JPWO2013061493A1

JPWO2013061493A1 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JPWO2013061493A1
Application number: JP2013540616A
Authority: JP
Inventors: 澤田　大輔; 大輔澤田; 藤井　裕二; 裕二藤井; 富永　博; 博富永
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2032-07-09
Also published as: WO2013061493A1; JP5979386B2

Abstract

第１のインバータ回路（４ａ）および第２のインバータ回路（４ｂ）は、高電力モードでの通電と低電力モードでの通電とを交互に且つ排他的に所定の制御周期で繰り返すように制御される。交流電源（１）から整流平滑回路（１３）に入力される入力電流のピーク値が所定のしきい値Ｉｔｈ以下になると、第１のインバータ回路（４ａ）および第２のインバータ回路（４ｂ）のうち、高電力モードでの通電を行っていたインバータ回路の加熱動作は停止され、他方のインバータ回路は、単独で連続制御により加熱動作するように制御される。

Description

本発明は、２つのインバータ回路を備え、各インバータ回路を個々に切り替えて駆動する誘導加熱調理器に関する。

図５は、例えば特許文献１に記載の従来技術に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。図５において、整流回路５２は交流電源５１からの交流電力を整流し、整流回路５２からの直流出力電力は、チョークコイル５３及び平滑コンデンサ５４を備えた平滑回路によって平滑化され、インバータ回路６０ａおよび６０ｂに出力される。ここで、インバータ回路６０ａは、加熱コイル５５ａと、共振コンデンサ５６ａと、スイッチング用のトランジスタ５８ａと、ダンパーダイオード５７ａとを備えて構成され、インバータ回路６０ｂは、加熱コイル５５ｂと、共振コンデンサ５６ｂと、スイッチング用のトランジスタ５８ｂと、ダンパーダイオード５７ｂとを備えて構成される。２つのインバータ回路６０ａ、６０ｂは、整流回路５２と、チョークコイル５３と、平滑コンデンサ５４とを共有している。また、スイッチング素子５８ａ、５８ｂは駆動回路６２からの駆動信号に従ってオン／オフ動作を行う。

図５において、ゼロボルト検知回路６１は、交流電源５１の端子間電圧のゼロ点を検知し、ゼロ点検知信号を駆動回路６２に出力する。また、駆動回路６２は、２つのインバータ回路６０ａ、６０ｂを同時に駆動せず交互に駆動し、その駆動時間比率により火力を調整する。また、駆動回路６２は、インバータ回路６０ａ、６０ｂのうちの一方のインバータ回路の動作中に他方のインバータ回路に切り替えるときは、交流電源５１の端子間電圧のゼロ点付近で一方のインバータ回路を停止させ、ゼロ点通過後に他方のインバータ回路を駆動する。これにより、加熱開始毎に加熱コイル５５ａまたは５５ｂに突入電流が発生することを防止して、突入電流の発生時に鍋に発生する「コツコツ」という鍋コツ音をなくすことができる。

特開平２−２７０２９３号公報

上述した従来技術によれば、２つの加熱コイル上に単一の鉄板または鍋などの同一の負荷を載置し、例えば、強い火力を必要とする煮込み調理等には１つの加熱コイルのみを使用し、広い加熱面積を必要とする鉄板焼調理等には２つの加熱コイルを使用するというように、調理内容に応じて加熱面積を変化させることができる誘導加熱調理器の場合には鍋コツ音の発生をなくすことができる。しかしながら、例えば、１つの加熱コイルをそれぞれ有する２口の調理ヒーターを備えた誘導加熱調理器において、２つの加熱コイル直上に異なる負荷をそれぞれ配置し、従来技術に係る誘導加熱調理器と同様に２つのインバータ回路を制御すると、一方の加熱コイル直上から負荷が取り除かれた時に他方の加熱コイル直上に配置された鍋から鍋コツ音が発生することがある。

上述した現象が発生する理由を以下に述べる。交流電源からの入力電流と、加熱コイルに流れる共振電流あるいは共振コンデンサに発生する共振電圧とに基づいて、加熱コイル上から負荷が取り除かれたことを検知して加熱動作を停止する方法が既に知られている。ここで、特に素早く負荷が取り除かれた場合には、加熱コイル直上が無負荷の状態となってから加熱動作を停止するまでに若干の時間遅れが生じる場合がある。２つの加熱コイルを備えた誘導加熱調理器において、一方の加熱コイル上から負荷が取り除かれてから当該一方の加熱コイルの動作を停止するまでの期間中は、当該一方の加熱コイルは無負荷での加熱動作を行うことになるので、例えば図５の平滑コンデンサ５４から放電される電荷は極めて少なくなり、平滑コンデンサ５４は実質的に充電された状態（平滑状態）となる。さらに、２つの加熱コイルは交互に動作するため、負荷が配置されたままの他方の加熱コイルには加熱開始毎に突入電流が流れ、当該他方の加熱コイル上の負荷から鍋コツ音が発生する。

本発明の目的は以上の問題点を解決し、鍋が取り除かれた時の突入電流を原因とする鍋コツ音等の不愉快な音をなくすことができる誘導加熱調理器を提供することにある。

前記従来の課題を解決するために、本発明に係る誘導加熱調理器は、交流電源から整流平滑回路を介して入力される直流電流を所定の第１の高周波電流に変換し、第１の負荷を誘導加熱する第１の加熱コイルに供給する第１のインバータ回路と、上記直流電流を所定の第２の高周波電流に変換し、第２の負荷を誘導加熱する第２の加熱コイルに供給する第２のインバータ回路と、交流電源から上記整流平滑回路に入力される入力電流を検知する入力電流検知手段と、上記第１および第２のインバータ回路を制御する制御手段とを備えた誘導加熱調理器において、上記制御手段は、所定の第１の期間において、上記第１のインバータ回路の入力電力が所定の第１の目標入力電力より大きい所定の第１の入力電力になるように上記第１のインバータ回路を制御するとともに、上記第２のインバータ回路の入力電力が所定の第２の目標入力電力より小さい所定の第２の入力電力になるように上記第２のインバータ回路を制御し、上記第１の期間に続く所定の第２の期間において、上記第１のインバータ回路の入力電力が上記第１の目標入力電力より小さい所定の第３の入力電力になるように上記第１のインバータ回路を制御するとともに、上記第２のインバータ回路の入力電力が上記第２の目標入力電力より大きい所定の第４の入力電力になるように上記第２のインバータ回路を制御し、上記第１の期間と上記第２の期間とを所定の制御周期で繰り返すことにより、上記第１のインバータ回路の平均入力電力が上記第１の目標入力電力になり、上記第２のインバータ回路の平均入力電力が上記第２の目標入力電力になるように、上記第１および第２のインバータ回路を制御し、上記入力電流が所定のしきい値以下であることを検知したとき、上記第１および第２のインバータ回路のうち、当該検知したタイミングにおいて入力電力が上記第１または第４の入力電力になるように制御していた一方のインバータ回路の加熱動作を停止するように制御することを特徴とする。

本発明に係る誘導加熱調理器によれば、第１および第２のインバータ回路を交互に駆動しているときに、第１および第２のインバータ回路のうち、鍋が取り除かれて無負荷の状態となった一方のインバータ回路の加熱動作を従来技術に比較して素早く停止させることができる。従って、他方のインバータ回路を、平滑コンデンサが実質的に充電された状態（平滑状態）から加熱動作を開始しないように制御でき、加熱コイルへの突入電流の発生を防止して鍋コツ音をなくすことができる。

本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。図１の誘導加熱調理器の動作を示すタイミングチャートである。図１の第２のインバータ回路４ｂにおいて時分割制御から連続制御に切り替えるときの第１のインバータ回路４ａ及び第２のインバータ回路４ｂの入力電力の時間変化を示すタイミングチャートである。図３Ａの第２のインバータ回路４ｂの入力電力の時間変化と等価な入力電力の時間変化を示すタイミングチャートである。図１の誘導加熱調理器の本発明の実施の形態２に係る動作を示すタイミングチャートである。従来技術に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。

第１の態様に係る誘導加熱調理器は、交流電源から整流平滑回路を介して入力される直流電流を所定の第１の高周波電流に変換し、第１の負荷を誘導加熱する第１の加熱コイルに供給する第１のインバータ回路と、上記直流電流を所定の第２の高周波電流に変換し、第２の負荷を誘導加熱する第２の加熱コイルに供給する第２のインバータ回路と、交流電源から上記整流平滑回路に入力される入力電流を検知する入力電流検知手段と、上記第１および第２のインバータ回路を制御する制御手段とを備えた誘導加熱調理器において、上記制御手段は、所定の第１の期間において、上記第１のインバータ回路の入力電力が所定の第１の目標入力電力より大きい所定の第１の入力電力になるように上記第１のインバータ回路を制御するとともに、上記第２のインバータ回路の入力電力が所定の第２の目標入力電力より小さい所定の第２の入力電力になるように上記第２のインバータ回路を制御し、上記第１の期間に続く所定の第２の期間において、上記第１のインバータ回路の入力電力が上記第１の目標入力電力より小さい所定の第３の入力電力になるように上記第１のインバータ回路を制御するとともに、上記第２のインバータ回路の入力電力が上記第２の目標入力電力より大きい所定の第４の入力電力になるように上記第２のインバータ回路を制御し、上記第１の期間と上記第２の期間とを所定の制御周期で繰り返すことにより、上記第１のインバータ回路の平均入力電力が上記第１の目標入力電力になり、上記第２のインバータ回路の平均入力電力が上記第２の目標入力電力になるように、上記第１および第２のインバータ回路を制御し、上記入力電流が所定のしきい値以下であることを検知したとき、上記第１および第２のインバータ回路のうち、当該検知したタイミングにおいて入力電力が上記第１または第４の入力電力になるように制御していた一方のインバータ回路の加熱動作を停止するように制御することを特徴とする。

従って、第１および第２のインバータ回路を交互に駆動しているときに、第１および第２のインバータ回路のうち、鍋が取り除かれて無負荷の状態となった一方のインバータ回路の加熱動作を従来技術に比較して素早く停止させることができる。従って、他方のインバータ回路を、平滑コンデンサが実質的に充電された状態（平滑状態）から加熱動作を開始しないように制御でき、加熱コイルへの突入電流の発生を防止して鍋コツ音をなくすことができる。

第２の態様に係る誘導加熱調理器は、第１の態様に係る誘導加熱調理器において、上記制御手段は、上記入力電流が上記しきい値以下であることを検知したとき、上記第１および第２のインバータ回路のうち、他方のインバータ回路を、当該他方のインバータ回路の入力電力が所定の第３の目標入力電力になるように制御することを特徴とする。

従って、鍋が取り除かれて無負荷の状態となった一方のインバータ回路の加熱動作を従来技術に比較して素早く停止させ、他方のインバータ回路の制御方法を単独で連続的に加熱動作を行う連続制御に変更することができる。このため、平滑コンデンサが実質的に充電された状態（平滑状態）から加熱動作を開始しないように、他方のインバータ回路を制御でき、加熱コイルへの突入電流の発生を防止して鍋コツ音をなくすことができる。

第３の態様に係る誘導加熱調理器は、第２の態様に係る誘導加熱調理器において、上記第３の目標入力電力は、上記第１および第２の目標入力電力のうち、上記他方のインバータ回路の目標入力電力と同一であるように設定されることを特徴とする。

従って、入力電流がしきい値以下であることを検出したタイミングにおいて、入力電力が第２または第３の入力電力になるように制御していた他方のインバータ回路に接続された加熱コイル直上に配置される負荷に対して、当該他方のインバータ回路の制御方法が変更されたことに関わらず、安定した電力供給を行うことができる。

第４の態様に係る誘導加熱調理器は、第１から第３のうちのいずれか１つの態様に係る誘導加熱調理器において、上記第２および第３の入力電力は、それぞれゼロに設定されることを特徴とする。

従って、第１および第２のインバータ回路は同時に駆動されないので、干渉音（唸り音）をなくすことができる。

第５の態様に係る誘導加熱調理器は、第１から第３のうちのいずれか１つの態様に係る誘導加熱調理器において、上記第１の期間における上記第２のインバータ回路の駆動信号の周波数は、上記第１の期間における上記第１のインバータ回路の駆動信号の周波数の２倍の周波数に設定され、上記第２の期間における上記第１のインバータ回路の駆動信号の周波数は、上記第２の期間における上記第２のインバータ回路の駆動信号の周波数の２倍の周波数に設定されたことを特徴とする。

従って、一方のインバータ回路の駆動信号の２次高調波の周波数と他方のインバータ回路の駆動信号の周波数との間に周波数差が発生しないため、干渉音（唸り音）をなくすことができる。

第６の態様に係る誘導加熱調理器は、第１から第５のうちのいずれか１つの態様に係る誘導加熱調理器において、上記第１および第２のインバータ回路の加熱動作の状態を報知する報知手段をさらに備え、上記制御手段は、上記一方のインバータ回路の加熱動作を停止した後、上記一方のインバータ回路が加熱動作を停止していることを報知するように、上記報知手段を制御することを特徴とする。

従って、使用者は、加熱コイル直上から負荷が取り除かれて加熱動作が自動停止した旨を、例えば視覚的にあるいは聴覚的に容易に認識することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、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。

（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構成を示すブロック図である。図１において、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、交流電源１と、整流回路２および平滑コンデンサ３を備えた整流平滑回路１３と、第１の負荷を誘導加熱する第１の加熱コイル５ａと、第２の負荷を誘導加熱する第２の加熱コイル５ｂと、第１のインバータ回路４ａと、第２のインバータ回路４ｂと、第１の駆動回路８ａと、第２の駆動回路８ｂと、制御手段９と、電流検知手段１０と、第１の報知手段１１ａおよび第２の報知手段１１ｂを備えた報知手段１１と、ゼロボルト検知回路１２とを備えて構成される。なお、例えば鍋などの第１の負荷は第１の加熱コイル５ａの直上に載置され、例えば鍋などの第２の負荷は第２の加熱コイル５ｂの直上に載置される。また、第１のインバータ回路４ａは、第１の共振コンデンサ６ａと、２つの第１の半導体スイッチ７ａ、７ｂとを備えて構成され、第１のインバータ回路４ｂは、第２の共振コンデンサ６ｂと、２つの第２の半導体スイッチ７ｃ、７ｄとを備えて構成される。

ここで、整流回路２は、交流電源１からの交流電流を整流して出力する。さらに、整流回路２からの出力電流は平滑コンデンサ３により平滑される。そして、平滑コンデンサ３からの直流電流は第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂに出力される。また、電流検知手段１０は、交流電源１から整流平滑回路１３に入力される入力電流を、例えばカレントトランスを用いて検知し、検知された入力電流のピーク値を検知し、検知されたピーク値を示す電流検知信号を制御手段９に出力する。さらに、ゼロボルト検知回路１２は、交流電源１の端子間電圧のゼロ点を検知し、ゼロ点を検知したタイミングを示すパルス信号であるゼロ点検知信号を発生して、制御手段９に出力する。

制御手段９はマイクロコンピューターを備えて構成され、電流検知手段１０からの電流検知信号と、ゼロボルト検知回路１２からのゼロボルト検知信号とに基づいて、第１の半導体スイッチ７ａ、７ｂおよび第２の半導体スイッチ７ｃ、７ｄを制御するための制御信号を発生して、第１の駆動回路８ａおよび第２の駆動回路８ｂに出力する。また、第１の駆動回路８ａは、制御手段９からの制御信号に基づいて、第１の半導体スイッチ７ａ、７ｂを駆動するための駆動信号を発生して第１の半導体スイッチ７ａ、７ｂに出力し、第２の駆動回路８ｂは、制御手段９からの制御信号に基づいて、第２の半導体スイッチ７ｃ、７ｄを駆動するための駆動信号を発生して第２の半導体スイッチ７ｃ、７ｄに出力する。制御手段９は、電流検知手段１０により検知される入力電流のピーク値がマイクロコンピューター内に保持された所定の設定値と実質的に等しくなるように、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂ内の第１の半導体スイッチ７ａ、７ｂおよび第２の半導体スイッチ７ｃ、７ｄを制御して第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂのパワーコントロールを行う。さらに、制御手段９は、第１のインバータ回路４ａが加熱動作を行っているか否か、および第２のインバータ回路４ｂが加熱動作を行っているか否かを示す信号を報知手段１１に出力する。なお、制御手段９による第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂの具体的な制御方法は、後述する。

第１の報知手段１１ａは発光ダイオードであって、第１のインバータ回路４ａが加熱動作を行っているときは点灯する一方、第１インバータ回路４ａが加熱動作を停止しているときは消灯して、第１のインバータ回路４ａの加熱動作の状態を報知する。また、第２の報知手段１１ｂは発光ダイオードであって、第２のインバータ回路４ｂが加熱動作を行っているときは点灯する一方、第２のインバータ回路４ｂが加熱動作を停止しているときは消灯して、第２のインバータ回路４ｂの加熱動作の状態を報知する。

また、第１のインバータ回路４ａはハーフブリッジ回路である。ここで、第１の半導体スイッチ７ａ、７ｂの直列接続回路は平滑コンデンサ３に並列に接続される。また、第１の加熱コイル５ａと第１の共振コンデンサ６ａとの直列接続回路は、第１の半導体スイッチ７ａ、７ｂの直列接続回路の中点と、平滑コンデンサ３の基準電位（接地電位）側の電極との間に接続される。第１のインバータ回路４ａは、交流電源１から整流平滑回路１３を介して入力される直流電流を所定の第１の高周波電流に変換し、第１の負荷を誘導加熱する第１の加熱コイル５ａに供給する。

第１のインバータ回路４ａと同様に、第２のインバータ回路４ｂはハーフブリッジ回路である。ここで、第２の半導体スイッチ７ｃ、７ｄの直列接続回路は平滑コンデンサ３に並列に接続される。また、第２の加熱コイル５ｂと第２の共振コンデンサ６ｂとの直列接続回路は、第２の半導体スイッチ７ｃ、７ｄの直列接続回路の中点と、平滑コンデンサ３の基準電位（接地電位）側の電極との間に接続される。第２のインバータ回路４ｂは、交流電源１から整流平滑回路１３を介して入力される直流電流を所定の第２の高周波電流に変換し、第２の負荷を誘導加熱する第２の加熱コイル５ｂに供給する。第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂは、整流回路２と、平滑コンデンサ３と、電流検知手段１０とを共有する。

なお、本実施の形態の第１および第２のインバータ回路４ａ、４ｂを、それぞれハーフブリッジ回路で構成したが、フルブリッジ回路で構成しても本実施の形態と同様の効果が得られる。

次に、制御手段９の動作を詳細説明する。上述したように、制御手段９は、第１の駆動回路８ａおよび第２の駆動回路８ｂに制御信号を出力することにより、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂの加熱動作を制御する。具体的には、制御手段９は、第１のインバータ回路４ａのみを加熱動作させるとき、第１のインバータ回路４ａの入力電力が連続的に所定の第１の目標入力電力Ｐ１になるように第１のインバータ回路４ａを制御する。さらに、制御手段９は、第２のインバータ回路４ｂのみを加熱動作させるとき、第２のインバータ回路４ｂの入力電力が連続的に所定の第２の目標入力電力Ｐ２になるように第２のインバータ回路４ｂを制御する。以下、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂのうち、一方のインバータ回路のみを上述したように加熱動作させることを、「インバータ回路を連続制御により加熱動作させる」という。

また、制御手段９は、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂをともに加熱動作させるとき、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂを以下のように制御する。制御手段９は、第１のインバータ回路４ａの平均入力電力が所定の第１の目標入力電力Ｐ１になるように、高電力モードでの通電期間と低電力モードでの通電期間とを所定の制御周期で繰り返すように、第１のインバータ回路４ａを制御する。ここで、高電力モードでの通電期間において、第１のインバータ回路４ａの入力電力は第１の目標入力電力Ｐ１より大きい所定の入力電力Ｐ１ａになるように制御される一方、低電力モードでの通電期間において、第１のインバータ回路４ａの入力電力は第１の目標入力電力Ｐ１より小さい所定の入力電力Ｐ１ｂになるように制御される。なお、本実施の形態において、低電力モードでの入力電力Ｐ１ｂは０Ｗに設定され、第１のインバータ回路４ａは動作を停止する。さらに、制御手段９は、第２のインバータ回路４ｂの平均入力電力が所定の第２の目標入力電力Ｐ２になるように、高電力モードでの通電期間と低電力モードでの通電期間とを所定の制御周期で繰り返すように、第２のインバータ回路４ｂを制御する。ここで、高電力モードでの通電期間において、第２のインバータ回路４ｂの入力電力は第２の目標入力電力Ｐ２より大きい所定の入力電力Ｐ２ａになるように制御される一方、低電力モードでの通電期間において、第２のインバータ回路４ｂの入力電力は第２の目標入力電力Ｐ２より小さい所定の入力電力Ｐ２ｂになるように制御される。なお、本実施の形態において、低電力モードでの入力電力Ｐ２ｂは０Ｗに設定され、第２のインバータ回路４ｂは動作を停止する。また、第１の目標入力電力Ｐ１および第２の目標入力電力Ｐ２はそれぞれ、例えば使用者によって任意の入力電力に設定される。

さらに、制御手段９は、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂを、高電力モードでの通電と低電力モードでの通電とを交互に且つ排他的に、上述した制御周期で繰り返すように制御する。本実施の形態において、低電力モードでの入力電力Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂは０Ｗに設定されるので、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂは同時に駆動されずに交互に駆動される。また、制御手段９は、第１のインバータ回路４ａの高電力モードでの動作期間の比率により第１の加熱コイル５ａのパワーコントロールを行い、第２のインバータ回路４ｂの高電力モードでの動作期間の比率により第２の加熱コイル５ｂのパワーコントロールを行う。

さらに、制御手段９は、従来技術に係る誘導加熱と同様に、ゼロボルト検知回路１２からのゼロボルト検知信号に従って、各インバータ回路４ａ、４ｂにおいて、高電力モードでの通電から低電力モードでの通電に、または低電力モードでの通電から高電力モードでの通電に切り替える。これにより、高電力モードでの通電と低電力モードでの通電との間での切り替え時に平滑コンデンサ３の残留電圧を比較的低い電圧に抑えて、始動時の第１の加熱コイル５ａまたは第２の加熱コイル５ｂの突入電流を抑えることができる。従って、高電力モードでの通電と低電力モードでの通電との間での切り替え毎に発生する鍋コツ音を使用者にとって問題のないレベルにまで下げることができる。以下、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂをともに上述したように加熱動作させることを、「第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂを時分割制御により加熱動作させる」という。

また、制御手段９は、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂを時分割制御により加熱動作させているときに、電流検知手段１０によって検知された入力電流のピーク値が所定のしきい値Ｉｔｈ以下であることを検知すると、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂのうち当該検知したタイミングにおいて高電力モードでの通電を行っていた（すなわち、動作していた）一方のインバータ回路の加熱動作を停止し、当該検知したタイミングにおいて低電力モードで通電を行っていた（すなわち、本実施の形態の場合、通電を停止していた）他方のインバータ回路を連続制御により加熱動作させる。このとき、上述した他方のインバータ回路の目標入力電力は、入力電流のピーク値が所定のしきい値Ｉｔｈ以下になったタイミングの直前の当該他方のインバータ回路の目標入力電力と同一に設定される。

以上説明したように構成された誘導加熱調理器の動作および作用を説明する。

図２は、図１の誘導加熱調理器の動作を示すタイミングチャートである。図２において、はじめに、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂに対応する２口の調理ヒーターが同時に使用されている。このような調理形態として、例えばカレーまたはシチュー等の煮込み調理と湯沸しとを同時に行う等の調理形態が考えられる。この場合、第１の加熱コイル５ａおよび第２の加熱コイル５ｂ直上には、互いに異なる第１および第２の負荷（鍋）が配置される。そして、制御手段９は、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂを時分割制御により加熱動作させる。また、第１の報知手段１１ａは発光ダイオード点灯させることにより、第１のインバータ回路４ａが加熱動作を行っていることを使用者に視覚的に報知し、第２の報知手段１１ｂは発光ダイオード点灯させることにより、第２のインバータ回路４ｂが加熱動作を行っていることを使用者に視覚的に報知する。

図２において、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂが時分割制御により制御される期間中は、ゼロボルト検知回路１２からのゼロ点検知信号の立ち上がりタイミングｔ１、ｔ３、ｔ５において、第１のインバータ回路４ａは低電力モードでの通電状態から高電力モードでの通電状態に切り替えられる一方、第２のインバータ回路４ｂは高電力モードでの通電状態から低電力モードでの通電状態に切り替えられる。また、ゼロボルト検知回路１２からのゼロ点検知信号の立ち上がりタイミングｔ４、ｔ４において、第１のインバータ回路４ａは高電力モードでの通電状態から低電力モードでの通電状態に切り替えられる一方、第２のインバータ回路４ｂは低電力モードでの通電状態から高電力モードでの通電状態に切り替えられる。

次に、タイミングｔ５より後の所定のタイミングにおいて、２口の調理ヒーターの同時使用中に第１の加熱コイル５ａに対応する一方の調理ヒーターから第１の負荷が取り除かれると、第１のインバータ回路４ａが無負荷状態で動作するので、交流電源１からの入力電流は極めて少なくなる。このため、図２に示すように、タイミングｔ５の後のタイミングｔ５１において、入力電流のピーク値はしきい値Ｉｔｈ以下になる。

制御手段９は、タイミングｔ５１において入力電流のピーク値がしきい値Ｉｔｈ以下であることを検知すると、タイミングｔ５１において高電力モードで通電を行っていた第１のインバータ回路４ａの加熱動作を、第１のインバータ回路４ａの通電状態を高電力モードでの通電から低電力モードでの通電に切り替える次のタイミングｔ６で停止させる。さらに、制御手段９は、タイミングｔ６において、第２のインバータ回路４ｂを、連続制御により単独で加熱動作させる。

タイミングｔ６以降、第２のインバータ回路４ｂは、所定の制御周期で加熱動作と停止とを繰り返す時分割制御ではなく、入力電力が連続的に第２の目標入力電力Ｐ２になるように連続制御により加熱動作する。更に、制御手段９は、タイミングｔ６において、第１のインバータ回路４ａが加熱動作を停止していることを示す信号を報知手段１１に出力する。これに応答して、報知手段１１ａの発光ダイオードは消灯し、第１の加熱コイル５ａ上から鍋が取り除かれたことを、使用者に視覚的に報知する。

図３Ａは、図１の第２のインバータ回路４ｂにおいて時分割制御から連続制御に切り替えるときの第１のインバータ回路４ａ及び第２のインバータ回路４ｂの入力電力の時間変化を示すタイミングチャートであり、図３Ｂは、図３Ａの第２のインバータ回路４ｂの入力電力の時間変化と等価な入力電力の時間変化を示すタイミングチャートである。

図３Ａにおいて、第２のインバータ回路４ｂの第２の目標入力電力Ｐ２は１５００Ｗに設定されており、時分割制御の制御周期は２０ミリ秒に設定されている。このとき、時分割制御中の第２のインバータ回路４ｂの平均入力電力は、高電力モードでの入力電力Ｐ２ａ×（動作期間長／制御周期）となるため、動作期間長は１０ミリ秒に設定される。すなわち、第２のインバータ回路４ｂは、３０００Ｗ×（１０ミリ秒／２０ミリ秒）＝１５００Ｗの平均入力電力で加熱動作される。さらに、第２のインバータ回路４ｂの制御方法が時分割制御から連続制御に変更された後は、第２のインバータ回路４は、入力電力が連続的に１５００Ｗになるように連続加熱動作するため、制御方法の変更前後で第２のインバータ回路４ｂからの発生電力（入力電力）は変化しない（図３Ｂ参照）。

以上説明したように、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器は、
（ａ）交流電源１から整流平滑回路１３を介して入力される直流電流を所定の第１の高周波電流に変換し、第１の負荷を誘導加熱する第１の加熱コイル５ａに供給する第１のインバータ回路４ａと、
（ｂ）上記直流電流を所定の第２の高周波電流に変換し、第２の負荷を誘導加熱する第２の加熱コイル５ｂに供給する第２のインバータ回路４ｂと、
（ｃ）交流電源１から整流平滑回路１３に入力される入力電流を検知する入力電流検知手段１０と、
（ｄ）第１および第２のインバータ回路４ａ、４ｂを制御する制御手段９とを備えて構成される。

ここで、制御手段は９、所定の第１の期間（例えば、図２のタイミングｔ１からｔ２までの期間）において、第１のインバータ回路４ａの入力電力が所定の第１の目標入力電力Ｐ１より大きい所定の第１の入力電力Ｐ１ａになるように第１のインバータ回路４ａを制御するとともに、第２のインバータ回路４ｂの入力電力が所定の第２の目標入力電力Ｐ２より小さい所定の第２の入力電力Ｐ２ｂになるように第２のインバータ回路４ｂを制御する。また、制御手段９は、第１の期間に続く所定の第２の期間（例えば、図２のタイミングｔ２からｔ３までの期間）において、第１のインバータ回路４ａの入力電力が第１の目標入力電力Ｐ１より小さい所定の第３の入力電力Ｐ１ｂになるように第１のインバータ回路４ａを制御するとともに、第２のインバータ回路４ｂの入力電力が第２の目標入力電力Ｐ２より大きい所定の第４の入力電力Ｐ２ａになるように第２のインバータ回路４ｂを制御する。そして、制御手段９は、第１の期間と第２の期間とを所定の制御周期で繰り返すことにより、第１のインバータ回路４ａの平均入力電力が第１の目標入力電力Ｐ１になり、第２のインバータ回路４ｂの平均入力電力が第２の目標入力電力Ｐ２になるように、第１および第２のインバータ回路４ａ、４ｂを制御する。

制御手段９は、入力電流のピーク値が所定のしきい値Ｉｔｈ以下であることを検知したとき、第１および第２のインバータ回路４ａ、４ｂのうち、当該検知したタイミング（例えば、図２のタイミングｔ５１）において入力電力が第１の入力電力Ｐ１ａまたは第４の入力電力Ｐ２ａになるように制御していた一方のインバータ回路の加熱動作を停止するように制御することを特徴とする。

また、制御手段９は、入力電流のピーク値がしきい値Ｉｔｈ以下であることを検知したとき、第１および第２のインバータ回路４ａ、４ｂのうち、他方のインバータ回路を、当該他方のインバータ回路の入力電力が所定の第３の目標入力電力になるように制御することを特徴とする。ここで、第３の目標入力電力は、第１および第２の目標入力電力Ｐ１、Ｐ２のうち、他方のインバータ回路の目標入力電力と同一であるように設定されることを特徴とする。

従って、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂのうち、鍋が取り除かれて無負荷の状態となった一方のインバータ回路の加熱動作を従来技術に比較して素早く停止させ、他方のインバータ回路の動作モードを、単独で連続制御により加熱動作させる動作モードに変更することができる。このため、平滑コンデンサ３が実質的に充電された状態（平滑状態）から加熱動作を開始することがなくなり、第１の加熱コイル５ａおよび第２の加熱コイル５ｂへの突入電流の発生を防止して鍋コツ音をなくすことができる。

また、本実施の形態１においては、時分割制御時の低電力モードでの入力電力Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂは０Ｗに設定されるので、低電力モードでの通電期間においてインバータ回路は動作しない。従って、第１および第２のインバータ回路４ａ、４ｂは同時に駆動されない。従って、近接して配置される２つの加熱コイルに流れる高周波電流に周波数差が生じて共鳴現象により発生する干渉音（唸り音）をなくすことができる。

また、本実施の形態１においては、制御手段９は、入力電流がしきい値Ｉｔｈ以下であることを検出したタイミングにおいて低電力モードで通電を行っていた（すなわち、本実施の形態の場合、通電を停止していた）他方のインバータ回路を連続制御により加熱動作させる。このとき、上述した他方のインバータ回路の目標入力電力は、入力電流のピーク値が所定のしきい値Ｉｔｈ以下になったタイミングの直前の目標入力電力に設定される。従って、入力電流がしきい値Ｉｔｈ以下であることを検出したタイミングにおいて通電を停止していたインバータ回路に接続された加熱コイル直上に配置される負荷に対して、インバータ回路を時分割制御によって制御するか、連続制御によって制御するかに関わらず（すなわち、動作モードに関わらず）安定した電力供給を行うことができる。

また、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器は、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂの加熱動作の状態を報知する報知手段１１を備える。さらに、制御手段９は、入力電流に基づいて、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂのうちのいずれか一方のインバータ回路の加熱動作を停止するとき、当該一方のインバータ回路の加熱動作が停止状態であることを報知手段１１により報知する。従って、加熱コイル直上から負荷が取り除かれて加熱動作が自動停止したことを、使用者が視覚的に容易に認識することができる。なお、本実施の形態において、第１の報知手段１１ａおよび第２の報知手段１１ｂは発光ダイオードであったが、本発明はこれに限られず、ブザーなどの他の報知手段であってもよい。第１の報知手段１１ａおよび第２の報知手段１１ｂがブザーである場合、使用者は、インバータ回路が停止したことを聴覚的に認識できる。

なお、本実施の形態１では、制御手段９は、交流電源からの入力電流を用いてパワーコントロールを行ったが、本発明はこれに限られない。制御手段９は、第１の加熱コイル５ａおよび第２の加熱コイル５ｂや第１の共振コンデンサ６ａおよび第２の共振コンデンサ６ｂに発生する共振電流または電圧を用いてパワーコントロールを行ってもよい。

また、本実施の形態１では、図３Ａに示すように、時分割制御時の第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂの制御周期を２０ミリ秒に設定し、高電力モードでの通電期間長（すなわち、動作期間長）および低電力モードでの通電期間長（すなわち、停止期間長）をそれぞれ１０ミリ秒に設定して交互に動作させたが、本発明はこれに限られず、制御周期、動作期間長および停止期間長はこれらの値と異なっていても、本実施の形態と同様の効果が得られる。

また、本実施の形態１では、制御手段９は、時分割制御時には第２のインバータ回路４ｂの入力電力を３０００Ｗと０Ｗとの間で切り替えて平均入力電力を１５００Ｗとし、また連続制御時には入力電力が連続的に１５００Ｗになるように第２のインバータ回路４ｂを連続加熱動作させたが、本発明はこれに限られず、１５００Ｗ以外の目標入力電力であっても本実施の形態と同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と比較して異なる点は時分割制御における低電力モードでの動作方法のみであり、その他同様の内容については説明を省略する。

図４は、図１の誘導加熱調理器の本発明の実施の形態２に係る動作を示すタイミングチャートである。実施の形態１では、第１のインバータ回路４ａの低電力モードでの通電期間において、第１のインバータ回路４ａの入力電力Ｐ１ｂは０Ｗに設定され、第２のインバータ回路４ｂの低電力モードでの通電期間において、第２のインバータ回路４ｂの入力電力Ｐ２ｂは０Ｗに設定された。これに対して、本実施の形態では、第１のインバータ回路４ａの低電力モードでの通電期間において、第１のインバータ回路４ａの入力電力Ｐ１ｂは第１の目標入力電力Ｐ１より小さい０Ｗ以外の所定の入力電力になるように制御される。また、第２のインバータ回路４ｂの低電力モードでの通電期間において、第２のインバータ回路４ｂの入力電力Ｐ２ｂは第２の目標入力電力Ｐ２より小さい０Ｗ以外の所定の入力電力になるように制御される。

制御手段９は、実施の形態１と同様に、第１の駆動回路８ａ，第２の駆動回路８ｂに制御信号を出力して第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂの加熱動作を制御する。このとき、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂを、高電力モードでの通電と低電力モードでの通電とを交互に且つ排他的に所定の制御周期で繰り返すように制御する。また、制御手段９は、第１のインバータ回路４ａの制御周期毎の平均入力電力により第１の加熱コイル５ａのパワーコントロールを行い、第２のインバータ回路４ｂの制御周期毎の平均入力電力により第２の加熱コイル５ｂのパワーコントロールを行う。

図４において、第１のインバータ回路４ａの高電力モードをＡと記載し、第１のインバータ回路４ａの低電力モードをＢと記載し、第２のインバータ回路４ｂの高電力モードをＣと記載し、第２のインバータ回路４ｂの低電力モードをＤと記載する。図４に示すように、第１のインバータ回路４ａが高電力モードＡで動作中には、第２のインバータ回路４ｂを低電力モードＤで動作させて、第１のインバータ回路４ａが低電力モードＢで動作中には第２のインバータ回路４ｂを高電力モードＣで動作させる。

更に、本実施の形態において、各モードＡ、Ｂ、ＣおよびＤにおける半導体スイッチ素子７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄの駆動信号の周波数（以下、駆動周波数という。）は以下のように設定される。
（１）第１のインバータ回路４ａの高電力モードＡにおける半導体スイッチ素子７ａ、７ｂの駆動周波数を２５ｋＨｚに設定する。
（２）第１のインバータ回路４ａの低電力モードＢにおける半導体スイッチ素子７ａ、７ｂの駆動周波数を４６ｋＨｚに設定する。
（３）第２のインバータ回路４ｂの高電力モードＣにおける半導体スイッチ素子７ｃ、７ｄの駆動周波数を２３ｋＨｚに設定する。
（４）第２のインバータ回路４ｂの低電力モードＤにおける半導体スイッチ素子７ｃ、７ｄの駆動周波数を５０ｋＨｚに設定する。

すなわち、第１のインバータ回路４ａの低電力モードＢの駆動周波数（４６ｋＨｚ）は、第２のインバータ回路４ｂの高電力モードＣの駆動周波数（２３ｋＨｚ）の２倍の周波数に設定され、第２のインバータ回路４ｂの低電力モードＤの駆動周波数（５０ｋＨｚ）は、第１のインバータ回路４ａの高電力モードＡの駆動周波数（２５ｋＨｚ）の２倍の周波数に設定される。このように、本実施の形態では、実施の形態１と同様に、第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂを時分割制御により加熱動作させて、高電力モードでの通電と低電力モードでの通電とを交互に且つ排他的に、所定の制御周期で繰り返すように制御する。さらに、低電力モードで通電される一方のインバータ回路の駆動周波数は、高電力モードで通電される他方のインバータ回路の駆動周波数の２倍の周波数に設定される。従って、一方のインバータ回路の駆動信号の２次高調波の周波数と、他方のインバータ回路の駆動信号の周波数との間に周波数差が発生しない。

以上説明したように、本実施の形態２においては、低電力モードでの動作中である第１および第２のいずれか一方のインバータ回路内の半導体スイッチの駆動周波数は、高電力モードでの動作中である他方のインバータ回路内の半導体スイッチの駆動周波数の２倍の周波数に設定されるので、一方のインバータ回路の駆動信号の２次高調波の周波数と他方のインバータ回路の駆動信号の周波数との間に周波数差が発生しないため、干渉音（唸り音）をなくすことができる。

また、本実施の形態２では、時分割制御には第１のインバータ回路４ａおよび第２のインバータ回路４ｂの高電力モードＡ，Ｃでの駆動周波数を各々２５ｋＨｚ、２３ｋＨｚと設定しているが、本発明はこれに限られず、上述した駆動周波数と異なる駆動周波数であっても本実施の形態と同様の効果が得られる。

なお、上記各実施の形態において、入力電流検知手段１０は交流電源１から整流平滑回路１３に入力される入力電流のピーク値を検知し、制御手段９は入力電流のピーク値が所定のしきい値Ｉｔｈ以下であることを検知したが、本発明はこれに限られない。入力電流検知手段１０は、交流電源１から整流平滑回路１３に入力される入力電流を検知すればよい。また、制御手段９は、交流電源１の端子間電圧のゼロ点間（交流電源１からの交流電圧の半周期の期間）において、入力電流に基づいて算出される所定の値が所定のしきい値以下であることを検知すればよい。具体的には、制御手段９は、交流電源１からの交流電圧の半周期の期間において、入力電流を複数回検知して合計することによって入力電流の積分値を算出し、当該算出された積分値が所定のしきい値以下であることを検知してもよい。また、制御手段９は、交流電源１からの交流電圧の半周期の期間において、検知遅れが問題にならない程度に入力電流波形を平滑して、半周期期間の後半の所定のタイミングにおいて、平滑後の入力電流が所定のしきい値以下であることを検知してもよい。

以上説明したように、本発明に係る誘導加熱調理器は、いずれか一方の加熱コイル直上から負荷が取り除かれた場合にも他方の加熱コイル直上に配置された鍋からの鍋コツ音の発生を防止できるため、加熱コイル直上の負荷の載置状態によって限定されることなく、２つの加熱コイルに交互に且つ排他的に通電する誘導加熱調理器全般において有効である。

１、５１交流電源
２、５２整流回路
３、５４平滑コンデンサ
４ａ第１のインバータ回路
４ｂ第２のインバータ回路
５ａ第１の加熱コイル
５ｂ第２の加熱コイル
６ａ第１の共振コンデンサ
６ｂ第２の共振コンデンサ
７ａ、７ｂ第１の半導体スイッチ
７ｃ、７ｄ第２の半導体スイッチ
８ａ第１の駆動回路
８ｂ第２の駆動回路
９制御手段
１０電流検知手段
１１報知手段
１１ａ第１の報知手段
１１ｂ第２の報知手段
１２、６１ゼロボルト検知回路
１３整流平滑回路

図５は、例えば特許文献１に記載の従来技術に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。図５において、整流回路５２は交流電源５１からの交流電力を整流し、整流回路５２からの直流出力電力は、チョークコイル５３及び平滑コンデンサ５４を備えた平滑回路によって平滑化され、インバータ回路６０ａおよび６０ｂに出力される。ここで、インバータ回路６０ａは、加熱コイル５５ａと、共振コンデンサ５６ａと、スイッチング素子（トランジスタ）５８ａと、ダンパーダイオード５７ａとを備えて構成され、インバータ回路６０ｂは、加熱コイル５５ｂと、共振コンデンサ５６ｂと、スイッチング素子（トランジスタ）５８ｂと、ダンパーダイオード５７ｂとを備えて構成される。２つのインバータ回路６０ａ、６０ｂは、整流回路５２と、チョークコイル５３と、平滑コンデンサ５４とを共有している。また、スイッチング素子５８ａ、５８ｂは駆動回路６２からの駆動信号に従ってオン／オフ動作を行う。

第１の報知手段１１ａは発光ダイオードであって、第１のインバータ回路４ａが加熱動作を行っているときは点灯する一方、第１のインバータ回路４ａが加熱動作を停止しているときは消灯して、第１のインバータ回路４ａの加熱動作の状態を報知する。また、第２の報知手段１１ｂは発光ダイオードであって、第２のインバータ回路４ｂが加熱動作を行っているときは点灯する一方、第２のインバータ回路４ｂが加熱動作を停止しているときは消灯して、第２のインバータ回路４ｂの加熱動作の状態を報知する。

更に、本実施の形態において、各モードＡ、Ｂ、ＣおよびＤにおける半導体スイッチ７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄの駆動信号の周波数（以下、駆動周波数という。）は以下のように設定される。
（１）第１のインバータ回路４ａの高電力モードＡにおける半導体スイッチ７ａ、７ｂの駆動周波数を２５ｋＨｚに設定する。
（２）第１のインバータ回路４ａの低電力モードＢにおける半導体スイッチ７ａ、７ｂの駆動周波数を４６ｋＨｚに設定する。
（３）第２のインバータ回路４ｂの高電力モードＣにおける半導体スイッチ７ｃ、７ｄの駆動周波数を２３ｋＨｚに設定する。
（４）第２のインバータ回路４ｂの低電力モードＤにおける半導体スイッチ７ｃ、７ｄの駆動周波数を５０ｋＨｚに設定する。

Claims

交流電源から整流平滑回路を介して入力される直流電流を所定の第１の高周波電流に変換し、第１の負荷を誘導加熱する第１の加熱コイルに供給する第１のインバータ回路と、
上記直流電流を所定の第２の高周波電流に変換し、第２の負荷を誘導加熱する第２の加熱コイルに供給する第２のインバータ回路と、
交流電源から上記整流平滑回路に入力される入力電流を検知する入力電流検知手段と、
上記第１および第２のインバータ回路を制御する制御手段とを備えた誘導加熱調理器において、
上記制御手段は、
所定の第１の期間において、上記第１のインバータ回路の入力電力が所定の第１の目標入力電力より大きい所定の第１の入力電力になるように上記第１のインバータ回路を制御するとともに、上記第２のインバータ回路の入力電力が所定の第２の目標入力電力より小さい所定の第２の入力電力になるように上記第２のインバータ回路を制御し、
上記第１の期間に続く所定の第２の期間において、上記第１のインバータ回路の入力電力が上記第１の目標入力電力より小さい所定の第３の入力電力になるように上記第１のインバータ回路を制御するとともに、上記第２のインバータ回路の入力電力が上記第２の目標入力電力より大きい所定の第４の入力電力になるように上記第２のインバータ回路を制御し、
上記第１の期間と上記第２の期間とを所定の制御周期で繰り返すことにより、上記第１のインバータ回路の平均入力電力が上記第１の目標入力電力になり、上記第２のインバータ回路の平均入力電力が上記第２の目標入力電力になるように、上記第１および第２のインバータ回路を制御し、
上記入力電流が所定のしきい値以下であることを検知したとき、上記第１および第２のインバータ回路のうち、当該検知したタイミングにおいて入力電力が上記第１または第４の入力電力になるように制御していた一方のインバータ回路の加熱動作を停止するように制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
上記制御手段は、上記入力電流が上記しきい値以下であることを検知したとき、上記第１および第２のインバータ回路のうち、他方のインバータ回路を、当該他方のインバータ回路の入力電力が所定の第３の目標入力電力になるように制御することを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
上記第３の目標入力電力は、上記第１および第２の目標入力電力のうち、上記他方のインバータ回路の目標入力電力と同一であるように設定されることを特徴とする請求項２記載の誘導加熱調理器。
上記第２および第３の入力電力は、それぞれゼロに設定されることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１つに記載の誘導加熱調理器。
上記第１の期間における上記第２のインバータ回路の駆動信号の周波数は、上記第１の期間における上記第１のインバータ回路の駆動信号の周波数の２倍の周波数に設定され、
上記第２の期間における上記第１のインバータ回路の駆動信号の周波数は、上記第２の期間における上記第２のインバータ回路の駆動信号の周波数の２倍の周波数に設定されたことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１つに記載の誘導加熱調理器。
上記第１および第２のインバータ回路の加熱動作の状態を報知する報知手段をさらに備え、
上記制御手段は、上記一方のインバータ回路の加熱動作を停止した後、上記一方のインバータ回路が加熱動作を停止していることを報知するように、上記報知手段を制御することを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１つに記載の誘導加熱調理器。