JP2011086477A

JP2011086477A - 誘導加熱調理器

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Publication number: JP2011086477A
Application number: JP2009237908A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nomura; 智野村
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2029-10-15
Also published as: JP5452162B2

Abstract

【課題】一つの加熱口に対して所定の閾値を超える高出力が設定された場合、交流電源と蓄電池の両方から電力を供給することのできる誘導加熱調理器を提供する。
【解決手段】平面上において二重に渦巻状に巻回された第１および第２の加熱コイル１２，２８と、直流電源回路２からの直流電力を高周波電力に変換し、高周波電流を第１の加熱コイル１２に供給する第１のインバータ３と、蓄電池１９と、直流電源回路２からの直流電力を蓄電池１９に充電する蓄電制御部１６と、蓄電池１９の直流電力を高周波電力に変換し、高周波電流を第２の加熱コイル２８に供給する第２のインバータ１７と、操作入力部により設定された設定電力が予め設定された制限値以下のときに第１のインバータ３のみを駆動し、設定電力が制限値を超えたときに第１のインバータ３と第２のインバータ１７を駆動する制御部３２とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は，蓄電池を備えた誘導加熱調理器に関するものである。

従来の誘導加熱調理器には、外部電力の供給を受けて加熱運転を行っている際に、所定の閾値を超える高出力が要求されると、外部電力に加えて蓄電池の電力も使用して加熱を行うものがある（例えば，特許文献１）。

特開２００９−２１０２７号公報（第１０頁、図５）

しかしながら、前述した従来の誘導加熱調理器では、所定の閾値を超える高出力が要求された場合に、蓄電池に蓄電された電力も供給するように構成されているが、一つの加熱口に対して所定の閾値を超える高出力が要求された場合、その要求に応じた高出力で加熱することができなかった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、一つの加熱口に対して所定の閾値を超える高出力が設定された場合、交流電源と蓄電池の両方から電力を供給することのできる誘導加熱調理器を得ることを目的とする。

本発明に係る誘導加熱調理器は、平面上において二重に渦巻状に巻回された第１および第２の加熱コイルと、商用電源の交流電力を直流電力に変換する直流電源回路と、直流電源回路からの直流電力を高周波電力に変換し、高周波電流を第１の加熱コイルに供給する第１のインバータと、蓄電池と、直流電源回路からの直流電力を蓄電池に充電する蓄電制御部と、蓄電池の直流電力を高周波電力に変換し、高周波電流を第２の加熱コイルに供給する第２のインバータと、操作入力部により設定された設定電力が予め設定された制限値以下のときに第１のインバータのみを駆動し、設定電力が制限値を超えたときに第１のインバータおよび第２のインバータを駆動する制御部とを備えたものである。

本発明によれば、操作入力部により設定された設定電力が予め設定された制限値以下のときに第１のインバータのみを駆動して第１のインバータから第１の加熱コイルに供給する。また、設定電力が制限値を超えたときに第１のインバータおよび第２のインバータを駆動して第１のインバータから第１の加熱コイルに供給すると共に、第２のインバータから第２の加熱コイルに供給するようにしている。そのため、商用電源からの電力と蓄電池からの電力を個別に制御することができ、商用電源に接続される電源ケーブルや電源コンセントの電流容量等を超過する高火力の電力で加熱することが可能になる。

実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの構成を示す平面図である。実施の形態１の誘導加熱調理器における加熱制御の処理動作を示すフローチャートである。実施の形態１に係る誘導加熱調理器の蓄電池の充電特性を示す図である。実施の形態１に係る誘導加熱調理器の蓄電池の放電特性を示す図である。実施の形態２の誘導過熱調理器における加熱制御の処理動作を示すフローチャートである。第１のインバータへの駆動信号の一例を示す波形図である。第２のインバータへの駆動信号の一例を示す波形図である。実施の形態３に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。実施の形態３の誘導加熱調理器における加熱制御の処理動作を示すフローチャートである。実施の形態４に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。実施の形態４の誘導加熱調理器における加熱制御の処理動作を示すフローチャートである。実施の形態５に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。実施の形態５に係る誘導加熱調理器の第１の電圧調整部の構成を示す図である。実施の形態５の誘導加熱調理器における加熱制御の処理動作を示すフローチャートである。実施の形態５における加熱動作中の第１のインバータの入力電圧と第２のインバータの入力電圧の一例を示す図である。実施の形態６に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。実施の形態６の誘導加熱調理器における加熱制御の処理動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図、図２は実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの構成を示す平面図、図３は実施の形態１の誘導加熱調理器における加熱制御の処理動作を示すフローチャート、図４は実施の形態１に係る誘導加熱調理器の蓄電池の充電特性を示す図、図５は実施の形態１に係る誘導加熱調理器の蓄電池の放電特性を示す図である。

図１において、商用電源１に接続される直流電源回路２は、商用電源１の交流電力を整流するダイオードブリッジ回路５と、ダイオードブリッジ回路５により整流された電圧を平滑するチョークコイル６および平滑コンデンサ７とから構成されている。この直流電源回路２の出力電圧は第１のインバータ３に供給される。第１のインバータ３は、直流電源回路２の出力間に直列に接続されたスイッチング素子８、９と、各スイッチング素子８、９にそれぞれ逆並列に接続されたダイオード１０、１１とを備えている。スイッチング素子８、９の交互のオン・オフによりその接続点に高周波電力が発生し、第１の負荷回路４に高周波電流が流れる。

第１の負荷回路４は、第１の加熱コイル１２と第１の共振コンデンサ１３の直列回路からなり、第１の加熱コイル１２に流れる高周波電流により生じる磁束によって、第１の加熱コイル１２の上方に載置された調理容器である鍋に渦電流を誘起させて加熱する。直流電源回路２の入力側に設けられた入力電流検出回路１４は、商用電源１からダイオードブリッジ回路５に入力される電流を検出する。入力電圧検出回路１５は、ダイオードブリッジ回路５の出力電圧を検出する。

ダイオードブリッジ回路５の出力端には蓄電制御部１６が接続されている。蓄電制御部１６は、誘導加熱調理器の停止中に蓄電池１９を充電する。蓄電池１９の充電特性は、図４に示すように、所定の充電電圧まで電池電圧は上昇し、充電が完了するとその電圧上昇は停止する。その蓄電池１９の両極には、蓄電池１９の出力電圧を検出する蓄電池電圧検出回路２２が接続されている。蓄電池１９と並列に接続された平滑コンデンサ２０は、蓄電池１９から放電され、第２のインバータ回路１７から回生する電圧を平滑し、第２のインバータ１７に供給する。蓄電池１９と平滑コンデンサ２０の間のプラス側に挿入された逆流阻止ダイオードは、第２のインバータ１７の回生電力が蓄電池１９に逆流するのを防止している。

前述の第２のインバータ１７は、平滑コンデンサ２０の両極間に直列に接続されたスイッチング素子２４、２５と、各スイッチング素子２４、２５にそれぞれ逆並列に接続されたダイオード２６、２７とを備えている。スイッチング素子２４、２５の交互のオン・オフによりその接続点に高周波電力が発生し、第２の負荷回路１８に高周波電流が流れる。第２の負荷回路１８は、第２の加熱コイル２８と第２の共振コンデンサ２９の直列回路からなり、第２の加熱コイル２８に流れる高周波電流により生じる磁束によって、第２の加熱コイル２８の上方に載置された鍋を誘導加熱する。その第２のインバータ１７の入力側には、第２のインバータ１７側への電流を検出する蓄電池電流検出回路２３が設けられている。

駆動回路３０は、誘導加熱調理器全体の制御を行う制御部３２からの制御信号に基づいて第１のインバータ３の各スイッチング素子８、９と第２のインバータ１７の各スイッチング素子２４、２５をオン・オフする駆動信号を出力する。前述の制御部３２には、加熱動作の開始や停止、火力設定を入力する操作入力部３１が接続されている。この制御部３２は、第１のインバータ３と第２のインバータ１７の停止中、蓄電池１９が充電されるように蓄電制御部１６を制御する。また、制御部３２は、操作入力部３１により設定された設定電力が予め設定された制限値ａ以下のときに第１のインバータ３のみが駆動されるように駆動回路３０を制御する。さらに制御部３２は、設定電力が制限値ａを超えたときに第１のインバータ３と第２のインバータ１７が駆動されるように駆動回路３０を制御する。

次に、図２を用いて加熱コイルの構成について説明する。
加熱コイルは、前述したように、第１のインバータ３から高周波電流が供給される第１の加熱コイル１２と、第２のインバータ１７から高周波電流が供給される第２の加熱コイル２８からなっている。第１の加熱コイル１２と第２の加熱コイル２８は、図２に示すように、平面上において２本の銅線が二重に隣接して渦巻状に巻回されて構成されている。第１の加熱コイル１２と第２の加熱コイル２８は、ほぼ同等のインピーダンスを有し、各加熱コイル１２、２８の上方に載置された鍋とほぼ同等に磁気結合する。また、一方の加熱コイルに流れる高周波電流により生ずる磁束により、両方の加熱コイルに同等の逆起電力（誘導起電力）が生じる。

次いで、本実施の形態に係る誘導加熱調理器の加熱制御の処理動作について、図３に示すフローチャート、図４に示す蓄電池の充電特性および図５に示す蓄電池の放電特性を用いて説明する。

まず、制御部３２は、操作入力部３１により設定された電力が０（加熱停止）か否（加熱開始）かを判定し（ステップ１）、設定電力が０の場合には蓄電池１９の充電状態が満充電状態か否かを判定する(ステップ２)。蓄電池１９の電圧は、充電中であれば図４に示すように充電量に応じて上昇し、放電中であれば図５に示す放電特性を示す。制御部３２は、図４および図５の特性から蓄電池１９が満充電状態でないと判定した場合には、蓄電制御部１６による蓄電池１９への充電を開始あるいは継続させ（ステップ３）、ステップ１へ戻る。また、制御部３２は、ステップ２で満充電状態であると確認した場合には、蓄電制御部１６による蓄電池１９への充電を停止させ（ステップ４）、ステップ１へ戻る。

制御部３２は、ステップ１で設定電力が０以外（加熱開始）であると確認したときは、蓄電制御部１６が充電中か否かを判定し（ステップ５）、充電中であれば充電動作を停止させる(ステップ６)。次いで、制御部３２は、操作入力部３１により設定された電力が０か否か、また、設定電力が０より大きく、かつ予め設定された制限値ａ以下か否か、さらに、設定電力が制限値ａより大きいか否かを判定する（ステップ７）。制御部３２は、設定電力が０より大きく、かつ制限値ａ以下と判定したときには、第１のインバータ３から第１の負荷回路４に高周波電流が流れるように駆動回路３０を制御する。この時、駆動回路３０は、制御部３２からの制御に基づいて駆動信号を第１のインバータ３に出力して第１の加熱コイル１２のみに高周波電流を流し、商用電源１からの電力により加熱を行う（ステップ８）。前述した制限値ａは、電源コンセントの許容電流容量や電源ケーブルの許容電流容量から問題の生じない範囲で設定された値である。

一方、制御部３２は、入力電流検出回路１４を介して入力電流を読み込むと共に、入力電圧検出回路１５を介して入力電圧を読み込んで、商用電源１からの入力電力（以下、「電源入力電力」と記す）を得る(ステップ９)。そして、制御部３２は、操作入力部３１で設定された設定電力と先の電源入力電力とを比較し(ステップ１０)、設定電力と電源入力電力がほぼ同じであればそのままステップ７に移行して、前述した動作を繰り返す。また、制御部３２は、電源入力電力の方が小さいときには、第１のインバータ３の出力電力が増大するように駆動回路３０を制御し(ステップ１１)、ステップ７へ戻る。また、制御部３２は、ステップ１０で電源入力電力が設定電力より大きいときには、第１のインバータ３の出力電力が抑制されるように駆動回路３０を制御し(ステップ１２)、ステップ７へ戻る。

制御部３２は、ステップ７において設定電力が制限値ａより大きいと判定したときには、蓄電池電圧と蓄電池電流とから蓄電池１９の残存電気量が十分あるか否かを判定する（ステップ１３）。放電時の蓄電池電圧は図５に示すように、放電電気量だけでなく、放電電流の大きさによっても電池電圧は異なる値となる。そこで、制御部３２は、蓄電池電圧検出回路２２と蓄電池電流検出回路２３を介して蓄電池１９の出力電圧と出力電流をそれぞれ検出し、その検出値について図５の特性を利用して蓄電池１９の残存電気量を判定する。制御部３２は、残存電気量が十分あるときには、第１のインバータ３と第２のインバータ１７からそれぞれ高周波電流が流れるように駆動回路３０を制御する。この時、駆動回路３０は、制御部３２からの制御に基づいて第１のインバータ３に駆動信号を出力すると共に、第２のインバータ１７に駆動信号を出力して、商用電源１と蓄電池１９の両方の電力を利用した加熱を行う（ステップ１４）。本実施の形態では、第１のインバータ３への駆動信号と第２のインバータ１７への駆動信号は同一のものとする。

次に、制御部３２は、入力電流検出回路１４と入力電圧検出回路１５から入力電流と入力電圧をそれぞれ読み込んで電源入力電力を得ると共に、蓄電池電圧検出回路２２と蓄電池電流検出回路２３から出力電圧と出力電流をそれぞれ読み込んで蓄電池１９の出力電力（以下、「蓄電池出力電力」と記す）を得る(ステップ１５)。そして、制御部３２は、先に得た電源入力電力が制限値ａより大きいか否かを判定し（ステップ１６）、電源入力電力が制限値ａ以下の場合には、電源入力電力と蓄電池出力電力の合計を設定電力と比較する（ステップ１７）。

制御部３２は、その合計より設定電力の方が大きい場合には第１のインバータ３と第２のインバータ１７の出力電力が増大するように駆動回路３０を制御し(ステップ１８)、ステップ７へ戻る。また、制御部３２は、ステップ１６で電源入力電力が制限値ａより大きいと判定したときには、第１のインバータ３と第２のインバータ１７の出力電力が抑制されるように駆動回路３０を制御し(ステップ１９)、ステップ７へ戻る。また、制御部３２は、ステップ１７で電源入力電力と蓄電池出力電力の合計が設定電力より大きいと判定したときには、第１のインバータ３と第２のインバータ１７の出力電力が抑制されるように駆動回路３０を制御し(ステップ１９)、ステップ７へ戻る。さらに、制御部３２は、ステップ１７で電源入力電力と蓄電池出力電力の合計と設定電力がほぼ同じと判定したときにはそのままステップ７へ戻る。

制御部３２は、ステップ１３において蓄電池１９の残存電気量が僅かであると判定した場合には、設定電力を制限値ａに変更し（ステップ２０）、第１のインバータ３のみの制御に入る（ステップ８）。また、制御部３２は、第１のインバータ３と第２のインバータ１７の出力電力を制御しているときに蓄電池１９の残存電気量が僅かになった場合には、設定電力を制限値ａに変更し（ステップ２０）、ステップ８へ移行する。この時、制御部３２は、第２のインバータ１７の駆動を停止して蓄電池１９により電力供給を停止させる。また、制御部３２は、ステップ７において設定電力が０となったときには、操作入力部３１により加熱停止の指示がなされたものと判定して、駆動中のインバータを停止し（ステップ２１）、ステップ１へ戻る。

以上のように実施の形態１では、設定電力が電源コンセントや電源ケーブルの許容電流容量等から定まる制限値ａ以下である場合、商用電源１からの入力電力のみを用いて加熱し、制限値ａを超える設定電力で加熱する場合には、商用電源１からの入力電力に加えて蓄電池１９の出力電力を使用して加熱するようにした。そのため、電源コンセントや電源ケーブルの許容電流容量等を超えることなくその電流容量等を超える電力で加熱することが可能となる。

また、商用電源１の電力が供給される第１の加熱コイル１２の導線と蓄電池１９の電力が供給される第２の加熱コイル２８の導線を平面上において二重に渦巻状に巻回して、ほぼ同等のインピーダンスが得られるようにし、さらに、各加熱コイル１２、２８の上方に載置された鍋とほぼ同等に磁気結合するようにしている。そのため、第１の加熱コイル１２のみに通電する場合と第１の加熱コイル１２と第２の加熱コイル２８の両方に通電する場合、鍋の加熱分布をほぼ同等とすることができる。さらに、蓄電池１９への充電を加熱停止中のみに行うようにしたので、充電の制御で使用中の電力量を考慮する必要がなく、蓄電池１９への充電を簡易な制御で行うことができる。

実施の形態２．
前述した実施の形態１では、第１のインバータ３と第２のインバータ１７を同時に駆動する場合に同一の駆動信号を用いて駆動するようにしたが、実施の形態２は、第１のインバータ３と第２のインバータ１７を同時に駆動する場合、同一周波数であるが異なる通電率で駆動するようにしたものである。
図６は実施の形態２の誘導過熱調理器における加熱制御の処理動作を示すフローチャート、図７は第１のインバータへの駆動信号の一例を示す波形図、図８は第２のインバータへの駆動信号の一例を示す波形図である。なお、実施の形態２においては、制御部３２による加熱制御の一部が異なるだけで、誘導加熱調理器の回路構成および加熱コイルの構成は実施の形態１と同様である。

本実施の形態における加熱制御の処理動作について図６〜図８を用いて説明する。なお、図６のフローチャートにおいてステップ１０１〜１１５およびステップ１２２、１２３については、実施の形態１で説明した図３のステップ１〜１５およびステップ２０、２１と同様であるため、実施の形態１と異なるステップ１１６〜１２１だけを説明する。

制御部３２は、ステップ１１６において、電源入力電力が予め設定された制限値ａより小さいと判定したときには、第１のインバータ３と第２のインバータ１７の出力電力が上がるように駆動回路３０を制御する(ステップ１１７)。また、制御部３２は、ステップ１１６において、電源入力電力が制限値ａより大きいと判定したときには、第１のインバータ３と第２のインバータ１７の出力電力が下がるように駆動回路３０を制御する（ステップ１１８）。さらに、制御部３２は、電源入力電力が制限値ａとほぼ同一と判定したときにはそのままステップ１１９へ移行する。前述の電源入力電力は、ステップ１１５において入力電流検出回路１４と入力電圧検出回路１５を用いて得た商用電源１からの入力電力である。

その後、制御部３２は、ステップ１１５で得た電源入力電力と蓄電池出力電力との合計と操作入力部３１により設定されている設定電力とを比較する（ステップ１１９）。制御部３２は、電源入力電力と蓄電池出力電力の合計が設定電力より小さいときには、第２のインバータ１７の出力電力を増大させるべくその駆動信号の通電率を調整する（ステップ１２０）。また、制御部３２は、電源入力電力と蓄電池出力電力の合計が設定電力より大きいときには、第２のインバータ１７の出力電力を抑制するべくその駆動信号の通電率を調整する(ステップ１２１)。さらに、制御部３２は、電源入力電力と蓄電池出力電力の合計と設定電力とがほぼ同じと判定したときにはそのままステップ１０７へ戻る。

ステップ１１７，１１８における第１のインバータ３と第２のインバータ１７の出力電力の制御は、駆動信号の周波数を変えて行っている。例えば、第１のインバータ３の出力電力を上げる場合は、駆動信号を図７（ａ）に示すように低周波とし、第１のインバータ３の出力電力を下げるときは、駆動信号を図７（ｂ）に示すように高周波とする。また、ステップ１２０，１２１における第２のインバータ１７の通電率の制御は、例えば、第１のインバータ３と同一周波数、ほぼ同一位相の駆動信号で第２のインバータ１７を駆動しつつ、図８（ａ）（ｂ）に示すようにスイッチング素子２４，２５の通電率を制御することにより第２のインバータ１７の出力電力を制御している。第２のインバータ１７の出力電力を上げる場合は、図８（ａ）に示すように２つのスイッチング素子２４，２５の通電率の差を小さくし、第２のインバータ１７の出力電力を下げる場合は、通電率の差が大きくなるようにする。

なお、本実施の形態では、第２のインバータの通電率を制御する例を示したが、第１のインバータ３の通電率を制御することとしてもよく、また、第１のインバータ３の通電率と第２のインバータ１７の通電率の両方を制御することとしてもよい。

以上のように実施の形態２においては、第１のインバータ３と第２のインバータ１７を同一周波数で駆動すると共に、異なる通電率で駆動することにより、第１のインバータ３による商用電源１からの入力電力と第２のインバータ１７による蓄電池からの出力電力との比を調整することができる。

実施の形態３．
前述した実施の形態１，２では、蓄電池１９への充電を加熱停止のときに行うようにしたが、実施の形態３では、蓄電池１９への充電を加熱を停止しているときだけでなく、加熱中であっても設定電力が制限値ａ未満のときは蓄電池１９への充電を行うようにしたものである。また、実施の形態１，２では、各インバータ３，１７の入力側の電流と電圧とから入力電力を得るようにしたが、実施の形態３は、各インバータ３，１７の出力側の電流と電圧とから出力電力を得るようにしている。

図９は実施の形態３に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図、図１０は実施の形態３の誘導加熱調理器における加熱制御の処理動作を示すフローチャートである。なお、図１で説明した実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付している。

図９において、第１のインバータ３の一方のスイッチング素子９に並列に接続された第１の出力電圧検出回路３３は、第１のインバータ３から第１の負荷回路４に出力される電圧を検出する。第１の出力電流検出回路３４は、第１の負荷回路４に流れる電流を検出する。第１の乗算回路３５は、第１の出力電圧検出回路３３の検出電圧と第１の出力電流検出回路３４の検出電流とから出力電力（以下、「第１出力電力」と記す）を算出する。第２のインバータ１７の一方のスイッチング素子２５に並列に接続された第２の出力電圧検出回路３６は、第２のインバータ１７から第２の負荷回路１８に出力される電圧を検出する。第２の出力電流検出回路３７は、第２の負荷回路１８に流れる電流を検出する。第２の乗算回路３８は、第２の出力電圧検出回路２６の検出電圧と第２の出力電流検出回路３７の検出電流とから出力電力（以下、「第２出力電力」と記す）を算出する。

次に、本実施の形態における加熱制御の処理動作を図１０のフローチャートに基づいて説明する。
まず、制御部３２は、操作入力部３１により設定された電力が０（加熱停止）か否か、その設定電力が予め設定された制限値ａ以下か否か、また、設定電力が制限値ａより大きいか否かを判定する（ステップ２０１）。制御部３２は、設定電力が０のときは第１および第２のインバータ３，１７が駆動中か否かを判定し（ステップ２０２）、駆動中であった場合には各インバータ３，１７の駆動を停止させる（ステップ２０３）。次いで、制御部３２は、蓄電池１９の充電状態が満充電か否かを判定する（ステップ２０４）。制御部３２は、蓄電池１９が満充電状態でないと判定したときには、蓄電制御部１６による蓄電池１９への充電を開始あるいは継続させ（ステップ２０５）、ステップ２０１へ戻る。また、制御部３２は、ステップ２０４において満充電状態であると判定した場合には、蓄電制御部１６による蓄電池１９への充電を停止させ（ステップ２０６）、ステップ２０１へ戻る。

制御部３２は、ステップ２０１において設定電力が制限値ａ以下で加熱中であると判定した場合には、第１のインバータ３から第１の負荷回路４に高周波電流が流れるように駆動回路３０を制御する。この時、駆動回路３０は、制御部３２からの制御に基づく駆動信号を第１のインバータ３に出力して第１の加熱コイル１２のみに高周波電流を流し、商用電源１からの電力により加熱を行う（ステップ２０７）。一方、制御部３２は、設定電力が制限値ａ未満か否かを判定し（ステップ２０８）、設定電力が制限値ａ未満のときには蓄電池１９の充電状態が満充電か否かを判定する（ステップ２０９）。制御部３２は、蓄電池１９が満充電状態でないと判定した場合には、入力電流検出回路１４と入力電圧検出回路１５から得た入力電力が制限値ａを超えない状態を保ちつつ、蓄電制御部１６による蓄電池１９への充電を開始あるいは継続させ（ステップ２１０）、ステップ２１２へ移行する。

制御部３２は、ステップ２０８において設定電力が制限値ａ以上と判定したとき、あるいはステップ２０９において蓄電池１９が満充電状態であると判定したときには、蓄電制御部１６による蓄電池１９への充電を停止させる（ステップ２１１）。制御部３２は、ステップ２１２において第１の乗算回路３５により算出された第１のインバータ３の出力電力（第１出力電力）を検出し、次いで、その第１出力電力と設定電力とを比較する（ステップ２１３）。制御部３２は、第１出力電力の方が小さいときには第１のインバータ３の出力電力が増大するように駆動回路３０を制御し（ステップ２１４）、ステップ２０１へ戻る。また、制御部３２は、ステップ２１３において設定電力と第１出力電力とがほぼ同じと判定したときにはそのままステップ２０１へ戻る。さらに、制御部３２は、第１出力電力の方が大きいときには第１のインバータ３の出力電力が抑制されるように駆動回路３０を制御し（ステップ２１５）、ステップ２０１へ戻る。

また、制御部３２は、ステップ２０１において制限値ａより大きい設定電力で加熱中であると判定したときには、蓄電池１９の充電中か否かを判定し（ステップ２１６）、充電中であれば充電動作を停止させる（ステップ２１７）。次いで、制御部３２は、蓄電池１９の残存電気量を判定し（ステップ２１８）、十分に残存電気量があると判定したときには、第１のインバータ３と第２のインバータ１７に駆動信号が出力されるように駆動回路３０を制御し、商用電源１と蓄電池１９の両方の電力を利用した加熱を行う（ステップ２１９）。その後、制御部３２は、第１の乗算回路３５により算出された第１のインバータの出力電力(第１出力電力)と第２の乗算回路３７により算出された第２のインバータの出力電力(第２出力電力)とを得る（ステップ２２０）。

そして、制御部３２は、第１のインバータ３の第１出力電力と制限値ａとを比較する（ステップ２２１）。制御部３２は、第１出力電力の方が小さいときには、第１のインバータ３の出力電力が増大するように駆動回路３０を制御し（ステップ２２２）、ステップ２２４へ移行する。また、制御部３２は、ステップ２２１において制限値ａと第１出力電力がほぼ同じと判定したときにはそのままステップ２２４へ移行する。さらに、制御部３２は、第１出力電力の方が大きいときには、第１のインバータ３の出力電力が抑制されるように駆動回路３０を制御し（ステップ２２３）、ステップ２２４へ移行する。その後、制御部３２は、ステップ２２４において第１出力電力と第２出力電力の合計と設定電力とを比較し、出力電力の合計の方が小さいときには、第２のインバータ１７の出力電力が増大するように駆動回路３０の駆動信号の通電率を制御し（ステップ２２５）、ステップ２０１へ戻る。また、制御部３２は、ステップ２２４において設定電力と出力電力の合計がほぼ同じと判定したときにはそのままステップ２０１へ戻る。さらに、制御部３２は、出力電力の合計の方が大きいときには、第２のインバータ１７の出力電力が抑制されるように駆動信号の通電率を制御し（ステップ２２６）、ステップ２０１へ戻る。

制御部３２は、ステップ２１８において蓄電池１３の残存電気量が僅かであると判定した場合には、設定電力を制限値ａに変更し（ステップ２０）、第１のインバータ３のみの制御に入る（ステップ８）。また、制御部３２は、第１のインバータ３と第２のインバータ１７の出力電力を制御しているときに蓄電池１３の残存電気量が僅かになった場合には、設定電力を制限値ａに変更し（ステップ２０）、ステップ８へ移行する。この時、制御部３２は、第２のインバータ１７の駆動を停止させて蓄電池１９による電力供給を停止させる。

以上のように実施の形態３においては、加熱電力が電源コンセントや電源ケーブルの電流容量等で定まる制限値ａ未満である場合、入力電力がその制限値ａを超過しない範囲で蓄電池１９への充電を行うようにしている。そのため、実施の形態１と比べ蓄電池１９の充電可能な期間が増加し、制限値ａ以上の加熱出力の可能な状態割合を増加させた誘導加熱調理器を得ることができる。

実施の形態４．
実施の形態４は、蓄電池への充電を例えば深夜電力時間帯などの電力料金の安い充電時間帯に行うようにしたものである。
図１１は実施の形態４に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図、図１２は実施の形態４の誘導加熱調理器における加熱制御の処理動作を示すフローチャートである。なお、図１で説明した実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付している。

本実施の形態においては、制御部３２にはタイマー４０が設けられ、ダイオードブリッジ回路５の出力側には第１のインバータ３への電流を検出する第１の入力電流検出回路４１が設けられている。また、蓄電制御部１６の入力側には蓄電制御部１６への電流を検出する第２の入力電流検出回路４２が設けられている。前述のタイマー４０により、制御部３２が現在時刻を知ることができる。第１の入力電流検出回路４１および第２の入力電流検出回路４２による検出電流と入力電圧検出回路１５による検出電圧とから誘導加熱調理器全体の商用電源１からの入力電力を得ることができる。

次に、本実施の形態における加熱制御の処理動作を図１２のフローチャートに基づいて説明する。
まず、制御部３２は、操作入力部３１により設定された電力が０か否かを判定する（ステップ３０１）。制御部３２は、設定電力が０のときには加熱停止と判定して、蓄電池１９の残存電気量が所定値以下か否かを判定する（ステップ３０２）。制御部３２は、残存電気量が所定値以下でない場合はタイマー４０の計測による現在時刻が充電時間帯であるか否かを判定する（ステップ３０３）。制御部３２は、その時刻から充電時間帯と判定したときには蓄電池１９の充電状態が満充電状態か否かを判定する（ステップ３０４）。制御部３２は、満充電状態でないときには蓄電制御部１６による蓄電池１９への充電を開始あるいは継続させて（ステップ３０５）、ステップ３０１へ戻る。また、制御部３２は、ステップ３０２において残存電気量が所定値以下と判定したときにはステップ３０５へ移行して蓄電池１９への充電を行う。さらに、制御部３２は、ステップ３０３において現在時刻が充電時間帯でないと判定したとき、あるいはステップ３０４において満充電状態であると判定したときには、蓄電制御部１６による蓄電池１９への充電を停止させ（ステップ３０６）、ステップ３０１へ戻る。

また、制御部３２は、ステップ３０１において設定電力が０でないときは加熱開始と判定して、蓄電制御部１６によって充電が行われているか否かを判定し（ステップ３０７）、充電中のときは蓄電制御部１６による充電動作を停止させる（ステップ３０８）。次いで、制御部３２は、操作入力部３１による設定電力が０か否か、あるいは設定電力が制限値ａ以下か、それとも超えているか否かを判定する（ステップ３０９）。制御部３２は、設定電力が０より大きく、かつ制限値ａ以下であった場合には、第１のインバータ３から第１の負荷回路４に高周波電流が流れるように駆動回路３０を制御する。この時、駆動回路３０は、制御部３２からの制御に基づく駆動信号を第１のインバータ３に出力して第１の加熱コイル１２のみに高周波電流を流し、商用電源１からの電力により加熱を行う（ステップ３１０）。その後、制御部３２は、入力電圧検出回路１５と第１入力電流検出回路４１とにより、商用電源１から第１のインバータ３へ入力される入力電圧と入力電流とを検出し、その検出値から入力電力（以下、「第１入力電力」と記す）を得る（ステップ３１１）。そして、制御部３２は、操作入力部３１で設定された設定電力と第１入力電力とを比較し（ステップ３１２）、ほぼ同じであればそのままステップ３０９に戻る。また、制御部３２は、第１入力電力の方が小さいときには、第１のインバータ３の出力電力が増大するように駆動回路３０を制御し（ステップ３１３）、ステップ３０９へ戻る。さらに、制御部３２は、第１入力電力が設定電力より大きいときには、第１のインバータ３の出力電力が抑制されるように駆動回路３０を制御し（ステップ３１４）、ステップ３０９へ戻る。

制御部３２は、ステップ３０９において設定電力が制限値ａより大きいと判定したときには、蓄電池１９の残存電気量が十分あるか否かを判定する（ステップ３１５）。制御部３２は、蓄電池１９の残存電気量が十分あると判定したとき、第１のインバータ３と第２のインバータ１７とからそれぞれ高周波電流が流れるように駆動回路３０を制御する。この時、駆動回路３０は、制御部３２からの制御に基づいて第１のインバータ３に駆動信号を出力すると共に、第２のインバータ１７に駆動信号を出力して、商用電源１と蓄電池１９の両方の電力を利用した加熱を行う（ステップ３１６）。その後、制御部３２は、入力電圧検出回路１５と第１入力電流検出回路４１から入力電圧と入力電流をそれぞれ読み込んで第１入力電力を得ると共に、蓄電池電圧検出回路２２と蓄電池電流検出回路２３から出力電圧と出力電流をそれぞれ読み込んで蓄電池１９の蓄電池出力電力を得る（ステップ３１７）。

そして、制御部３２は、先に得た第１入力電力と制限値ａとを比較する（ステップ３１８）。制御部３２は、第１入力電力と制限値ａとがほぼ同じと判定したときにはそのままステップ３２１へ移行する。また、制御部３２は、第１入力電力の方が小さいときには、第１のインバータ３の出力電力が増大するように駆動回路３０を制御し（ステップ３１９）、ステップ３２１へ移行する。さらに、制御部３２は、第１入力電力が設定電力より大きいときには、第１のインバータ３の出力電力が抑制されるように駆動回路３０を制御し（ステップ３２０）、ステップ３２１へ移行する。次に、制御部３２は、第１入力電力と蓄電池出力電力の合計と設定電力とを比較する（ステップ３２１）。制御部３２は、その合計と設定電力とがほぼ同じと判定したときにはそのままステップ３０９へ戻る。また、制御部３２は、第１入力電力と蓄電池出力電力の合計の方が小さいときには、第２のインバータ１７の出力電力が増大するように駆動回路３０を制御し（ステップ３２２）、ステップ３０９へ戻る。さらに、制御部３２は、第１入力電力と蓄電池出力電力の合計の方が設定電力より大きいときには、第２のインバータ１７の出力電力が抑制されるように駆動回路３０を制御し（ステップ３２３）、ステップ３０９へ戻る。

制御部３２は、ステップ３１５において蓄電池１３の残存電気量が僅かであると判定した場合には、設定電力を制限値ａに変更し（ステップ３２４）、第１のインバータ３のみの制御に入る（ステップ３１０）。また、制御部３２は、第１のインバータ３と第２のインバータ１７の出力電力を制御しているときに蓄電池１３の残存電気量が僅かになった場合には、設定電力を制限値ａに変更し（ステップ３２４）、ステップ３１０へ移行する。この時、制御部３２は、第２のインバータ１７の駆動を停止させて蓄電池１９による電力供給を停止させる。また、制御部３２は、ステップ３０９において設定電力が０になったときには、操作入力部３１により加熱停止の指示がなされたものと判定して、駆動中のインバータを停止し（ステップ３２５）、ステップ３０１に戻る。

以上のように実施の形態４においては、蓄電池１９への充電を深夜電力時間帯などの電力料金が安い充電時間帯で行うようにしたので、低コストで高火力の出力を得ることができる。また、深夜電力時間帯でなくても蓄電池１９の残存電気量が僅かになると充電するようにしているので、蓄電池１９の電気切れを極力防止することができる。

実施の形態５．
実施の形態５は、第２のインバータ１７の出力電力の制御を第２のインバータ１７の入力電圧を調整して行うようにしたものである。
図１３は実施の形態５に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図、図１４は実施の形態５に係る誘導加熱調理器の第１の電圧調整部の構成を示す図、図１５は実施の形態５の誘導加熱調理器における加熱制御の処理動作を示すフローチャート、図１６は実施の形態５における加熱動作中の第１のインバータの入力電圧と第２のインバータの入力電圧の一例を示す図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付している。

図１３において、蓄電池１９の出力側に設けられた第１の電圧調整部４３は、例えば昇降圧チョッパ回路により構成され、第２のインバータ１７の入力電圧を調整する。第１の電圧調整部４３の出力端にはコンデンサ４４が接続されている。第１の電圧調整部４３である昇降圧チョッパ回路は、図１４に示すように、第１スイッチング素子４５と、第１スイッチング素子４５をオン・オフする第１駆動回路４６と、ダイオード４７と、コイル４８と、第２スイッチング素子４９と、第２スイッチング素子４９をオン・オフする第２駆動回路５０と、逆流阻止ダイオード５１と、第１駆動回路４６および第２駆動回路５０を制御する電圧制御回路５２とで構成されている。

電圧制御回路５２は、出力電圧を昇圧する場合、第１スイッチング素子４５を導通状態に保持したまま第２スイッチング素子４９の導通時間を制御し、出力電圧の昇圧を調整する。また、電圧制御回路５２は、出力電圧を降圧するときには、第２スイッチング素子４９をオフ状態に保持したまま第１スイッチング素子４５の導通時間を制御し、出力電圧の降圧を調整する。

次に、本実施の形態における加熱制御の処理動作を図１５のフローチャートに基づいて説明する。なお、図１５のフローチャートにおいてステップ４０１〜４１８およびステップ４２３については、実施の形態２で説明した図６のステップ１０１〜１１８およびステップ１２３と同様であるため、実施の形態２と異なるステップ４１９〜４２１だけを説明する。

制御部３２は、ステップ４１５で得た電源入力電力と蓄電池出力電力の合計と操作入力部３１により設定された設定電力とを比較する（ステップ４１９）。制御部３２は、その合計が設定電力より小さいときには、第２のインバータ１７の出力電力を増大させるべく第１の電圧調整部４３を制御して、第２のインバータ１７の入力電圧を上昇させ（ステップ４２０）、ステップ４０７へ戻る。また、制御部３２は、電源入力電力と蓄電池出力電力の合計が設定電力より大きいときには、第２のインバータ１７の出力電力を抑制するべく第１の電圧調整部４３を制御して、第２のインバータ１７の入力電圧を低下させ（ステップ４２１）、ステップ４０７へ戻る。さらに、制御部３２は、電源入力電力と蓄電池出力電力の合計が設定電力とほぼ同じと判定したときにはそのままステップ４０７へ戻る。

なお、第１のインバータ３の入力電圧は入力電圧検出回路１５により検出できるが、その電圧は商用電源１の交流電圧の周期変動に同期して図１６（ａ）のように変動する。そこで、第２のインバータ１７の入力電圧も第１の電圧調整部４３により第１のインバータ３の入力電圧と同期して、その検出電圧と同等あるいは比例する電圧等に制御する（図１６（ｂ）参照）。これにより、第１のインバータ３の出力電流と第２のインバータ１７の出力電流の比を交流電流の周期によらずほぼ一定に保つことができる。

以上のように実施の形態５においては、第２のインバータ１７の入力電圧を調整する第１の電圧調整部４３を設けたので、第１のインバータ３による商用電源１からの加熱電力と第２のインバータ１７による蓄電池１９からの加熱電力との比を調整することができる。また、商用電源１の周期に同期して変動する第１のインバータ３の入力電圧を入力電圧検出回路１５で検出し、その周期変動に応じて第２のインバータ１７の入力電圧を制御するようにしている。そのため、商用電源１の周期の電圧変動による第１のインバータ３による商用電源１からの加熱電力と第２のインバータ１７による蓄電池１９からの加熱電力との比の変動を抑えることができ、安定した加熱制御が可能な誘導加熱調理器を得ることができる。

実施の形態６．
実施の形態６は、第１のインバータ３の出力電力の制御を第１のインバータ３の入力電圧を調整して行うようにしたものである。
図１７は実施の形態６に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図、図１８は実施の形態６の誘導加熱調理器における加熱制御の処理動作を示すフローチャートである。なお、図９で説明した実施の形態３と同様の部分には同じ符号を付している。

図１７において、直流電源回路２と第１のインバータ３との間に挿入された第２の電圧調整部５３は、例えば昇降圧チョッパ回路により構成され、第１のインバータ３の入力電圧を調整する。第２の電圧調整部５３の出力端にはコンデンサ５４が接続されている。第２の電圧調整部５３である昇降圧チョッパ回路は、図１４に示す昇降圧チョッパ回路と同様の構成となっている。

次に、本実施の形態における加熱制御の処理動作を図１８のフローチャートに基づいて説明する。なお、図１８のフローチャートにおいてステップ５０１〜５２０およびステップ５２７については、実施の形態３で説明した図１０のステップ２０１〜２２０およびステップ２２７と同様であるため、実施の形態３と異なるステップ５２１〜５２６だけを説明する。

制御部３２は、ステップ５２０で得た第１出力電力と第２出力電力の合計と設定電力とを比較する（ステップ５２１）。制御部３２は、その合計と設定電力がほぼ同じと判定したときにはそのままステップ５２４に移行する。また、制御部３２は、第１出力電力と第２出力電力の合計の方が小さいときには、第１のインバータ３と第２のインバータ１７の出力電力が増大するように駆動回路３０を制御し（ステップ５２２）、ステップ５２４へ移行する。さらに、制御部３２は、第１出力電力と第２出力電力の合計の方が大きいときには、第１のインバータ３と第２のインバータ１７の出力電力が抑制されるように駆動回路３０を制御し（ステップ５２３）、ステップ５２４へ移行する。なお、本実施の形態において、駆動回路３０から第１のインバータ３と第２のインバータ１７へ出力される駆動信号は同一の信号とする。

その後、制御部３２は、ステップ５２０で検出した第１出力電力と制限値ａとを比較する（ステップ５２４）。制御部３２は、第１出力電力と制限値ａがほぼ同じと判定したときにはそのままステップ５０１へ戻る。また、制御部３２は、第１出力電力の方が制限値ａより小さいときには、第１のインバータ３の出力電力を増大させるべく第２の電圧調整部５３を制御して、第１のインバータ３の入力電圧を上昇させ（ステップ５２５）、ステップ５０１へ戻る。さらに、制御部３２は、第１出力電力の方が制限値ａより大きいときには、第１のインバータ３の出力電力を抑制させるべく第２の電圧調整部５３を制御して、第１のインバータ３の入力電圧を低下させ（ステップ５２６）、ステップ５０１へ戻る。

以上のように実施の形態６においては、第１のインバータ３の入力電圧を調整する第２の電圧調整部５３を設けたので、第１のインバータ３による商用電源１からの加熱電力と第２のインバータ１７による蓄電池１９からの加熱電力との比を調整することができる。また、第２の電圧調整部５３により第１のインバータ３の入力電圧を一定に保つことにより、第１のインバータ３による加熱電力と第２のインバータ１７による加熱電力との比を安定して制御できる誘導加熱調理器を得ることができる。

１商用電源、２直流電源回路、３第１のインバータ、４第１の負荷回路、１２第１の加熱コイル、１３第１の共振コンデンサ、１４入力電流検出回路、１５入力電圧検出回路、１６蓄電制御部、１７第２のインバータ、１８第２の負荷回路、１９蓄電池、２０平滑コンデンサ、２１逆流阻止ダイオード、２２蓄電池電圧検出回路、２３蓄電池電流検出回路、２８第２の加熱コイル、２９第２の共振コンデンサ、３０駆動回路、３１操作入力部、３２制御部、３３第１の出力電圧検出回路、３４第１の出力電流検出回路、３５第１の乗算回路、３６第２の出力電圧検出回路、３７第２の出力電流検出回路、３８第２の乗算回路、４０タイマー、４１第１の入力電流検出回路、４２第２の入力電流検出回路、４３第１の電圧調整部、４４，５４コンデンサ、４５第１スイッチング素子、４６第１駆動回路、４７ダイオード、４８コイル、４９第２スイッチング素子、５０第２駆動回路、５１逆流阻止ダイオード、５２電圧制御回路、５３電圧調整部。

Claims

平面上において二重に渦巻状に巻回された第１および第２の加熱コイルと、
商用電源の交流電力を直流電力に変換する直流電源回路と、
前記直流電源回路からの直流電力を高周波電力に変換し、高周波電流を前記第１の加熱コイルに供給する第１のインバータと、
蓄電池と、
前記直流電源回路からの直流電力を前記蓄電池に充電する蓄電制御部と、
前記蓄電池の直流電力を高周波電力に変換し、高周波電流を前記第２の加熱コイルに供給する第２のインバータと、
操作入力部により設定された設定電力が予め設定された制限値以下のときに前記第１のインバータのみを駆動し、設定電力が制限値を超えたときに前記第１のインバータおよび前記第２のインバータを駆動する制御部と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
前記制御部は、前記第１のインバータおよび前記第２のインバータを駆動しているときに、前記蓄電池の出力電力と商用電源からの入力電力の合計と設定電力とを比較し、比較結果に応じて前記第２のインバータを駆動する駆動信号の通電率を制御することを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
前記制御部は、前記第１のインバータおよび前記第２のインバータの停止中、前記蓄電池が充電されるように前記蓄電制御部を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の誘導加熱調理器。
前記制御部は、前記第１のインバータのみを駆動しているときに設定電力が制限値以下のとき、前記蓄電池が充電されるように前記蓄電制御部を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の誘導加熱調理器。
前記制御部は、前記第１のインバータおよび前記第２のインバータの停止中に前記蓄電池の残存電気量が所定値以下と判定したとき、前記蓄電池が充電されるように前記蓄電制御部を制御することを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
前記制御部は、前記第１のインバータおよび前記第２のインバータの停止中に前記蓄電池の残存電気量が所定値より大きいと判定したとき、現在時刻が予め設定された充電時間帯か否かを判定し、現在時刻が充電時間帯であるときに前記蓄電池が充電されるように前記蓄電制御部を制御することを特徴とする請求項１又は５記載の誘導加熱調理器。
前記第２のインバータの入力電圧を調整する第１の電圧調整部を備え、
前記制御部は、商用電源からの入力電力と前記蓄電池の出力電力の合計が設定電力より小さいとき、前記第２のインバータの出力電力が大きくなるように前記第１の電圧調整部を制御し、商用電源からの入力電力と前記蓄電池の出力電力の合計が設定電力より大きいとき、前記第２のインバータの出力電力が小さくなるように前記第１の電圧調整部を制御することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の誘導加熱調理器。
前記第１のインバータの入力電圧を調整する第２の電圧調整部を備え、
前記制御部は、前記第１のインバータの出力電力が制限値より小さいとき、前記第１のインバータの出力電力が大きくなるように前記第２の電圧調整部を制御し、前記第１のインバータの出力電力が制限値より大きいとき、前記第１のインバータの出力電力が小さくなるように前記第１の電圧調整部を制御することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の誘導加熱調理器。