JP3376227B2 - インバータ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電源回路から
平滑コンデンサを介して出力される直流出力を、共振コ
イルおよび共振コンデンサからなる共振回路にスイッチ
ング手段によってオンオフ制御して通電することにより
共振状態を生成して前記共振コイル部分に載置される調
理器具に渦電流を発生させて加熱するようにしたインバ
ータ装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、この種のインバ
ータ装置としては、交流電源を直流電源に変換した出力
を共振回路およびコンデンサからなる共振回路をスイッ
チング素子をオンオフ制御することにより通断電して共
振させるインバータ回路として設け、これによって交流
出力として得るようにしたもので、例えば、共振コイル
を加熱コイルとして設けて導電性の鍋を負荷として誘導
加熱を行うものがある。

【０００３】このようなものにおいては、負荷としての
鍋の材質によって共振コイルにより誘導されるうず電流
の流れ方が異なることが一般的であり、これによって、
鍋の加熱状況も変わってくる。また、このようなことに
対応して、インバータ回路のスイッチング素子のオンオ
フ制御についても材質に応じて異なる制御パターンを持
たせることが効率的な加熱動作を行うことにつながる。

【０００４】そこで、このような電磁調理器において
は、加熱動作を行うときにインバータ回路に流れる電流
を検出して鍋の材質を判定することが行われる。この場
合、インバータ回路に流れる電流は、直流電源回路側か
ら流入される入力電流と、スイッチング素子のオンオフ
制御においてオフ時にスイッチング素子に逆並列に接続
されるフライホイールダイオードに流れる逆方向の電流
つまり回生電流を検出することにより行うもので、鍋の
材質や大きさに応じて入力電流に対する回生電流のレベ
ルが異なることがわかっているので、一定の基準を設け
ておくことにより、材質を判定することができるように
なる。

【０００５】ところが、上述のような材質判定を行う際
に、電源電圧が変動したり発振周波数が変動するなどし
てそのとき入力される電力が変動した場合には、入力電
流や回生電流の値が所定レベルから変動することがあ
り、このことは、場合によってはしきい値の前後で変動
することになり、誤判定を起こしてしまう不具合につな
がるものである。したがって、このような不具合を防止
するために、入力電流や回生電流の検出値を入力電圧の
値に応じてその都度補正したり、あるいは入力電圧に応
じてしきい値を変化させるなどの処置を行う必要があ
り、この結果、インバータ回路の駆動制御のための構成
や制御内容が複雑になるという新たな不具合が発生す
る。

【０００６】また、上述のような構成では、入力電流お
よび回生電流の検出データを別々に比較して材質を判定
する構成であったので、個々の検出データ毎に補正を行
ったり、判定基準を適合させるなどの処理が必要にな
り、材質判定方法が複雑になる不具合がある。さらに、
上述のような材質判定動作を、制御出力回路が安定した
状態となってから行うため、負荷の材質判定がなされて
から加熱動作が行われるまでに時間を要する不具合があ
る。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、インバータ回路の共振コイル部分に載
置される負荷の材質を迅速且つ正確に判定することがで
きるようにしたインバータ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のインバー
タ装置は、整流回路および平滑コンデンサからなる直流
電源回路と、共振コイルとコンデンサからなる共振回
路，スイッチング素子およびこれに逆並列に接続される
ダイオードからなり、前記直流電源回路の直流出力を交
流出力に変換するインバータ回路と、負荷に対して前記
共振コイルにより高周波誘導加熱するように前記スイッ
チング素子を駆動制御する制御手段と、前記直流電源回
路の入力電流を検出する入力電流検出手段と、前記イン
バータ回路の回生電流を検出する回生電流検出手段と、
前記インバータ回路の動作状態で前記回生電流検出手段
により検出される回生電流の値が所定値になったときに
前記入力電流検出手段により検出される入力電流の値に
基づいて前記負荷の材質を判定する判定手段とを設けて
構成したところに特徴を有する（請求項１）。

【０００９】上記構成によれば、制御手段によりインバ
ータ回路が駆動制御されると、判定手段は、回生電流検
出手段により検出される回生電流の値が所定値になった
ときに入力電流検出手段により検出される入力電流の値
に基づいて負荷の材質を判定するようになる。

【００１０】このとき、負荷としての鍋等は共振コイル
と電気的に結合した状態となり、インバータ回路から供
給されるうず電流により加熱されるようになるが、この
とき負荷と共振コイルとの結合状態は負荷の材質によっ
て異なり、これが加熱動作を異ならせることになる。こ
のことは、インバータ回路に流れる入力電流および回生
電流の値にも違いをもたらし、それらの検出データの値
は材質によって特徴的な値を持ち、しかも、それらはイ
ンバータ回路の入力電力や周波数に依存しない特性とし
て得ることができる。判定手段においては、そのような
入力電流と回生電流との検出データから負荷の材質に特
徴的な値を持つ両者の関係を見出だして負荷の材質判定
を行うことができるようになる。判定手段は、回生電流
検出手段により検出される回生電流が所定値になるまで
順次入力電力を増加させたときに入力電流検出手段によ
り検出される入力電流の値から負荷の材質を判定するよ
うになる。この場合、前述した負荷の材質によって異な
る入力電流と回生電流との特徴的な関係は、回生電流の
検出データを所定値に設定すれば入力電流の検出データ
のみが異なる値として得られるようになるので、これを
適当なしきい値を設けることにより負荷の材質に応じて
異なる入力電流の検出データを判定することができるよ
うになる。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】そして、前記判定手段を、前記回生電流検
出手段により検出される回生電流が所定値に達する前
に、前記入力電流検出手段により検出される入力電流の
値が判定レベルを超えた場合にはその負荷が特定の材質
であることを判定するように構成しても良い（請求項
２）。

【００１６】これにより、上述した方式によって負荷の
材質を判定する際に、回生電流の検出データが所定レベ
ルに達するまで入力電力を増加させるときに、入力電流
の検出データが判定レベルを超えたときに判定手段によ
り負荷が特定の材質であることを判定することができる
ようになる。これは、回生電流が所定レベルに達してい
なくとも、入力電流が判定レベルを超えるということが
特定の材質の負荷以外にない場合には、さらに入力電力
を増加させるまでもなくその時点で負荷の材質を判定す
ることができるので、判定動作をそこで行うようにした
もので、これによって、特定の材質を迅速に判定するこ
とができるようになる。

【００１７】請求項３記載のインバータ装置は、整流回
路および平滑コンデンサからなる直流電源回路と、共振
コイルとコンデンサからなる共振回路，スイッチング素
子およびこれに逆並列に接続されるダイオードからな
り、前記直流電源回路の直流出力を交流出力に変換する
インバータ回路と、負荷に対して前記共振コイルにより
高周波誘導加熱するように前記スイッチング素子を駆動
制御する制御手段と、前記直流電源回路の入力電流を検
出する入力電流検出手段と、前記インバータ回路の回生
電流を検出する回生電流検出手段と、前記インバータ回
路の動作状態で入力電流を徐々に上昇させ、前記入力電
流検出手段により検出される入力電流の値が所定値にな
ったときに前記回生電流検出手段により検出される回生
電流の値に基づいて前記負荷の材質を判定する判定手段
とを設けて構成したところに特徴を有する。

【００１８】上記構成によれば、判定手段は、入力電流
検出手段により検出される入力電流が所定値になるまで
順次入力電力を増加させたときに回生電流検出手段によ
り検出される回生電流の値から負荷の材質を判定するよ
うになる。この場合、請求項１の説明で述べた入力電流
と回生電流との特徴的な関係を利用することにより、入
力電流が所定値になるときの回生電流の値を得ることに
より負荷の材質を判定するものである。

【００１９】そして、前記判定手段を、前記入力電流検
出手段により検出される入力電流が所定値に達する前
に、前記回生電流検出手段により検出される回生電流の
値が判定レベルを超えた場合にはその負荷が特定の材質
であることを判定するように構成しても良い（請求項
４）。

【００２０】これにより、上述した方式によって負荷の
材質を判定する際に、入力電流の検出データが所定レベ
ルに達するまで入力電力を増加させるときに、回生電流
の検出データが判定レベルを超えたときに判定手段によ
り負荷が特定の材質であることを判定することができる
ようになる。これは、入力電流が所定レベルに達してい
なくとも、回生電流が判定レベルを超えるということが
特定の材質の負荷以外にない場合には、さらに入力電力
を増加させるまでもなくその時点で負荷の材質を判定す
ることができるので、判定動作をそこで行うようにした
もので、これによって、特定の材質を迅速に判定するこ
とができるようになる。

【００２１】また、上記各構成において、前記判定手段
を、前記インバータ回路への通電制御を行わせることに
先だって前記負荷の材質の判定動作を行わせるように構
成することができる（請求項５）。 前述したように、負
荷の材質を判定する場合に、材質に応じて異なる特徴的
な入力電流と回生電流との関係を検出データから判定す
るので、インバータ回路の出力特性が安定した状態とな
るまで待ってから判定動作を行わなくとも良くなるの
で、インバータ回路への通電制御の初期段階で判定動作
を行うことができるようになり、これによって、負荷の
材質がわからない状態でインバータ回路による定格の入
力電力状態での加熱動作を行う必要がなくなり、材質判
定の動作を迅速に行ってその負荷の材質に適合したイン
バータ回路の制御動作を速やかに行わせることができる
ようになる。加えて、前記判定手段を、前記判定動作に
よって負荷が非適正であることを判定した場合には、所
定時間経過後に繰り返し前記判定動作を行うように構成
すると共に、前記制御手段を、前記判定手段により前記
負荷が適正であると判定されたときに以後の加熱制御を
行うように構成すると良い（請求項６）。

【００２２】上記構成により、例えば、共振コイルに対
応する位置に負荷として適正な材質の鍋が載置されてい
ない場合などには、その時点で直ぐに加熱制御が中止さ
れるのではなく、所定時間が経過した後に再び判定動作
を行うので、例えば、使用者が負荷である鍋を載置する
前に加熱動作を開始させた場合でも、所定時間が経過す
るまでの間に適正な鍋を載置することにより加熱制御を
開始させることができるようになり、操作スイッチをそ
の都度操作するという手間を省くことができ、しかも、
負荷が載置されない場合や不適正な負荷が載置されてい
る場合には加熱制御を行わないので使い勝手を向上させ
ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を電磁調理器に適用
した場合の一実施例について図面を参照して説明する。
図１は電気的構成の概略を示すもので、インバータ回路
１の電源を構成する直流電源回路２は、交流電源回路３
の出力を整流回路としての全波整流回路４によって整流
すると共に、その整流出力を平滑用チョークコイル５を
介して直流電源ライン２ａ，２ｂ間に与えるようになっ
ており、その電源ライン２ａ，２ｂ間に平滑コンデンサ
６を接続した構成となっている。

【００２４】交流電源回路３は、商用交流電源の出力を
電源プラグ７，電源スイッチ８およびヒューズ９を介し
て受ける交流電源ライン３ａ，３ｂを備えており、その
電源ライン３ａ，３ｂ間にバリスタ１０および雑音防止
用コンデンサ１１が接続された状態に構成されている。

【００２５】インバータ回路１は、シングルエンド方式
のもので、直流電源ライン２ａ，２ｂ間に、共振コイル
としての加熱コイル１２およびスイッチング素子として
のＩＧＢＴ１３のコレクタ・エミッタ間を直流に接続す
ると共に、整流素子としてのフライホイールダイオード
１４をＩＧＢＴ１３と逆並列状態に接続し、さらに、加
熱コイル１２と並列に共振コンデンサ１５を接続するこ
とにより構成されている。加熱コイル１２は、導電性の
負荷としての鍋Ｐに対して高周波磁界を鎖交させるため
のものである。

【００２６】次に、インバータ回路１の駆動制御を行う
ための制御回路１６の構成について説明する。発振制御
回路１７は、インバータ回路１のＩＧＢＴ１３をＰＷＭ
信号に基づいてオンオフ制御するもので、タイミング回
路１８，発振回路１９，出力制御回路２０およびゲート
駆動回路２１から構成されている。

【００２７】上述のタイミング回路１８は、ＩＧＢＴ１
３のスイッチング損失を最小にしてオンオフ動作させる
ためのタイミング信号を、そのＩＧＢＴ１３のコレクタ
電圧に基づいて発生させるようになっており、そのタイ
ミング信号を発振回路１９に与えて発振タイミングを制
御する。発振回路１９は、ＰＷＭ信号のキャリー信号と
なるのこぎり波信号Ｓｃを発生する構成となっており、
出力制御回路２０は、上述ののこぎり波信号Ｓｃと後述
する制御手段としての演算処理回路２２からの出力基準
レベル信号Ｓｒｅｆとの比較に基づいて方形波状のＰＷ
Ｍ信号を発生する。ゲート駆動回路２１は、上記ＰＷＭ
信号を増幅してＩＧＢＴ１３のゲートに与えてパルス幅
変調方式でスイッチング制御する。

【００２８】入力電流検出手段としての入力電流検出回
路２３は、交流電源回路３内の電源ライン３ｂに介在さ
れた電流トランス２３ａを備えており、その電流トラン
ス２３ａの二次側出力に基づいて装置全体の入力電流を
検出すると共に、その検出電流値に応じた電圧レベルの
入力電流検出信号Ｓｉｎを演算処理回路２２に与える構
成となっている。

【００２９】入力電圧検出手段としての入力電圧検出回
路２４は、交流電源ライン３ａと直流電源ライン２ｂと
の間に接続される検出用抵抗２４ａ，２４ｂの直列回路
を備えており、その検出用抵抗２４ａおよび２４ｂの共
通接続点に発生する電圧信号に基づいて装置への入力電
圧を検出すると共に、その検出電圧に応じた電圧レベル
の入力電圧検出信号Ｓｖを演算処理回路２２に与える構
成となっている。

【００３０】回生電流検出手段としての回生電流検出回
路２５は、フライホイールダイオード１４に流れる電流
を検出するように介在された電流トランス２５ａの二次
側出力に基づいて回生電流を検出すると共に、その検出
電圧に応じた電圧レベルの回生電流検出信号Ｓｋを演算
処理回路２２に与える構成となっている。

【００３１】また、操作部２６は、インバータ回路１の
動作開始指令ならびに出力設定を行う機能を備えたもの
で、その出力設定に応じた電圧レベルの出力設定信号Ｓ
ｐｓを演算処理回路２２に与える構成となっている。そ
して、演算処理回路２２は、マイクロコンピュータによ
り構成されるものであり、後述するようにインバータ回
路１を制御するようにあらかじめプログラムが記憶され
ているものである。

【００３２】そして、演算処理回路２２においては、入
力電流検出回路２３からの入力電流検出信号Ｓｉｎ，入
力電圧検出回路２４からの入力電圧検出信号Ｓｖ，回生
電流検出回路２５からの回生電流検出信号Ｓｋおよび操
作部２６からの出力設定信号Ｓｐｓとの比較結果に基づ
いて前述した出力レベル基準信号Ｓｒｅｆを生成するも
ので、その出力レベル基準信号Ｓｒｅｆを前述した出力
制御回路２０に与えるようになっている。

【００３３】なお、演算処理回路２２は、入力電流検出
回路２３から与えられる入力電流検出信号Ｓｉｎを入力
電流に比例した入力電流検出データとして、回生電流検
出回路２５から与えられる回生電流検出信号Ｓｋを回生
電流に比例した回生電流検出データとして扱うようにな
っている。そして、例えば、入力電流検出データ値が
「１００」のとき入力電流は８Ａ程度であり、回生電流
検出データ値が「１２５」のとき回生電流はピーク値で
４０Ａ程度となるように対応している。

【００３４】また、上述した演算処理回路２２は、判定
手段としての機能を兼ね備えており、後述するようにし
て、鍋Ｐの材質を判定してその判定結果に対応した適切
な制御パターンにより、インバータ回路１のＩＧＢＴ１
３をオンオフ制御するようになっている。このとき、同
時に負荷としての鍋Ｐが存在するか否かという点につい
ても判定されるようになっており、無負荷と判定された
ときには加熱調理の制御を行わないようになっている。

【００３５】次に本実施例の作用について図２および図
３をも参照して説明する。まず、加熱コイル１２上に鍋
Ｐを載置した状態で、電源スイッチ８をオンすると共
に、操作部２６を通じてインバータ回路１の動作開始を
指令すると、演算処理回路２２は、入力電圧検出回路２
４から入力される交流電源回路３への入力電圧の検出デ
ータ値が適正範囲にあるか否かを判定し、適正である場
合にはこの後鍋Ｐの材質を判定するための材質判定制御
動作を実行する。

【００３６】上述の入力電圧の検出データの判定の場合
に、演算処理回路２２は、例えば、定格入力電圧が１０
０Ｖである場合には、適正範囲として８０Ｖから１２０
Ｖ程度の範囲が設定されており、この範囲内にあるとき
に適正であると判定するようになっている。これは、入
力電圧が上述した適正範囲を外れた場合に、インバータ
回路１の駆動制御時に入力電力を所定レベルに制御する
ために入力電流が過大となったりあるいは過電圧が印加
されることになり、これによって、ＩＧＢＴ１３が破壊
したりあるいは損傷したりするのを防止するためであ
る。

【００３７】次に、上述の材質判定制御動作時には、発
振制御部１７内の出力制御回路２０に対して、演算処理
回路２２は、インバータ回路１の入力電流および回生電
流が安定するように低レベルの出力レベル基準信号Ｓｒ
ｅｆを与える。この後、演算処理回路２２は、出力レベ
ル基準信号Ｓｒｅｆを徐々に上昇させていって後述する
ような検出原理に基づいて負荷である鍋Ｐの材質を判定
する。

【００３８】この場合、発振制御部１７においては、出
力制御回路２０は、演算処理回路２２から出力レベル基
準信号Ｓｒｅｆが入力されると、発振回路１９から入力
される三角波信号Ｓｃとの比較演算を行ってＰＷＭ信号
を生成する。そして、出力レベル基準信号Ｓｒｅｆのレ
ベルが高くなるとＰＷＭ信号のデューティ比が高くなっ
てＩＧＢＴ１３のオン期間が長くなるようになる。

【００３９】インバータ回路１においては、ＩＧＢＴ１
３にこのようなＰＷＭ信号が与えられてオンオフ動作す
ることにより加熱コイル１２が共振動作するようにな
る。このとき、インバータ回路１内のＩＧＢＴ１３のオ
ン期間には、直流電源回路２から加熱コイル１２を通じ
て電流が流れると共に、そのＩＧＢＴ１３のオフ期間に
おいて、加熱コイル１２および共振コンデンサ１５によ
る共振回路が形成されるが、この状態では、共振コンデ
ンサ１５の充放電が加熱コイル１２を通じて行われるよ
うになり、特に放電時においてＩＧＢＴ１３のコレクタ
・エミッタ間電圧がほぼ零となって共振コンデンサ１５
からの放電が停止したときには、フライホイールダイオ
ード１４および加熱コイル１２を通じて直流電源回路２
側の平滑コンデンサ６に回生電流が流れる。

【００４０】このときフライホイールダイオード１４に
流れる回生電流は電流トランス２５ａにより電圧信号と
して検出され、回生電流検出回路２５により回生電流の
検出データＫを示す信号Ｓｋとして演算処理回路２２に
出力されるようになる。また、このようにインバータ回
路１が駆動制御されると、これによって交流電源回路３
側から入力される交流電源の電流が電流トランス２３ａ
により電圧信号として検出され、入力電流検出回路２３
により入力電流の検出データＩを示す信号Ｓｉｎとして
演算処理回路２２に出力されるようになる。さらに、電
圧検出回路２４は、交流電源回路３に入力されている交
流電源の電圧を検出抵抗２４ａ，２４ｂで分圧した電圧
信号Ｓｖとして演算処理回路２２に出力するようにな
る。

【００４１】次に、負荷である鍋Ｐの材質判定動作につ
いて説明する。演算処理回路２２は、上述のようにして
入力電流検出回路２３から出力される入力電流検出デー
タおよび回生電流検出回路２５から出力される回生電流
検出データとから以下の検出原理に基づいて判定動作を
行う。

【００４２】まず、鍋Ｐの材質として適切なものとして
は、例えばホーローやステンレス（ＳＵＳ）製のものが
推奨されている標準的なもので、逆に、例えばアルミニ
ウムのように導電率が高いものでは回生電流が大となっ
て発熱効率が低くなってしまうことになり、この場合に
は不適切な鍋であるとされている。また、材質としては
ホーローやステンレスであっても、カップやスプーンな
どの鍋Ｐとしては大きさが不適正なもので実質的に無負
荷状態に近い状態となる負荷も不適切なものとして除外
する必要がある。

【００４３】さて、上述したような鍋Ｐの各材質のもの
では、入力電流の検出データ値と回生電流の検出データ
値との間には図２に示すような関係がある。すなわち、
インバータ回路１の発振動作が開始されて入力電流およ
び回生電流が徐々に増加する場合に、鍋Ｐの材質に応じ
てその比の値つまり両者の関係を示す特性直線の傾きが
だいたいそれぞれに応じて決まっており、入力電力の上
昇と共にその傾きの特性直線に沿って入力電流および回
生電流が上昇するようになる。

【００４４】例えば、適正なホーロー鍋が鍋Ｐとして用
いられた場合には、回生電流の検出データに対して入力
電流の検出データが大きくなる傾向であり、逆にステン
レス鍋が用いられた場合には、入力電流の検出データに
対して回生電流の検出データが大きくなる傾向にある。
また、不適正な鍋Ｐの一例であるアルミニウム製のフラ
イパンを用いた場合や無負荷の場合には、回生電流の検
出データのみが上昇して入力電流の検出データはほとん
ど上昇しないという傾向を示す。そして、このような傾
向は、インバータ回路１への入力電力や周波数が変動し
てもそのような変動には大きな影響を受けることなく安
定した特性を有するものである。

【００４５】したがって、上述のような特性を利用し
て、例えば、回生電流の検出データがある一定の値に達
したときの入力電流の検出データを得ることにより、ホ
ーロー鍋，ステンレス鍋および不適正鍋あるいは実質的
無負荷状態を判定することができる。これは、逆に入力
電流の検出データが一定の値に達したときの回生電流の
検出データを得ることによっても同様の特性を利用して
判定動作を行うことができるものである。

【００４６】そこで、図３に示すように、例えば、演算
処理回路２２は、出力レベル基準信号Ｓｒｅｆを入力電
流および回生電流が安定するまで（時刻ｔ１）上昇させ
ながら出力すると、この後、さらに信号Ｓｒｅｆのレベ
ルを徐々に上昇させてゆき、回生電流の検出データ値が
所定レベルＫに達するようにインバータ回路１を駆動制
御する（同図（ｂ），（ｃ）参照）。

【００４７】そして、回生電流の検出データ値が所定レ
ベルＫに達すると、演算処理回路２２は、そのときの入
力電流の検出データを入力し、同図（ａ）に示すよう
に、あらかじめ設定されている判定用のしきい値Ｌ１お
よびＬ２と比較して材質の判定を行う。このとき、鍋Ｐ
が例えばホーロー鍋である場合には入力電流の検出デー
タ値がしきい値Ｌ１を超えることにより適正なホーロー
鍋であることが判定される。また、入力電流の検出デー
タ値がしきい値Ｌ１以下であるがしきい値Ｌ２を超えて
いる場合にはステンレス鍋であることが判定される。さ
らに、入力電流の検出データ値がしきい値Ｌ２以下であ
るときには不適正な鍋であることが判定される。

【００４８】なお、上述の場合に、鍋Ｐの材質によって
回生電流の検出データ値が所定レベルＫに達するまでの
時間が異なり、例えば、ホーロー鍋の場合では時刻ｔ２
であるのに対して、ステンレス鍋の場合ではそれよりも
後の時刻ｔ３である。このことは、逆に鍋Ｐの材質によ
って回生電流の上昇の度合いも異なることを示してい
る。

【００４９】そこで、実際には、演算処理回路２２にお
いては、入力電流の検出データおよび回生電流の検出デ
ータの両者に対してしきい値が設定されており、インバ
ータ回路１の出力を徐々に上昇させるように駆動制御
し、そのとき出力される入力電流検出データおよび回生
電流検出データのいずれかが設定されているしきい値を
超えるときに材質の判定を行う。

【００５０】演算処理回路２２は、発振制御回路１７に
対してインバータ回路１の出力が徐々に上昇していくよ
うに出力レベル基準信号Ｓｒｅｆを与えていく。このと
き、演算処理回路２２は、回生電流検出データの値が例
えばしきい値である「８０」を目標として出力レベル基
準信号Ｓｒｅｆのレベルを上昇させていく。

【００５１】そして、出力レベル基準信号Ｓｒｅｆのレ
ベルに比べて回生電流検出データおよび入力電流検出デ
ータの上昇が共に小さい場合には、演算処理回路２２
は、無負荷あるいは実質的に適正な鍋が載置されていな
いとして無負荷状態を判定する。また、出力レベル基準
信号Ｓｒｅｆのレベルに応じて回生電流検出データの値
が上昇して上述のしきい値「８０」に達するが入力電流
検出データの値がホーロー判定レベルである「７０」を
超えない場合には、そのときの入力電流検出データの値
がステンレス鍋を判定するしきい値である例えば「４
０」を超えている場合にステンレス鍋であると判定す
る。

【００５２】さらに、回生電流検出データの値が「８
０」に達する前に入力電流検出データの値が「７０」を
超える場合には、演算処理回路２２は、鍋Ｐがホーロー
鍋であることが判定できるので、ここで判定動作を終了
するようになる。

【００５３】この後、演算処理回路２２は、鍋Ｐの材質
判定結果に対応して出力レベル基準信号Ｓｒｅｆを出力
してインバータ回路１の発振動作を制御し、加熱動作を
行うようになる。これにより、加熱コイル１２に載置さ
れている鍋Ｐを適正な制御状態で加熱動作させることが
できるようになる。

【００５４】なお、上述の場合に、演算処理回路２２
は、鍋Ｐの材質判定において不適正な鍋あるいは無負荷
状態を判定したときには、その後の加熱動作を中止する
のではなく、例えば数秒間隔で繰り返し判定動作を行
い、所定時間が経過しても判定結果が不適正となる場合
には加熱動作の開始を中止するようになっている。これ
によって、例えば、使用者が鍋Ｐを載置する前にうっか
り加熱開始の操作スイッチをオンした場合でも、適正な
鍋Ｐが載置された時点で加熱動作を行わせることができ
るようになる。

【００５５】このような本実施例によれば、演算処理回
路２２により、インバータ回路１を駆動制御して加熱動
作を行うことに先だって、材質判定動作を行うように
し、このとき負荷としての鍋Ｐの材質に応じて入力電流
検出データおよび回生電流検出データの各値の相関に特
徴的な関係があることを利用して材質を判定するように
したので、入力電力や入力電圧あるいは周波数の変動要
素による悪影響を受けることなく材質判定動作を行うこ
とができるようになり、入力電流検出データや回生電流
検出データの補正処理やしきい値をシフトする等の複雑
な処理を行うことなく簡単且つ迅速に負荷の材質を判定
することができるようになる。

【００５６】また、本実施例によれば、演算処理回路２
２により、負荷としての鍋Ｐの材質が不適正であること
が判定されたときには再度判定動作を行って適正な鍋Ｐ
が載置された時点で加熱動作を実施させることができる
ので、使い勝手が向上すると共に、不適正な鍋Ｐや無負
荷状態では加熱動作を中止させることができるようにな
る。

【００５７】さらに、本実施例によれば、入力電圧検出
回路２４からの入力電圧が所定範囲から外れている場合
には、演算処理回路２２により、インバータ回路１の駆
動制御を中止するようにしたので、インバータ回路１の
ＩＧＢＴ１３に過電圧が印加されたり大電流が流れて損
傷するのを防止することができるようになる。

【００５８】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、次のように変形または拡張できる。入力電
流検出データおよび回生電流検出データはピーク値のデ
ータとして取り扱ったが、平均的な値を用いても良い。
無負荷状態を判定したときに、繰り返し判定動作を行う
ことは必要に応じて採用するようにすれば良い。スイッ
チング手段は、ＩＧＢＴ以外に、電界効果トランジスタ
やバイポーラトランジスタなどを用いることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインバー
タ装置によれば次のような効果を得ることができる。請
求項１記載のインバータ装置によれば、負荷と共振コイ
ルとの結合状態が負荷の材質によって異なり、これによ
ってインバータ回路に流れる入力電流および回生電流の
値に違いをもたらして特徴的な値を持つことを利用し
て、判定手段により、入力電流と回生電流との検出デー
タから負荷の材質に特徴的な値を持つ両者の関係を見出
だして、回生電流検出手段により検出される回生電流の
検出データが所定値になるまで順次入力電力を増加さ
せ、入力電流検出手段により検出される入力電流の検出
データの値から負荷の材質を判定するようにしたので、
インバータ回路の入力電力や周波数に依存しない特性と
して入力電流および回生電流の検出データの値から負荷
の材質を判定することができるようになり、入力電流や
回生電流の検出データを補正したり判定のためのしきい
値を変化させるなどの複雑な構成を採用する必要がな
く、しかも、負荷の材質によって異なる入力電流と回生
電流との特徴的な関係に基づいて、入力電流の検出デー
タのみをしきい値と比較することにより、負荷の材質を
簡単に判定することができるという優れた効果を奏す
る。

【００６０】

【００６１】

【００６２】請求項２記載のインバータ装置によれば、
上述の場合に、入力電流の検出データが判定レベルを超
えたときには判定手段により負荷が特定の材質であるこ
とを判定するようにしたので、特定の材質を判定するた
めの時間を短縮することができるようになる。

【００６３】請求項３記載のインバータ装置によれば、
判定手段により、入力電流検出手段により検出される入
力電流の検出データが所定値になるまで順次入力電力を
増加させ、回生電流検出手段により検出される回生電流
の検出データの値から負荷の材質を判定するようにした
ので、負荷の材質によって異なる入力電流と回生電流と
の特徴的な関係に基づいて、入力電流の検出データのみ
をしきい値と比較することにより、負荷の材質を簡単に
判定することができるという優れた効果を奏する。

【００６４】請求項４記載のインバータ装置によれば、
上述の場合に、回生電流の検出データが判定レベルを超
えたときには判定手段により負荷が特定の材質であるこ
とを判定するようにしたので、特定の材質を判定するた
めの時間を短縮することができるようになる。

【００６５】請求項５記載のインバータ装置によれば、
負荷の材質を判定する場合に、材質に応じて異なる特徴
的な入力電流と回生電流との関係を検出データから判定
するので、インバータ回路の出力特性が安定した状態と
なるまで待ってから判定動作を行わなくとも良くなり、
これによって、負荷の材質がわからない状態でインバー
タ回路による定格の入力電力状態での加熱動作を行う必
要もなくなり、材質判定の動作を迅速に行ってその負荷
の材質に適合したインバータ回路の制御動作を速やかに
行わせることができるという優れた効果を奏する。 請求
項６記載のインバータ装置によれば、判定動作によって
負荷が非適正であることを判定した場合には、判定手段
に所定時間経過後に繰り返し判定動作を行わせ、負荷が
適正であると判定されたときに制御手段に以後の加熱制
御を行なわせるようにしたので、負荷を共振コイルに載
置するのを忘れて加熱を開始した場合でも、負荷を載置
したときに再び操作スイッチを操作する手間を省くこと
ができ、しかも、負荷が載置されない場合や不適正な負
荷が載置されている場合には加熱動作を行わないので使
い勝手を向上させることができるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略的な電気的構成図

【図２】鍋の材質に応じて得られる入力電流と回生電流
との相関特性図

【図３】材質判定動作の時間的推移を示す作用説明図

【符号の説明】

１はインバータ回路、２は交流電源回路、３は直流電源
回路、４は全波整流回路（整流回路）、５は平滑用チョ
ークコイル、６は平滑コンデンサ、１２は加熱コイル
（共振コイル）、１３はＩＧＢＴ（スイッチング素
子）、１４はフライホイールダイオード（整流素子）、
１５は共振コンデンサ、１６は制御回路、１７は発振制
御回路、２２は演算処理回路（制御手段、判定手段）、
２３は入力電流検出回路（入力電流検出手段）、２３ａ
は電流トランス、２４は入力電圧検出回路、２４ａ，２
４ｂは検出用抵抗、２５は回生電流検出回路（回生電流
検出手段）、２５ａは電流トランスである。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 整流回路および平滑コンデンサからなる
   直流電源回路と、 共振コイルとコンデンサからなる共振回路，スイッチン
   グ素子およびこれに逆並列に接続されるダイオードから
   なり、前記直流電源回路の直流出力を交流出力に変換す
   るインバータ回路と、 負荷に対して前記共振コイルにより高周波誘導加熱する
   ように前記スイッチング素子を駆動制御する制御手段
   と、 前記直流電源回路の入力電流を検出する入力電流検出手
   段と、 前記インバータ回路の回生電流を検出する回生電流検出
   手段と、 前記インバータ回路の動作状態で前記回生電流検出手段
   により検出される回生電流の値が所定値になったときに
   前記入力電流検出手段により検出される入力電流の値に
   基づいて前記負荷の材質を判定する判定手段とを設けて
   構成したことを特徴とするインバータ装置。
2. 【請求項２】 前記判定手段は、前記回生電流検出手段
   により検出される回生電流が所定値に達する前に、前記
   入力電流検出手段により検出される入力電流の値が判定
   レベルを超えた場合にはその負荷が特定の材質であるこ
   とを判定するように構成されていることを特徴とする請
   求項１記載のインバータ装置。
3. 【請求項３】 整流回路および平滑コンデンサからなる
   直流電源回路と、 共振コイルとコンデンサからなる共振回路，スイッチン
   グ素子およびこれに逆並列に接続されるダイオードから
   なり、前記直流電源回路の直流出力を交流出力に変換す
   るインバータ回路と、 負荷に対して前記共振コイルにより高周波誘導加熱する
   ように前記スイッチング素子を駆動制御する制御手段
   と、 前記直流電源回路の入力電流を検出する入力電流検出手
   段と、 前記インバータ回路の回生電流を検出する回生電流検出
   手段と、 前記インバータ回路の動作状態で入力電流を徐々に上昇
   させ、前記入力電流検出手段により検出される入力電流
   の値が所定値になったときに前記回生電流検出手段によ
   り検出される回生電流の値に基づいて前記負荷の材質を
   判定する判定手段とを設けて構成したことを特徴とする
   インバータ装置。
4. 【請求項４】 前記判定手段は、前記入力電流検出手段
   により検出される入力電流が所定値に達する前に、前記
   回生電流検出手段により検出される回生電流の値が判定
   レベルを超えた場合にはその負荷が特定の材質であるこ
   とを判定するように構成されていることを特徴とする請
   求項３記載のインバータ装置。
5. 【請求項５】 前記判定手段は、前記インバータ回路へ
   の通電制御により前記共振コイルに加熱動作を行わせる
   ことに先だって前記負荷の材質の判定動作を行うことを
   特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインバ
   ータ装置。
6. 【請求項６】 前記判定手段は、前記判定動作によって
   負荷が非適正であることを判定した場合には、所定時間
   経過後に繰り返し前記判定動作を行うように構成され、 前記制御手段は、前記判定手段により前記負荷が適正で
   あると判定されたときに以後の加熱制御を行うように構
   成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいず
   れかに記載の インバータ装置。