WO2018003092A1 - 非接触電力伝送装置、非接触電力伝送システム、及び誘導加熱調理器 - Google Patents

非接触電力伝送装置、非接触電力伝送システム、及び誘導加熱調理器 Download PDF

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power
impedance
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郁朗 菅
文屋　潤
みゆき 竹下
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Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them
    • H05B6/1236—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them adapted to induce current in a coil to supply power to a device and electrical heating devices powered in this way
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    • H05B2213/05—Heating plates with pan detection means

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact power transmission device, a non-contact power transmission system, and an induction heating cooker for transmitting power to a power receiving device.
  • the non-contact power transmission device described in Patent Document 1 is based on a change in input current value when the conduction time of a semiconductor switch is changed. Power receiving device).
  • the material, shape, size, etc. of the object to be heated by induction vary, and there are objects to be heated whose relationship between the change in the conduction time of the semiconductor switch and the change in the input current value is close to the characteristics of the electrical equipment. To do. For this reason, an error may occur in the determination result of the load determination unit.
  • there is an error in the determination result of the load determination unit there is a problem in that appropriate electric power cannot be supplied to the electrical device.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a non-contact power transmission device, a non-contact power transmission system, and an induction heating cooker that can supply appropriate power to a power receiving device. Is.
  • a non-contact power transmission device is a non-contact power transmission device for transmitting power to a power receiving device having a resonance circuit, the coil generating a high-frequency magnetic field by supplying a high-frequency current,
  • a control body configured to support the power receiving device in a high-frequency magnetic field; an inverter circuit that supplies the high-frequency current to the coil; and a control device that controls driving of the inverter circuit.
  • the non-contact power transmission device When the impedance on the output side of the inverter circuit has resonance characteristics, the non-contact power transmission device according to the present invention performs a power transmission operation for transmitting power to the power receiving device, so that appropriate power can be supplied to the power receiving device. it can.
  • FIG. (Constitution) 1 is an exploded perspective view showing an induction heating cooker according to Embodiment 1 of the present invention.
  • an induction heating cooker 100 has a top plate 4 on which an object to be heated 5 such as a pan is placed.
  • power receiving device 200 is also placed on top plate 4 as will be described later with reference to FIG.
  • Induction heating cooker 100 according to the first embodiment functions as a non-contact power device that transmits power to power receiving device 200.
  • the top plate 4 includes a first induction heating port 1 and a second induction heating port 2 as heating ports for induction heating of the article 5 to be heated.
  • the first induction heating port 1 and the second induction heating port 2 are juxtaposed in the lateral direction on the front side of the top plate 4. Moreover, the induction heating cooking appliance 100 which concerns on this Embodiment 1 is also provided with the 3rd induction heating port 3 as a 3rd heating port.
  • the third induction heating port 3 is provided on the back side of the first induction heating port 1 and the second induction heating port 2 and at a substantially central position in the lateral direction of the top plate 4. Below each of the first induction heating port 1, the second induction heating port 2, and the third induction heating port 3, a first induction heating coil 11 that heats an object to be heated placed on the heating port.
  • a second induction heating coil 12 and a third induction heating coil 13 are provided below each of the first induction heating port 1, the second induction heating port 2, and the third induction heating port 3.
  • the entire top plate 4 is made of a material that transmits infrared rays, such as heat-resistant tempered glass or crystallized glass.
  • a circular pan position display indicating the position is formed by applying paint or printing.
  • An operation unit 40 is provided as an input device for setting a cooking menu (water heating mode, fried food mode, etc.) and the like.
  • the operation unit 40 is divided for each induction heating coil to form the operation unit 40a, the operation unit 40b, and the operation unit 40c.
  • a display unit 41 is provided as an informing means for displaying the operation state of each induction heating coil, the input from the operation unit 40, the operation content, and the like.
  • the display unit 41 is divided for each induction heating coil to form a display unit 41a, a display unit 41b, and a display unit 41c.
  • the operation part 40 and the display part 41 are not specifically limited when providing for every induction heating coil as mentioned above, when providing as a thing common to each induction heating coil, etc.
  • the operation unit 40 includes, for example, a mechanical switch such as a push switch and a tact switch, a touch switch that detects an input operation based on a change in the capacitance of the electrode, and the like.
  • the display unit 41 includes, for example, an LCD (Liquid Crystal Device), an LED, and the like.
  • the operation unit 40 and the display unit 41 may be a display operation unit 43 configured integrally with them.
  • the display operation unit 43 is configured by, for example, a touch panel in which touch switches are arranged on the upper surface of the LCD.
  • the first induction heating coil 11, the second induction heating coil 12, and the third induction heating coil 13 are configured as follows, for example.
  • the 1st induction heating coil 11, the 2nd induction heating coil 12, and the 3rd induction heating coil 13 have the same structure. For this reason, the structure of the 1st induction heating coil 11 is demonstrated below representatively.
  • FIG. 2 is a plan view showing the induction heating coil of the induction heating cooker according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the first induction heating coil 11 is composed of a plurality of coils arranged substantially concentrically.
  • the first induction heating coil 11 is composed of quadruple coils 11-1 to 11-4 arranged substantially concentrically. These coils 11-1 to 11-4 are connected together.
  • the coils 11-1 to 11-4 are configured by winding a conductive wire made of an arbitrary metal (for example, copper, aluminum, etc.) with an insulating film.
  • a high frequency magnetic field is generated from each induction heating coil by supplying high frequency power to the first induction heating coil 11, the second induction heating coil 12, and the third induction heating coil 13 by the drive circuit 50.
  • the detailed configuration of the drive circuit 50 will be described later.
  • a control unit 45 for controlling the entire operation of the induction heating cooker 100 including the drive circuit 50 is accommodated in the induction heating cooker 100.
  • the control unit 45 is a dedicated hardware or a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory 48 (see FIG. 3), a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, and a processor. Consists of).
  • the control unit 45 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, an application specific integrated circuit (ASIC), a field-programmable gate array (FPGA), or a combination of these. Applicable.
  • Each functional unit realized by the control unit 45 may be realized by individual hardware, or each functional unit may be realized by one piece of hardware.
  • each function executed by the control unit 45 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software and firmware are described as programs and stored in the memory 48.
  • the CPU implements each function of the control unit 45 by reading and executing the program stored in the memory 48.
  • the memory 48 is a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a RAM, a ROM, a flash memory, an EPROM, or an EEPROM.
  • a part of the function of the control unit 45 may be realized by dedicated hardware, and a part may be realized by software or firmware.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the induction heating cooker according to Embodiment 1 of the present invention and the power receiving device placed on the top plate of the induction heating cooker.
  • FIG. 3 shows a state where the power receiving device 200 is placed in the first induction heating port 1 on the top plate 4 of the induction heating cooker 100.
  • the induction heating cooker 100 that functions as a non-contact power transmission device and the power receiving device 200 constitute a non-contact power transmission system.
  • the power receiving apparatus 200 is, for example, a cooking device (such as a fryer, a steamer, a roaster, or a toaster) that performs cooking other than induction heating cooking. Further, for example, the power receiving device 200 is a cooking device (a blender, a mixer, a mill, a frothing device, a food processor, or the like) that prepares and prepares dishes.
  • a cooking device such as a fryer, a steamer, a roaster, or a toaster
  • the power receiving device 200 is a cooking device (a blender, a mixer, a mill, a frothing device, a food processor, or the like) that prepares and prepares dishes.
  • the power receiving device 200 includes a power receiving coil 65 that receives power by electromagnetic induction, a power receiving circuit 81 that rectifies and smoothes the power received by the power receiving coil 65, and a load circuit 82 that is connected to the output side of the power receiving circuit 81. And a secondary control unit 83 that controls the power receiving circuit 81 and the load circuit 82.
  • the power receiving device 200 is placed on the top plate 4 of the induction heating cooker 100 and receives electric power from the induction heating cooker 100 in a non-contact manner. That is, a high frequency magnetic field is generated from the first induction heating coil 11 by supplying high frequency power to the first induction heating coil 11 under the top plate 4 of the induction heating cooker 100 by the drive circuit 50. .
  • the high-frequency magnetic field is received by a power receiving coil 65 provided in the power receiving device 200, and power is supplied to the power receiving device 200 in a non-contact manner.
  • the secondary control unit 83 of the power reception device 200 controls the power reception circuit 81 so that the power received by the power reception coil 65 is supplied to the load circuit 82 with an alternating current.
  • the secondary control unit 83 rectifies and smoothes the electric power received by the power receiving coil 65, converts the electric power to an arbitrary alternating current by an inverter circuit or the like, and supplies the alternating current to the load circuit 82.
  • the power receiving circuit 81 is controlled.
  • the load circuit 82 when the load circuit 82 is a motor load, the load circuit 82 is driven at a variable speed. Note that direct current may be applied to the heater load by rectification and smoothing. Needless to say, the motor load may be driven at a constant speed.
  • the power receiving device 200 is preferably provided with an operation unit and a display unit.
  • the operation unit for example, start and stop of power supply to the power receiving apparatus 200 are operated.
  • the display unit for example, the power receiving state of the power receiving device 200 is displayed.
  • the operation unit and the display unit are integrally configured as a display operation unit 84.
  • the primary side transmission / reception part 47 may be provided in the induction heating cooker 100, and the secondary side transmission / reception part 85 may be provided in the power receiving apparatus 200.
  • the secondary transmission / reception unit 85 outputs a device identification signal of the power receiving device 200 to the primary transmission / reception unit 47.
  • the primary side transmission / reception unit 47 receives the control signal output from the secondary side transmission / reception unit 85 and sends it to the control unit 45.
  • the power reception coil 65 has the same configuration as that of the first induction heating coil 11, for example.
  • ferrite as a magnetic material is disposed below the first induction heating coil 11.
  • the shape of the ferrite is, for example, a flat plate shape.
  • a protrusion inserted between the coils constituting the first induction heating coil 11 may be provided on the upper surface of the flat ferrite, and the vertical cross-sectional shape of the ferrite may be a convex type, an F type, an E type, or the like.
  • ferrite as a magnetic material is arranged on the upper portion of the power receiving coil 65.
  • the shape of the ferrite is, for example, a flat plate shape.
  • a protrusion inserted between the coils constituting the power receiving coil 65 may be provided on the lower surface of the flat ferrite plate, and the vertical cross-sectional shape of the ferrite may be a convex shape, an F shape, an E shape, or the like.
  • FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of the drive circuit of the induction heating cooker and the power receiving device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 shows the circuit configuration of the drive circuit 50 of the first induction heating coil 11, the control unit 45, the load determination means in the control unit 45, and the power receiving device 200.
  • the drive circuit, the control unit, and the load determination unit connected to the second induction heating coil 12 and the third induction heating coil 13 have the same configuration as the drive circuit 50 and the control unit 45 shown in FIG.
  • the drive circuit 50 is a half-bridge drive circuit, and includes a DC power supply circuit 22, an inverter circuit 123, and a power transmission side resonance capacitor 24.
  • the input current detection means 23 is composed of, for example, a current sensor, detects a current input from the AC power supply (commercial power supply) 21 to the DC power supply circuit 22, and outputs a voltage signal corresponding to the input current value to the control unit 45. .
  • the DC power supply circuit 22 includes a diode bridge 22a, a reactor 22b, and a smoothing capacitor 22c, converts an AC voltage input from the AC power supply 21 into a DC voltage, and outputs the DC voltage to the inverter circuit 123.
  • the inverter circuit 123 is a half-bridge type inverter in which IGBTs 123 a and 123 b as switching elements are connected in series to the output of the DC power supply circuit 22.
  • diodes 123c and 123d are connected in parallel with the IGBTs 123a and 123b as flywheel diodes, respectively.
  • the IGBT 123 a and the IGBT 123 b are driven on and off by a drive signal output from the control unit 45.
  • the control unit 45 turns off the IGBT 123b while turning on the IGBT 123a, turns on the IGBT 123b while turning off the IGBT 123a, and outputs a drive signal that turns on and off alternately.
  • the inverter circuit 123 converts the DC power output from the DC power supply circuit 22 into AC power having a specified frequency, and supplies power to the resonance circuit including the first induction heating coil 11 and the power transmission side resonance capacitor 24.
  • the specified frequency AC power is, for example, high frequency AC power of about 20 kHz to 100 kHz.
  • the power transmission side resonance capacitor 24 is connected in series to the first induction heating coil 11, and this resonance circuit has a resonance frequency according to the inductance of the first induction heating coil 11, the capacity of the power transmission side resonance capacitor 24, and the like. .
  • a high-frequency current flows through the first induction heating coil 11, and on the top plate 4 immediately above the first induction heating coil 11 by the high-frequency magnetic flux generated by the flowing high-frequency current. Electric power can be transmitted in a non-contact manner to the power receiving coil 65 of the power receiving device 200 placed thereon.
  • the IGBTs 123a and 123b which are switching elements, are composed of, for example, a silicon-based semiconductor, but the switching elements may be formed of a wide band gap semiconductor such as silicon carbide or a gallium nitride-based material.
  • a wide band gap semiconductor such as silicon carbide or a gallium nitride-based material.
  • the coil current detection means 25 is connected to a resonance circuit composed of the first induction heating coil 11 and the power transmission side resonance capacitor 24.
  • the coil current detection means 25 is composed of, for example, a current sensor, detects a current flowing through the first induction heating coil 11, and outputs a voltage signal corresponding to the coil current value to the control unit 45.
  • FIG. 4 shows a half-bridge drive circuit
  • a full-bridge drive circuit composed of four IGBTs and four diodes may be used.
  • the power receiving device 200 is provided with a power receiving resonance capacitor 62 that forms a resonance circuit together with the power receiving coil 65.
  • the power reception side resonance capacitor 62 is connected in parallel to the power reception coil 65, and this resonance circuit has a resonance frequency corresponding to the inductance of the power reception coil 65, the capacity of the power reception side resonance capacitor 62, and the like.
  • the inductance of the power receiving coil 65 is determined by a resonance circuit when the first induction heating coil 11 is magnetically coupled.
  • FIG. 4 shows a resonance circuit in which the power reception side resonance capacitor 62 is connected in parallel to the power reception coil 65, it may be a resonance circuit in which the power reception side resonance capacitor 62 is connected in series to the power reception coil 65.
  • control unit 45 includes a load determination unit 46.
  • the load determination unit 46 determines whether the load placed on the top 4 receives power depending on whether the impedance characteristic on the output side of the inverter circuit 123 has resonance characteristics when the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed. It is determined whether or not the device 200 is used.
  • the 1st induction heating coil 11, the 2nd induction heating coil 12, and the 3rd induction heating coil 13 are equivalent to the "coil” of this invention.
  • the top plate 4 corresponds to the “support” of the present invention.
  • the control unit 45 corresponds to a “control device” of the present invention.
  • the load determination unit 46 is included in the “control device” of the present invention.
  • the display unit 41 corresponds to “notification means” of the present invention.
  • the memory 48 corresponds to the “storage means” of the present invention.
  • impedance characteristics Here, impedance characteristics of the power receiving device 200 having a resonance circuit and the object to be heated 5 such as a pan will be described.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of impedance characteristics between the power receiving apparatus and the object to be heated.
  • the horizontal axis indicates the drive frequency of the inverter circuit 123
  • the vertical axis indicates the impedance on the output side of the inverter circuit 123 (impedance viewed from the power transmission side).
  • the impedance becomes maximum at the resonance frequency of the resonance circuit, and the impedance decreases at a frequency lower than the resonance frequency and a frequency higher than the resonance frequency. That is, in the range higher than the resonance frequency, the impedance when the load is the power receiving device 200 has resonance characteristics in which the impedance increases as the drive frequency decreases.
  • the impedance when the load is the power receiving device 200 has a resonance characteristic in which the impedance increases as the drive frequency increases. Furthermore, in the frequency range including the resonance frequency, the impedance when the load is the power receiving device 200 has a resonance characteristic including an increase and a decrease in impedance with a change in the drive frequency.
  • the impedance monotonously decreases as the drive frequency decreases. That is, the impedance when the load is the object to be heated 5 has a characteristic that the impedance decreases monotonously as the drive frequency decreases. Further, the impedance when the load is the object to be heated 5 has a characteristic that the impedance increases monotonously as the drive frequency increases.
  • the load determination unit 46 provided in the control unit 45 starts a load determination operation based on the operation start signal from the operation unit 40.
  • the control unit 45 drives the inverter circuit 123 with a specific drive signal for load determination.
  • the load determination unit 46 detects the coil current from the current detection signal of the coil current detection means 25.
  • the control unit 45 decreases the drive frequency of the inverter circuit 123 from a high frequency to a low frequency.
  • the load determination unit 46 sequentially detects the coil current from the current detection signal of the coil current detection means 25.
  • the DC output voltage of the DC power supply circuit 22 is output as a rectangular wave as the output voltage of the inverter circuit 123 by the switching operation of the inverter circuit 123.
  • the change in the output voltage of the inverter circuit 123 is small, the change in the coil current flowing through the first induction heating coil 11 is substantially equivalent to the change in the impedance of the load. That is, when the impedance increases, the coil current decreases, and when the impedance decreases, the coil current increases.
  • the load determination unit 46 according to the first embodiment performs load determination based on whether or not the coil current has resonance characteristics when the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed.
  • the load on the top 4 is the power receiving device 200. Is determined.
  • the current detection signal of the coil current detection means 25 increases (impedance decreases) as the drive frequency of the inverter circuit 123 decreases, it is determined that the load on the top 4 is the object to be heated 5.
  • the drive frequency that is changed in the load determination operation is set to a frequency that is higher than the resonance frequency of the first induction heating coil 11 and the power transmission side resonance capacitor 24.
  • the resonance frequency of the first induction heating coil 11 and the power transmission side resonance capacitor 24 is 18 kHz
  • the drive frequency changed in the load determination operation is set to 20 kHz or more.
  • the range in which the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed in the load determination operation may be set to an arbitrary frequency range included in the range of 20 kHz to less than 100 kHz.
  • the resonance frequency of the resonance circuit of the power receiving device 200 is about 28 kHz by a learning function (described later) by repetition
  • the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed from 50 kHz to 20 kHz in the load determination operation. It may be decreased. Thereby, the time of load determination operation
  • control unit 45 After performing the above load determination operation, the control unit 45 performs a control operation based on the load determination result.
  • the control unit 45 performs a power transmission operation for transmitting power to the power receiving device 200. That is, the control unit 45 controls the drive circuit 50 according to the power transmitted to the power receiving coil 65 and supplies high frequency power to the first induction heating coil 11. As a result, the high frequency power supplied from the first induction heating coil 11 is received by the power receiving coil 65 arranged in the power receiving device 200. The received power is supplied from the power receiving circuit 81 to the load circuit 82, and the load circuit 82 is driven.
  • the control unit 45 performs a heating operation for inductively heating the object to be heated 5. That is, the control unit 45 controls the drive circuit 50 according to the heating power to be induction-heated, and performs a heating operation for supplying high-frequency power to the first induction heating coil 11. Thereby, the to-be-heated object 5 arrange
  • the control unit 45 supplies power to the power receiving device 200 when the output-side impedance of the inverter circuit 123 has resonance characteristics when the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed.
  • the power transmission operation is performed. For this reason, appropriate electric power can be supplied to the power receiving apparatus 200.
  • the load determination unit 46 determines that the load is the power receiving device 200 when the load determination unit 46 has a resonance characteristic in which the impedance increases as the drive frequency of the inverter circuit 123 decreases. That is, since load determination is performed based on the presence or absence of resonance characteristics that are not present in the heated object 5 such as a pan, the accuracy of load determination can be improved.
  • the load determination unit 46 determines that the load is the power receiving device 200 when the coil current has resonance characteristics when the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed. For this reason, the configuration required for load determination can be simplified.
  • Embodiment 2 a load determination operation for increasing the drive frequency of the inverter circuit 123 from a low frequency to a high frequency will be described.
  • the load determination operation in the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.
  • the load determination unit 46 provided in the control unit 45 starts a load determination operation based on the operation start signal from the operation unit 40.
  • the control unit 45 drives the inverter circuit 123 with a specific drive signal for load determination.
  • the load determination unit 46 detects the coil current from the current detection signal of the coil current detection means 25.
  • the control unit 45 increases the drive frequency of the inverter circuit 123 from a low frequency to a high frequency.
  • the load determination unit 46 sequentially detects the coil current from the current detection signal of the coil current detection means 25.
  • the load is the power receiving device 200
  • the impedance decreases (current increases) from a certain frequency.
  • the heated object 5 or the power receiving device 200 can be determined based on the presence or absence of this resonance characteristic. That is, in the load determination unit 46, when the current detection signal of the coil current detection unit 25 increases (impedance decreases) as the drive frequency of the inverter circuit 123 increases, the load on the top 4 is the power receiving device 200. Is determined. On the other hand, when the current detection signal of the coil current detection means 25 decreases (impedance increases) as the drive frequency of the inverter circuit 123 increases, it is determined that the load on the top 4 is the object to be heated 5.
  • the drive frequency that is changed in the load determination operation is set to a frequency that is higher than the resonance frequency of the first induction heating coil 11 and the power transmission side resonance capacitor 24.
  • the resonance frequency of the first induction heating coil 11 and the power transmission side resonance capacitor 24 is 18 kHz
  • the drive frequency changed in the load determination operation is set to 20 kHz or more.
  • the load determination unit 46 determines that the load is the power receiving device 200 when the load determination unit 46 has a resonance characteristic in which the impedance decreases as the drive frequency of the inverter circuit 123 increases. That is, since load determination is performed based on the presence or absence of resonance characteristics that are not present in the heated object 5 such as a pan, the accuracy of load determination can be improved. Therefore, appropriate power can be supplied to the power receiving device 200. In addition, it is possible to easily and reliably determine whether the load is the object to be heated 5 to be induction-heated or the power receiving device 200 to be contactlessly fed using the resonance characteristics of impedance.
  • load determination is performed based on the presence or absence of an increase in impedance when the drive frequency is decreased.
  • load determination is performed based on whether or not the impedance is decreased when the drive frequency is increased.
  • the present invention is not limited to this.
  • the load determination unit 46 determines that the load is the power receiving device 200 when the drive frequency of the inverter circuit 123 has a resonance characteristic including an increase and decrease in impedance when the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed within a preset range. Also good.
  • the load on the top plate 4 is the power receiving device 200.
  • load determination can be performed based on the presence or absence of resonance characteristics that are not present in the heated object 5 such as a pan, and the accuracy of load determination can be improved.
  • Embodiment 3 a load determination operation for determining a load based on the amount of change in impedance when the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed within a preset range will be described.
  • the load determination operation in the third embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.
  • the load determination unit 46 provided in the control unit 45 starts a load determination operation based on the operation start signal from the operation unit 40. In the load determination operation, the control unit 45 drives the inverter circuit 123 with a specific drive signal for load determination. The load determination unit 46 detects the coil current from the current detection signal of the coil current detection means 25. Next, the control unit 45 changes the drive frequency of the inverter circuit 123 within a preset range. This range may be set to an arbitrary frequency range included in the range of 20 kHz or more and less than 100 kHz, for example. The load determination unit 46 sequentially detects the coil current from the current detection signal of the coil current detection means 25.
  • the amount of change in impedance differs between when the load is the power receiving device 200 and when the load is the heated object 5 such as a pan.
  • the impedance is reduced by about 30% in the case of the heated object 5 such as a pan, but in the case of the power receiving device 200
  • the impedance increases by about 400%, and the amount of change is clearly different.
  • the load determination unit 46 makes a load determination using this impedance change amount (coil current change amount).
  • the load determination unit 46 changes the drive frequency of the inverter circuit 123 within a preset range, if the current detection signal of the coil current detection means 25 changes by a preset change amount or more, Is determined to be the power receiving apparatus 200. On the other hand, when the current detection signal of the coil current detection means 25 does not change more than a preset change amount, it is determined that the load on the top 4 is the object to be heated 5.
  • the drive frequency that is changed in the load determination operation is set to a frequency that is higher than the resonance frequency of the first induction heating coil 11 and the power transmission side resonance capacitor 24.
  • the resonance frequency of the first induction heating coil 11 and the power transmission side resonance capacitor 24 is 18 kHz
  • the drive frequency changed in the load determination operation is set to 20 kHz or more.
  • the load determination unit 46 has a resonance characteristic in which the impedance changes by a predetermined amount or more when the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed within a preset range. In this case, it is determined that the load is the power receiving device 200. That is, since load determination is performed based on the presence or absence of resonance characteristics that are not present in the heated object 5 such as a pan, the accuracy of load determination can be improved. Therefore, appropriate power can be supplied to the power receiving device 200. In addition, it is possible to easily and reliably determine whether the load is the object to be heated 5 to be induction-heated or the power receiving device 200 to be contactlessly fed using the resonance characteristics of impedance.
  • Embodiment 4 FIG.
  • the configuration and operation of the induction heating cooker 100 according to the fourth embodiment will be described focusing on differences from the first to third embodiments.
  • FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a drive circuit and a power receiving device of an induction heating cooker according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the drive circuit 50 according to the fourth embodiment includes output voltage detection means 27 that detects the output voltage of the inverter circuit 123.
  • the output voltage detection means 27 is composed of, for example, a voltage sensor, detects the output voltage of the inverter circuit 123, and outputs a voltage signal corresponding to the output voltage value to the control unit 45.
  • the load determination unit 46 detects the coil current from the current detection signal of the coil current detection unit 25 and detects the output voltage from the voltage detection signal of the output voltage detection unit 27. The load determination unit 46 calculates the load impedance based on the coil current and the output voltage. Then, the load determination unit 46 performs load determination based on whether or not the impedance has resonance characteristics when the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed.
  • the subsequent load determination operation is the same as any of the load determination operations in the first to third embodiments described above.
  • the load determination unit 46 determines that the load on the top 4 is the power receiving device 200 when the calculated impedance increases as the drive frequency of the inverter circuit 123 decreases. Further, for example, the load determination unit 46 determines that the load on the top 4 is the power receiving device 200 when the calculated impedance decreases as the drive frequency of the inverter circuit 123 increases. Further, for example, when the load determination unit 46 changes the driving frequency of the inverter circuit 123 within a preset range, when the calculated impedance changes more than a preset change amount, the load on the top 4 is connected to the power receiving device. 200 is determined.
  • the load determination unit 46 calculates the impedance based on the coil current and the output voltage, and the impedance when the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed has resonance characteristics. In this case, it is determined that the load is the power receiving device 200. That is, since load determination is performed based on the presence or absence of resonance characteristics that are not present in the heated object 5 such as a pan, the accuracy of load determination can be improved. Therefore, appropriate power can be supplied to the power receiving device 200. In addition, it is possible to easily and reliably determine whether the load is the object to be heated 5 to be induction-heated or the power receiving device 200 to be contactlessly fed using the resonance characteristics of impedance.
  • the impedance is calculated based on the coil current and the output voltage, for example, even when the voltage fluctuation of the AC power source 21 occurs and the output voltage of the inverter circuit 123 fluctuates, a change in the impedance of the load is accurately detected. It becomes possible to do. Therefore, more accurate determination can be made.
  • Embodiment 5 FIG.
  • the configuration and operation of the induction heating cooker 100 according to the fifth embodiment will be described focusing on differences from the first to third embodiments.
  • FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of a drive circuit and a power receiving device of an induction heating cooker according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the drive circuit 50 according to the fifth embodiment includes coil voltage detection means 26 that detects a coil voltage applied to the first induction heating coil 11.
  • the coil voltage detection means 26 is constituted by, for example, a voltage sensor, detects a voltage applied to the first induction heating coil 11, and outputs a voltage signal corresponding to the coil voltage value to the control unit 45.
  • the load determination unit 46 detects the coil current from the current detection signal of the coil current detection unit 25 and detects the coil voltage from the voltage detection signal of the coil voltage detection unit 26. The load determination unit 46 calculates the impedance of the load based on the coil current and the coil voltage. Then, the load determination unit 46 performs load determination based on whether or not the impedance has resonance characteristics when the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed.
  • the subsequent load determination operation is the same as any of the load determination operations in the first to fourth embodiments described above.
  • the load determination unit 46 determines that the load on the top 4 is the power receiving device 200 when the calculated impedance increases as the drive frequency of the inverter circuit 123 decreases. Further, for example, the load determination unit 46 determines that the load on the top 4 is the power receiving device 200 when the calculated impedance decreases as the drive frequency of the inverter circuit 123 increases. Further, for example, when the load determination unit 46 changes the driving frequency of the inverter circuit 123 within a preset range, when the calculated impedance changes more than a preset change amount, the load on the top 4 is connected to the power receiving device. 200 is determined.
  • the load determination unit 46 calculates the impedance based on the coil current and the coil voltage, and the impedance when the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed has resonance characteristics. In this case, it is determined that the load is the power receiving device 200. That is, since load determination is performed based on the presence or absence of resonance characteristics that are not present in the heated object 5 such as a pan, the accuracy of load determination can be improved. Therefore, appropriate power can be supplied to the power receiving device 200. In addition, it is possible to easily and reliably determine whether the load is the object to be heated 5 to be induction-heated or the power receiving device 200 to be contactlessly fed using the resonance characteristics of impedance.
  • the impedance is calculated based on the coil current and the coil voltage, for example, even when the voltage fluctuation of the AC power source 21 occurs and the output voltage of the inverter circuit 123 fluctuates, a change in the impedance of the load is accurately detected. It becomes possible to do. Therefore, more accurate determination can be made. Furthermore, since the resonance characteristics of the power reception coil 65 and the power reception side resonance capacitor 62 of the power reception device 200 can be directly detected without being affected by the resonance characteristics of the first induction heating coil 11 and the power transmission side resonance capacitor 24, more accurate. Judgment can be made.
  • Embodiment 6 FIG.
  • the configuration and operation of the induction heating cooker 100 according to the sixth embodiment will be described focusing on differences from the first to fifth embodiments.
  • FIG. 8 is a diagram showing an induction heating coil of the induction heating cooker according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the first induction heating coil 11 is composed of an inner peripheral coil 11a disposed in the center and outer peripheral coils 11e and 11d disposed around the inner peripheral coil 11a.
  • the outer periphery of the first induction heating coil 11 has a substantially circular shape corresponding to the first induction heating port 1.
  • the inner peripheral coil 11a is composed of an inner peripheral inner coil 111a and an inner peripheral outer coil 112a that are arranged substantially concentrically.
  • the inner circumference inner coil 111a and the inner circumference outer coil 112a have a circular planar shape, and a conductive wire made of any metal (for example, copper, aluminum, etc.) coated with an insulating film is wound in the circumferential direction. It is configured.
  • the inner circumference inner coil 111a and the inner circumference outer coil 112a are connected in series and are driven and controlled by one drive circuit 50a. Note that the inner peripheral inner coil 111a and the inner peripheral outer coil 112a may be connected in parallel, or may be driven using independent drive circuits (inverter circuits).
  • the outer peripheral coil 11d is composed of an outer peripheral upper coil 111d and an outer peripheral lower coil 112d.
  • the outer peripheral coil 11e is composed of an outer peripheral left coil 111e and an outer peripheral right coil 112e.
  • the outer periphery upper coil 111d and the outer periphery lower coil 112d are connected in series and are driven and controlled by one drive circuit 50d.
  • the outer peripheral left coil 111e and the outer peripheral right coil 112e are connected in series and are driven and controlled by one drive circuit 50e.
  • the outer circumference upper coil 111d, the outer circumference lower coil 112d, the outer circumference left coil 111e, and the outer circumference right coil 112e are substantially aligned with the circular outer shape of the inner circumference coil 11a. It is arranged around.
  • Each of the four outer peripheral coils has a substantially 1 ⁇ 4 arc shape (banana shape or pepper shape) planar shape, and a conductive wire made of any metal (for example, copper, aluminum, etc.) coated with an insulating film is connected to each outer periphery. It is configured by winding along a quarter arc shape of the coil.
  • each outer peripheral coil is configured to extend substantially along the circular planar shape of the inner peripheral coil 11a in a 1 ⁇ 4 arc-shaped region adjacent to the inner peripheral coil 11a.
  • the number of outer peripheral coils is not limited to four.
  • the shape of each outer periphery coil is not restricted to this, For example, the structure using multiple circular outer periphery coils may be sufficient.
  • Each outer coil may be connected in parallel.
  • the outer periphery upper coil 111d and the outer periphery lower coil 112d may be driven using one drive circuit (inverter circuit).
  • the drive circuits 50a, 50d, and 50e have the same configuration as the drive circuit 50 of the first embodiment.
  • the control unit 45 performs load determination of the load placed above each of the drive circuits 50a, 50d, and 50e.
  • the load determination operation is the same as in any of the first to fifth embodiments.
  • the load determination unit 46 of the control unit 45 changes the drive frequency of the inverter circuit 123 for each of the drive circuits 50a, 50d, and 50e, and places it on the upper side using the impedance characteristic on the output side of each inverter circuit 123. The load of the load that is being used is judged.
  • the control unit 45 controls the drive circuit in which the determination result of the load determination unit 46 is the object to be heated 5 among the drive circuits 50 a, 50 d, and 50 e according to the heating power for induction heating, and induces the object to be heated 5 A heating operation for heating is performed. Thereby, the to-be-heated object 5 arrange
  • the control unit 45 controls the drive circuit in which the determination result of the load determination unit 46 is the power receiving device 200 among the drive circuits 50a, 50d, and 50e according to the power transmitted to the power receiving coil 65. Power transmission operation for supplying power to 65 is performed.
  • the load determination unit 46 may determine whether or not there is a load. In this case, the control unit 45 stops the operation of the drive circuit determined to be no load.
  • the control unit 45 controls each drive circuit so that the total value of the power for inductively heating the article to be heated 5 and the power transmitted to the power receiving coil 65 is equal to or less than a predetermined power (rated power). Control. For example, it is controlled to 3 kW or less.
  • a predetermined power rated power
  • Control For example, it is controlled to 3 kW or less.
  • the object 5 to be heated such as a heating plate
  • the power receiving device 200 is placed above the outer circumference coil 11d
  • the outer circumference coil The maximum power of 1.5 kW can be input to 11d, and the remaining power can be input to the object to be heated 5 such as a heating plate at the maximum.
  • the inverter circuit 123 having resonance characteristics is caused to perform power transmission operation, and among the plurality of inverter circuits 123, the inverter circuit 123 having no resonance characteristics.
  • the heating operation is performed. For this reason, the heating by induction heating and the heating by non-contact electric power transmission can be performed simultaneously with one heating port, and the convenience can be improved. Further, heating by induction heating and heating by non-contact power transmission can be individually controlled.
  • Embodiment 7 FIG.
  • the configuration and operation of the induction heating cooker 100 according to the seventh embodiment will be described focusing on differences from the first to sixth embodiments.
  • the load determination unit 46 performs a load determination operation as in any of the first to fifth embodiments.
  • the control unit 45 causes the display unit 41 to display the result of the load determination by the load determination unit 46. Thereby, the user can confirm the result of the load determination by the load determination unit 46.
  • the determination result of the load determination unit 46 may be corrected by an operation from the operation unit 40.
  • the control unit 45 displays the determination result on the display unit 41 and then an operation for correcting the determination result is input by an input operation from the operation unit 40, induction heating is performed according to the corrected determination result. Perform the operation or power transmission operation.
  • the determination result can be corrected by an operation from the user. Therefore, when the load determination result of the load determination unit 46 and the load actually placed on the top plate 4 do not coincide with each other, the power receiving apparatus 200 is heated or the object to be heated 5 is heated. This prevents power transmission operation.
  • Embodiment 8 FIG.
  • the configuration and operation of the induction heating cooker 100 according to the eighth embodiment will be described focusing on differences from the first to seventh embodiments.
  • the control unit 45 stores information (learning data) on the impedance on the output side of the inverter circuit 123 in the memory 48 when the load determination unit 46 performs load determination. In the next load determination operation, the load determination unit 46 sets the amount of change in the drive frequency of the inverter circuit 123 based on the information stored in the memory 48.
  • the resonance characteristics (relationship between frequency and impedance) of the power receiving device 200 are stored in the memory 48 in the load determination operation.
  • the drive frequency is changed based on information (learning data) stored in the memory 48. For example, in the case of the resonance characteristics shown in FIG. 5, when the drive frequency is changed from a high frequency to a low frequency, the impedance (coil current) is detected only at two points of 50 kHz and 30 kHz, and the power receiving device 200 is present. Determine whether or not. Thereby, the speed of the load determination operation can be increased.
  • the impedance value or the coil current value is stored in the memory 48 at a preset frequency interval (for example, every 5 kHz). Then, in the load determination operation after the next time, when the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed, the frequency range band in which the previous impedance value or the amount of change in the coil current value is small is skipped. Further, for example, in the load determination operation, the frequency at which the amount of change in impedance (coil current) peaks is stored in the memory 48.
  • the drive frequency of the inverter circuit 123 is changed in the load determination operation after the next time, the drive frequency of the inverter circuit 123 is only in a predetermined frequency range including the frequency at which the change amount has peaked in the previous load determination operation. To change.
  • the drive frequency of the inverter circuit 123 A normal load determination operation may be performed to generalize within a preset range.
  • Embodiment 9 FIG.
  • the induction heating cooker 100 that transmits power to the power receiving device 200 and heats the article to be heated 5 has been described.
  • a non-contact power transmission apparatus 300 that omits the function of heating the article to be heated 5 and only transmits power to the power receiving apparatus 200 will be described.
  • FIG. 9 is a block diagram showing configurations of the non-contact power transmission apparatus and the power receiving apparatus according to Embodiment 9 of the present invention.
  • the non-contact power transmission device 300 and the power receiving device 200 constitute a non-contact power transmission system.
  • the non-contact power transmission device 300 includes a support body 301 configured to support the power receiving device 200 in a high-frequency magnetic field (electromagnetic field) generated from the power supply coil 14.
  • the configuration of power reception device 200 is the same as in the first to eighth embodiments.
  • the power supply coil 14 of the non-contact power transmission apparatus 300 has a circular planar shape corresponding to the power reception coil 65 of the power reception apparatus 200, and a conductive wire made of an arbitrary metal (for example, copper, aluminum, etc.) coated with an insulating film. It is configured by being wound in the circumferential direction.
  • Other configurations of the non-contact power transmission apparatus 300 are the same as those in the first to eighth embodiments.
  • the load determination unit 46 of the control unit 45 in the ninth embodiment performs the load determination operation described above. In addition, the control unit 45 in the ninth embodiment performs the above-described power transmission operation.
  • the support body 301 of the non-contact power transmission device 300 may be configured to support the power receiving device 200 below the non-contact power transmission device 300.
  • this invention is not limited to this, You may support the power receiving apparatus 200 in arbitrary positions with respect to the non-contact electric power transmission apparatus 300. FIG.
  • the non-contact power transmission apparatus 300 may be configured not to perform a heating operation. Even in such a configuration, it is possible to supply appropriate power to the power receiving apparatus 200. In addition, since the load determination is performed using the resonance characteristic of the impedance of the power receiving device 200, it can be easily and reliably determined whether or not the power receiving device 200 is used. Therefore, appropriate power can be supplied to the power receiving device 200. Therefore, a highly reliable contactless power transmission system can be obtained.

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Abstract

　この発明に係る非接触電力伝送装置は、高周波電流が供給されることによって高周波磁場を発生するコイルと、高周波磁場内に受電装置を支持するように構成された支持体と、コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、インバータ回路の駆動を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、インバータ回路の駆動周波数を変化させた際の、インバータ回路の出力側のインピーダンスが共振特性を有する場合、受電装置に電力を伝送する電力伝送動作を行うように構成されたものである。

Description

非接触電力伝送装置、非接触電力伝送システム、及び誘導加熱調理器
　本発明は、受電装置に電力を伝送するための非接触電力伝送装置、非接触電力伝送システム、及び誘導加熱調理器に関するものである。
　従来の非接触電力伝送装置においては、トッププレートに載置された負荷が、電気機器であるか否かを判別する負荷判別部を備え、この負荷判別部が電気機器であると判別した場合には、電気機器に対応するようにインバータの制御を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第２０１３／０９４１７４号
　特許文献１に記載の非接触電力伝送装置は、半導体スイッチの導通時間を変化させたときの入力電流値の変化により、負荷が誘導加熱すべき被加熱物か、非接触給電すべき電気機器（受電装置）かを判別している。
　しかしながら、誘導加熱すべき被加熱物の材質、形状、大きさ等は様々であり、半導体スイッチの導通時間の変化と入力電流値の変化との関係が電気機器の特性に近い被加熱物が存在する。このため、負荷判別部の判別結果に誤りが発生する場合がある。負荷判別部の判別結果に誤りがある場合、電気機器へ適切な電力を供給することができない、という課題があった。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、受電機器へ適切な電力を供給することができる非接触電力伝送装置、非接触電力伝送システム、及び誘導加熱調理器を得るものである。
　本発明に係る非接触電力伝送装置は、共振回路を有する受電装置に電力を伝送するための非接触電力伝送装置であって、高周波電流が供給されることによって高周波磁場を発生するコイルと、前記高周波磁場内に前記受電装置を支持するように構成された支持体と、前記コイルに前記高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路の駆動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記インバータ回路の駆動周波数を変化させた際の、前記インバータ回路の出力側のインピーダンスが共振特性を有する場合、前記受電装置に電力を伝送する電力伝送動作を行うように構成されたものである。
　本発明に係る非接触電力伝送装置は、インバータ回路の出力側のインピーダンスが共振特性を有する場合、受電装置に電力を伝送する電力伝送動作を行うので、受電装置へ適切な電力を供給することができる。
本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の誘導加熱コイルを示す平面図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器、及び、該誘導加熱調理器の天板上に載置された受電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動回路と受電装置の回路構成を示す図である。 受電装置と被加熱物とのインピーダンス特性の一例を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の駆動回路と受電装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る誘導加熱調理器の駆動回路と受電装置の回路構成を示す図である。 本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の誘導加熱コイルを示す図である。 本発明の実施の形態９に係る非接触電力伝送装置と受電装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態１．
（構成）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器を示す分解斜視図である。
　図１に示すように、誘導加熱調理器１００の上部には、鍋等の被加熱物５が載置される天板４を有している。本実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００においては、図３等で後述するように、天板４上に受電装置２００も載置される。本実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００は、受電装置２００に電力を伝送する非接触電力装置として機能する。
　天板４には、被加熱物５を誘導加熱するための加熱口として、第一の誘導加熱口１及び第二の誘導加熱口２を備えている。第一の誘導加熱口１及び第二の誘導加熱口２は、天板４の手前側において、横方向に並設されている。また、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００は、３口目の加熱口として、第三の誘導加熱口３も備えている。第三の誘導加熱口３は、第一の誘導加熱口１及び第二の誘導加熱口２の奥側であって、天板４の横方向のほぼ中央位置に設けられている。
　第一の誘導加熱口１、第二の誘導加熱口２及び第三の誘導加熱口３のそれぞれの下方には、加熱口に載置された被加熱物を加熱する第一の誘導加熱コイル１１、第二の誘導加熱コイル１２及び第三の誘導加熱コイル１３が設けられている。
　天板４は、全体が耐熱強化ガラス又は結晶化ガラス等の赤外線を透過する材料で構成されている。また、天板４には、第一の誘導加熱コイル１１、第二の誘導加熱コイル１２、及び第三の誘導加熱コイル１３の加熱範囲（加熱口）に対応して、鍋の大まかな載置位置を示す円形の鍋位置表示が、塗料の塗布や印刷等により形成されている。
　天板４の手前側には、第一の誘導加熱コイル１１、第二の誘導加熱コイル１２及び第三の誘導加熱コイル１３で被加熱物５等を加熱する際の投入火力（投入電力）及び調理メニュー（湯沸しモード、揚げ物モード等）等を設定するための入力装置として、操作部４０が設けられている。なお、本実施の形態１では、誘導加熱コイル毎に操作部４０を分けて、操作部４０ａ、操作部４０ｂ及び操作部４０ｃとしている。
　また、操作部４０の近傍には、報知手段として、各誘導加熱コイルの動作状態、操作部４０からの入力及び操作内容等を表示する表示部４１が設けられている。なお、本実施の形態１では、誘導加熱コイル毎に表示部４１を分けて、表示部４１ａ、表示部４１ｂ及び表示部４１ｃとしている。
　なお、操作部４０及び表示部４１は、上述のように誘導加熱コイル毎に設けられている場合、及び、各誘導加熱コイル共通のものとして設ける場合等、特に限定するものではない。ここで、操作部４０は、例えばプッシュスイッチ及びタクトスイッチ等の機械的なスイッチ、電極の静電容量の変化により入力操作を検知するタッチスイッチ等により構成されている。また、表示部４１は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｅｖｉｃｅ）及びＬＥＤ等で構成されている。
　なお、操作部４０と表示部４１とは、これらを一体に構成した表示操作部４３としても良い。表示操作部４３は、例えば、ＬＣＤの上面にタッチスイッチを配置したタッチパネル等によって構成される。
　第一の誘導加熱コイル１１、第二の誘導加熱コイル１２及び第三の誘導加熱コイル１３は、例えば次のように構成されている。なお、第一の誘導加熱コイル１１、第二の誘導加熱コイル１２及び第三の誘導加熱コイル１３は、同様の構成となっている。このため、代表して第一の誘導加熱コイル１１の構成を以下に説明する。
　図２は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の誘導加熱コイルを示す平面図である。
　第一の誘導加熱コイル１１は、略同心円状に配置された複数のコイルで構成されている。例えば、第一の誘導加熱コイル１１は、略同心円状に配置された４重のコイル１１－１～１１－４で構成されている。これらコイル１１－１～１１－４は、ひと繋ぎに接続されている。また、これらコイル１１－１～１１－４は、絶縁皮膜された任意の金属（例えば銅、アルミ等）からなる導電線を巻き付けることにより構成される。
　駆動回路５０により高周波電力が、第一の誘導加熱コイル１１、第二の誘導加熱コイル１２及び第三の誘導加熱コイル１３に供給されることで、各誘導加熱コイルからは高周波磁界が発生する。なお、駆動回路５０の詳細構成については、後述する。
　また、図１に示すように、誘導加熱調理器１００の内部には、駆動回路５０を含め誘導加熱調理器１００全体の動作を制御するための制御部４５が収納されている。
　制御部４５は、専用のハードウェア、又はメモリ４８（図３参照）に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）で構成される。
　制御部４５が専用のハードウェアである場合、制御部４５は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｇａｔｅ　ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。制御部４５が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現しても良いし、各機能部を一つのハードウェアで実現しても良い。
　制御部４５がＣＰＵの場合、制御部４５が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ４８に格納される。ＣＰＵは、メモリ４８に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部４５の各機能を実現する。ここで、メモリ４８は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。
　なお、制御部４５の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしても良い。
　図３は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器、及び、該誘導加熱調理器の天板上に載置された受電装置の構成を示すブロック図である。この図３は、誘導加熱調理器１００の天板４の上の第一の誘導加熱口１に受電装置２００が載置されている状態を示している。非接触電力伝送装置として機能する誘導加熱調理器１００と、受電装置２００とにより非接触電力伝送システムを構成する。
　図３に示すように、受電装置２００は、例えば、誘導加熱調理以外の調理を行う調理機器（フライヤー、蒸し器、ロースター、トースター等）である。また例えば、受電装置２００は、料理の下準備及び下拵え等を行う調理機器（ブレンダー、ミキサー、ミル、泡だて器、フードプロセッサー等）である。
　受電装置２００は、電磁誘導により電力を受電する受電コイル６５と、受電コイル６５が受電した電力の整流及び平滑化を行う受電回路８１と、受電回路８１の出力側に接続された負荷回路８２と、受電回路８１及び負荷回路８２の制御を行う二次制御部８３とを備えている。
　この受電装置２００は、誘導加熱調理器１００の天板４の上に載置され、誘導加熱調理器１００から非接触で電力を受電する。即ち、誘導加熱調理器１００の天板４の下の第一の誘導加熱コイル１１に、駆動回路５０により高周波電力が供給されることで、第一の誘導加熱コイル１１からは高周波磁界が発生する。この高周波磁界を受電装置２００の中に設けられた受電コイル６５で受け、非接触で受電装置２００への給電を行う。
　この際、受電装置２００の二次制御部８３は、負荷回路８２がヒータ負荷の場合、受電コイル６５で受けた電力を交流のまま負荷回路８２に供給するように、受電回路８１を制御する。
　また例えば、二次制御部８３は、負荷回路８２がモータ負荷の場合、受電コイル６５で受けた電力を整流及び平滑し、インバータ回路等で任意の交流に変換して負荷回路８２に供給するように、受電回路８１を制御する。つまり、負荷回路８２がモータ負荷の場合、負荷回路８２を可変速駆動する。なお、ヒータ負荷に整流及び平滑して直流を印加しても良い。また、モータ負荷を一定速で駆動しても良いことは言うまでもない。
　なお、受電装置２００にも、操作部及び表示部を設けることが好ましい。操作部では、例えば、受電装置２００への電力供給の開始及び停止等を操作する。表示部では、例えば、受電装置２００の受電状態等を表示する。本実施の形態１では、操作部及び表示部を一体に表示操作部８４として構成している。
　また、誘導加熱調理器１００に一次側送受信部４７を設け、受電装置２００に二次側送受信部８５を設けても良い。二次側送受信部８５は、受電装置２００の機器識別信号を一次側送受信部４７に出力するものである。一次側送受信部４７は、二次側送受信部８５が出力した制御信号を受信し、制御部４５に送るものである。
　また、図３では図示していないが、受電コイル６５は、例えば、第一の誘導加熱コイル１１と同様の構成となっている。
　また、図３に図示はしていないが、第一の誘導加熱コイル１１の下部に磁性体としてフェライトを配置する。フェライトの形状は、例えば平板形状である。第一の誘導加熱コイル１１を構成するコイル間に挿入される突起を平板状のフェライト上面に設け、フェライトの縦断面形状を凸型、Ｆ型又はＥ型等にしても良い。また、図３に図示はしていないが、受電コイル６５の上部に磁性体としてフェライトを配置する。フェライトの形状は、例えば平板形状である。受電コイル６５を構成するコイル間に挿入される突起を平板状のフェライト下面に設け、フェライトの縦断面形状を凸型、Ｆ型又はＥ型等にしても良い。
　図４は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動回路と受電装置の回路構成を示す図である。この図４は、第一の誘導加熱コイル１１の駆動回路５０と制御部４５と制御部４５内の負荷判定手段と受電装置２００の回路構成を示している。第二の誘導加熱コイル１２及び第三の誘導加熱コイル１３に接続される駆動回路と制御部及び負荷判定手段も、図４に示す駆動回路５０及び制御部４５と同様の構成となっている。
　駆動回路５０は、ハーフブリッジ駆動回路であり、直流電源回路２２と、インバータ回路１２３と、送電側共振コンデンサ２４とを備える。
　入力電流検出手段２３は、例えば電流センサで構成され、交流電源（商用電源）２１から直流電源回路２２へ入力される電流を検出し、入力電流値に相当する電圧信号を制御部４５へ出力する。
　直流電源回路２２は、ダイオードブリッジ２２ａ、リアクタ２２ｂ及び平滑コンデンサ２２ｃを備え、交流電源２１から入力される交流電圧を直流電圧に変換して、インバータ回路１２３へ出力する。
　インバータ回路１２３は、スイッチング素子としてのＩＧＢＴ１２３ａ，１２３ｂが直流電源回路２２の出力に直列に接続されたハーフブリッジ型のインバータである。インバータ回路１２３は、フライホイールダイオードとしてダイオード１２３ｃ，１２３ｄがそれぞれＩＧＢＴ１２３ａ，１２３ｂと並列に接続されている。ＩＧＢＴ１２３ａとＩＧＢＴ１２３ｂは、制御部４５から出力される駆動信号によりオンオフ駆動される。制御部４５は、ＩＧＢＴ１２３ａをオンさせている間はＩＧＢＴ１２３ｂをオフ状態にし、ＩＧＢＴ１２３ａをオフさせている間はＩＧＢＴ１２３ｂをオン状態にし、交互にオンオフする駆動信号を出力する。これにより、インバータ回路１２３は、直流電源回路２２から出力される直流電力を規定周波数の交流電力に変換して、第一の誘導加熱コイル１１と送電側共振コンデンサ２４からなる共振回路に電力を供給する。なお、規定周波数の交流電力とは、例えば、２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚ程度の高周波の交流電力である。
　送電側共振コンデンサ２４は、第一の誘導加熱コイル１１に直列接続されており、この共振回路は第一の誘導加熱コイル１１のインダクタンス及び送電側共振コンデンサ２４の容量等に応じた共振周波数を有する。
　このように駆動回路５０を構成することで、第一の誘導加熱コイル１１には高周波電流が流れ、流れる高周波電流により発生する高周波磁束によって第一の誘導加熱コイル１１の直上の天板４上に載置された受電装置２００の受電コイル６５に非接触で電力伝送することができる。
　なお、スイッチング素子であるＩＧＢＴ１２３ａ，１２３ｂは、例えばシリコン系からなる半導体で構成されているが、炭化珪素、あるいは窒化ガリウム系材料等のワイドバンドギャップ半導体でスイッチング素子を形成しても良い。スイッチング素子にワイドバンドギャップ半導体を用いることで、スイッチング素子の損失を減らすことができ、またスイッチング周波数（駆動周波数）を高周波（高速）にしても駆動回路５０の放熱が良好であるため、駆動回路５０の放熱フィンを小型にすることができ、駆動回路５０の小型化および低コスト化を実現することができ、更に高周波で駆動してもスイッチング損失が少なく、効率良く非接触給電をすることが可能となる。
　コイル電流検出手段２５は、第一の誘導加熱コイル１１と送電側共振コンデンサ２４とからなる共振回路に接続されている。コイル電流検出手段２５は、例えば、電流センサで構成され、第一の誘導加熱コイル１１に流れる電流を検出し、コイル電流値に相当する電圧信号を制御部４５に出力する。
　なお、図４では、ハーフブリッジ駆動回路を示したが、４つのＩＧＢＴと４つのダイオードから構成されるフルブリッジ駆動回路でも良いことは言うまでもない。
　受電装置２００には、受電コイル６５と共に共振回路を形成する受電側共振コンデンサ６２が設けられている。
　受電側共振コンデンサ６２は、受電コイル６５に並列接続されており、この共振回路は受電コイル６５のインダクタンス及び受電側共振コンデンサ６２の容量等に応じた共振周波数を有する。なお、受電コイル６５のインダクタンスは第一の誘導加熱コイル１１が磁気結合した際の共振回路で共振周波数が定まる。
　なお、図４では、受電側共振コンデンサ６２が受電コイル６５に並列接続された共振回路を示したが、受電側共振コンデンサ６２が受電コイル６５に直列並列接続された共振回路であっても良い。
　また、制御部４５には、負荷判定部４６を備えている。負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数を変化させた際の、インバータ回路１２３の出力側のインピーダンス特性が共振特性を有するか否かにより、天板４上に載置された負荷が受電装置２００であるか否かを判定する。
　なお、第一の誘導加熱コイル１１、第二の誘導加熱コイル１２、第三の誘導加熱コイル１３は、本発明の「コイル」に相当する。
　また、天板４は、本発明の「支持体」に相当する。
　また、制御部４５は、本発明の「制御装置」に相当する。
　また、負荷判定部４６は、本発明の「制御装置」に含まれる。
　また、表示部４１は、本発明の「報知手段」に相当する。
　また、メモリ４８は、本発明の「記憶手段」に相当する。
（インピーダンス特性）
　ここで、共振回路を有する受電装置２００と、鍋などの被加熱物５のインピーダンス特性について説明する。
　図５は受電装置と被加熱物とのインピーダンス特性の一例を示す図である。
　図５においては、横軸がインバータ回路１２３の駆動周波数を示し、縦軸がインバータ回路１２３の出力側のインピーダンス（送電側から見たインピーダンス）を示す。
　図５に示すように、共振回路を有する受電装置２００が負荷である場合、共振回路の共振周波数にてインピーダンスが最大となり、共振周波数より低い周波数及び共振周波数より高い周波数にてインピーダンスが減少する。
　即ち、共振周波数よりも高い範囲において、負荷が受電装置２００である場合のインピーダンスは、駆動周波数の減少に伴いインピーダンスが増加する共振特性を有する。
　また、共振周波数よりも低い範囲において、負荷が受電装置２００である場合のインピーダンスは、駆動周波数の増加に伴いインピーダンスが増加する共振特性を有する。
　更に、共振周波数を含む周波数範囲において、負荷が受電装置２００である場合のインピーダンスは、駆動周波数の変化に伴いインピーダンスの増加と減少とを含む共振特性を有する。
　一方、共振回路を有しない鍋などの被加熱物５が負荷である場合、駆動周波数の減少に伴いインピーダンスが単調に減少する。即ち、負荷が被加熱物５である場合のインピーダンスは、駆動周波数の減少に伴いインピーダンスが単調に減少する特性を有する。また、負荷が被加熱物５である場合のインピーダンスは、駆動周波数の増加に伴いインピーダンスが単調に増加する特性を有する。
（負荷判定動作）
　次に、上述したインピーダンス特性を用いて負荷判定を行う負荷判定動作について説明する。
　制御部４５内に設けられた負荷判定部４６は、操作部４０からの動作開始信号に基づいて、負荷判定動作を開始する。
　負荷判定動作において、制御部４５は、負荷判定用の特定の駆動信号でインバータ回路１２３を駆動する。負荷判定部４６は、コイル電流検出手段２５の電流検知信号からコイル電流を検出する。
　次に、制御部４５は、インバータ回路１２３の駆動周波数を、高い周波数から低い周波数へ減少させる。負荷判定部４６は、コイル電流検出手段２５の電流検知信号からコイル電流を逐次検出する。
　ここで、直流電源回路２２の直流出力電圧が、インバータ回路１２３のスイッチング動作により、インバータ回路１２３の出力電圧として矩形波で出力される。このインバータ回路１２３の出力電圧の変化が少ないとみなすと、第一の誘導加熱コイル１１に流れるコイル電流の変化が、負荷のインピーダンスの変化と略等価となる。つまり、インピーダンスが増加するとコイル電流が減少し、インピーダンスが減少するとコイル電流が増加する関係となる。
　このため、本実施の形態１における負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数を変化させた際の、コイル電流が共振特性を有するか否かにより負荷判定を行う。
　すなわち、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数の減少に伴い、コイル電流検出手段２５の電流検知信号が減少（インピーダンスが増加）する場合、天板４上の負荷が受電装置２００であると判定する。
　一方、インバータ回路１２３の駆動周波数の減少に伴い、コイル電流検出手段２５の電流検知信号が増加（インピーダンスが減少）する場合、天板４上の負荷が被加熱物５であると判定する。
　なお、負荷判定動作で変化させる駆動周波数は、第一の誘導加熱コイル１１と送電側共振コンデンサ２４との共振周波数より大きい周波数とする。
　例えば、第一の誘導加熱コイル１１と送電側共振コンデンサ２４との共振周波数が１８ｋＨｚである場合、負荷判定動作で変化させる駆動周波数を２０ｋＨｚ以上とする。
　これにより、インバータ回路１２３に進相電流が流れて、インバータ回路１２３が破壊するのを防ぐことができる。
　なお、負荷判定動作においてインバータ回路１２３の駆動周波数を変化させる範囲は、２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ未満の範囲に含まれる任意の周波数範囲に設定しても良い。
　例えば、繰り返しによる学習機能（後述）により、受電装置２００の共振回路の共振周波数が２８ｋＨｚ程度であると想定されている場合には、負荷判定動作において、インバータ回路１２３の駆動周波数を５０ｋＨｚから２０ｋＨｚまで減少させても良い。これにより、負荷判定動作の時間を短くすることができる。
　以上の負荷判定動作を行った後、制御部４５は、負荷判定結果に基づいた制御動作を行う。
（電力伝送動作）
　負荷判定部４６の判定結果が受電装置２００である場合、制御部４５は、受電装置２００に電力を伝送する電力伝送動作を行う。
　すなわち、制御部４５は、受電コイル６５へ送電する電力に応じて駆動回路５０を制御して、第一の誘導加熱コイル１１に高周波電力を供給する。これにより、第一の誘導加熱コイル１１から供給された高周波電力は、受電装置２００に配置された受電コイル６５により受電される。受電された電力は、受電回路８１から負荷回路８２へ供給され、負荷回路８２が駆動する。
（加熱動作）
　負荷判定部４６の判定結果が被加熱物５である場合、制御部４５は、被加熱物５を誘導加熱する加熱動作を行う。
　すなわち、制御部４５は、誘導加熱させる火力に応じて駆動回路５０を制御して、第一の誘導加熱コイル１１に高周波電力を供給する加熱動作を行う。これにより、天板４上に配置された被加熱物５が誘導加熱される。
　以上のように本実施の形態１においては、制御部４５は、インバータ回路１２３の駆動周波数を変化させた際の、インバータ回路１２３の出力側のインピーダンスが共振特性を有する場合、受電装置２００に電力を伝送する電力伝送動作を行う。
　このため、受電装置２００へ適切な電力を供給することができる。また、インピーダンスの共振特性を利用して、負荷が誘導加熱すべき被加熱物５か、非接触給電すべき受電装置２００か否か容易にかつ確実に判定することができる。
　また、本実施の形態１においては、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数の減少に伴いインピーダンスが増加する共振特性を有する場合、負荷が受電装置２００であると判定する。つまり、鍋などの被加熱物５には無い共振特性の有無によって負荷判定を行うので、負荷判定の精度を向上させることができる。
　また、本実施の形態１においては、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数を変化させた際の、コイル電流が共振特性を有する場合、負荷が受電装置２００であると判定する。このため、負荷判定に必要な構成を簡易な構成とすることができる。
実施の形態２．
　本実施の形態２においては、インバータ回路１２３の駆動周波数を、低い周波数から高い周波数へ増加させる負荷判定動作について説明する。
　以下、本実施の形態２における負荷判定動作を、上記実施の形態１との相違点を中心に説明する。
（負荷判定動作）
　制御部４５内に設けられた負荷判定部４６は、操作部４０からの動作開始信号に基づいて、負荷判定動作を開始する。
　負荷判定動作において、制御部４５は、負荷判定用の特定の駆動信号でインバータ回路１２３を駆動する。負荷判定部４６は、コイル電流検出手段２５の電流検知信号からコイル電流を検出する。
　次に、制御部４５は、インバータ回路１２３の駆動周波数を、低い周波数から高い周波数へ増加させる。負荷判定部４６は、コイル電流検出手段２５の電流検知信号からコイル電流を逐次検出する。
　ここで、負荷が受電装置２００である場合、駆動周波数を低い周波数から増加させると、ある周波数からインピーダンスが減少（電流が増加）する。この共振特性の有無により、被加熱物５か、受電装置２００を判定することができる。
　すなわち、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数の増加に伴い、コイル電流検出手段２５の電流検知信号が増加（インピーダンスが減少）する場合、天板４上の負荷が受電装置２００であると判定する。
　一方、インバータ回路１２３の駆動周波数の増加に伴い、コイル電流検出手段２５の電流検知信号が減少（インピーダンスが増加）する場合、天板４上の負荷が被加熱物５であると判定する。
　なお、負荷判定動作で変化させる駆動周波数は、第一の誘導加熱コイル１１と送電側共振コンデンサ２４との共振周波数より大きい周波数とする。
　例えば、第一の誘導加熱コイル１１と送電側共振コンデンサ２４との共振周波数が１８ｋＨｚである場合、負荷判定動作で変化させる駆動周波数を２０ｋＨｚ以上とする。
　これにより、インバータ回路１２３に進相電流が流れて、インバータ回路１２３が破壊するのを防ぐことができる。
　以上のように本実施の形態２においては、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数の増加に伴いインピーダンスが減少する共振特性を有する場合、負荷が受電装置２００であると判定する。つまり、鍋などの被加熱物５には無い共振特性の有無によって負荷判定を行うので、負荷判定の精度を向上させることができる。
　したがって、受電装置２００へ適切な電力を供給することができる。また、インピーダンスの共振特性を利用して、負荷が誘導加熱すべき被加熱物５か、非接触給電すべき受電装置２００か否かを容易にかつ確実に判定することができる。
（変形例）
　上記実施の形態１では、駆動周波数を減少させた際のインピーダンスの増加の有無により負荷判定を行い、本実施の形態２では駆動周波数を増加させた際のインピーダンスの減少の有無により負荷判定を行ったが、本発明はこれに限定されない。
　例えば、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数を予め設定した範囲で変化させた際、インピーダンスの増加と減少とを含む共振特性を有する場合、負荷が受電装置２００であると判定してもよい。
　例えば、インバータ回路１２３の駆動周波数を予め設定した範囲で増加又は減少させた際、コイル電流が減少から増加に転じた場合（インピーダンスが増加から減少）、天板４上の負荷が受電装置２００であると判定する。
　このような動作においても、鍋などの被加熱物５には無い共振特性の有無によって負荷判定を行うことができ、負荷判定の精度を向上させることができる。
実施の形態３．
　本実施の形態３においては、インバータ回路１２３の駆動周波数を予め設定した範囲で変化させた際、インピーダンスの変化量によって負荷を判定する負荷判定動作について説明する。
　以下、本実施の形態３における負荷判定動作を、上記実施の形態１との相違点を中心に説明する。
（負荷判定動作）
　制御部４５内に設けられた負荷判定部４６は、操作部４０からの動作開始信号に基づいて、負荷判定動作を開始する。
　負荷判定動作において、制御部４５は、負荷判定用の特定の駆動信号でインバータ回路１２３を駆動する。負荷判定部４６は、コイル電流検出手段２５の電流検知信号からコイル電流を検出する。
　次に、制御部４５は、インバータ回路１２３の駆動周波数を予め設定した範囲で変化させる。この範囲は、例えば、２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ未満の範囲に含まれる任意の周波数範囲に設定して良い。
　負荷判定部４６は、コイル電流検出手段２５の電流検知信号からコイル電流を逐次検出する。
　ここで、負荷が受電装置２００である場合と鍋などの被加熱物５である場合とは、インピーダンスの変化量が異なる。
　例えば、図５に示した例においては、インバータ回路１２３の駆動周波数を５０ｋＨｚから３０ｋＨｚまで変化させると、鍋などの被加熱物５の場合はインピーダンスが約３０％減少するが、受電装置２００の場合はインピーダンスが約４００％増加し、変化量に明らかに違いがある。
　本実施の形態３における負荷判定部４６は、このインピーダンスの変化量（コイル電流の変化量）を利用して負荷判定する。
　すなわち、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数を予め設定した範囲で変化させた際、コイル電流検出手段２５の電流検知信号が予め設定された変化量以上変化する場合、天板４上の負荷が受電装置２００であると判定する。
　一方、コイル電流検出手段２５の電流検知信号が予め設定された変化量以上変化しない場合、天板４上の負荷が被加熱物５であると判定する。
　なお、負荷判定動作で変化させる駆動周波数は、第一の誘導加熱コイル１１と送電側共振コンデンサ２４との共振周波数より大きい周波数とする。
　例えば、第一の誘導加熱コイル１１と送電側共振コンデンサ２４との共振周波数が１８ｋＨｚである場合、負荷判定動作で変化させる駆動周波数を２０ｋＨｚ以上とする。
　これにより、インバータ回路１２３に進相電流が流れて、インバータ回路１２３が破壊するのを防ぐことができる。
　以上のように本実施の形態３においては、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数を予め設定した範囲で変化させた際、インピーダンスが予め設定された変化量以上変化する共振特性を有する場合、負荷が受電装置２００であると判定する。つまり、鍋などの被加熱物５には無い共振特性の有無によって負荷判定を行うので、負荷判定の精度を向上させることができる。
　したがって、受電装置２００へ適切な電力を供給することができる。また、インピーダンスの共振特性を利用して、負荷が誘導加熱すべき被加熱物５か、非接触給電すべき受電装置２００か否かを容易にかつ確実に判定することができる。
実施の形態４．
　以下、本実施の形態４における誘導加熱調理器１００の構成及び動作を、上記実施の形態１～３との相違点を中心に説明する。
　図６は、本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の駆動回路と受電装置の回路構成を示す図である。
　図６に示すように、本実施の形態４における駆動回路５０は、インバータ回路１２３の出力電圧を検出する出力電圧検出手段２７を備える。出力電圧検出手段２７は、例えば電圧センサで構成され、インバータ回路１２３の出力電圧を検出し、出力電圧値に相当する電圧信号を制御部４５へ出力する。
（負荷判定動作）
　負荷判定動作において、負荷判定部４６は、コイル電流検出手段２５の電流検知信号からコイル電流を検出し、出力電圧検出手段２７の電圧検知信号から出力電圧を検出する。負荷判定部４６は、コイル電流と出力電圧とに基づき負荷のインピーダンスを算出する。
　そして、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数を変化させた際の、インピーダンスが共振特性を有するか否かにより負荷判定を行う。
　以降の負荷判定動作については、上述した実施の形態１～３の負荷判定動作の何れかの動作と同様である。
　例えば、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数の減少に伴い、算出したインピーダンスが増加する場合、天板４上の負荷が受電装置２００であると判定する。
　また例えば、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数の増加に伴い、算出したインピーダンスが減少する場合、天板４上の負荷が受電装置２００であると判定する。
　また例えば、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数を予め設定した範囲で変化させた際、算出したインピーダンスが予め設定された変化量以上変化する場合、天板４上の負荷が受電装置２００であると判定する。
　以上のように本実施の形態４においては、負荷判定部４６は、コイル電流と出力電圧とに基づきインピーダンスを算出し、インバータ回路１２３の駆動周波数を変化させた際の、インピーダンスが共振特性を有する場合、負荷が受電装置２００であると判定する。つまり、鍋などの被加熱物５には無い共振特性の有無によって負荷判定を行うので、負荷判定の精度を向上させることができる。したがって、受電装置２００へ適切な電力を供給することができる。また、インピーダンスの共振特性を利用して、負荷が誘導加熱すべき被加熱物５か、非接触給電すべき受電装置２００か否かを容易にかつ確実に判定することができる。
　さらに、コイル電流と出力電圧とに基づきインピーダンスを算出するので、例えば交流電源２１の電圧変動が生じてインバータ回路１２３の出力電圧が変動した場合であっても、負荷のインピーダンスの変化を精度良く検知することが可能となる。よって、より正確な判定をすることができる。
実施の形態５．
　以下、本実施の形態５における誘導加熱調理器１００の構成及び動作を、上記実施の形態１～３との相違点を中心に説明する。
　図７は、本発明の実施の形態５に係る誘導加熱調理器の駆動回路と受電装置の回路構成を示す図である。
　図７に示すように、本実施の形態５における駆動回路５０は、第一の誘導加熱コイル１１に印加されるコイル電圧を検出するコイル電圧検出手段２６を備える。コイル電圧検出手段２６は、例えば電圧センサで構成され、第一の誘導加熱コイル１１に印加される電圧を検出し、コイル電圧値に相当する電圧信号を制御部４５へ出力する。
（負荷判定動作）
　負荷判定動作において、負荷判定部４６は、コイル電流検出手段２５の電流検知信号からコイル電流を検出し、コイル電圧検出手段２６の電圧検知信号からコイル電圧を検出する。負荷判定部４６は、コイル電流とコイル電圧とに基づき負荷のインピーダンスを算出する。
　そして、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数を変化させた際の、インピーダンスが共振特性を有するか否かにより負荷判定を行う。
　以降の負荷判定動作については、上述した実施の形態１～４の負荷判定動作の何れかの動作と同様である。
　例えば、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数の減少に伴い、算出したインピーダンスが増加する場合、天板４上の負荷が受電装置２００であると判定する。
　また例えば、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数の増加に伴い、算出したインピーダンスが減少する場合、天板４上の負荷が受電装置２００であると判定する。
　また例えば、負荷判定部４６は、インバータ回路１２３の駆動周波数を予め設定した範囲で変化させた際、算出したインピーダンスが予め設定された変化量以上変化する場合、天板４上の負荷が受電装置２００であると判定する。
　以上のように本実施の形態５においては、負荷判定部４６は、コイル電流とコイル電圧とに基づきインピーダンスを算出し、インバータ回路１２３の駆動周波数を変化させた際の、インピーダンスが共振特性を有する場合、負荷が受電装置２００であると判定する。つまり、鍋などの被加熱物５には無い共振特性の有無によって負荷判定を行うので、負荷判定の精度を向上させることができる。したがって、受電装置２００へ適切な電力を供給することができる。また、インピーダンスの共振特性を利用して、負荷が誘導加熱すべき被加熱物５か、非接触給電すべき受電装置２００か否かを容易にかつ確実に判定することができる。
　また、コイル電流とコイル電圧とに基づきインピーダンスを算出するので、例えば交流電源２１の電圧変動が生じてインバータ回路１２３の出力電圧が変動した場合であっても、負荷のインピーダンスの変化を精度良く検知することが可能となる。よって、より正確な判定をすることができる。
　さらに、受電装置２００の受電コイル６５と受電側共振コンデンサ６２の共振特性が、第一の誘導加熱コイル１１と送電側共振コンデンサ２４の共振特性の影響を受けずに直接検知できるため、更に正確な判定をすることができる。
実施の形態６．
　以下、本実施の形態６における誘導加熱調理器１００の構成及び動作を、上記実施の形態１～５との相違点を中心に説明する。
　図８は、本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の誘導加熱コイルを示す図である。
　図８において、第一の誘導加熱コイル１１は、中央に配置された内周コイル１１ａと、内周コイル１１ａの周囲に配置された外周コイル１１ｅ、１１ｄとで構成されている。第一の誘導加熱コイル１１の外周は、第一の誘導加熱口１に対応した略円形状である。
　内周コイル１１ａは、略同心円状に配置された内周内コイル１１１ａと内周外コイル１１２ａとから構成されている。内周内コイル１１１ａ及び内周外コイル１１２ａは、円形の平面形状を有し、絶縁被膜された任意の金属（例えば銅、アルミなど）からなる導電線が円周方向に巻回されることにより構成されている。内周内コイル１１１ａ及び内周外コイル１１２ａは、直列に接続されて一つの駆動回路５０ａにより駆動制御される。なお、内周内コイル１１１ａ及び内周外コイル１１２ａを並列接続しても良く、また、それぞれ独立した駆動回路（インバータ回路）を用いて駆動しても良い。
　外周コイル１１ｄは、外周上コイル１１１ｄと外周下コイル１１２ｄとから構成されている。外周コイル１１ｅは、外周左コイル１１１ｅと外周右コイル１１２ｅとから構成されている。外周上コイル１１１ｄ、及び外周下コイル１１２ｄは、直列に接続されて一つの駆動回路５０ｄにより駆動制御される。外周左コイル１１１ｅ、及び外周右コイル１１２ｅは、直列に接続されて一つの駆動回路５０ｅにより駆動制御される。
　外周上コイル１１１ｄ、外周下コイル１１２ｄ、外周左コイル１１１ｅ、外周右コイル１１２ｅ（以下「各外周コイル」とも言う）は、内周コイル１１ａの円形の外形にほぼ沿うようにして、内周コイル１１ａの周辺に配置されている。
　４つの各外周コイルは、略１／４円弧状（バナナ状または胡瓜状）の平面形状を有しており、絶縁皮膜された任意の金属（例えば銅、アルミなど）からなる導電線を各外周コイルの１／４円弧状の形状に沿って巻きつけることで構成される。すなわち、各外周コイルは、内周コイル１１ａに隣接する１／４円弧状領域において、内周コイル１１ａの円形の平面形状に実質的に沿って延びるように構成されている。なお、各外周コイルの数は４つに限定されるものではない。また、各外周コイルの形状もこれに限るものではなく、例えば円形の外周コイルを複数用いた構成でも良い。なお、各外周コイルはそれぞれ並列接続しても良い。また、外周上コイル１１１ｄと外周下コイル１１２ｄを一つの駆動回路（インバータ回路）を用いて駆動しても良い。
　なお、駆動回路５０ａ、５０ｄ、５０ｅは、上記実施の形態１の駆動回路５０と同じ構成である。
　本実施の形態６における制御部４５は、駆動回路５０ａ、５０ｄ、５０ｅのそれぞれについて、上方に載置されている負荷の負荷判定を行う。なお、負荷判定動作は上記実施の形態１～５の何れかと同様である。
（動作）
　第一の誘導加熱口１上に、被加熱物５と受電装置２００とが載置された場合の動作を説明する。
　制御部４５の負荷判定部４６は、駆動回路５０ａ、５０ｄ、５０ｅのそれぞれについて、インバータ回路１２３の駆動周波数を変化させ、それぞれのインバータ回路１２３の出力側のインピーダンス特性を用いて、上方に載置されている負荷の負荷判定を行う。
　制御部４５は、駆動回路５０ａ、５０ｄ、５０ｅのうち、負荷判定部４６の判定結果が被加熱物５である駆動回路を、誘導加熱させる火力に応じて制御して、被加熱物５を誘導加熱させる加熱動作を行う。これにより、天板４上に配置された被加熱物５が誘導加熱される。
　一方、制御部４５は、駆動回路５０ａ、５０ｄ、５０ｅのうち、負荷判定部４６の判定結果が受電装置２００である駆動回路を、受電コイル６５へ送電する電力に応じて制御して、受電コイル６５へ電力を供給する電力伝送動作を行う。
　なお、負荷判定部４６により、負荷の有無を判定するようにしても良い。この場合、制御部４５は、無負荷であると判定した駆動回路の動作を停止させる。
　なお、制御部４５は、被加熱物５を誘導加熱させる電力と、受電コイル６５へ送電する電力との合計値が、予め定められた電力（定格電力）以下となるように、各駆動回路を制御する。例えば３ｋＷ以下に制御する。
　例えば、内周コイル１１ａ、及び外周コイル１１ｅの上方に、加熱プレートなどの磁性体である被加熱物５が載置され、外周コイル１１ｄの上方に受電装置２００が載置された場合、外周コイル１１ｄには最大１．５ｋＷの電力が投入可能で、加熱プレートなどの被加熱物５には残りの電力を最大として電力の投入が可能である。
　以上のように本実施の形態６においては、複数のインバータ回路１２３のうち、共振特性を有するインバータ回路１２３を、電力伝送動作させ、複数のインバータ回路１２３のうち、共振特性を有しないインバータ回路１２３を、加熱動作させる。
　このため、１つの加熱口で、誘導加熱による加熱と非接触電力伝送による加熱とを同時に行うことができ、利便性を向上することができる。また、誘導加熱による加熱と非接触電力伝送による加熱とを個別に制御することができる。
実施の形態７．
　以下、本実施の形態７における誘導加熱調理器１００の構成及び動作を、上記実施の形態１～６との相違点を中心に説明する。
（負荷判定動作）
　負荷判定部４６は、上記実施の形態１～５の何れかと同様に、負荷判定動作を行う。
　制御部４５は、負荷判定部４６による負荷判定の結果を、表示部４１に表示させる。
　これにより、使用者が、負荷判定部４６の負荷判定の結果を確認することが可能となる。
　なお、操作部４０からの操作により、負荷判定部４６の判定結果の修正ができるようにしても良い。例えば、制御部４５は、表示部４１に判定結果を表示させたあと、操作部４０からの入力操作により、判定結果を修正する操作が入力されると、修正された判定結果に応じて誘導加熱動作又は電力伝送動作を実施する。
　これにより、使用者からの操作により判定結果を修正することが可能となる。よって、負荷判定部４６の負荷判定の結果と、実際に天板４上に載置した負荷とが一致していない場合に、受電装置２００に対して加熱動作させたり、被加熱物５に対して電力伝送動作をさせることがなくなる。
実施の形態８．
　以下、本実施の形態８における誘導加熱調理器１００の構成及び動作を、上記実施の形態１～７との相違点を中心に説明する。
　本実施の形態８における制御部４５は、負荷判定部４６によって負荷判定が行われた際、インバータ回路１２３の出力側のインピーダンスに関する情報（学習データ）をメモリ４８に記憶させる。そして、次回の負荷判定動作において、負荷判定部４６は、メモリ４８に記憶した情報に基づき、インバータ回路１２３の駆動周波数の変化量を設定する。
　例えば、負荷判定動作において、受電装置２００の共振特性（周波数とインピーダンスとの関係）を、メモリ４８に記憶させる。そして、次回以降の負荷判定動作においては、メモリ４８に記憶された情報（学習データ）に基づき、駆動周波数を変化させる。例えば、図５に示した共振特性である場合において、駆動周波数を高い周波数から低い周波数へ変化させる場合、５０ｋＨｚ、３０ｋＨｚの２点のみでインピーダンス（コイル電流）を検知し、受電装置２００で有るか否かの判定を行う。これにより、負荷判定動作の高速化を図ることができる。
　例えば、負荷判定動作において、予め設定した周波数間隔に（例えば５ｋＨｚ毎）にインピーダンス値又はコイル電流値をメモリ４８に記憶させる。そして、次回以降の負荷判定動作において、インバータ回路１２３の駆動周波数を変化させる際、前回のインピーダンス値又はコイル電流値の変化量が少ない周波数範囲帯をスキップする。
　また例えば、負荷判定動作において、インピーダンス（コイル電流）の変化量がピークとなる周波数をメモリ４８に記憶させる。そして、次回以降の負荷判定動作において、インバータ回路１２３の駆動周波数を変化させる際、前回の負荷判定動作において、変化量がピークとなった周波数を含む所定の周波数範囲のみ、インバータ回路１２３の駆動周波数を変化させる。
　このように、メモリ４８に記憶されたに基づき、インバータ回路１２３の駆動周波数の変化量を設定するので、負荷判定を高速化し、使用者が使用する受電装置２００の共振特性を学習することにより、より正確な負荷判定をすることができる。
　なお、前回の負荷判定動作で記憶した受電装置２００の共振特性（学習データ）と、次回以降の負荷判定動作において判定する受電装置２００の共振特性が大きく異なる場合には、インバータ回路１２３の駆動周波数を予め設定した範囲で汎化させる通常の負荷判定動作を行うようにしても良い。
実施の形態９．
　上記実施の形態１～８においては、受電装置２００への電力の伝送と被加熱物５の加熱とを行う誘導加熱調理器１００について説明した。本実施の形態９では、被加熱物５の加熱を行う機能を省略し、受電装置２００への電力の伝送のみを行う非接触電力伝送装置３００について説明する。
　図９は、本発明の実施の形態９に係る非接触電力伝送装置と受電装置の構成を示すブロック図である。
　図９において、非接触電力伝送装置３００と、受電装置２００とにより非接触電力伝送システムを構成している。
　図９に示すように、非接触電力伝送装置３００は、給電コイル１４から発生する高周波磁界（電磁場）内に、受電装置２００を支持するように構成された支持体３０１を備える。
　受電装置２００の構成は、上記実施の形態１～８と同様である。
　非接触電力伝送装置３００の給電コイル１４は、受電装置２００の受電コイル６５に対応した例えば円形の平面形状を有し、絶縁被膜された任意の金属（例えば銅、アルミなど）からなる導電線が円周方向に巻回されることにより構成されている。非接触電力伝送装置３００のその他の構成は、上記実施の形態１～８と同様である。
　本実施の形態９における制御部４５の負荷判定部４６は、上述した負荷判定動作を行う。また、本実施の形態９における制御部４５は、上述した電力伝送動作を行う。
　このように、非接触電力伝送装置３００の支持体３０１は、受電装置２００を非接触電力伝送装置３００の下方に支持するように構成しても良い。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、受電装置２００を非接触電力伝送装置３００に対して任意の位置に支持しても良い。
　また、非接触電力伝送装置３００は、加熱動作を行わない構成でも良い。このような構成においても、受電装置２００へ適切な電力を供給することができる。
　また、受電装置２００のインピーダンスの共振特性を利用して、負荷判定を行うので受電装置２００か否かを容易にかつ確実に判定することができる。よって、受電装置２００へ適切な電力を供給することができる。したがって、信頼性の高い非接触電力伝送システムを得ることができる。
　１　第一の誘導加熱口、２　第二の誘導加熱口、３　第三の誘導加熱口、４　天板、５　被加熱物、１１　第一の誘導加熱コイル、１１－１～１１－４　コイル、１１ａ　内周コイル、１１ｄ　外周コイル、１１ｅ　外周コイル、１２　第二の誘導加熱コイル、１３　第三の誘導加熱コイル、１４　給電コイル、２１　交流電源、２２　直流電源回路、２２ａ　ダイオードブリッジ、２２ｂ　リアクタ、２２ｃ　平滑コンデンサ、２３　入力電流検出手段、２４　送電側共振コンデンサ、２５　コイル電流検出手段、２６　コイル電圧検出手段、２７　出力電圧検出手段、４０　操作部、４０ａ　操作部、４０ｂ　操作部、４０ｃ　操作部、４１　表示部、４１ａ　表示部、４１ｂ　表示部、４１ｃ　表示部、４３　表示操作部、４５　制御部、４６　負荷判定部、４７　一次側送受信部、４８　メモリ、５０　駆動回路、５０ａ　駆動回路、５０ｄ　駆動回路、５０ｅ　駆動回路、６２　受電側共振コンデンサ、６５　受電コイル、８１　受電回路、８２　負荷回路、８３　二次制御部、８４　表示操作部、８５　二次側送受信部、１００　誘導加熱調理器、１１１ａ　内周内コイル、１１１ｄ　外周上コイル、１１１ｅ　外周左コイル、１１２ａ　内周外コイル、１１２ｄ　外周下コイル、１１２ｅ　外周右コイル、１２３　インバータ回路、１２３ａ　ＩＧＢＴ、１２３ｂ　ＩＧＢＴ、１２３ｃ　ダイオード、１２３ｄ　ダイオード、２００　受電装置、３００　非接触電力伝送装置、３０１　支持体。

Claims (15)

  1. 　共振回路を有する受電装置に電力を伝送するための非接触電力伝送装置であって、
    　高周波電流が供給されることによって高周波磁場を発生するコイルと、
    　前記高周波磁場内に前記受電装置を支持するように構成された支持体と、
    　前記コイルに前記高周波電流を供給するインバータ回路と、
    　前記インバータ回路の駆動を制御する制御装置と、
    　を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記インバータ回路の駆動周波数を変化させた際の、前記インバータ回路の出力側のインピーダンスが共振特性を有する場合、前記受電装置に電力を伝送する電力伝送動作を行うように構成された
    　非接触電力伝送装置。
  2. 　前記共振特性は、
    　前記インバータ回路の駆動周波数の減少に伴い、前記インピーダンスが増加する特性である
    　請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
  3. 　前記共振特性は、
    　前記インバータ回路の駆動周波数の増加に伴い、前記インピーダンスが減少する特性である
    　請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
  4. 　前記共振特性は、
    　前記インバータ回路の駆動周波数を予め設定した範囲で変化させた際、前記インピーダンスの増加と減少とを含む特性である
    　請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
  5. 　前記共振特性は、
    　前記インバータ回路の駆動周波数を予め設定した範囲で変化させた際、前記インピーダンスが予め設定された変化量以上変化する特性である
    　請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
  6. 　前記コイルと共に共振回路を形成する送電側共振コンデンサを備え、
    　前記制御装置は、
    　前記インバータ回路の駆動周波数を変化させる際、前記駆動周波数を前記コイルと前記送電側共振コンデンサとの共振周波数より大きくする
    　請求項１～５の何れか一項に記載の非接触電力伝送装置。
  7. 　前記インバータ回路の駆動周波数を変化させる範囲は、２０ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ未満の範囲に含まれる
    　請求項１～６の何れか一項に記載の非接触電力伝送装置。
  8. 　前記コイルに流れるコイル電流を検出するコイル電流検出手段を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記インバータ回路の駆動周波数を変化させた際の、前記コイル電流が共振特性を有する場合、前記受電装置に電力を伝送する電力伝送動作を行う
    　請求項１～７の何れか一項に記載の非接触電力伝送装置。
  9. 　前記コイルに流れるコイル電流を検出するコイル電流検出手段と、
    　前記インバータ回路の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記コイル電流と前記出力電圧とに基づき前記インピーダンスを求め、
    　前記インバータ回路の駆動周波数を変化させた際の、前記インピーダンスが共振特性を有する場合、前記受電装置に電力を伝送する電力伝送動作を行う
    　請求項１～７の何れか一項に記載の非接触電力伝送装置。
  10. 　前記コイルに流れるコイル電流を検出するコイル電流検出手段と、
    　前記コイルに印加されるコイル電圧を検出するコイル電圧検出手段と、を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記コイル電流と前記コイル電圧とに基づき前記インピーダンスを求め、
    　前記インバータ回路の駆動周波数を変化させた際の、前記インピーダンスが共振特性を有する場合、前記受電装置に電力を伝送する電力伝送動作を行う
    　請求項１～７の何れか一項に記載の非接触電力伝送装置。
  11. 　報知手段を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記インバータ回路の出力側のインピーダンスが共振特性を有する場合、負荷が前記受電装置である旨を前記報知手段により報知させる
    　請求項１～１０の何れか一項に記載の非接触電力伝送装置。
  12. 　前記インバータ回路の駆動周波数を変化させた際の、前記インバータ回路の出力側のインピーダンスに関する情報を記憶する記憶手段を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記記憶手段に記憶された情報に基づき、前記インバータ回路の駆動周波数の変化量を設定する
    　請求項１～１１の何れか一項に記載の非接触電力伝送装置。
  13. 　請求項１～１２の何れか一項に記載の非接触電力伝送装置と、
    　前記非接触電力伝送装置と着脱可能に支持される受電装置と、
    　を備え、
    　前記受電装置は、
    　前記コイルの前記高周波磁場内に配置されると、前記コイルから電力を受電する受電コイルと、
    　前記受電コイルと共に共振回路を形成する受電側共振コンデンサと、
    　を備えた非接触電力伝送システム。
  14. 　共振回路を有する受電装置への電力の伝送と被加熱物の加熱とを行う誘導加熱調理器であって、
    　前記受電装置又は前記被加熱物が載置される天板と、
    　前記天板の下に配置されたコイルと、
    　前記コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、
    　前記インバータ回路の駆動を制御して、前記受電装置に電力を伝送する電力伝送動作と、前記被加熱物を誘導加熱する加熱動作と、を切り換えるように構成された制御装置と、
    　を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記インバータ回路の駆動周波数を変化させた際の、前記インバータ回路の出力側のインピーダンスが共振特性を有する場合、前記電力伝送動作を行い、
    　前記インバータ回路の駆動周波数を変化させた際の、前記インバータ回路の出力側のインピーダンスが共振特性を有しない場合、前記加熱動作を行う
    　誘導加熱調理器。
  15. 　前記天板は、前記被加熱物の載置位置を示す加熱口が形成され、
    　前記コイルは、一つの前記加熱口に対して複数設けられ、
    　前記インバータ回路は、複数の前記コイルにそれぞれ設けられ、
    　前記制御装置は、
    　複数の前記インバータ回路のそれぞれについて、前記インバータ回路の駆動周波数を変化させた際の、前記インバータ回路の出力側のインピーダンスが、共振特性を有するか否かを判定し、
    　複数の前記インバータ回路のうち、前記共振特性を有する前記インバータ回路を、前記電力伝送動作させ、
    　複数の前記インバータ回路のうち、前記共振特性を有しない前記インバータ回路を、前記加熱動作させる
    　請求項１４に記載の誘導加熱調理器。
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