JP2003151752A - 電磁調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷の入力インピーダンスが大きく変化する
場合でも、それに応じて極力最適な加熱調理を行うこと
ができる電磁調理器を提供する。 【解決手段】 固定オン時間変更部４３は、負荷検出部
４２ｃによって検出された鍋３４の材質に応じてＩＧＢ
Ｔ７の導通時間を可変制御し、鍋３４がステンレスであ
り加熱コイル１１から見た入力インピーダンスが比較的
小さい場合は、鍋３４が鉄であり入力インピーダンスが
比較的大きいものである場合に対してＩＧＢＴ７のター
ンオンタイミングを遅延させることで導通時間を短くし
て、ＩＧＢＴ７のオン抵抗によって電力が消費されるだ
けの無効期間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱コイル及び共
振コンデンサで構成される共振回路に対してインバータ
主回路により高周波電流を供給し、調理容器等の負荷に
渦電流を誘導することで加熱調理を行う電磁調理器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電磁調理器は、火を使わず安全で且つ熱
効率にも優れていることから、システムキッチンなどに
組み込まれるクッキングヒータとして広く普及しつつあ
る。そして、最近では２００Ｖの商用交流電源を利用し
たハイパワー化も進んでおり、スイッチング素子に高耐
圧を要求しない構成であるハーフブリッジ型のインバー
タ主回路を採用することで、例えば３ｋＷの高火力を実
現しているものある。

【０００３】図８は、従来の電磁調理器に採用されてい
るハーフブリッジ型インバータの電気的構成を示すもの
である。この図８において、ダイオードブリッジで構成
される整流回路１の交流入力端子は、商用交流電源２に
接続されており、直流出力端子は、平滑コンデンサ３の
両端に接続されている。

【０００４】その平滑コンデンサ３の両端には、直流母
線４，５を介して、正側及び負側のＩＧＢＴ６及び７か
らなるアームが接続されており、以てハーフブリッジ型
のインバータ主回路８を構成している。ＩＧＢＴ６及び
７のコレクタ−エミッタ間には、フリーホイールダイオ
ード９及び１０が夫々接続されている。

【０００５】インバータ主回路８の出力端子８ａには、
加熱コイル１１の一端が接続されており、加熱コイル１
１の他端と直流母線５との間には、共振コンデンサ１
２，ダイオード１３，抵抗４０よりなる並列回路が接続
されている。尚、加熱コイル１１及び共振コンデンサ１
２は、共振回路１４を構成している。抵抗４０は、共振
動作の停止時において共振コンデンサ１２の電荷を放電
させるために設けられている。

【０００６】また、出力端子８ａには、スナバコンデン
サ１５の一端が接続されており、スナバコンデンサ１５
の他端は、ＩＧＢＴ１６のコレクタ−エミッタを介して
直流母線５に接続されている。そして、ＩＧＢＴ１６の
コレクタ−エミッタ間には、ダイオード１７が接続され
ている。これらは、所謂スナバ回路１８を構成してお
り、ＩＧＢＴ６及び７のオフ時におけるスイッチング損
失を減少させるために設けられている。

【０００７】発振器１９が出力する所定周波数の発振信
号は、可変オン時間設定部２０及び固定オン時間設定部
２１に与えられている。整流回路１の交流入力側には電
流トランス２２が介挿されており、その電流トランス２
２の出力端子は、入力電流検出部２３を介して入力設定
部２４ａの入力端子に接続されている。入力電流検出部
２３は、電流トランス２２が検出する入力電流値をＡ／
Ｄ変換し、入力電流検出値Ｖinとして入力設定部２４ａ
に出力するようになっている。

【０００８】操作部２５には、具体的には図示しない
が、使用者が各種の自動調理メニュー（制御プログラ
ム）を選択するキーや、加熱量を１ｋＷ，２ｋＷなどの
電力量で設定するためのキーなどが設けられている。そ
して、入力設定部２４ａは、操作部２５における電力量
の設定に応じた入力電流値となるように、入力電流検出
部２３から与えられる入力電流検出値Ｖinに基づきフィ
ードバック制御を行い、可変オン時間設定部２０にＰＷ
Ｍ信号を与えるようになっている。

【０００９】また、加熱停止部２４ｂは、所定の条件が
成立した場合に加熱停止指令を可変オン時間設定部２０
及び固定オン時間設定部２１に出力するようになってい
る。尚、入力設定部２４ａ及び加熱停止部２４ｂは、マ
イクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）２４の機
能をブロック化して示すものである。

【００１０】可変オン時間設定部２０の出力信号は、第
１及び第３駆動部２６及び２７に与えられ、固定オン時
間設定部２１の出力信号は、第２及び第３駆動部２８及
び２７に与えられている。そして、第１，第２及び第３
駆動部２６，２８及び２７の出力端子は、ＩＧＢＴ６，
７及び１６のゲートに夫々接続されている。

【００１１】以上のように構成されたインバータを備え
てなる電磁調理器の動作について、図９及び図１０をも
参照して以下に述べる。鍋の加熱は、インバータにより
加熱コイル１１に高周波電流を供給することによって行
う。図９に、この場合の各部の信号波形を示す。図９
（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＩＧＢＴ６，７は、例
えば、２１ＫＨｚ程度のインバータの制御周期Ｔinv に
おいて、交互にオンオフされるようになっている。

【００１２】ＩＧＢＴ６のオン期間Ｔon1 は、可変オン
時間設定部２０から与えられる出力信号に基づいて、Ｔ
inv ／２を上限として変化するようになっている。一
方、ＩＧＢＴ７のオン期間Ｔon2 は、固定オン時間設定
部２１から与えられる出力信号に基づいて、略Ｔinv ／
２に固定されている。但し、ＩＧＢＴ６，７間の短絡を
防ぐため、両者のオン期間の切り替わりには、停止期間
ＴD1，ＴD2が確保されるようになっている。

【００１３】また、スナバ回路１８のＩＧＢＴ１６は、
ＩＧＢＴ６，７のターンオフ時のスイッチング損失を減
少させると共に、ＩＧＢＴ６がオフしてからＩＧＢＴ７
がオンするまでの期間にスナバコンデンサ１５が充電さ
れないようにオンオフ制御される。即ち、ＩＧＢＴ１６
は、ＩＧＢＴ７のターンオンから遅延時間Ｔαの経過後
にターンオンされ、ＩＧＢＴ６のターンオフから遅延時
間Ｔαの経過後にターンオフされる。

【００１４】制御周期は、次の４つのサイクルからな
る。また、図９（ｄ）は、この時加熱コイル１１に流れ
る電流ＩL の波形と、加熱コイル１１に発生する電圧Ｖ
L の波形を示す。尚、鍋３４の材質は鉄であり、１６０
０Ｗの入力電力を与えた場合である。 ＩＧＢＴ６：オン／ＩＧＢＴ７：オフ 平滑コンデンサ３，ＩＧＢＴ６，加熱コイル１１，共振
コンデンサ１２及び平滑コンデンサ３の経路により、加
熱コイル１１に電流を供給すると共に共振コンデンサ１
２を充電する。この時、図９（ｄ）に示すように電流Ｉ
L はマイナス方向に増加しており、加熱コイル１１に発
生する電圧ＶL の符号もマイナスとなっている（有効期
間）。 ＩＧＢＴ６：オフ／ＩＧＢＴ７：オフ 加熱コイル１１，共振コンデンサ１２，フリーホイール
ダイオード１０及び加熱コイル１１の経路で、加熱コイ
ル１１の遅れ電流により更に共振コンデンサ１２を充電
する。この時、電流ＩL は減少するため、加熱コイル１
１に発生する電圧ＶL の符号は反転してプラスとなる
（回生期間）。

【００１５】（１）ＩＧＢＴ６：オフ／ＩＧＢＴ７：
オン 共振コンデンサ１２，加熱コイル１１，ＩＧＢＴ７及び
共振コンデンサ１２の経路により、共振コンデンサ１２
を放電させて加熱コイル１１に逆方向の電流を流す。共
振コンデンサ１２が放電し切ると、電流は、並列に接続
されているダイオード１３を経由して流れる。この時、
電流ＩL はプラス方向に増加しており、加熱コイル１１
に発生する電圧ＶL の符号もプラスとなっている（有効
期間）。◎ （２）ＩＧＢＴ６：オフ／ＩＧＢＴ７：オン この時、電流ＩL は増減することなく略一定に流れるた
め、加熱コイル１１に電圧ＶL は発生しない（無効期
間）。 ＩＧＢＴ６：オフ／ＩＧＢＴ７：オフ 加熱コイル１１，フリーホイールダイオード９，平滑コ
ンデンサ３，ダイオード１３及び加熱コイル１１の経路
で、加熱コイル１１の遅れ電流を、フリーホイールダイ
オード９を介して電源側に回生させる（回生期間）。

【００１６】以上のサイクルを繰返すことによって加熱
コイル１１に高周波電流を供給し、トッププレート３３
の上に載置される鍋３４（図８参照）に渦電流を誘導し
て加熱調理を行うようになっている。入力電流制御は、
ＩＧＢＴ６のオン期間Ｔon1を変化させて行うようにな
っており、オン期間Ｔon1 を長くすれば入力電流は増加
し、鍋３４の加熱量は増加する。

【００１７】また、加熱コイル１１において有効期間に
発生した電力と回生期間に回生された電力との差が、加
熱コイル１１を介して鍋３４側に伝達された電力であ
る。そして、無効期間では加熱コイル１１に電圧ＶL が
発生しないことから鍋３４側に伝達される電力が発生せ
ず、無効期間で流れる電流ＩL はＩＧＢＴ７のオン抵抗
によって消費される電力を発生している。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】一方、図１０には、鍋
３４の材質が非磁性材のステンレス（ＳＵＳ）である場
合を示す。ステンレス鍋では、共振回路１４の共振周波
数が鉄鍋の場合に比較して高くなると共に、加熱コイル
１１側から見た入力インピーダンスも小さくなるため、
鉄鍋と同様の１６００Ｗ入力で加熱しようとした場合に
流れる電流ＩL は、鉄鍋の場合よりも大きくなる。そし
て、共振周波数が高いことから、ＩＧＢＴ７がオンして
いる時に電流ＩL がピークとなる時点（図１０，Ｐ２参
照）が鉄鍋の場合（図９，Ｐ１参照）よりも早くなり、
その分だけ無効期間が長くなってしまう。

【００１９】従って、ステンレス鍋の場合、ＩＧＢＴ７
のオン抵抗によって生じる電力損失は鉄鍋の場合よりも
大幅に増加することになる。そのため、従来の電磁調理
器において鍋の材質がステンレスであることを検出した
場合は、ＩＧＢＴ７を温度上昇による破壊から保護する
ため、入力電力の最大値を大きく制限せざるを得ないと
いう問題があった。

【００２０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、負荷の入力インピーダンスが大きく
変化する場合でも、それに応じて極力最適な加熱調理を
行うことができる電磁調理器を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の電磁調理器は、交流電源を整流して
直流電源を生成する整流回路と、この整流回路によって
生成される直流電源が印加される正側及び負側直流母線
間に直列に接続される２つのスイッチング素子で構成さ
れるインバータ主回路と、前記２つのスイッチング素子
の何れか一方の両端子間に接続され、加熱コイル及び共
振コンデンサで構成される共振回路と、前記加熱コイル
によって加熱される負荷の種類を検出するための負荷検
出手段と、加熱出力を調整するため、前記共振回路が接
続されない第１のスイッチング素子について導通時間を
可変制御する出力制御手段と、前記負荷検出手段によっ
て検出された負荷の種類に応じて、前記共振回路が接続
される第２のスイッチング素子について導通時間を可変
制御する導通時間制御手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００２２】即ち、従来の電磁調理器では、インバータ
主回路を構成する第２のスイッチング素子の導通時間は
負荷の種類にかかわらず常に一定であり、専ら第１のス
イッチング素子の導通時間を変化させることで入力電力
−加熱出力の調整を行うだけであった。これに対して、
本発明によれば、検出された負荷の種類に応じて導通時
間制御手段が第２のスイッチング素子の導通時間を可変
制御するので、夫々のケースにおいて、加熱コイルに電
力を発生させずに第２のスイッチング素子のオン抵抗に
よって消費される電力を発生させるだけの無効期間を極
力短くすることが可能となる。従って、第２のスイッチ
ング素子における発熱は低く抑えられることになり、従
来は入力電力−加熱出力の上限が制限されていた負荷に
ついても、より高い電力を与えて加熱調理を行うことが
できるようになる。

【００２３】この場合、請求項２に記載したように、導
通時間制御手段を、負荷検出手段によって検出された負
荷が、加熱コイルから見た入力インピーダンスが比較的
小さいものである場合は、前記入力インピーダンスが比
較的大きいものである場合に対して第２のスイッチング
素子の導通時間を短くするように構成すると良い。

【００２４】即ち、入力インピーダンスが小さい負荷の
場合は加熱コイルに流れる電流量が増加し、また、共振
回路の共振周波数も上昇する傾向を示すため、電流値が
増減する傾きも急峻となる。そして、共振サイクルにお
いて電流が一定レベルで流れようとする期間は、第２の
スイッチング素子が導通している期間の後半に位置する
ので、導通時間を短くすれば上記無効期間を短くするこ
とが可能となる。

【００２５】また、この場合、請求項３に記載したよう
に、導通時間制御手段を、負荷検出手段によって検出さ
れた負荷が、加熱コイルから見た入力インピーダンスが
比較的小さいものである場合は、前記入力インピーダン
スが比較的大きいものである場合に対して、インバータ
主回路の動作周波数が高くなるようにして第２のスイッ
チング素子の導通時間を短くするように構成しても良
い。

【００２６】即ち、インバータ主回路の動作周波数を高
くすれば、動作周期、つまり１回の共振サイクルに要す
る時間は短くなる。そして、第１のスイッチング素子の
導通時間は目標とする加熱出力に応じて定めた状態に維
持すれば、第２のスイッチング素子の導通時間は、動作
周期が短くなった分だけ短くなる。従って、無効期間を
短くすることが可能となる。

【００２７】更に、この場合、請求項４に記載したよう
に、共振回路並びにインバータ主回路を複数備え、導通
時間制御手段を、それらの内任意の２つの間におけるイ
ンバータ主回路の動作周波数の差が、人間の聴覚では聞
き取りにくくなる周波数となるように設定するのが好ま
しい。

【００２８】即ち、複数の共振回路夫々の動作周波数が
可聴周波数域を超えるように設定されているとしても、
それらの内少なくとも何れか２つの動作周波数が異なっ
ており、その周波数差が可聴周波数域であるとすると、
その周波数で発生する音響（干渉音）がユーザの聴覚で
捉えられる場合がある。しかしながら、斯様なタイプの
電磁調理器において、そのようにしてユーザの聴覚で実
際に捉えられる干渉音の周波数には所定の範囲があるの
で、前記周波数差がその所定周波数範囲外となるように
設定すれば、２つの共振回路を並行して動作させた場合
に発生する干渉音がユーザによって認識されてしまうこ
とを防止できる。

【００２９】また、請求項２の構成において、請求項５
に記載したように、共振コンデンサの端子電圧波形のゼ
ロクロス点を検出するゼロクロス点検出手段を備え、導
通時間制御手段を、前記ゼロクロス点が検出されたタイ
ミングに基づいて第２のスイッチング素子をターンオフ
させるように構成することが好ましい。

【００３０】即ち、第２のスイッチング素子がターンオ
ンすると、共振コンデンサに充電されている電荷が放電
されることに伴ってその端子電圧は減少する。そして、
共振コンデンサが完全に放電され端子電圧が０Ｖになっ
た時点から共振サイクルは無効期間に転じる。従って、
端子電圧波形のゼロクロス点が検出されたタイミングに
応じて第２のスイッチング素子をターンオフさせれば、
無効期間が削減されることになる。

【００３１】この場合、請求項６に記載したように、加
熱コイルによって加熱される負荷の温度を検出するため
の負荷温度検出手段を備え、導通時間制御手段を、前記
負荷の温度が所定温度以上となることを条件として、第
２のスイッチング素子の導通時間を短くする制御を開始
するように構成すると良い。

【００３２】即ち、請求項５の構成は、共振コンデンサ
の端子電圧波形のゼロクロスタイミングに応じて第２の
スイッチング素子をターンオフさせるため、共振回路が
複数存在する場合は、やはり何れか２つの動作周波数差
が可聴周波数域となって干渉音が発生する場合が想定さ
れる。しかしながら、例えば、鍋などの負荷の温度があ
る程度上昇した状態になっていると、鍋の内部にある調
理対象物が加熱されており、加熱調理に伴なって水が沸
騰する音や肉，野菜などが炒められている音が発生して
いることが想定される。

【００３３】従って、そのような音が発生している状態
で複数の共振回路を並行して動作させ、それらの内少な
くとも１つのインバータ主回路の動作周波数を変化させ
たとしても、干渉音はマスキングされてユーザに認識さ
れにくくなるので、ユーザに不快感を与えることを回避
できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て、図１及び図２を参照して説明する。尚、図８と同一
部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部
分についてのみ説明する。入力・回生電流検出部（負荷
検出手段）４１は、入力電流検出部２３に回生電流を検
出する機能を追加したものであり、入力・回生電流検出
部４１の検出信号は、マイコン４２の内部でＡ／Ｄ変換
されて負荷検出部（負荷検出手段）４２ｃに与えられる
ようになっている。負荷検出部４２ｃは、所定の入力電
流でインバータ主回路８を動作させた場合に発生する回
生電流の値に応じて、加熱コイル１１の加熱対象となる
負荷の種類を検出する。

【００３５】負荷検出部４２ｃの出力信号は、固定オン
時間変更部（導通時間制御手段）４３に与えられてい
る。固定オン時間変更部４３は、固定オン時間設定部２
１に代わって配置されている。即ち、従来構成において
は、ＩＧＢＴ７（第２のスイッチング素子）のオン時間
（導通時間）は加熱出力（入力電流）及び負荷の種類に
かかわらず常に一定であったが、本実施例の構成では、
ＩＧＢＴ７のオン時間は、負荷検出部４２ｃによって検
出される負荷の種類に応じて変化するようになってい
る。また、ＩＧＢＴ１６のオン時間についても、ＩＧＢ
Ｔ７のオン時間変化に伴なって変化する。但し、加熱出
力の変化に対しては従来通り一定である。

【００３６】次に、本実施例の作用について図２をも参
照して説明する。負荷検出部４２ｃは、所定の入力電流
でインバータ主回路８を動作させた場合に発生する回生
電流の値が設定したしきい値よりも小さい場合は、鍋３
４の種類（材質）を磁性体（例えば鉄）と判定し、回生
電流の値がしきい値よりも大きい場合は、鍋３４の種類
を非磁性体（例えばステンレス）と判定する。即ち、磁
性体の鍋３４であれば、加熱コイル１１から見た入力イ
ンピーダンスは大きく、誘導によって発生する渦電流量
は多くなるため回生される電流量は少なくなる。また、
非磁性体の鍋３４であれば入力インピーダンスは小さく
誘導によって発生する渦電流量は少なくなり、回生され
る電流量は多くなるからである。

【００３７】固定オン時間変更部４３は、鍋３４の種類
が鉄であることを負荷検出部４２ｃが検出した場合は、
ＩＧＢＴ７のオン時間を従来通りＴinv ／２に設定す
る。また、設定される入力電流に応じて、可変オン時間
設定部（出力制御手段）２０によりＩＧＢＴ６（第１の
スイッチング素子）のオン時間が制御される。そして、
固定オン時間変更部４３は、鍋３４の種類がステンレス
あることを負荷検出部４２ｃが検出した場合は、ＩＧＢ
Ｔ７のオン時間を鉄の場合よりも短くする。

【００３８】即ち、図２（ｂ）に示すように、遅延時間
ＴD2を長くすることで、インバータ主回路８の動作周期
期間の中間位相であるＴinv ／２の時点を基準としてＩ
ＧＢＴ７をターンオンさせるタイミングを遅らせる。こ
の場合の遅延時間ＴD2は、Ｔinv に応じて予め設定して
おき例えばタイマなどで計時する。また、ＩＧＢＴ１６
のターンオンタイミングは、ＩＧＢＴ７のターンオンタ
イミングから従来通りの遅延時間Ｔαの経過後となる。

【００３９】ＩＧＢＴ７のターンオンタイミングが遅れ
ると、図２（ｃ）に示すように、その分だけ共振サイク
ルの後半における有効期間が遅れて開始されることにな
る。従って、加熱コイル１１を介して鍋３４に加熱エネ
ルギを供給することなく、また、電源などにエネルギを
回生させずに、ＩＧＢＴ７のオン抵抗によって電力が消
費されるだけとなる無効期間を従来よりも短縮すること
ができる。

【００４０】以上のように本実施例によれば、固定オン
時間変更部４３は、負荷検出部４２ｃによって検出され
た鍋３４の材質に応じてＩＧＢＴ７の導通時間を可変制
御し、鍋３４がステンレスであり加熱コイル１１から見
た入力インピーダンスが比較的小さい場合は、鍋３４が
鉄であり入力インピーダンスが比較的大きいものである
場合に対してＩＧＢＴ７のターンオンタイミングを遅延
させることで導通時間を短くするようにした。

【００４１】従って、鍋３４の材質が非磁性体である場
合でも、ＩＧＢＴ７のオン抵抗によって電力が消費され
るだけの期間が従来よりも短縮され、その電力消費によ
る損失が低減されるので、ＩＧＢＴ７が熱破壊すること
を防止した上で、より高い電力を与えて加熱調理を行う
ことができるようになる。

【００４２】図３及び図４は本発明の第２実施例を示す
ものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明す
る。電気的構成を示す図３において、第１実施例におけ
る固定オン時間変更部４３は、従来構成の固定オン時間
設定部２１に置き換わっている。また、発振器１９は、
異なる波形の発振信号を出力可能に構成される発振器
（導通時間制御手段）４４に置き換わっており、負荷検
出部４２ｃの検出信号は、発振器４４に与えられてい
る。その他の構成は第１実施例と同様である。

【００４３】次に、第２実施例の作用について図４をも
参照して説明する。第２実施例では、発振器４４は、鍋
３４がステンレスであることを負荷検出部４２ｃが検出
した場合は、ＩＧＢＴ７のターンオフタイミングを早め
ることで鍋３４が鉄である場合よりもオン時間を短くす
る。

【００４４】即ち、図４に示すように、遅延時間ＴD2は
従来通りであるが、インバータ主回路８の動作周期期間
の後半だけを短くすることでＩＧＢＴ７をターンオフさ
せるタイミングを早める。可変オン時間設定部２３及び
固定オン時間設定部２１は、発振器４４より出力される
発振信号のレベルと内部で設定されるしきい値レベルと
の比較結果に基づくＰＷＭ方式によりＩＧＢＴ６，７の
オン時間を設定する構成であるが、この時、発振器４４
より出力される発振信号波形は周期の前半，後半が異な
る非対称波形となることで、斯様なタイミング設定が実
現される。この結果として、インバータ主回路８の動作
周期Ｔinv は短くなっている（動作周波数が高くなって
いる）。

【００４５】ＩＧＢＴ７のターンオフタイミングが早ま
り動作周期期間の後半だけが短くなると、その分だけＩ
ＧＢＴ７のオン抵抗によって電力が消費されるだけの無
効期間は従来よりも短縮される。

【００４６】以上のように第２実施例によれば、発振器
４４は、鍋３４がステンレスである場合は、鉄である場
合に対してインバータ主回路８の動作周波数が高くなる
ようにしてＩＧＢＴ７のターンオフタイミングを早め、
ＩＧＢＴ７の導通時間を短くするようにした。従って、
第１実施例と同様に共振サイクルの無効期間を短くする
ことが可能となる。

【００４７】尚、第２実施例の構成では、インバータ主
回路８の動作周波数が２１ｋＨｚよりも高くなるが、例
えば加熱コイル１１が２つあるような電磁調理器（即
ち、共振回路１４及びインバータ主回路８が２セット存
在する）の場合において、一方で鉄鍋，他方でステンレ
ス鍋を同時に加熱調理することを想定すると、ステンレ
ス鍋に対応して動作周波数を上昇させた場合に周波数差
が干渉音となってユーザに認識されるおそれがある。

【００４８】そのような事態を回避するには、ステンレ
ス鍋に対応して上昇させる動作周波数を例えば２８ｋＨ
ｚ以上に設定すれば良い。この場合、周波数差は７ｋＨ
ｚ以上となるが、電磁調理器においては斯様な周波数の
干渉音はユーザに殆ど認識されないことは、発明者の経
験上明らかとなっている。

【００４９】図５及び図６は本発明の第３実施例を示す
ものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明す
る。電気的構成を示す図５において、電圧検出部（ゼロ
クロス点検出手段）４５は、共振コンデンサ１２の端子
電圧のゼロクロス点を検出するものであり、その検出出
力は、発振器４４に代わる発振器（導通時間制御手段）
４６にトリガ信号として与えられている。

【００５０】発振器４６は、負荷検出部４２ｃによって
検出された負荷の種類と、電圧検出部４５より与えられ
るトリガ信号によって発振信号の出力タイミングを決定
するようになっている。即ち、鍋３４が鉄である場合は
従来通りであるが、鍋３４がステンレスである場合は、
電圧検出部４５が出力するトリガ信号のタイミングでＩ
ＧＢＴ７がターンオフされるように発振信号の出力波形
を制御する。例えば、そのタイミングで発振信号のレベ
ルを最大値に張り付かせるような構成となっている。

【００５１】次に、第３実施例の作用について図６をも
参照して説明する。図６（ｅ）に示すように、共振コン
デンサ１２の端子電圧は、共振サイクルの初期にＩＧＢ
Ｔ６がオンすると充電が行われて上昇し、サイクル途中
でＩＧＢＴ６，７の何れもがオフとなる期間は充電電位
が維持され、サイクルの終期にＩＧＢＴ７がオンすると
放電が開始されて端子電圧は低下する。そして、その端
子電圧が０Ｖになると加熱コイル１１に流れる電流ＩL
は上昇を停止して、共振サイクルのフェイズは有効期間
から無効期間へと遷移する。

【００５２】従って、発振器４６が端子電圧のゼロクロ
スタイミングで発振信号の出力波形を変化させることで
ＩＧＢＴ７をターンオフさせ、第２実施例と同様にイン
バータ主回路８の動作周期Ｔinv を短くすれば、その分
だけＩＧＢＴ７のオン抵抗によって電力が消費されるだ
けの無効期間は従来よりも短縮される。

【００５３】以上のように第３実施例によれば、発振器
４６は、鍋３４がステンレスである場合は、共振コンデ
ンサ１２の端子電圧のゼロクロスタイミングでＩＧＢＴ
７をターンオフさせるので、第２実施例と同様に共振サ
イクルの無効期間を短くすることが可能となる。

【００５４】図７は本発明の第４実施例を示すものであ
る。第４実施例の構成は、第３実施例の構成にサーミス
タ（負荷温度検出手段）４７及び鍋温度検出部（負荷温
度検出手段）４８を追加し、鍋温度検出部４８の出力信
号を負荷検出部４２Ａｃに与えるようにしたものであ
る。サーミスタ４７は、電磁調理器の内部側において図
示しないトッププレートに密着配置されており、加熱コ
イル１１によって加熱される鍋３４などの温度を検出す
る。

【００５５】鍋温度検出部４８は、サーミスタ４７の検
出出力に基づいて、鍋３４の温度がしきい値温度例えば
（８０℃）を超えると、検出信号を負荷検出部４２Ａｃ
に出力する。そして、負荷検出部４２Ａｃは、鍋３４が
ステンレスである場合は、鍋温度検出部４８が温度検出
信号を出力した時点で第３実施例と同様の制御の開始
を、発振器４６に許可するようになっている。

【００５６】即ち、第３実施例の構成は、共振コンデン
サ１２の端子電圧のゼロクロスタイミングでＩＧＢＴ７
をターンオフさせた結果としてインバータ主回路８の動
作周波数を上昇させるものである。従って、第２実施例
で述べたように、加熱コイル１１が２つあるような電磁
調理器で、一方で鉄鍋，他方でステンレス鍋を同時に加
熱調理する際に、ステンレス鍋に対応して動作周波数を
上昇させると、周波数差を７ｋＨｚ以上に設定できなく
なる場合もある。

【００５７】そこで、鍋３４の温度が８０℃を超えてい
る場合に、第３実施例と同様の制御の開始を発振器４６
に許可する。つまり、その状態では、鍋３４の内部にあ
る調理対象物が加熱されており、加熱調理に伴なって水
が沸騰する音や肉，野菜などが炒められている音が発生
していることが想定される。

【００５８】従って、第４実施例のように構成すれば、
そのような音が発生している状態で複数の共振回路１４
を並行して動作させ、それらの内少なくとも１つのイン
バータ主回路８の動作周波数を変化させた結果、例えば
周波数６ｋＨｚ程度の干渉音が発生したとしても、その
干渉音はマスキングされてユーザに認識されにくくなる
ので、ユーザに不快感を与えることを回避することがで
きる。尚、ステンレス鍋について動作周波数を上昇させ
る制御を開始する前の段階では、入力電流を従来構成と
同様に抑えるようにすることは言うまでもない。

【００５９】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。共振回路及びインバータ主回路が３
つ以上ある電磁調理器に適用しても良い。インバータ主
回路の動作周波数を変化させることなく、第２のスイッ
チング素子のターンオフタイミングを早めるように構成
しても良い。スイッチング素子はＩＧＢＴに限ることな
く、パワートランジスタやパワーＭＯＳＦＥＴであって
も良い。

【００６０】

【発明の効果】本発明の電磁調理器によれば、導通時間
制御手段は、負荷検出手段により検出された負荷の種類
に応じて第２のスイッチング素子の導通時間を可変制御
するので、夫々のケースにおいて、加熱コイルに電力を
発生させずに第２のスイッチング素子によって消費され
る電力を発生させるだけの無効期間を極力短くすること
が可能となる。従って、第２のスイッチング素子におけ
る発熱は低く抑さえられることになり、従来は入力電力
−加熱出力の上限が制限されていた負荷についても、よ
り高い電力を与えて加熱調理を行うことができるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例であり、電磁調理器の電気
的構成を示す図

【図２】鍋がステンレスである場合の各部の信号波形を
示すタイミングチャート

【図３】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図４】図２相当図

【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図６】図２相当図

【図７】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図８】従来技術を示す図１相当図

【図９】鍋が鉄である場合の図２相当図

【図１０】図２相当図

【符号の説明】

１は整流回路、２は商用交流電源、４及び５は正側及び
負側直流母線、６及び７はＩＧＢＴ（第１及び第２のス
イッチング手段）、８はインバータ主回路、１１は加熱
コイル、１２は共振コンデンサ、１４は共振回路、１６
はＩＧＢＴ（第３のスイッチング素子）、２０は可変オ
ン時間設定部（出力制御手段）、２２は電流トランス
（負荷検出手段）、３４は鍋（負荷）、４１は入力・回
生電流検出部（負荷検出手段）、４２ｃ，４２Ａｃは負
荷検出部（負荷検出手段）、４３は固定オン時間変更部
（導通時間制御手段）、４４は発振器（導通時間制御手
段）、４５は電圧検出部（ゼロクロス点検出手段）、４
６は発振器（導通時間制御手段）、４７はサーミスタ
（負荷温度検出手段）、４８は鍋温度検出部（負荷温度
検出手段）を示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を整流して直流電源を生成する
   整流回路と、 この整流回路によって生成される直流電源が印加される
   正側及び負側直流母線間に直列に接続される２つのスイ
   ッチング素子で構成されるインバータ主回路と、 前記２つのスイッチング素子の何れか一方の両端子間に
   接続され、加熱コイル及び共振コンデンサで構成される
   共振回路と、 前記加熱コイルによって加熱される負荷の種類を検出す
   るための負荷検出手段と、 加熱出力を調整するため、前記共振回路が接続されない
   第１のスイッチング素子について導通時間を可変制御す
   る出力制御手段と、 前記負荷検出手段によって検出された負荷の種類に応じ
   て、前記共振回路が接続される第２のスイッチング素子
   について導通時間を可変制御する導通時間制御手段とを
   備えたことを特徴とする電磁調理器。
2. 【請求項２】 導通時間制御手段は、負荷検出手段によ
   って検出された負荷が、加熱コイルから見た入力インピ
   ーダンスが比較的小さいものである場合は、前記入力イ
   ンピーダンスが比較的大きいものである場合に対して第
   ２のスイッチング素子の導通時間を短くすることを特徴
   とする請求項１記載の電磁調理器。
3. 【請求項３】 導通時間制御手段は、負荷検出手段によ
   って検出された負荷が、加熱コイルから見た入力インピ
   ーダンスが比較的小さいものである場合は、前記入力イ
   ンピーダンスが比較的大きいものである場合に対して、
   インバータ主回路の動作周波数が高くなるようにして第
   ２のスイッチング素子の導通時間を短くすることを特徴
   とする請求項２記載の電磁調理器。
4. 【請求項４】 共振回路並びにインバータ主回路を複数
   備え、 導通時間制御手段は、それらの内任意の２つの間におけ
   るインバータ主回路の動作周波数の差が、人間の聴覚で
   は聞き取りにくくなる周波数となるように設定すること
   を特徴とする請求項３記載の電磁調理器。
5. 【請求項５】 共振コンデンサの端子電圧波形のゼロク
   ロス点を検出するゼロクロス点検出手段を備え、 導通時間制御手段は、前記ゼロクロス点が検出されたタ
   イミングに基づいて第２のスイッチング素子をターンオ
   フさせることを特徴とする請求項２記載の電磁調理器。
6. 【請求項６】 共振回路並びにインバータ主回路を複数
   備え、 加熱コイルによって加熱される負荷の温度を検出するた
   めの負荷温度検出手段を備え、 導通時間制御手段は、前記負荷の温度が所定温度以上と
   なることを条件として、第２のスイッチング素子の導通
   時間を短くする制御を開始することを特徴とする請求項
   ５記載の電磁調理器。