(57)【要約】【課題】複数の加熱コイルに対し直流電源回路を共有させ、本調理器全体の回路構成を簡素化、小型化が可能な誘導加熱調理器を提供する。【解決手段】商用電源１の電圧を整流する整流回路２と、整流回路２より整流された電圧を平滑する平滑回路３と、平滑回路３により平滑化された直流電圧を交流に変換し、個々の加熱コイル７ｂ、８ｂ、９ｂにそれぞれ供給する複数のインバータ回路４，５，６と、加熱コイル７ｂ、８ｂ、９ｂに供給された電圧及びその電圧により加熱コイル７ｂ、８ｂ、９ｂに流れる電流をそれぞれ検出して電力を算出する乗算器１２、１５、１８と、この乗算器１２、１５、１８により算出された電力がそれぞれに設定された電力になるように個々のインバータ回路４，５，６を制御する制御回路２０とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の電圧を直流に変換する直流電源回路と、
該直流電源回路により変換された直流電圧を交流に変換し、個々の加熱コイルにそれぞれ供給する複数のインバータ回路と、
各加熱コイルに供給された電圧及びその電圧により当該加熱コイルに流れる電流をそれぞれ検出して電力を算出する複数の電力算出手段と、
前記複数の電力算出手段により算出された電力がそれぞれに設定された電力になるように個々のインバータ回路を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数の電力算出手段により算出された電力がそれぞれに設定された電力になるように、同一周波数の駆動信号により個々のインバータ回路をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記複数の電力算出手段により算出された電力がそれぞれに設定された電力になるように、同一周波数で、ほぼ逆位相の駆動信号により個々のインバータ回路をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
交流電源の電圧を整流する整流回路と、
該整流回路により整流された電圧を平滑する複数の平滑回路と、
各平滑回路により平滑化された直流電圧を交流に変換し、個々の加熱コイルにそれぞれ供給する複数のインバータ回路と、
各加熱コイルに供給された電圧及びその電圧により当該加熱コイルに流れる電流をそれぞれ検出して電力を算出する複数の電力算出手段と、
前記複数の電力算出手段により算出された電力がそれぞれに設定された電力になるように個々のインバータ回路を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記制御手段は、前記複数の電力算出手段により算出された電力がそれぞれに設定された電力になるように、異なる周波数の駆動信号により個々のインバータ回路をそれぞれ制御することを特徴とする請求項４記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記複数のインバータ回路のスイッチング素子を組み込んで構成されるパワーモジュールを用いたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の加熱コイルを備えた誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘導加熱調理器は、複数の加熱コイルに対し直流電源回路である整流回路と平滑コンデンサがそれぞれ設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６７０５２号公報（第４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来の誘導加熱調理器では、複数の加熱コイル毎に直流電源回路が設けられているため、本調理器全体の回路構成が大きくなり、回路基板を収納する大きな空間が必要となっている。しかし、デザインの向上を図るためには、本調理器の小型化や薄型化が求められており、その実現のためには回路部品の簡素化が課題となっている。
【０００５】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、複数の加熱コイルに対し直流電源回路を共有させ、本調理器全体の回路構成を簡素化、小型化が可能な誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る誘導加熱調理器は、交流電源の電圧を直流に変換する直流電源回路と、直流電源回路により変換された直流電圧を交流に変換し、個々の加熱コイルにそれぞれ供給する複数のインバータ回路と、各加熱コイルに供給された電圧及びその電圧により当該加熱コイルに流れる電流をそれぞれ検出して電力を算出する複数の電力算出手段と、複数の電力算出手段により算出された電力がそれぞれに設定された電力になるように個々のインバータ回路を制御する制御手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、各加熱コイルに供給された電圧及びその電圧により当該加熱コイルに流れる電流をそれぞれ検出して電力を算出する複数の電力算出手段を設けているので、直流電源回路を複数のインバータ回路に共有させることが可能になり、このため、本調理器全体の回路構成を簡素化、小型化することができ、本調理器そのものを小型に、かつ薄型にすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示す誘導加熱調理器の回路図である。
実施の形態１の誘導加熱調理器は、図中に示すように、３つのインバータ回路４、５、６の共有の直流電源回路として整流回路２及び平滑回路３を設け、各インバータ回路４、５、６（以下、「第１、第２及び第３インバータ回路４、５、６」という）の出力に基づいて調理鍋などを誘導加熱する加熱コイル７ｂ、８ｂ、９ｂの電力をそれぞれ算出する乗算器（電力算出手段）１２、１５、１８を設けたものである。
【０００９】
前述の整流回路２は、ブリッジ型全波整流回路よりなり、商用電源１の交流電圧を全波整流する。平滑回路３は、整流回路２の出力間に挿入されたチョークコイル３ａと平滑コンデンサ３ｂよりなり、整流回路２により全波整流された電圧を平滑化する。第１インバータ回路４は、平滑回路３の平滑コンデンサ３ｂの両極間に直列に接続された２個のスイッチング素子４ａ、４ｂ（以下、「上スイッチ４ａ、下スイッチ４ｂ」と呼ぶ）と、上下スイッチ４ａ、４ｂにそれぞれ逆並列に接続されたフライホイールダイオード４ｃ、４ｄと、上スイッチ４ａと下スイッチ４ｂを交互にオン／オフする駆動信号（パルス信号）を出力する駆動回路４ｅとを備えている。第１インバータ回路４の下スイッチ４ｂには、共振コンデンサ７ａと加熱コイル７ｂよりなる負荷回路７が並列に接続されている。
【００１０】
第２及び第３インバータ回路５、６は、前述した第１インバータ回路４と同様の回路構成よりなり、入力側が平滑回路３の平滑コンデンサ３ｂの両極間と接続されている。また、第２インバータ回路５の下スイッチ５ｂには、共振コンデンサ８ａと加熱コイル８ｂよりなる負荷回路８が並列に接続され、第３インバータ回路６の下スイッチ６ｂには、前記と同様に共振コンデンサ９ａと加熱コイル９ｂよりなる負荷回路９が並列に接続されている。各加熱コイル７ｂ、８ｂ、９ｂは、調理器本体の天板（図示せず）の裏面に近接して配置されている。なお、その天板には、各加熱コイル７ｂ、８ｂ、９ｂと対向する部分に調理鍋の載置位置を示す加熱部が設けられている。
【００１１】
各加熱コイル７ｂ、８ｂ、９ｂには、例えば分圧抵抗よりなる電圧検出器１０、１３、１６が並列に接続され、各インバータ回路４、５、６の一方の出力線には、カレントトランス１１、１４、１７が設けられている。前述の乗算器１２は、電圧検出器１０によって検出された加熱コイル７ｂの両端電圧（高周波電圧）を入力し、カレントトランス１１によって検出された加熱コイル７ｂのコイル電流（高周波電流）を入力して電力を算出し、後述する制御回路２０に出力する。また、乗算器１５は、電圧検出器１３によって検出された加熱コイル８ｂの両端電圧を入力し、カレントトランス１４によって検出された加熱コイル８ｂのコイル電流を入力して電力を算出し、前記と同様に制御回路２０に出力する。さらに、乗算器１８は、電圧検出器１６によって検出された加熱コイル９ｂの両端電圧を入力し、カレントトランス１７によって検出された加熱コイル９ｂのコイル電流を入力して電力を算出し、制御回路２０に出力する。
【００１２】
制御回路２０は、加熱部に対して電力が設定されると、その加熱部に配置された例えば加熱コイル７ｂから設定電力が出力されるように、第１インバータ回路４の駆動回路４ｅを制御する。この制御によって、乗算器１２により算出された電力が設定電力になっていない場合は、その電力が設定電力となるように、第１インバータ回路４の駆動回路４ｅを制御する。つまり、乗算器１２により算出された電力が設定電力とほぼ同じになるように、例えば駆動回路４ｅのパルス信号のデューティほぼ５０％とする周波数制御を行う。
【００１３】
次に、図２に示す波形図を基に誘導加熱調理器の動作を説明する。図２は実施の形態１における各インバータ回路の動作を示す波形図である。
例えば各加熱部に対してそれぞれ電力が設定されると、制御回路２０は、各加熱部にそれぞれ配置された加熱コイル７ｂ、８ｂ、９ｂから設定電力が出力されるように、各インバータ回路４、５、６の駆動回路４ｅ、５ｅ、６ｅをそれぞれ制御する。この場合、各加熱部に設定された電力が得られるように、駆動回路４ｅ、５ｅ、６ｅに対しデューティほぼ５０％とするパルス信号の周波数制御を行う。
【００１４】
例えば、加熱コイル７ｂ、９ｂから同一の電力が出力されるように設定された場合は、各駆動回路４ｅ、６ｅは、制御回路２０の周波数制御に基づいてそれぞれパルス信号を生成し、上下スイッチ４ａ・４ｂ、６ａ・６ｂをそれぞれ交互にオン／オフする（図２（ａ）（ｃ）参照）。この場合、設定電力が同一であるため、同じ周波数（デューティほぼ５０％）で、位相のずれたパルス信号となる。また、加熱コイル８ｂの電力が加熱コイル７ｂ、９ｂより低く設定されていた場合は、駆動回路５ｅから出力されるパルス信号は、前記の周波数より高い周波数（デューティほぼ５０％）のパルス信号となり、上下スイッチ５ａ・５ｂを交互にオン／オフする（同図（ｂ）参照）。
【００１５】
一方、制御回路２０は、各乗算器１２、１５、１８によって算出された加熱コイル７ｂ、８ｂ、９ｂの電力をそれぞれ読み込んで、それぞれに設定された電力と比較する。例えば乗算器１２によって算出された加熱コイル７ｂの電力と設定電力とが異なるときは、その差に基づく周波数制御を駆動回路４ｅに対して行う。加熱コイル７ｂの電力が設定電力より高いときは、その電力が設定電力まで下がるように周波数を高くし、また、加熱コイル７ｂの電力が設定電力より低いときは、その電力が設定電力まで上がるように周波数を低くする。
【００１６】
以上のように実施の形態１によれば、加熱コイル７ｂ、８ｂ、９ｂにそれぞれ印加される電圧を検出する電圧検出器１０、１３、１６と加熱コイル７ｂ、８ｂ、９ｂにそれぞれ流れるコイル電流を検出するカレントトランス１１、１４、１７とを設け、さらに、検出された電圧とコイル電流とから電力をそれぞれ算出する乗算器１２、１５、１８を設けたので、第１、第２及び第３インバータ回路４、５、６の直流電源回路である整流回路２と平滑回路３を１つとすることが可能になり、このため、本調理器全体の回路構成を簡素化、小型化することができ、本調理器そのものを小型に、かつ薄型にすることが可能になる。
【００１７】
なお、実施の形態１では、各負荷回路７、８、９に対して個別にインバータ回路４、５、６を設けたが、図３に示すように、上下スイッチを一組とする三組の例えばＩＧＢＴが内蔵されたパワーモジュール（電源入力が共通端子となっているモジュール）を使用するようにしてもよい。このパワーモジュールを用いることにより、回路構成をより小型化することができる。
【００１８】
また、平滑回路３を構成するチョークコイル３ａにアモルファスコイルを用いて、異なる周波数のパルス信号で第１、第２及び第３インバータ回路４、５、６を駆動したときに発する振動音を抑えるようにしてもよい。
【００１９】
実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２を示す誘導加熱調理器の回路図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付している。
実施の形態２の誘導加熱調理器は、図中に示すように、第１及び第２インバータ回路４、５の共有の直流電源回路として整流回路２及び平滑回路３を設け、また、実施の形態１と同様に、第１及び第２インバータ回路４、５の出力に基づいて調理鍋を誘導加熱する加熱コイル７ｂ、８ｂの電力をそれぞれ算出する乗算器１２、１５を設け、さらに、第１及び第２インバータ回路４、５を周波数一定のパルス信号のデューティ制御で駆動させるようにしたものである。そして、周波数一定による転流を防止するために、負荷回路７の共振コンデンサ７ａに並列にクランプダイオード７ｃを接続し、また、負荷回路８の共振コンデンサ８ａに並列にクランプダイオード８ｃを接続している。
【００２０】
次に、図５に示す波形図を基に誘導加熱調理器の動作を説明する。図５は実施の形態２における各インバータ回路及び平滑回路の動作を示す波形図である。
例えば各加熱部に対してそれぞれ電力が設定されると、制御回路２０は、各加熱部に設定された電力が加熱コイル７ｂ、８ｂから出力されるように、各インバータ回路４、５の駆動回路４ｅ、５ｅをそれぞれ制御する。つまり、各加熱部に設定された電力が得られるように、駆動回路４ｅ、５ｅに対し周波数一定のパルス信号のデューティ制御を行う。この場合、一例として、パルス信号の周期に対するオン時間は第１インバータ回路４側が長いので（図５（ａ）（ｃ）参照）、加熱部に対して設定された電力は加熱コイル７ｂ側が高くなっている。
【００２１】
駆動回路４ｅは、制御回路２０のデューティ制御に基づいてパルス信号を生成し、第１インバータ回路４の上スイッチ４ａと下スイッチ４ｂを交互にオン／オフし（図４（ａ）参照）、第１インバータ回路４から同図（ｂ）に示す電流が出力される。また、駆動回路５ｅは、前記と同様に制御回路２０のデューティ制御に基づいてパルス信号を生成し、第２インバータ回路５の上スイッチ５ａと下スイッチ５ｂを交互にオン／オフし（図４（ｃ）参照）、第２インバータ回路５から同図（ｄ）に示す電流が出力される。そして、直流電源回路を構成する平滑回路３からは、第１及び第２インバータ回路４、５の出力電流の和による正弦波状の電流が出力される（同図（ｅ）参照）。これは、第１及び第２インバータ回路４、５が同一周波数で駆動、即ち、同一周波数で上スイッチ４ａ、５ａおよび下スイッチ４ｂ、５ｂのターンオン・ターンオフをそれぞれ交互に繰り返すことにより、異なる周波数の電流が平滑回路３のチョークコイル３ａに流れる電流として重畳しないからである。
【００２２】
一方、制御回路２０は、各乗算器１２、１５によって算出された加熱コイル７ｂ、８ｂの電力を読み込んで、それぞれに設定された電力と比較する。例えば乗算器１２によって算出された加熱コイル７ｂの電力と設定電力とが異なるときは、その差に基づくデューティ制御を駆動回路４ｅに対して行う。加熱コイル７ｂの電力が設定電力より高いときは、その電力が設定電力まで下がるように上スイッチ４ａのパルス信号のオン時間を短くし、また、加熱コイル７ｂの電力が設定電力より低いときは、その電力が設定電力まで上がるように上スイッチ４ａのパルス信号のオン時間を長くする。
【００２３】
以上のように実施の形態２によれば、第１及び第２インバータ回路４、５を同一周波数で駆動するようにしているので、異なる駆動周波数による電流が平滑回路３のチョークコイル３ａに重畳して流れることがない。このため、異なる周波数の電流の重畳による差分周波数でのチョークコイル３ａに流れる電流の変動がなく、チョークコイル３ａの振動音を防止でき、加熱コイル７ｂ、８ｂ間で生じる干渉音を抑えることができる。また、第１及び第２インバータ回路４、５の直流電源回路である整流回路２と平滑回路３を１つとすることが可能になり、これにより、本調理器全体の回路構成を簡素化、小型化することができ、本調理器そのものを小型に、かつ薄型にすることが可能になる。
【００２４】
実施の形態３．
実施の形態２では、第１及び第２インバータ回路４、５を同一周波数で駆動するようにしたが、実施の形態３は、図５に示す誘導加熱調理器の回路構成において、第１及び第２インバータ回路４、５を同一周波数で、ほぼ逆位相のパルス信号で駆動するようにしたものである。
例えば図６に示すように、第１インバータ回路４の上スイッチ４ａ、４ｂを周波数一定のパルス信号で交互にオン／オフしているときに（同図（ａ）参照）、第２インバータ回路５の上スイッチ５ａ、５ｂを同一周波数のほぼ逆位相のパルス信号で交互にオン／オフする（同図（ｃ）参照）。
【００２５】
この場合、第１インバータ回路４から同図（ｂ）に示す電流が出力され、第２インバータ回路５から同図（ｄ）に示す電流が出力される。そして、直流電源回路を構成する平滑回路３からは、第１及び第２インバータ回路４、５の出力電流の差による正弦波状の電流が出力される（同図（ｅ）参照）。これは、第１及び第２インバータ回路４、５が同一周波数で、ほぼ逆位相のパルス信号で駆動されることにより、平滑回路３に流れる電流の振幅（ピーク電流）が抑えられるからである。
【００２６】
この電流の振幅の抑制により、チョークコイル３ａで生じる損失や振動が軽減される。また、実施の形態２と同様に、第１及び第２インバータ回路４、５の直流電源回路である整流回路２と平滑回路３を１つとすることが可能になり、これにより、本調理器全体の回路構成を簡素化、小型化することができ、本調理器そのものを小型に、かつ薄型にすることが可能になる。
【００２７】
実施の形態４．
前述の実施の形態１〜３では、整流回路２と平滑回路３を複数のインバータ回路４、５、６の直流電源回路として共有したものであるが、実施の形態４は、図７に示すように、整流回路２を１つとし、整流回路２と第１インバータ回路４との間、整流回路２と第２インバータ回路５との間にそれぞれ平滑回路３を設けたものである。
【００２８】
実施の形態４の誘導加熱調理器においては、第１及び第２インバータ回路４、５が異なる周波数のパルス信号で駆動した場合、周波数の異なる電流（高周波電流）が、平滑回路３のチョークコイル３ａに流れる電流に重畳することはない。このため、その電流の重畳によるチョークコイル３ａの振動音を防止できる。また、整流回路２を第１及び第２インバータ回路４、５に共有させているので、本調理器全体の回路を小型化でき、コスト削減を図ることができる。
【００２９】
なお、実施の形態２〜４では、各負荷回路７、８に対して個別にインバータ回路４、５を設けたが、上下スイッチ４ａ・４ｂ、５ａ・５ｂをそれぞれ一組とする二組の例えばＩＧＢＴが内蔵されたパワーモジュールを使用するようにしてもよい。このパワーモジュールを用いることにより、回路構成をより小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１を示す誘導加熱調理器の回路図である。
【図２】実施の形態１における各インバータ回路の動作を示す波形図である。
【図３】複数のＩＧＢＴが内蔵されたパワーモジュールの構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施の形態２を示す誘導加熱調理器の回路図である。
【図５】実施の形態２における各インバータ回路及び平滑回路の動作を示す波形図である。
【図６】実施の形態３における各インバータ回路及び平滑回路の動作を示す波形図である。
【図７】本発明の実施の形態４を示す誘導加熱調理器の回路図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  商用電源、２  整流回路、３  平滑回路、３ａ  チョークコイル、３ｂ  平滑コンデンサ、４  第１インバータ回路、４ｅ  駆動回路、５  第２インバータ回路、５ｅ  駆動回路、６  第３インバータ回路、６ｅ  駆動回路、７  負荷回路、７ａ  共振コンデンサ、７ｂ  加熱コイル、８  負荷回路、８ａ  共振コンデンサ、８ｂ  加熱コイル、
９  負荷回路、９ａ  共振コンデンサ、９ｂ  加熱コイル、１０，１３，１６  電圧検出器、１１，１４，１７  カレントトランス、１２，１５，１８  乗算器、２０  制御回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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