WO2010140283A1 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

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WO2010140283A1
WO2010140283A1 PCT/JP2010/001265 JP2010001265W WO2010140283A1 WO 2010140283 A1 WO2010140283 A1 WO 2010140283A1 JP 2010001265 W JP2010001265 W JP 2010001265W WO 2010140283 A1 WO2010140283 A1 WO 2010140283A1
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WO
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switching element
cooking container
heating coil
magnetic
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/001265
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English (en)
French (fr)
Inventor
橋本卓也
渡辺賢治
野口新太郎
緒方大象
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Publication date
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Priority to US13/321,630 priority patent/US20120061381A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/05—Heating plates with pan detection means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • the present invention relates to an induction heating cooker that is used in a kitchen of a general household and performs temperature control of a cooking container using an infrared sensor.
  • this type of induction heating cooker has a top plate on which a cooking vessel is placed, a heating coil for induction heating the cooking vessel, an inverter circuit that supplies a high-frequency current to the heating coil, and the amount of radiant energy of the object to be heated. And a temperature detection unit that detects the temperature of the object to be heated and a material determination unit that determines the material of the cooking container placed on the top plate. From the relationship between the input current flowing through the inverter circuit and the heating coil current flowing through the heating coil by the material discrimination unit, the material of the cooking container is selected from aluminum, nonmagnetic stainless steel (hereinafter referred to as nonmagnetic SUS), magnetic stainless steel (hereinafter referred to as SUS), Distinguishes from iron.
  • nonmagnetic SUS nonmagnetic stainless steel
  • SUS magnetic stainless steel
  • the control temperature for controlling the temperature of the cooking container is corrected to be higher than when the identified material is magnetic stainless steel, so that the magnetic SUS and the iron are used.
  • the temperature of the cooking container was maintained at a predetermined temperature without any difference (see, for example, Patent Document 1).
  • the cooking container is made of magnetic SUS because the material of the cooking container is magnetic SUS and iron and the relationship between the input current and the heating coil current is very similar. It was difficult to distinguish between the case and the case made of iron.
  • a magnetic SUS plate provided with a plurality of holes is pressed against the outside of the bottom surface of a non-magnetic cooking container body made of aluminum or the like. Since a non-magnetic material enters the plurality of holes of the magnetic SUS plate, it is difficult to distinguish this type of magnetic SUS from iron. Therefore, in deep-fried food cooking where accuracy of temperature adjustment is required, it is difficult to discriminate between magnetic SUS (including those with pressure welding) and iron, so cooking can be performed at an appropriate temperature only in a cooking container made of a specific material. Had problems.
  • the temperature in the cooking container is set to a predetermined value with high accuracy in frying cooking or the like that appropriately discriminates between magnetic SUS and iron and requires accuracy of temperature adjustment.
  • An induction heating cooker that can be controlled to a temperature is provided.
  • the present invention includes a heating coil that induction-heats a cooking vessel, a resonance capacitor that forms a resonance circuit together with the heating coil, and a switching element, and an inverter circuit that supplies a heating coil current according to the on-time of the switching element to the heating coil And an infrared sensor that detects infrared rays emitted from the bottom surface of the cooking container.
  • the present invention includes a first material determining unit that determines the material of the cooking container as a non-magnetic material and a magnetic material, a second material determining unit that determines the material of the cooking container as magnetic SUS and iron,
  • the magnitude of the output of the inverter circuit is controlled by changing the ON time of the switching element so that the detected temperature of the infrared sensor becomes a predetermined control temperature, and the first material discriminating unit and the second material discriminating unit are controlled.
  • a control unit is provided that sets the control temperature lower than when the material is determined to be iron.
  • control unit compares the magnitude of the heating coil current and the on-time of the switching element when the heating output is a predetermined value, so that the on-time of the switching element and the magnitude of the heating coil current are When included in a predetermined region, the material of the cooking container is determined to be iron, and when the on-time of the switching element and the magnitude of the heating coil current are outside the region, the material of the cooking container is determined to be magnetic SUS. .
  • the material of the cooking container is a magnetic material, it can be properly distinguished between magnetic SUS and iron, and even when the material is magnetic SUS, the inside of the cooking container can be accurately detected as in the case of iron. It becomes possible to control the temperature to a predetermined temperature.
  • FIG. 1 is a block diagram of an induction heating cooker according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing the inverter circuit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a first material determination unit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the second material discriminating unit in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining temperature setting values depending on the material of the cooking container in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing an inverter circuit of the induction heating cooker in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of an induction heating cooker according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing the inverter circuit according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a first material determination unit according to Embodiment
  • FIG. 7 is a connection diagram of the inverter circuit of the induction heating cooker according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a connection diagram of an inverter circuit of the induction heating cooker according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a connection diagram of an inverter circuit of the induction heating cooker according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the induction heating cooker of this Embodiment is formed of a crystallized ceramic material having heat resistance that transmits light, and a top plate 2 on which a cooking container 1 is placed;
  • a heating coil 3 that is provided below and induction-heats the cooking vessel 1 and a resonance capacitor 4 that forms a resonance circuit together with the heating coil 3 are provided.
  • the resonance circuit 5 is configured by connecting the heating coil 3 and the resonance capacitor 4 in series.
  • the induction heating cooker of the present embodiment includes an inverter circuit 8 including a resonance circuit 5 and a switching element unit 7.
  • the switching element unit 7 has a plurality of switching elements (not shown) that are connected in series and are exclusively turned on with a predetermined duty.
  • the inverter circuit 8 supplies the heating coil 3 with a heating coil current IL corresponding to the on time of the switching elements constituting the switching element unit 7 (hereinafter simply referred to as the on time of the switching element unit 7).
  • the induction heating cooker includes the magnitude of the input current Iin to the inverter circuit 8 detected by the current transformer 16 serving as the input current detection unit, and the heating coil detected by the current transformer 17 serving as the heating coil current detection unit.
  • a first material discriminating unit 11 that compares the magnitude of the current IL to discriminate the material of the cooking vessel 1 into a non-magnetic material and a magnetic material is provided.
  • the input current Iin may measure the input current of the rectifier 6c, or may measure the current or voltage of a portion proportional to the input current Iin.
  • the induction heating cooker of the present embodiment compares the magnitude of the heating coil current IL with the on-time of the switching element unit 7, and the magnitude of the heating coil current IL with respect to the on-time of the switching element unit 7. Is included in the predetermined region, the material of the cooking vessel 1 is determined to be iron, and the material of the cooking vessel 1 is determined if the heating coil current IL is outside the predetermined region with respect to the ON time of the switching element unit 7. Is provided with a second material discriminating unit 12 that discriminates the magnetic material from magnetic SUS.
  • the induction heating cooker includes an infrared sensor 9 that detects infrared rays emitted from the bottom surface of the cooking container 1 and transmitted through the top plate 2, and an inverter circuit 8 by outputting a drive signal to the switching element unit 7. Is controlled so that the detected temperature of the infrared sensor 9 becomes a predetermined control temperature, and from the determination results of the first material determination unit 11 and the second material determination unit 12, the material is determined. Is determined to be magnetic SUS, the control unit 10 is set to set the control temperature lower than when the material is determined to be iron.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the inverter circuit in the present embodiment.
  • a DC power supply 6 includes a rectifier 6c that receives a commercial power supply 18 and performs full-wave rectification, a choke coil 6b that has one end connected to the positive terminal of the rectifier 6c, an output terminal of the choke coil 6b, and a negative electrode of the rectifier 6c. It comprises a smoothing capacitor 6a connected between the terminals, and outputs a pulsating DC voltage to the inverter circuit 8.
  • the inverter circuit 8 includes a series circuit including a high-potential side first switching element 7a and a low-potential side second switching element 7b connected in series, and the first switching element 7a and the second switching element.
  • Both ends of the series circuit composed of 7b are connected between the DC power sources 6.
  • the first switching element 7a and the second switching element 7b constitute the switching element unit 7 of FIG.
  • One end of the resonance circuit 5 composed of the heating coil 3 and the resonance capacitor 4 is connected to a connection point 7m between the first switching element 7a and the second switching element 7b.
  • the other end of the resonance circuit 5 is connected to the low potential side of the second switching element 7b.
  • the other end of the resonance circuit 5 may be connected to the high potential side of the first switching element 7a.
  • the control unit 10 makes the first switching element 7a and the second switching element 7b alternately and exclusively conductive at a constant frequency, and sets the ON time and OFF time of the first switching element 7a and the second switching element 7b. By controlling the output based on the ratio, the output is controlled so that the temperature obtained from the infrared sensor 9 becomes a predetermined control temperature.
  • the control unit 10 may control the output of the inverter circuit 8 by driving the first switching element 7a and the second switching element 7b at different frequencies instead of a constant frequency.
  • the control unit 10 changes the frequency by fixing the ratio between the on time and the off time and the output control based on the ratio between the on time and the off time of the first switching element 7a and the second switching element 7b at a constant frequency. May be combined with the output control performed.
  • the first material discriminating unit 11 compares the magnitude of the input current Iin of the inverter circuit 8 and the magnitude of the heating coil current IL to discriminate the material of the cooking vessel 1 from a non-magnetic material and a magnetic material.
  • the second material determining unit 12 determines the heating coil current IL and the first switching when the heating output is a predetermined value. If the on-time Ton of the element 7a or the second switching element 7b is included in the predetermined region, the material is determined to be iron, and if not included in the predetermined region, the material is determined to be magnetic SUS.
  • the second material discriminating unit 12 discriminates iron when the on-time Ton of the first switching element 7a or the second switching element 7b is smaller than the first predetermined value, and otherwise magnetic SUS. Is determined. Further, as shown by the straight line A in FIG. 4, the first predetermined value can be discriminated more accurately by changing it according to the heating coil current IL. That is, the first predetermined value may be changed in proportion to the heating coil current IL until the on-time Ton of the first switching element 7a or the second switching element 7b reaches the predetermined on-time Ton1.
  • the ON time Ton of the first switching element 7a or the second switching element 7b is smaller than the first predetermined value, and the heating coil current IL is smaller than the second predetermined value.
  • the second predetermined value can be determined with higher accuracy by changing it according to the on-time Ton of the first switching element 7a or the second switching element 7b. That is, until the heating coil current IL becomes the predetermined heating coil current IL1, the second predetermined value may be changed in proportion to the on-time Ton of the first switching element 7a or the second switching element 7b.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the first material discriminating unit in the present embodiment. Since the first material discriminating unit 11 discriminates whether the material of the cooking container 1 is a non-magnetic material or a magnetic material after the heating is started, the magnitude of the input current Iin to the inverter circuit 8 and the magnitude of the heating coil current IL. Compare In the relationship between the input current Iin and the heating coil current IL shown by the dotted line in FIG. 3, the material of the cooking vessel 1 is determined to be a non-magnetic material if a heating coil current IL that is greater than or equal to the predetermined input current Iin is obtained. If the heating coil current IL is less than a predetermined value, the material is determined as a magnetic material.
  • the first material determination unit 11 is not limited to the above configuration as long as it can detect at least whether the material of the cooking container 1 is a magnetic material or a non-magnetic material.
  • a voltage or current proportional to the magnitude of the heating coil current IL such as the voltage or current of the resonant capacitor 4, the current flowing through the switching elements 7a and 7b, the current flowing through the DC power supply 6, etc. is detected. May be.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the second material discriminating unit in the present embodiment.
  • determines into iron and magnetic SUS, when the 1st material discrimination
  • the resistivity is different between iron and magnetic SUS, and generally the resistivity of iron is smaller. Therefore, when the material of the cooking container 1 is iron, the heating output is likely to be larger than in the case of magnetic SUS, and when the same heating output is obtained, the on-time Ton of the switching element is shorter than in the case of magnetic SUS. Furthermore, if the on-time Ton of the switching element is the same, the heating coil current IL increases.
  • a cooking container 1 having a press-contact (high press bonding) configuration as a heated body of the induction heating cooker.
  • the cooking container 1 having a press-contact configuration is such that the cooking container 1 body is formed of a nonmagnetic material such as aluminum or copper, and a magnetic SUS plate provided with a plurality of holes is disposed outside the bottom surface portion of the cooking container 1 body. It means what was joined by applying high pressure (the same shall apply hereinafter).
  • a protruding portion that protrudes toward the non-magnetic body around each hole of the magnetic SUS plate bites into the main body of the cooking container 1 or a plurality of convex portions provided on the bottom surface portion of the main body of the cooking container 1 Is penetrated through a plurality of holes in the magnetic SUS plate, and the tip of each convex portion is caulked by applying high pressure.
  • the cooking container 1 has a press-contact configuration
  • a magnetic SUS portion and a non-magnetic material portion such as aluminum coexist on the bottom surface portion, so that the same heating output can be obtained compared to the case of iron. If the on-time Ton of the switching element is the same, the heating coil current IL increases.
  • the second material discriminating unit 12 pays attention to such points, and the magnitude of the heating coil current IL and the ON time Ton of the switching element when the heating output of the inverter circuit 8 is a predetermined value (for example, 1500 W) are shown in FIG. If it is included in the predetermined region 1 as shown by the solid line, the material is determined to be iron. That is, in the predetermined region 1, the magnitude of the heating coil current IL is within a predetermined range with respect to the ON time Ton of the predetermined switching element equal to or less than Ton1. When the magnitude of the heating coil current IL and the ON time Ton of the switching element are in the region 2 not included in the region 1, the material is determined as magnetic SUS. Hereinafter, the reason will be described.
  • region 1 is divided into region 1a and region 1b, and region 2a is divided into three regions, region 2a, region 2b, and region 2c.
  • the material is iron
  • a predetermined heating output can be obtained with the on-time Ton of the switching element equal to or shorter than the predetermined on-time Ton1 and smaller than the predetermined heating coil current IL. It is distributed in the range of the region 1a.
  • the value of the region 1b is not reached.
  • the value of the region 1b is used.
  • the non-magnetic material is excluded by the first material discriminating unit 11. Since the second material discriminating unit 12 distinguishes between iron and magnetic SUS in the case of a magnetic material, the region 1a and the region 1b are combined into a region 1.
  • the on-time Ton of the switching element is longer than that when the material is iron, and is thus distributed in the region 2a.
  • the heating coil current IL for obtaining the same output is increased by the action of a non-magnetic material partially present on the bottom surface, so that the region 2b, the region 2b, and the region 2c in FIG. It is distributed in a region 2c showing intermediate characteristics.
  • the region 1a and the region 1b are combined into the region 1, but only the region 1a is used as the region 1 and the other region is used as the region 1b.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the set value of the control temperature that is changed depending on the material of the cooking container 1 in the present embodiment. Therefore, when the second material discriminating unit 12 discriminates the material of the cooking container 1 as magnetic SUS, the control unit 10 sets the control temperature when the material is discriminated as iron as shown by a line T2 in FIG. The control temperature is set lower than the line T1 indicating.
  • determines the material of the cooking container 1 as magnetic SUS
  • the control part 10 transfers to the infrared sensor output correction mode which sets control temperature low
  • the bottom surface temperature of the cooking vessel 1 can be controlled to a predetermined temperature with high accuracy as with iron.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing an inverter circuit of the induction heating cooker in the present embodiment.
  • the DC power supply 6 is shown as an equivalent circuit, but is the same as the DC power supply 6 of FIG. Note that the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only differences are described.
  • the inverter circuit 8 includes a third switching element 7c on the high potential side and a fourth switching element 7d on the low potential side connected in series, and the first switching element 7a. And a series circuit connected to both ends of the series circuit composed of the second switching element 7b. Furthermore, the difference from the first embodiment is that the other end of the resonance circuit 5 is connected to a connection point 7n between the third switching element 7c and the fourth switching element 7d. That is, the other end of the resonance circuit 5 is connected to the high potential side of the DC power supply 6 through the third switching element 7c, and is connected to the low potential side of the DC power supply 6 through the fourth switching element 7d. Yes.
  • control unit 10 causes the first switching element 7a and the fourth switching element 7d to conduct simultaneously, and the second switching element 7b and the third switching element 7c It is the point which was set as the structure controlled so that these may be made to conduct simultaneously.
  • the first and fourth switching elements 7a, 7d and The second and third switching elements 7b and 7c are made to conduct exclusively and alternately, and the output is controlled by the on-time of the first and fourth switching elements 7a and 7d and the second switching elements 7b and 7c. be able to.
  • the heating output of the inverter circuit 8 can be increased as compared with the half-bridge configuration in which the third switching element 7c and the fourth switching element 7d are short-circuited as in the first embodiment.
  • the temperature in the cooking container 1 is controlled to a predetermined temperature with high accuracy as in the case of iron. It becomes possible to do.
  • FIG. 7 shows a circuit diagram of the inverter circuit of the induction heating cooker in the present embodiment.
  • the DC power supply 6 is shown as an equivalent circuit, but is the same as the DC power supply 6 of FIG.
  • the input terminals of the voltage detection unit 13 are connected to both ends of the resonance capacitor 4 constituting the resonance circuit 5.
  • the voltage detector 13 measures the voltage applied to the resonant capacitor 4. There is an electrical proportional relationship between the magnitude of the heating coil current IL and the magnitude of the voltage applied to the resonant capacitor 4.
  • determination part 11 will compare the magnitude
  • the second material discriminating unit 12 compares the magnitude of the voltage applied to the resonant capacitor 4 with the on-time Ton of the first switching element 7a or the second switching element 7b, and the cooking container discriminated as a magnetic body.
  • One material can be further discriminated as magnetic SUS and iron.
  • a heating coil voltage detector for measuring the voltage applied to the heating coil 3 is provided, the voltage applied to the heating coil 3 is measured, and the electrical current between the magnitude of the heating coil current IL and the magnitude of the voltage applied to the heating coil 3 is measured. Even if this proportional relationship is used, the magnitude of the heating coil current IL can be measured.
  • a switching element current detection unit for measuring the current flowing through the first switching element 7a or the second switching element 7b is provided, and the magnitude of the current flowing through the first switching element 7a or the second switching element 7b is determined.
  • the magnitude of the heating coil current IL can also be measured by measuring and utilizing the electrical proportional relationship between the magnitude of the heating coil current IL and the magnitudes of these currents.
  • an operation unit 14 is provided for the user to set.
  • the operation unit 14 is controlled in the heating output setting unit 14a for setting the heating output in the heating mode and in the temperature control mode.
  • the control temperature setting unit 14b for setting the temperature and the control mode selection unit 14c for selecting one control mode from a plurality of control modes including the heating mode and the temperature control mode are provided.
  • the difference from the first to third embodiments is that when the control unit 10 heats the cooking container 1 in the heating mode, the determination results of the first material determination unit 11 and the second material determination unit 12 Therefore, when the material is determined to be magnetic SUS, it is prohibited to set the control temperature lower than when the material is determined to be iron.
  • the control unit 10 controls the temperature of the cooking container 1 to a control temperature set by the user, and is a temperature control mode (hereinafter also referred to as fried food mode), and the cooking container. 1 with a heating output set by the user.
  • the heating mode does not have a control temperature of about 160 ° C. to 200 ° C. as in the deep-fried food mode.
  • a temperature overheating prevention temperature for suppressing oil ignition
  • it has a control temperature of about 300 ° C. and does not require precise temperature control, so that it is prohibited to shift to the output correction mode of the infrared sensor 9.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing a main part of the induction heating cooker in the present embodiment.
  • an operation unit 14 is connected to the control unit 10.
  • the operation unit 14 includes a heating output setting unit 14a, a control temperature setting unit 14b, and a control mode selection unit 14c.
  • the control mode selection unit 14c the user can select and input whether it is a fried food mode or a heating mode.
  • the control mode selection unit 14c when the user selects the heating mode with the control mode selection unit 14c, when the material is magnetic SUS, it is prohibited to control the temperature by lowering the control temperature than when the material is iron.
  • the control unit 10 operates the first material determination unit 11 and the second material determination unit 12 and corrects the output according to the determination result. Enter mode.
  • the state of the cooking container 1 as in the heating mode is determined by discriminating the material of the magnetic cooking container 1 only when cooking that requires high-precision temperature adjustment is performed, such as in the fried food mode. In the case of cooking that often changes greatly, it is possible to prevent the second material determination unit 12 from malfunctioning and unnecessarily degrading the function of preventing overheating.
  • control unit 10 causes the second material determination unit 12 to determine after a predetermined time has elapsed since the start of heating. That is, immediately after the control unit 10 shifts to the deep-fried food mode, the values of the on-time Ton and the heating coil current IL are not fixed.
  • the second material discriminating unit 12 is moved after a predetermined time (for example, 30 seconds) when the relationship between the on-time Ton and the heating coil current IL is substantially stabilized after shifting to the deep-fried food mode. It is the point which made it the structure which performs discrimination.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of a main part of the induction heating cooker according to the present embodiment.
  • a second material determination unit 12 is connected to the control unit 10 via a delay unit 15.
  • the operation unit 14 described in the fourth embodiment is connected to the control unit 10. Therefore, when the user selects the fried food mode in which the temperature in the cooking container 1 is controlled to a predetermined control temperature with high accuracy by the operation unit 14 and starts heating, the control unit 10 sends a count start signal to the delay unit. 15, the delay unit 15 operates the second material determination unit 12 with a predetermined time delay. Thereby, after the relationship between the ON time Ton and the heating coil current IL is substantially stabilized, the second material determination unit 12 determines the material of the cooking container 1. With such a configuration, the material of the cooking container 1 can be determined stably.
  • control unit 10 When the user selects the heating mode instead of the deep-fried food mode with the operation unit 14, the control unit 10 does not substantially perform an operation based on the determination result of the second material determination unit 12.
  • the second material discriminating unit 12 is discriminated after a predetermined time has elapsed using the delay unit 15, but the second material discriminating unit 12 does not use the delay unit 15. Any method can be used as long as the discrimination operation can be delayed from the start of the heating operation.
  • Embodiments 1 to 5 can be used in appropriate combination.
  • the present invention includes a heating coil that induction-heats a cooking container, a resonance capacitor that forms a resonance circuit together with the heating coil, and a switching element, and the heating coil according to the on-time of the switching element. And an inverter circuit for supplying current to the heating coil.
  • an infrared sensor that detects infrared rays emitted from the bottom surface of the cooking container, a first material determination unit that determines the material of the cooking container as a non-magnetic material and a magnetic material, and the material of the cooking container as magnetic SUS and iron And controlling the magnitude of the output of the inverter circuit by changing the ON time of the switching element to control the temperature detected by the infrared sensor to be a predetermined control temperature. And a control unit that sets the control temperature lower than when the material is determined to be iron when the material is determined to be magnetic SUS from the determination results of the first material determination unit and the second material determination unit.
  • the second material discrimination unit compares the magnitude of the heating coil current when the heating output is a predetermined value with the on-time of the switching element, and the magnitude of the heating coil current with respect to the on-time of the switching element.
  • the material of the cooking container is determined to be iron, and if the ON time of the switching element and the magnitude of the heating coil current are outside the predetermined region, the material of the cooking container is determined to be magnetic SUS.
  • the material of the cooking container is a magnetic material
  • the material can be appropriately determined as magnetic SUS and iron, or magnetic SUS and magnetic SUS including magnetic SUS pressed against a non-magnetic material.
  • the material of the cooking container is magnetic SUS or magnetic SUS pressed against a non-magnetic material, it is possible to control the temperature in the cooking container to a predetermined temperature with high accuracy as in the case of iron. It becomes.
  • the second material determining unit determines that the material of the cooking container is iron when the ON time of the switching element is smaller than the first predetermined value, and the ON time of the switching element is the first.
  • the material of the cooking container is determined as magnetic SUS.
  • the second material discriminating unit sets the material of the cooking container to iron when the ON time of the switching element is smaller than the first predetermined value and the heating coil current is smaller than the second predetermined value.
  • the material of the cooking container is determined as magnetic SUS.
  • the inverter circuit includes a series circuit including a first switching element on a high potential side and a second switching element on a low potential side connected in series. Furthermore, one end of the resonant circuit is connected to a connection point between the first switching element and the second switching element, and the other end of the resonant circuit is connected to the low potential side of the second switching element or the high potential of the first switching element.
  • the structure connected to the side is provided.
  • the control unit exclusively and alternately turns on the first switching element and the second switching element, and controls the output of the inverter circuit according to the ON time of the first switching element and the second switching element. Therefore, the output is controlled so that the temperature obtained from the infrared sensor becomes a predetermined control temperature.
  • the second material discriminating unit discriminates that the material is iron when the heating coil current and the ON time of the switching element are included in a predetermined region, and the heating coil current and the ON time of the switching element are in the region. When it is not included, it is configured to discriminate the material from magnetic SUS.
  • the material of the cooking container is a magnetic material
  • the material can be appropriately determined as magnetic SUS and iron, or magnetic SUS and iron pressed against a non-magnetic material.
  • the temperature in the cooking container can be controlled to a predetermined temperature with high accuracy as in the case of iron.
  • an inverter circuit includes a series circuit including a first switching element on a high potential side and a second switching element on a low potential side connected in series, and a first circuit on a high potential side connected in series. And a series circuit connected to both ends of a series circuit composed of a first switching element and a second switching element. Furthermore, one end of the resonance circuit is connected to a connection point between the first switching element and the second switching element, and the other end of the resonance circuit is connected to the third switching element and the fourth switching element on the high potential side. A configuration for connecting to a connection point is provided.
  • control unit includes a configuration in which the first switching element and the fourth switching element are simultaneously turned on, and the second switching element and the third switching element are simultaneously turned on.
  • the heating output of the inverter circuit can be increased as compared with the half-bridge configuration in which the third switching element and the fourth switching element are short-circuited, and the cooking container is made of magnetic SUS or not.
  • the temperature in the cooking container can be controlled to a predetermined temperature with high accuracy as in the case of iron.
  • the second material discriminating unit determines the magnitude of the heating coil current, the magnitude of the voltage applied to the heating coil or the resonant capacitor, or the current flowing through the first switching element or the second switching element.
  • a configuration is provided in which the magnitude of the heating coil current is measured by measuring the magnitude. With this configuration, the second material discrimination unit can discriminate between magnetic SUS and iron when the material of the cooking container is a magnetic material without directly measuring the heating coil current.
  • the present invention also provides an operation unit for a user to set a heating output and a control temperature, a heating mode for heating with a heating output set by the operation unit, and a control in which the detection temperature of the infrared sensor is set by the operation unit.
  • a control mode selection unit that selects one control mode from among a plurality of control modes including a temperature control mode that controls the temperature. Furthermore, when the control unit selects the heating mode in the control mode selection unit and heats the cooking container, the control unit determines the material as magnetic SUS from the determination results of the first material determination unit and the second material determination unit. In this case, a configuration is provided that prohibits setting the control temperature lower than when the material is determined to be iron.
  • the material of the magnetic cooking container is discriminated only when operating in a control mode that requires high-precision temperature adjustment depending on the cooking method, and malfunctions are unnecessary when operating in the heating mode. In addition, it is possible to prevent the cooking performance from being lowered by lowering the control temperature.
  • control unit is configured to cause the second material determination unit to perform determination after a predetermined time has elapsed from the start of the heating operation.
  • the induction heating cooker according to the present invention can appropriately discriminate the material of the cooking container between the one using magnetic SUS and the one using iron, and the cooking container using magnetic SUS. Even so, it becomes possible to control the temperature of the cooking container to a predetermined temperature with high accuracy using the infrared sensor. Therefore, it is useful for an induction heating cooker that needs to maintain the temperature of an object to be cooked accommodated in a cooking container with high accuracy, such as fried food cooking.

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Abstract

インバータ回路（８）への入力電流の大きさと加熱コイル電流の大きさを比較して調理容器（１）の材質を非磁性体と磁性体とに判別する第１の材質判別部（１１）と、第１の材質判別部（１１）が磁性体と判別した場合に、加熱コイル電流の大きさとスイッチング素子部（７）のオン時間とを比較して調理容器（１）の材質を磁性ＳＵＳと鉄とに判別する第２の材質判別部（１２）とを有し、制御部（１０）は、第２の材質判別部（１２）が材質を磁性ＳＵＳと判別した場合、材質を鉄と判別したときよりも制御温度を低く設定することにより、調理容器（１）が磁性ＳＵＳで構成されたものであっても鉄のときと同様、高精度に調理容器（１）内の温度を所定の温度に制御できる。

Description

誘導加熱調理器
　本発明は、一般家庭のキッチンなどに用いられ、赤外線センサを使用して調理容器の温度制御を行う誘導加熱調理器に関するものである。
　従来、この種の誘導加熱調理器は、調理容器を置く天板と、調理容器を誘導加熱するための加熱コイルと、加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、被加熱物の放射エネルギー量で被加熱物の温度を検知する温度検知部と、天板に載置された調理容器の材質を判別する材質判別部とを備えている。材質判別部によりインバータ回路に流れる入力電流と加熱コイルに流れる加熱コイル電流の関係から調理容器の材質を、アルミニウム、非磁性ステンレス（以下、非磁性ＳＵＳという）、磁性ステンレス（以下、ＳＵＳという）、鉄とに判別する。判別した材質が鉄である場合には、判別した材質が磁性ステンレスである場合に比べ調理容器の温度を制御するための制御温度を高く補正することで、磁性ＳＵＳの場合と鉄の場合とで異なることなく調理容器の温度を所定温度に維持していた（例えば、特許文献１参照）。
　しかしながら、上記のように構成された誘導加熱調理器では、調理容器の材質が磁性ＳＵＳと鉄とにおいて入力電流と加熱コイル電流の関係が酷似しているため、調理容器が磁性ＳＵＳで構成された場合と鉄で構成された場合とを判別することが困難であった。
　また、誘導加熱調理器用の調理容器には、複数の穴を設けた磁性ＳＵＳの板が、アルミニウム等の非磁性体製の調理容器本体底面の外側に圧接されたものがある。磁性ＳＵＳの板の複数の穴には、非磁性体が入り込むので、この種の磁性ＳＵＳと、鉄とを判別することも困難であった。従って温度調整の精度が求められる揚げ物調理において、磁性ＳＵＳ（圧接構成のものを含む）と鉄の判別が困難であるため特定の材質の調理容器でしか適切な温度で調理を行うことができないという課題を有していた。
特開２００５－０７８９９３号公報
　本発明は、調理容器の材質が磁性体である場合に、磁性ＳＵＳと鉄とを適切に判別し、温度調整の精度が求められる揚げ物調理等において、高精度に調理容器内の温度を所定の温度に制御することのできる誘導加熱調理器を提供するものである。
　本発明は、調理容器を誘導加熱する加熱コイル、加熱コイルと共に共振回路を構成する共振コンデンサ、およびスイッチング素子を有し、スイッチング素子のオン時間に応じた加熱コイル電流を加熱コイルに供給するインバータ回路と、調理容器底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサとを備える。さらに、本発明は、調理容器の材質を非磁性体と磁性体とに判別する第１の材質判別部と、調理容器の材質を磁性ＳＵＳと鉄とに判別する第２の材質判別部と、スイッチング素子のオン時間を変更することによりインバータ回路の出力の大きさを制御して、赤外線センサの検知温度が所定の制御温度となるように制御するとともに、第１の材質判別部及び第２の材質判別部の判定結果から、材質を磁性ＳＵＳと判別した場合、材質を鉄と判別したときよりも制御温度を低く設定する制御部を備える。さらに、本発明は、制御部は、加熱出力を所定の値とした場合における加熱コイル電流の大きさとスイッチング素子のオン時間とを比較して、スイッチング素子のオン時間と加熱コイル電流の大きさとが所定の領域内に含まれると調理容器の材質を鉄と判別し、スイッチング素子のオン時間と加熱コイル電流の大きさとが前記領域外にあると調理容器の材質を磁性ＳＵＳと判別する構成を備える。
　かかる構成により、調理容器の材質が磁性体である場合において磁性ＳＵＳと鉄に適切に判別することができ、材質が磁性ＳＵＳであっても鉄である場合と同様に高精度に調理容器内の温度を所定の温度に制御することが可能となる。
図１は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器のブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態１におけるインバータ回路を示す回路図である。 図３は、本発明の実施の形態１における第１の材質判別部を説明する図である。 図４は、本発明の実施の形態１における第２の材質判別部を説明する図である。 図５は、本発明の実施の形態１における調理容器の材質による温度設定値を説明する図である。 図６は、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器のインバータ回路示す回路図である。 図７は、本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器のインバータ回路の接続図である。 図８は、本発明の実施の形態４における誘導加熱調理器のインバータ回路の接続図である。 図９は、本発明の実施の形態５における誘導加熱調理器のインバータ回路の接続図である。
　以下、本発明の誘導加熱調理器を実施の形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。本発明は実施の形態に限られることはない。
　（実施の形態１）
　図１において、本実施の形態の誘導加熱調理器は、光を透過する耐熱性を有する結晶化セラミック材料で形成されてなり調理容器１を載置するための天板２と、天板２の下方に設けられ調理容器１を誘導加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３と共に共振回路を構成する共振コンデンサ４を備える。例えば、加熱コイル３と共振コンデンサ４とを直列に接続して共振回路５を構成する。
　さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、共振回路５とスイッチング素子部７を含むインバータ回路８を備える。スイッチング素子部７は、直列接続され排他的に所定のデユーティでオンする図示しない複数のスイッチング素子を有する。インバータ回路８は、スイッチング素子部７を構成するスイッチング素子のオン時間（以下、単に、スイッチング素子部７のオン時間という）に応じた加熱コイル電流ＩＬを加熱コイル３に供給する。
　本実施の形態の誘導加熱調理器は、入力電流検出部であるカレントトランス１６により検出したインバータ回路８への入力電流Ｉｉｎの大きさと、加熱コイル電流検出部であるカレントトランス１７により検出した加熱コイル電流ＩＬの大きさを比較して調理容器１の材質を非磁性体と磁性体とに判別する第１の材質判別部１１を備える。入力電流Ｉｉｎは、図２に示すように、整流器６ｃの入力電流を測定しても良いし入力電流Ｉｉｎと比例関係のある部分の電流または電圧を測定しても良い。
　さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、加熱コイル電流ＩＬの大きさとスイッチング素子部７のオン時間とを比較して、スイッチング素子部７のオン時間に対して加熱コイル電流ＩＬの大きさが所定の領域内に含まれると調理容器１の材質を鉄と判別し、スイッチング素子部７のオン時間に対して加熱コイル電流ＩＬの大きさが所定の領域外にあると調理容器１の材質を磁性ＳＵＳと判別する第２の材質判別部１２を備えている。
　さらに、本実施の形態の誘導加熱調理器は、調理容器１底面から放射され天板２を透過した赤外線を検知する赤外線センサ９と、スイッチング素子部７に駆動信号を出力することによりインバータ回路８の出力の大きさを制御して、赤外線センサ９の検知温度が所定の制御温度となるように制御するとともに、第１の材質判別部１１及び第２の材質判別部１２の判定結果から、材質を磁性ＳＵＳと判別した場合、材質を鉄と判別したときよりも制御温度を低く設定する制御部１０を備える。
　図２は、本実施の形態におけるインバータ回路の回路図である。図２において、直流電源６は、商用電源１８を入力し全波整流する整流器６ｃと、整流器６ｃの正極端子に一端が接続されたチョークコイル６ｂと、チョークコイル６ｂの出力端子と整流器６ｃの負極端子間に接続される平滑コンデンサ６ａで構成され、インバータ回路８に脈流の直流電圧を出力する。インバータ回路８は、直列に接続された高電位側の第１のスイッチング素子７ａと低電位側の第２のスイッチング素子７ｂからなる直列回路を備え、第１のスイッチング素子７ａと第２のスイッチング素子７ｂからなる直列回路の両端は直流電源６間に接続される。第１のスイッチング素子７ａおよび第２のスイッチング素子７ｂとで、図１のスイッチング素子部７が構成される。加熱コイル３および共振コンデンサ４で構成される共振回路５の一端が、第１のスイッチング素子７ａと第２のスイッチング素子７ｂとの接続点７ｍに接続される。共振回路５の他端が、第２のスイッチング素子７ｂの低電位側に接続される。なお、共振回路５の他端は第１のスイッチング素子７ａの高電位側に接続されてもよい。
　制御部１０は、第１のスイッチング素子７ａおよび第２のスイッチング素子７ｂを一定周波数で排他的に交互に導通させ、第１のスイッチング素子７ａと第２のスイッチング素子７ｂのオン時間とオフ時間の比率によって出力を制御することにより、赤外線センサ９から得られる温度が所定の制御温度となるように出力を制御する。なお、制御部１０は、第１のスイッチング素子７ａおよび第２のスイッチング素子７ｂを一定周波数でなく、周波数を変えて駆動してインバータ回路８の出力を制御してもよい。また、制御部１０は、一定周波数で第１のスイッチング素子７ａと第２のスイッチング素子７ｂのオン時間とオフ時間の比率による出力制御と、オン時間とオフ時間の比率を固定して周波数を変えて行う出力制御を組み合わせてもよい。
　第１の材質判別部１１は、インバータ回路８の入力電流Ｉｉｎの大きさと加熱コイル電流ＩＬの大きさを比較して調理容器１の材質を非磁性体と磁性体とを判別する。
　第２の材質判別部１２は、第１の材質判別部１１が調理容器１の材質を磁性体と判別した場合において、加熱出力を所定の値とした場合における加熱コイル電流ＩＬと第１のスイッチング素子７ａまたは第２のスイッチング素子７ｂのオン時間Ｔｏｎとが所定の領域内に含まれる場合は材質を鉄と判別し、この所定の領域に含まれない場合は材質を磁性ＳＵＳと判別する。
　第２の材質判別部１２は、第１のスイッチング素子７ａまたは第２のスイッチング素子７ｂのオン時間Ｔｏｎが、第１の所定値よりも小さい場合に鉄と判別し、それ以外の場合に磁性ＳＵＳと判別する。また、図４の直線Ａで示すように、第１の所定値を加熱コイル電流ＩＬに応じて変えるとさらに精度よく判別できる。すなわち、第１のスイッチング素子７ａまたは第２のスイッチング素子７ｂのオン時間Ｔｏｎが所定のオン時間Ｔｏｎ１になるまで、第１の所定値を加熱コイル電流ＩＬに比例して変えるとよい。
　第２の材質判別部１２は、第１のスイッチング素子７ａまたは第２のスイッチング素子７ｂのオン時間Ｔｏｎが、第１の所定値よりも小さく、かつ加熱コイル電流ＩＬが、第２の所定値よりも小さい所定の値である場合に鉄と判別し、それ以外を、以下に述べる圧接構成の磁性ＳＵＳと判別する。図４の直線Ｂで示すように、第２の所定値を第１のスイッチング素子７ａまたは第２のスイッチング素子７ｂのオン時間Ｔｏｎに応じて変えるとさらに精度よく判別できる。すなわち、加熱コイル電流ＩＬが所定の加熱コイル電流ＩＬ１になるまで、第２の所定値は第１のスイッチング素子７ａまたは第２のスイッチング素子７ｂのオン時間Ｔｏｎに比例して変えると良い。
　以上のように構成された誘導加熱調理器について以下その動作を説明する。図３は、本実施の形態における第１の材質判別部を説明する図である。第１の材質判別部１１は、加熱を開始してから調理容器１の材質を非磁性体か磁性体かを判別するため、インバータ回路８への入力電流Ｉｉｎの大きさと加熱コイル電流ＩＬの大きさを比較する。図３の点線に示す、入力電流Ｉｉｎと加熱コイル電流ＩＬとの関係において、所定の入力電流Ｉｉｎに対して所定以上の加熱コイル電流ＩＬが得られれば調理容器１の材質を非磁性体と判別し、加熱コイル電流ＩＬが所定よりも少なければ材質を磁性体と判別する。
　第１の材質判別部１１は、少なくとも調理容器１の材質が磁性体か非磁性体かを検知できればよく、上記構成に限定されない。例えば、加熱コイル電流ＩＬに代え、共振コンデンサ４の電圧または電流、スイッチング素子７ａ、７ｂに流れる電流、直流電源６に流れる電流等、加熱コイル電流ＩＬの大きさに比例した電圧または電流を検知してもよい。また、磁石を用いて、磁性体か非磁性体かを検知してもよい。
　図４は、本実施の形態における第２の材質判別部を説明する図である。第２の材質判別部１２は、第１の材質判別部１１で調理容器１の材質を磁性体と判別した場合において、鉄と磁性ＳＵＳとに判別する。磁性体の中でも鉄と磁性ＳＵＳとでは抵抗率が異なり、一般的に鉄の方が抵抗率は小さくなる。そのため、調理容器１の材質が鉄の場合は、磁性ＳＵＳの場合と比べて加熱出力が大きくなりやすく、同一加熱出力を得るとき、スイッチング素子のオン時間Ｔｏｎは磁性ＳＵＳの場合よりも短くなり、さらに、スイッチング素子のオン時間Ｔｏｎが同一であれば、加熱コイル電流ＩＬは大きくなる。
　また、誘導加熱調理器の被加熱体として、圧接（ハイプレスボンディング）構成の調理容器１が存在する。圧接構成の調理容器１とは、調理容器１本体がアルミニウムまたは銅などの非磁性体で形成され、複数の穴が設けられた磁性ＳＵＳの板を、調理容器１本体の底面部分の外側に、高圧力を加えて接合したものをいう（以下同じ）。圧接する際、磁性ＳＵＳの板の各穴の周囲に非磁性体側に向け突出させた突出部を調理容器１本体に食い込ませたり、あるいは、調理容器１本体の底面部分に設けた複数の凸部を磁性ＳＵＳの板の複数の穴に貫通させ、各凸部の先端を、高圧力を加えてかしめたりする。
　このように、調理容器１が圧接構成の場合は、底面部分に磁性ＳＵＳの部分と、アルミニウム等の非磁性体の部分が併存するので、鉄の場合と比べても、同一加熱出力を得るとき、スイッチング素子のオン時間Ｔｏｎが同一であれば、加熱コイル電流ＩＬは大きくなる。
　第２の材質判別部１２ではこのような点に注目し、インバータ回路８の加熱出力が所定の値（例えば、１５００W）における加熱コイル電流ＩＬの大きさとスイッチング素子のオン時間Ｔｏｎとが、図４の実線に示すような所定の領域１内に含まれる場合は材質を鉄と判別する。すなわち、所定の領域１においては、Ｔｏｎ１以下の所定のスイッチング素子のオン時間Ｔｏｎに対し、加熱コイル電流ＩＬの大きさが所定の範囲内にある。加熱コイル電流ＩＬの大きさとスイッチング素子のオン時間Ｔｏｎとが、領域１に含まれない領域２の場合は材質を磁性ＳＵＳと判別する。以下、この理由を説明する。
　説明のため、領域１を領域１ａ、領域１ｂに分け、領域２ａを領域２ａ、領域２ｂ、領域２ｃの３つに分ける。材質が鉄である場合には、磁性ＳＵＳである場合に比べ、所定のオン時間Ｔｏｎ１以下のスイッチング素子のオン時間Ｔｏｎでかつ所定の加熱コイル電流ＩＬ以下で所定の加熱出力が得られ、図４の領域１ａの範囲に分布する。磁性体では、領域１ｂの値になることはなく、非磁性体の場合に領域１ｂの値になるものがあるが、非磁性体は第１の材質判別部１１により排除されている。第２の材質判別部１２は、磁性体の場合に鉄か磁性ＳＵＳかを区別するものであるので、領域１ａと領域１ｂを併せて領域１としている。
　上記のように材質が磁性ＳＵＳである場合には、スイッチング素子のオン時間Ｔｏｎは、材質が鉄である場合に比べ長いので領域２ａに分布する。調理容器１が圧接構成の場合、底面に部分的に存在する非磁性体の作用により、同一出力を得るための加熱コイル電流ＩＬが増加するので、図４の領域２ｂ、および領域２ｂと領域２ｃの中間の特性を示す領域２ｃに分布する。本実施の形態では、領域１ａと領域１ｂを併せて領域１としたが、領域１ａのみを領域１とし、それ以外を領域１ｂとしても、実質的に同様の作用効果を奏する。
　赤外線センサ９で調理容器１の温度制御をする場合に、磁性ＳＵＳは鉄よりも放射率が低いので、調理容器１が磁性ＳＵＳである時は、鉄である時よりも温度が高く制御されてしまい、過熱になる傾向にある。図５は、本実施の形態における調理容器１の材質により変更される制御温度の設定値を説明する図である。したがって、制御部１０は、第２の材質判別部１２が調理容器１の材質を磁性ＳＵＳと判別すると、図５の線Ｔ２に示すように、材質を鉄と判別した時の制御温度の設定値を示す線Ｔ１よりも、制御温度を低く設定する。このように、第２の材質判別部１２が調理容器１の材質を磁性ＳＵＳと判別した場合、制御部１０は、制御温度を低く設定する赤外線センサ出力補正モードに移行するので、調理容器１の材質が磁性ＳＵＳでも鉄と同様に高精度に調理容器１の底面温度を所定の温度に制御することが可能となる。
　（実施の形態２）
　以下、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器について、図面を参照しながら説明する。図６は本実施の形態における誘導加熱調理器のインバータ回路を示す回路図である。直流電源６は等価回路で示しているが図２の直流電源６と同様である。なお、実施の形態１と同一部分は同じ符号を用いて説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
　実施の形態１との相違点は、インバータ回路８が、直列に接続された高電位側の第３のスイッチング素子７ｃと低電位側の第４のスイッチング素子７ｄからなり、第１のスイッチング素子７ａおよび第２のスイッチング素子７ｂからなる直列回路の両端に接続された直列回路をさらに備える点である。さらに、実施の形態１との相違点は、共振回路５の他端が、第３のスイッチング素子７ｃと第４のスイッチング素子７ｄとの接続点７ｎに接続されている点である。すなわち、共振回路５の他端が、第３のスイッチング素子７ｃを介して直流電源６の高電位側に接続され、第４のスイッチング素子７ｄを介して直流電源６の低電位側に接続されている。さらに、実施の形態１との相違点は、制御部１０は、第１のスイッチング素子７ａおよび第４のスイッチング素子７ｄとを同時に導通させ、第２のスイッチング素子７ｂおよび第３のスイッチング素子７ｃとを同時に導通させるように制御する構成とした点である。
　このような構成により、４個のスイッチング素子７ａ～７ｄを備えたフルブリッジ構成の場合でも、実施の形態１のハーフブリッジ構成の場合と同様に、第１と第４のスイッチング素子７ａ、７ｄおよび第２と第３のスイッチング素子７ｂ、７ｃを、排他的に交互に導通させ、第１と第４のスイッチング素子７ａ、７ｄと第２のスイッチング素子７ｂ、７ｃのオン時間によって、出力を制御することができる。
　以上のような構成により、実施の形態１のように、第３のスイッチング素子７ｃおよび第４のスイッチング素子７ｄを短絡したハーフブリッジ構成に比べ、インバータ回路８の加熱出力を大きくすることができるとともに、調理容器１の材質が磁性ＳＵＳであった場合または非磁性体に圧接された磁性ＳＵＳであった場合に、鉄の場合と同様、高精度に調理容器１内の温度を所定の温度に制御することが可能となる。
　（実施の形態３）
　次に本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態１と同一部分は同じ符号を用いて説明を省略し、相違点についてのみ説明する。実施の形態１との相違点は、加熱コイル電流ＩＬの大きさを、加熱コイル３と共振回路５を形成する共振コンデンサ４に加わる電圧もしくは電流の大きさ、または第１のスイッチング素子７ａもしくは第２のスイッチング素子７ｂに流れる電流の大きさを測定することにより、調理容器１の材質を判別する構成とした点である。
　図７に、本実施の形態における誘導加熱調理器のインバータ回路の回路図を示す。図７において直流電源６は等価回路で示されているが図２の直流電源６と同様のものである。図７において、共振回路５を構成する共振コンデンサ４の両端に電圧検出部１３の入力端子を接続する。電圧検出部１３は共振コンデンサ４に加わる電圧を測定する。加熱コイル電流ＩＬの大きさと、共振コンデンサ４に加わる電圧の大きさとの間には電気的な比例関係がある。この関係を利用すれば、第１の材質判別部１１は、インバータ回路８への入力電流Ｉｉｎの大きさと共振コンデンサ４に加わる電圧の大きさを比較して、調理容器１の材質を非磁性体と磁性体とに判別することができる。
　また、第２の材質判別部１２は、共振コンデンサ４に加わる電圧の大きさと第１のスイッチング素子７ａまたは第２スイッチング素子７ｂのオン時間Ｔｏｎとを比較して、磁性体と判別された調理容器１の材質をさらに磁性ＳＵＳと鉄とに判別することができる。
　なお、加熱コイル３に加わる電圧を測定する加熱コイル電圧検出部を設けて加熱コイル３に加わる電圧を測定し、加熱コイル電流ＩＬの大きさと加熱コイル３に加わる電圧の大きさとの間の電気的な比例関係を利用しても加熱コイル電流ＩＬの大きさを測定することができる。
　さらに、第１のスイッチング素子７ａまたは第２のスイッチング素子７ｂに流れる電流を測定するスイッチング素子電流検出部を設けて、第１のスイッチング素子７ａまたは第２のスイッチング素子７ｂに流れる電流の大きさを測定し、加熱コイル電流ＩＬの大きさとこれら電流の大きさとの間の電気的な比例関係を利用しても加熱コイル電流ＩＬの大きさを測定することができる。
　以上のように、加熱コイル電流ＩＬと各測定値との電気的な比例関係から加熱コイル電流に代わり調理容器１の材質判別を行うことが可能となる。なお、実施の形態２のインバータ回路の場合も同様のことが可能である。
　（実施の形態４）
　次に本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態１～３と同一部分は同じ符号を用い説明を省略し、相違点についてのみ説明する。実施の形態１～３との相違点は、使用者が設定するための操作部１４を備え、操作部１４は、加熱モードにおいて加熱出力を設定する加熱出力設定部１４ａと、温度制御モードにおいて制御温度を設定する制御温度設定部１４ｂと、加熱モードおよび温度制御モードを含む複数の制御モードの中から一つの制御モードを選択するための制御モード選択部１４ｃとを備える点である。また、実施の形態１～３との相違点は、制御部１０が、加熱モードで調理容器１を加熱する際には、第１の材質判別部１１及び第２の材質判別部１２の判定結果から、材質を磁性ＳＵＳと判別した場合、材質を鉄と判別したときよりも制御温度を低く設定することを禁止する点である。
　すなわち、本実施の形態では、制御部１０が、調理容器１の温度を使用者が設定した制御温度に制御するための制御モードである温度制御モード（以下、揚げ物モードともいう）と、調理容器１を使用者が設定した加熱出力で加熱する加熱モードとを有する。実施の形態１～３との相違点は、加熱モードにおいては揚げ物モードの時のような約１６０℃～２００℃の制御温度を持たず、例えば油発火を抑制するための温度過昇防止温度（例えば約３００℃）の制御温度を持っており、精密な温度制御を必要としないので、赤外線センサ９の出力補正モードに移行することを禁止する構成とした点である。
　図８は、本実施の形態における誘導加熱調理器の要部を示す構成図である。図８において、制御部１０には、操作部１４が接続されている。操作部１４は、加熱出力設定部１４ａ、制御温度設定部１４ｂ及び制御モード選択部１４ｃを備える。制御モード選択部１４ｃでは、使用者が揚げ物モードか加熱モードかを選択入力できる。使用者が制御モード選択部１４ｃで、加熱モードを選択したときは、材質が磁性ＳＵＳである場合に材質が鉄である場合よりも制御温度を低くして温度制御することを禁止する。使用者が制御モード選択部１４ｃで、揚げ物モードを選択したときは、制御部１０は、第１の材質判別部１１および第２の材質判別部１２を動作させ、その判別結果に応じて出力補正モードに移行する。
　以上のような構成により、揚げ物モードのように高精度な温度調整が必要な調理を行う場合のみ磁性体の調理容器１の材質を判別することで、加熱モードのように調理容器１の状態が大きく変化する場合の多い調理の場合に、第２の材質判別部１２が誤動作して不必要に温度過昇防止機能が低下するのを防止することが可能となる。
　（実施の形態５）
　次に本発明の実施の形態５について説明する。実施の形態１と同一部分は同じ番号を用い説明を省略し、相違点についてのみ説明する。実施の形態１との相違点は、制御部１０は、加熱を開始した時から所定の時間経過後に第２の材質判別部１２の判別を行なわせる点である。すなわち、制御部１０が、揚げ物モードへ移行直後は、オン時間Ｔｏｎと加熱コイル電流ＩＬの値が定まっていない。そのため、誤判別を防ぐことを目的として、揚げ物モードへ移行後、オン時間Ｔｏｎと加熱コイル電流ＩＬの関係がほぼ安定する所定の時間（例えば３０秒）経過後に、第２の材質判別部１２が判別を行う構成とした点である。
　図９は、本実施の形態における誘導加熱調理器の要部の構成図である。図９において、制御部１０には、遅延部１５を介して第２の材質判別部１２が接続されている。また、制御部１０には、実施の形態４で述べた操作部１４が接続されている。したがって、使用者が操作部１４で、調理容器１内の温度を高精度に所定の制御温度に制御する揚げ物モードを選択し、加熱を開始したときは、制御部１０はカウント開始信号を遅延部１５に送り、遅延部１５は所定時間だけ遅れて第２の材質判別部１２を動作させる。これにより、オン時間Ｔｏｎと加熱コイル電流ＩＬの関係がほぼ安定した後に、第２の材質判別部１２が調理容器１の材質を判別する。このような構成により、調理容器１の材質を安定して判別することが可能となる。
　使用者が操作部１４で、揚げ物モードではなく加熱モードを選択したときは、制御部１０は第２の材質判別部１２の判定結果に基づく動作を実質的に行わないようにする。
　なお、本実施の形態では、遅延部１５を用いて所定の時間経過後に第２の材質判別部１２の判別を行なわせたが、遅延部１５を用いずに、第２の材質判別部１２による判別動作を加熱動作開始から遅らせることができれば、いかなる方法も可能である。
　なお、実施の形態１～５の構成は適宜組み合わせて使用することができる。
　以上説明したように、本発明は、調理容器を誘導加熱する加熱コイル、加熱コイルと共に共振回路を構成する共振コンデンサ、およびスイッチング素子を有し、加熱コイルにスイッチング素子のオン時間に応じた加熱コイル電流を加熱コイルに供給するインバータ回路とを備える。さらに、調理容器底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、調理容器の材質を非磁性体と磁性体とに判別する第１の材質判別部と、調理容器の材質を磁性ＳＵＳと鉄とに判別する第２の材質判別部と、スイッチング素子のオン時間を変更することによりインバータ回路の出力の大きさを制御して、赤外線センサの検知温度が所定の制御温度となるように制御するとともに、第１の材質判別部及び第２の材質判別部の判定結果から、材質を磁性ＳＵＳと判別した場合、材質を鉄と判別したときよりも制御温度を低く設定する制御部とを備える。さらに、第２の材質判別部は、加熱出力を所定の値とした場合における加熱コイル電流の大きさとスイッチング素子のオン時間とを比較して、スイッチング素子のオン時間に対して加熱コイル電流の大きさが所定の領域内に含まれると調理容器の材質を鉄と判別し、スイッチング素子のオン時間と加熱コイル電流の大きさとが所定の領域外にあると調理容器の材質を磁性ＳＵＳと判別する構成を備える。かかる構成により、調理容器の材質が磁性体の場合に、材質を磁性ＳＵＳと鉄とに、または非磁性体に圧接された磁性ＳＵＳを含む磁性ＳＵＳと鉄とに適切に判別することができ、調理容器の材質が磁性ＳＵＳであった場合または非磁性体に圧接された磁性ＳＵＳであった場合に鉄の場合と同様、高精度に調理容器内の温度を所定の温度に制御することが可能となる。
　また、本発明は、第２の材質判別部は、スイッチング素子のオン時間が第１の所定値よりも小さい場合に、調理容器の材質を鉄と判別し、スイッチング素子のオン時間が第１の所定値以上である場合に、調理容器の材質を磁性ＳＵＳと判別する。かかる構成により、調理容器の材質が磁性体であるとき、磁性ＳＵＳと鉄とに適切に判別することができ、調理容器の材質が磁性ＳＵＳであっても鉄の場合と同様、反射率の違いの影響を緩和し高精度に調理容器内の温度を所定の温度に制御することが可能となる。
　また、本発明は、第２の材質判別部は、スイッチング素子のオン時間が第１の所定値よりも小さくかつ加熱コイル電流が第２の所定値よりも小さい場合に、調理容器の材質を鉄と判別し、それ以外の場合に、調理容器の材質を磁性ＳＵＳと判別する。かかる構成により、調理容器の材質が磁性体であるとき、非磁性体が圧接された磁性ＳＵＳを含む磁性ＳＵＳと鉄とに適切に判別することができ、調理容器の材質が磁性ＳＵＳおよび非磁性体が圧接された磁性ＳＵＳのいずれであっても鉄の場合と同様、反射率の違いの影響を緩和し高精度に調理容器内の温度を所定の温度に制御することが可能となる。
　また、本発明は、インバータ回路は、直列に接続された高電位側の第１のスイッチング素子および低電位側の第２のスイッチング素子からなる直列回路を備える。さらに、共振回路の一端が第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子との接続点に接続され、共振回路の他端が第２のスイッチング素子の低電位側または第１のスイッチング素子の高電位側に接続される構成を備える。さらに、制御部は、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子を排他的に交互に導通させ、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオン時間によって前記インバータ回路の出力を制御することにより、赤外線センサから得られる温度が所定の制御温度となるように出力を制御する構成を備える。さらに、第２の材質判別部は、加熱コイル電流とスイッチング素子のオン時間とが所定の領域内に含まれる場合は材質を鉄と判別し、加熱コイル電流とスイッチング素子のオン時間とが領域に含まれない場合は材質を磁性ＳＵＳと判別する構成を備える。かかる構成により、調理容器の材質が磁性体の場合に、材質を磁性ＳＵＳと鉄に、または非磁性体に圧接された磁性ＳＵＳと鉄に適切に判別することができ、磁調理容器の材質が磁性ＳＵＳであった場合または非磁性体に圧接された磁性ＳＵＳであった場合に鉄の場合と同様、高精度に調理容器内の温度を所定の温度に制御することが可能となる。
　また、本発明は、インバータ回路は、直列に接続された高電位側の第１のスイッチング素子および低電位側の第２のスイッチング素子からなる直列回路と、直列に接続された高電位側の第３のスイッチング素子および低電位側の第４のスイッチング素子からなり第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子からなる直列回路の両端に接続された直列回路を備える。さらに、共振回路の一端が第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子との接続点に接続され、共振回路の他端が、高電位側の第３のスイッチング素子と第４のスイッチング素子との接続点に接続される構成を備える。さらに、制御部は、第１のスイッチング素子および第４のスイッチング素子を同時に導通させ、第２のスイッチング素子および第３のスイッチング素子を同時に導通させる構成を備える。かかる構成により、第３のスイッチング素子および第４のスイッチング素子を短絡したハーフブリッジ構成に比べ、インバータ回路の加熱出力を大きくすることができるとともに、調理容器の材質が磁性ＳＵＳであった場合または非磁性体に圧接された磁性ＳＵＳであった場合に、鉄の場合と同様、高精度に調理容器内の温度を所定の温度に制御することが可能となる。
　また、本発明は、第２の材質判別部は、加熱コイル電流の大きさを、加熱コイルもしくは共振コンデンサに加わる電圧の大きさ、または第１のスイッチング素子もしくは第２のスイッチング素子に流れる電流の大きさを測定することにより加熱コイル電流の大きさを測定する構成を備える。かかる構成により、第２の材質判別部は、加熱コイル電流を直接測定しなくても、調理容器の材質が磁性体であるとき、磁性ＳＵＳと鉄との判別を行うことが可能となる。
　また、本発明は、使用者が加熱出力および制御温度を設定するための操作部と、操作部で設定された加熱出力で加熱する加熱モードおよび赤外線センサの検知温度が操作部で設定された制御温度となるように制御する温度制御モードを含む複数の制御モードの中から一つの制御モードを選択する制御モード選択部と、を備える。さらに、制御部は、制御モード選択部で加熱モードを選択して調理容器を加熱する際には、第１の材質判別部及び第２の材質判別部の判定結果から、材質を磁性ＳＵＳと判別した場合、材質を鉄と判別したときよりも制御温度を低く設定することを禁止する構成を備える。かかる構成により、調理の方法によって高精度な温度調整が必要な制御モードで動作している場合のみ磁性体の調理容器の材質を判別し、加熱モードで動作している場合に誤動作して不必要に制御温度を低くして調理性能を低下させないようにすることが可能となる。
　また、本発明は、制御部は、加熱動作開始時から所定の時間経過後に第２の材質判別部の判別を行なわせる構成を備える。かかる構成により、調理容器の材質を安定して判別することが可能となる。
　以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、調理容器の材質を、磁性ＳＵＳを使用したものと鉄を使用したものとに適切に判別することができ、磁性ＳＵＳを使用した調理容器であっても、赤外線センサを使用して高精度に調理容器の温度を所定の温度に制御することが可能となる。したがって、揚げ物調理等、高精度に調理容器に収容された被調理物の温度を所定温度に維持することが必要な誘導加熱調理器に有用である。
　１　　調理容器
　２　　天板
　３　　加熱コイル
　４　　共振コンデンサ
　５　　共振回路
　６　　直流電源
　７　　スイッチング素子部
　７ａ　　第１のスイッチング素子
　７ｂ　　第２のスイッチング素子
　７ｃ　　第３のスイッチング素子
　７ｄ　　第４のスイッチング素子
　８　　インバータ回路
　９　　赤外線センサ
　１０　　制御部
　１１　　第１の材質判別部
　１２　　第２の材質判別部
　１３　　電圧検出部
　１４　　操作部
　１５　　遅延部
　１６　　カレントトランス（入力電流検出部）
　１７　　カレントトランス（加熱コイル電流検出部）
　１８　　商用電源

Claims (8)

  1. 調理容器を誘導加熱する加熱コイル、前記加熱コイルと共に共振回路を構成する共振コンデンサ、およびスイッチング素子を有し、前記加熱コイルに前記スイッチング素子のオン時間に応じた加熱コイル電流を前記加熱コイルに供給するインバータ回路と、
    前記調理容器底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、
    前記調理容器の材質を非磁性体と磁性体とに判別する第１の材質判別部と、
    前記調理容器の材質を磁性ＳＵＳと鉄とに判別する第２の材質判別部と、
    前記スイッチング素子のオン時間を変更することにより前記インバータ回路の出力の大きさを制御して、前記赤外線センサの検知温度が所定の制御温度となるように制御するとともに、前記第１の材質判別部及び前記第２の材質判別部の判定結果から、前記材質を磁性ＳＵＳと判別した場合、前記材質を鉄と判別したときよりも前記制御温度を低く設定する制御部とを有し、
    前記第２の材質判別部は、加熱出力を所定の値とした場合における前記加熱コイル電流の大きさと前記スイッチング素子のオン時間とを比較して、前記スイッチング素子のオン時間と前記加熱コイル電流の大きさとが所定の領域内に含まれると前記調理容器の材質を鉄と判別し、前記スイッチング素子のオン時間と前記加熱コイル電流の大きさとが前記領域外にあると前記調理容器の材質を磁性ＳＵＳと判別する誘導加熱調理器。
  2. 前記第２の材質判別部は、前記スイッチング素子のオン時間が第１の所定値よりも小さい場合に、前記調理容器の材質を鉄と判別し、前記スイッチング素子のオン時間が前記第１の所定値以上である場合に、前記調理容器の材質を磁性ＳＵＳと判別する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
  3. 前記加熱コイル電流が第２の所定値よりも小さい場合に、前記調理容器の材質を鉄と判別し、前記加熱コイル電流が前記第２の所定値以上である場合に、前記調理容器の材質を磁性ＳＵＳと判別する請求項２に記載の誘導加熱調理器。
  4. 前記インバータ回路は、直列に接続された高電位側の第１のスイッチング素子および低電位側の第２のスイッチング素子からなる直列回路を備え、前記共振回路の一端が前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との接続点に接続され、前記共振回路の他端が前記第２のスイッチング素子の低電位側または前記第１のスイッチング素子の高電位側に接続され、
    前記制御部は、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子を排他的に交互に導通させ、前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子のオン時間によって前記インバータ回路の出力を制御することにより、前記赤外線センサの検知温度が前記所定の制御温度となるように出力を制御し、
    前記第２の材質判別部は、前記加熱コイル電流と前記スイッチング素子のオン時間とが所定の領域内に含まれる場合は前記材質を鉄と判別し、前記加熱コイル電流と前記スイッチング素子のオン時間とが前記領域に含まれない場合は前記材質を前記磁性ＳＵＳと判別する請求項１記載の誘導加熱調理器。
  5. 前記インバータ回路は、直列に接続された高電位側の第１のスイッチング素子および低電位側の第２のスイッチング素子からなる直列回路と、直列に接続された高電位側の第３のスイッチング素子および低電位側の第４のスイッチング素子からなり前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子からなる前記直列回路の両端に接続された直列回路と、を備え、前記共振回路の一端が前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との接続点に接続され、前記共振回路の他端が、前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子との接続点に接続され、前記制御部は、前記第１のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子を同時に導通させ、前記第２のスイッチング素子および前記第３のスイッチング素子を同時に導通させる請求項１記載の誘導加熱調理器。
  6. 前記第２の材質判別部は、前記加熱コイル電流の大きさを、前記加熱コイルもしくは前記共振コンデンサに加わる電圧の大きさ、または前記第１のスイッチング素子もしくは前記第２のスイッチング素子に流れる電流の大きさを測定する請求項１記載の誘導加熱調理器。
  7. 使用者が加熱出力および前記制御温度を設定するための操作部と、前記操作部で設定された前記加熱出力で加熱する加熱モードおよび前記赤外線センサの検知温度が前記操作部で設定された前記制御温度となるように制御する温度制御モードを含む複数の制御モードの中から一つの制御モードを選択する制御モード選択部と、を備え、前記制御部は、前記制御モード選択部で加熱モードを選択して前記調理容器を加熱する際には、前記第１の材質判別部及び前記第２の材質判別部の判定結果から、前記材質を磁性ＳＵＳと判別した場合、前記材質を鉄と判別したときよりも前記制御温度を低く設定することを禁止する請求項１記載の誘導加熱調理器。
  8. 前記制御部は、加熱動作開始時から所定の時間経過後に前記第２の材質判別部の判別を行なわせる請求項１記載の誘導加熱調理器。
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