容量电容器41的第一谐振电路施加按+Vo、0、-Vo、+Vo变化的方波电压。该方波电压的电压为+Vo的期间为一个周期的25％，电压为-Vo的期间为一个周期的50％，电压为0的期间为一个周期的25％。比较图9(g)与图8(g)可知，在施加于第一谐振电路的方波电压中，+Vo的脉冲宽度减少。而且，如图9(h)所示，流过第一加热线圈31的电流的最大值以及最小值的绝对值变得比Io小。比较图9(h)与图8(h)可知，图9(h)的流过第一加热线圈31的电流的大小变小。另外，流过第一加热线圈31的电流的频率为25kHz，未从图8(h)的状态变化。

输入至载置于第一加热线圈31上的被加热物并将被加热物感应加热的电力与流过第一加热线圈31的电流的平方成比例。因此，如图9(a)以及图9(b)所示，通过使第一支路电路21的第一开关元件21a的导通时间的占空比变化，能够使供给至第一加热线圈31的交流电流的电流值变化，而控制输入至载置于第一加热线圈31上的被加热物的电力。

另一方面，如图9(i)所示，对包括连接于第二支路电路27的输出端29与共同支路电路24的输出端26之间的第二加热线圈32和第二可变容量电容器45的第二谐振电路施加按+Vo、0、+Vo、0、-Vo、0、-Vo、+Vo变化的方波电压。该方波电压的电压为+Vo的期间为共同支路电路24的开关周期的2/12，电压为-Vo的期间为共同支路电路24的开关周期的5/12，电压为0的期间为共同支路电路24的开关周期的5/12。当比较图9(i)与图8(i)时，在施加于第二谐振电路的方波电压中，+Vo的脉冲宽度减少至一半，电压为0的期间和为-Vo的期间稍微增加。而且，如图9(j)所示，流过第二加热线圈32的电流的最大值以及最小值的绝对值变得比Io小。当比较图9(j)与图8(j)时，图9(j)的流过第二加热线圈32的电流的大小变小。另外，流过第二加热线圈32的电流的频率为75kHz，未从图8(j)的状态变化。

如以上那样，如图9(e)以及图9(f)所示，通过使第二支路电路27的第一开关元件27a的导通时间的占空比变化，能够使供给至第二加热线圈32的交流电流的电流值变化，而控制输入至载置于第二加热线圈32上的被加热物的电力。

而且，通过分别独立地控制第一支路电路21的第一开关元件21a的导通时间的占空比和第二支路电路27的第一开关元件27a的导通时间的占空比，能够分别独立地控制流过第一加热线圈31的交流电流的电流值和流过第二加热线圈32的交流电流的电流值。其结果是能够通过能够分别独立地控制的电力来将载置于第一加热线圈31上的被加热物和载置于第二加热线圈32上的被加热物感应加热，因此能够分别独立控制由异种材质形成的被加热物的内周侧以及外周侧的加热温度。

此外，在本实施方式2中，虽然对通过PWM控制第一支路电路21以及第二支路电路27而分别独立控制流过第一加热线圈31以及第二加热线圈32的交流电流的方法进行了说明，但是也能够通过PWM控制共同支路电路24而一并控制流过第一加热线圈31以及第二加热线圈32的交流电流。通过一并控制流过第一加热线圈31以及第二加热线圈32的交流电流，能够一体地控制作为由异种材质形成的被加热物的煎锅等的输入电力，因此能够根据使用者的目的而选择使用从而提高便利性。是要独立地控制流过第一加热线圈31以及第二加热线圈32的交流电流还是一并控制例如可以由控制电路85基于在使用者操作操作部5的情况下的操作信号而决定。

此外，无论作为流过第一加热线圈31的交流电流的频率的第一频率和作为流过第二加热线圈32的交流电流的频率的第二频率为怎样的关系，都能够进行本实施方式2所说明的利用PWM控制进行的对流过第一加热线圈31以及第二加热线圈32的交流电流的控制。也就是说，在本实施方式2中，虽然对第一频率为25kHz、第二频率为75kHz的情况进行了说明，但是例如也可以为第一频率为25kHz、第二频率为57kHz这样的第二频率不是第一频率的整数倍的情况。

实施方式3.

图10为示出构成本发明的实施方式3的感应加热装置的逆变器电路的各开关元件的栅极信号和从逆变器电路输出的电压波形以及电流波形的时序图。图10的时序图为示出实施方式1所说明的感应加热装置100的状态的时序图，为示出了关于从图8所示的时序图的状态减少第一加热线圈31以及第二加热线圈32的输入电力的情况下的电力控制方法的图。在图10中，与图8以及图9相同的记载意味着相同的内容，省略其说明。另外，在本实施方式3中，感应加热装置100的结构等与实施方式1相同，被添加相同的附图标记而说明的感应加热装置100的结构要素与实施方式1相同。

图10与图8以及图9同样地，图10(a)～(f)为各支路电路的开关元件的栅极信号波形，图10(g)～(j)为从逆变器电路81输出的电压波形以及电流波形。在本实施方式3中，说明对以与共同支路电路24相同的频率开关的第一支路电路21进行相位差控制并对以与共同支路电路24不同的频率开关的第二支路电路27进行PWM控制而分别独立控制第一加热线圈31以及第二加热线圈32的输入电力的方法。

如图10(a)所示，感应加热装置100的控制电路85输出将第一支路电路21的第一开关元件21a的栅极信号从OFF变化为ON的定时、即第一开关元件21a接通的定时滞后90°而成的栅极信号H1。第一开关元件21a的栅极信号H1的导通时间的占空比与图8的情况相同，为50％。第一支路电路21的第二开关元件21b的栅极信号L1基于第一开关元件21a的栅极信号H1而唯一地决定，因此控制电路85输出将第二开关元件21b的栅极信号L1从OFF变化为ON的定时、即关断的定时滞后90°而成的栅极信号L1。第二开关元件21b的栅极信号L1的占空比也与图8的情况相同，为50％。

如图10(c)所示，共同支路电路24的第一开关元件24a的开关频率为与第一支路电路21的第一开关元件21a的开关频率相同的25kHz，导通时间的占空比为50％。因此，如图10(a)那样，使第一支路电路21的第一开关元件21a接通的定时变化是指使第一支路电路21的第一开关元件21a接通的定时与共同支路电路24的第一开关元件24a接通的定时之间的时间变化。将这样的控制称为相位差控制。

如图10(a)所示，通过使第一支路电路21的第一开关元件21a接通的定时滞后90°，如图10(g)所示，包括连接于第一支路电路21的输出端23与共同支路电路24的输出端26之间的第一加热线圈31和第一可变容量电容器41的第一谐振电路被施加按+Vo、0、-Vo、0、+Vo变化的方波电压。该方波电压的电压为+Vo的期间为一个周期的25％，电压为-Vo的期间为一个周期的25％，电压为0的期间为一个周期的50％。比较图10(g)与图8(g)可知，在施加于第一谐振电路的方波电压中，+Vo的脉冲宽度以及-Vo的脉冲宽度减少。而且，如图10(h)所示，流过第一加热线圈31的电流的最大值以及最小值的绝对值变得比Io小。比较图10(h)与图8(h)可知，图10(h)的流过第一加热线圈31的电流的大小变小。另外，流过第一加热线圈31的电流的频率为25kHz，未从图8(h)的状态变化。

因此，通过进行控制以从图8(a)、(c)示出的状态到图10(a)、(c)示出的状态、也就是使第一支路电路21的第一开关元件21a接通的定时与共同支路电路24的第一开关元件24a接通的定时之间的时间变化，能够使供给至第一加热线圈31的交流电流的电流值变化，而控制输入至载置于第一加热线圈31上的被加热物的电力。

另一方面，关于包括第二支路电路27和共同支路电路24的第二全桥电路的各开关元件的控制，与实施方式2相同。即，以与共同支路电路24的开关频率不同的频率开关的第二支路电路27使第一开关元件27a的导通时间的占空比变化，而控制供给至第二加热线圈32的交流电流的电流值。

如以上那样，如本实施方式3所说明的那样，在第一支路电路21的开关频率与共同支路电路24的开关频率相同、第二支路电路27的开关频率与共同支路电路24的开关频率不同的情况下，通过对第一支路电路21的第一开关元件21a的栅极信号H1进行相位差控制并对第二支路电路27的第一开关元件27a的栅极信号H7进行PWM控制，能够分别独立控制流过第一加热线圈31的交流电流的电流值和流过第二加热线圈32的交流电流的电流值。

同样地，在第一支路电路21的开关频率与共同支路电路24的开关频率不同、第二支路电路27的开关频率与共同支路电路24的开关频率相同的情况下，通过对第一支路电路21的第一开关元件21a的栅极信号H1进行PWM控制并对第二支路电路27的第一开关元件27a的栅极信号H7进行相位差控制，能够分别独立控制流过第一加热线圈31的交流电流的电流值和流过第二加热线圈32的交流电流的电流值。

此外，在本实施方式3中，进行PWM控制的一侧的支路电路的开关频率可以与共同支路电路24的开关频率无关，能够任意地选择开关频率。

实施方式4.

图11为示出构成本发明的实施方式4的感应加热装置的逆变器电路的各开关元件的栅极信号和从逆变器电路输出的电压波形以及电流波形的时序图。图11的时序图为示出实施方式1所说明的感应加热装置100的状态的时序图，为示出从图8所示的时序图的状态减少第一加热线圈31以及第二加热线圈32的输入电力的情况下的电力控制方法的图。在图11中，与图8、图9以及图10相同的记载意味着相同的内容，省略其说明。另外，在本实施方式4中，感应加热装置100的结构等与实施方式1相同，被添加相同的附图标记而说明的感应加热装置100的结构要素与实施方式1相同。

图11与图8、图9以及图10同样地，图11(a)～(f)为各支路电路的开关元件的栅极信号波形，图11(g)～(j)为从逆变器电路81输出的电压波形以及电流波形。在本实施方式4中，说明对以与共同支路电路24相同的频率开关的第一支路电路21进行相位差控制并对以与共同支路电路24不同的频率开关的第二支路电路27也进行相位差控制而分别独立控制第一加热线圈31以及第二加热线圈32的输入电力的方法。以与共同支路电路24不同的频率开关的第二支路电路27的开关频率为第一支路电路21以及共同支路电路24的开关频率的2n+1倍(n为1以上的自然数)。

图11(a)～(d)以及图11(g)、(h)所示的从包括第一支路电路21和共同支路电路24的第一全桥电路供给至第一加热线圈31的交流电流如实施方式3所说明的那样通过相位差控制而被控制电流值。与实施方式3动作相同，因此省略说明。

如图11(e)所示，与图8(e)的栅极信号H7比较可知，第二支路电路27的第一开关元件27a的栅极信号H7从图8(e)的状态相位滞后了90°。比较图11(c)与图8(c)可知，共同支路电路24的第一开关元件24a的栅极信号H4在图11(c)和图8(c)中相同，因此在图11(e)中，第二支路电路27的第一开关元件27a接通的定时与共同支路电路24的第一开关元件24a接通的定时之间的时间从图8(e)的状态变化。其结果是比较图11(i)与图8(i)可知，在施加于包括第二加热线圈32和第二可变容量电容器45的第二谐振电路的电压中，+Vo和-Vo的期间减少，电压为0的期间增加。因此，如图11(j)所示流过第二加热线圈32的交流电流的电流值从图8(j)的状态减少。

如实施方式1的图8(a)所示的那样，在第二支路电路27的第一开关元件27a的栅极信号H7的相位差为0°的情况下，如图8(i)那样施加于第二谐振电路的电压波形的电压值的绝对值为Vo的期间的比例为4/6。另一方面，如本实施方式4那样，在控制与共同支路电路24开关频率不同的第二支路电路27的相位差而降低流过第二加热线圈32的交流电流的情况下，在第二支路电路27的第一开关元件27a的栅极信号H7的相位差为180°的情况下流过第二加热线圈32的交流电流成为最小。在该情况下，施加于第二谐振电路的电压波形的电压值的绝对值为Vo的期间的比例为2/6。也就是说，能够利用本实施方式4所说明的相位差控制，使流过第二加热线圈32的交流电流的大小减少至一半。

在对与共同支路电路24开关频率不同的第二支路电路27进行相位差控制而控制流过第二加热线圈32的交流电流的电流值的情况下，共同支路电路24的开关频率与第二支路电路27的开关频率越接近则能够使电流值的控制量越大。需要第二支路电路27的开关频率为共同支路电路24的开关频率的2n+1倍(n为1以上的自然数)，因此第二支路电路27的开关频率最优选为共同支路电路24的开关频率的3倍。

如以上那样，本实施方式4的感应加热装置100能够通过控制第一支路电路21的第一开关元件21a的相位差来控制流过第一加热线圈31的交流电流的电流值，能够通过控制第二支路电路27的第一开关元件27a的相位差来控制流过第二加热线圈32的交流电流的电流值。另外，在控制共同支路电路24的第一开关元件24a的相位差的情况下，能够同时控制流过第一加热线圈31的交流电流的电流值和流过第二加热线圈32的交流电流的电流值。

实施方式5.

图12为示出构成本发明的实施方式5的感应加热装置的逆变器电路的各开关元件的栅极信号和从逆变器电路输出的电压波形以及电流波形的时序图。图12的时序图为示出实施方式1所说明的感应加热装置100的状态的时序图，为示出了将第一加热线圈31以及第二加热线圈32的输入电力从图8所示的时序图的状态降低的情况下的电力控制方法的图。在图12中，与图8、图9、图10以及图11相同的记载意味着相同的内容，省略其说明。另外，在本实施方式5中，感应加热装置100的结构等与实施方式1相同，被添加相同的附图标记而说明的感应加热装置100的结构要素与实施方式1相同。

图12与图8、图9、图10以及图11同样地，图12(a)～(f)为各支路电路的开关元件的栅极信号波形，图12(g)～(j)为从逆变器电路81输出的电压波形以及电流波形。在本实施方式5中，说明对以与共同支路电路24相同的频率开关的第一支路电路21进行频率控制、对以与共同支路电路24不同的频率开关的第二支路电路27也进行频率控制，从而分别独立控制第一加热线圈31以及第二加热线圈32的输入电力的方法。

与图8(a)～(f)所示的各栅极信号相比，图12(a)～(f)所示出的各栅极信号的导通时间相对于开关周期的占空比为50％，这方面相同，但是以栅极信号的频率变高的方式变更栅极信号的周期。在本实施方式5中，图8(a)～(f)为频率变更前的各开关元件的栅极信号，图12(a)～(f)为频率变更后的各开关元件的栅极信号。

图8(a)～(d)所示的第一支路电路21以及共同支路电路24的各开关元件的栅极信号的频率变更前的频率为25kHz，图8(e)、(f)所示的第二支路电路27的各开关元件的栅极信号的频率变更前的频率为75kHz。另外，图12(a)～(d)所示的第一支路电路21以及共同支路电路24的各开关元件的栅极信号的频率变更后的频率为26kHz，图12(e)、(f)所示的第二支路电路27的各开关元件的栅极信号的频率变更后的频率为78kHz。

如图12(g)所示，包括连接于第一支路电路21的输出端23与共同支路电路24的输出端26之间的第一加热线圈31和第一可变容量电容器41的第一谐振电路被施加频率为26kHz且按+Vo、-Vo变化的方波电压。当施加于第一谐振电路的电压的频率为26kHz时，与频率为25kHz的情况相比，施加于第一谐振电路的电压的频率变得远离第一谐振电路的谐振频率22.7kHz。其结果是如图12(h)所示，流过第一加热线圈31的电流的最大值以及最小值的绝对值变得比Io小。比较图12(h)与图8(h)可知，图12(h)的流过第一加热线圈31的电流的大小变小。另外，流过第一加热线圈31的电流的频率为26kHz，从图8(h)的频率25kHz变化。

输入至载置于第一加热线圈31上的被加热物而将被加热物感应加热的电力与流过第一加热线圈31的电流的平方成比例。因此，如图12(a)～(d)所示，通过使以与共同支路电路24相同的频率开关的第一支路电路21的频率变化，能够使供给至第一加热线圈31的交流电流的电流值变化，而控制输入至载置于第一加热线圈31上的被加热物的电力。

同样地，如图12(i)所示，包括连接于第二支路电路27的输出端29与共同支路电路24的输出端26之间的第二加热线圈32和第二可变容量电容器45的第二谐振电路被施加由频率为78kHz和26kHz所导致的按+Vo、0、+Vo、-Vo、0、-Vo变化的方波电压。当施加于第二谐振电路的电压的频率成为78kHz时，与频率为75kHz的情况相比，施加于第二谐振电路的电压的频率变得远离第二谐振电路的谐振频率72.6kHz。其结果是如图12(j)所示，流过第二加热线圈32的电流的最大值以及最小值的绝对值变得比Io小。比较图12(j)与图8(j)可知，图12(j)的流过第一加热线圈31的电流的大小变小。另外，流过第一加热线圈31的电流的频率为78kHz，从图8(j)的频率75kHz变化。

输入至载置于第二加热线圈32上的被加热物而将被加热物感应加热的电力与流过第二加热线圈32的电流的平方成比例。因此，如图12(e)～(f)所示，通过使第二支路电路27的频率变化，能够使供给至第二加热线圈32的交流电流的电流值变化，而控制输入至载置于第二加热线圈32上的被加热物的电力。

但是当使以与第一支路电路21相同的开关频率开关的共同支路电路24的开关频率变化时，即使在不使第二支路电路27的开关频率变化的情况下，根据变更了的共同支路电路24的开关频率，也存在第二加热线圈32的电流发生变化的情况。例如在将以与共同支路电路24相同的频率开关的第一支路电路21的开关频率从25kHz变更至26kHz、将第二支路电路27的频率维持在75kHz的情况下，流过第一加热线圈31的电流的大小变小，流过第二加热线圈32的电流变小。另一方面，在将以与共同支路电路24相同的频率开关的第一支路电路21的开关频率从25kHz变更至24kHz、将第二支路电路27的频率维持在75kHz的情况下，流过第一加热线圈31的电流的大小变大并且流过第二加热线圈32的电流变大。另外，根据变更的频率，也存在流过第一加热线圈31的电流的大小变大，流过第二加热线圈32的电流变小的情况、流过第一加热线圈31的电流的大小变小并且流过第二加热线圈32的电流变大的情况。

因此，在控制流过第一加热线圈31和第二加热线圈32的电流的情况下，也可以在使以与共同支路电路24相同的频率开关的第一支路电路21的频率变化后，使第二支路电路27的频率变化而进行控制。

另外，控制电路85也可以预先掌握在使共同支路电路24的频率变化的情况下的流过第二加热线圈32的电流以及电力的增减，在阶段性地切换某种程度的电力的情况下，通过使以与共同支路电路24相同的频率开关的第一支路电路21的频率变化并且使第二支路电路27的频率变化，同时控制流过第一加热线圈31和第二加热线圈32的电流。

在本实施方式5中，虽然说明了通过使栅极信号的频率远离谐振频率，使流过第一加热线圈31和第二加热线圈32的电流变小的情况，但是也可以通过使栅极信号的频率接近谐振频率，使流过第一加热线圈31和第二加热线圈32的电流变大。

如此，通过使以与共同支路电路24相同的频率开关的第一支路电路21的开关频率变化、使第二支路电路27的开关频率变化，能够分别独立地控制流过第一加热线圈31的交流电流的电流值和流过第二加热线圈32的交流电流的电流值。其结果是能够通过能够分别独立地控制的电力将载置于第一加热线圈31上的被加热物和载置于第二加热线圈32上的被加热物感应加热，因此能够分别独立控制由异种材质形成的被加热物的内周侧以及外周侧的加热温度。

同样地，在第一支路电路21的开关频率与共同支路电路24的开关频率不同、第二支路电路27的开关频率与共同支路电路24的开关频率相同的情况下，通过使第一支路电路21的开关频率变化、使以与共同支路电路24相同的频率开关的第二支路电路27的开关频率变化，能够分别独立地控制流过第一加热线圈31的交流电流的电流值和流过第二加热线圈32的交流电流的电流值。

此外，在本实施方式5中，以不同的频率开关的第一支路电路21或者第二支路电路27的开关频率也可以与共同支路电路24的开关频率无关，能够任意地选择开关频率。

接下来，对在使各开关元件的开关频率接近谐振频率的情况下的频率的控制进行说明。如前述那样，一般而言，在感应加热装置的逆变器电路中，以比谐振电路的谐振频率高的频率开关支路电路，而使流过加热线圈的交流电流的相位成为比支路电路的开关滞后的相位，而抑制开关损耗增大。在进行感应加热时，存在例如由于作为烹饪动作而颠锅从而谐振电路的阻抗发生变化，成为完全谐振的状态、超前相位的情况。在该情况下，也可能流过开关元件的电流、浪涌电压变大而各支路电路的开关元件等被破坏。由此，即使在使栅极信号的频率接近谐振频率的情况下，也优选以必须不成为超前相位的方式，以比谐振频率高的频率控制开关频率。

作为该方法，例如可以对控制电路85预先设定频率的阈值和负载的谐振频率的误差，以谐振频率与开关频率的差成为频率的阈值以上的方式控制开关频率。另外，控制电路85也可以总是探测负载的谐振频率，通过反馈谐振频率与开关频率的差来控制栅极信号的频率，以总是成为频率的阈值以上的方式控制开关频率。进一步地，控制电路85也可以检测逆变器电路81输出的电压以及电流，通过反馈电压与电流的相位差来控制开关频率，以总是成为滞后相位的方式进行控制。另外，在开关频率成为比谐振频率低的频率并成为超前相位的情况下，作为保护动作，控制电路85也可以使各开关元件的开关停止，而停止感应加热。

此外，在本实施方式5中，虽然对利用频率控制来控制第一加热线圈31的输入电力和第二加热线圈32的输入电力这双方的方法进行了说明，但是也可以利用实施方式2或者3所示的PWM控制或者相位差控制来控制第一加热线圈31或者第二加热线圈32的一方的输入电力，并利用本实施方式5的频率控制来控制第一加热线圈31或者第二加热线圈32中的另一方的输入电力。另外，也可以组合PWM控制和频率控制，一边进行PWM控制一边进行频率控制。

实施方式6.

图13为示出在通过本发明的实施方式6的感应加热装置将被加热物感应加热的情况下的载置于加热线圈上的被加热物的位置的俯视图。图13(a)为示出在由异种材质形成的被加热物110b的中心与加热线圈30的中心一致的状态下被加热物110b被载置的情形的俯视图，图13(b)为示出在由异种材质形成的被加热物110b的中心偏离加热线圈30的中心的状态下被加热物110b被载置的情形的俯视图。在本实施方式6中，感应加热装置100的结构等与实施方式1相同，被添加相同的附图标记而说明的感应加热装置100的结构要素与实施方式1相同。在本实施方式6中，对与实施方式1的感应加热装置100不同的方面进行说明。

本实施方式6的感应加热装置100定期地进行判别载置于顶板2上的被加热物的材质的负载探测。感应加热装置100的负载探测部11例如以几秒一次这样的间隔分别判别载置于第一加热线圈31上以及第二加热线圈32上的被加热物的材质，将判别结果发送至控制电路85。控制电路85基于从负载探测部11定期地发送来的判别结果，控制逆变器电路81的第一支路电路21、共同支路电路24以及第二支路电路27的开关，逆变器电路81向第一加热线圈31以及第二加热线圈32供给交流电流。

负载探测部11也可以如图3所示那样设置于对感应加热装置100连接交流电源9的电源供给部82。但是在检测从交流电源9输入至感应加热装置100的电流而进行负载探测的情况下，不能同时地判别载置于第一加热线圈31上的被加热物的材质和载置于第二加热线圈32上的被加热物的材质，因此负载探测需要很多时间，在定期地进行负载探测的情况下并非优选。负载探测部11优选为能够利用与第一加热线圈31串联连接的电流检测部和与第二加热线圈32串联连接的电流检测部对第一加热线圈31上的被加热物和第二加热线圈32上的被加热物同时进行负载探测的结构。在电流检测部串联连接于第一加热线圈31以及第二加热线圈32的各个加热线圈的情况下，负载探测部11根据在将被加热物感应加热时流过各加热线圈的电流判别被加热物的材质，将判别结果定期地发送至控制电路85即可。

在以下，对负载探测部11基于通过与第一加热线圈31串联连接的电流检测部和与第二加热线圈32串联连接的电流检测部检测出的流过各加热线圈的电流来判别被加热物的材质的情况进行说明。但是负载探测部11的结构不限于此，也可以为如图3所示的那样基于从交流电源9输入的电流来判别被加热物的材质的结构。

在图13中，加热线圈30包括将被加热物110b的底部的内周侧感应加热的第一加热线圈31和将被加热物110b的底部的外周侧感应加热的第二加热线圈32。被加热物110b是在由铝等非磁性金属形成的煎锅等锅的底部111接合由铁等磁性金属形成的磁性金属部112而构成的。

如图13(a)所示，使用者以加热线圈30的中心与被加热物110b的中心一致的方式将被加热物110b载置于加热线圈30上，当为了开始被加热物的感应加热而操作感应加热装置100的操作部5时，感应加热装置100如实施方式1所说明的那样对第一加热线圈31以及第二加热线圈32流过脉冲式电流，而判别第一加热线圈31上以及第二加热线圈32上的被加热物的材质。然后，基于负载探测部11判别出的结果，逆变器电路81向第一加热线圈31和第二加热线圈32供给相同或者不同频率的交流电流。

在图13(a)的情况下，载置于第一加热线圈31上的被加热物110b的材质为磁性金属，载置于第二加热线圈32上的被加热物110b的材质也为磁性金属，因此逆变器电路81向第一加热线圈31和第二加热线圈32供给相同频率的交流电流。在该情况下，在图3所示的电路图中，控制电路85闭合第一可变容量电容器41的开闭器44而将电容器42和电容器43并联连接，闭合第二可变容量电容器45的开闭器48而将电容器46和电容器47并联连接。

在将各加热线圈的电感以及各电容器的静电容量设为实施方式1所例示出的值的情况下，在图13(a)的状态下，包括第一加热线圈31和第一可变容量电容器41的第一谐振电路的谐振频率为22.7kHz，包括第二加热线圈32和第二可变容量电容器45的第二谐振电路的谐振频率也为22.7kHz。由此，逆变器电路81以25kHz开关第一支路电路21、共同支路电路24以及第二支路电路27，而向第一加热线圈31以及第二加热线圈32的各个加热线圈供给25kHz的交流电流。

然后，负载探测部11通过电流检测部分别检测流过第一加热线圈31的25kHz的交流电流和流过第二加热线圈32的25kHz的交流电流，判别载置于第一加热线圈31上以及第二加热线圈32上的被加热物的材质分别为磁性金属。该判别结果为在被加热物的感应加热开始时判别出的结果，因此感应加热装置100继续向第一加热线圈31以及第二加热线圈32的各个加热线圈供给25kHz的交流电流。

在此，如图13(b)所示，设为使用者进行颠锅等而产生了被加热物110b的中心偏离了加热线圈30的中心的位置偏离。在该情况下，在第一加热线圈31上载置有被加热物110b的磁性金属部112，因此流过第一加热线圈31的交流电流的大小不变化。另一方面，在第二加热线圈32上载置有被加热物110b的磁性金属部112和由设置于磁性金属部112的外周侧的非磁性金属形成的底部111，因此第二加热线圈32的电感减少，第二加热线圈32上的被加热物的电阻也减少。其结果是流过第二加热线圈32的电流变化，因此负载探测部11探测到第二加热线圈32上的负载发生了变化。此时，当载置于第二加热线圈32上的被加热物中的由非磁性金属形成的部位的比例超过预定量时，负载探测部11判别为载置于第二加热线圈32上的被加热物的材质为非磁性金属。

负载探测部11定期地判别第一加热线圈31上的被加热物的材质以及第二加热线圈32上的被加热物的材质并发送至控制电路85，因此当控制电路85辨别出第二加热线圈32上的被加热物的材质从磁性金属变化为非磁性金属时，控制电路85变更第二可变容量电容器45的静电容量。

即，控制电路85断开第二可变容量电容器45的开闭器48，而电容器47从电容器46切断，因此第二可变容量电容器45的静电容量成为0.024μF。如图13(b)所示，第二加热线圈32上的被加热物并非完全变成非磁性金属，因此第二加热线圈32的电感变得比200μH大但是比300μH小。其结果是包括第二加热线圈32和第二可变容量电容器45的第二谐振电路的谐振频率变高。

而且，控制电路85以逆变器电路81以比第一支路电路21以及共同支路电路24的开关频率高的频率开关第二支路电路27的方式输出各支路电路的开关元件的栅极信号。该情况下的各支路电路的开关元件的栅极信号如上述实施方式1～4所说明的那样。据此，能够向第一加热线圈31供给第一频率的交流电流，向第二加热线圈32供给频率比第一频率高的第二频率的交流电流，而将被加热物110b的磁性金属部112的外周侧的由非磁性金属形成的底部111高效地感应加热。其结果是即使发生被加热物的位置偏离也能够改善被加热物的底部的温度均匀性。

实施方式7.

图14为示出由本发明的实施方式7的感应加热装置将2个被加热物感应加热的情形的立体图。在图14中，添加了与实施方式1的图5相同的附图标记的部分示出相同或者对应的结构，省略其说明。另外，在本实施方式7中，感应加热装置100的结构等与实施方式1相同，被添加相同的附图标记而说明的感应加热装置100的结构要素与实施方式1相同。本实施方式7与实施方式1的不同在于第一加热线圈31以及第二加热线圈32分别被设置于不同的加热口的结构。

如图13所示，在感应加热装置100中，与在顶板2显示出的载置位置3a对置而设置有第一加热线圈31，与载置位置3c对置而设置有第二加热线圈32。第一加热线圈31串联连接第一可变容量电容器41，第一加热线圈31和第一可变容量电容器41构成第一谐振电路。第二加热线圈32串联连接第二可变容量电容器45，第二加热线圈32和第二可变容量电容器45构成第二谐振电路。

第一加热线圈31以及第二加热线圈32被实施方式1的图3的电路图所示的逆变器电路81供给交流电流。即，第一加热线圈31被电连接于第一支路电路21的输出端23与共同支路电路24的输出端26之间，第二加热线圈32被电连接于第二支路电路27的输出端29与共同支路电路24的输出端26之间。

如图14所示，在第一加热线圈31上载置被流过第一加热线圈31的交流电流感应加热的第一被加热物110a，在第二加热线圈32上载置被流过第二加热线圈32的交流电流感应加热的第二被加热物110c。当使用者操作感应加热装置100的操作部5而进行用于将第一被加热物110a以及第二被加热物110c感应加热的操作时，负载探测部11判别载置于第一加热线圈31上的被加热物110a的材质以及载置于第二加热线圈32上的被加热物110c的材质。

在负载探测部11判别为第一加热线圈31上的被加热物110a的材质为铁等磁性金属、第二加热线圈32上的被加热物110c的材质为铝等非磁性金属的情况下，控制电路85闭合第一可变容量电容器41的开闭器44而将电容器42与电容器43并联连接，断开第二可变容量电容器45的开闭器48而将电容器47从电容器46切断。而且，如实施方式1所说明的那样，使第一支路电路21和共同支路电路24以第一频率开关，使第二支路电路27以第二频率开关。第一频率可以为例如25kHz，第二频率可以为例如75kHz。其结果是25kHz的交流电流流过第一加热线圈31，利用25kHz的交变磁通将由磁性金属形成的第一被加热物110a感应加热。另外，75kHz的交流电流流过第二加热线圈32，通过75kHz的交变磁通将由非磁性金属形成的第二被加热物110c感应加热。

此外，在第一被加热物110a和第二被加热物110c均为磁性金属的情况下、均为非磁性金属的情况下，可以使第一支路电路21、共同支路电路24以及第二支路电路27的开关频率相同，而将流过第一加热线圈31的交流电流和流过第二加热线圈32的交流电流设为相同的频率。

另外，第一可变容量电容器41以及第二可变容量电容器45并非必须为可变容量电容器，也可以为静电容量恒定的电容器。在该情况下，例如将设置有第一加热线圈31的加热口作为将磁性金属的被加热物感应加热的加热口，将设置有第二加热线圈32的加热口作为将非磁性金属的被加热物感应加热的加热口。然后，从第一可变容量电容器41去掉开闭器44而将电容器42与电容器43并联连接而构成与第一加热线圈31串联连接的电容器，从第二可变容量电容器45去掉开闭器48和电容器47而仅由电容器46构成与第二加热线圈32串联连接的电容器。而且，也可以使第一支路电路21和共同支路电路24以第一频率开关，使第二支路电路27以第二频率开关，而向第一加热线圈31供给第一频率的交流电流，向第二加热线圈32供给第二频率的交流电流。

以上说明了本发明的实施方式1～7。也能够将在本发明的这些实施方式1～7中说明的结构互相组合。

Claims (16)

1.一种感应加热装置，具备：

逆变器电路，具有多个支路电路，所述支路电路具有第一开关元件、与所述第一开关元件串联连接的第二开关元件以及设置于所述第一开关元件与所述第二开关元件之间的输出端，多个所述支路电路包括第一支路电路、第二支路电路以及共同支路电路；

第一加热线圈，电连接于所述第一支路电路的所述输出端与所述共同支路电路的所述输出端之间；以及

第二加热线圈，电连接于所述第二支路电路的所述输出端与所述共同支路电路的所述输出端之间，

所述逆变器电路在向所述第一加热线圈供给第一频率的交流电流时，以预定的频率开关所述共同支路电路的所述第一开关元件，

所述逆变器电路在向所述第二加热线圈供给与所述第一频率不同的第二频率的交流电流时，也以与向所述第一加热线圈供给所述第一频率的交流电流时相同的频率开关所述共同支路电路的所述第一开关元件。

2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

所述逆变器电路向所述第一加热线圈供给所述第一频率的交流电流的同时向所述第二加热线圈供给所述第二频率的交流电流。

3.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，

所述逆变器电路以与所述共同支路电路的所述第一开关元件相同的频率开关所述第一支路电路的所述第一开关元件，

所述逆变器电路以与所述共同支路电路的所述第一开关元件不同的频率开关所述第二支路电路的所述第一开关元件。

4.根据权利要求2所述的感应加热装置，其中，

所述逆变器电路以与所述共同支路电路的所述第一开关元件相同的频率开关所述第一支路电路的所述第一开关元件，

所述逆变器电路以与所述共同支路电路的所述第一开关元件不同的频率开关所述第二支路电路的所述第一开关元件。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的感应加热装置，其中，

所述逆变器电路使所述第一支路电路的所述第一开关元件的导通时间的占空比变化而使供给至所述第一加热线圈的所述第一频率的交流电流的电流值变化，

所述逆变器电路使所述第二支路电路的所述第一开关元件的导通时间的占空比变化而使供给至所述第二加热线圈的所述第二频率的交流电流的电流值变化。

6.根据权利要求3或4所述的感应加热装置，其中，

所述逆变器电路使所述第一支路电路的所述第一开关元件接通的定时与所述共同支路电路的所述第一开关元件接通的定时之间的时间变化而使供给至所述第一加热线圈的所述第一频率的交流电流的电流值变化，

所述逆变器电路使所述第二支路电路的所述第一开关元件的导通时间的占空比变化而使供给至所述第二加热线圈的所述第二频率的交流电流的电流值变化。

7.根据权利要求1至4中的任意一项所述的感应加热装置，其中，

所述逆变器电路以所述第一频率开关所述第一支路电路的所述第一开关元件，以所述第二频率开关所述第二支路电路的所述第一开关元件。

8.根据权利要求3或4所述的感应加热装置，其中，

所述第二频率为所述第一频率的2n+1倍，其中，n为1以上的自然数，

所述逆变器电路以所述第一频率开关所述第一支路电路以及所述共同支路电路的所述第一开关元件，以所述第二频率开关所述第二支路电路的所述第一开关元件，

所述逆变器电路使所述第一支路电路的所述第一开关元件接通的定时与所述共同支路电路的所述第一开关元件接通的定时之间的时间变化而使供给至所述第一加热线圈的所述第一频率的交流电流的电流值变化，

所述逆变器电路使所述第二支路电路的所述第一开关元件接通的定时与所述共同支路电路的所述第一开关元件接通的定时之间的时间变化而使供给至所述第二加热线圈的所述第二频率的交流电流的电流值变化。

9.根据权利要求3或4所述的感应加热装置，其中，

所述逆变器电路使第一支路电路的所述第一开关元件的开关频率变化，而使供给至所述第一加热线圈的交流电流的电流值变化，

所述逆变器电路使所述第二支路电路的所述第二开关元件的开关频率变化，而使供给至所述第二加热线圈的交流电流的电流值变化。

10.根据权利要求1至4中的任意一项所述的感应加热装置，其中，

还具备负载探测部，该负载探测部判别载置于所述第一加热线圈上以及所述第二加热线圈上的被加热物的材质，

在所述负载探测部判别为在所述第一加热线圈上和所述第二加热线圈上所述被加热物的材质为不同的材质的情况下，所述逆变器电路向所述第一加热线圈供给所述第一频率的交流电流，向所述第二加热线圈供给所述第二频率的交流电流。

11.根据权利要求10所述的感应加热装置，其中，该感应加热装置还具备：

第一可变容量电容器，与所述第一加热线圈串联连接；以及

第二可变容量电容器，与所述第二加热线圈串联连接，

在所述负载探测部判别为在所述第一加热线圈上和所述第二加热线圈上所述被加热物的材质为不同的材质的情况下，所述第一可变容量电容器的静电容量或者所述第二可变容量电容器的静电容量被变更。

12.根据权利要求10所述的感应加热装置，其中，

所述负载探测部定期地判别在所述第一加热线圈上的所述被加热物的材质和在所述第二加热线圈上的所述被加热物的材质。

13.根据权利要求1至4中的任意一项所述的感应加热装置，其中，

所述第一加热线圈以及所述第二加热线圈感应加热1个被加热物。

14.根据权利要求1至4中的任意一项所述的感应加热装置，其中，

所述第一加热线圈以及所述第二加热线圈分别感应加热不同的被加热物。

15.根据权利要求1至4中的任意一项所述的感应加热装置，其中，

所述第一支路电路的所述第一开关元件以及所述第二开关元件由硅半导体形成，

所述第二支路电路的所述第一开关元件以及所述第二开关元件由带隙比硅大的宽带隙半导体形成。

16.根据权利要求1至4中的任意一项所述的感应加热装置，其中，

所述第一支路电路的所述第一开关元件以及所述第二开关元件由硅半导体形成，

所述共同支路电路的所述第一开关元件以及所述第二开关元件由带隙比硅大的宽带隙半导体形成。

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