JP2022140333A - 誘導加熱調理器の誘導加熱回路 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの調理具に複数の誘導加熱コイルを構成しても、騒音がなく、構成を単純化して原価を節減できる誘導加熱調理器を提供する。【解決手段】本発明の誘導加熱調理器は、同心に備えられる複数の誘導加熱コイルと、誘導加熱コイルにそれぞれ１対１で連結される共振コンデンサと、並列連結された誘導加熱コイルおよび共振コンデンサを断続する複数のスイッチング素子と、スイッチング素子を動作させるためのトリガー信号を出力するスイッチングドライバと、スイッチング素子を同一のオンタイムで駆動するためのオンタイム制御信号を複数のスイッチングドライバに同時に出力し、複数のスイッチング素子を同時に同一のオンタイムで動作制御するオンタイム制御部と、オンタイム制御部にパワーコントロール信号を出力し、スイッチング素子の動作を個別的に動作遮断させるための動作遮断制御信号をスイッチングドライバに出力するマイコンとを含んで構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、誘導加熱調理器に関し、特に１つの調理具に複数の誘導加熱コイルを構成しても、騒音がなく、構成を単純化して原価を節減可能とするのに好適な誘導加熱調理器の誘導加熱回路に関する。

一般的に、誘導加熱とは、先ず加熱を望む金属の周囲に１次誘導コイルを巻いて磁場を変化させると、金属表面に２次電流（誘導電流）が流れる現象を利用する加熱方式であって、誘導電流が金属表面に流れると、金属自体の抵抗のため、熱が発生して金属が熱くなる。

かかる誘導加熱現象を応用したものとして、例えば、誘導加熱調理器［インダクションレンジ］が挙げられる。

前記誘導加熱調理器は、商用電源を整流し、その整流された電源をスイッチングすることで発生する電圧を誘導コイルに印加して誘導コイルに強力な磁界を発生させ、この磁界を介して被加熱物である金属を加熱して食べ物を料理するようにした装置である。

そして、かかる誘導加熱調理器は、通常、１つの調理具（火具）当たりに１つの誘導加熱コイルを有する。

ところで、使用する被加熱体［釜、鍋、フライパンなど］は、底部が小さい場合もあり、被加熱体の底部がフライパンのように大きい場合もあり、その中間の被加熱体もあって、その大きさが様々である。

被加熱体が小さい場合には小さい誘導加熱コイルが必要であり、中間の大きさの被加熱体は中間の大きさの誘導加熱コイルが、そして大きさの大きい被加熱体は大きい誘導加熱コイルを用いるのであれば、熱効率や均一加熱の面で有利であろう。

韓国登録特許公報第１０－２１３１３５７号（公告日:２０２０.０７．０７） 韓国公開特許公報第１０－２０１６－０１５０５１２号（公開日:２０１６.１２．３０）

本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するためになされたものであって、本発明に係る誘導加熱調理器の誘導加熱回路の目的は、以下の通りである。
第１に、１つの調理具（火具）に２つ以上の誘導加熱コイルを構成し、この際、この複数の誘導加熱コイルが動作しても、各誘導加熱コイルの動作周波数の差による誘導ノイズの発生を根本的に遮断できるようにし、それにより１つの調理具にて複数の誘導加熱コイルが被加熱体を加熱して料理する場合にも、騒音の発生がない静かな調理環境を提供できるようにし、最終的には、共振の差によるビートノイズがないインダクションレンジ（誘導加熱調理器）を具現できるようにする。

第２に、１つの調理具に複数の誘導加熱コイルを設ける場合、誘導加熱コイルそれぞれにインバータを構成する必要がなく１つの出力制御部材のみを採択しても、複数の誘導加熱コイルが動作できるようにすることで、誘導加熱回路の構成を単純化させて製品の製作コストを節減できるようにする。

第３に、１つの調理具に複数の誘導加熱コイルを設ける場合、誘導加熱コイルそれぞれにインバータを構成する必要がなく１つの出力制御部材のみを採択しても、複数の誘導加熱コイルが動作できるようにすることで、誘導加熱コイルごとに備えられる場合に比べて出力制御部材の動作を安定化できるようにする。

第４に、１つの調理具に複数の誘導加熱コイルを備え、この際、被加熱体の大きさに対応する誘導加熱コイルのみが動作するようにすることで、熱効率を高めることができるようにし、また、均一加熱となるようにして調理の性能を向上できるようにする。

第５に、火具に置かれる被加熱体の有無を検知できるようにするとともに、その被加熱体の大きさを自動で検知できるようにし、このように検知された被加熱体の大きさに対応する誘導加熱コイルのみが動作できるようにし、それにより最適の効率的な誘導加熱を便利に具現できるようにする。

第６に、同心で構成された複数の誘導加熱コイルの動作状態をその誘導加熱コイルの配置と同一の同心イメージのランプ（例えば、ＬＥＤ）で表示することで、即刻に且つ感覚的に当該誘導加熱コイルの動作状態を確認できるようにし、それによりインダクションレンジの使用者の利用環境を向上できるようにする。

第７に、被加熱体の物理的大きさの領域を超える誘導加熱コイルの動作を遮断することで、火災などによる安全事故を未然に防止できるようにするのに好適な誘導加熱調理器の誘導加熱回路を提供する。

前記課題を解決するための本発明の誘導加熱調理器の誘導加熱回路は、誘導加熱調理器の１つの調理具に同心に備えられ、スイッチング素子のオンオフスイッチング動作により共振電流の供給を受けて被加熱体を加熱し、全て同一のインダクタンスを有する複数の誘導加熱コイルと、前記複数の誘導加熱コイルにそれぞれ１対１で対応して並列連結され、第１整流部を通過した整流された電圧が印加され、前記１対１で対応したそれぞれの誘導加熱コイルとインピーダンスマッチングにより共振作用をするように全て同一の静電容量を有する複数の共振コンデンサと、前記１対１で対応して並列連結された誘導加熱コイルおよび共振コンデンサにそれぞれ１対１で連結され、１対１で対応した各誘導加熱コイルおよび共振コンデンサへの電流供給を断続する複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子にそれぞれ１対１で対応して連結され、オンタイム制御部から出力されるオンタイム制御信号に応じてスイッチング素子を動作（ｄｒｉｖｉｎｇ）させるためのトリガー信号を出力する複数のスイッチングドライバと、マイコンから入力されるパワーコントロール信号に応じてスイッチング素子の駆動オンタイムを決め、オンタイム制御信号を前記複数のスイッチングドライバに同時に出力し、複数のスイッチング素子を同時に同一のオンタイムで動作するように制御するオンタイム制御部と、火力調節部の火力調節入力に応じて前記オンタイム制御部にパワーコントロール信号を出力し、前記複数のスイッチングドライバに１対１で直接連結されている複数のスイッチング素子の動作を個別的に動作遮断させるための動作遮断制御信号を動作遮断対象であるスイッチング素子のスイッチングドライバに出力するマイコンと、を含んで構成されることを特徴とする。

上記のような構成を有する本発明の誘導加熱調理器の誘導加熱回路は次のような効果がある。

第１に、１つの調理具（火具）に２つ以上の誘導加熱コイルを構成し、この際、この複数の誘導加熱コイルが動作しても、各誘導加熱コイルの動作周波数の差による誘導ノイズの発生を根本的に遮断できるようにし、その結果、１つの調理具にて複数の誘導加熱コイルが被加熱体を加熱して料理する場合にも、騒音の発生がない静かな調理環境を提供できるようにし、最終的には、共振の差によるビートノイズがないインダクションレンジ（誘導加熱調理器）を具現することができる効果がある。

第２に、１つの調理具に複数の誘導加熱コイルを設ける場合、誘導加熱コイルそれぞれにインバータを構成する必要がなく１つの出力制御部材のみを採択しても、複数の誘導加熱コイルが動作できるようにすることで、誘導加熱回路の構成を単純化させて製品の製作コストを節減することができる効果がある。

第３に、１つの調理具に複数の誘導加熱コイルを設ける場合、誘導加熱コイルそれぞれにインバータを構成する必要がなく１つの出力制御部材のみを採択しても、複数の誘導加熱コイルが動作できるようにすることで、誘導加熱コイルごとに備えられる場合に比べて出力制御部材の動作を安定化させることができる効果がある。

第４に、１つの調理具に複数の誘導加熱コイルを備え、この際、被加熱体の大きさに対応する誘導加熱コイルのみが動作するようにすることで、熱効率を高めることができるようにし、また、均一加熱となるようにして調理の性能を向上させることができる効果がある。

第５に、火具に置かれる被加熱体の有無を検知できるようにするとともに、その被加熱体の大きさを自動で検知できるようにし、このように検知された被加熱体の大きさに対応する誘導加熱コイルのみが動作できるようにし、その結果、最適の効率的な誘導加熱を便利に具現することができる効果がある。

第６に、同心で構成された複数の誘導加熱コイルの動作状態をその誘導加熱コイルの配置と同一の同心イメージのランプ（例えば、ＬＥＤ）で表示することで、即刻に且つ感覚的に当該誘導加熱コイルの動作状態を確認できるようにし、その結果、インダクションレンジの使用者の利用環境を向上させることができる効果がある。

第７に、被加熱体の物理的大きさの領域を超える誘導加熱コイルの動作を遮断することで、火災などによる安全事故を未然に防止することができる効果がある。

本発明の一実施形態に係る誘導加熱調理器の誘導加熱回路のブロック構成図である。

次は、本発明に係る誘導加熱調理器の誘導加熱回路の好ましい実施形態について添付図面を参照して詳しく説明する。

本発明の一実施形態に係る誘導加熱調理器の誘導加熱回路は、商用電源（ＡＣ）から供給される交流電源を直流電源に変換する第１整流部１０１を通過した整流された電圧が印加され、誘導加熱調理器の１つの調理具［火具］（図示せず）に同心に備えられ、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３のオンオフスイッチング動作により共振電流の供給を受けて被加熱体（図示せず）を加熱し、全て同一のインダクタンス（Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３）を有する複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３と、前記複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３にそれぞれ１対１で対応して並列連結され、第１整流部１０１を通過した整流された電圧が印加され、前記１対１で対応したそれぞれの誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３とインピーダンスマッチングにより共振作用をするように全て同一の静電容量（Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃ３）を有する複数の共振コンデンサ１２１、１２２、１２３と、前記１対１で対応して並列連結された誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３および共振コンデンサ１２１、１２２、１２３にそれぞれ１対１で連結され、１対１で対応した各誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３および共振コンデンサ１２１、１２２、１２３への電流供給を断続する複数のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３と、前記複数のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３にそれぞれ１対１で対応して連結され、オンタイム制御部１４０から出力されるオンタイム制御信号に応じてスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３を動作（ｄｒｉｖｉｎｇ）させるためのトリガー信号を出力する複数のスイッチングドライバ１３１、１３２、１３３と、マイコン１５０から入力されるパワーコントロール信号に応じてスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の駆動オンタイムを決め、オンタイム制御信号を前記複数のスイッチングドライバ１３１、１３２、１３３に同時に出力し、複数のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３を同時に同一のオンタイムで動作するように制御するオンタイム制御部１４０と、火力調節部１７２の火力調節入力に応じて前記オンタイム制御部１４０にパワーコントロール信号を出力し、前記複数のスイッチングドライバ１３１、１３２、１３３に１対１で直接連結されている複数のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の動作を個別的に動作遮断させるための動作遮断制御信号を動作遮断対象であるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３のスイッチングドライバ１３１、１３２、１３３に出力するマイコン１５０と、を含んで構成されることを特徴とする。

すなわち、本願発明の一実施形態に係る誘導加熱回路は、誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３が複数であっても、この複数の誘導加熱コイルの動作を制御するオンタイム制御信号を１つのみ出力するようにし、複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３を一律的に同時にオンタイムで動作制御するとともに、スイッチングドライバを個別的にディスエーブルさせる方式を採択するものである。

これによると、オンタイムの周波数およびオフタイムの共振周波数が全て一致し、複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３にそれぞれ印加される動作周波数が一致することになり、したがって各誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３の動作周波数の差による誘導ノイズの発生が根本的に遮断されるという利点がある。

また、複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３の出力を制御するための出力制御部材を誘導加熱コイルそれぞれに１対１で対応して複数備える方式ではなく、複数のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３が共通に連結される１つの出力制御部材であるオンタイム制御部１４０を採択するとともに、マイコン１５０の遮断端子ＩＮＨ１、ＩＮＨ２、ＩＮＨ３を用いてスイッチングドライバ１３１、１３２、１３３を個別的にディスエーブルさせる方式を採択することで、誘導加熱回路の構成を単純化させて製品の製作コストを節減することができ［１つの調理具に複数の誘導加熱コイルを設ける場合、誘導加熱コイルにそれぞれの出力制御部材であるインバータを用いると、製品の原価が上昇することになる］、また、複数備えられる場合に比べて出力制御部材の動作を安定化できるという利点がある。

そして、１つの調理具に複数（２個以上であるが、好ましくは２個または３個）の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３を備え、この際、被加熱体（例えば、釜、鍋、フライパンなど）の大きさに対応する誘導加熱コイルのみが動作するようにすることで、熱効率を高め、均一加熱となるようにし、また、調理性能を向上させることができる。

そして、実施形態によっては、前記複数の誘導加熱コイル１１１、１１２は、例えば、２個で構成されてもよいが、この場合、内側誘導加熱コイル１１１および中間誘導加熱コイル１１２と、そのそれぞれに１対１で並列連結された第１共振コンデンサ１２１および第２共振コンデンサ１２２とから構成されてもよい。

具体的に見ると、前記複数の誘導加熱コイル１１１、１１２は、最内側に円形に備えられる内側誘導加熱コイル１１１と、前記内側誘導加熱コイル１１１から同心で半径方向の外向きに離隔して備えられる中間誘導加熱コイル１１２とから構成され、前記内側誘導加熱コイル１１１のインダクタンスＬ１と前記中間誘導加熱コイル１１２のインダクタンスＬ２とが同一のインダクタンス値（Ｌ１＝Ｌ２）を有するように、前記内側誘導加熱コイル１１１と中間誘導加熱コイル１１２を構成［例えば、コイルの太さ、長さなどのインダクタンス値を決める因子として設計］し、前記共振コンデンサ１２１，１２２は、前記内側誘導加熱コイル１１１に並列接続され、第１整流部１０１を通過した整流された電圧が印加され、前記内側誘導加熱コイル１１１とインピーダンスマッチングにより共振作用をする第１共振コンデンサ１２１と、前記中間誘導加熱コイル１１２に並列接続され、第１整流部１０１を通過して整流された電圧が印加され、前記中間誘導加熱コイル１１２とインピーダンスマッチングにより共振作用をする第２共振コンデンサ１２２とから構成され、前記第１共振コンデンサ１２１の静電容量Ｃ１と前記第２共振コンデンサ１２２の静電容量Ｃ２とが同一の静電容量値（Ｃ１＝Ｃ２）を有するように、前記第１共振コンデンサ１２１と第２共振コンデンサ１２２を構成［例えば、誘電率、大きさなどの静電容量値を決める因子として設計］することで、共振周波数を一致させることを特徴とする。

前記複数のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は、前記並列連結された内側誘導加熱コイル１１１および第１共振コンデンサ１２１に連結され、内側誘導加熱コイル１１１および第１共振コンデンサ１２１への電流供給を断続する第１スイッチング素子Ｑ１と、前記並列連結された中間誘導加熱コイル１１２および第２共振コンデンサ１２２に連結され、中間誘導加熱コイル１１２および第２共振コンデンサ１２２への電流供給を断続する第２スイッチング素子Ｑ２とから構成される。

前記スイッチングドライバ１３１、１３２は、前記第１スイッチング素子Ｑ１に連結され、前記オンタイム制御部１４０から出力されるオンタイム制御信号に応じて第１スイッチング素子Ｑ１を動作させるためのトリガー信号を出力する第１スイッチングドライバ１３１と、前記第２スイッチング素子Ｑ２に連結され、前記オンタイム制御部１４０から出力されるオンタイム制御信号に応じて第２スイッチング素子Ｑ２を動作させるためのトリガー信号を出力する第２スイッチングドライバ１３２とから構成される。

そして、図示された例のように、前記複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３は、３個で構成されてもよい。

前記複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３は、最内側に円形に備えられる内側誘導加熱コイル１１１と、前記内側誘導加熱コイル１１１から同心で半径方向の外向きに離隔して備えられる中間誘導加熱コイル１１２と、前記中間誘導加熱コイル１１２から同心で半径方向の外向きに離隔して備えられる外側誘導加熱コイル１１３とから構成され、前記内側誘導加熱コイル１１１のインダクタンスＬ１と中間誘導加熱コイル１１２のインダクタンスＬ２と外側誘導加熱コイル１１３のインダクタンスＬ３とが同一のインダクタンス値（Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３）を有するように、前記内側誘導加熱コイル１１１と中間誘導加熱コイル１１２と外側誘導加熱コイル１１３を構成［例えば、コイルの太さ、長さなどのインダクタンス値を決める因子として設計］し、前記共振コンデンサ１２１、１２２、１２３は、前記内側誘導加熱コイル１１１に並列接続され、第１整流部１０１を通過した整流された電圧が印加され、内側誘導加熱コイル１１１とインピーダンスマッチングにより共振作用をする第１共振コンデンサ１２１と、前記中間誘導加熱コイル１１２に並列接続され、第１整流部１０１を通過した整流された電圧が印加され、前記中間誘導加熱コイル１１２とインピーダンスマッチングにより共振作用をする第２共振コンデンサ１２２と、前記外側誘導加熱コイル１１３に並列接続され、第１整流部１０１を通過した整流された電圧が印加され、外側誘導加熱コイル１１３とインピーダンスマッチングにより共振作用をする第３共振コンデンサ１２３とから構成され、前記第１共振コンデンサ１２１の静電容量Ｃ１と第２共振コンデンサ１２２の静電容量Ｃ２と第３共振コンデンサ１２３の静電容量Ｃ３とが同一の静電容量値（Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃ３）を有するように、前記第１共振コンデンサ１２１と第２共振コンデンサ１２２と第３共振コンデンサ１２３を構成［例えば、誘電率、大きさなどの静電容量値を決める因子として設計］することで、共振周波数を一致させることを特徴とする。

同様に、前記複数のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３は、前記並列連結された内側誘導加熱コイル１１１および第１共振コンデンサ１２１に連結され、内側誘導加熱コイル１１１および第１共振コンデンサ１２１への電流供給を断続する第１スイッチング素子Ｑ１と、前記並列連結された中間誘導加熱コイル１１２および第２共振コンデンサ１２２に連結され、中間誘導加熱コイル１１２および第２共振コンデンサ１２２への電流供給を断続する第２スイッチング素子Ｑ２と、前記並列連結された外側誘導加熱コイル１１３および第３共振コンデンサ１２３に連結され、外側誘導加熱コイル１１３および第３共振コンデンサ１２３への電流供給を断続する第３スイッチング素子Ｑ３とから構成される。

また、前記スイッチングドライバ１３１、１３２、１３３は、前記第１スイッチング素子Ｑ１に連結され、前記オンタイム制御部１４０から出力されるオンタイム制御信号に応じて第１スイッチング素子Ｑ１を動作させるためのトリガー信号を出力する第１スイッチングドライバ１３１と、前記第２スイッチング素子Ｑ２に連結され、前記オンタイム制御部１４０から出力されるオンタイム制御信号に応じて第２スイッチング素子Ｑ２を動作させるためのトリガー信号を出力する第２スイッチングドライバ１３２と、前記第３スイッチング素子Ｑ３に連結され、前記オンタイム制御部１４０から出力されるオンタイム制御信号に応じて第３スイッチング素子Ｑ３を動作させるためのトリガー信号を出力する第３スイッチングドライバ１３３とから構成される。

一方、４個の誘導加熱コイル［この場合、前記外側誘導加熱コイル１１３の同心外側に４番目の誘導加熱コイルが追加される。］と、そのそれぞれに連結される４個の共振コンデンサとから構成される場合にも、本願発明の技術的範囲に属することはいうまでもない。

本発明の一実施形態に係る誘導加熱調理器の誘導加熱回路において、前記スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３は、コレクタ端子Ｃが前記それぞれ１対１で対応して並列連結された誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３および共振コンデンサ１２１、１２２、１２３に連結され、エミッタ端子Ｅが電源供給端の前記第１整流部１０１に連結され、ゲート端子Ｇが１対１で対応した前記スイッチングドライバ１３１、１３２、１３３に連結されるＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であることを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る誘導加熱調理器の誘導加熱回路において、前記マイコン１５０には、前記複数のスイッチングドライバ１３１、１３２、１３３に１対１で連結されている複数の遮断端子ＩＮＨ１、ＩＮＨ２、ＩＮＨ３が備えられており、前記遮断端子ＩＮＨ１、ＩＮＨ２、ＩＮＨ３から動作遮断制御信号（例えば、論理信号ハイ）を受信したスイッチングドライバ１３１、１３２、１３３は、１対１で連結されているスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３へのトリガー信号の出力を遮断することを特徴とする。

前記遮断端子ＩＮＨ１、ＩＮＨ２、ＩＮＨ３は、例えば、誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３が３個で構成される場合、前記第１スイッチングドライバ１３１に連結され、動作遮断制御信号を出力する第１遮断端子ＩＮＨ１と、前記第２スイッチングドライバ１３２に連結され、動作遮断制御信号を出力する第２遮断端子ＩＮＨ２と、前記第３スイッチングドライバ１３３に連結され、動作遮断制御信号を出力する第３遮断端子ＩＮＨ３とから構成されることができる。

次に、被加熱体の大きさを検知し、その検知された大きさに対応して最適の誘導加熱エネルギーを供給するために、複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３のうち少なくとも１つを選択的に動作させる構成について説明する。

本発明の一実施形態に係る誘導加熱調理器の誘導加熱回路において、前記マイコン１５０は、最内側から外側に順次誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３の領域に被加熱体が存在するか否かを検知し、被加熱体が検知された誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３に対してのみ動作がなされるように制御し、被加熱体が検知されていない領域の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３に対しては、動作遮断制御信号を出力し、誘導加熱コイルの動作が遮断されるように制御することを特徴とする。

具体的に、前記マイコン１５０は、最内側に存在する誘導加熱コイル１１１［前記例の内側誘導加熱コイル１１１］の領域に被加熱体が存在するか否かを検知し、次に最内側に被加熱体が存在すると判断した場合には、最内側の誘導加熱コイル１１１［前記例の内側誘導加熱コイル１１１］の半径方向の外向きの隣接誘導加熱コイル１１２［前記例の中間誘導加熱コイル１１２］の領域に被加熱体が存在するか否かを検知する。

次に、前記マイコン１５０は、内側誘導加熱コイル１１１の隣接誘導加熱コイル１１２［前記例の中間誘導加熱コイル１１２］に該当する領域に被加熱体が存在すると判断した場合には、隣接誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３［前記例の中間誘導加熱コイル１１２］の半径方向の外向きの隣接誘導加熱コイル１１３［前記例の外側誘導加熱コイル１１３］の領域に被加熱体が存在するか否かを検知する。

本発明の一実施形態に係る誘導加熱調理器の誘導加熱回路において、第１整流部１０１と誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３との間に直列連結され、動作電源の入力があるか否かを検知するセンシング抵抗ＲＳと、前記センシング抵抗ＲＳの後段に並列連結され、前記センシング抵抗ＲＳに電流が流れる場合、それを電圧値として検出する入力電流センシング部１６１と、をさらに含んで構成され、前記マイコン１５０は、複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３のうち最内側に存在する誘導加熱コイル１１１［前記例の内側誘導加熱コイル１１１］から最外側に存在する誘導加熱コイル１１３［前記例の外側誘導加熱コイル１１３］の順に、１つの誘導加熱コイル［内側誘導加熱コイル、中間誘導加熱コイル、外側誘導加熱コイルのうち１つ］のみが順次動作するように、動作対象である１つの誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３を除いた残りの誘導加熱コイルの動作を遮断するように遮断端子から順次に動作遮断制御信号を順次出力し（例えば、第１遮断端子ＩＮＨ１のみを論理信号ロー（Ｌｏｗ）に作り、残りの遮断端子ＩＮＨ２、ＩＮＨ３は論理信号ハイ（Ｈｉｇｈ）に維持）、上記のように動作遮断制御信号が出力された状態で、前記マイコン１５０は、被加熱体検知コントロール信号を前記オンタイム制御部１４０に出力し、前記オンタイム制御部１４０は、受信した被加熱体検知コントロール信号に基づいてオンタイム制御信号（例えば４～５ｕｓの極めて低いエネルギーの信号）を生成してスイッチングドライバ１３１、１３２、１３３に出力し、前記マイコン１５０は、前記入力電流センシング部１６１を介して検出された電圧値を読み込み、検出された電圧値が設定された被加熱体検知基準電圧値以上であれば、当該誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３が位置した領域には被加熱体が存在すると判断し、当該誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３を正常動作させることを特徴とする。

これによると、被加熱体の有無を検知し、また被加熱体の大きさを自動で検知し、検知された被加熱体の大きさに対応する（適した）誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３のみが動作することができ、その結果、効率的な誘導加熱となる。

本発明の一実施形態に係る誘導加熱調理器の誘導加熱回路は、前記それぞれの誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３に１対１で対応し、それぞれの誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３の動作状態を表示するコイル動作表示部１８１、１８２、１８３をさらに含んで構成され、前記コイル動作表示部１８１、１８２、１８３は、複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３にそれぞれ１対１で対応する同心円イメージで表示されることを特徴とする。

このように同心で構成された複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３の動作状態を同心イメージで表示することで、即刻に動作状態を確認することができるため、使用者の利用環境が向上するという利点がある。

前記コイル動作表示部１８１、１８２、１８３は、最内側の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３［前記例の内側誘導加熱コイル１１１］に対応する円形のイメージに形成され、最内側の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３が動作する場合に発光する内側コイル動作表示灯１８１と、最内側の誘導加熱コイル１１１の外向きに隣接した誘導加熱コイル１１２［前記例の中間誘導加熱コイル１１２］に対応する円形のイメージに形成され、最内側の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３の外向きに隣接した誘導加熱コイル１１２［前記例の中間誘導加熱コイル１１２］が動作する場合に発光する中間コイル動作表示灯１８２と、を含んで構成されることを特徴とする。

そして、実施形態によっては、前記コイル動作表示部１８１、１８２、１８３は、最内側の誘導加熱コイル１１１の外向きに隣接した誘導加熱コイル１１２に外向きに隣接した誘導加熱コイル１１３［前記例の外側誘導加熱コイル１１３］に対応する円形のイメージに形成され、最内側の誘導加熱コイル１１１の外向きに隣接した誘導加熱コイル１１２に隣接した誘導加熱コイル１１３［前記例の外側誘導加熱コイル１１３］が動作する場合に発光する外側コイル動作表示灯１８３をさらに含んでもよい。

本発明の一実施形態に係る誘導加熱調理器の誘導加熱回路は、前記複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３のうち、被加熱体が存在すると判断して正常動作した誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３の中でも作動可否を選択することができるコイル選択部１７１をさらに含んで構成されることを特徴とする。

この場合、被加熱体が存在すると判断して正常動作した誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３であっても、使用者の必要に応じて動作を停止できるようにするためである。

例えば、被加熱体が中間の大きさであり、被加熱体の大きさの検知により被加熱体の大きさに対応して正常動作した誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３が、例えば、内側誘導加熱コイル１１１と中間誘導加熱コイル１１２である場合、コイル選択部１７１を介して、内側誘導加熱コイル１１１と中間誘導加熱コイル１１２のうち少なくとも何れか１つを動作停止させることができる。

これによると、被加熱体の大きさを自動で検出し、その大きさに適した誘導加熱コイルを選択し、自動で誘導加熱コイルを動作させる方式であっても、使用者（ユーザ）が使用環境に合わせて且つ必要に応じて選択できるようにすることで、使用環境を向上できるようになる。

そして、本発明の一実施形態に係る誘導加熱調理器の誘導加熱回路において、前記被加熱体が存在すると判断して正常動作した誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３ではなく、動作していない誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３に対しては、前記コイル選択部１７１により選択されても作動しないことを特徴とする。

したがって、前記例において、被加熱体の大きさの検知により動作していない外側誘導コイル１１３をコイル選択部１７１により選択しても作動しない。

これは、被加熱体の大きさ領域を超える誘導加熱コイルの動作を遮断することで、火災などの安全事故を予防するためである。

そして、実施形態によっては、本発明の誘導加熱調理器の誘導加熱回路は、商用電源を整流する第２整流部１０２と、前記第２整流部１０２を介して整流された入力電圧および周波数を検知する入力電圧および周波数検知部１６２と、をさらに含んで構成され、前記マイコン１５０は、入力電圧および周波数検知部１６２が検知した入力電圧および周波数を読み込む。

そして、実施形態によっては、本発明の誘導加熱調理器の誘導加熱回路は、前記誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３とスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３との間にアノード（＋）端子が連結される整流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３と、前記整流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３のカソード（－）端子に連結され、各誘導加熱コイルの共振電圧を検知する共振電圧センシング部１６５と、をさらに含んで構成され、前記マイコン１５０は、前記共振電圧センシング部１６５を介して検知された共振電圧を読み込み、前記入力電圧および周波数検知部１６２から入力された入力電圧値との比較により、前記スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３をスイッチングオンするためのトリガー（Ｔｒｉｇｇｅｒ）として利用する。

前記共振電圧センシング部１６５は、少なくとも１つの誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３が動作すると、共振電圧をセンシングすることができ、複数の誘導加熱コイル１１１、１１２、１１３が動作する場合には、その動作する誘導加熱コイルの中でも最も高い電圧をセンシングすることができることを特徴とする。

以上のように本発明による実施例を説明したが、上述の実施例の他にも、本発明がその技術的思想や必須的特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施可能であることは、該当技術において通常の知識を有する者にとって明らかなことである。したがって、上述の実施例は制限的なものではなく、例示的なものとして理解しなければならない。

本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは、後述する特許請求範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導出されるいずれの変更または変形された形態が、本発明の範囲に含まれると解釈されなければならない。

１０１ 第１整流部
１０２ 第２整流部
１１１ 内側誘導加熱コイル
１１２ 中間誘導加熱コイル
１１３ 外側誘導加熱コイル
１２１ 第１共振コンデンサ
１２２ 第２共振コンデンサ
１２３ 第３共振コンデンサ
Ｑ１ 第１スイッチング素子
Ｑ２ 第２スイッチング素子
Ｑ３ 第３スイッチング素子
１３１ 第１スイッチングドライバ
１３２ 第２スイッチングドライバ
１３３ 第３スイッチングドライバ
１４０ オンタイム制御部
１５０ マイコン
ＩＮＨ１、ＩＮＨ２、ＩＮＨ３ 遮断端子
ＲＳ センシング抵抗
１６１ 入力電流センシング部
１６２ 入力電圧および周波数検知部
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 整流ダイオード
１６５ 共振電圧センシング部
１７１ コイル選択部
１７２ 火力調節部
１８１ 内側コイル動作表示灯
１８２ 中間コイル動作表示灯
１８３ 外側コイル動作表示灯

Claims (6)

1. 誘導加熱調理器の１つの調理具に同心に備えられ、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３のオンオフスイッチング動作により共振電流の供給を受けて被加熱体を加熱し、 全て同一のインダクタンスを有する複数の誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)と、
   前記複数の誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)にそれぞれ１対１で対応して並列連結され、第１整流部(１０１)を通過した整流された電圧が印加され、前記１対１で対応したそれぞれの誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)とインピーダンスマッチングにより共振作用をするように全て同一の静電容量を有する複数の共振コンデンサ(１２１、１２２、１２３)と、
   前記１対１で対応して並列連結された誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)および共振コンデンサ(１２１、１２２、１２３)にそれぞれ１対１で連結され、１対１で対応した各誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)および共振コンデンサ(１２１、１２２、１２３)への電流供給を断続する複数のスイッチング素子(Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３)と、
   前記複数のスイッチング素子(Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３)にそれぞれ１対１で対応して連結され、オンタイム制御部(１４０)から出力されるオンタイム制御信号に応じてスイッチング素子(Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３)を動作（ｄｒｉｖｉｎｇ）させるためのトリガー信号を出力する複数のスイッチングドライバ(１３１、１３２、１３３)と、
   マイコン(１５０)から入力されるパワーコントロール信号に応じてスイッチング素子(Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３)の駆動オンタイムを決め、オンタイム制御信号を前記複数のスイッチングドライバ(１３１、１３２、１３３)に同時に出力し、複数のスイッチング素子(Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３)を同時に同一のオンタイムで動作するように制御するオンタイム制御部(１４０)と、
   火力調節部(１７２)の火力調節入力に応じて前記オンタイム制御部(１４０)にパワーコントロール信号を出力し、前記複数のスイッチングドライバ(１３１、１３２、１３３)に１対１で直接連結されている複数のスイッチング素子(Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３)の動作を個別的に動作遮断させるための動作遮断制御信号を動作遮断対象であるスイッチング素子(Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３)のスイッチングドライバ(１３１、１３２、１３３)に出力するマイコン(１５０)と、を含んで構成されることを特徴とする誘導加熱調理器の誘導加熱回路。
2. 前記スイッチング素子(Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３)は、コレクタ端子Ｃが前記それぞれ１対１で対応して並列連結された誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)および共振コンデンサ(１２１、１２２、１２３)に連結され、エミッタ端子Ｅが電源供給端の前記第１整流部(１０１)に連結され、ゲート端子Ｇが１対１で対応した前記スイッチングドライバ(１３１、１３２、１３３)に連結されるＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器の誘導加熱回路。
3. 前記マイコン(１５０)には、前記複数のスイッチングドライバ(１３１、１３２、１３３)に１対１で連結されている複数の遮断端子(ＩＮＨ１、ＩＮＨ２、ＩＮＨ３)が備えられており、
   前記遮断端子(ＩＮＨ１、ＩＮＨ２、ＩＮＨ３)から動作遮断制御信号を受信したスイッチングドライバ(１３１、１３２、１３３)は、１対１で連結されているスイッチング素子(Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３)へのトリガー信号の出力を遮断することを特徴とする 請求項１に記載の誘導加熱調理器の誘導加熱回路。
4. 前記マイコン(１５０)は、
   最内側から外側に順次誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)の領域に被加熱体が存在するか否かを検知し、
   被加熱体が検知された誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)に対してのみ動作がなされるように制御し、
   被加熱体が検知されていない領域の誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)に対しては、動作遮断制御信号を出力し、誘導加熱コイルの動作が遮断されるように制御することを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器の誘導加熱回路。
5. 第１整流部(１０１)と誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)との間に連結されるセンシング抵抗(ＲＳ)と、
   前記センシング抵抗ＲＳの後段に並列連結され、前記センシング抵抗ＲＳに電流が流れる場合、それを電圧値として検出する入力電流センシング部(１６１)と、をさらに含んで構成され、
   前記マイコン(１５０)は、複数の誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)のうち最内側に存在する誘導加熱コイル(１１１)から最外側に存在する誘導加熱コイル(１１３)の順に、１つの誘導加熱コイルのみが順次動作するように、順次に動作遮断制御信号を順次出力し、上記のように動作遮断制御信号が出力された状態で、前記マイコン(１５０)は、被加熱体検知コントロール信号を前記オンタイム制御部(１４０)に出力し、
   前記オンタイム制御部(１４０)は、受信した被加熱体検知コントロール信号に基づいてオンタイム制御信号を生成してスイッチングドライバ(１３１、１３２、１３３)に出力し、
   前記マイコン１５０は、前記入力電流センシング部(１６１)を介して検出された電圧値を読み込み、検出された電圧値が設定された被加熱体検知基準電圧値以上であれば、当該誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)が位置した領域には被加熱体が存在すると判断し、当該誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)を正常動作させることを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器の誘導加熱回路。
6. 前記それぞれの誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)に１対１で対応し、それぞれの誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)の動作状態を表示するコイル動作表示部(１８１、１８２、１８３)をさらに含んで構成され、
   前記コイル動作表示部(１８１、１８２、１８３)は、前記誘導加熱コイル(１１１、１１２、１１３)にそれぞれ１対１で対応する同心円イメージで表示されることを特徴とする請求項５に記載の誘導加熱調理器の誘導加熱回路。

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