JP2001267052A

JP2001267052A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2001267052A
Application number: JP2000083210A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Isogai; 雅之磯貝
Original assignee: Hitachi Hometec Ltd
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】複数の誘導加熱部の同時使用時の干渉音発生
を防止し、精度の高い負荷検出を行う。【解決手段】複数の加熱コイルの制御手段は、加熱コ
イルに印加される電圧を検知する入力電圧検知回路１０
と、入力電流の状態を検知する入力電流検知回路２１、
３１と、コイル電流の状態を検知するコイル電流検知回
路２３、３３と、各々の加熱コイルの駆動停止を制御す
る信号を出力する駆動停止回路２４、３４と、入力電力
を設定する信号を出力する電力設定回路２５、３５と、
電力設定回路２５、３５のうち最も動作周波数の低くな
る信号を抽出する抽出回路１３と、抽出回路１３の出力
により基準発振周波数を決定する基準発振回路１４と、
駆動停止信号と基準発振回路１４の出力信号と各々の電
力設定回路２５、３５の出力からスイッチング素子の駆
動信号を生成する駆動パルス生成回路２６、３６を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の加熱コイル
の加熱部を有する誘導加熱調理器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、誘導加熱調理器は、裸火が出
ず、負荷の温度制御が可能で安全性が高いことから、卓
上のガステーブル等に代わる熱源として認知されてい
る。

【０００３】さらに、システムキツチン等に組み込まれ
る電気調理器としては、従来からシーズヒータやプレー
トヒータ、ハロゲンヒータ等の抵抗体を熱源としたもの
から、一部を誘導加熱調理器に置き換えたもの、あるい
は２口以上を誘導加熱調理器にしたものに代わりつつあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】複数の誘導加熱コイル
の加熱部を有し、それぞれ別々の負荷を加熱する構成の
場合、誘導加熱コイルの加熱部同士の間隔が狭いと、加
熱コイルが発生する磁力線の干渉により、負荷から干渉
音が発生することがある。

【０００５】したがって、特許第２５３２５６５号公報
（以下公知例１という）の如く、インバータ駆動周波数
を固定してデューテイを変化させることにより干渉音の
発生をなくす方法や、特許第２６６７００８号公報（以
下公知例２という）の如く、それぞれのインバータ駆動
周波数の差を可聴周波数外に設定する方法が提案されて
いる。

【０００６】更には、特公昭６１ー１３３５５号公報
（以下公知例３という）の如く、複数の加熱コイルの駆
動周波数差が所定値以上になると周波数可変制御からデ
ューテイ制御に切り換える構成のものが知られている。

【０００７】しかし、前記公知例１の方法は低電力で駆
動する場合に一方のスイッチング素子に発生する損失が
大きくなり、冷却能力を高める必要が生じ、ヒートシン
クの大型化や素子の並列接続化等のコストアップが必要
となる。

【０００８】また、等価インピーダンスの異なる負荷を
すべて一つの周波数で駆動するために、設定する電力に
よらず過大な損失がスイッチング素子に発生する場合が
あり、やはり、冷却能力を向上させなければならないと
いう問題点がある。

【０００９】前記公知例２の方法では、可聴周波数以外
の領域として数百Ｈｚ以下、１６ｋＨｚ以上と設定した
場合（実際の動作により干渉音を判断したもの）、負荷
および電力の組合せによつては設定できない場合があ
り、現実的ではない。

【００１０】例えば、同じ材質の負荷であつて異なる電
力を投入しているとき、大電力側が２７ｋＨｚであつた
とすると、小電力側は４１ｋＨｚ以上に設定しなければ
ならないが、この周波数では定格電力の半分未満の電力
しか投入できない。

【００１１】また、完全に聞こえなくなるわけではな
い。

【００１２】前記公知例３の方法では、駆動周波数差に
よる制御の切り替えを行うが、既に述べたように周波数
差は数百Ｈｚ以下にしないと負荷の組合せによっては干
渉音が耳障りであることが確認されている。

【００１３】従って、ほとんどの通電状態において、デ
ューテイ制御を行わなければならず、大電力のオンオフ
制御が必要となり、フリツカー等の障害が発生する恐れ
が有り、調理性能の悪化をまねくものである。

【００１４】さらに、通電開始時の負荷検知においても
問題が生じる。

【００１５】通常、負荷検知を行う場合の通電電力は低
い状態で行う。駆動周波数を固定しデューテイを変化さ
せる制御方式や、駆動周波数を可聴領域外に設定する方
式においては、スイチッング素子の駆動パルス幅が異な
ると、コイル電流が歪み、ピーク値が高くなる現象が発
生する。

【００１６】コイル電流の検出回路において、正弦波状
ではなく歪み波になると検出レベルが正常に出現しなく
なり、小物検知や鍋なし検知などの負荷検知機能が正常
に動作しなくなる恐れがある。

【００１７】本発明が解決しようとする課題は、上記の
ような周波数固定によって生じるスイッチング素子の損
失発生を抑えつつ、干渉音が発生せず、電力の設定が各
々自由に設定でき、通電開始時の負荷の状態を適切に判
別する誘導加熱調理器を提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するものであり、複数の加熱コイルを有し、前記加
熱コイルは共振状態を発生させるためスイッチング素子
の駆動パルスの設定により周波数固定制御あるいは周波
数可変制御あるいは両者の組合せで電力を制御する構成
とし、これら複数の加熱コイルを制御する制御手段は、
加熱コイルに印加される電圧を検知する入力電圧検知回
路と、入力電流の状態を検知する入力電流検知回路と、
コイル電流の状態を検知するコイル電流検知回路と、各
々の加熱コイルの駆動停止を制御する信号を出力する駆
動停止回路と、入力電力を設定する信号を出力する電力
設定回路と、前記電力設定回路のうち最も動作周波数の
低くなる信号を抽出する抽出回路と、前記抽出回路の出
力により基準発振周波数を決定する基準発振回路と、駆
動停止信号と基準発振回路の出力信号と各々の電力設定
回路の出力から前記スイッチング素子の駆動信号を生成
する駆動パルス生成回路を有する誘導加熱調理器におい
て、少なくとも一つの加熱コイルをオフ状態からオン状
態に切り替える場合は、同時に通電している加熱コイル
のすべての電力設定出力を所定のレベルに略等しく設定
するものとした。

【００１９】また、少なくとも一つの加熱コイルをオフ
状態からオン状態に切り替える場合に設定する前記電力
設定出力のレベルは、前記入力電流検知回路、前記コイ
ル電流検知回路の出力から負荷を検知するための初期設
定レベルであるものとした。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明では、一つの筐体に複数の
加熱コイルの誘導加熱部があるもので、単独で使用する
場合は周波数制御による通電が可能になり、同時に使用
する場合でも、その中で最も低い周波数ですべての誘導
加熱を行う構成であるから、スイッチング素子の損失が
大きくなる状態を避けることができ、冷却能力の増強は
必要なくなり、かつ、同時使用時の干渉音を発生させな
いことが可能になる。

【００２１】また、複数の加熱コイルの誘導加熱部を起
動する場合に、複数の通電個所について、所定の電力設
定出力を設定するために、コイル電流の波形歪みを軽減
し、精度の高い負荷検知を行うことができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を図面を用いて説明する。

【００２３】図１は、本発明の一実施例を示す要部ブロ
ック図である。

【００２４】商用電源１を誘導加熱用インバータユニッ
ト（以下インバータ）２およびインバータ３に接続して
ある。

【００２５】前記インバータ２、３には加熱コイル２
ａ、３ａをそれぞれ接続し、前記加熱コイル２ａ、３ａ
近傍に配置された鉄やステンレス製の負荷を誘導加熱す
る。

【００２６】また、前記加熱コイル２ａ、３ａには、コ
イル電流を検出するカレントトランス２２、３２を設
け、それぞれのコイル電流検知回路２３、３３に接続
し、コイル電流値を電圧信号に変換する。

【００２７】前記インバータ２、３の電源端子側には、
電源電流を検知するためのカレントトランス２０、３０
を設け、それぞれの入力電流検知回路２１、３１に接続
し、入力電流値を電圧信号に変換する。

【００２８】入力電圧検知回路１０は、商用電源１の電
圧を検知するために制御に用いるマイクロコンピュータ
１１の入力に適した電圧に降圧する。

【００２９】操作部１２は使用者がそれぞれの加熱源の
設定を行い、また、現在の操作状況を表示するためのも
のであり、前記マイクロコンピュータ１１の入力に接続
してある。

【００３０】前記マイクロコンピュータ１１は使用者の
操作部１２の操作により、それぞれの加熱源に対する目
標電力や温度設定等を決定し、駆動停止回路２４、３
４，電力設定回路２５、３５に出力し、前記入力電流検
知回路２１、３１と入力電圧検知回路１０の信号を入力
し、入力電力を検出することにより、また新たな電力設
定信号の出力を行う。

【００３１】また、コイル電流検知回路２３、３３の信
号を入力し、入力電流検知回路２１、３１の信号ととも
に、負荷の状態を判別し、加熱に適した負荷状態かを判
別し、インバータ部２、３の駆動および停止を判断す
る。

【００３２】抽出回路１３は、電力設定回路２５、３５
のうち、高出力設定に相当する側の信号レベルを抽出す
る回路である。

【００３３】ただし、負荷の材質や形状によりインバー
タ回路側からみた等価抵抗、等価インダクタンスが変化
するため、電力設定回路２５、３５の出力する信号レベ
ルと実際の入力電力はリンクしないことがあるが、信号
レベルのみを比較した場合の抽出を行うものとする。

【００３４】基準発振回路１４は、前記抽出回路１３の
出力電圧により出力周波数を変化させることができる発
振回路であり、発振出力を駆動パルス生成回路２６、３
６に出力する。

【００３５】駆動パルス生成回路２６、３６は基準発振
回路１４の発振出力に同期し、電力設定回路２５、３５
の出力に応じたスイッチング素子の駆動パルスを生成す
るものである。

【００３６】ドライブ回路２７、３７は駆動パルス生成
回路２６、３６の出力パルスをスイッチング素子を駆動
するための電力に変換する回路である。

【００３７】図２は、本実施例で適用可能な誘導加熱イ
ンバータの回路構成例である。

【００３８】本回路構成例では、加熱コイル２ａと共振
コンデンサ２０３、２０４を直列に接続し、共振電流を
発生させる構成とする２石インバータであり、代表とし
てインバータ２のみを示す。インバータ３も同様の回路
構成である。

【００３９】商用電源１をダイオードブリッジ２０１で
直流電源に変換し、平滑コンデンサ２０２を接続する。

【００４０】直流電源には、共振コンデンサ２０３、２
０４を直列に接続し、さらにスイッチング素子２０７、
２０８を直列に接続し、それぞれ逆並列にダイオード２
０５、２０６を接続する。

【００４１】共振コンデンサ２０３、２０４とスイッチ
ング素子２０７、２０８、逆並列ダイオード２０５、２
０６の中点接続点同士を加熱コイル２ａを介して接続す
る。

【００４２】本例では、スイッチング素子２０７、２０
８を交互に駆動することにより、加熱コイル２ａと共振
コンデンサ２０３、２０４で構成する直列共振回路に共
振電流を生じさせ、近傍の負荷に渦電流を発生させ、負
荷自体にジュール熱を発生させることにより被加熱物を
加熱するものである。

【００４３】本回路構成では、スイッチング素子２０
７、２０８の駆動方法として、周波数可変制御と周波数
固定制御のどちらであつても電力制御が可能である。

【００４４】図３は、図２のインバータ回路構成におい
て、スイッチング素子２０７、２０８の駆動デューテイ
を５０％とした場合の駆動周波数と入力電力の特性例で
ある。

【００４５】図３（ａ）において、横軸は駆動周波数、
縦軸は入力電力である。

【００４６】駆動周波数が高くなるほど共振回路に流れ
る共振回路に流れる電流が少なくなるため入力電力は低
下する。

【００４７】また、駆動周波数が低くなると入力電力は
増加するが、負荷の等価インダクタンス（加熱コイルと
負荷結合による）と共振コンデンサで決まる共振周期の
１／２を越えると低下する。

【００４８】したがって、定格電力は共振周期の１／２
を越えない周波数で設定できる必要がある。（図３
（ａ）の点線で示す設定）図３（ｂ）は駆動周波数が低
く、高電力設定のＡ点の場合のスイッチング素子の駆動
波形を示すものである。

【００４９】図３（ｃ）は駆動周波数が高く、低電力設
定のＢ点の場合のスイッチング素子の駆動波形およびコ
イル電流の波形例を示すものである。

【００５０】図３（ｂ）、図３（ｃ）のコイル電流波形
は正側、負側の波形がほぼ対象になる。従って、コイル
電流検知回路２３、３３の出力電圧は安定した波形とな
る。

【００５１】図４は、図２のインバータ回路構成におい
て、駆動周波数を固定した場合に、スイッチング素子２
０７、２０８の駆動デューティを変化させた場合の入力
電力の特性例である。

【００５２】図４（ａ）において、横軸はスイッチング
素子２０７の駆動デューティ、縦軸は入力電力である。

【００５３】横軸は駆動デューティ、縦軸は入力電力で
あり、駆動デューティが５０％の場合をピークとして入
力電力は下がることを示す。

【００５４】また、デューティが５０％以外のときは、
スイッチング素子に流れる電流が偏るため、必然的に片
側のスイッチング素子の損失が大きくなり、発熱がより
大きくなる。

【００５５】図４（ｂ）は駆動デューティが５０％で、
高電力設定のＡ点の場合のスイッチング素子の駆動波形
およびコイル電流の波形例を示すものである。

【００５６】図４（ｃ）は駆動デューティが低く、低電
力設定のＢ点の場合のスイッチング素子の駆動波形およ
びコイル電流の波形例を示すものである。

【００５７】図４（ｂ）において、コイル電流波形は図
３（ｂ）と同様に正側、負側の波形がほぼ対称になって
いるが、図４（ｃ）では非対称になる。

【００５８】従って、コイル電流検知回路２３、３３の
出力波形はスイッチング周期毎に波高値の高い波形と低
い波形が交互に現われるため、出力波形は安定しない。

【００５９】あるいは、安定させようとすると時定数の
長いフイルタ回路を挿入する必要があるため、高速な応
答が不可能になってしまうという問題点も発生する。

【００６０】したがって、スイッチング素子の損失を抑
え、高電力を設定する方法としては、デューティを５０
％に近付けた状態で周波数制御を行うことが適している
といえ、単独あるいは同時通電を問わず、周波数制御で
入力電力制御を行うことが望ましい。

【００６１】よって、単独通電の場合は周波数制御を行
い、同時通電の場合には少なくとも動作周波数の低い側
に周波数制御を適用し、本来動作周波数が高くてもよい
側の通電のみデューティ制御を行える構成にすればよ
い。

【００６２】さらに、精度の良い負荷検知を行うために
は、コイル電流を安定な波形として検出する必要がある
ため、極力周波数制御の状態で動作させることが必要に
なる。

【００６３】図５は、基準発振回路１４の入力特性例を
示したものである。

【００６４】本例では入力電圧が高くなるほど、発振周
波数は低くなるものとする。

【００６５】このような特性を得るには汎用のタイマＩ
Ｃ（５５５等）を使用すれば簡単な回路構成にて実現で
きる。

【００６６】本特性の入力電圧−発振周波数によれば、
入力電圧を低くすれば周波数が高くなり入力電力は低下
し、入力電圧を高くすれば周波数が低くなり、入力電力
は増加することになる。

【００６７】図６（ａ）・（ｂ）は電力設定回路２５、
３５の入出力特性を示したものである。

【００６８】本例では、マイクロコンピュータ１１から
はＮ本のパラレル出力を電力設定データとする。

【００６９】電力設定回路２５、３５は前記パラレルデ
ータをそれぞれ重ね付け抵抗Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎを接
続し、さらにプルアップ抵抗Ｒｕ、プリダウン抵抗Ｒｄ
を付加して、「０」から「２Ｎ−１」までに対応するデ
ータを入力した場合に、電圧範囲ＶＬ〜ＶＨになるよう
に設定する。

【００７０】あるいは、ＤＡ出力機能を有するマイクロ
コンピュータ１１であれば、出力端子に、必要に応じて
バッファ回路を挿入後、抵抗を介してからプルアップ抵
抗、プルダウン抵抗を接続すればよい。

【００７１】図７は抽出回路１３の回路例を示したもの
である。

【００７２】基準発振回路１４および電力設定回路２
５、３５の特性から、抽出回路１３は複数の入力のう
ち、最も高い電圧を選択すればよい。

【００７３】よって、本例では入力側にダイオードのア
ノード端子をそれぞれ接続し、カソード端子を共通にす
ることで、最も高い電圧を抽出し、それを出力とするこ
とができる回路構成とする。

【００７４】図８は駆動パルス生成回路２６、３６の要
部ブロック図（ａ）、および入力信号の設定による駆動
パルスの変化を示すタイミング図（ｂ〜ｅ）である。

【００７５】本例では図２のインバータ回路に適用する
ため、２石のスイッチング素子を交互に駆動するために
駆動バルスを生成する構成とする。

【００７６】なお、以下の説明は駆動パルス生成回路２
６についてであるが、駆動パルス生成回路３６において
も同様の構成となるので省略する。

【００７７】基準発振回路１４の出力パルスを波形成形
回路４０で電力設定回路２５の出力電圧と比較回路４１
で比較し、電力設定に応じたパルス長を得るための三角
波等に変換成形する。

【００７８】比較回路４１の出力パルス列は、各スイッ
チング素子の駆動パルスすべてが同一信号線に出力され
ている。

【００７９】同時に、基準発振回路１４の出力パルスを
トグル回路４２に入力し、パルス毎に極性の反転する信
号を出力する。

【００８０】パルス分割回路４３は比較回路４１および
トグル回路４２の出力から、各スイッチング素子の駆動
パルスを生成するものであり、前記比較回路４１の出力
パルス列をトグル回路４２の出力する信号で、それぞれ
のスイッチング素子用に１パルス毎に振り分けるもので
ある。

【００８１】また、同時にそれぞれのスイッチング素子
が同時にオン状態にならないようにブランク時間を設定
する機能を有するものとする。

【００８２】さらに、基準発振回路１４の出力パルス周
期と電力設定回路２５の出力からそれぞれのスイッチン
グ素子に対して適切なデューティでパルス幅を設定す
る。

【００８３】さらに、駆動停止回路２４の出力信号の極
性により、駆動パルスの出力および停止を行う。

【００８４】図８（ｂ）、図８（ｃ）は、駆動パルス生
成回路２６、３６に対して電力設定信号と基準周波数信
号の相関がとれている状態の出力パルス列の例である。

【００８５】これは、複数の加熱コイルの加熱部のう
ち、１カ所を使用する場合、複数の加熱コイルの加熱部
を同時に使用している場合で、かつ電力設定信号が最も
大きい加熱コイルの加熱部に適用する波形となる。

【００８６】図８（ｂ）は低電力設定の場合、図８
（ｃ）は高電力設定の場合である。

【００８７】図８（ｄ）、（ｅ）は、駆動パルス生成回
路２６、３６に対して電力設定信号と基準周波数信号の
相関がとれていない状態の出力パルス列の例である。

【００８８】これは、複数の加熱コイルの加熱部を同時
に使用している場合で、かつ、他の加熱コイルの加熱部
より電力設定信号が低い場合の加熱コイルの加熱部に適
用する波形となる。

【００８９】図８（ｄ）は低電力設定の場合、図８
（ｅ）は高電力設定の場合である。

【００９０】したがって、１カ所の加熱コイルの加熱部
だけを使用する場合と、複数の加熱コイルの加熱部を同
時に使用する場合で、かつ、最も電力設定信号が大きい
加熱コイルの加熱部に適用されるのは、スイッチング素
子の発生する損失が平均的に振り分けられ、発熱の偏り
のない状態で使用できることを表わす。

【００９１】また、複数の加熱コイルの加熱部を同時に
使用する場合で、かつ、他の加熱コイルの加熱部より電
力設定信号が低い場合であっても、設定される駆動周波
数は同時に使用している他の加熱コイルの加熱部の駆動
周波数となる。

【００９２】スイッチング素子の損失は動作周波数によ
って変動することとなるが、最大となるのは加熱コイル
の加熱部が設定できる最も低い駆動周波数の場合とな
り、通常はそれよりも高い周波数で駆動される。

【００９３】したがって、あらかじめ最大の電力を得る
ために設定する最も低い周波数で固定した動作をさせる
場合に発生するスイッチング素子の損失よりも格段に低
くすることができる。

【００９４】さらに、それぞれの加熱コイル２ａ、３ａ
の加熱部に投入する入力電力は、各入力電流検出回路２
１、３１と入力電圧検知回路１０からマイクロコンピュ
ータ１１により算出し、電力設定信号を適切に変化させ
ることでスイッチング素子の駆動周波数および駆動パル
ス幅が適切に設定できる。

【００９５】図９を用いて、入力電流検出回路２１、３
１とコイル電流検知回路２３、３３の出力から負荷の状
態を判別する方法を説明する。

【００９６】図９において、横軸は入力電流検知回路２
１、３１の出力、縦軸はコイル電流検知回路２３、３３
の出力を示す。

【００９７】加熱しようとする負荷材質として、鉄鋳物
やホーローの場合を線Ａ、ＳＵＳ３０４ステンレスの場
合を線Ｂ、アルミニウムの場合を線Ｃとし、加熱を継続
して行えると判断する境界線をＺと表す。

【００９８】また、周波数制御（デューティ５０％）の
場合をＡ、Ｂ、Ｃとし、デューティ制御の場合をＡ’、
Ｂ’、Ｃ’と表す。

【００９９】加熱に適しているかどうかは、インバータ
部からみた負荷の等価インダクタンスと等価抵抗の組合
せによる。

【０１００】鉄鋳物やホーローの場合に比べ、ＳＵＳ３
０４ステンレスは等価インダクタンス、等価抵抗とも低
く、鉄系の負荷と同様のコイル電流を流しても発熱しづ
らい。

【０１０１】さらに、アルミニウム負荷では等価抵抗が
さらに低く、ほとんど加熱できないため、負荷検知によ
つて加熱負荷と判断させる必要がある。

【０１０２】前述のように、デューティ制御において、
スイッチング素子の駆動比率の差が大きくなるとコイル
電流の波形歪みが大きくなり、その結果、コイル電流検
知回路２３、３３の出力は同じ入力電流にも関わらず、
高く出力される。

【０１０３】したがって、図中のＡ〜Ｃの検出特性は
Ａ’〜Ｃ’のようになる。つまり、同じ入力電流であつ
てもコイル電流が高めであるために、アルミニウム負荷
等の不適切負荷と判別してしまう方向に近づいてしま
う。

【０１０４】特に、ＳＵＳ３０４ステンレスでは、元々
の検出状態が不適切負荷と判断される状態に近いため、
周波数制御では加熱できると判断されるが、デューティ
制御では加熱できなくなる場合が生じてしまう。

【０１０５】特に、使用者が加熱を開始しようとした場
合や、オンオフ制御による断続通電を行う場合には、イ
ンバータ通電開始時に適切な負荷判別を行わなければな
らない。したがって、このような場合には、デューティ
制御から周波数制御によるインバータ通電を行う必要が
ある。

【０１０６】従って、負荷判別を行う場合においては、
負荷判別に適した通電条件にする必要がある。

【０１０７】本発明の構成によれば、少なくとも複数の
インバータ部を動作させる場合は、最も周波数の低い駆
動周波数で行われることとなるので、通電するすべての
インバータ部の周波数を同じに設定し、かつそれを負荷
判別に適した設定にすればよい。

【０１０８】負荷判別は、非適正負荷を加熱しようとし
た場合においても異常な電流や電圧が発生しないように
する必要があるので、初期設定レベルにすればよい。

【０１０９】図１０に複数の誘導加熱部を同時に使用し
た場合の各インバータ部に対する電力設定出力と駆動周
波数のタイムチヤートを示す。

【０１１０】図１０（ａ）、図１０（ｂ）はそれぞれイ
ンバータ２、３の電力設定回路２５、３５の出力、図１
０（ｃ）はインバータ部の駆動周波数の例である。

【０１１１】設定する入力電力は、入力電力が高い場合
（Ｌ2）と中間の場合（Ｌ3）、および負荷の初期判別用
（Ｌ0）の４段階とする。

【０１１２】なお、停止時は電力設定回路２５、３５の
出力を最低レベル（Ｌ0）に設定するほかに、駆動停止
回路２４、３４出力も同時に操作しているものとする。
（図示せず）また、各電力設定回路２５、３５の出力に対応する駆動
周波数はそれぞれ、Ｌ0−ｆ0、Ｌ1−ｆ1、Ｌ2−ｆ2、Ｌ3
−ｆ3とする。

【０１１３】時刻Ｔ0でインバータ２を通電開始する。

【０１１４】Ｔ0〜Ｔ1：初期判定用の電力設定出力Ｌ1
となるので、駆動周波数はｆ1になる。

【０１１５】Ｔ1〜Ｔ2：徐々に入力電力を高くしていく
ソフトスタート動作となり、それに伴い、駆動周波数も
低下していく。

【０１１６】Ｔ2〜Ｔ3：電力設定出力Ｌ2において設定
電力に到達。駆動周波数はｆ2。

【０１１７】Ｔ3〜Ｔ4：イクバータ３を通電開始し、初
期判定用電力設定出力を両方Ｌ1とする。

【０１１８】Ｔ4〜Ｔ5：インバータ２、３ともソフトス
タート動作。（Ｔ1〜Ｔ2と同様）Ｔ5〜Ｔ6：インバータ２、３とも設定電力に到達。（Ｔ
2〜Ｔ3と同様）Ｔ6〜Ｔ7：インバータ３の入力電力を徐々に下げる。た
だし、インバータ２の電力設定出力がＬ2のままである
ため、駆動周波数もｆ2のままとなる。(インバータ３を
低電力でオンオフ制御に移行したものとなる) Ｔ7〜Ｔ8：インバータ３の入力電力Ｌ3のまま通電継
続。駆動周波数はｆ2のまま。

【０１１９】Ｔ8〜Ｔ9：インバータ３の通電停止。イン
バータ２は入力電力Ｌ2のまま通電継続。駆動周波数は
ｆ2のまま。

【０１２０】Ｔ9〜Ｔ10：インバータ３の通電再開。初
期判定用電力設定Ｌ1。同時にインバータ２も初期判定
用通電電力設定Ｌ1にし、駆動周波数はｆ1となる。

【０１２１】Ｔ10〜Ｔ11：インバータ２、３同時にソフ
トスタート動作となり、駆動周波数もそれに伴い低下す
る。

【０１２２】Ｔ11〜Ｔ12：インバータ３が入力電力Ｌ3
に到達。インバータ２はさらにソフトスタートを継続し
入力電力Ｌ2まで駆動周波数を変更。

【０１２３】Ｔ12〜Ｔ13：インバータ２、３は設定電力
を維持し、駆動周波数も変動しない。

【０１２４】Ｔ13〜Ｔ14：インバータ３の通電停止。
（Ｔ8〜Ｔ9と同様）Ｔ14〜Ｔ15：Ｔ9〜Ｔ10と同様Ｔ15〜Ｔ16：Ｔ10〜Ｔ11と同様Ｔ16〜Ｔ17：Ｔ11〜Ｔ12と同様Ｔ17〜Ｔ18：インバータ２を通電停止し、インバータ３
の通電電力をＬ3に維持するため、駆動周波数はｆ2から
ｆ3になる。

【０１２５】Ｔ18〜：インバータ３の通電を停止
し、すべてのインバータは通電停止状態となる。

【０１２６】駆動周波数はｆ0（非駆動状態の設定）と
なる。

【０１２７】前記の動作のように、少なくともどれか一
つのインバータ部を、通電停止状態から通電状態に移行
させる場合、使用しているインバータ部ではすべて、負
荷の適正を評価するための初期判定電力に設定すること
になる。

【０１２８】従って、新たに使用を開始するインバータ
部において、駆動周波数やインバータ駆動デューティを
一定の状態にして負荷を判別することとなり、周波数の
変動やインバータ駆動デューティの違いによるコイル電
流の波形歪み発生を抑制することができ、精度の高い負
荷判別が可能である。

【０１２９】

【発明の効果】本発明によれば、複数の加熱コイルを有
し、前記加熱コイルは共振状態を発生させるためスイッ
チング素子の駆動パルスの設定により周波数固定制御あ
るいは周波数可変制御あるいは両者の組合せで電力を制
御する構成とし、これら複数の加熱コイルを制御する制
御手段は、加熱コイルに印加される電圧を検知する入力
電圧検知回路と、入力電流の状態を検知する入力電流検
知回路と、コイル電流の状態を検知するコイル電流検知
回路と、各々の加熱コイルの駆動停止を制御する信号を
出力する駆動停止回路と、入力電力を設定する信号を出
力する電力設定出力回路と、前記電力設定出力回路のう
ち最も動作周波数の低くなる信号を抽出する抽出回路
と、前記抽出回路の出力により基準発振周波数を決定す
る基準発振回路と、駆動停止信号と基準発振回路の出力
信号と各々の電力設定出力回路の出力から前記スイッチ
ング素子の駆動信号を生成する駆動パルス生成回路を有
する構成にすることにより、前記入力電圧検知回路と入
力電流検知回路の出力信号から各々の入力電力を制御す
ることとするため、あらかじめ最大の電力を得るために
設定する最も低い周波数で固定した動作をさせる場合に
発生するスイッチング素子の損失よりも格段に低くする
ことができる。

【０１３０】従って、複数の誘導加熱部を同時に使用し
た場合でもすべての加熱部の駆動周波数はただ一つとな
り、各加熱部間の負荷干渉音は発生しない。

【０１３１】駆動周波数は最大の電力設定信号によって
決まる駆動周波数で行われるため、スイツチング素子の
発生する損失は周波数固定で駆動する場合よりも低くす
ることができる。

【０１３２】その結果、スイッチング素子の冷却性能を
大きくすることなく実装可能となり、小型の誘導加熱部
を実現することができる。

【０１３３】さらに、少なくともどれか一つのインバー
タ部を、通電停止状態から通電状態に移行させる場合、
使用しているインバータ部ではすべて、負荷の適性を評
価するための初期判定電力に設定することにより、新た
に使用を開始するインバータ部において、駆動周波数や
インバータ駆動デューティを一定の状態にして負荷を判
別することとなり、周波数の変動やインバータ駆動デュ
ーティの違いによるコイル電流の波形歪み発生を抑制す
ることができ、精度の高い負荷判別が可能である誘導加
熱調理器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の回路
ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器のイン
バータ回路図である。

【図３】本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の駆動
周波数との入力電力の特性図（ａ）（ｂ）（ｃ）であ
る。

【図４】本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器のスイ
ッチング素子の駆動デューティと入力電力の特性図
（ａ）（ｂ）（ｃ）である。

【図５】本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の基準
発振回路の特性図である。

【図６】本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の電力
設定回路（ａ）および特性図（ｂ）である。

【図７】本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の抽出
回路図である。

【図８】本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の駆動
パルス生成回路（ａ）と動作波形図（ｂ）（ｃ）（ｄ）
（ｅ）である。

【図９】本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の入力
電流、コイル電流特性図である。

【図１０】本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器のイ
ンバータ部の電力設定と駆動周波数の動作図（ａ）
（ｂ）（ｃ）である。

【符号の説明】

２ａ加熱コイル３ａ加熱コイル１０入力電圧検知回路１１マイクロコンピュータ１２操作部１３抽出回路１４基準発振回路２０、２２、３２カレントトランス２１、３１入力電流検知回路２３、３３コイル電流検知回路２４、３４駆動停止回路２５、３５電力設定回路２６、３６駆動パルス生成回路２７、３７ドライブ回路２０７、２０８スイッチング素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の加熱コイル（２ａ）・（３ａ）を
有し、前記加熱コイル（２ａ）・（３ａ）は共振状態を
発生させるためスイッチング素子の駆動パルスの設定に
より周波数固定制御あるいは周波数可変制御あるいは両
者の組合せで電力を制御する構成とし、これら複数の加
熱コイル（２ａ）・（３ａ）を制御する制御手段は、加
熱コイル（２ａ）・（３ａ）に印加される電圧を検知す
る入力電圧検知回路（１０）と、入力電流の状態を検知
する入力電流検知回路（２１）・（３１）と、コイル電
流の状態を検知するコイル電流検知回路（２３）・（３
３）と、各々の加熱コイル（２ａ）・（３ａ）の駆動停
止を制御する信号を出力する駆動停止回路（２４）・
（３４）と、入力電力を設定する信号を出力する電力設
定回路（２５）・（３５）と、前記電力設定回路（２
５）・（３５）のうち最も動作周波数の低くなる信号を
抽出する抽出回路（１３）と、前記抽出回路（１３）の
出力により基準発振周波数を決定する基準発振回路（１
４）と、駆動停止信号と基準発振回路（１４）の出力信
号と各々の電力設定回路（２５）・（３５）の出力から
前記スイッチング素子の駆動信号を生成する駆動パルス
生成回路（２６）・（３６）を有する誘導加熱調理器に
おいて、少なくとも一つの加熱コイル（２ａ）・（３
ａ）をオフ状態からオン状態に切り替える場合は、同時
に通電している加熱コイル（２ａ）・（３ａ）のすべて
の電力設定出力を所定のレベルに略等しく設定すること
を特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】少なくとも一つの加熱コイル（２ａ）・
（３ａ）をオフ状態からオン状態に切り替える場合に設
定する前記電力設定出力のレベルは、前記入力電流検知
回路（２１）・（３１）、前記コイル電流検知回路（２
３）・（３３）の出力から負荷を検知するための初期設
定レベルであることを特徴とする請求項１記載の誘導加
熱調理器。