JP2002075623A - 誘導加熱調理器及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鍋の材質が異なっても、機器にストレスをか
けることなく、効率がよく加熱することができる誘導加
熱調理器を提供する。 【解決手段】 直流電源回路２と、加熱コイル４５に高
周波電流を供給するインバータ回路４と、共振コンデン
サ４６に流れる電流のピーク値に比例した出力をする負
荷電流検出回路４９と、鍋１０の材質に応じて設定され
た複数の発振周波数のうち何れかの周波数を発振し、予
め設定された時間に達すると、加熱コイル４５上の異常
の有無を判別するとともに、鍋１０の材質を判別してそ
の材質に応じた周波数を発振させ、所定の上昇率を有す
る信号を出力し、その後、設定された電力に応じて制御
信号を出力する制御手段７と、選択された周波数と制御
信号とに基づいて、加熱コイル４５に設定された電力が
得られるようにするとともに、加熱コイル４５の電力を
徐々に上昇させる駆動信号を生成して前記インバータ回
路に出力するインバータ駆動手段８と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、インバータ回路
を駆動する周波数を鍋の材質に応じて選択する誘導加熱
調理器及びその制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は例えば特公昭６３−０４９８７
２に開示された従来の誘導加熱調理器の回路図であり、
図において、１１は直流電源、１２はインバータ回路
で、直流電源１１に直列に接続された第１及び第２スイ
ッチング素子１３、１４、加熱コイル１５、加熱コイル
１５に直列に接続された共振コンデンサ１６、第１スイ
ッチング素子１３に並列に接続された第１ダイオード１
７、及び第２スイッチング素子１４に並列に接続された
第２ダイオード１８、加熱コイルに流れる電流を監視す
るカレントトランス１９、２０はインバータ回路１２の
制御回路で、入力設定部２０ａ、入力検知部２０ｂ、比
較部２０ｃ、発振器２０ｄ及び可変導通比設定部２０ｅ
からなっている。

【０００３】次に、前記のように構成された従来の誘導
加熱調理器の動作を説明する。比較部２０ｃが、入力設
定部２０ａに設定された入力設定値と入力検知部２０ｂ
で検知された実際の入力値とを比較して誤差電圧を出力
すると、可変導通比設定部２０ｅは、その誤差電圧に応
じて第１スイッチング素子１３と第２スイッチング素子
１４の導通比を変化させる。この入力電力の帰還ループ
により、第１及び策２スイッチング素子１３、１４の導
通比は実際の入力値が入力設定値に等しくなるように制
御される。

【０００４】これは、第１スイッチング素子１３のオン
期間Ｔ２と発振周期Ｔ１の比Ｔ２／Ｔ１と、電力及び発
振周波数との関係が図１５の特性曲線図に示される関係
にあることに着目したもので、発振周期Ｔ１が一定で第
１スイッチング素子１３のオン期間Ｔ２を変えれは発振
周波数一定で電力を変化させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の誘導加
熱調理器で、例えば、図１６（ａ）に示すように発振周
波数の周期Ｔ１に対し導通比が、ほぼ０．５（Ｔ２／Ｔ
１、Ｔ３／Ｔ１）の波形で第１及び第２スイッチング素
子１３、１４を交互にオン・オフしたとき最大の電力が
得られるが、鍋の材質が変わった場合では、同じ最大の
電力を得ようとしたときに、導通比を大きく変化させよ
うとすると図１６（ｂ、Ｃ）に示すようにスイッチング
素子１３がＯＮ時に、零電流零電圧スイッチングが不可
能となり、第２スイッチング素子１４側の損失が増大し
て効率が良くなかった。さらに導通比を大きく変化させ
て零電流零電圧スイッチングを可能とするべく、誘導加
熱調理器の回路を図１４のように共振コンデンサＣ１６
にダイオード２１を並列に接続した場合でも、図１６
（ｄ）に示すように負荷電流に直流バイアス分が加わる
為、カレントトランス１９の出力は直流分がカットされ
るので正確な負荷電流が測れないという問題があった。
また、２つ以上の誘導加熱調理器を使用するとき、スイ
ッチング周波数が異なると共振音が生じるという問題が
あった。

【０００６】この発明は、以上のような課題を解決する
ためになされたもので、負荷電流のピーク値を正確に測
ることができ、鍋の材質が異なっても、機器にストレス
をかけることなく、効率がよく加熱することができ、２
つ以上の機器を使用するときでも、共振音が生じない誘
導加熱調理器及びその制御方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る誘導加熱
調理器は、商用電源を直流に変換する直流電源回路と、
一対のスイッチング素子とこの一対のスイッチング素子
の一つに並列に接続された加熱コイル及び共振コンデン
サからなる直列回路を有し、前記一対のスイッチング素
子を交互にオン、オフして前記加熱コイルに高周波電流
を供給するインバータ回路と、前記共振コンデンサに流
れる電流を検出する電流検出手段により検出された電流
のピーク値に比例した出力を生成する負荷電流検出回路
と、予め鍋の材質に応じて設定された複数の発振周波数
のうち何れかの周波数を発振し、調理が開始されてから
予め設定された時間に達すると、前記直流電源回路に入
力する電流値と前記インバータ回路に発生する電圧値に
基づいて前記加熱コイル上の異常の有無を判別し、その
結果に基づいて鍋の材質を判別してその材質に応じた周
波数を選択して発振させ、所定の上昇率を有する信号を
予め設定された時間まで出力し、その後、設定された電
力に応じて制御信号を出力する制御手段と、この制御手
段により選択された前記周波数と制御信号とに基づい
て、前記加熱コイルに設定された電力が得られるように
するとともに、前記インバータ回路の加熱コイルの電力
を徐々に上昇させる駆動信号を生成して前記インバータ
回路に出力するインバータ駆動手段と、を備え、前記制
御手段は、前記加熱コイル上が異常のときは前記インバ
ータ駆動手段を停止させ、異常でないときは前記鍋の材
質を判別してその材質に応じた周波数を選択して発振さ
せるとともに、前記負荷電流検出回路の出力が予め設定
した値以下となるように、前記インバータ駆動手段の駆
動信号の導通比を変化させるものである。

【０００８】また、商用電源を直流に変換する直流電源
回路と、一対のスイッチング素子とこの一対のスイッチ
ング素子の一つに並列に接続された加熱コイル及び共振
コンデンサからなる直列回路を有し、前記一対のスイッ
チング素子を交互にオン、オフして前記加熱コイルに高
周波電流を供給するインバータ回路と、前記共振コンデ
ンサに流れる電流を検出する電流検出手段により検出さ
れた電流のピーク値に比例した出力を生成する負荷電流
検出回路と、調理の電力を選択する操作部、予め鍋の材
質に応じて複数の発振周波数が設定され、前記操作部に
より電力が設定されたとき、調理開始と判断して前記複
数の発振周波数のうち何れかの周波数を発振する周波数
可変発振部、調理が開始されてから予め設定された時間
に達すると、前記直流電源回路に入力する電流値と前記
インバータ回路に発生する電圧値に基づいて前記加熱コ
イル上の異常の有無を判別し、その結果に基づいて鍋の
材質を判別してその材質に応じた周波数を選択して前記
周波数可変発振部から発振させる鍋判別部及び調理が開
始されたとき、所定の上昇率を有する信号を予め設定さ
れた時間まで出力し、その後、前記操作部で設定された
電力に応じて制御信号を出力する電力制卸部を有する制
御手段と、この制御手段の前記鍋判別部により選択され
た前記周波数と前記電力制御部からの制御信号とに基づ
いて、前記加熱コイルに前記操作部により設定された電
力が得られるようにするとともに、前記インバータ回路
の加熱コイルの電力を徐々に上昇させる駆動信号を生成
して前記インバータ回路に出力するインバータ駆動手段
と、を備え、前記制御手段の前記鍋判別部は、前記加熱
コイル上が異常のときは前記インバータ駆動手段を停止
させ、異常でないときは前記鍋の材質を判別してその材
質に応じた周波数を選択して前記周波数可変発振部から
発振させ、前記制御手段は、前記負荷電流検出回路の出
力が予め設定した値以下となるように、前記インバータ
駆動手段の駆動信号の導通比を変化させるものである。

【０００９】また、鍋判別部が鍋の材質を磁性系と判定
したときに、電力制御部は、さらに所定の上昇率を有す
る信号を予め設定された時間まで出力し、前記設定され
た時間に達したときに、鍋判別部は、インバータ回路に
発生する電圧値に基づいて前記鍋が小物かどうか判別
し、小物のときは前記インバータ駆動手段を停止させ、
小物でないときは、前記制御手段が、前記負荷電流検出
回路の出力が予め設定した値以下となるように、前記イ
ンバータ駆動手段の駆動信号の導通比を変化させるもの
である。

【００１０】また、インバータ駆動手段は、設定された
電力が最大のときは、入力された周波数の周期に対し一
対のスイッチング素子のオン期間がほぼ半分となる波形
の駆動信号をそれぞれ生成するものである。

【００１１】また、インバータ駆動手段は、制御部から
の発振周波数が、鍋の材質により異なるものとし、それ
ぞれの異なる周波数は共振音が発生しない範囲で設定さ
れているものである。

【００１２】また、この発明に係る誘導加熱調理器の制
御方法は、インバータ回路の一対のスイッチング素子を
交互にオン、オフして加熱コイルに高周波電流を供給し
て加熱する誘導加熱調理器の制御方法において、調理開
始から予め設定された時間を経過したときに、加熱コイ
ル上の異常の有無を判別し、異常が有るときは前記イン
バータ回路を駆動させる駆動信号を停止させ、異常がな
いときは鍋の材質を判別して予め設定された複数の周波
数のうち何れかを選び、設定された電力が得られるよう
に、前記インバータ回路を駆動するとともに、前記イン
バータ回路の共振コンデンサに流れるピーク電流を所定
値以下にとなるように、前記インバータ回路の駆動信号
の導通比を制御するようにしたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施の形態を示
す誘導加熱調理器の回路図、図２は本実施の形態の誘導
加熱調理器における制御手段のブロック構成図、図３は
その誘導加熱調理器のインバータ駆動手段の回路図、図
４は調理開始時に電力制御部から出力される信号レベル
と加熱コイル上の異常の有無、及び鍋の材質を判別する
タイミングとの関係を示す図、図５、６は加熱コイル上
の異常の有無、及び鍋の材質を判別するための説明図、
図７は鍋の材質の違いによる第１スイッチング素子のオ
ン期間の幅を示す図である。

【００１４】図１において、１は商用電源、２は商用電
源１の交流を整流する整流回路、３は平滑回路で、整流
回路２に並列に接続されたコンデンサ３１と、整流回路
２の正極側に挿入されたチョークコイル３２と、コンデ
ンサ３１に並列に接続された平滑コンデンサ３３とで構
成され、整流回路２の出力（脈流）を平滑して直流分だ
けを出力する。

【００１５】４はインバータ回路で、平滑回路３の両極
間に挿入されたＨｉｇｈアーム及びＬｏｗアームスイッ
チング素子４１、４２と、Ｈｉｇｈアームスイッチング
素子４１（以下、「第１スイッチング素子４１」とい
う）に並列に接続されたダイオード４３と、Ｌｏｗアー
ムスイッチング素子４２（以下、「第２スイッチング素
子４２」という）に並列に接続されたダイオード４４
と、一端がその第１及び第２スイッチング素子４１、４
２の接続点に接続された加熱コイル４５と、一端が加熱
コイル４５を介して第１及び第２スイッチング素子４
１、４２の接続点に接続され、他端が第２スイッチング
素子４２のエミツタ側に接続された共振コンデンサ４６
と、共振コンデンサ４６に並列に接続されたダイオード
４７とで構成され、第１及び第２スイッチング素子４
１、４２を交互にオン・オフさせることにより加熱コイ
ル４５と共振コンデンサ４６に高周波電流が流れる。

【００１６】５は整流素子のダイオードを有する変流器
（以下第１のカレントトランス）で、調理の電力設定に
応じて流れる交流電流を検出し、それを直流電圧に変換
して出力する。６は分圧回路で、共振コンデンサ４６に
並列に接続され、その共振コンデンサ４６に流れる電流
に比例して発生する両端電圧を分圧する。

【００１７】４８は整流素子のダイオードを有する第２
のカレントトランスで、共振コンデンサ４６に流れる交
流電流を検出し出力する。４９は負荷電流検出回路で第
２のカレントトランス４８の出力ピーク値に比例した電
圧を出力する。

【００１８】７は例えばマイクロコンピュータからなる
制御手段で、図２に示すように、第１のカレントトラン
ス５からの直流電圧に基づいて人力電流を検知する人力
電流検知部７１と、分圧回路６により分圧された電圧に
基づいて共振コンデンサ４６の電圧を検知するコンデン
サ電圧検知部７２と、操作部であるスイッチ９により設
定された調理電力（強・中・弱）に基づいて信号を生成
する入力設定部７３と、鍋判別部７４と、例えば固定周
期Ｔ１ｌの周波数２１ｋＨｚ及び固定周期Ｔ２１の周波
数２２．５ｋＨｚがそれぞれ設定され、鍋判別部７４の
選択に基づいて何れか一方の周波数を発振する２周波可
変発振部７５と、入力設定部７３からの信号が入力され
ると、後述するインバータ駆動手段８の出力禁止を解除
する禁止解除信号Ｂ、Ｃを出力する第１及び第２禁止解
除部７６、７７と、電力制御部７８と、第２のカレント
トランス４８からのピーク電圧に比例した負荷電流検出
回路４９からの出力電圧に基づいて負荷電流を検知する
負荷電流検知部７９で構成されている。

【００１９】前記鍋判別部７４は、スイッチ９により設
定された調理電力に基づく信号を入力設定部７３が出力
すると、加熱開始と判断して例えば周波数２１ｋＨｚの
高周波を２周波可変発振部７５から発振させ、そして、
加熱開始から所定時間ｔＡ、例えば、１秒経過したと
き、入力電流検知部７１の検知による入力電流とコンデ
ンサ電圧検知部７２の検知によるコンデンサ電圧との組
合せから加熱コイル上の異常の有無、及び鍋１０が磁性
系か非磁性系かを判別する。

【００２０】この判別方法は、例えば、図５に示すよう
に入力電流がＩ１以内かつコンデンサ電圧がＶ１以上の
ときは加熱コイル４５上に鍋１０無し、或いは、アル
ミ、銅が載置されていると判別する。このような場合
は、異常ありとして第１及び第２禁止解除部７６、７７
に禁止指令を出してインバータ駆動手段の動作を停止さ
せる。また、入力電流がＩ１を越えるか、コンデンサ電
圧がＶ１未満のときは異常なしと判別する。

【００２１】また、所定時間ｔＡ、例えば、調理開始か
ら１秒経過したとき、鍋１０が磁性系か非磁性系かを判
別するが、コンデンサ電圧がＶ１未満のときは磁性系の
鍋１０と判別し、入力電流がＩ１を越え、コンデンサ電
圧がＶ１以上のときは非磁性系の鍋１０と判別する。磁
性系の鍋１０の場合は、例えば、周波数２１ｋＨｚを継
続して発振させ、非磁性系の鍋１０の場合は、２周波可
変発振部７５から発振されている周波数２１ｋＨｚを周
波数２２．５ｋＨｚの高周波に切り換えさせる。

【００２２】また、所定時間ｔＢ、例えば、調理開始か
ら１．５秒経過したとき、鍋１０が小物かどうかを判別
するが、図６に示すように、コンデンサ電圧がＶ２未満
のときは小物と判別し、異常ありとして第１及び第２禁
止解除部７６、７７に禁止指令を出してインバータ駆動
手段の動作を停止させる。

【００２３】前記電力制御部７８は、入力設定部７３か
らの信号が入力されると調理開始と判断して所定の信号
をインバータ駆動手段８に出力し、その信号のレベル
（電圧）を時間の経過と共に徐々に上げていく。そし
て、鍋１０が磁性系と判別されたときは、１．５秒（時
間ｔＢ）を経過した時点で、又、鍋１０が非磁性系と判
別されたときは１．０秒く時間ｔＡ）を経過した時点
で、入力設定部７３からの信号と入力電流検知部７１か
らの信号（入力電流）とを比較し、その誤差を制御信号
としてインバータ駆動手段８に出力する。

【００２４】電力制御部７８から出力された前述の所定
信号は予め設定されたもので、図４に示すように調理開
始から１．５秒（時間ｔＢ）経過するまで電位レベルを
徐々に上げて第１スイッチング素子４１のオン期間が徐
々に広くなるようにし、加熱コイル４５の出力を徐々に
上昇させている。これは、前述したように異常の有無及
び、鍋１０の材質の判別を鍋判別部７４に行わせるため
である。

【００２５】前記インバータ駆動手段８は、図３に示す
ように、直列に接続された４種のコンパレータ８１、８
２、８３、８４と、コンパレ一夕８２の出力側より分岐
して直列に接続された２種のコンパレ一夕８５、８６
と、コンパレ一夕８５の入力側と第１禁止解除部７６と
の間に挿入された第１ダイオード８７と、２種のコンパ
レータ８５、８６の接続点と第２禁止解除部７７との間
に挿入された第２ダイオード８８とで構成され、そのう
ち、コンパレータ８１の入力側は２周波可変発振部７５
と接続され、コンパレータ８２の入力側はコンパレータ
８１の出力と電力制御部７８に接続され、また、コンパ
レータ８４の出力端はインバータ回路４の第１スイッチ
ング素子４１のゲート側に接続され、コンパレ一夕８６
の出力端は第２スイッチング素子４２のゲート側に接続
されている。

【００２６】このインバータ駆動手段８は、動作説明時
で詳述するが、スイッチ９により設定された調理電力が
得られるよう電力制御部７８からの制御信号のレベルに
基づいて第１スイッチング素子４１をオンする波形（高
周波信号）を、入力された周波数（２１ｋＨｚ又は２
２．５ｋＨｚ）の周期内において生成すると共に、その
生成した波形を基に第２スイッチング素子４２を駆動す
る波形を生成する。第１スイッチング素子４１のオン期
間は、図７に示すように鍋の材質によって異なり、電力
が最大のとき、即ち、周波数の周期に対しデユーティ比
が０．５のとき最もそのオン期間が広くなり、この幅に
よって電力が決定される。

【００２７】次に、本実施の形態の誘導加熱調理器の動
作を図８〜図１２を参照しながら説明する。図８は調理
開始から周波数設定までの動作を示すフローチャート、
図９はインバータ駆動手段の動作波形図、図１０は鍋の
材質に応じて出力される駆動信号の波形図、図１１は第
２のカレントトランス４８の出力電圧に対応した、負荷
電流検出回路４９の出力電圧の波形図、図１２は負荷電
流の制御のフローチャートである。

【００２８】まず、スイッチ９により調理電力が、例え
ば「強」の２ｋＷが設定されると（Ｓ１）、制御手段７
の入力設定部７３がその設定に応じた信号を鍋判別部７
４、第１及び第２禁止廃除部７６、７７、電力制御部７
８にそれそれ出力する。この時、第１及び第２禁止解除
部７６、７７が、第１及び第２ダイオード８７、８８の
カソード側に禁止解除信号Ｂ、Ｃ（ハイレベル）を出力
して、コンパレータ８４、８６から駆動信号が出力きれ
るよう出力禁止を解除し（Ｓ２）、鍋判別部７４は、周
波数２１ｋＨｚを２周波可変発振部７５から発振してコ
ンパレータ８１に出力させ（Ｓ３）、電力制御部７８
は、調理開始と判断して所定の信号をコンパレータ８２
に出力し、その信号のレベルを徐々に上げていく（Ｓ
４）。インバータ駆動手段８は、後述するが、周波数２
１ｋＨｚと電位レベルが徐々に上がる前記信号とに基づ
いて第１スイッチング素子４１のオン期間を徐々に広く
する駆動信号を生成すると共に、第２スイッチング素子
４２をオンする駆動信号を生成し、インバータ回路４の
第１及び第２スイッチング素子４１、４２にそれそれ出
力する。

【００２９】一方、電力制御部７８は、調理開始から１
秒（時間ｔＡ）経過したかどうかを判定しており（Ｓ
５）、その時間を確認したときはその旨を鍋判別部７４
に通知する。この時、鍋判別部７４は、入力電流検知部
７１の検知による入力電流値とコンデンサ電圧検知部７
２の検知によるコンデンサ電圧値との組合せから加熱コ
イル４５上の異常の有無を判別する（Ｓ６）。この時点
において、入力電流がＩ１以内でコンデンサ電圧がＶ１
以上のときは異常ありとして、第１及び第２禁止解除部
７６、７７から禁止信号（ローレベル）を出力させ、イ
ンバータ駆動手段８からの高周波信号の出力を停止させ
る（Ｓ７）。

【００３０】鍋判別部７４は、前記時間経過の通知を受
けると、鍋１０が磁性系か非磁性系かを判別する（Ｓ
８）。コンデンサ電圧がＶ１未満のときは磁性系の鍋１
０と判別し、また、入力電流がＩ１を越え、コンデンサ
電圧がＶ１以上のときは非磁性系の鍋１０と判別する。
磁性系の鍋１０の場合は、周波数２１ｋＨｚを継続して
発振させ（Ｓ９）、非磁性系の鍋の場合は、２周波可変
発振部７５から発振されている周波数２１ｋＨｚを周波
数２２．５ｋＨｚに切り換えさせる（Ｓ１０）。この
時、電力制御部７８は、入力電流検知部７１からの入力
電流を取り込んで入力設定部７３の信号（２ｋＷ）と比
較し、その誤差を制御信号としてインバータ駆動手段８
に出力し、電力の一定制御に入る（Ｓｌ１）。

【００３１】磁性系の鍋１０の場合、電力制御部７８
は、さらに第１スイッチング素子４１のオン期間が広く
なるよう信号レベルを上昇させると共に、調理開始から
１．５秒（時間ｔＢ）を経過したかどうかを判定してお
り（Ｓ１２、Ｓ１３）、その時間を経過していないとき
は信号のレベルをさらに上昇させる（Ｓ１２）。そし
て、１．５秒の経過を確認したときはその旨を鍋判別部
７４に通知する。

【００３２】鍋判別部７４は、前記通知を受けると、鍋
１０が小物であるかどうかを判別する（Ｓ１４）。この
時、鍋判別部７４は、コンデンサ電圧検知部７２の検知
によるコンデンサ電圧値から鍋１０が小物であるかどう
かを判別するが、コンデンサ電圧がＶ２未満のどきは小
物であると判別して、第１及び第２禁止解除部７６、７
７から禁止信号（ローレベル）を出力させ、インバータ
駆動手段８からの高周波信号の出力を停止させる（Ｓ１
５）。鍋１０が小物ではないと判別きれた場合は、入力
電流検知部７１からの入力電流を取り込んで入力設定部
７３の信号（２ｋＷ）と比較し、その誤差を制御信号と
してインバータ駆動手段８に出力し、電力の一定制御に
入る（Ｓ１６）。

【００３３】次に、インバータ駆動手段８の動作につい
て説明すると、例えば、図９に示すように、周波数２１
ｋＨｚが２周波可変発振部７５から発振されると（同図
（ａ）参照）、インバータ駆動手段８のコンパレータ８
１は、その波形のハイ及びローレベルをそれぞれ反転す
ると共に、ローレベルに反転した波形を数μ秒後、ハイ
レベルまで徐々に上げてなる波形を前記周波数２１ｋＨ
ｚの周期Ｔ１ｌ毎に生成して出力し（（ｂ）参照）、コ
ンパレータ８２は、電力制御部７８からの制御信号のレ
ベルとそのコンパレータ８１からの信号とを比較し
（（ｃ）参照）、制御信号のレベル以下の信号を反転す
ると共に矩形波に変換してコンパレータ８３、８５にそ
れぞれ出力する（（ｄ）参照）。

【００３４】コンパレータ８３は、その波形を鋸波状に
変換してコンパレータ８４に出力し（（ｅ）参照）、コ
ンパレータ８４はその波形の斜線と基準電位との交点を
信号の立ち上がりとする波形、即ち、周波数２１ｋＨｚ
の波形の立ち上がりより、時間ｔ３遅れた波形を前記周
期Ｔ１１毎に生成し（（ｆ）参照）、インバータ回路４
の第１スイッチング素子４１に出力する（（ｇ）参
照）。

【００３５】一方、コンパレータ８５は、入力された波
形の各レベルをそれぞれ反転して図に示す波形を生成し
（（ｈ）参照）、コンパレータ８６は、その波形の斜線
と基準電位との交点を信号の立ち上がりとする波形、即
ち、図９（ｄ）に示す波形の立ち下がりより時間ｔ４遅
れた波形を前記周期Ｔ１１毎に生成し（（ｉ）参照）、
インバータ回路４の第２スイッチング素子４２に出力す
る（（ｊ）参照）。

【００３６】インバータ駆動手段８から出力される駆動
信号は、鍋１０が磁性系の場合、図１０（ａ）に示すよ
うに周波数２１ｋＨｚの周期Ｔ１１に対しデユーティ比
がほぼ０．５の波形となり、設定された電力が低下した
場合には、第１スイッチング素子４１のオン期間Ｔ１２
が狭くなり、これに対し第２スイッチング素子４２の
オン期間Ｔ１３がさらに広くなる波形となる。また、設
定された電力が「強」の２ｋＷで、鍋１０が非磁性系の
場合、即ち、２周波可変発振部７５から発振された周波
数が２２．５ｋＨｚの場合は、図１０（ｂ）に示すよう
にその周波数２２．５ｋＨｚの周期Ｔ２１に対しデユー
ティ比がほぼ０．５の波形となり、第１スイッチング素
子４１はオン期間Ｔ２２で、第２スイッチング素子４２
はオン期間Ｔ２３で交互にオン・オフされる。

【００３７】次に、負荷の過電流防止について図１１、
１２により説明する。図１１に示すように、負荷電流検
出回路４９の出力値に、設定値Ｘを閾値として設定し、
負荷電流検知部７９は負荷電流検出回路４９の出力値が
閾値以上かどうか判定し（図１２のＳ１７）、閾値以上
のときは、制御信号下降指令を電力制御部７８に出力し
（Ｓ１８）、電力制御部７８からの制御信号により、イ
ンバータ駆動手段８がスイッチング素子４１、４２の導
通比を可変させることにより、聞値Ｘを超えないように
し、加熱コイル４５、共振コンデンサ４６に過大な電流
が流れないようにする。

【００３８】以上のように本実施の形態においては、調
理開始から１秒経過したとき加熱コイル４５上の異常の
有無を判別し、異常のときはインバータ駆動手段８の動
作を停止させ、鍋１０の材質を判別し、その鍋１０が磁
性系の場合は周波数２１ｋＨｚを、非磁性系のときは周
波数２２．５ｋＨｚを選択して、スイッチ９に設定され
た電力が得られるように、その選択周波数を基に第１及
び第２スイッチング素子４１、４２をそれぞれ駆動し、
共振コンデンサ４６に流れるピーク電流を所定値以下に
押さえるように、駆動信号の導通比を制御するようにし
たので、鍋１０の材質が異なっても従来非磁性の鍋を加
熱させたときは１．５ｋＷの出力しか出せなかったのに
対し、２．２ｋＷ以上の出力を、回路や機器に負担をか
けることなく得ることができ、鍋１０の材質が異なって
も、出力の高低差を少なくすることが可能となるので、
使いやすく効率の良い誘導加熱調理器を得ることできる
という効果がある。また、２つ以上の誘導加熱調理器を
異なる材質の鍋で加熱動作させたときは、例えば、２１
ｋＨｚと２２．５ｋＨｚのようにごく小差で各々の誘導
加熱調理器のスイッチング周波数を設定することで、近
接したそれぞれの機器間に発生する共振音が、人の耳に
聞こえることがなく、材質の異なる鍋を加熱することが
できる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る誘導加熱
調理器は、商用電源を直流に変換する直流電源回路と、
一対のスイッチング素子とこの一対のスイッチング素子
の一つに並列に接続された加熱コイル及び共振コンデン
サからなる直列回路を有し、前記一対のスイッチング素
子を交互にオン、オフして前記加熱コイルに高周波電流
を供給するインバータ回路と、前記共振コンデンサに流
れる電流を検出する電流検出手段により検出された電流
のピーク値に比例した出力を生成する負荷電流検出回路
と、予め鍋の材質に応じて設定された複数の発振周波数
のうち何れかの周波数を発振し、調理が開始されてから
予め設定された時間に達すると、前記直流電源回路に入
力する電流値と前記インバータ回路に発生する電圧値に
基づいて前記加熱コイル上の異常の有無を判別し、その
結果に基づいて鍋の材質を判別してその材質に応じた周
波数を選択して発振させ、所定の上昇率を有する信号を
予め設定された時間まで出力し、その後、設定された電
力に応じて制御信号を出力する制御手段と、この制御手
段により選択された前記周波数と制御信号とに基づい
て、前記加熱コイルに設定された電力が得られるように
するとともに、前記インバータ回路の加熱コイルの電力
を徐々に上昇させる駆動信号を生成して前記インバータ
回路に出力するインバータ駆動手段と、を備え、前記制
御手段は、前記加熱コイル上が異常のときは前記インバ
ータ駆動手段を停止させ、異常でないときは前記鍋の材
質を判別してその材質に応じた周波数を選択して発振さ
せるとともに、前記負荷電流検出回路の出力が予め設定
した値以下となるように、前記インバータ駆動手段の駆
動信号の導通比を変化させるので、負荷電流のピーク値
を正確に測ることができ、鍋の材質が異なっても、機器
にストレスをかけることなく、効率がよく加熱すること
ができる。

【００４０】また、商用電源を直流に変換する直流電源
回路と、一対のスイッチング素子とこの一対のスイッチ
ング素子の一つに並列に接続された加熱コイル及び共振
コンデンサからなる直列回路を有し、前記一対のスイッ
チング素子を交互にオン、オフして前記加熱コイルに高
周波電流を供給するインバータ回路と、前記共振コンデ
ンサに流れる電流を検出する電流検出手段により検出さ
れた電流のピーク値に比例した出力を生成する負荷電流
検出回路と、調理の電力を選択する操作部、予め鍋の材
質に応じて複数の発振周波数が設定され、前記操作部に
より電力が設定されたとき、調理開始と判断して前記複
数の発振周波数のうち何れかの周波数を発振する周波数
可変発振部、調理が開始されてから予め設定された時間
に達すると、前記直流電源回路に入力する電流値と前記
インバータ回路に発生する電圧値に基づいて前記加熱コ
イル上の異常の有無を判別し、その結果に基づいて鍋の
材質を判別してその材質に応じた周波数を選択して前記
周波数可変発振部から発振させる鍋判別部及び調理が開
始されたとき、所定の上昇率を有する信号を予め設定さ
れた時間まで出力し、その後、前記操作部で設定された
電力に応じて制御信号を出力する電力制卸部を有する制
御手段と、この制御手段の前記鍋判別部により選択され
た前記周波数と前記電力制御部からの制御信号とに基づ
いて、前記加熱コイルに前記操作部により設定された電
力が得られるようにするとともに、前記インバータ回路
の加熱コイルの電力を徐々に上昇させる駆動信号を生成
して前記インバータ回路に出力するインバータ駆動手段
と、を備え、前記制御手段の前記鍋判別部は、前記加熱
コイル上が異常のときは前記インバータ駆動手段を停止
させ、異常でないときは前記鍋の材質を判別してその材
質に応じた周波数を選択して前記周波数可変発振部から
発振させ、前記制御手段は、前記負荷電流検出回路の出
力が予め設定した値以下となるように、前記インバータ
駆動手段の駆動信号の導通比を変化させるので、負荷電
流のピーク値を正確に測ることができ、鍋の材質が異な
っても、機器にストレスをかけることなく、効率よく加
熱することができる。

【００４１】また、鍋判別部が鍋の材質を磁性系と判定
したときに、前記電力制御部は、さらに所定の上昇率を
有する信号を予め設定された時間まで出力し、前記設定
された時間に達したときに、鍋判別部は、インバータ回
路に発生する電圧値に基づいて前記鍋が小物かどうか判
別し、小物のときは前記インバータ駆動手段を停止さ
せ、小物でないときは、前記制御手段が、前記負荷電流
検出回路の出力が予め設定した値以下となるように、前
記インバータ駆動手段の駆動信号の導通比を変化させる
ので、鍋の材質に応じて機器に負担をかけることなく出
力を高めることができ、鍋の材質が異なっても、出力の
高低差を少なくすることが可能となるので、効率がよく
加熱でき、使いやすくすることができる。

【００４２】また、インバータ駆動手段は、設定された
電力が最大のときは、入力された周波数の周期に対し一
対のスイッチング素子のオン期間がほぼ半分となる波形
の駆動信号をそれぞれ生成するので、鍋の材質が異なっ
ても、効率よく出力して加熱することができる。

【００４３】また、インバータ駆動手段は、制御部から
の発振周波数が、鍋の材質により異なるものとし、それ
ぞれの異なる周波数は共振音が発生しない範囲で設定さ
れているので、近接したそれぞれの機器間に発生する共
振音が、人の耳に聞こえることがなく、材質の異なる鍋
を加熱することができる。

【００４４】また、この発明に係る誘導加熱調理器の制
御方法は、インバータ回路の一対のスイッチング素子を
交互にオン、オフして加熱コイルに高周波電流を供給し
て加熱する誘導加熱調理器の制御方法において、調理開
始から予め設定された時間を経過したときに、加熱コイ
ル上の異常の有無を判別し、異常が有るときは前記イン
バータ回路を駆動させる駆動信号を停止させ、異常がな
いときは鍋の材質を判別して予め設定された複数の周波
数のうち何れかを選び、設定された電力が得られるよう
に、前記インバータ回路を駆動するとともに、前記イン
バータ回路の共振コンデンサに流れるピーク電流を所定
値以下にとなるように、前記インバータ回路の駆動信号
の導通比を制御するようにしたので、鍋の材質が異なっ
ても、機器にストレスをかけることなく、効率がよく加
熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態を示す誘導加熱調理器
の回路図である。

【図２】 この発明の実施の形態を示す誘導加熱調理器
の制御手段のブロック構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態を示す誘導加熱調理器
のインバータ駆動手段の回路図である。

【図４】 この発明の実施の形態を示す誘導加熱調理器
の電力制御部から出力される信号レベルと加熱コイル上
の異常の有無、及び鍋の材質を判別するタイミングとの
関係を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態を示す誘導加熱調理器
の加熱コイル上の異常の有無、及び鍋の材質を判別する
ための説明図である。

【図６】 この発明の実施の形態を示す誘導加熱調理器
の加熱コイル上の小物を判別するための説明図である。

【図７】 この発明の実施の形態を示す誘導加熱調理器
の鍋の材質の違いによる第１スイッチング素子のオン期
間の幅を示す図である。

【図８】 この発明の実施の形態を示す誘導加熱調理器
の動作を示すフローチャートである。

【図９】 この発明の実施の形態を示す誘導加熱調理器
のインバータ駆動手段の動作波形図である。

【図１０】 この発明の実施の形態を示す誘導加熱調理
器の鍋の材質に応じて出力される駆動信号の波形図であ
る。

【図１１】 この発明の実施の形態を示す誘導加熱調理
器の負荷電流検出回路の出力波形図である。

【図１２】 この発明の実施の形態を示す誘導加熱調理
器の負荷電流の制御のフローチャートである。

【図１３】 従来の誘導加熱調理器の回路図である。

【図１４】 従来の誘導加熱調理器の回路図である。

【図１５】 デユーティ比と電力及び発振周波数との関
係を示す特性曲線図である。

【図１６】（ａ、ｂ）は従来の課題を説明するための駆
動信号の波形図である。（ｃ、ｄ）は従来の課題を説明
するための共振コンデンサに流れる電流の波形図であ
る。

【符号の説明】

１ 商用電源、２ 整流回路、３ 平滑回路、４ イン
バータ回路、５ 変流器、６ 分圧回路、７ 制御手
段、８ インバータ駆動手段、９ スイッチ、４６ 共
振コンデンサ、４７ ダイオード、４８ 第２のカレン
トトランス、４９負荷電流検出回路。

フロントページの続き (72)発明者 秋山 俊郎 埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地１ 三菱電機ホーム機器株式会社内 Ｆターム(参考） 3K051 AA02 AB05 AC07 AD13 AD15 AD34 BD09 BD21 CD05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源を直流に変換する直流電源回路
   と、 一対のスイッチング素子とこの一対のスイッチング素子
   の一つに並列に接続された加熱コイル及び共振コンデン
   サからなる直列回路を有し、前記一対のスイッチング素
   子を交互にオン、オフして前記加熱コイルに高周波電流
   を供給するインバータ回路と、 前記共振コンデンサに流れる電流を検出する電流検出手
   段により検出された電流のピーク値に比例した出力を生
   成する負荷電流検出回路と、 予め鍋の材質に応じて設定された複数の発振周波数のう
   ち何れかの周波数を発振し、調理が開始されてから予め
   設定された時間に達すると、前記直流電源回路に入力す
   る電流値と前記インバータ回路に発生する電圧値に基づ
   いて前記加熱コイル上の異常の有無を判別し、その結果
   に基づいて鍋の材質を判別してその材質に応じた周波数
   を選択して発振させ、所定の上昇率を有する信号を予め
   設定された時間まで出力し、その後、設定された電力に
   応じて制御信号を出力する制御手段と、 この制御手段により選択された前記周波数と制御信号と
   に基づいて、前記加熱コイルに設定された電力が得られ
   るようにするとともに、前記インバータ回路の加熱コイ
   ルの電力を徐々に上昇させる駆動信号を生成して前記イ
   ンバータ回路に出力するインバータ駆動手段と、を備
   え、 前記制御手段は、前記加熱コイル上が異常のときは前記
   インバータ駆動手段を停止させ、異常でないときは前記
   鍋の材質を判別してその材質に応じた周波数を選択して
   発振させるとともに、前記負荷電流検出回路の出力が予
   め設定した値以下となるように、前記インバータ駆動手
   段の駆動信号の導通比を変化させることを特徴とする誘
   導加熱調理器。
2. 【請求項２】 商用電源を直流に変換する直流電源回路
   と、 一対のスイッチング素子とこの一対のスイッチング素子
   の一つに並列に接続された加熱コイル及び共振コンデン
   サからなる直列回路を有し、前記一対のスイッチング素
   子を交互にオン、オフして前記加熱コイルに高周波電流
   を供給するインバータ回路と、 前記共振コンデンサに流れる電流を検出する電流検出手
   段により検出された電流のピーク値に比例した出力を生
   成する負荷電流検出回路と、 調理の電力を選択する操作部、予め鍋の材質に応じて複
   数の発振周波数が設定され、前記操作部により電力が設
   定されたとき、調理開始と判断して前記複数の発振周波
   数のうち何れかの周波数を発振する周波数可変発振部、
   調理が開始されてから予め設定された時間に達すると、
   前記直流電源回路に入力する電流値と前記インバータ回
   路に発生する電圧値に基づいて前記加熱コイル上の異常
   の有無を判別し、その結果に基づいて鍋の材質を判別し
   てその材質に応じた周波数を選択して前記周波数可変発
   振部から発振させる鍋判別部及び調理が開始されたと
   き、所定の上昇率を有する信号を予め設定された時間ま
   で出力し、その後、前記操作部で設定された電力に応じ
   て制御信号を出力する電力制卸部を有する制御手段と、 この制御手段の前記鍋判別部により選択された前記周波
   数と前記電力制御部からの制御信号とに基づいて、前記
   加熱コイルに前記操作部により設定された電力が得られ
   るようにするとともに、前記インバータ回路の加熱コイ
   ルの電力を徐々に上昇させる駆動信号を生成して前記イ
   ンバータ回路に出力するインバータ駆動手段と、を備
   え、 前記制御手段の前記鍋判別部は、前記加熱コイル上が異
   常のときは前記インバータ駆動手段を停止させ、異常で
   ないときは前記鍋の材質を判別してその材質に応じた周
   波数を選択して前記周波数可変発振部から発振させ、 前記制御手段は、前記負荷電流検出回路の出力が予め設
   定した値以下となるように、前記インバータ駆動手段の
   駆動信号の導通比を変化させることを特徴とする誘導加
   熱調理器。
3. 【請求項３】 鍋判別部が鍋の材質を磁性系と判定した
   ときに、電力制御部は、さらに所定の上昇率を有する信
   号を予め設定された時間まで出力し、 前記設定された時間に達したときに、鍋判別部は、イン
   バータ回路に発生する電圧値に基づいて前記鍋が小物か
   どうか判別し、小物のときは前記インバータ駆動手段を
   停止させ、小物でないときは、前記制御手段が、前記負
   荷電流検出回路の出力が予め設定した値以下となるよう
   に、前記インバータ駆動手段の駆動信号の導通比を変化
   させることを特徴とする請求項２記載の誘導加熱調理
   器。
4. 【請求項４】 インバータ駆動手段は、設定された電力
   が最大のときは、入力された周波数の周期に対し一対の
   スイッチング素子のオン期間がほぼ半分となる波形の駆
   動信号をそれぞれ生成することを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
5. 【請求項５】 インバータ駆動手段は、制御部からの発
   振周波数が、鍋の材質により異なるものとし、それぞれ
   の異なる周波数は共振音が発生しない範囲で設定されて
   いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
   誘導加熱調理器。
6. 【請求項６】 インバータ回路の一対のスイッチング素
   子を交互にオン、オフして加熱コイルに高周波電流を供
   給して加熱する誘導加熱調理器の制御方法において、調
   理開始から予め設定された時間を経過したときに、加熱
   コイル上の異常の有無を判別し、異常が有るときは前記
   インバータ回路を駆動させる駆動信号を停止させ、異常
   がないときは鍋の材質を判別して予め設定された複数の
   周波数のうち何れかを選び、設定された電力が得られる
   ように、前記インバータ回路を駆動するとともに、前記
   インバータ回路の共振コンデンサに流れるピーク電流を
   所定値以下にとなるように、前記インバータ回路の駆動
   信号の導通比を制御するようにしたことを特徴とする誘
   導加熱調理器の制御方法。