JPH10270161A - 誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の誘導加熱用コイルを有する誘導加熱装
置において、従来より小形・低コストのインバータを用
いて、効率的な加熱を実現すること。 【解決手段】 直流電源１にその一端を接続されたコイ
ル部（２、７、６の組み合わせ）と、前記直流電源１に
対して前記コイル部と直列に接続される第一スイッチン
グ素子４と、前記コイル部と共振回路を形成する第一コ
ンデンサ３と、前記コイル部と直列または並列接続され
る第二スイッチング素子９と第二コンデンサ８の直列回
路より構成されるインバータ回路と、前記第一スイッチ
ング素子４と前記第二スイッチング素子９を交互に導通
制御する駆動制御回路５とを備え、前記コイル部は、複
数のコイル２、７の取捨選択の組合せを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般家庭及びレス
トランなどで使用される誘導加熱装置に関するもので、
更に詳しく述べればその誘導加熱用インバーター回路の
構成に特徴を有する誘導加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、安全な加熱源として、誘導加熱を
応用した装置が注目されており、特に、複数の鍋を同時
に誘導加熱する、いわゆる多口タイプの製品態様が増え
てきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方式では、誘導加熱用のコイルが複数必要とされる機器
においては、各々のコイルに対応した共振用のコンデン
サ、及びスイッチング素子を用いるのが一般的であり、
一方、図１９に示す回路構成のように、複数のコイル
２、７に対して、リレーを用いて切り換え、共振用のコ
ンデンサ３を共用とした場合、どちらかのコイルに対し
て、共振用のコンデンサが不適当な容量となり、不具合
点が発生しやすかった。具体的には、図２０に示す様
に、共振電圧が高くなりすぎて、スイッチング素子の定
格電圧を越えて破壊に至らしめる事や、図２１に示す様
に、共振電圧が十分にゼロボルトにならない動作を行う
ため、スイッチング時に、損失やノイズが発生してスイ
ッチング素子が破壊する事が発生していた。

【０００４】また、複数のコイルを使用した場合に限ら
ず、炊飯釜などの被加熱物の材質や形状の変化によって
もインダクタンスの変化が発生する場合にも、前述のよ
うな問題が生じていた。

【０００５】本発明はこの様な点に鑑み、誘導加熱装置
において、複数のコイルや被加熱物の材質や形状の変化
に対しても、スイッチング素子のスイッチング時の損失
やノイズ、共振電圧を抑え、なおかつ各々のコイルに対
応する共振用のコンデンサとスイッチング素子を省くこ
とができる回路構成とし、小形・低コスト化を実現する
誘導加熱装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の誘導加熱装置は、直流電源にその一端を接
続されたコイル部と、前記直流電源に対して前記コイル
部と直列に接続される第一スイッチング素子と、前記コ
イル部と共振回路を形成する第一コンデンサと、前記コ
イル部と直列または並列接続される第二スイッチング素
子と第二コンデンサの直列回路より構成されるインバー
タ回路と、前記第一スイッチング素子と前記第二スイッ
チング素子を交互に導通制御する駆動制御回路とを備
え、前記コイル部は、複数のコイルの取捨選択の組合せ
を可能としてなるものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、直流電源
にその一端を接続されたコイル部と、前記直流電源に対
して前記コイル部と直列に接続される第一スイッチング
素子と、前記コイル部と共振回路を形成する第一コンデ
ンサと、前記コイル部と直列または並列接続される第二
スイッチング素子と第二コンデンサの直列回路より構成
されるインバータ回路と、前記第一スイッチング素子と
前記第二スイッチング素子を交互に導通制御する駆動制
御回路とを備え、前記コイル部は、複数のコイルの取捨
選択の組合せを可能としてなることにより、複数のコイ
ルを有する誘導加熱装置において、スイッチング時の損
失やノイズ、共振電圧抑え、なおかつ各々のコイルに対
する共振用のコンデンサとスイッチング素子を省くこと
ができるため、小形・低コスト化が実現する。

【０００８】請求項２、３、４記載の発明は、直流電源
にその一端を接続され負荷を誘導加熱するコイルと、前
記直流電源に対して前記コイルと直列に接続される第一
スイッチング素子と、前記コイルと共振回路を形成する
第一コンデンサと、前記コイルと直列または並列接続さ
れる第二スイッチング素子と第二コンデンサの直列回路
より構成されるインバータ回路と、前記第一スイッチン
グ素子と前記第二スイッチング素子を交互に導通制御す
る駆動制御回路とを備え、前記コイルと負荷との間隙
（以後、ギャップと称する。）を変えるギャップ切り替
え手段を有してなる等により、炊飯釜などの被加熱物の
材質や形状の変化に伴うコイルのインダクタンス値の多
様な変化に対応して、共振用、あるいはクランプ用のコ
ンデンサや、ギャップを調整してノイズの増加やスイッ
チング素子の破壊を防ぐ事ができる。

【０００９】請求項５、６、７記載の発明は、インバー
タ回路の動作状態、誘導加熱される負荷、インバータ回
路の入力電力を設定する入力設定手段を各々備えたこと
により、動作状態検出手段で検出されるインバータ回路
の動作状態、または、負荷検出手段で検出される誘導加
熱される負荷の種類、または、入力設定手段で設定され
る入力電力の大きさに応じて、インバータ回路定数であ
る第一コンデンサの容量、または、第二コンデンサの容
量、または、誘導加熱用のコイルのインダクタンス、ま
たは、ギャップの大きさを変えることができるので、イ
ンバータ回路の動作条件である負荷の種類や入力電力の
大きさに応じて、それぞれ適当なインバータ回路定数に
切り換えて動作させることができ、多様の条件下でもノ
イズや、スイッチング素子の破壊を防いで加熱ができ
る。

【００１０】この構成により、複数のコイルを有する誘
導加熱装置において、スイッチング時の損失やノイズ、
共振電圧を抑え、なおかつ各々のコイルに対応する共振
用のコンデンサとスイッチング素子を省くことができる
ため、小形・低コスト化が実現する。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）図１は、第一の実施例の誘導加熱装置の回
路構成図を示している。図１に於いて、１は直流電源
で、直流電源１の一端であるプラス側に一端を接続され
る第一コイル２と、第二コイル７と、前記第一コイル２
と第二コイル７の切り替え手段であるリレー６からなる
コイル部を介して、直流電源１の他端であるマイナス側
とに接続される第一スイッチング素子４と、前記第一コ
イル２もしくは第二コイル７とリレー６に対して共振回
路を形成する様に並列接続される第一コンデンサ３と、
第一コンデンサの電圧をクランプするように並列接続さ
れる第二コンデンサ８と第二スイッチング素子９の直列
回路より構成されている。本実施例においては、第一ス
イッチング素子４、及び第二スイッチング素子９はＩＧ
ＢＴと逆導通ダイオードで構成されており、前記二つの
スイッチング素子は駆動制御回路５によって交互に導通
制御されている。

【００１２】以上の様に構成された誘導加熱装置につい
てその動作を説明する。図１において、コイル切換手段
であるリレー６が第一コイル２に接続されている場合、
直流電源１、第一コイル２、第一コンデンサ３、及び第
一スイッチング素子４の構成は、従来例に示した回路と
同じ構成であり、第二コンデンサ８は、第二スイッチン
グ素子９と直列に接続され、第一コンデンサ３と並列回
路を構成しており、第二コンデンサ８と第二スイッチン
グ素子９の直列回路は、第一スイッチング素子４解放時
の共振電圧を、第二コンデンサ８の充放電によって、ク
ランプする役割を持っている。制御回路８は第一スイッ
チング素子４と第二スイッチング素子９を交互に導通さ
せるドライブ信号を出力し、入力電力制御を行う。

【００１３】図２に、図１の回路図記載のコイル切換手
段であるリレー６が第一コイル２に接続されている場合
の第一スイッチング素子と第二スイッチング素子の電圧
電流波形を示す。図２は、ｖｇｅ１は第一スイッチング
素子のゲート・エミッタ間電圧、ｖｇｅ２は第二スイッ
チング素子のゲート・エミッタ間電圧、ｉｃ１とｖｃｅ
１は第一スイッチング素子のコレクタ電流とコレクタ・
エミッタ間電圧、ｉｃ２とｖｃｅ２は第二スイッチング
素子のコレクタ電流とコレクタ・エミッタ間電圧をそれ
ぞれ表しており、第一スイッチング素子の解放時の電圧
が、第二スイッチング素子の導通時にクランプされてい
る様子を示している。

【００１４】図３に、図１の回路図記載のコイル切換手
段であるリレー６が第二コイル７に接続されている場合
の第一スイッチング素子と第二スイッチング素子の電圧
電流波形を示す。本実施例においては、第二コイル７の
インダクタンスは第一コイル２に比べて大きく、被加熱
物とギャップが小さいものとする。

【００１５】この様に、共振用のコンデンサ（本実施例
の第一コンデンサ）を異なるインダクタンスのコイルに
対してリレーの切り換えなどで共用する場合、これまで
は、従来例に示したように、第一スイッチング素子４の
ｖｃｅ１の最大値が上がりすぎたり、ｖｃｅ１は十分に
下がりきらないまま第一スイッチング素子４はスイッチ
ングを開始せざるを得ない。このため、スイッチング時
に損失やノイズが発生し、機器の破損を招く場合がある
ため、共振用のコンデンサの容量をコイルに対応して調
整する必要がある。

【００１６】しかしながら、図１の構成を用いることに
より、第一スイッチング素子４の容量を変更することな
く、第二コイル７による誘導加熱動作時も共振電圧を低
く保つことが可能なため、スイッチング素子の耐圧破壊
を防ぎ、なおかつ小形・低コスト化が実現する。

【００１７】なお、本実施例においては、インダクタン
スの異なるコイルを並列に接続し、リレーで切り換える
構成をとっているが、直列に接続されていても、インダ
クタンスの変化が発生する場合は同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。

【００１８】（実施例２）図４は、第二の実施例の誘導
加熱装置の回路構成図を示している。

【００１９】図４に於いて、１は直流電源で、直流電源
１の一端であるプラス側に一端を接続される第一コイル
２と、直流電源１の他端であるマイナス側とに接続され
る第一スイッチング素子４と、前記第一コイル２とリレ
ー６を介して共振回路を形成する様に並列接続される第
一コンデンサ３、及び第三コンデンサ１１からなるコン
デンサ部と、第一コンデンサ３、または第三コンデンサ
１１の電圧をクランプするように並列接続される第二コ
ンデンサ８と第二スイッチング素子９の直列回路より構
成されている。本実施例においては、第一スイッチング
素子４、及び第二スイッチング素子９はＩＧＢＴと逆導
通ダイオードで構成されており、前記二つのスイッチン
グ素子は駆動制御回路５によって交互に導通制御されて
いる。

【００２０】この場合、リレー６は第一コンデンサ３と
第三コンデンサ１１の切換手段で、第一コイル２と共振
するコンデンサの容量を変化させている。

【００２１】なお、本実施例においては、第三コンデン
サ１１は第一コンデンサ３より小さい容量に設定されて
いる。

【００２２】第一スイッチング素子４のコレクタ端子に
は動作状態検出手段であるｖｏｎ１検知回路１２が接続
され、ｖｏｎ１検知回路１２の出力は、リレー６と駆動
制御回路５に接続される。

【００２３】以上の様に構成された誘導加熱装置につい
て、その動作を説明する。基本的な動作は、実施例１と
同じであり、リレー６が第一コンデンサ３に接続してい
る状態で誘導加熱を開始すると、駆動制御回路５は、第
一スイッチング素子４と第二スイッチング素子９を交互
に導通させ、ｖｏｎ１検知回路１２は、第一スイッチン
グ素子４がｏｎする直前の第一スイッチング素子４のコ
レクタ・エミッタ間電圧ｖｃｅ１（以後、ｖｏｎ１と称
す。）を検出する。この時、第一スイッチング素子４と
第二スイッチング素子９の電圧電流波形は前記図２と同
じなので、ｖｏｎ１検知回路１２により検出されるｖｏ
ｎ１はゼロボルトであり、この場合、ｖｏｎ１検知回路
１２は、リレー６を第一コンデンサ３に接続している状
態のまま継続する。

【００２４】この状態で入力電力を少なくするために第
一スイッチング素子４の導通時間が小さくなると、第一
スイッチング素子４と第二スイッチング素子９の電圧電
流波形は図５に示す様になり、ｖｏｎ１検知回路１２
は、発生するｖｏｎ１を検出する。ｖｏｎ１検知回路１
２がｖｏｎ１を検出すると、ｖｏｎ１検知回路１２は、
まず、駆動制御回路３に出力し、駆動制御回路３は誘導
加熱動作を停止する。誘導加熱動作が停止すると、ｖｏ
ｎ１検知回路１２はリレー６に出力して、リレー６を第
三コンデンサ１１に切り換える。

【００２５】その結果、第一スイッチング素子４と第二
スイッチング素子９の電圧電流波形は図６に示す様にな
り、入力電力が小さくてもｖｏｎ１の発生は無くなる。

【００２６】つまり、ｖｏｎ１検知回路１２が、入力電
力の変化や負荷が表面に銅をコートした磁性鍋（以後、
銅ばり鍋と称する。）など特定な種類の場合などに発生
するｖｏｎ１を検出し、第一コイル２と共振するコンデ
ンサを、第一コンデンサ３と第三コンデンサ１１とに切
り換えて、その容量を適当な値に変化させるので、ｖｏ
ｎ１が発生しない状態で誘導加熱動作ができ、第一スイ
ッチング素子４の耐圧破壊を防ぎつつ、損失とノイズを
低減できる。

【００２７】（実施例３）図７は、第３の実施例の誘導
加熱装置の回路構成図を示している。

【００２８】図７に於いて、１は直流電源で、直流電源
１の一端であるプラス側に一端を接続される第一コイル
２と、直流電源１の他端であるマイナス側とに接続され
る第一スイッチング素子４と、前記第一コイル２と共振
回路を形成する様に並列接続される第一コンデンサ３
と、第一コンデンサ３の電圧をクランプするようにリレ
ー６を介して並列接続される第二コンデンサ８と第四コ
ンデンサ１３からなるコンデンサ部と、第二スイッチン
グ素子９との直列回路より構成されている。本実施例に
おいては、第一スイッチング素子４、及び第二スイッチ
ング素子９はＩＧＢＴと逆導通ダイオードで構成されて
おり、前記二つのスイッチング素子は駆動制御回路５に
よって交互に導通制御されている。

【００２９】この場合、リレー６は第二コンデンサ８と
第四コンデンサ１３の切換手段で、第一コンデンサ３の
電圧をクランプするコンデンサの容量を変化させてい
る。

【００３０】なお、本実施例においては、第四コンデン
サ１３は第二コンデンサ８より大きい容量に設定されて
いる。

【００３１】第一スイッチング素子４のコレクタ端子に
は動作状態検出手段であるｖｏｎ１検知回路１１が接続
され、ｖｏｎ１検知回路１２の出力は、リレー６と駆動
制御回路５に接続される。

【００３２】以上の様に構成された誘導加熱装置につい
てその動作を説明する。基本的な動作は、実施例１と同
じであり、リレー６が第二コンデンサ８に接続している
状態で誘導加熱を開始すると、駆動制御回路５は、第一
スイッチング素子４と第二スイッチング素子９を交互に
導通させ、ｖｏｎ１検知回路１２は、第一スイッチング
素子４がｏｎする直前の第一スイッチング素子４のコレ
クタ・エミッタ間電圧ｖｃｅ１（以後、ｖｏｎ１と称
す。）を検出する。この時、第一スイッチング素子４と
第二スイッチング素子９の電圧電流波形は前記図２と同
じなので、ｖｏｎ１検知回路１２により検出されるｖｏ
ｎ１はゼロボルトであり、この場合、ｖｏｎ１検知回路
１２は、リレー６を第二コンデンサ８に接続している状
態のまま継続する。

【００３３】この状態で入力電力を少なくするために第
二スイッチング素子４の導通時間が大きくなると、第一
スイッチング素子４と第二スイッチング素子９の電圧電
流波形は図８に示す様になり、ｖｏｎ１検知回路１２
は、発生するｖｏｎ１を検出する。ｖｏｎ１検知回路１
２がｖｏｎ１を検出すると、ｖｏｎ１検知回路１２は、
まず、駆動制御回路３に出力し、駆動制御回路３は誘導
加熱動作を停止する。誘導加熱動作が停止すると、ｖｏ
ｎ１検知回路１２はリレー６に出力して、リレー６を第
四コンデンサ１３に切り換える。

【００３４】その結果、第一スイッチング素子４と第二
スイッチング素子９の電圧電流波形は図９に示す様にな
り、入力電力が小さくてもｖｏｎ１の発生は無くなる。

【００３５】また、ｖｏｎ１検知回路１１が、入力電力
の変化や負荷がステンレス等の非磁性鍋など特定な種類
の場合などに発生するｖｏｎ１を検出し、第一コンデン
サ３をクランプするコンデンサを、第二コンデンサ８と
第四コンデンサ１３とに切り換えて、その容量を適当な
値に変化させるので、ｖｏｎ１が発生しない状態で誘導
加熱動作ができ、第一スイッチング素子４の耐圧破壊を
防ぎつつ、損失とノイズを低減できる。

【００３６】（実施例４）図１０は、第４の実施例の誘
導加熱装置の回路構成図を示している。

【００３７】図１０に於いて、１６は誘導加熱装置本体
で、１７は誘導加熱装置１６の内釜支持部で、内釜支持
部１７上には負荷である炊飯釜１８が載置されている。
誘導加熱装置１６の内部には、第一コイル２が第一コイ
ルベース１９上に固定され、第一コイルベース１９はギ
ャップ切り替え手段であるギャップ調整装置２０に取り
付けられている。

【００３８】以上の様に構成された誘導加熱装置につい
てその動作を説明する。基本的な動作は、実施例１と同
じであり、第一スイッチング素子４と第二スイッチング
素子９の電圧電流波形においては、ギャップが大きくな
るとｖｏｎ１は小さくなるので、本実施例の場合、ｖｏ
ｎ１が発生した場合にギャップ調整装置２０は第一コイ
ル２と炊飯釜１８との間隙であるギャップｄを大きくす
る。

【００３９】この様に、ｖｏｎ１検知回路１１（図示せ
ず。）が、入力電力が小さくなった場合や負荷が銅ばり
鍋など特定な種類の場合などに発生するｖｏｎ１を検出
し、ギャップ調整装置２０が、ギャップを大きくするの
で、第一スイッチング素子４（図示せず。）のｖｏｎ１
が発生しない状態で動作できるため、耐圧破壊を防ぎつ
つ、損失とノイズを低減できる。

【００４０】（実施例５）図４は、第５の実施例の誘導
加熱装置の回路構成図の一例を示している。

【００４１】図４に於いて、回路構成は、実施例２の回
路において、ｖｃｅ１検知回路において、インバータの
動作状態を検出するパラメータの一つである第一スイッ
チング素子のピーク電圧（以後、ｖｃｅｐ１で表す）検
知機能を付加したものである。

【００４２】以上の様に構成された誘導加熱装置につい
てその動作を説明する。ｖｃｅ１検知回路１２で検知さ
れたｖｃｅｐ１が所定値以上となった場合、ｖｃｅ１検
知回路１２は、まず、リレー６を第三コンデンサ１１か
ら容量の大きい第一コンデンサ３に切り換え、駆動制御
回路５に出力し、駆動制御回路５は、第一スイッチング
素子４の導通時間を再び調整しながら所定の入力電力に
対応する様に第一スイッチング素子４と第二スイッチン
グ素子９を交互に導通して誘導加熱動作を行う。

【００４３】つまり、第一スイッチング素子の導通時間
を調整して所定の入力電力に対応させる場合、導通時間
を大きくするに従ってｖｃｅｐ１は大きくなるが、ｖｃ
ｅｐ１が一定以上まで大きくなっても所定の入力電力が
得られない場合、リレー６を第一コンデンサ３に切り換
えて共振用のコンデンサの容量を大きくし、ｖｃｅｐ１
を小さくする。よって、スイッチング素子の耐圧を越え
て破壊することなく、所定の入力電力を得ることが出来
る。

【００４４】なお、本実施例においては、第一スイッチ
ング素子のピーク電圧ｖｃｅｐ１を検知しているが、第
二スイッチング素子、コイル、コンデンサなどの構成部
品のピーク電圧についても、検知回路をもうけて検知す
ることが可能であり、同様の効果を示すことは言うまで
もない。

【００４５】（実施例６）図１１は、第６の実施例の誘
導加熱装置の回路構成図の一例を示している。

【００４６】図１１に於いて、回路構成は、インバータ
の動作状態を検出するパラメータの一つである動作周波
数の検知手段を実施例２に付加したものである。 動作
周波数検知手段である動作周波数検知回路２１は、リレ
ー６と駆動制御回路２２に接続されている。

【００４７】以上の様に構成された誘導加熱装置につい
てその動作を説明する。動作周波数検知回路２１で検知
された動作周波数が可聴領域の周波数より大きい場合、
動作周波数検知回路２１は、まず、リレー６を第一コン
デンサ３に接続し、駆動制御回路５に出力して、駆動制
御回路５は、第一スイッチング素子４の導通時間を増加
させながら所定の入力電力に対応する様に第一スイッチ
ング素子４と第二スイッチング素子９を交互に導通して
誘導加熱動作を行う。

【００４８】第一スイッチング素子の導通時間を調整し
て所定の入力電力に対応させる場合、導通時間を大きく
するに従い入力電力は大きくなり、動作周波数は小さく
なる。動作周波数が可聴領域まで小さくなっても所定の
入力電力が得られない場合、リレー６を第三コンデンサ
１１に切り換えて共振用のコンデンサの容量を小さくし
て、共振電圧の立ち上がり時間、及び立ち下がり時間を
短縮する。このため、動作周波数は大きくなり、所定の
入力電力を得ることが出来る。

【００４９】なお、本実施例においては、動作周波数検
知手段を第一コイルに流れる電流から検知しているが、
スイッチング素子、コイル、コンデンサなどの構成部品
の電流・電圧からも、動作周波数を検知することが可能
であり、同様の効果を示すことは言うまでもない。

【００５０】また、実施例５、及び実施例６について
は、インバータの動作状態を検出するパラメータである
ｖｃｅ１、及び動作周波数を例に挙げたが、第一スイッ
チング素子の導通時間、第二スイッチング素子の導通時
間、及び第一スイッチング素子の導通比など、入力電力
に伴って変化するパラメータを用いて、実施例５に述べ
たｖｃｅ１や、実施例６に述べた動作周波数の値をあら
かじめ推定することが可能であるため、同様の効果を達
成する事が可能となる。

【００５１】（実施例７）図１２は、第７の実施例の誘
導加熱装置の回路構成図の一例を示している。

【００５２】図１２において、１は直流電源で、直流電
源１の一端であるプラス側に一端を接続される第一コイ
ル２と、第一コイル２の他端、もしくは第一コイル２と
第三コイル２２の直列回路と、リレー６を介して、直流
電源１の他端であるマイナス側とに接続される第一スイ
ッチング素子４と、前記第一コイル２もしくは第一コイ
ル２と第三コイル２２の直列回路に対して共振回路を形
成する様に並列接続される第一コンデンサ３と、第一コ
ンデンサの電圧をクランプするように並列接続される第
二コンデンサ８と第二スイッチング素子９の直列回路よ
り構成されている。本実施例においては、第一スイッチ
ング素子４、及び第二スイッチング素子９はＩＧＢＴと
逆導通ダイオードで構成されており、前記二つのスイッ
チング素子は駆動制御回路５によって交互に導通制御さ
れている。

【００５３】以上の様に構成された誘導加熱装置につい
てその動作を説明する。マグネットスイッチより構成さ
れる負荷検出手段２３は駆動制御回路５とリレー６に接
続され、駆動制御回路５の出力は第一スイッチング素子
４のゲート端子と第二スイッチング素子９のゲート端子
にそれぞれ接続される。

【００５４】以上の様に構成された誘導加熱装置につい
て、その動作を説明する。マグネットスイッチで構成さ
れた負荷検出手段２３は、負荷の磁性・非磁性を判別す
る。磁性負荷の場合、リレー６は第一コイル２のみで加
熱を行うよう接続され、駆動制御回路５によって加熱動
作する。非磁性負荷の場合、リレー６は第一コイル２と
第三コイル２２の直列接続によって加熱を行うように接
続され、駆動制御回路５によって加熱動作する。

【００５５】炊飯釜などの被加熱物が装着されている状
態での第一コイルのインダクタンスは、磁性負荷時より
非磁性負荷時の方が小さくなるが、磁性負荷の場合、リ
レー６は第一コイル２に接続しているので、共振回路を
構成するインダクタンスは小さくでき、また、非磁性負
荷の場合、リレー６は第一コイル２と第三コイル２２の
直列回路に接続しているので、共振回路を構成するイン
ダクタンスは大きくできるので、結局、磁性負荷時でも
非磁性負荷時でも負荷が装着されている状態でのインダ
クタンスはほぼ同じ値になり、磁性負荷時に入力電力が
充分得られないとか、非磁性負荷時に第一スイッチング
素子４の動作電圧・電流が過大になるなどの問題を解決
し、加熱動作が行える。

【００５６】（実施例８）図１３は、第８の実施例の誘
導加熱装置の回路構成図の一例を示している。

【００５７】図１３に於いて、回路構成は、実施例２に
入力設定回路２４を付加したものである。入力設定手段
である入力設定回路２４は、リレー６と駆動制御回路５
に接続されている。

【００５８】以上の様に構成された誘導加熱装置につい
てその動作を説明する。入力設定回路２４で設定される
入力電力があらかじめ設定されている所定値より大きい
場合、入力設定回路２４は、まず、リレー６を第三コン
デンサ１１に切り換え、駆動制御回路５に出力し、駆動
制御回路５は、第一スイッチング素子４の導通時間を減
少させながら所定の入力電力に対応する様に第一スイッ
チング素子４と第二スイッチング素子９を交互に導通し
て誘導加熱動作を行う。

【００５９】入力設定回路２１で設定される入力電力が
あらかじめ設定されている所定値より小さい場合、入力
設定回路２４は、まず、リレー６を第一コンデンサ３に
切り換え、駆動制御回路５に出力し、駆動制御回路５
は、第一スイッチング素子４の導通時間を増加させなが
ら所定の入力電力に対応する様に第一スイッチング素子
４と第二スイッチング素子９を交互に導通して誘導加熱
動作を行う。

【００６０】実施例２で述べた様に、入力電力が小さく
なるとｖｏｎ１は大きくなり、第一コイル２と共振回路
を形成する第一コンデンサの容量が小さくなると、ｖｏ
ｎ１は小さくなるので、入力設定回路２４で設定される
入力電力が小さい場合、第一コンデンサよりも小さい容
量の第三コンデンサに切り換えることで、ｖｏｎ１の発
生をなくす、または、ｖｏｎ１が発生しても小さく抑え
ることができ、第一スイッチング素子４の損失とノイズ
を低減できる。

【００６１】なお以上の実施例１〜８に於ける回路構成
に付いて、第一コンデンサ３の接続は、図１４に示す様
に第一コイル２と直列接続しても、また、図１５に示す
様に第一コイル２と第一スイッチング素子４の両方に並
列接続しても同様に実施可能である。

【００６２】また、直流電源１と第一コイル２と第一ス
イッチング素子４の接続は、図１６に示す様に直流電源
１のプラス側に第一スイッチング素子４を接続し、直流
電源１のマイナス側に第一コイル２を接続する構成でも
良い。

【００６３】また、第二スイッチング素子９と第二コン
デンサ８の直列回路の接続は、図１７に示す様に第一ス
イッチング素子４と並列に接続しても良い。

【００６４】また、第一スイッチング素子を図１８に示
す様に逆電流阻止形としても同様に実施可能である。

【００６５】また、第一共振コンデンサ・第二共振コン
デンサ・加熱コイル・ギャップと言ったインバータ定数
の切り替えは、以上の実施例の様に二段階切り替えであ
る必要はなく、三段階切り替え、それ以上でも良い。

【００６６】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、複数のコイルを有する誘導加熱装置において、ス
イッチング時の損失やノイズ、共振電圧抑え、なおかつ
各々のコイルに対応した共振用のコンデンサとスイッチ
ング素子を省くことができるため、小形・低コスト化が
実現する。

【００６７】また、請求項２、３記載の発明によれば、
コンデンサ部の切り換えが、炊飯釜などの被加熱物の材
質や形状の変化に伴うコイルのインダクタンス値の多様
な変化に対応して容量が異なるコンデンサに切り換える
ので、多種類の負荷条件のそれぞれに合ったインバータ
定数で加熱動作することができ、多種類の負荷に対して
入力電力が大きく得られ、また、より小さく絞れるなど
効率的な加熱ができる。

【００６８】また、請求項４記載の発明によれば、ギャ
ップ切り替え手段が、炊飯釜などの被加熱物の材質や形
状の変化に伴うコイルのインダクタンス値の多様な変化
に対応してギャップを切り替えるので、多種類の負荷条
件のそれぞれに合ったインバータ定数で加熱動作するこ
とができ、多種類の負荷に対して入力電力が大きく得ら
れる、または、より小さく絞れるなど効率的な加熱がで
きる。

【００６９】また、請求項５記載の発明によれば、動作
状態検出手段がインバータ回路動作時の電圧・電流・周
波数・導通時間・導通比などより動作状態を検出するこ
とで負荷条件を検出でき、負荷条件の変化に対応して第
一コンデンサの容量・第二コンデンサの容量・第一コイ
ルのインダクタンス・ギャップなどインバータ定数を切
り替えるので、多種類の負荷条件のそれぞれに合ったイ
ンバータ定数で加熱動作することができ、多種類の負荷
に対して入力電力が大きく得られる、または、より小さ
く絞れるなど効率的な加熱ができる。

【００７０】また、請求項６記載の発明によれば、負荷
検出手段が負荷を検出でき、負荷に対応してインバータ
定数を切り替えるので、多種類の負荷のそれぞれに合っ
たインバータ定数で加熱動作することができ、多種類の
負荷に対して入力電力が大きく得られる、または、より
小さく絞れるなど効率的な加熱ができる。

【００７１】さらに、請求項７記載の発明によれば、入
力設定手段が設定される負荷条件の一つである入力電力
の大きさに応じて、インバータ定数を切り替えるので、
入力電力の大きさに合ったインバータ定数で加熱動作す
ることができ、多種類の設定入力電力に対してインバー
タ回路の損失・ノイズの低減など効率的な加熱ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の誘導加熱装置の回路図

【図２】同、誘導加熱装置の動作を説明する各部動作波
形図

【図３】同、誘導加熱装置の別の動作を説明する各部動
作波形図

【図４】本発明の第二の実施例の誘導加熱装置の回路図

【図５】同、誘導加熱装置の動作を説明する各部動作波
形図

【図６】同、誘導加熱装置の別の動作を説明する各部動
作波形図

【図７】本発明の第３の実施例の誘導加熱装置の回路図

【図８】同、誘導加熱装置の動作を説明する各部動作波
形図

【図９】同、誘導加熱装置の別の動作を説明する各部動
作波形図

【図１０】本発明の第４の実施例の誘導加熱装置の要部
断面図

【図１１】本発明の第５の実施例の誘導加熱装置の回路
図

【図１２】本発明の第６の実施例の誘導加熱装置の回路
図

【図１３】本発明の第７の実施例の誘導加熱装置の回路
図

【図１４】本発明の各実施例に共通する誘導加熱装置の
回路図

【図１５】同、誘導加熱装置の別の回路図

【図１６】同、誘導加熱装置の更に別の回路図

【図１７】同、誘導加熱装置の更に別の回路図

【図１８】同、誘導加熱装置の更に別の回路図

【図１９】従来の誘導加熱装置の回路図

【図２０】同、誘導加熱装置の各部動作波形図

【図２１】同、誘導加熱装置の他の各部動作波形図

【符号の説明】

１…直流電源 ２…第一コイル ３…第一コンデンサ ４…第一スイッチング素子 ５…駆動制御回路 ６…リレー ７…第二コイル ８…第二コンデンサ ９…第二スイッチング素子 １１…第三コンデンサ １２…ｖｏｎ１検知回路 １３…第四コンデンサ １６…誘導加熱装置本体 １７…内釜支持部 １８…炊飯釜 １９…第一コイルベース ２０…ギャップ調整装置 ２１…動作周波数検知回路 ２２…第三コイル ２３…負荷検出手段 ２４…入力設定回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源にその一端を接続されたコイル
   部と、前記直流電源に対して前記コイル部と直列に接続
   される第一スイッチング素子と、前記コイル部と共振回
   路を形成する第一コンデンサと、前記コイル部と直列ま
   たは並列接続される第二スイッチング素子と第二コンデ
   ンサの直列回路より構成されるインバータ回路と、前記
   第一スイッチング素子と前記第二スイッチング素子を交
   互に導通制御する駆動制御回路とを備え、前記コイル部
   は、複数のコイルの取捨選択の組合せを可能としてなる
   誘導加熱装置。
2. 【請求項２】 直流電源にその一端を接続されたコイル
   と、前記直流電源に対して前記コイルと直列に接続され
   る第一スイッチング素子と、前記コイルと共振回路を形
   成するコンデンサ部と、前記コイルと直列または並列接
   続される第二スイッチング素子と第二コンデンサの直列
   回路より構成されるインバータ回路と、前記第一スイッ
   チング素子と前記第二スイッチング素子を交互に導通制
   御する駆動制御回路とを備え、前記コンデンサ部は、複
   数のコンデンサの取捨選択の組合せを可能としてなる誘
   導加熱装置。
3. 【請求項３】 直流電源にその一端を接続されたコイル
   と、前記直流電源に対して前記コイルと直列に接続され
   る第一スイッチング素子と、前記コイルと共振回路を形
   成する第一コンデンサと、前記コイルと直列または並列
   接続される第二スイッチング素子とコンデンサ部の直列
   回路より構成されるインバータ回路と、前記第一スイッ
   チング素子と前記第二スイッチング素子を交互に導通制
   御する駆動制御回路とを備え、前記コンデンサ部は、複
   数のコンデンサの取捨選択の組合せを可能としてなる誘
   導加熱装置。
4. 【請求項４】 直流電源にその一端を接続され負荷を誘
   導加熱するコイルと、前記直流電源に対して前記コイル
   と直列に接続される第一スイッチング素子と、前記コイ
   ルと共振回路を形成する第一コンデンサと、前記コイル
   と直列または並列接続される第二スイッチング素子と第
   二コンデンサの直列回路より構成されるインバータ回路
   と、前記第一スイッチング素子と前記第二スイッチング
   素子を交互に導通制御する駆動制御回路とを備え、前記
   コイルと負荷との間隙（以後、ギャップと称する。）を
   変えるギャップ切り替え手段を有してなる誘導加熱装
   置。
5. 【請求項５】 インバータ回路の動作状態を検出する動
   作状態検出手段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に
   記載の誘導加熱装置。
6. 【請求項６】 誘導加熱される負荷を検出する負荷検出
   手段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導
   加熱装置。
7. 【請求項７】 インバータ回路の入力電力を設定する入
   力設定手段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載
   の誘導加熱装置。