WO2007088931A1

WO2007088931A1 - 誘導加熱装置

Info

Publication number: WO2007088931A1
Application number: PCT/JP2007/051704
Authority: WO
Inventors: Takahiro Miyauchi; Izuo Hirota
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2007-08-09
Also published as: EP1978786B1; HK1124202A1; CN101390445B; JP4900248B2; DE602007007434D1; EP1978786A4; EP1978786A1; JPWO2007088931A1; ES2348506T3; CN101390445A; US20100230401A1; US8796602B2

Abstract

　誘導加熱装置は、共振回路と、整流出力を昇圧してインバータに供給するとともに商用交流の力率を改善する力率改善回路と、負荷の材質を検知する負荷材質検知部とを備え、インバータはフルブリッジ回路を構成するスイッチング素子を有し、負荷材質検知結果に応じてスイッチング素子の駆動周波数を共振回路の共振周波数の実質的に等倍と実質的に１／ｎ倍（ｎは２以上の整数）とに切り替える構成を有する。

Description

明細書

誘導加熱装置

技術分野

[0001] 本発明は、アルミ鍋のような高導電率かつ低透磁率の被加熱物を効率良く誘導カロ熱できるようにした誘導加熱調理器や、誘導加熱式の湯沸かし器、加湿器あるいはアイロンなどの誘導加熱装置に関する。

背景技術

[0002] 以下、従来の誘導加熱装置の例として、加熱コイルから高周波磁界を発生し、電磁誘導による渦電流によって鍋等の負荷を加熱する誘導加熱調理器について、図 6に基づいて説明する。

[0003] 図 6は特許文献 1に開示されている従来の誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。電源 51は低周波交流電源である 200V商用電源であり、ブリッジダイオードである整流回路 52の入力端に接続されている。整流回路 52の出力端間に第 1の平滑コンデンサ 53が接続されている。整流回路 52の出力端間には、さらに、チョークコィル 54と第 2のスイッチング素子 57の直列接続体が接続されている。加熱コイル 59は被加熱物であるアルミニウム製の鍋 61と対向して配置されている。

[0004] 図 6に示すように、破線で囲った部分はインバータ 50であり、第 2の平滑コンデンサ 62の低電位側端子は整流回路 52の負極端子に接続され、第 2の平滑コンデンサ 6 2の高電位側端子は第 1のスイッチング素子 (IGBT) 55の高電位側端子 (コレクタ）に接続されている。そして、第 1のスイッチング素子 (IGBT) 55の低電位側端子はチヨークコイル 54と第 2のスイッチング素子（IGBT) 57の高電位側端子（コレクタ）との接続点に接続されている。加熱コイル 59と共振コンデンサ 60の直列接続体は第 2のスイッチング素子 57に並列に接続されている。

[0005] 第 1のダイオード 56 (第 1の逆導通素子）は第 1のスイッチング素子 55に逆並列に接続され、第 2のダイオード 58 (第 2の逆導通素子）は第 2のスイッチング素子 57に逆並列に接続されている。

[0006] また、スナバコンデンサ 64は、第 2のスイッチング素子 57に並列に接続されている。補正用共振コンデンサ 65とリレー 66の直列接続体は共振コンデンサ 60に並列に接続されている。制御回路 63は、電源 51からの入力電流を検知するカレントトランス 67と、加熱コイル 59の電流を検知するカレントトランス 68の検知信号を入力するとともに、第 1のスイッチング素子 55と第 2のスイッチング素子 57のゲートとリレー 66の駆動コイル（図示せず）に信号を出力する。

[0007] 以上のように構成された従来の誘導加熱調理器の動作について説明する。電源 5 1は整流回路 52により全波整流され、整流回路 52の出力端に接続された第 1の平滑コンデンサ 53に供給される。この第 1の平滑コンデンサ 53はインバータ 50に高周波電流を供給する供給源として働く。

[0008] 図 7A、 7Bは、従来の誘導加熱装置の回路における各部波形を示す図であり、図 7 Aは出力が大出力である 2kWの時のものである。波形 A1は第 1のスイッチング素子 55及び第 1のダイオード 56に流れる電流波形 Ic 1を、波形 B 1は第 2のスイッチング素子 57及び第 2のダイオード 58に流れる電流波形 Ic2を示している。また、波形 C1 は第 2のスイッチング素子 57のコレクタ一ェミッタ間に生じる電圧 Vce2を、波形 D1は第 1のスイッチング素子 55のゲートに加わる駆動電圧 Vglを、波形 E1は第 2のスイツチング素子 57のゲートに加わる駆動電圧 Vg2を示している。また、波形 F1は加熱コィル 59に流れる電流 Iをそれぞれ示している。

し

[0009] 図 7Aに示すように出力が 2kWのとき、制御回路 63は波形 E1に示すように時点 tO 力も時点 tlまで第 2のスイッチング素子 57のゲートに駆動期間が T (約 24 μ秒)であ

2

るオン信号を出力する。この駆動期間 Τの間では第 2のスイッチング素子 57及び第

2

2のダイオード 58と、加熱コイル 59と、共振コンデンサ 60で形成される閉回路で共振する。そして、鍋 61がアルミニウム製の鍋であるときの共振周期が駆動期間 Τの約 2

2

Ζ3倍 (約 16 秒）となるように加熱コイル 59の巻き数 (40Τ)と共振コンデンサ 60の容量 (0. 04 F)とが設定されている。なお、共振周波数を fとしたとき、共振周期は 1 /fであり、図 7Aには共振周期を 1/fで表している。また、チョークコイル 54はこの第 2のスイッチング素子 57の駆動期間 Tにおいて、平滑コンデンサ 53の静電工ネルギ

2

一を磁気エネルギーとして蓄える。

[0010] 次に、第 2のスイッチング素子 57に流れる共振電流の第 2番目のピークと共振電流が次に零となる間のタイミングである時点 tl、すなわち第 2のスイッチング素子 57の順方向にコレクタ電流が流れている時点で第 2のスイッチング素子 57の駆動が停止される。

[0011] すると、第 2のスイッチング素子 57がオフするので、第 2のスイッチング素子 57のコレクタと接続されたチョークコイル 54の端子の電位が立ち上がる。そして、この電位が第 2の平滑コンデンサ 62の電位を越えると、第 1のダイオード 56を通して第 2の平滑コンデンサ 62に充電して、チョークコイル 54に蓄えた磁気エネルギーを放出する。第 2の平滑コンデンサ 62の電圧は整流器 52の直流出力電圧 Vdcのピーク値（283V) よりも高くなるように 500Vに昇圧される。昇圧されるレベルは第 2のスイッチング素子 57の導通時間に依存し、導通時間が長くなると第 2の平滑コンデンサ 62に発生する電圧が高くなる傾向にある。

[0012] このように、第 2の平滑コンデンサ 62、第 1のスイッチング素子 55あるいは第 1のダィオード 56、加熱コイル 59、共振コンデンサ 60で形成される閉回路で共振する際に、直流電源として働く第 2の平滑コンデンサ 62の電圧レベルが昇圧されている。このことにより、図 7Aの波形 A1に示す第 1のスイッチング素子 55に流れる共振電流の尖頭値 (ピーク値)、および共振経路を変えて、波形 B1に示す継続して共振する第 2のスイッチング素子 57に流れる共振電流の尖頭値が零とならないように、あるいは小さくならないようにして、アルミニウム製の鍋を高出力で誘導加熱し、かつ、出力を連続的に増減して制御するようにできる。

[0013] そして、図 7Aの波形 D1及び波形 E1で示すように、制御回路 63は、時点 tl力第 1のスイッチング素子 55、第 2のスイッチング素子 57が同時に導通するのを防止するために設けた休止期間後の時点 t2において、第 1のスイッチング素子 55のゲートに駆動信号を出力する。この結果、波形 A1示すように加熱コイル 59、共振コンデンサ 60、第 1のスイッチング素子 55または第 1のダイオード 56、第 2の平滑コンデンサ 62 とからなる閉回路に経路を変えて共振電流が流れることになる。この駆動信号の駆動期間 Tは、この場合には Tとほぼ同じ期間に設定されているので、第 2のスィッチン

1 2

グ素子 58が導通していた場合と同様に、駆動期間 Tの約 2Z3の周期の共振電流

2

が流れる。 [0014] 従って、加熱コイル 59に流れる電流 Iは、図 7Aの波形 F1に示すようになり、第 1及

し

び第 2のスイッチング素子の駆動周期 (Tと Tと休止期間の和）は共振電流の周期の

1 2

約 3倍となり、第 1及び第 2のスイッチング素子の駆動周波数が約 20kHzであれば、加熱コイル 59に流れる共振電流の周波数は約 60kHzとなる。

[0015] 図 7Bの波形は、出力が低出力である 450Wの時のものである。詳細は省略するが、駆動周期を 2kW出力時より短くしている。

[0016] 次に起動時においては、制御回路 63はリレー 66をオフ状態にされ、一定の周波数

(約 21kHz)で第 1のスイッチング素子 55と第 2のスイッチング素子 57が交互に駆動される。第 1のスイッチング素子 55の駆動期間が共振電流の共振周期よりも短いモードで駆動される。すなわち、駆動時間比が最小にされ、最小の出力に設定されて力も徐々に駆動時間比が増加される。そして、その間に制御回路 63はカレントトランス 67の検知出力とカレントトランス 68の検知出力から、負荷鍋 61の材料を検知する

[0017] 制御回路 63は、負荷鍋 61の材料が鉄系のものであると判断すると、加熱を停止して力もリレー 66を投入して、再度低出力で加熱を開始する。このとき、制御回路 63は第 1のスイッチング素子 55と第 2のスイッチング素子 57を一定の周波数 (約 21kHz) で、再度最小駆動時間比で最小出力からスタートして所定の出力まで徐々に増加させる。

[0018] 一方、制御回路 63は、負荷鍋 61の材料が鉄系の負荷であると検知しない場合には、所定の駆動時間比に到達すると、図 7Bに示すような、第 1のスイッチング素子 57 の駆動期間より共振電流の周期の短いモードに移行する。このとき、出力は低出力状態になるように駆動期間が設定される。

[0019] 以上のように、加熱コイル 59の発生する磁界によりアルミニウムや銅など高導電率、低透磁率の負荷を加熱すると、第 1のスイッチング素子 55、第 2のスイッチング素子 57を流れる加熱コイル 59と共振コンデンサ 60による共振電流は、両スイッチング素子それぞれの駆動期間 (T )より短い周期（2T Z3)で共振する。その結果、第 1のスイッチング素子 55、第 2のスイッチング素子 57の駆動周波数より 3倍高い周波数の電流を加熱コイル 59に供給して加熱することができる。さらに、昇圧部であるチョークコィル 54と平滑部である第 2の平滑コンデンサ 62を設けて、高周波電源である平滑コンデンサ 62の電圧を昇圧して平滑し、各駆動期間において共振電流の振幅が大きくされている。そのため、駆動開始後、共振電流が流れ始めてから 1周期目が終了し、 2周期目に到達して以降においても十分大きな振幅の共振電流を継続させることができるものである。

[0020] 以上のように構成された従来の誘導加熱調理器において、高導電率かつ低透磁率のアルミニウム等の材質の負荷と鉄系の負荷とを判別する負荷検知が正確にかつ低出力状態でできることからリレーのオンオフを切り替えることにより、共振コンデンサの切り替えを行い負荷の材質に応じて効率良く大きな加熱出力が得られる誘導加熱を可能としていた。

[0021] また、特許文献 2に見られるように磁性鍋と非磁性鍋でフルブリッジ回路方式とハーフブリッジ回路方式を切り替えることにより磁性鍋と非磁性鍋のいずれにおいても切り替えリレーを必要としない方法が開示されている。

[0022] し力しながら、特許文献 1に見られるような負荷の材質により共振コンデンサの容量を変更する従来の構成では、高導電率かつ低透磁率のアルミニウム等の材質の負荷と鉄系の負荷との加熱を行うには高耐圧のリレーにより共振コンデンサを切り替えるなど構成が複雑になる。また、アルミニウム等の加熱に適するように共振コンデンサの容量を設定して、その容量を切り替えなければ、特に低導電率である鉄系の負荷を加熱する場合に共振コンデンサの容量が小さいためスイッチング素子の駆動周波数は高くなりかつスイッチング素子に力かる電圧が大きくなるためスイッチング素子損失が大きくなるため充分な出力を得ることが困難であるという課題を有していた。

[0023] また、特許文献 2に見られるような従来の構成では、鉄系のような低導電率の材質を加熱できるようにすると高導電率かつ低透磁率のアルミニウム等の材質を加熱して高出力を得るためには、負荷を含めた共振回路の等価抵抗が小さいためインバータの電流定格が非常に大きくなると想定される。また、高導電率かつ低透磁率のアルミニゥム等の材質を加熱できるように共振回路を設定すると、共振回路の最大出力電力（以下、最大加熱出力という）が小さくなり低導電率の材質は目標とする加熱出力が得られなくなることとなり、アルミニウムや銅など高導電率かつ低透磁率の材質から磁性材質など低導電率の材質までを実用レベルで加熱することは困難であるという課題を有していた。

特許文献 1：特許第 3460997号公報

特許文献 2 :特許第 2816621号公報

発明の開示

[0024] 本発明の誘導加熱装置は、負荷を磁気結合させる卷数が実質的に固定されたカロ熱コイルと容量が実質的に固定された共振コンデンサを有する共振回路と、フルブリッジ回路を構成するスイッチング素子を有し共振回路に電力を供給するインバータと、スイッチング素子を駆動して加熱コイルの加熱出力を制御する加熱出力制御部と、商用交流を整流する整流部と、整流部からの整流出力を昇圧して出力電圧をインバータに供給するとともに商用交流の力率を改善する力率改善部と、負荷の材質を検知する負荷材質検知部とを備え、加熱出力制御部は、負荷材質検知部の負荷材質検知結果に応じてスイッチング素子の駆動周波数を共振回路の共振周波数の実質的に等倍と実質的に lZn倍 (nは 2以上の整数)とに切り替えるとともに力率改善部は出力電圧の大きさを変更可能とするように制御される。

[0025] このようにして、アルミニウムや銅など高導電率から、磁性を有する材質など低導電率まで、容易な構成で負荷の材質によらずスイッチング素子に加わる責務を低減しつつより大きな加熱出力を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0026] [図 1]図 1は本発明の実施の形態 1における誘導加熱装置の回路構成図である。

[図 2]図 2は本発明の実施の形態 1における誘導加熱装置の負荷材質検知部の検知入力の特'性図である。

[図 3]図 3は本発明の実施の形態 1における誘導加熱装置の回路の低および低中導電率材質モードにおける各部波形を示す図である。

[図 4]図 4は本発明の実施の形態 1における誘導加熱装置の回路の高導電率材質モードにおける各部波形を示す図である。

[図 5]図 5は本発明の実施の形態 1における誘導加熱装置の回路の中導電率材質モードにおける各部波形を示す図である。 [図 6]図 6は従来の誘導加熱装置の回路構成図である。

[図 7A]図 7Aは従来の誘導加熱装置の回路の各部波形を示す図である。

[図 7B]図 7Bは従来の誘導加熱装置の回路の各部波形を示す図である。

符号の説明

[0027] 52 整流部

59 加熱コイル

60 共振コンデンサ

63 加熱出力制御回路 (加熱出力制御部）

67, 68 カレントトランス

70 インバータ

71 力率改善回路 (力率改善部）

72 負荷材質検知部

74 第 1のスイッチング素子

75 第 2のスイッチング素子

76 第 3のスイッチング素子

77 第 4のスイッチング素子

発明を実施するための最良の形態

[0028] 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

[0029] (実施の形態 1)

図 1は本発明の実施の形態 1における誘導加熱装置である誘導加熱調理器の回路構成図である。図 1に示すように誘導加熱装置は、電源 51として 200V商用電源が印加される。そして、誘導加熱装置は、ダイオードブリッジ力なる整流部 52と、破線で囲われた第 1の平滑コンデンサ 78とチョークコイル 79とダイオード 80と MOS— FET81と力率改善制御部 82とからなる力率改善回路 (力率改善部） 71を備える。整流部 52と力率改善回路 (力率改善部） 71とにより商用電源は昇圧された直流に変換されその出力電圧は負荷材質検知部 72または加熱出力制御回路 63の出力信号により変更可能となっている。そして、第 2の平滑コンデンサ 73に蓄電しつつ商用電源の力率を 1近くになるように制御が行なわれる。昇圧された直流は、インバータ 70により高周波電流に変換され、卷数が実質的に固定された加熱コイル 59と容量が実質的に固定された共振コンデンサ 60の共振回路に供給される。加熱コイル 59に流れる高周波電流が高周波磁界を発生する。また、加熱コイル 59と底面が対向して負荷である鍋（図示せず)が設置されている。そして加熱コイル 59は高周波磁界を発生すると負荷に磁気結合される。また、共振コンデンサ 60は、加熱コイル 59とともに直列の共振回路を構成している。この共振回路の共振周波数は約 90kHzに設定されている。

[0030] また、インバータ 70は、共振回路を出力としたフルブリッジ回路となるように、第 1のスイッチング素子 74および第 2のスイッチング素子 75の直列回路と、第 3のスィッチング素子 76および第 4のスイッチング素子 77の直列回路が第 2の平滑コンデンサ 81 の両端に接続され、共振回路が第 1のスイッチング素子 74と第 2のスイッチング素子 75の接続点と、第 3のスイッチング素子 76と第 4のスイッチング素子 77の接続点との間に構成されている。スイッチング素子 74、 75、 76、 77は IGBTと IGBTに逆並列に接続したダイオードとから構成されている。そして、加熱出力制御回路 (加熱出力制御部） 63により、第 1のスイッチング素子 74と第 4のスイッチング素子 77、または第 2 のスイッチング素子 75と第 3のスイッチング素子 76が交互に駆動される。そして、出力を増加させる場合にはスイッチング素子の駆動周波数が共振周波数に近づくように、加熱出力制御回路 63によりスイッチング素子が駆動される。また、カレントトランス 67を備えた加熱出力検知部が加熱コイル 59の加熱出力を検知する。そして、その検知結果を入力した加熱出力制御回路 63によりスイッチング素子の駆動周波数が可変され、所定の加熱出力が得られるように制御される周波数制御のインバータ 70 が構成されている。そして、カレントトランス 67とカレントトランス 68を備えた共振電流検知部の検知出力を入力して比較し、負荷である鍋の材質を検知する負荷材質検知部 72が備えられている。

[0031] 次に、このように構成された誘導加熱装置の動作について説明する。まず、起動時において誘導加熱装置の負荷材質検知部 72が、負荷である鍋の材質を検知する方法について説明する。図 2は本発明の実施の形態 1における誘導加熱装置の負荷材質検知部 72の検知入力の特性図である。横軸はカレントトランス 67により検知される誘導加熱装置の入力電流である。縦軸はカレントトランス 68により検知される共振コンデンサ 60に流れる共振電流である。起動時において、加熱出力制御回路 63は一定の周波数 (約 60kHz)で第 1のスイッチング素子 74と第 4のスイッチング素子 77 の駆動と、第 2のスイッチング素子 75と第 3のスイッチング素子 76の駆動を交互に行う。そして、第 1のスイッチング素子 74と第 4スイッチング素子 77の駆動期間は共振電流の共振周期よりも短いモードで駆動し、第 1のスイッチング素子 74と第 4スィッチング素子 77の駆動期間と第 2のスイッチング素子 75と第 3のスイッチング素子 76の駆動期間の比である駆動時間比を最小にして、最小の加熱出力にして力徐々に駆動時間比を増加させる。その間に負荷材質検知部 72は加熱出力検出部として入力電流を検知するカレントトランス 67の検知出力と共振電流検知部として共振コンデンサ 60に流れる共振電流を検知するカレントトランス 68の検知出力を比較してその検知出力の大きさの比率の大小を識別して、負荷の材質を検知する。

[0032] 図 2に示すように、調理に用いられる鍋の材質は、例えば誘導加熱装置の入力電流の大きさと共振コンデンサ 60に流れる共振電流の大きさとの関係から、一般に 4つに分類することができる。すなわち、鉄または磁性ステンレス鍋など磁性材質の低導電率材質、アルミニウムと磁性材質の中間材質である非磁性ステンレスの薄板 (例えば 0. 5mm)などの低中導電率材質、非磁性ステンレスの厚板 (例えば 2mm)や、非磁性ステンレスの薄板材の上にアルミニウムや銅などの高導電率材を貼りはわせた多層鍋などの中導電率材質、およびアルミニウムまたは銅鍋などの高導電率材質である。図 2に示すように、これらの材質ごとに誘導加熱装置の入力電流の大きさに対する共振コンデンサ 60の電流の大きさの大小関係の特性は識別可能な程度に異なる。したがって入力電流の大きさと出力電流の大きさを比較することによりこれらの材質を精度よく分別することができ、負荷材質に適したスイッチング素子の駆動を行うように誘導加熱装置を制御することが望ましヽ。

[0033] 次に、実施の形態 1における誘導加熱装置の動作について、図 3〜図 5を用いて説明する。図 3〜図 5は本発明の実施の形態 1における誘導加熱装置の回路の各部波形を示す図である。

[0034] まず、図 3を用いて、負荷が鉄鍋などの磁性材質である低導電率材質の場合における誘導加熱装置の動作について説明する。インバータ 70の起動後、約 60kHzの駆動周波数で低出力から徐々に出力を増加させる途中で、負荷材質検知部 72が負荷の材料を低導電率材質のものであると判断すると、加熱出力制御回路 63は駆動周波数を共振周波数と約等倍の約 90kHzに上げ、再度低出力で加熱を開始する。すなわち、スイッチング素子 74、 75、 76、 77の駆動周波数が共振回路の共振周波数である約 90kHzとなるようにして、誘導加熱装置は共振周波数より高、周波数で最小出力となるように駆動周波数を設定からスタートして、所定の出力まで徐々に駆動周波数を共振周波数に近づくように低くしながら増加させる低導電率材質モードで動作する。

[0035] このとき誘導加熱装置の回路は、共振点に近い、すなわち最大加熱出力となる点においては図 3に示すような各部波形で動作する。図 3の最上段は加熱コイル 59に流れる電流の波形を示している。また、 Icl, 4はそれぞれ第 1のスイッチング素子 74 および第 4のスイッチング素子 77のコレクタ電流の波形である。 Ic2, 3はそれぞれ第 2のスイッチング素子 75および第 3のスイッチング素子 76のコレクタ電流の波形である。また、下段には、それぞれ第 1のスイッチング素子 74および第 4のスイッチング素子 77のゲート電圧の波形と、第 2のスイッチング素子 75および第 3のスイッチング素子 76のゲート電圧の波形を示している。ここで、力率改善回路 71は負荷材質検知部 72の出力信号により商用電源の 200Vを 450Vに昇圧して第 2の平滑コンデンサ 73 に蓄電している。この場合、負荷を含めた共振時等価抵抗が大きく共振回路の Q (共振の鋭さ）が小さいので、アルミニウムのような等価共振時抵抗力、さな負荷材質に比べ加熱出力が小さくなる。し力しながら、スイッチング素子 74、 75、 76、 77の駆動周波数が共振回路の共振周波数の等倍である約 90kHzであるため、駆動周波数が共振回路の共振周波数の lZn倍 (n= 2以上)の場合に比べ共振時の最大加熱出力が大きくなり、かつ 450Vの高圧にインバータ 70の入力電圧が昇圧されているため最大加熱出力がさらに大きくなり十分な加熱出力を得ることができるものである。

[0036] 次に、同じく図 3を用いて、負荷が非磁性ステンレスの薄板などの低中導電率材質の場合における誘導加熱装置の動作について説明する。非磁性ステンレスは、透磁率が小さいため磁性材質の低導電率材質より高周波電流の浸透深さが大きく高周波数である誘導電流に対する等価的な導電率は磁性材質に比べ小さくなる。一方、非磁性ステンレスであっても、板厚が浸透深さより小さヽ薄板などの低中導電率材質の場合には誘導電流の分布が板厚により物理的に制限されるため、板厚が大きい場合に比べ誘導電流に対する等価導電率が大きくなる。負荷材質検知部 72が低中導電率のものであると検知した場合には、力率改善回路 71は商用電源の 200Vを 330 Vに昇圧して第 2の平滑コンデンサ 73に蓄電する。そして、加熱出力制御回路 63は低中導電率モードで動作する。すなわち、加熱出力制御回路 63はスイッチング素子の駆動周波数を共振回路の共振周波数の約等倍である約 90kHzになるようにする。そして、誘導加熱装置の回路は、図 3のように低導電率材質モードと同様な各部波形で動作する。このようにして低中導電率材質モードでは、スイッチング素子 74、 75 、 76、 77に力かるインバータ 70の入力電圧を 330Vとし、低導電率材質モードの 45 0Vより低下させることによりスイッチング損失を低減して、る。インバータ 70の入力電圧を低導電率材質モードより低い値としても、負荷の高周波抵抗が小さく負荷を含めた共振回路の Qが低導電率材質モードより大きくなるので、十分な加熱出力を得ることができる。換言すれば低電導率材質モードよりもインバータ 70の入力電圧を、最大加熱出力が必要な加熱出力に近づくように低下させることにより、必要な加熱出力を確保しつつスイッチング素子 74、 75、 76、 77に加わる電圧'電流の責務が増大するのを防止する。すなわち、負荷材質検知部 72の負荷材質検知結果に応じて負荷の導電率が大きくなると力率改善回路 71の出力電圧を最大加熱出力が加熱出力の設定値に近づくように変化させる構成とすることにより、容易な構成でよりスイッチング素子 74、 75、 76、 77の損失を低減するかまたはインバータ 70の電流を低減して熱効率をよくすることができる。

[0037] 次に、図 4を用いて、負荷がアルミニウム鍋や銅鍋などの高導電率かつ非磁性材質

(以下、高導電率材質と、う）の場合における誘導加熱装置の動作にっ、て説明する。この場合、誘導加熱装置の回路は、図 4のような各部波形で動作する。ここで、図 4の各部波形のおける縦軸、横軸は図 3と同様であり、詳細な説明は省略する。

[0038] 起動時にぉ、て、負荷材質検知部 72が負荷の材料を高導電率材質の負荷であると検知した場合には、所定の駆動時間比に到達すると、 Icl, 4に示すように第 1のスイッチング素子 74と第 4のスイッチング素子 77の駆動期間がまず共振電流の周期の短い高導電率材質モードに移行する。そして、次に Ic2, 3に示すように第 2のスイツチング素子 75と第 3のスイッチング素子 76の駆動期間が共振電流の周期の短い高導電率材質モードに移行する。このモードの移行のとき、出力は低出力状態になるように駆動期間が設定される。なお、モードが移行する際のスイッチング素子 74、 77と、スイッチング素子 75、 76の順序はどちらが先でも力まわない。

[0039] 高導電率材質モードでは、スイッチング素子 74、 75、 76、 77の駆動周波数は共振回路の共振周波数の約 1Z3である約 30kHzとなるようにすることで各スイッチング素子の損失を低減している。また、力率改善回路 71は商用電源の 200Vを低中導電率材質モードの場合より高ぐ低導電率材質モードの場合より低い 400Vに昇圧してィンバータ 70に出力し、スイッチング素子の駆動周波数が共振周波数の 1Z3近傍の共振点において得られる最大加熱出力を増カロさせつつ商用電源の力率改善を行うよう動作している。このようにして誘導加熱装置は、共振周波数よりも駆動周波数を低くすることでスイッチング素子 74、 75、 76、 77の損失を低減しつつインバータ 70の入力電圧を最大加熱出力が必要とする加熱出力である設定出力に近づくようにまたは最大加熱出力が設定出力以上となるように昇圧することで駆動周波数における必要な加熱出力を確保しかつアルミニウムのような低透磁率かつ高導電率である金属も加熱できる高導電率材質モードで動作するようにしてヽるものである。

[0040] 次に、図 5を用いて、負荷が多層鍋などの中導電率材質の場合における誘導加熱装置の動作について説明する。負荷材質検知部 72が負荷の材料を、高導電率材質と低中導電率材質の中間材質すなわち非磁性ステンレスの厚板や、非磁性ステンレスの薄板材の上にアルミニウムや銅などの高導電率材を貼りあわせた多層鍋などの複合材と検知した場合には、加熱出力制御回路 63はスイッチング素子 74、 75、 76、 77を図 5に示すようなコレクタ電流とゲート電圧の波形で駆動する。図 3と同様に、 Ic 1, 4はそれぞれ第 1のスイッチング素子 74および第 4のスイッチング素子 77のコレクタ電流の波形である。また Ic2, 3はそれぞれ第 2のスイッチング素子 75および第 3のスイッチング素子 76のコレクタ電流の波形である。

[0041] スイッチング素子の駆動周波数は共振回路の共振周波数の約 1Z2である約 45k Hzとなるように設定されている。具体的には、 Icl, 4に示すように第 1のスイッチング素子 74と第 4のスイッチング素子 77を駆動した後、半周期の共振電流を流して第 1 のスイッチング素子 74と第 4のスイッチング素子 77の駆動を停止する。次に、 Ic2, 3 に示すように第 2のスイッチング素子 75と第 3のスイッチング素子 76の駆動を開始した後、 1周期半の共振電流を流して第 2のスイッチング素子 75と第 3のスイッチング素子 76の駆動を停止することを繰り返す。このような駆動方法が中導電率材質モードの動作である。この時、力率改善回路 71は商用電源の 200Vを低中導電率モードと同じ 330Vに昇圧して第 2の平滑コンデンサ 73に蓄電し、平滑するよう動作している。中導電率モードの場合は、低中導電率の場合と比較すると、駆動周波数が共振周波数の約等倍力約 1Z2倍になるのでスイッチング素子の損失を低減でき、かつ加熱出力については、駆動周波数が共振周波数の約等倍力約 1Z2倍になることによる最大加熱出力の低下と、等価共振時抵抗が小さくなることによる最大加熱出力の増加とが相殺するので、インバータ 70の入力電圧同一として必要な加熱出力を得ることができる。また、高導電率材質モードの場合と比較すると、中導電率モードの場合には、高導電率材質モードより共振回路の共振時等価抵抗が大きくなりかつインバータ 70の入力電圧が小さくなることにより最大加熱出力が小さくなるが、駆動周波数を共振周波数の約 1Z2である約 45kHzとして、高導電率材質モードの駆動周波数 (共振周波数は数の約 1Z3)より高くしているので、駆動周波数近傍の最大加熱出力を十分大きくすることができる。このような動作により誘導加熱装置は、中導電率モードにおいて、駆動周波数を低導電率モード、低中導電率モードよりも低くしてスイッチング素子の損失を低減するとともに、駆動周波数を高導電率材質モードより高くして、十分な加熱出力を得ることができるようにしつつ、力率改善回路 71によりスィツチング素子に力かる電圧を高導電率材質モードより低下させることでスイッチング損失を低減している。

なお、上記においては、低導電率モード、低中導電率モード、中導電率モード、高導電率モードにおいて、力率改善回路 71により、所定の値に昇圧するようにした力これに限られるものではなぐ必要とする加熱出力あるいは設定された加熱出力（使用者が設定する加熱出力、加熱出力制御回路 63が記憶しており負荷の温度調節機能や温度過昇防止機能を働かせる際の温度制御や自動調理時に設定される加熱出力を含む。）に応じて力率改善回路 71の出力電圧を変化させてもよい。中導電率モード、高導電率モードでは、共振周波数より駆動周波数を低くしてスイッチング素子の損失を低減できるが、駆動周波数近傍での最大加熱出力が共振周波数近傍より小さくなる。したがって、最大加熱出力が必要とする加熱出力あるいは設定された加熱出力以上となるように調整すれば、所望の加熱出力が得られかつ不必要にインバータ 70の入力電圧を高くすることがなぐ容易な構成でスイッチング素子等のインバータ構成部品の損失の増加を抑制することができる。

[0043] なお、図 3〜図 5において、共振点に近い最大加熱出力となるときの波形、すなわちスイッチング素子 74、 75、 76、 77に流れる電流が零となる点でスイッチング素子がオフする例を示している力スイッチング素子をオフするタイミングはこれに限られることはなぐスイッチング素子に短絡電流が流れるのを防止するため、スイッチング素子に順方向に電流が流れているときにオフし、共振周波数近傍で共振周波数より高い周波数でスイッチング素子を駆動し最大加熱出力より低い加熱出力で動作させてもよい。この場合にはスイッチング素子 74、 75、 76、 77には、図 3〜図 5に示していない逆電流であるダイオード電流が流れることになる。

[0044] なお、図 1において、スイッチング素子 74、 75、 76、 77は、 IGBTと IGBTに逆並列に接続したダイオードとから構成されている力 IGBTとダイオードは同一のパッケ一ジに組み込んでもよいし別々のパッケージにくみこんでもよい。また、 IGBTは MOS — FET (電界効果型トランジスタ）におきかえても良い。

[0045] 上記実施の形態 1で説明したように、本発明によれば、負荷が磁性材質の場合にスイッチング素子の駆動周波数を共振周波数の等倍に設定すると、高導電率かつ非磁性体の場合には、駆動周波数は共振周波数の lZn倍となる。駆動周波数は、可聴領域を超えた値にしなくてはならないので、共振周波数は n X 20kHz以上に設定する必要がある。したがって、磁性材質と検知した場合には、スイッチング素子の駆動周波数を n X 20kHz以上と設定する必要があり、実施の形態 1では、共振周波数を約 30kHz、磁性材質の場合のスイッチング素子の駆動周波数を約 90kHz (n= 3) としている。このように本発明は、スイッチング素子に流れる電流の大きさを負荷に対応して効率良く抑制することができるが、磁性材質の場合の駆動周波数が高くなるという特性がある。そこで、本発明の構成においては、スイッチング素子として、 IGBT に比べオン損失が大きくなるがスイッチング速度が早い MOS— FETの特性を有効に活用することができ、スイッチング素子の駆動周波数を約 90kHzとしてもスィッチング素子の損失を実用可能なレベルにまで抑制することができる。

[0046] なお、図 1にお、て加熱出力制御回路 63と負荷材質検知部 72が分離して、る構成を示しているが、同一マイクロコンピュータで構成するなど部品や機能を共用しても良いのは言うまでもない。例えば、加熱出力制御回路 63が負荷材質検知部 72の機能を有し、加熱制御回路 63が力率改善回路 71の昇圧動作を制御するようにしてちょい。

[0047] 以上述べたように、実施の形態 1における誘導加熱装置は、負荷を磁気結合させる卷数が実質的に固定された加熱コイル 59と容量が実質的に固定された共振コンデンサ 60を有する共振回路と、商用電源の 200Vを昇圧して共振回路に電力を供給するインバータ 70に供給するとともに商用交流の力率を改善する力率改善部である力率改善回路 71と、負荷の材質を検知する負荷材質検知部 72とを備えている。そして、インバータ 70はフルブリッジ回路を有し、加熱出力制御部である加熱出力制御回路 63は、負荷材質検知部 72の負荷材質検知結果に応じてスイッチング素子 74、 75、 76、 77の駆動周波数を共振回路の共振周波数の実質的に等倍と実質的に 1 Zn倍 (nは 2以上の整数）とに切り替えるとともに、力率改善回路 71は出力電圧値を変更可能な構成としている。また、共振回路の共振周波数は nが最も大きい場合にスイッチング素子の駆動周波数が可聴周波数 (約 20kHz以下)より大きくなるように固定されている。このような構成により、商用電源の力率を 1に近づける力率改善回路 7 1とフルブリッジ回路により高導電率から低導電率まで負荷の材質に応じて駆動周波数と共振周波数の関係とインバータ 70の入力電圧を同時に切替えるように加熱モードを切り替えることができることから共振回路を簡単な構成として、負荷材質によらずスイッチング素子損失をより小さくでき、より加熱出力を大きくすることができる。

[0048] また、実施の形態 1における誘導加熱装置は、負荷材質検知部 72の負荷材質検知結果により磁性材質と検知した場合には、スイッチング素子 74、 75、 76、 77の駆動周波数を共振回路の共振周波数の実質的に等倍とする。また、高電導率かつ非磁性材質と検知した場合には、スイッチング素子 74、 75、 76、 77の駆動周波数を前記共振回路の共振周波数の実質的に lZn倍 (nは 2以上の整数)としかつ力率改善回路 71の出力電圧を前記磁性材質と検知した場合よりも小さくする。このような構成により、容易な構成でアルミニウムや銅など非磁性で高導電率の材質は加熱コイル 5 9の電流をスイッチング素子の駆動周波数より高くし鉄や磁性ステンレスなど磁性を有する低導電率の材質は加熱コイル 59の電流の周波数とスイッチング素子の駆動周波数を一致させるようにして共振回路の共振エネルギーを高くすることで負荷の材質によらずスイッチング素子の損失を抑制しつつより大きな加熱出力を得ることができる。

[0049] さらに、実施の形態 1における誘導加熱装置は、負荷材質検知部 72の負荷材質検知結果に応じて、アルミニウムと同等の高電導率で非磁性材質と検知した場合には n = 3とし、アルミニウムより低導電率で非磁性材質と検知した場合には n= 2とする。このような構成により、アルミニウムや銅など非磁性で高導電率の材質は加熱コイル 59 の電流をスイッチング素子の駆動周波数の約 3倍とし、非磁性ステンレスなどアルミ- ゥムより導電率の低、非磁性の材質の場合は、加熱コイル 59の電流をスイッチング素子の駆動周波数の約 2倍とし、同じ非磁性の材質の負荷であっても、導電率の小さ、場合には大き、場合よりも共振エネルギーが大きくなるように nが小さくなるように変更して最大加熱出力を大きくすることで、負荷が非磁性である場合においてスイツチング素子の損失を抑制しつつより大きな加熱出力を得ることができる。

[0050] さらに、実施の形態 1における誘導加熱装置は、アルミニウムより低導電率で所定の導電率以上の非磁性材質と検知しとした場合には n= 2とし、所定の導電率より小さい非磁性材質と検知した場合には n= lとする。このような構成により、非磁性ステンレスなどアルミニウムより導電率の低、非磁性の材質で比較的厚、（例えば約 2m m)材質など所定の導電率以上の負荷と検知した場合は加熱コイル 59の電流をスィツチング素子の駆動周波数の約 2倍とし、アルミニウムより低導電率非磁性の材質の負荷であっても、所定の導電率より小さ!、場合には所定の導電率より以上の場合よりも共振エネルギーが大きくなるように n= 1すなわち加熱コイル 59の電流とスィッチング素子の駆動周波数が等倍となるように変更して最大加熱出力を大きくすることで、負荷がアルミニウムよりも導電率が低い非磁性である場合において、例えば負荷の板の厚みに応じて加熱モードを変えスイッチング素子の損失を抑制しつつより大きな加熱出力を得ることができる。

[0051] また、実施の形態 1における誘導加熱装置は、加熱出力の設定値に応じて最大加熱出力が加熱出力の設定値に近づくように力率改善回路 71の出力電圧を変化させる構成とすることにより、共振回路の共振電圧が過小になりスイッチング素子に短絡モードが生じないように、あるいは逆に、共振回路の共振電圧が過大になってスイツチング素子の破壊や損失が増大しな、ようにすることができる。

[0052] また、実施の形態 1における誘導加熱装置は、 nが 2以上の場合に、最大加熱出力が加熱出力の設定値以上となるように加熱出力の設定値に応じて力率改善回路 71 の出力電圧を変化させる構成とする。このような構成とすることにより、 nが 2以上の場合には、最大加熱出力が n= lの場合に比べ小さくなり、加熱制御部が最大加熱出力より大きな加熱出力を設定すると設定値に到達しょうとしても安定に動作する動作点が存在しないことになり、目標の加熱出力を得られないばかりかスイッチング素子に過大な負荷力 Sかかる短絡モードが生じるおそれがあるが、最大加熱出力が加熱出力の設定値以上となるように力率改善回路 71が昇圧する電圧を増加させるので破壊や損失が増大しないようにしつつ目標の加熱出力を得ることができる。

[0053] また、実施の形態 1における誘導加熱装置は、負荷材質検知部 72の負荷材質検知結果に応じて負荷の導電率が大きくなると力率改善回路 71の出力電圧を最大カロ熱出力が加熱出力の設定値に近づくように変化させる構成とすることにより、共振回路の共振電圧で決まる最大加熱出力を大きくして十分な加熱出力が得られるように、あるいは逆に、共振回路の共振電圧が過大になってスイッチング素子の責務が大きくなり破壊や損失が増大しな、ようにすることができる。

[0054] また、実施の形態 1における誘導加熱装置は、 nが 2以上の場合に、最大加熱出力が加熱出力の設定値以上となるように加熱出力の設定値に応じて力率改善回路 71 の出力電圧を変化させることにより、共振回路の共振電圧で決まる最大加熱出力を大きくして加熱出力の設定値で加熱できるようにしつつ、共振回路の共振電圧が過大になってスイッチング素子の責務が大きくなり破壊や損失が増大しないようにすることができる。

[0055] また、実施の形態 1における誘導加熱装置は、負荷材質検知部 72の負荷材質検知結果に応じて力率改善回路 71の昇圧機能を停止させる構成とすることにより、力率改善回路 71の昇圧機能を停止させることにより商用電源電圧をインバータ 70に供給できるので、加熱出力が小さい場合などにおいて、スイッチング素子に加わる電圧や電流を抑制し容易な構成でより熱効率のよい誘導加熱装置とすることができる。

[0056] さらに、実施の形態 1における誘導加熱装置は、負荷材質検知部 72は少なくとも、加熱出力に応じた出力をする加熱出力検知部としてのカレントトランス 67の検知出力と、共振コンデンサ 60または加熱コイル 59の電圧または電流を検知する共振電流検知部としてのカレントトランス 68の検知出力を入力し、加熱出力と共振回路の共振エネルギーの大きさを比較し、加熱出力検知部の出力の大きさに対する共振電流検知部の出力の大きさが大きいと共振回路の等価共振時抵抗が小であると判断し等価共振時抵抗の大小に応じた検知結果を出力する構成とすることにより、スイッチング素子を駆動周波数が共振周波数の lZn (nは 2以上の整数)倍にしたときの最大カロ熱出力の大小を判別することができる。すなわち、最大加熱出力は、共振エネルギ一共振回路の等価共振時抵抗の大小に反比例し、共振回路の共振の鋭さ（Q)の大小に比例する。したがって、容易な構成でアルミニウムや銅など高導電率から磁性を有する材質など低導電率まで負荷材質の共振回路の最大加熱出力の大小を精度良く判別することができる。

[0057] また、実施の形態 1における誘導加熱装置は、共振回路の等価共振時抵抗が大になると、力率改善回路 71の出力電圧を大きくすることにより、 nが同一の場合に低導電率の負荷に対して最大加熱出力を必要なだけ大きくして加熱効率を良くすることができる。

[0058] また、実施の形態 1における誘導加熱装置は、共振回路の等価共振時抵抗が大になると、 nを小さく変更することにより、力率改善回路 71の出力電圧が同一の場合に低導電率の負荷に対して最大加熱出力を必要なだけ大きくして必要な加熱出力を得ることができる。 [0059] また、実施の形態 1における誘導加熱装置は、共振回路の等価共振時抵抗が大になると、 nを小さくしかつ力率改善回路 71の出力電圧を大きくすることにより、低導電率の負荷に対して最大加熱出力を必要なだけ大きくして加熱効率を良くすることができる。

[0060] また、実施の形態 1における誘導加熱装置は、第 1のスイッチング素子 74と第 4のスイッチング素子 77の駆動期間内に半周期以内の共振電流を流し、第 2のスィッチング素子 75と第 3のスイッチング素子 76の駆動期間内に 1周期以上の共振電流を流すとしたが、第 2のスイッチング素子 75と第 3のスイッチング素子 76の駆動期間内に半周期以内の共振電流を流し、第 1のスイッチング素子 74と第 4のスイッチング素子 77の駆動期間内に 1周期以上の共振電流を流すとしても同様の効果が得られる。

[0061] さらに、実施の形態 1における誘導加熱装置は、負荷材質検知部 72を共振コンデンサ 60の電圧検知によるものとしてもスイッチング素子 74、 75、 76、 77の電流増大の検知は可能であり、より容易な構成で負荷材質検知を行なって加熱モードを切り替えることができる。すなわち、加熱出力検知部は入力電流、入力電力を検知するかまたは、加熱コイル 59と共振コンデンサ 60とからなる共振回路の電圧または電流の少なくとも一つを検知して入力電流を推定するものとした構成とすることにより、容易な構成でアルミニウムや銅など高導電率力磁性を有する材質など低導電率まで負荷の材質によらず、より大きな加熱出力を得ることができる誘導加熱装置とすることができる。

[0062] また、実施の形態 1における誘導加熱装置は、インバータ 70のスイッチング素子 74 、 75、 76、 77に流れる電流の大きさを負荷や加熱出力に対応して適正な値に制御することができるが、磁性材質の場合の駆動周波数が高くなるという特徴があることから、スイッチング素子として、 IGBTに比べオン電圧が高くオン損失が大きくなるがスィツチング速度が早いという特性を有する MOS—FETを使用することによりその特性を有効に活用することができる。例えば磁性材質の場合にスイッチング素子の駆動周波数を実質的に共振周波数と等倍にして、約 60〜90kHz程度の駆動周波数で駆動してもスイッチング素子の損失を実用可能なレベルにまで抑制することができる産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、負荷の材質によらずより加熱出力を大きくすることが可能となるので、工業用誘導加熱等の用途にも有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 負荷を磁気結合させる卷数が実質的に固定された加熱コイルと容量が実質的に固定された共振コンデンサを有する共振回路と、

フルブリッジ回路を構成するスイッチング素子を有し前記共振回路に電力を供給するインノータと、

前記スイッチング素子を駆動して前記加熱コイルの加熱出力を制御する加熱出力制御部と、

商用交流を整流する整流部と、

前記整流部からの整流出力を昇圧して出力電圧を前記インバータに供給するとともに商用交流の力率を改善する力率改善部と、

前記負荷の材質を検知する負荷材質検知部とを備え、

前記加熱出力制御部は、前記負荷材質検知部の負荷材質検知結果に応じて前記スイッチング素子の駆動周波数を前記共振回路の共振周波数の実質的に等倍と実質的に lZn倍 (nは 2以上の整数）とに切り替えるとともに、

前記力率改善部は、前記出力電圧の大きさを変更可能とすることを特徴とした誘導加熱装置。

[2] 前記負荷材質検知部の負荷材質検知結果により

磁性材質と検知した場合には、前記スイッチング素子の駆動周波数を前記共振回路の共振周波数の実質的に等倍とし、

高電導率かつ非磁性材質と検知した場合には、前記スイッチング素子の駆動周波数を前記共振回路の共振周波数の実質的に lZn倍 (nは 2以上の整数)としかつ前記力率改善部の出力電圧を前記磁性材質と検知した場合よりも小さくした請求項 1に記載の誘導加熱装置。

[3] 前記負荷材質検知部の負荷材質検知結果により

アルミニウムと同等の高電導率で非磁性材質と検知した場合には _n= 3とし、アルミニウムより低導電率で非磁性材質と検知した場合には _n= 2とした請求項 2 に記載の誘導加熱装置。

[4] アルミニウムより低導電率で非磁性材質と検知した場合に n= 2とすることに代え、アルミニウムより低導電率で所定の導電率以上の非磁性材質と検知しとした場合には n= 2とし、

前記所定の導電率より小さい非磁性材質と検知した場合には n= lとした請求項 3 に記載の誘導加熱装置。

[5] 前記加熱出力の設定値に応じて最大加熱出力が前記加熱出力の設定値に近づくように前記力率改善部の出力電圧を変化させる請求項 1または請求項 2に記載の誘導加熱装置。

[6] nが 2以上の場合に、最大加熱出力が加熱出力の設定値以上となるように前記加熱出力の設定値に応じて前記力率改善部の出力電圧を変化させる請求項 1または請求項 2に記載の誘導加熱装置。

[7] 前記負荷材質検知部の負荷材質検知結果に応じて負荷の導電率が大きくなると前記力率改善部の出力電圧を最大加熱出力が前記加熱出力の設定値に近づくように変化させる請求項 1または請求項 2に記載の誘導加熱装置。

[8] nが 2以上の場合に、最大加熱出力が前記加熱出力の設定値以上となるように前記負荷材質検知部の負荷材質検知結果に応じて前記力率改善部の出力電圧を変化させる請求項 1または請求項 2に記載の誘導加熱装置。

[9] 前記負荷材質検知部の負荷材質検知結果に応じて前記力率改善部の昇圧機能を停止させる請求項 1または請求項 2に記載の誘導加熱装置。

[10] 前記負荷材質検知部は少なくとも、加熱出力に応じた出力をする加熱出力検知部の検知出力と共振コンデンサまたは加熱コイルの電圧または電流を検知する共振電流検知部の検知出力とを比較し、加熱出力検知部の出力の大きさに対する共振電流検知部の出力の大きさが大きいと共振回路の等価共振時抵抗が小であると判断し前記等価共振時抵抗の大小に応じた検知結果を出力する請求項 1または請求項 2に記載の誘導加熱装置。

[11] 前記共振回路の等価共振時抵抗が大になると、力率改善部の出力電圧を大きくする請求項 10に記載の誘導加熱装置。

[12] 前記共振回路の等価共振時抵抗が大になると、 nを小さく変更する請求項 10に記載の誘導加熱装置。

[13] 前記共振回路の等価共振時抵抗が大になると、 nを小さくしかつ力率改善部の出力電圧を大きくする請求項 11に記載の誘導加熱装置。

[14] 前記加熱出力検知部は入力電流、入力電力を検知するか、共振回路の電圧または電流の少なくとも一つを検知して前記入力電流を推定するものとした請求項 10に記載の誘導加熱装置。

[15] 前記スイッチング素子は少なくとも MOS— FETで構成されてなる請求項 1または請求項 2に記載の誘導加熱装置。