JP2012043634A

JP2012043634A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2012043634A
Application number: JP2010183584A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Sawada; 大輔澤田; Seiji Nakamura; 政治中村; Yoshihiro Yamashita; 佳洋山下
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2030-08-19
Also published as: JP5605077B2

Abstract

【課題】複数加熱コイルの同時動作時において周波数差による干渉音の発生を防止する。
【解決手段】第１および第２のインバータ４，５が同時に動作される場合には、制御手段８により、第１のインバータ４は動作周波数ｆ１で出力電力Ｐ１を得る動作モード１とｆ１より高い動作周波数ｆ３でＰ１より低い出力電力Ｐ３を得る動作モード３を交互に繰り返して動作され、第２のインバータ５は動作周波数ｆ２で出力電力Ｐ２を得る動作モード２とｆ２より高い動作周波数ｆ４でＰ２より低い出力電力Ｐ４を得る動作モード４を交互に繰り返して動作され、第１のインバータ４の動作周波数ｆ３は第２のインバータ５の動作周波数ｆ２の２倍の動作周波数で動作され、第２のインバータ５の動作周波数ｆ４は第１のインバータ４の動作周波数ｆ１の２倍の動作周波数で動作され、かつ第１のインバータ４の動作モード１と第２のインバータ５の動作モード２は排他的に実行される。
【選択図】図２

Description

本発明は、高周波磁界による誘導加熱を利用して被加熱物の加熱を行う誘導加熱調理器に関するものである。

従来、この種の誘導加熱調理器は高周波インバータを複数備えた多口誘導加熱調理器において、隣接する高周波インバータの発振周波数の差が、可聴周波数以上となるよう各インバータの発振周波数範囲を設定したものがある（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来の多口誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。図６に示すように、交流電源１と、第１及び第２の加熱コイル６、７と、交流電源１を整流する整流回路２と、整流回路２の電圧を平滑する平滑コンデンサ１９と、平滑コンデンサ１９の出力を高周波電力に変換して第１及び第２の加熱コイル６、７に高周波電力を供給する第１及び第２のインバータ４、５と、交流電源１からの入力電流を検出する入力電流検出手段３と、入力電流検出手段３の値が設定値となるように第１及び第２のインバータ４，５内にある半導体スイッチの動作状態を制御するマイクロコンピュータなどから構成される制御手段１８により構成されている。

前記構成において、制御手段１８は、交流電源１からの入力電流をカレントトランスなどから構成される入力電流検出手段３で検出し、入力電流が予め設定された電流値になるように第１及び第２のインバータ４、５内の半導体スイッチの導通時間を制御することにより、第１及び第２のインバータ４、５に接続された第１及び第２の加熱コイル６、７に必要な高周波電流を供給する。

第１及び第２の加熱コイル６、７には高周波電流による高周波磁界が発生するため、加熱コイルと磁気的に結合する鍋などの負荷には高周波磁界が印可される。この印可された高周波磁界により鍋などの負荷には渦電流が発生し、鍋は自身が持つ表皮抵抗と渦電流により発熱する。

ここで、第１及び第２の加熱コイル６、７が異なる周波数で動作した時、第１の加熱コイル６に流れる電流の周波数と第２の加熱コイル７に流れる電流の周波数の差が可聴域周波数である場合（概ね２０ｋＨｚ以下）は、周波数差による音（以下干渉音）が機器使用者に聞こえることになる。

そのため、概ね２０ｋＨｚ以上の周波数差を付けて加熱する方法などが提案されている。

実開昭５７−１７９２９６号公報米国特許出願公開第２００７／１３５０３７号明細書

しかしながら、前記従来の構成では、一方の加熱コイルにおいて鍋の種類や加熱コイルへの供給電力の調整をインバータ内の半導体スイッチの動作周波数を変えて行う場合にはおおよそ１５ｋＨｚ程度の幅が必要とされるため、干渉音を回避するにはもう一方の加熱
コイルのインバータ内の半導体スイッチを６０〜８０ｋＨｚ程度の動作周波数により動作する必要があるため、半導体スイッチはスイッチング動作による損失が大幅に増えるなどの課題を有することになる。

一方、この課題を解決するために動作周波数を一定にしてインバータ内の半導体スイッチの導通時間比により供給電力を調整する方法がある。

図７は、従来の誘導加熱調理器の加熱コイルの周波数解析の例を示す図、図８は、従来の誘導加熱調理器の加熱コイルの周波数解析の例を示す図である。

しかし図７に示すように、導通比率が５０％に到達した場合には動作周波数（図７では２０ｋＨｚ）の高調波として３次高調波（図７では６０ｋＨｚ）が支配的であるのに対し（図７（ａ）参照）、導通比率が５０％からずれるに従い２次高調波（図７では４０ｋＨｚ）が支配的となる（図７（ｂ）参照）。

特に、従来の誘導加熱調理器のように、１つの平滑コンデンサに対して複数の加熱コイルとインバータが並列に接続されて動作する場合には、加熱コイル電流により発生した周波数成分が平滑コンデンサを通して相互にて加熱コイルに重畳することになる。

図８に示すように、第１のインバータが２０ｋＨｚ、第２のインバータが４４ｋＨｚで動作している場合、第１のインバータの２次高調波である４０ｋＨｚと第２のインバータの４４ｋＨｚにより周波数差４ｋＨｚからなる周波数成分が相互の加熱コイル電流に重畳されるため、鍋を通して干渉音としてあらわれるなどの課題を有することになる。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複数のインバータを備える誘導加熱調理器において、複数のインバータが同時に動作される場合には、加熱動作が排他的に実行されることにより加熱コイル間での周波数差による干渉音の発生を防止して、機器使用時における静音性を高めた誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、交流電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの出力を半導体スイッチにより所定の周波数に変換して第１および第２の加熱コイルに高周波電力を供給する第１および第２のインバータと、前記半導体スイッチの導通時間を制御して前記第１および第２のインバータの動作周波数を制御する制御手段とを備え、前記第１および第２のインバータが同時に動作される場合には、前記制御手段により、前記第１のインバータは動作周波数ｆ１で出力電力Ｐ１を得る動作モード１とｆ１より高い動作周波数ｆ３でＰ１より低い出力電力Ｐ３を得る動作モード３を交互に繰り返して動作され、前記第２のインバータは動作周波数ｆ２で出力電力Ｐ２を得る動作モード２とｆ２より高い動作周波数ｆ４でＰ２より低い出力電力Ｐ４を得る動作モード４を交互に繰り返して動作され、前記第１のインバータの動作周波数ｆ３は前記第２のインバータの動作周波数ｆ２の２倍の動作周波数で動作され、前記第２のインバータの動作周波数ｆ４は前記第１のインバータの動作周波数ｆ１の２倍の動作周波数で動作され、かつ前記第１のインバータの動作モード１と前記第２のインバータの動作モード２は排他的に実行するものである。

これにより、複数のインバータを備える誘導加熱調理器において複数のインバータが同時に動作される場合には、加熱動作が排他的に実行されることにより、加熱コイル間での周波数差による干渉音の発生を防止して、機器使用時における静音性を高めた誘導加熱調理器を提供することができる。

本発明の誘導加熱調理器は、複数のインバータを備える誘導加熱調理器において複数のインバータが同時に動作される場合には、加熱動作が排他的に実行されることにより加熱コイル間での周波数差による干渉音の発生を防止して、機器使用時における静音性を高めることができる。

（ａ）本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の回路構成図（ｂ）本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の第１および第２のインバータ内の回路構成図本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の駆動信号を示す図本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の駆動信号を示す図本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の電力制御の方法を示す図本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の電力制御の方法を示す図従来の多口誘導加熱調理器の回路構成を示す図従来の誘導加熱調理器の加熱コイルの周波数解析の例を示す図従来の誘導加熱調理器の加熱コイルの周波数解析の例を示す図

第１の発明は、交流電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの出力を半導体スイッチにより所定の周波数に変換して第１および第２の加熱コイルに高周波電力を供給する第１および第２のインバータと、前記半導体スイッチの導通時間を制御して前記第１および第２のインバータの動作周波数を制御する制御手段とを備え、前記第１および第２のインバータが同時に動作される場合には、前記制御手段により、前記第１のインバータは動作周波数ｆ１で出力電力Ｐ１を得る動作モード１とｆ１より高い動作周波数ｆ３でＰ１より低い出力電力Ｐ３を得る動作モード３を交互に繰り返して動作され、前記第２のインバータは動作周波数ｆ２で出力電力Ｐ２を得る動作モード２とｆ２より高い動作周波数ｆ４でＰ２より低い出力電力Ｐ４を得る動作モード４を交互に繰り返して動作され、前記第１のインバータの動作周波数ｆ３は前記第２のインバータの動作周波数ｆ２の２倍の動作周波数で動作され、前記第２のインバータの動作周波数ｆ４は前記第１のインバータの動作周波数ｆ１の２倍の動作周波数で動作され、かつ前記第１のインバータの動作モード１と前記第２のインバータの動作モード２は排他的に実行するものである。これによって、複数のインバータを備える誘導加熱調理器において複数のインバータが同時に動作される場合には、加熱動作が排他的に実行されることにより加熱コイル間での周波数差による干渉音の発生を防止して、機器使用時における静音性を高めた誘導加熱調理器を提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、第１のインバータの動作周波数ｆ１および第２のインバータの動作周波数ｆ２はそれぞれ２０ｋＨｚ以上の動作周波数で動作されることにより、加熱コイルが可聴域（概ね２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度）から外れた動作周波数で動作されることにより可聴雑音を防止することができ、機器使用時における静音性を高めた誘導加熱調理器を提供することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、第１および第２のインバータはそれぞれ固定周波数で動作され、かつ半導体スイッチの導通比率が変更されて第１および第２の加熱コイルへの供給電力が変更されることにより、第１のインバータの動作モード３および第２のインバータの動作モード４において半導体スイッチが高い動作周波数により動作されることを防止してインバータ損失を抑制することができるため、加熱効率の良い誘導加熱調理器を提供することができる。

第４の発明は、特に、第３の発明において、半導体スイッチの導通比率が５０％に到達した場合には、導通比率５０％を維持しながら動作周波数が減少されて第１および第２の加熱コイルへの供給電力が増加されることにより、第１のインバータの動作モード３および第２のインバータの動作モード４において半導体スイッチが高い動作周波数により動作されることを防止してインバータ損失を抑制することができるとともに、単独および同時動作時において制御方法を区別することなく加熱コイルに高い電力を供給することが容易になるため、制御性の良い、高火力かつ加熱効率に優れた誘導加熱調理器を提供することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、第１および第２のインバータがそれぞれ単独により動作される場合には、動作周波数が変更されて第１および第２の加熱コイルへの供給電力が変更されることにより、加熱コイルに高い電力を供給することが容易になるとともに、高電力時においては半導体スイッチのソフトスイッチング動作によりインバータ損失を抑制することができるため、高火力かつ加熱効率の良い誘導加熱調理器を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、（ａ）本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の回路構成図（ｂ）本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の第１および第２のインバータ内の回路構成図である。

図１（ａ）において、交流電源１と、交流電源１を整流する整流回路２と、整流回路２の出力を平滑する平滑コンデンサ９と、平滑コンデンサ９の出力を高周波電力に変換する第１および第２のインバータ４、５と、それぞれのインバータに接続されインバータから高周波電流が供給される第１および第２の加熱コイル６、７と、交流電源１から整流回路２に流れる電流をカレントトランスなどで検出する入力電流検出手段３と、入力電流検出手段３の検出値が設定値になるように第１及び第２のインバータ内の半導体スイッチを制御する制御手段８とで構成している。

なお、制御手段８による入力電力の目標値としては入力電流以外に加熱コイルの電流や電圧などがあるが、特に限定するものではない。

また、図１（ｂ）に示すように、第１のインバータ４は、平滑コンデンサ９に並列に接続される半導体スイッチ１ａ１１と半導体スイッチ１ｂ１２の直列接続体と、半導体スイッチ１ａ１１、１ｂ１２の直列接続体と平滑コンデンサ９の一端に接続される第１の加熱コイル６と共振コンデンサ１ａ１３で構成されるハーフブリッジ回路である場合が多いが、フルブリッジ回路であっても特に問題ではない。

同様に第２のインバータ５は、平滑コンデンサ９に並列に接続される半導体スイッチ２ａ１４と半導体スイッチ２ｂ１５の直列接続体と、半導体スイッチ２ａ１４、２ｂ１５の直列接続体と平滑コンデンサ９の一端に接続される第２の加熱コイル７と共振コンデンサ２ａ１６で構成されるハーフブリッジ回路である。

第１および第２のインバータ４，５は、制御手段８の指令に従いそれぞれ第１および第２の加熱コイル６、７に２０ｋＨｚ程度の高周波電流を供給する。加熱コイルには高周波電流によって高周波磁界が発生するため、加熱コイルと磁気的に結合する鍋などの負荷には高周波磁界が印可される。この印可された高周波磁界により鍋には渦電流が発生し、鍋
は自身が持つ表皮抵抗と渦電流により発熱する。

また、例えば第１の加熱コイル６と第１の共振コンデンサ１ａ１３の直列共振回路を利用した第１のインバータ４では、制御手段８は入力電力を変更するために、鍋を載置した第１の加熱コイル６のインダクタンスと共振コンデンサ１ａ１３の容量により決定される共振周波数に対して動作周波数を変化させることで入力電流などが所定値となるように半導体スイッチ１ａ１１、１ｂ１２を制御する場合が多く、第２のインバータ５についても同様である。

その際、第１および第２の加熱コイル６，７が同時に動作されて、それぞれが異なる動作周波数であり周波数差が２０ｋＨｚ以内である場合には、それが鍋干渉音と呼ばれる可聴雑音として機器使用者に聞こえることになる。

そこで、第１および第２のインバータ４、５を互いに２０ｋＨｚ以上離れて動作させるように設計する方式が従来例により提案されているが、本実施の形態のように平滑コンデンサ９が第１および第２のインバータ４、５により共用化されている構成においては、第１および第２の加熱コイル６、７の動作周波数だけではなく、動作周波数に対する高調波成分についても相互加熱コイルに重畳されるため、例えば第１のインバータ４が２０ｋＨｚ、第２のインバータ５が４４ｋＨｚで動作している場合、第１のインバータ４の２次高調波である４０ｋＨｚと第２のインバータ５の４４ｋＨｚにより周波数差４ｋＨｚからなる周波数成分が鍋を通して干渉音としてあらわれることになる。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の駆動信号を示す図であり、半導体スイッチの駆動信号とインバータの入力電力を示している。

第１のインバータ４内に有する半導体スイッチ１ａ１１の動作信号をａ）に、半導体スイッチ１ｂ１２の動作信号をｂ）に、第２のインバータ５内に有する半導体スイッチ２ａ１４の動作信号をｃ）に、半導体スイッチ２ｂ１５の動作信号をｄ）に示している。

制御手段８は第１および第２のインバータ４、５において、それぞれ直列に接続された半導体スイッチを排他的に導通させることにより加熱コイルに電力を供給することになる。

また、図２ｅ）は第１のインバータ４の入力電力を、ｆ）は第２のインバータ５の入力電力をそれぞれ示したものであり、半導体スイッチの動作信号ａ）〜ｄ）に応じた第１および第２のインバータ４、５の入力電力の変化を示している。

次に、第１および第２のインバータ４、５が同時に動作される場合について説明する。第１および第２のインバータ４、５の共振周波数は、それぞれ対応した加熱コイルのインダクタンスと共振コンデンサの容量により決定されるため、加熱コイルと磁気的に結合する鍋などの負荷に応じて変化するが、ここでは多くの鍋において共振周波数が２０ｋＨｚ前後となるように加熱コイルのインダクタンスと共振コンデンサの容量が決定されるものとし、第１および第２のインバータ４、５の動作周波数が共振周波数に近いほど高い入力電力が確保し易いものである。すなわち第１および第２のインバータ４、５は必ず２０ｋＨｚ以上の周波数で動作されるものとする。

第１のインバータ４内に有する半導体スイッチ１ａ１１、１ｂ１２の動作信号、すなわち第１のインバータ４が周波数ｆ１＝２０ｋＨｚで動作する状態を動作モード１、第２の
インバータ５内に有する半導体スイッチ２ａ１４、２ｂ１５の動作信号、すなわち第２のインバータ５が周波数ｆ２＝２０ｋＨｚで動作する状態を動作モード２とした場合、第１および第２のインバータ４、５が同時に動作されると、動作モード１と動作モード２は所定周期にて排他的に繰り返される。

つまり動作モード１および動作モード２での動作周波数は第１および第２のインバータ４、５がそれぞれ２０ｋＨｚと共振周波数に対して近いため第１のインバータ４の入力電力Ｐ１と第２のインバータ５の入力電力Ｐ２はともに高い入力電力となるが、同時に動作される場合には動作モード１および動作モード２は同一タイミングにおいては発生しない。

更に第１のインバータ４が動作モード１で動作するタイミングにおいては、第２のインバータ５は第１のインバータ４の動作周波数ｆ１＝２０ｋＨｚに対して２倍の周波数であるｆ４＝４０ｋＨｚで動作する（動作モード４）。

動作モード４では動作周波数は共振周波数２０ｋＨｚに対して離れており、第２のインバータ５の入力電力Ｐ４は非常に低いものとなる（Ｐ２＞Ｐ４）。

更に第２のインバータ５が動作モード２で動作するタイミングにおいては、第１のインバータ４は第２のインバータ５の動作周波数ｆ２＝２０ｋＨｚに対して２倍の周波数であるｆ３＝４０ｋＨｚで動作する（動作モード３）。

動作モード３では動作周波数は共振周波数２０ｋＨｚに対して離れており、第１のインバータ４の入力電力Ｐ３は非常に低いものとなる（Ｐ１＞Ｐ３）。

以上のように、第１および第２のインバータ４，５が同時に動作される場合には、動作モード１と動作モード２が所定周期にて排他的に繰り返されると同時に、動作モード３と動作モード４についても同所定周期にて排他的に繰り返され、かつ動作モード３においては動作モード２の２倍の周波数、動作モード４においては動作モード１の２倍の周波数でそれぞれ動作させることにより、第１および第２のインバータ４、５それぞれの動作周波数による周波数差は必ず２０ｋＨｚが維持されるとともに動作周波数に対する高調波成分についても周波数差が生じなくなる。よって可聴域での周波数差が発生しないため干渉音は可聴雑音とはならず、機器使用者には聞こえない。

更に、動作モード３と動作モード４において動作を完全に停止させるのではなく、それぞれ動作モード１と動作モード２の２倍の動作周波数にて低入力電力での動作を継続させることにより、動作停止状態から動作開始のタイミングにおいて急峻な磁場の変動により発生する異音（鍋からのコツ音）を防止することが可能であるため、特に本実施の形態のように所定周期にて上記タイミングが繰り返される場合においては非常に有効となる。

また、図３は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の駆動信号を示す図であり、半導体スイッチの駆動信号を示している。第１のインバータ４内に有する半導体スイッチ１ａ１１の動作信号をａ）に、半導体スイッチ１ｂ１２の動作信号をｂ）に、第２のインバータ５内に有する半導体スイッチ２ａ１４の動作信号をｃ）に、半導体スイッチ２ｂ１５の動作信号をｄ）に示している。制御手段８は第１および第２のインバータ４、５において、それぞれ直列に接続された半導体スイッチを排他的に導通させることにより加熱コイルに電力を供給することになる。

図４は本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の電力制御の方法を示す図であり、第１のインバータ４内に有する半導体スイッチ１ａ１１の導通比率を変えた場合の入力
電力の変化を示している。導通比率が５０％の時に入力電力は最大となる。第２のインバータ５についても同様であり、半導体スイッチ２ａ１４の導通比率が５０％の時に入力電力は最大となる。

図３、図４に示すように、半導体スイッチを固定周波数で動作させて導通比率を変えることにより第１および第２のインバータ４、５それぞれの入力電力を変更した場合にも動作周波数を変えることと同様の効果が得られる。

そのため、鍋の材質や形状、電力設定値の変更などによっても第１および第２のインバータ４、５の動作周波数ｆ１、ｆ２を固定させることが可能であり、動作周波数を変える場合と比べて、第１および第２のインバータ４、５の動作周波数ｆ１、ｆ２に対してそれぞれ決定される動作周波数ｆ３、ｆ４の制御方法が簡素化されるとともに、第１および第２のインバータ４、５の動作モード３、４において半導体スイッチが高い動作周波数により動作されることを防止してインバータ損失を抑制することができる。

更に、干渉音は第１および第２のインバータ４、５が同時に動作される場合にのみ生じるため、第１および第２のインバータ４、５がそれぞれ単独で動作される場合には動作周波数により入力電力を変更しても問題はない。

単独動作時において、同時動作時と比べて定格電力が大きくなる場合には、動作周波数により入力電力を変更した方がより高い入力電力に対応することが可能である。

なお、本実施の形態では、加熱コイルのインダクタンスと共振コンデンサの容量により決定される第１および第２のインバータ４、５の共振周波数を２０ｋＨｚ前後とし、第１および第２のインバータ４、５を２０ｋＨｚなる周波数で動作させることにより高い入力電力を確保するようにしているが、共振周波数および動作周波数ともに２０ｋＨｚに限定されずとも同様の効果が得られるのは言うまでもないことである。

以上のように、本実施の形態においては、交流電源１を整流する整流回路２と、整流回路２の出力を平滑する平滑コンデンサ９と、平滑コンデンサ９の出力を半導体スイッチにより所定の周波数に変換して第１および第２の加熱コイル６、７に高周波電力を供給する第１および第２のインバータ４、５と、半導体スイッチの導通時間を制御して第１および第２のインバータ４、５の動作周波数を制御する制御手段８とを備え、第１および第２のインバータ４、５が同時に動作される場合には、制御手段８により、第１のインバータ４は動作周波数ｆ１で出力電力Ｐ１を得る動作モード１とｆ１より高い動作周波数ｆ３でＰ１より低い出力電力Ｐ３を得る動作モード３を交互に繰り返して動作され、第２のインバータ５は動作周波数ｆ２で出力電力Ｐ２を得る動作モード２とｆ２より高い動作周波数ｆ４でＰ２より低い出力電力Ｐ４を得る動作モード４を交互に繰り返して動作され、第１のインバータ４の動作周波数ｆ３は第２のインバータ５の動作周波数ｆ２の２倍の動作周波数で動作され、第２のインバータ５の動作周波数ｆ４は第１のインバータ４の動作周波数ｆ１の２倍の動作周波数で動作され、かつ第１のインバータ４の動作モード１と第２のインバータ５の動作モード２は排他的に実行されることにより、第１および第２のインバータ４、５が同時に動作される場合には、加熱動作が排他的に実行されることにより第１および第２の加熱コイル６、７間での周波数差による干渉音の発生を防止して、機器使用時における静音性を高めた誘導加熱調理器を提供することができる。

また、本実施の形態においては、第１のインバータ４の動作周波数ｆ１および第２のインバータ５の動作周波数ｆ２はそれぞれ２０ｋＨｚ以上の動作周波数で動作されることにより、第１および第２の加熱コイル６、７が可聴域（概ね２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度）から外れた動作周波数で動作されることにより可聴雑音を防止することができ、機器使用時
における静音性を高めた誘導加熱調理器を提供することができる。

また、本実施の形態においては、第１および第２のインバータ４，５はそれぞれ固定周波数で動作され、かつ半導体スイッチの導通比率が変更されて第１および第２の加熱コイル６，７への供給電力が変更されることにより、第１のインバータ４の動作モード３および第２のインバータ５の動作モード４において半導体スイッチが高い動作周波数により動作されることを防止してインバータ損失を抑制することができるため、加熱効率の良い誘導加熱調理器を提供することができる。

また、本実施の形態においては、第１および第２のインバータ４、５がそれぞれ単独により動作される場合には、動作周波数が変更されて第１および第２の加熱コイル６、７への供給電力が変更されることにより、第１および第２の加熱コイル６、７に高い電力を供給することが容易になるとともに、高電力時においては半導体スイッチのソフトスイッチング動作によりインバータ損失を抑制することができるため、高火力かつ加熱効率の良い誘導加熱調理器を提供することができる。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施の形態の構成は実施の形態１と同一である。

図５は、本発明の第２の実施の形態における誘導加熱調理器の電力制御の方法を示す図であり、各インバータの入力電力設定および制御方法を示している。ａ）に各インバータの設定可能な入力電力を、ｂ）に動作周波数が変化する場合の制御の一例を、ｃ）に導通比率が変化する場合の制御の一例を示している。

ａ）に示すように、整流回路２を複数のインバータが共用化する構成では、複数のインバータが同時に動作する場合には単独でインバータが動作するときの定格電力を越えないようにすることで、共用化部分の部品の定格が大きくならないようにしている。そのため、本実施の形態では単独での動作時にのみ許される「Ｐ」設定を設けている。

一方、ｃ）に示すように動作周波数を一定として導通比率の変更により入力電力の変更を行う場合には、図４で示したように導通比率が５０％の時に最大の入力電力となる。このとき材質の異なる負荷においても「Ｐ」設定で動作周波数を一定とした制御が行えるようにすると、負荷Ｃでは導通比率が少ない状態で定格電力に達するため、導通比率の変化に対して電力変動が大きくなる課題が生じることになる。

また単独で動作するときに周波数制御に切り替える方法では２種類の制御方法を持つことになるため、制御方法が煩雑になる課題を有することになる。

そのため、ｃ）のように同時に動作するときの個別のインバータの最大の入力電力までは導通比率で制御できるようにし、それ以上の入力電力に対しては導通比率が５０％を越えた後に、ｂ）に示すように導通比率５０％を維持しながら動作周波数を制御する方法に移行することにより単独および同時動作時において制御方法を区別することなく、かつ電力変動も大きくならずに制御することができる。

以上のように、本実施の形態においては、半導体スイッチの導通比率が５０％に到達した場合には、導通比率５０％を維持しながら動作周波数が減少されて第１および第２の加熱コイル６，７への供給電力が増加されることにより、第１のインバータ４の動作モード３および第２のインバータ５の動作モード４において半導体スイッチが高い動作周波数により動作されることを防止してインバータ損失を抑制することができるとともに、単独お
よび同時動作時において制御方法を区別することなく加熱コイルに高い電力を供給することが容易になるため、制御性の良い、高火力かつ加熱効率に優れた誘導加熱調理器を提供することができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、複数のインバータを備える誘導加熱調理器において複数のインバータが同時に動作される場合には、加熱動作が排他的に実行されることにより加熱コイル間での周波数差による干渉音の発生を防止することができるため、誘導加熱調理器に限らず誘導加熱を原理とした熱源を複数備える機器全般においても適用できる。

１交流電源
２整流回路
４第１のインバータ
５第２のインバータ
６第１の加熱コイル
７第２の加熱コイル
８制御手段
９平滑コンデンサ
１１半導体スイッチ１ａ
１２半導体スイッチ１ｂ
１３共振コンデンサ１ａ
１４半導体スイッチ２ａ
１５半導体スイッチ２ｂ
１６共振コンデンサ２ａ

Claims

交流電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの出力を半導体スイッチにより所定の周波数に変換して第１および第２の加熱コイルに高周波電力を供給する第１および第２のインバータと、前記半導体スイッチの導通時間を制御して前記第１および第２のインバータの動作周波数を制御する制御手段とを備え、前記第１および第２のインバータが同時に動作される場合には、前記制御手段により、前記第１のインバータは動作周波数ｆ１で出力電力Ｐ１を得る動作モード１とｆ１より高い動作周波数ｆ３でＰ１より低い出力電力Ｐ３を得る動作モード３を交互に繰り返して動作され、前記第２のインバータは動作周波数ｆ２で出力電力Ｐ２を得る動作モード２とｆ２より高い動作周波数ｆ４でＰ２より低い出力電力Ｐ４を得る動作モード４を交互に繰り返して動作され、前記第１のインバータの動作周波数ｆ３は前記第２のインバータの動作周波数ｆ２の２倍の動作周波数で動作され、前記第２のインバータの動作周波数ｆ４は前記第１のインバータの動作周波数ｆ１の２倍の動作周波数で動作され、かつ前記第１のインバータの動作モード１と前記第２のインバータの動作モード２は排他的に実行される誘導加熱調理器。
第１のインバータの動作周波数ｆ１および第２のインバータの動作周波数ｆ２はそれぞれ２０ｋＨｚ以上の動作周波数で動作される請求項１に記載の誘導加熱調理器。
第１および第２のインバータはそれぞれ固定周波数で動作され、かつ半導体スイッチの導通比率が変更されて第１および第２の加熱コイルへの供給電力が変更される請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
半導体スイッチの導通比率が５０％に到達した場合には、導通比率５０％を維持しながら動作周波数が減少されて第１および第２の加熱コイルへの供給電力が増加される請求項３に記載の誘導加熱調理器。
第１および第２のインバータがそれぞれ単独により動作される場合には、動作周波数が変更されて第１および第２の加熱コイルへの供給電力が変更される請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。