JP5909675B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、複数のインバータを同時に動作させる誘導加熱調理器に関する。

従来、複数のインバータを同時に動作させる誘導加熱調理器として、例えば、特許文献１に開示されているものが挙げられる。

図７は、特許文献１に記載の誘導加熱調理器の回路構成を示す図であり、図８は、その誘導加熱調理器におけるインバータの動作信号図である。

図７に示すように、特許文献１に記載の誘導加熱調理器は、交流電源１０１と、第１及び第２の加熱コイル１０２、１０３と、交流電源１０１を整流する整流回路１０４と、整流回路１０４の電圧を平滑する平滑コンデンサ１０５と、第１及び第２の加熱コイル１０２、１０３と、平滑コンデンサ１０５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１０２、１０３に高周波電力を供給する第１及び第２のインバータ１０６、１０７と、交流電源１０１からの入力電流を検出する入力電流検出手段１０８と、入力電流検出手段１０８による検出値が設定値となるように第１及び第２のインバータ１０６、１０７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を有する制御手段１０９とにより、構成されている。

図７に示す誘導加熱調理器１００において、制御手段１０９は、入力電流検出手段１０８で検出される、交流電源１０１からの入力電流が、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１０６、１０７内の半導体スイッチの導通時間を制御する。このようにするで、第１及び第２のインバータ１０６、１０７に接続された第１及び第２の加熱コイル１０２、１０３に必要な高周波電流が供給される。

第１及び第２の加熱コイル１０２、１０３には高周波電流による高周波磁界が発生し、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加される。この印加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、鍋はそれ自身が持つ表皮抵抗と渦電流とにより発熱する。

第１及び第２の加熱コイル１０２、１０３により同時に鍋を加熱する場合には、図８に示すように、第１のインバータ１０６は、動作モード１では第１の加熱コイル１０２の入力電力がＰ１になるように半導体スイッチの導通時間を制御される。更に、第１のインバータ１０６は、動作モード２では第１の加熱コイル１０２の入力電力がＰ３になるように半導体スイッチの導通時間を制御される。

第２のインバータ１０７は、動作モード１では第２の加熱コイル１０３の入力電力がＰ２になるように半導体スイッチの導通時間を制御される。更に、第２のインバータ１０７は、動作モード２では第２の加熱コイル１０３の入力電力がＰ４になるように半導体スイッチの導通時間を制御される。

第１及び第２のインバータ１０６、１０７に対して動作モード１と動作モード２が繰り返され、第１及び第２の加熱コイル１０２、１０３は異なる入力電力で交互に鍋を加熱する。

特開２０１１−１５０７９７号公報

しかしながら、前述の従来の誘導加熱調理器では、入力電流検出手段で検出される電流値は、第１の加熱コイルの入力電流と第２の加熱コイルの入力電流とが足し合わされたものである。よって、制御手段は、検出される電流値のうち、第１の加熱コイルの入力電流がどれだけであるのか把握できない。そうすると、制御手段は、予め設定される電流値と成るように半導体スイッチの導通時間を十分に制御できないことがある。このように、従来の誘導加熱調理器では、入力電流値を正確にフィードバックすることが困難であり、誘導加熱調理器の使用者は使用時に生じる入力電力のばらつきのために調理を快適に行えない、という課題がある。

本発明は、前述の従来の課題を解決するものであり、複数の加熱コイルで同時に加熱を行う構成を有しつつも入力電力のばらつきが少なく、快適に調理が行える誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するために為されたものである。本発明に係る誘導加熱調理器は、交流電源を整流する整流回路と、前記交流電源から前記整流回路に流れる電流を検知する入力電流検知回路と、前記整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、第１の加熱コイルと、第２の加熱コイルと、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前記第１の加熱コイルに高周波電力を供給する第１のインバータと、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前記第２の加熱コイルに高周波電力を供給する第２のインバータと、前記入力電流検知回路で検出した電流が予め設定した電流値になるように前記半導体スイッチの動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１及び第２のインバータが同時に動作される場合には、
前記第１のインバータの出力電力が、第１の出力電力となり、前記第２のインバータの出力電力が、前記第１の出力電力より低い第２の出力電力となる第１の動作モードと、
前記第１のインバータの出力電力が、前記第１の出力電力より低い第３の出力電力となり、かつ前記第２のインバータの出力電力が、前記第２の出力電力より高くかつ前記第３の出力電力より高い第４の出力電力となる第２の動作モードと
を交互に繰り返すように制御し、
かつ、
前記第１の動作モードでは、前記第２のインバータの動作周波数を一定とし、前記入力電流検知回路で検出した電流が予め設定した電流値になるように半導体スイッチの導通時間を制御して前記第１のインバータの動作周波数を制御し、
前記第２の動作モードでは、前記第１のインバータの動作周波数を一定とし、前記入力電流検知回路で検出した電流が予め設定した電流値になるよう半導体スイッチの導通時間を制御して前記第２のインバータの動作周波数を制御する。

本発明に係る誘導加熱調理器において、複数のインバータは、電流値のフィードバック制御に基づいて、夫々、加熱コイルの入力電力を増減させる。本発明に係る誘導加熱調理器に備わる入力電流を検出する入力電流検出回路は、例えば、一つのみである。入力電流を検出する入力電流検出回路が一つであっても、２つの加熱コイルが同時に電力供給される際、本発明に係る誘導加熱調理器は、一方の加熱コイルの動作周波数を一定とし入力電流を一定とすることで、他方の加熱コイルの電流値を正しく検出することができる。これにより、電流値のフィードバック制御が正確に行われる。

複数のインバータを備える誘導加熱調理器において、入力電力の少ないインバータに対して入力電力のばらつきが発生しても調理への影響が少ない。本発明に係る誘導加熱調理器は、入力電力の小さい方のインバータでは動作周波数を固定し、入力電力の大きい方のインバータでは入力電流のフィードバック制御を行う。このことにより、入力電力のばらつきが抑えられて一定の入力電力で調理され得るので、使用者は快適に調理ができる。

本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器における、単独加熱時のインバータの動作信号図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器における、交互加熱時のインバータの動作信号図である。 本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器における、単独加熱時のインバータの動作信号図である。 本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器における、スイッチング素子の導通比率に対する入力電力の特性図である。 本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器における、交互加熱時のインバータの動作信号図である。 従来の誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。 従来の誘導加熱調理器におけるインバータの動作信号図である。

第１の本発明に係る誘導加熱調理器は、交流電源を整流する整流回路と、前記交流電源から前記整流回路に流れる電流を検知する入力電流検知回路と、前記整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、第１の加熱コイルと、第２の加熱コイルと、 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前記第１の加熱コイルに高周波電力を供給する第１のインバータと、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前記第２の加熱コイルに高周波電力を供給する第２のインバータと、前記入力電流検知回路で検出した電流が予め設定した電流値になるように前記半導体スイッチの動作を制御する制御手段とを備える。
制御手段は、前記第１及び第２のインバータが同時に動作される場合には、
前記第１のインバータの出力電力が、第１の出力電力となり、前記第２のインバータの出力電力が、前記第１の出力電力より低い第２の出力電力となる第１の動作モードと、
前記第１のインバータの出力電力が、前記第１の出力電力より低い第３の出力電力となり、かつ前記第２のインバータの出力電力が、前記第２の出力電力より高くかつ前記第３の出力電力より高い第４の出力電力となる第２の動作モードと
を交互に繰り返すように制御する。

更に、制御手段は、前記第１の動作モードでは、前記第２のインバータの動作周波数を一定とし、前記入力電流検知回路で検出した電流が予め設定した電流値になるように半導体スイッチの導通時間を制御して前記第１のインバータの動作周波数を制御し、
前記第２の動作モードでは、前記第１のインバータの動作周波数を一定とし、前記入力電流検知回路で検出した電流が予め設定した電流値になるよう半導体スイッチの導通時間を制御して前記第２のインバータの動作周波数を制御する。

第１の本発明に係る誘導加熱調理器では、入力電流検知回路は、第１及び第２の加熱コイルの入力電流を足し合わせた電流値を検出する。そこで、第２の加熱コイルの入力電流を一定にすると、入力電流検知回路の検知する電流値から第２の加熱コイルの入力電流値を引いた値が第１の加熱コイルの入力電流値となる。制御手段は、この値をフィードバック制御に用いて、第１の加熱コイルの動作周波数を制御する。

即ち、入力電流のフィードバック制御により加熱コイルの入力電力を制御するインバータを２つ備える、本発明に係る誘導加熱調理器は、２つのインバータの夫々のための２つの加熱コイルに同時に電流を流す場合、入力電力の低い加熱コイルについては入力電力の変動が小さいことからフィードバック制御を行わない。一方、入力電力の高い加熱コイルの入力電力については、負荷鍋との共振周波数の変動による入力電力の変動が大きいことからフィードバック制御を行う。これにより、所定の入力電力になるように制御される。

このように、入力電力検知回路が一つであっても、複数のインバータ及びそれらの各々に対応する加熱コイルを備える誘導加熱調理器は、複数の加熱コイルに安定した入力電力を供給でき、安定した加熱を実現する。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の実施の形態は例示に過ぎず、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。

（１．実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。

（１．１．誘導加熱調理器の構成）
図１に示す実施の形態１に係る誘導加熱調理器２０は、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３とを含む。また、実施の形態１に係る誘導加熱調理器２０は、平滑コンデンサ３の出力を高周波電力に変換する第１のインバータ１１ａ及び第２のインバータ１１ｂと、夫々のインバータに接続され夫々のインバータから高周波電流が供給される第１の加熱コイル４ａ及び第２の加熱コイル４ｂとを含む。更に、実施の形態１に係る誘導加熱調理器２０は、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等で検出する入力電流検知回路８と、入力電流検知回路８の検出値が（後で説明する）操作手段１２により設定される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１０とを含む。

第１のインバータ１１ａは、第１の共振コンデンサ５ａ、及び、第１のスイッチング素子６ａ、６ｃにより構成される。これらにより構成される第１インバータ１１ａは、直流電源を交流に変換するものであり、平滑コンデンサ３に並列に接続されている。同様に、第２のインバータ１１ｂは、第２の共振コンデンサ５ｂ、及び、第２のスイッチング素子６ｂ、６ｄにより構成される。これらにより構成される第２インバータ１１ｂは、直流電源を交流に変換するものであり、平滑コンデンサ３に並列に接続されている。

第１の発振回路７ａは、第１のインバータ１１ａにおける第１のスイッチング素子６ａ、６ｃを駆動する。同様に、第２の発振回路７ｂは、第２のインバータ１１ｂにおける第２のスイッチング素子６ｂ、６ｄを駆動する。

誘導加熱調理器２０の使用者は、操作手段１２を介して、被加熱物（図示せず）への加熱の選択やパワー調整等の操作を行う。制御手段１０は、マイクロコンピュータを備えており、入力電流検知回路８により検出した値を入力して、操作手段１２で選択された加熱設定値となるように、第１及び第２の発振回路７ａ、７ｂを介して、第１及び第２のインバータ１１ａ、１１ｂを制御する。

（１．２．誘導加熱調理器の動作）
図２は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器２０における、単独加熱時のインバータの動作信号図であり、特に第１の加熱コイル４ａを単独で動作させる場合のインバータの動作タイミングを示す図である。

図２において、図２（Ａ）は第１のスイッチング素子６ａの駆動信号を、図２（Ｂ）は第１のスイッチング素子６ｃの駆動信号を夫々表している。図２（Ｃ）は入力電流検知回路８の検出する電流値を表している。更に、図２（Ｄ）は第１の加熱コイル４ａの入力電力を表している。

第１の加熱コイル４ａと第１の共振コンデンサ５ａとの直列共振回路を利用する第１のインバータ１１ａでは、制御手段１０は、所望の入力電力を得るために、鍋が載置された第１の加熱コイル４ａのインダクタンスと第１の共振コンデンサ５ａの容量と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、入力電流が所定値となるように第１の発振回路７ａを制御する。動作周波数が共振周波数に近い程、高い入力電力が得られる。

例えば、第１の加熱コイル４ａと鍋の共振周波数が２０ｋＨｚなら、第１のスイッチング素子６ａ、６ｃが２０ｋＨｚで動作した時、入力電流はＩ０となり、入力電力として最大値Ｐ０が得られる。

別の鍋を載置して、誘導加熱調理器２０の使用者が、操作手段１２を介して第１の加熱コイル４ａの入力電力を「Ｐ０」に指定すると、入力電流検知回路８で検出された電流値が制御手段１０にフィードバックされる。制御手段１０は、検出される電流値が所定値Ｉ０になるように第１の発振回路７ａを介して動作周波数を変化させる。つまり、制御回路１０は、フィードバック制御を行い電流値がＩ０になる動作周波数ｆ０で第１の発振回路７ａを動作させる。

第１の加熱コイル４ａには高周波電流によって高周波磁界が発生する。この高周波磁界が、第１の加熱コイル４ａと磁気的に結合する鍋などの被加熱物に印加される。高周波磁界により鍋などの被加熱物には渦電流が発生し、鍋は鍋そのものの表皮抵抗と渦電流により発熱する。

第２のインバータ１１ｂも、第１のインバータ１１ａと同様に動作する。

図３は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器２０における、交互加熱時のインバータの動作信号図であり、特に第１の加熱コイル４ａと第２の加熱コイル４ｂとを同時に動作させる場合のインバータの動作タイミングを示す図である。

図３において、図３（Ａ）は第１のスイッチング素子６ａの駆動信号を、図３（Ｂ）は第１のスイッチング素子６ｃの駆動信号を夫々表している。図３（Ｃ）は第２のスイッチング素子６ｂの駆動信号を、図３（Ｄ）は第２のスイッチング素子６ｄの駆動信号を夫々表している。図３（Ｅ）は入力電流検知回路８の検出する電流値を表している。更に、図３（Ｆ）は第１の加熱コイル４ａの入力電力を、図３（Ｇ）は第２の加熱コイル４ｂの入力電力を夫々表している。

誘導加熱調理器２０の使用者が、操作手段１２を介して、第１の加熱コイル４ａは入力電力Ｐａで、第２の加熱コイル４ｂは入力電力Ｐｂで、加熱をするように指示すると、制御手段１０は、第１及び第２の発振回路７ａ、７ｂを制御して第１及び第２のインバータ１１ａ、１１ｂの夫々の第１のスイッチング素子６ａ、６ｃ及び第２のスイッチング素子６ｂ、６ｄを駆動する。

即ち、制御手段１０の制御により、動作モード１では、第１のスイッチング素子６ａ、６ｃが第１の加熱コイル４ａの入力電力がＰ１となるような動作周波数ｆ１で動作し、第２のスイッチング素子６ｂ、６ｄが第２の加熱コイル４ｂの入力電力がＰ２となるような動作周波数ｆ２で動作する。

更に、制御手段１０の制御により、動作モード２では、第１のスイッチング素子６ａ、６ｃが第１の加熱コイル４ａの入力電力がＰ３となるような動作周波数ｆ３で動作し、第２のスイッチング素子６ｂ、６ｄが第２の加熱コイル４ｂの入力電力がＰ４となるような動作周波数ｆ４で動作する。

動作モード１の動作時間をＴ１、動作モード２の動作時間をＴ２とする。動作時間Ｔ１の動作モード１と、動作時間Ｔ２の動作モード２とが交互に繰り返されるとすると、第１の加熱コイル４ａの入力電力Ｐａは、
Ｐａ＝Ｐ１×Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＋Ｐ３×Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）となる。
第２の加熱コイル４ｂの入力電力Ｐｂは、
Ｐｂ＝Ｐ２×Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＋Ｐ４×Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）となる。

例えば、Ｐａ＝８００Ｗ、Ｐｂ＝５００Ｗ、Ｔ１＝１０ｍｓ、Ｔ２＝１０ｍｓという入力電力は、Ｐ１＝１２００Ｗ、Ｐ２＝４００Ｗ、Ｐ３＝４００Ｗ、Ｐ４＝６００Ｗという組み合わせで実現される。

制御手段１０は、通常、動作周波数を変化させることで入力電流が所定値となるように第１及び第２の発振回路７ａ、７ｂを動作させる。即ち、制御手段１０は、動作モード１では、第１の加熱コイル４ａに対しては、通常、動作周波数を変化させて入力電流をＩ１とし入力電力をＰ１とするように制御する。第２の加熱コイル４ｂに対しても、通常、動作周波数を変化させて入力電流をＩ２とし入力電力をＰ２とするように制御する。

しかしながら、入力電流検知回路８は、個々のコイルにおける電流を足し合わせた電流の値を検出するものであり、各コイルの入力電流を個別に検出することはできない。そこで、実施の形態１に係る誘導加熱調理器２０では、入力電力の低い第２の加熱コイル４ｂの動作周波数をｆ２に固定して、入力電流をＩ２と仮定する。第１の加熱コイル４ａについては、制御手段１０は、入力電流検知回路８の検出する電流値が（Ｉ１＋Ｉ２）となるように、フィードバック制御により第２の発振回路７ｂを介して動作周波数を変化させる。

この場合、第２の加熱コイル４ｂの入力電力については、フィードバック制御を行わないので、所望の入力電力に対する誤差が発生するが、入力電力そのものが小さいので誤差の影響は少ない。第１の加熱コイル４ａの入力電力については、その入力電力値が大きいので、所望の入力電力Ｐ１が正確に得られるように制御手段１０が入力電流のフィードバック制御を行う。

動作モード２では、制御手段１０は、第１の加熱コイル４ａに対しては、通常、動作周波数を変化させて入力電流をＩ３とし入力電力をＰ３とするように制御する。第２の加熱コイル４ｂに対しても、通常、動作周波数を変化させて入力電流をＩ４とし入力電力をＰ４とするように制御する。しかしながら、前述の理由により、実施の形態１に係る誘導加熱調理器２０ではこのような制御を行わない。

即ち、実施の形態１に係る誘導加熱調理器２０では、動作モード２では、入力電力の低い第１の加熱コイル４ａの動作周波数をｆ３に固定して、入力電流をＩ３と仮定する。第２の加熱コイル４ｂについてはは、制御手段１０は、入力電流検知回路８の検出する電流が（Ｉ３＋Ｉ４）となるように、フィードバック制御により第１の発振回路７ａを介して動作周波数を変化させる。この場合、第１の加熱コイル４ａの入力電力については、フィードバック制御を行わないので、所望の入力電力に対する誤差が発生するが、入力電力そのものが小さいので誤差の影響は少ない。第２の加熱コイル４ｂの入力電力については、その入力電力値が大きいので、所望の入力電力Ｐ４が正確に得られるように制御手段１０が入力電流のフィードバック制御を行う。

（１．３．まとめ）
実施の形態１に係る誘導加熱調理器２０は、上述のように、第１の加熱コイル４ａ及び第２の加熱コイル４ｂによる交互の動作において、動作モード１及び動作モード２を繰り返し、入力電流のフィードバック制御により各コイルの所望の入力電力を得て鍋を加熱する。複数の加熱コイルにより交互に加熱動作を行う実施の形態１に係る誘導加熱調理器２０においては、入力電流検知回路８が一つであっても、個別のコイルへの入力電力を制御することができる。これにより、入力電流検知回路８に関する製造コストを抑えることができる。

（２．実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器について、以下説明する。まず、実施の形態２に係る誘導加熱調理器は、図１に示す実施の形態１に係る誘導加熱調理器と、同様の回路構成を備えるものである。ただし、制御手段１０による制御の内容において、実施の形態２に係る誘導加熱調理器は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器との差異が存する。以下では、制御手段１０による制御の内容の差異を中心に説明を行う。

図４は、本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器２０における、単独加熱時のインバータの動作信号図であり、特に第１の加熱コイル４ａを単独で動作させる場合のインバータの動作タイミングを示す図である。

図４において、図４（Ａ）は第１のスイッチング素子６ａの駆動信号を、図４（Ｂ）は第１のスイッチング素子６ｃの駆動信号を夫々表している。図４（Ｃ）は入力電流検知回路８の検出する電流値を表している。更に、図４（Ｄ）は第１の加熱コイル４ａの入力電力を表している。

実施の形態２に係る誘導加熱調理器２０における、第１の加熱コイル４ａと第１の共振コンデンサ５ａの直列共振回路を利用する第１のインバータ１１ａでは、制御手段１０は、所望の入力電力を得るために、動作周波数は固定し、第１のスイッチング素子６ａ、６ｃの導通比率を変化させる。

図５は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器２０における、スイッチング素子の導通比率に対する入力電力の特性図であり、特に、第１のスイッチング素子６ａの導通比率を変えた場合の第１の加熱コイル４ａ入力電力の変化を示している。

図５に示すように、第１のスイッチング素子６ａの導通比率が５０％のときに第１の加熱コイル４ａの入力電力は最大となる。なお、他のスイッチング素子（６ｃ、６ｂ、６ｄ）の導通比率に対する入力電力の特性もこれと同様である。

実施の形態２に係る誘導加熱調理器２０においては、例えば、第１の加熱コイル４ａと鍋の共振周波数が２０ｋＨｚ前後になるように、第１の共振コンデンサ５ａが設計される。このように設計された誘導加熱調理器２０において、第１のスイッチング素子６ａ、６ｃを２０ｋＨｚの固定周波数で動作させつつ、制御手段１０は、入力電流がＩ０となり最大電力Ｐ０が得られるように第１のスイッチング素子６ａ、６ｃの導通比率を制御する。

入力電流検知回路８で検出される入力電流は、制御手段１０にフィードバックされ、制御手段１０は、検出される電流が所定値Ｉ０になるように導通比率を変化させる。即ち、制御手段１０は、フィードバック制御を用いつつ、電流値がＩ０になる導通比率Ｘ１で第１の発振回路７ａを動作させる。

第２のインバータ１１ｂも、第１のインバータ１１ａと同様に動作する。

このように、図４及び図５に示すように、スイッチング素子を固定周波数で動作させつつも、導通比率を変化させることにより、第１又は第２のインバータ１１ａ、１１ｂの入力電力を変更する場合にも、実施の形態１で示したような、動作周波数を変化させることと、同様の効果を得ることができる。

従って、誘導加熱調理器において、鍋の材質若しくは形状の変化、又は電力設定値の変更が想定される場合に、第１又は第２のインバータ１１ａ、１１ｂの動作周波数を固定させても入力電力を正確に制御できることになる。更に、動作周波数を変化させる実施の形態１に係る誘導加熱調理器の場合と比べて、第１及び第２のインバータ１１ａ、１１ｂの夫々に対して決定される動作周波数の制御方法が簡素化され得る。更に、動作モード１及び動作モード２において、第１及び第２のインバータ１１ａ、１１ｂに含まれるスイッチング素子が高い動作周波数により動作されることを回避して、インバータ損失を抑制することができる。

図６は、本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器２０における、交互加熱時のインバータの動作信号図であり、特に第１の加熱コイル４ａと第２の加熱コイル４ｂとを同時に動作させる場合のインバータの動作タイミングを示す図である。

図６において、図６（Ａ）は第１のスイッチング素子６ａの駆動信号を、図６（Ｂ）は第１のスイッチング素子６ｃの駆動信号を夫々表している。図６（Ｃ）は第２のスイッチング素子６ｂの駆動信号を、図６（Ｄ）は第２のスイッチング素子６ｄの駆動信号を夫々表している。図６（Ｅ）は入力電流検知回路８の検知する電流値を表している。更に、図６（Ｆ）は第１の加熱コイル４ａの入力電力を、図６（Ｇ）は第２の加熱コイル４ｂの入力電力を夫々表している。

誘導加熱調理器２０の使用者が、操作手段１２を介して、第１の加熱コイル４ａは入力電力Ｐａで、第２の加熱コイル４ｂは入力電力Ｐｂで、加熱をするように指示すると、制御手段１０は、第１及び第２の発振回路７ａ、７ｂを制御して第１及び第２のインバータ１１ａ、１１ｂの夫々の第１のスイッチング素子６ａ、６ｃ及び第２のスイッチング素子６ｂ、６ｄを駆動する。

即ち、制御手段１０の制御により、動作モード１では、第１のスイッチング素子６ａ、６ｃが第１の加熱コイル４ａの入力電力がＰ１となるような導通比率Ｘ１で動作し、第２のスイッチング素子６ｂ、６ｄが第２の加熱コイル４ｂの入力電力がＰ２となるような導通比率Ｘ２で動作する。

更に、制御手段１０の制御により、動作モード２では、第１のスイッチング素子６ａ、６ｃが第１の加熱コイル４ａの入力電力がＰ３となるような導通比率Ｘ３で動作し、第２のスイッチング素子６ｂ、６ｄが第２の加熱コイル４ｂの入力電力がＰ４となるような導通比率Ｘ４で動作する。

動作モード１の動作時間をＴ１、動作モード２の動作時間をＴ２とする。動作時間Ｔ１の動作モード１と、動作時間Ｔ２の動作モード２とが交互に繰り返されるとすると、第１の加熱コイル４ａの入力電力Ｐａは、
Ｐａ＝Ｐ１×Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＋Ｐ３×Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）となる。
第２の加熱コイル４ｂの入力電力Ｐｂは、
Ｐｂ＝Ｐ２×Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）＋Ｐ４×Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）となる。

例えば、Ｐａ＝８００Ｗ、Ｐｂ＝５００Ｗ、Ｔ１＝１０ｍｓ、Ｔ２＝１０ｍｓという入力電力は、Ｐ１＝１２００Ｗ、Ｐ２＝４００Ｗ、Ｐ３＝４００Ｗ、Ｐ４＝６００Ｗという組み合わせで実現される。

制御手段１０は、通常、動作周波数を変化させることで入力電流が所定値となるように第１及び第２の発振回路７ａ、７ｂを動作させる。即ち、制御手段１０は、動作モード１では、第１の加熱コイル４ａに対しては、通常、動作周波数を変化させて入力電流をＩ１とし入力電力をＰ１とするように制御する。第２の加熱コイル４ｂに対しても、通常、動作周波数を変化させて入力電流をＩ２とし入力電力をＰ２とするように制御する。

しかしながら、入力電流検知回路８は、個々のコイルにおける電流を足し合わせた電流の値を検出するものであり、各コイルの入力電流を個別に検知することはできない。そこで、実施の形態２に係る誘導加熱調理器２０では、入力電力の低い第２の加熱コイル４ｂの導通比率をＸ２に固定して、入力電流をＩ２と仮定する。第１の加熱コイル４ａについては、制御手段１０は、入力電流検知回路８の検知する電流が（Ｉ１＋Ｉ２）となるように、フィードバック制御により第２の発信回路７ｂを介して導通比率を変化させる。

この場合、第２の加熱コイル４ｂの入力電力については、フィードバック制御を行わないので、所望の入力電力に対する誤差が発生するが、入力電力そのものが小さいので誤差の影響は少ない。第１の加熱コイル４ａの入力電力については、その入力電力値が大きいので、所望の入力電力Ｐ１が正確に得られるように制御手段１０が入力電流のフィードバック制御を行う。

動作モード２では、制御手段１０は、第１の加熱コイル４ａに対しては、通常、動作周波数を変化させて入力電流をＩ３とし入力電力をＰ３とするように制御する。第２の加熱コイル４ｂに対しても、通常、動作周波数を変化させて入力電流をＩ４とし入力電力をＰ４とするように制御する。しかしながら、前述の理由により、実施の形態２に係る誘導加熱調理器２０ではこのような制御を行わない。

即ち、実施の形態２に係る誘導加熱調理器２０では、動作モード２では、入力電力の低い第１の加熱コイル４ａの導通比率をＸ３に固定して、入力電流をＩ３と仮定する。第２の加熱コイル４ｂについては、制御手段１０は、入力電流検知回路８の検出する電流が（Ｉ３＋Ｉ４）となるように、フィードバック制御により第１の発振回路７ａを介して導通比率を変化させる。この場合、第１の加熱コイル４ａの入力電力については、フィードバック制御を行わないので、所望の入力電力に対する誤差が発生するが、入力電力そのものが小さいので誤差の影響は少ない。第２の加熱コイル４ｂの入力電力については、その入力電力値が大きいので、所望の入力電力Ｐ４が正確に得られるように制御手段１０が入力電流のフィードバック制御を行う。

（２．１．まとめ）
実施の形態２に係る誘導加熱調理器２０は、上述のように、第１の加熱コイル４ａ及び第２の加熱コイル４ｂによる交互の動作において、動作モード１及び動作モード２を繰り返し、入力電流のフィードバック制御により各コイルの所望の入力電力を得て鍋を加熱する。複数の加熱コイルにより交互に加熱動作を行う実施の形態２に係る誘導加熱調理器２０においては、入力電流検知回路８が一つであっても、個別のコイルへの入力電力を制御することができる。これにより、入力電流検知回路８に関する製造コストを抑えることができる。

（その他の実施の形態）
本発明は、前述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、様々な変形又は拡張が可能である。例えば、動作周波数や入力電力の目標値などについて、幾つかの値を示したが、それらの値は実施の形態に記載したものに限定されない。

以上のように、本発明に係る誘導加熱調理器は、誘導加熱源である複数のインバータが同時に動作する場合、一つのみの入力電流検知回路によっても、入力電力を正確に制御できる。この原理は、調理器のみならず、誘導加熱源を備える機器全般に対して適用され得る。

１・・・交流電源、
２・・・整流回路、
３・・・平滑コンデンサ、
４ａ・・・第１の加熱コイル、
４ｂ・・・第２の加熱コイル、
６ａ、６ｃ・・・第１のスイッチング素子、
６ｂ、６ｄ・・・第２のスイッチング素子、
８・・・入力電流検知回路、
１０・・・制御手段、
１１ａ・・・第１のインバータ、
１１ｂ・・・第２のインバータ、
２０・・・誘導加熱調理器。

Claims (2)

1. 交流電源を整流する整流回路と、
   前記交流電源から前記整流回路に流れる電流を検知する入力電流検知回路と、
   前記整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、
   第１の加熱コイルと、
   第２の加熱コイルと、
   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前記第１の加熱コイルに高周波電力を供給する第１のインバータと、
   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前記第２の加熱コイルに高周波電力を供給する第２のインバータと、
   前記入力電流検知回路で検出した電流が予め設定した電流値になるように前記半導体スイッチの動作を制御する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記第１及び第２のインバータが同時に動作される場合には、
   前記第１のインバータの出力電力が、第１の出力電力となり、前記第２のインバータの出力電力が、前記第１の出力電力より低い第２の出力電力となる第１の動作モードと、
   前記第１のインバータの出力電力が、前記第１の出力電力より低い第３の出力電力となり、かつ前記第２のインバータの出力電力が、前記第２の出力電力より高くかつ前記第３の出力電力より高い第４の出力電力となる第２の動作モードと
   を交互に繰り返すように制御し、
   かつ、
   前記第１の動作モードでは、前記第２のインバータの動作周波数を一定とし、前記入力電流検知回路で検出した電流が予め設定した電流値になるように半導体スイッチの導通時間を制御して前記第１のインバータの動作周波数を制御し、
   前記第２の動作モードでは、前記第１のインバータの動作周波数を一定とし、前記入力電流検知回路で検出した電流が予め設定した電流値になるよう半導体スイッチの導通時間を制御して前記第２のインバータの動作周波数を制御する
   誘導加熱調理器。
2. 交流電源を整流する整流回路と、
   前記交流電源から前記整流回路に流れる電流を検知する入力電流検知回路と、
   前記整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと、
   第１の加熱コイルと、
   第２の加熱コイルと、
   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前記第１の加熱コイルに高周波電力を供給する第１のインバータと、
   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前記第２の加熱コイルに高周波電力を供給する第２のインバータと、
   前記入力電流検知回路で検出した電流が予め設定した電流値になるように前記半導体スイッチの動作を制御する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記第１及び第２のインバータが同時に動作される場合には、
   前記第１のインバータの出力電力が、第１の出力電力となり、前記第２のインバータの出力電力が、前記第１の出力電力より低い第２の出力電力となる第１の動作モードと、
   前記第１のインバータの出力電力が、前記第１の出力電力より低い第３の出力電力となり、かつ前記第２のインバータの出力電力が、前記第２の出力電力より高くかつ前記第３の出力電力より高い第４の出力電力となる第２の動作モードと
   を交互に繰り返すように制御し、
   かつ、
   前記動作モード１では、前記第２のインバータの導通比率を一定とし、前記入力電流検知回路で検出した電流が予め設定した電流値になるように半導体スイッチの導通時間を制御して前記第１のインバータの導通比率を制御し、
   前記動作モード２では、前記第１のインバータの導通比率を一定とし、前記入力電流検知回路で検出した電流が予め設定した電流値になるように半導体スイッチの導通時間を制御して前記第２のインバータの導通比率を制御する
   誘導加熱調理器。

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