JPH11260542A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータ主回路に生じるスイッチング損失
を増加させることなく、非磁性材の鍋に生じる電磁反発
力を抑制することができる誘導加熱調理器を提供する。 【解決手段】 電圧制御回路２６は、加熱出力の調整
を、降圧チョッパ回路２５を構成するトランジスタ２１
のオン時間を制御することで、インバータ主回路８に駆
動電源として供給される直流電圧のレベルを変化させて
加熱出力の調整を行う。そして、インバータ主回路８の
動作周波数は常に共振回路３１Ａまたは３１Ｂの共振周
波数に一致させるので、鍋が非磁性材である場合に対応
して、鍋がトッププレートから浮くという現象を抑制す
るために共振回路３１Ａの共振周波数を１００ＫＨｚ程
度に設定しても、トランジスタ６及び７のスイッチング
損失を増加させることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ主回路
の出力端子に接続される加熱コイル及び共振コンデンサ
からなる共振回路に高周波電流を供給することにより、
鍋などの被加熱体を誘導加熱する誘導加熱調理器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】誘導加熱調理器は、火を使わず安全で熱
効率に優れており、システムキッチンなどに組み込む多
口電気クッキングヒータとしても急速に普及しつつあ
る。斯様な誘導加熱調理器の一構成例を図８に示す。商
用交流電源１の両端子は、その一方にコイル２を介して
整流ブリッジ回路３の交流入力端子に接続されており、
整流ブリッジ回路３の直流出力端子は、直流母線４ａ，
４ｂに接続されている。

【０００３】直流母線４ａ，４ｂには、平滑コンデンサ
５が接続されていると共に、上アーム側のＮＰＮ形トラ
ンジスタ６及び下アーム側のＮＰＮ形トランジスタ７か
らなるハーフブリッジ型のインバータ主回路８が接続さ
れている。トランジスタ６及び７のコレクタ，エミッタ
間には、フライホイールダイオード９及び１０が接続さ
れている。インバータ主回路８の出力端子８ａと直流母
線４ｂとの間には、加熱コイル１１及び共振コンデンサ
１２からなる直列共振回路１３が接続されている。

【０００４】入力設定回路１４は、使用者のキー（図示
せず）操作によって入力電力量を設定する回路であり、
その設定された値は、マイクロコンピュータなどで構成
される入力制御回路１５に与えられるようになってい
る。入力制御回路１５は、入力設定回路１４により与え
られた設定値に応じて、インバータ制御回路１６に制御
信号を出力するようになっており、インバータ制御回路
１６は、その制御信号に応じてインバータ主回路８のト
ランジスタ６及び７のベースに駆動信号を出力するよう
になっている。

【０００５】斯様な誘導加熱調理器においては、トラン
ジスタ６及び７を交互にオンオフさせることにより、整
流ブリッジ回路３によって整流された直流電源電圧から
所定の高周波電流を生成して共振回路１３に供給するこ
とで、加熱コイル１１からトッププレート上に載置され
た例えば鉄製の鍋（何れも図示せず）などに渦電流を誘
導させて加熱調理を行うようになっている。

【０００６】ここで、加熱コイル１１に流れる高周波電
流と鍋に誘導される渦電流とは逆相であるから鍋は電磁
反発力を受けることになるが、鍋が鉄などの磁性材であ
る場合は、その鍋が磁気吸引力をも受けることにより前
記電磁反発力は相殺されるので特に問題はない。これに
対して、鍋がアルミニュウムや銅などの非磁性材料であ
る場合は、磁気吸引力が殆ど作用せず電磁反発力のみが
作用することになる。

【０００７】しかも、例えば固有抵抗の比較的小なるア
ルミニュウム製の鍋を鉄製の鍋と同等に加熱するには、
より大きな渦電流を鍋に誘導させる必要があることか
ら、鍋が受ける反発力はより大きくなってしまう。する
と、鍋に調理物を入れた状態でも総重量が小さい場合
や、加熱調理の進行に伴う水分の蒸発などによって総重
量が減少した場合などには、鍋が浮き気味となってトッ
ププレート上を移動するおそれがある。

【０００８】斯様な問題を解決する手段として、非磁性
材の鍋を加熱する場合には、加熱コイル１１に供給する
高周波電流の周波数を高めることが考えられる。何故な
ら、鍋が受ける電磁反発力は、周波数の１／２乗に反比
例して減少するからである。そこで、従来は、図９に示
すように、上下アームのトランジスタ６及び７のオン時
間デューティを略５０％程度に固定的に設定しておき、
加熱コイル１１に供給する電流の周波数を可変すること
により出力を調整するようにして、例えば磁性材の鍋を
加熱する場合は２０Ｋ〜３０ＫＨｚ程度の周波数で、非
磁性材の鍋を加熱する場合はより高い５０ＫＨｚ程度の
周波数で行うものがあった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、非磁
性材の鍋を加熱する場合に生じる電磁反発力を抑制する
には、周波数をより高く設定するのが望ましい。しかし
ながら、共振回路の共振周波数を５０ＫＨｚを超えて設
定した場合において、例えば加熱出力を上昇させるため
に周波数を高い方に変化させると、その周波数は前記共
振周波数から誘導性の方にずれを生じる。

【００１０】すると、インバータ主回路８のトランジス
タ６及び７は、加熱コイル１１に流れる電流が、ゼロク
ロス点からずれているタイミングでスイッチングするこ
とになりスイッチング損失が増加するという問題が生じ
る。従って、上記従来技術においては、スイッチング損
失増加の許容限界内で設定し得る妥協点として、５０Ｋ
Ｈｚ程度という周波数が設定されているのである。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、インバータ主回路に生じるスイッチ
ング損失を増加させることなく、非磁性材の鍋に生じる
電磁反発力を抑制することができる誘導加熱調理器を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の誘導加熱調理器は、交流電源を整流
する整流回路と、この整流回路からの整流出力に基づい
て任意の直流電圧を生成する電圧変換手段と、この電圧
変換手段を制御する電圧制御手段と、スイッチング素子
で構成され、前記電圧変換手段によって生成される前記
直流電圧が駆動用電源として供給されるインバータ主回
路と、このインバータ主回路の出力端子に接続され、被
加熱体を誘導加熱する加熱コイル及び共振コンデンサか
らなる共振回路と、前記被加熱体を誘導加熱する場合
に、前記インバータ主回路のスイッチング素子に制御信
号を与えることにより、前記インバータ主回路を、５０
ＫＨｚを超えて設定される前記共振回路の共振周波数で
動作させるインバータ制御手段とを具備してなることを
特徴とする。

【００１３】斯様に構成すれば、電圧制御手段が電圧変
換手段を制御して、任意の直流電圧を駆動用電源として
インバータ主回路に供給することで加熱出力を調整する
ことができ、加熱出力の調整は、インバータ主回路の動
作周波数に依存することなく行い得るようになる。

【００１４】従って、インバータ制御手段は、インバー
タ主回路の動作周波数を常に共振回路の共振周波数に一
致させた一定の周波数にすることができ、インバータ主
回路を構成するスイッチング素子は、加熱コイルに流れ
る高周波電流のゼロクロス点に一致するタイミングでス
イッチングされる。故に、共振回路の共振周波数を５０
ＫＨｚを超えるように設定した場合でもインバータ主回
路のスイッチング損失は増加しないので、斯様に共振周
波数を高めることで、非磁性材の被加熱体を誘導加熱す
る場合に被加熱体に生じる電磁反発力を抑制して、安全
に加熱調理を行うことができる。

【００１５】この場合、請求項２に記載したように、磁
性材からなる被加熱体に対応する共振回路と、非磁性材
からなる被加熱体に対応する共振回路とを夫々独立に備
えることが好ましい。斯様に構成すれば、被加熱体の材
質に応じた適当な共振周波数で、インバータ主回路を動
作させることができる。

【００１６】また、請求項３に記載したように、電圧変
換手段を、スイッチング素子，コイル，平滑コンデンサ
及びダイオードで構成し、電圧制御手段を、前記スイッ
チング素子のオンオフデューティ比を変化させることに
より前記電圧変換手段に所定の直流電圧を生成させる構
成としても良い。斯様に構成すれば、これらの要素によ
り電圧変換手段を降圧チョッパ回路として構成すること
で、電圧制御手段は、インバータ主回路に供給する駆動
用電源の電圧調整を容易に行うことができる。

【００１７】請求項４に記載したように、インバータ主
回路から電源側への回生電流を検出する回生電流検出手
段を備え、インバータ制御手段を、前記回生電流検出手
段により検出される回生電流が最小となるようにインバ
ータ主回路のスイッチング素子に与える制御信号の周波
数を制御する構成とするのが好ましい。

【００１８】実際に、被加熱体を加熱コイルにより誘導
加熱する場合には、被加熱体が有しているインダクタン
ス成分などが加わることによって、共振回路に被加熱体
をも含んだ場合の共振周波数は異なってくる。従って、
斯様に構成すれば、インバータ制御手段が、検出される
回生電流を最小にするようにインバータ主回路のスイッ
チング素子に与える制御信号の周波数を制御すること
で、インバータ主回路の動作周波数を、共振回路に被加
熱体をも含んだ場合の共振周波数に一致させることが可
能となり、スイッチング損失を一層抑制することができ
る。

【００１９】請求項５に記載したように、インバータ制
御手段を、共振コンデンサの端子電圧が０Ｖになるタイ
ミングと、インバータ主回路におけるスイッチング素子
のオンタイミングとの位相差が制御信号周期の略１／４
に対応する位相差となるように制御信号の周波数を制御
しても良く、斯様に構成することで、請求項４と同様
に、インバータ主回路の動作周波数を、共振回路に被加
熱体をも含んだ場合の共振周波数に一致させることがで
きる。

【００２０】請求項６または７に記載したように、電圧
制御手段を、誘導加熱の開始時には電圧変換手段により
生成される直流電圧のレベルを低く設定し、インバータ
制御手段によって共振回路の共振周波数が求められる
と、設定電圧まで前記直流電圧のレベルを上昇させるよ
うにして（請求項６）、具体的には、インバータ制御手
段を、共振回路の共振周波数を求める場合に制御信号の
周波数の初期値を５０ＫＨｚ以上に設定するように構成
すると良い（請求項７）。

【００２１】斯様に構成すれば、インバータ主回路の動
作周波数を、共振回路の共振周波数に一致させた後に加
熱出力レベルを上昇させることで、動作開始時における
スイッチング損失をも低減することができる。また、被
加熱体が非磁性材からなる場合には、動作周波数をより
速く共振周波数に一致させることができる（請求項
７）。

【００２２】また、請求項８に記載したように、インバ
ータ主回路を、ハーフブリッジ型で構成し、インバータ
主回路における下アーム側のスイッチング素子に並列
に、スナバコンデンサを接続するのが好適である。斯様
に構成すれば、スイッチング素子を単にオンオフする場
合にも生じるスイッチング損失を、スナバコンデンサに
よって緩和することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１及び図２を参照して説明する。尚、図８と同一部
分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分
についてのみ説明する。平滑コンデンサ５とインバータ
主回路８との間における直流母線４ａには、トランジス
タ（スイッチング素子）２１のコレクタ，エミッタ及び
コイル２２が介挿されている。トランジスタ２１のエミ
ッタと直流母線４ｂとの間にはフライホイールダイオー
ド２３が接続されており、コイル２２のインバータ主回
路８側には、平滑コンデンサ２４が接続されている。

【００２４】尚、トランジスタ２１，コイル２２，ダイ
オード２３及び平滑コンデンサ２４は、降圧チョッパ回
路（電圧変換手段）２５を構成している。トランジスタ
２１のベースには、電圧制御回路（電圧制御手段）２６
の出力端子が接続されており、その電圧制御回路２６の
入力端子には、入力制御回路１５に代わって入力制御回
路２７の出力端子が接続されている。

【００２５】インバータ主回路８の出力端子８ａには、
切替えスイッチ２８の可動接点２８ａが接続されてお
り、切替えスイッチ２８の固定接点２８ｂ，２８ｃと直
流母線４ｂとの間には、加熱コイル２９Ａ及び共振コン
デンサ３０Ａからなる直列共振回路３１Ａ，加熱コイル
２９Ｂ及び共振コンデンサ３０Ｂからなる直列共振回路
３１Ｂが夫々接続されている。切替えスイッチ２８の切
替えは、入力制御回路１５により制御されるようになっ
ている。

【００２６】ここで、共振回路３１Ａは、アルミニュウ
ムや銅などの非磁性材からなる鍋の加熱用であり、その
共振周波数は、例えば１００ＫＨｚ程度に設定されてい
る。また、共振回路３１Ｂは、鉄などの磁性材からなる
鍋の加熱用であり、その共振周波数は、例えば２０数Ｋ
Ｈｚ程度に設定されている。その他の構成は図８に示す
ものと同様である。尚、インバータ制御回路１６及び入
力制御回路２７は、インバータ制御手段を構成してい
る。

【００２７】次に、本実施例の作用について図２をも参
照して説明する。平滑コンデンサ５の端子電圧は、整流
ブリッジ回路３によって整流された１００Ｖの商用交流
電源１を平滑することにより約１４０Ｖとなっている。
そして、電圧制御回路２６がトランジスタ２１のオン時
間デューティ比を制御することによって、降圧チョッパ
回路２５の作用により図１に示すＡ点における平滑コン
デンサ２４の端子電圧は０〜約１４０Ｖまで変化させる
ことができる。

【００２８】そして、電圧制御回路２６により制御され
た直流電圧は、インバータ主回路８に駆動用電源として
供給される。従って、インバータ主回路８を一定周波
数，一定デューティ比で動作させた場合でも、Ａ点にお
ける平滑コンデンサ２４の端子電圧を変化させることで
加熱コイル１１に供給する電流量を制御し、加熱出力の
大小を調整することができる。

【００２９】入力制御回路２７は、図示しない鍋材質判
定手段によって判定された鍋の材質に応じて切替えスイ
ッチ２８に制御信号を与え、鍋が非磁性材である場合は
可動接点２８ａを固定接点２８ｂに側に接続し、鍋が磁
性材である場合は可動接点２８ａを固定接点２８ｃに側
に接続して、夫々共振回路３１Ａ，３１Ｂをインバータ
主回路８に接続するように制御する。

【００３０】それに伴い、入力制御回路２７は、鍋が非
磁性材，磁性材である夫々の場合に応じて、加熱コイル
１１に供給される高周波電流の周波数が各共振回路３１
Ａ，３１Ｂの共振周波数に一致するようにインバータ制
御回路１６に指令を与える。すると、インバータ制御回
路１６は、入力制御回路２７により与えられる指令に応
じた一定周波数で、インバータ主回路８のトランジスタ
（スイッチング素子）６及び７をオンオフさせる。

【００３１】そして、例えば、図２に示すように、電圧
制御回路２６は、加熱出力を上昇させる場合はトランジ
スタ２１のオン時間を比較的長く設定してＡ点の電圧が
高くなるように制御する（図２（Ａ）参照）。すると、
加熱コイル１１に流れる高周波電流の振幅は比較的大と
なり加熱出力は上昇する。また、電圧制御回路２６は、
加熱出力を低下させる場合はトランジスタ２１のオン時
間を比較的短く設定してＡ点の電圧が低くなるように制
御する（図２（Ｂ）参照）。すると、加熱コイル１１に
流れる高周波電流の振幅は比較的小となり加熱出力は低
下する。

【００３２】以上のように本実施例によれば、加熱出力
の調整を、インバータ主回路８に駆動電源として供給さ
れる直流電圧のレベルを変化させて行うようにしたの
で、インバータ主回路８の動作周波数を常に共振回路３
１Ａまたは３１Ｂの共振周波数に一致させることができ
る。

【００３３】従って、鍋がアルミニュウムなどの非磁性
材である場合に対応して、共振回路３１Ａの共振周波数
を従来に比較して高い１００ＫＨｚ程度に設定しても、
インバータ主回路８の動作周波数を常にその共振周波数
に一致させることで、インバータ主回路８のトランジス
タ６及び７のスイッチング損失を増加させることがない
ので、周波数を高めた分に応じて鍋に生じる電磁反発力
を２^−１／２倍に低下させて、鍋がトッププレートから
浮くという現象を抑制して安全に調理を行うことができ
る。

【００３４】また、本実施例によれば、アルミニュウム
や銅などの非磁性材からなる鍋を加熱する場合と鉄など
の磁性材からなる鍋を加熱する場合とに対応して、夫々
共振回路３１Ａ，３１Ｂを設けたので、鍋の材質に応じ
た適当な共振周波数で、インバータ主回路８を動作させ
ることができる。

【００３５】更に、本実施例によれば、トランジスタ２
１，コイル２２及び平滑コンデンサ２４により降圧チョ
ッパ回路２５を構成して、電圧制御回路２６は、トラン
ジスタ２１のオンオフデューティ比を変化させてインバ
ータ主回路８に供給する駆動用電源の電圧を制御するよ
うにしたので、駆動用電源の電圧調整を容易に行うこと
ができる。また、整流ブリッジ回路３から出力される直
流電圧レベルが比較的高い期間にトランジスタ２１のオ
ン時間をより長くし、その期間に流れる電流量を比較的
多くすることによって、力率を改善することもできる。

【００３６】図３は本発明の第２実施例を示すものであ
り、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を
省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第２実
施例では、平滑コンデンサ２４の負側端子と直流母線４
ｂとの間に、電流トランス（回生電流検出手段）３２が
介挿されており、その電流トランス３２の出力端子は、
インバータ制御回路（インバータ制御手段）１６ａの入
力端子に接続されている。その他の構成は、第１実施例
と同様である。

【００３７】次に、第２実施例の作用について説明す
る。第１実施例のインバータ制御回路１６は、インバー
タ主回路８の動作周波数を常に共振回路３１Ａまたは３
１Ｂの共振周波数に一致させるように制御した。

【００３８】しかしながら、実際にトッププレート上に
鍋が載置されて誘導加熱を行う場合の加熱コイル２９Ａ
または２９Ｂのインダクタンスは、鍋の透磁率及び形
状，寸法などによって変化する。そのため、実際の共振
周波数は、鍋が変わると変化することになる。そこで、
インバータ制御回路１６ａは、インバータ主回路８のト
ランジスタ６及び７が何れもオフしている期間に電源側
に回生される電流を電流トランス３２により検出し、そ
の回生電流が最小となるように、インバータ主回路８の
動作周波数を制御する。

【００３９】斯様に制御を行うことによって、インバー
タ主回路８のトランジスタ６及び７は、加熱コイル２９
Ａまたは２９Ｂに流れる電流が略ゼロのタイミングでス
イッチングを行うことができる。また、回生電流が最小
となる状態とは、即ち、インバータ主回路８の動作周波
数が、鍋をも含めた共振回路３１Ａまたは３１Ｂの共振
周波数に一致している状態に等しい。

【００４０】以上のように第２実施例によれば、インバ
ータ制御回路１６ａは、電源側に回生される電流を電流
トランス３２により検出し、その回生電流が最小となる
ようにインバータ主回路８の動作周波数を制御するの
で、インバータ主回路８の動作周波数を、実際に鍋を誘
導加熱する場合の共振周波数に一致させることができ、
トランジスタ６及び７のスイッチング損失を一層抑制す
ることができる。

【００４１】図４及び図５は本発明の第３実施例を示す
ものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明す
る。第３実施例においては、微分回路３３の入力端子
が、共振回路３１Ａ（３１Ｂ）における加熱コイル２９
Ａ（２９Ｂ）及び共振コンデンサ３０Ａ（３０Ｂ）の共
通接続点に接続されており、微分回路３３の出力端子
は、インバータ制御回路（インバータ制御手段）１６ｂ
の入力端子に接続されている。その他の構成は、第１実
施例と同様である。

【００４２】次に、第３実施例の作用について図５をも
参照して説明する。インバータ制御回路１６ｂは、微分
回路３３によって、共振コンデンサ３０Ａまたは３０Ｂ
の端子電圧が０Ｖになるタイミングを検出する。そし
て、図５に示すように、その検出したタイミングと、イ
ンバータ主回路８のトランジスタ６及び７のオンタイミ
ングとの位相差が略９０度（即ち、制御信号周期の略１
／４に対応する位相差）となるように制御する。

【００４３】斯様に制御することで、トランジスタ６及
び７は、加熱コイル２９Ａまたは２９Ｂに流れる電流が
略ゼロのタイミングでスイッチングを行うことができる
ので、第２実施例と同様に、スイッチング損失を低減す
ることができる。

【００４４】図６及び図７は本発明の第４実施例を示す
ものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明す
る。図６に示すように、第３実施例においては、インバ
ータ主回路８のトランジスタ７のコレクタ−エミッタ間
に、スナバコンデンサ３４及びそのスナバコンデンサ３
４の充放電を制御するためのＮＰＮ形トランジスタ３５
の直列回路が接続されている。トランジスタ３５のベー
スは、インバータ制御回路（インバータ制御手段）１６
ｃの出力端子に接続されている。その他の構成について
は第１実施例と同様である。

【００４５】次に、第４実施例の作用について図７をも
参照して説明する。ランジスタ３５は、図７（ｅ）に示
すように、インバータ制御部１６ｃにより、トランジス
タ７がオンした後一定時間経過してからオンされると共
に、トランジスタ６がオフした後一定時間経過してから
オフされるようになっている。

【００４６】斯様に制御することで、トランジスタ６及
び７がオン状態からオフ状態に移行する場合に、コレク
タ−エミッタ間の電圧変化を緩やかにしてスイッチング
損失の発生を防止すると共に、トランジスタ７のオン時
にスナバコンデンサ３４に短絡電流が流れることをも防
止している。

【００４７】以上のように構成された第４実施例によれ
ば、トランジスタ７のコレクタ−エミッタ間にスナバコ
ンデンサ３４を設けたので、トランジスタ６及び７を単
にオンオフさせる場合に発生するスイッチング損失をも
低減することができる。

【００４８】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。被加熱体の材質判定は、磁性材であ
るか否かを先に判定しても良い。被加熱体の材質が非磁
性材である場合に対応するインバータ主回路の動作周波
数は１００ＫＨｚ程度に限ることなく、５０ＫＨｚを超
えて設定するものであれば、被加熱体に対して生じる電
磁反発力を従来よりも低減することができる。電圧制御
手段を、誘導加熱の開始時には電圧変換手段により生成
される直流電圧のレベルを低く設定し、インバータ制御
手段によって共振回路の共振周波数が求められると、入
力設定回路１４により設定された電圧まで前記直流電圧
のレベルを上昇させるように構成しても良い。斯様に構
成すれば、インバータ主回路の動作周波数を、共振回路
の共振周波数に一致させた後に加熱出力レベルを上昇さ
せることで、動作開始時におけるスイッチング損失をも
低減することができる。

【００４９】この場合、インバータ制御手段を、共振回
路の共振周波数を求める場合に制御信号の周波数の初期
値を５０ＫＨｚ以上に設定する構成としても良い。斯様
に構成すれば、誘導加熱の開始時に、被加熱体の材質に
ついて非磁性材であるか否かを先に判定する構成で、実
際の被加熱体の材質が非磁性材である場合には、共振周
波数をより速く求めることができる。共振回路は、被加
熱体の材質が磁性材である場合，非磁性材である場合に
対応して夫々独立に設けるものに限らず、非磁性材であ
る場合に対応するものだけを設けても良い。被加熱体は
鍋に限ることなく、フライパンや鉄板などでも良い。ス
イッチング素子は、トランジスタに限らず、ＩＧＢＴや
パワーＭＯＳＦＥＴなどでも良い。

【００５０】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。請求項１記載の誘導加熱調理器に
よれば、電圧制御手段が電圧変換手段を制御して、任意
の直流電圧を駆動用電源としてインバータ主回路に供給
することで加熱出力を調整することができるので、イン
バータ制御手段は、インバータ主回路の動作周波数を常
に共振回路の共振周波数に一致させた一定の周波数にす
ることができる。従って、共振回路の共振周波数を５０
ＫＨｚを超えるように設定した場合でもインバータ主回
路のスイッチング損失は増加しないので、斯様に共振周
波数を高めることで、非磁性材の被加熱体を誘導加熱す
る場合に被加熱体に生じる電磁反発力を抑制して安全に
加熱調理を行うことができる。

【００５１】請求項２記載の誘導加熱調理器によれば、
磁性材からなる被加熱体に対応する共振回路と、非磁性
材からなる被加熱体に対応する共振回路とを夫々独立に
備えたので、被加熱体の材質に応じた適当な共振周波数
でインバータ主回路を動作させることができる。

【００５２】請求項３記載の誘導加熱調理器によれば、
電圧変換手段を、スイッチング素子，コイル，平滑コン
デンサ及びダイオードで構成し、電圧制御手段は、スイ
ッチング素子のオンオフデューティ比を変化させること
により電圧変換手段に所定の直流電圧を生成させるの
で、これらの要素により電圧変換手段を降圧チョッパ回
路として構成することで、電圧制御手段は、インバータ
主回路に供給する駆動用電源の電圧調整を容易に行うこ
とができる。

【００５３】請求項４記載の誘導加熱調理器によれば、
インバータ制御手段は、回生電流検出手段により検出さ
れる回生電流が最小となるようにインバータ主回路のス
イッチング素子に与える制御信号の周波数を制御するの
で、インバータ主回路の動作周波数を、共振回路に被加
熱体をも含んだ場合の共振周波数に一致させることが可
能となり、スイッチング損失を一層抑制することができ
る。

【００５４】請求項５記載の誘導加熱調理器によれば、
インバータ制御手段は、共振コンデンサの端子電圧が０
Ｖになるタイミングとインバータ主回路におけるスイッ
チング素子のオンタイミングとの位相差が制御信号周期
の略１／４に対応する位相差となるように制御信号の周
波数を制御するので、請求項４と同様に、インバータ主
回路の動作周波数を、共振回路に被加熱体をも含んだ場
合の共振周波数に一致させることができる。

【００５５】請求項６または７記載の誘導加熱調理器に
よれば、電圧制御手段は、誘導加熱の開始時には電圧変
換手段により生成される直流電圧のレベルを低く設定
し、インバータ制御手段によって共振回路の共振周波数
が求められると設定電圧まで前記直流電圧のレベルを上
昇させるようにして（請求項６）、具体的には、インバ
ータ制御手段は、共振回路の共振周波数を求める場合に
制御信号の周波数の初期値を５０ＫＨｚ以上に設定する
（請求項７）ので、インバータ主回路の動作周波数を、
共振回路の共振周波数に一致させた後に加熱出力レベル
を上昇させることで、動作開始時におけるスイッチング
損失をも低減することができる。また、被加熱体が非磁
性材からなる場合には、動作周波数をより速く共振周波
数に一致させることができる（請求項７）。

【００５６】請求項８記載の誘導加熱調理器によれば、
インバータ主回路を、ハーフブリッジ型で構成し、イン
バータ主回路における下アーム側のスイッチング素子に
並列に、スナバコンデンサを接続するので、スイッチン
グ素子を単にオンオフする場合に生じるスイッチング損
失をもスナバコンデンサによって緩和することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における電気的構成を示す
図

【図２】加熱出力を調整する場合の各部の信号波形図で
あり、（Ａ）は比較的高出力の場合、（Ｂ）は比較的低
出力の場合を示す

【図３】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図４】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図５】図２相当図

【図６】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図７】図２相当図

【図８】従来技術を示す図１相当図

【図９】図２相当図

【符号の説明】

６及び７はトランジスタ（スイッチング素子）、８はイ
ンバータ主回路、１６，１６ａ，１６ｂ及び１６ｃはイ
ンバータ制御回路（インバータ制御手段）、２１はトラ
ンジスタ、２２はコイル、２４は平滑コンデンサ、２５
は降圧チョッパ回路（電圧変換手段）、２６は電圧制御
回路（電圧制御手段）、２７は入力制御回路（インバー
タ制御手段）、２９Ａ及び２９Ｂは加熱コイル、３０Ａ
及び３０Ｂは共振コンデンサ、３１Ａ及び３１Ｂは共振
回路、３２は電流トランス（回生電流検出手段）、３４
はスナバコンデンサを示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を整流する整流回路と、この整
   流回路からの整流出力に基づいて任意の直流電圧を生成
   する電圧変換手段と、この電圧変換手段を制御する電圧
   制御手段と、スイッチング素子で構成され、前記電圧変
   換手段によって生成される前記直流電圧が駆動用電源と
   して供給されるインバータ主回路と、このインバータ主
   回路の出力端子に接続され、被加熱体を誘導加熱する加
   熱コイル及び共振コンデンサからなる共振回路と、前記
   被加熱体を誘導加熱する場合に、前記インバータ主回路
   のスイッチング素子に制御信号を与えることにより、前
   記インバータ主回路を、５０ＫＨｚを超えて設定される
   前記共振回路の共振周波数で動作させるインバータ制御
   手段とを具備してなることを特徴とする誘導加熱調理
   器。
2. 【請求項２】 磁性材からなる被加熱体に対応する共振
   回路と、非磁性材からなる被加熱体に対応する共振回路
   とを夫々独立に備えていることを特徴とする請求項１記
   載の誘導加熱調理器。
3. 【請求項３】 電圧変換手段は、スイッチング素子，コ
   イル，平滑コンデンサ及びダイオードで構成され、電圧
   制御手段は、前記スイッチング素子のオンオフデューテ
   ィ比を変化させることにより前記電圧変換手段に所定の
   直流電圧を生成させることを特徴とする請求項１または
   ２記載の誘導加熱調理器。
4. 【請求項４】 インバータ主回路から電源側への回生電
   流を検出する回生電流検出手段を備え、インバータ制御
   手段は、前記回生電流検出手段により検出される回生電
   流が最小となるようにインバータ主回路のスイッチング
   素子に与える制御信号の周波数を制御することを特徴と
   する請求項１乃至３の何れかに記載の誘導加熱調理器。
5. 【請求項５】 インバータ制御手段は、共振コンデンサ
   の端子電圧が０Ｖになるタイミングと、インバータ主回
   路におけるスイッチング素子のオンタイミングとの位相
   差が制御信号周期の略１／４に対応する位相差となるよ
   うに制御信号の周波数を制御することを特徴とする請求
   項１乃至３の何れかに記載の誘導加熱調理器。
6. 【請求項６】 電圧制御手段は、誘導加熱の開始時には
   電圧変換手段により生成される直流電圧のレベルを低く
   設定し、インバータ制御手段によって共振回路の共振周
   波数が求められると、設定電圧まで前記直流電圧のレベ
   ルを上昇させることを特徴とする請求項１乃至５の何れ
   かに記載の誘導加熱調理器。
7. 【請求項７】 インバータ制御手段は、共振回路の共振
   周波数を求める場合に、制御信号の周波数の初期値を５
   ０ＫＨｚ以上に設定することを特徴とする請求項６記載
   の誘導加熱調理器。
8. 【請求項８】 インバータ主回路は、ハーフブリッジ型
   であり、インバータ主回路における下アーム側のスイッ
   チング素子に並列に、スナバコンデンサを接続したこと
   を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の誘導加熱
   調理器。