(57)【要約】  負荷判定手段の判定結果に応じて、インバータ回路２３を駆動させ、入力電流およびコイル電流の少なくともいずれか一方の検出値、または、負荷判定手段の判定結果に応じて、増幅手段の増幅率を設定し、インバータ回路２３の駆動周波数を固定した状態で、増幅手段によって増幅された検出値の所定時間当たりの変化量を求め、所定時間当たりの変化量に基づき、被加熱物の温度変化を検知するものである。
2014069008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路と、
前記加熱コイルの負荷判定処理を行う負荷判定手段と、
前記駆動回路への入力電流および前記加熱コイルに流れるコイル電流の少なくとも何れか一方の検出値を増幅する増幅手段と、
前記駆動回路の駆動を制御し、前記加熱コイルに供給される高周波電力を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記負荷判定手段の判定結果に応じて、前記駆動回路を駆動させ、
前記入力電流および前記コイル電流の少なくともいずれか一方の検出値、または、前記負荷判定手段の判定結果に応じて、前記増幅手段の増幅率を設定し、
前記駆動回路の駆動周波数を固定した状態で、前記増幅手段によって増幅された前記検出値の所定時間当たりの変化量を求め、
前記所定時間当たりの変化量に基づき、前記被加熱物の温度変化を検知する
ことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記制御部は、
前記検出値が小さいほど、前記増幅手段の増幅率を大きく設定する
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】
前記負荷判定手段は、
前記入力電流と前記コイル電流との相関に基づいて、前記被加熱物を誘導加熱した際の電流変化量の大小を判定し、
前記制御部は、
前記電流変化量が小さいほど、前記増幅手段の増幅率を大きく設定する
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】
前記制御部は、
前記駆動回路の駆動周波数を固定した状態で求めた前記所定時間当たりの変化量が、所定値以下となった場合、
前記駆動回路の駆動を制御して、前記加熱コイルに供給される高周波電力を可変させる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記制御部は、
前記駆動回路の駆動周波数またはスイッチング素子のオンデューティ比を可変することで、前記加熱コイルに供給される高周波電力を可変させる
ことを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
動作モードの選択操作を行う操作部と、
報知手段とを備え、
前記制御部は、
前記動作モードとして、水の湯沸し動作を設定する湯沸しモードが選択された場合、前記駆動回路を駆動させ、
前記駆動回路の駆動周波数を固定した状態で求めた前記所定時間当たりの変化量が、所定値以下となったとき、湯沸しが完了した旨を前記報知手段により報知させる
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記負荷判定手段は、
前記入力電流と前記コイル電流との相関に基づいて、前記被加熱物の負荷判定処理を行う
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
前記制御部は、
前記駆動回路の駆動周波数を固定した状態において、前記駆動回路のスイッチング素子のオンデューティ比を固定した状態にする
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項９】
前記駆動回路は、
２つのスイッチング素子を直列に接続したアームを少なくとも２つ有するフルブリッジインバータ回路により構成され、
前記制御部は、
前記フルブリッジインバータ回路の、前記スイッチング素子の駆動周波数を固定した状態において、前記２つのアームの相互間の前記スイッチング素子の駆動位相差と、前記スイッチング素子のオンデューティ比とを固定した状態にする
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１０】
前記駆動回路は、
２つのスイッチング素子を直列に接続したアームを有するハーフブリッジインバータ回路により構成され、
前記制御部は、
前記ハーフブリッジインバータ回路の、前記スイッチング素子の駆動周波数を固定した状態において、前記スイッチング素子のオンデューティ比を固定した状態にする
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、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においては、被加熱物の温度を、インバータの入力電流や制御量により判定するものがある。
例えば、インバータの入力電流が一定となるようにインバータを制御する制御手段を有し、所定時間以内に所定以上の制御量の変化があった場合に被加熱物の温度変化が大と判断してインバータの出力を抑制する誘導加熱調理器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また例えば、入力電流の変化分のみを検出する入力電流変化量検出手段によって検出された入力電流の変化量に対応する温度を判定する温度判定処理手段とを備えた誘導加熱調理器の温度検出装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８１８９２号公報（第３頁〜第５頁、図１）
【特許文献２】特開平５−６２７７３号公報（第２頁〜第３頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の誘導加熱調理器では、入力電力が一定となるようにインバータの駆動周波数を制御し、この制御量変化（Δｆ）によって被加熱物の温度変化を判断している。しかしながら、被加熱物の材質によっては、駆動周波数の制御量変化（Δｆ）が微小となり、被加熱物の温度変化を検知できないという問題点があった。【０００５】
特許文献２に記載の誘導加熱調理器の温度検出装置では、被加熱物の材質が変わった場合に、インバータの駆動周波数によっては入力電流が過大となり、インバータが高温となって破壊する可能性があるという問題点があった。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、被加熱物の材質によらず、被加熱物の温度変化を検知することができる誘導加熱調理器を得るものである。また、入力電流の増加を抑制した信頼性の高い誘導加熱調理器を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路と、前記加熱コイルの負荷判定処理を行う負荷判定手段と、前記駆動回路への入力電流および前記加熱コイルに流れるコイル電流の少なくとも何れか一方の検出値を増幅する増幅手段と、前記駆動回路の駆動を制御し、前記加熱コイルに供給される高周波電力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記負荷判定手段の判定結果に応じて、前記駆動回路を駆動させ、前記入力電流および前記コイル電流の少なくともいずれか一方の検出値、または、前記負荷判定手段の判定結果に応じて、前記増幅手段の増幅率を設定し、前記駆動回路の駆動周波数を固定した状態で、前記増幅手段によって増幅された前記検出値の所定時間当たりの変化量を求め、前記所定時間当たりの変化量に基づき、前記被加熱物の温度変化を検知するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、被加熱物の材質によらず、被加熱物の温度変化を検知することができる。また、入力電流の増加を抑制することができ、信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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２】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動回路を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る誘導加熱調理器における加熱コイル電流と入力電流の関係に基づく被加熱物の負荷判別特性図である。
【図４】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の被加熱物の温度変化時の駆動周波数に対する入力電流の相間図である。
【図５】図４の破線で示した部分を拡大した図である。
【図６】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動周波数、温度、入力電流と時間との関係を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動周波数、温度、入力電流、および増幅部出力と時間との関係を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の別の駆動回路を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る誘導加熱調理器の駆動周波数、温度、入力電流、および増幅部出力と時間との関係を示す図である。
【図１０】実施の形態２に係る誘導加熱調理器における加熱コイル電流と入力電流の関係に基づく被加熱物の電流変化量の判定処理を説明する図である。
【図１１】実施の形態３に係る誘導加熱調理器の駆動回路の一部を示す図である。
【図１２】実施の形態３に係るハーフブリッジ回路の駆動信号の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態４に係る誘導加熱調理器の駆動回路の一部を示す図である。
【図１４】実施の形態４に係るフルブリッジ回路の駆動信号の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
（構成）
図１は、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、鍋などの被加熱物５が載置される天板４を有している。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、第一の加熱口１、第二の加熱口２、第三の加熱口３とを備え、各加熱口に対応して、第一の加熱手段１１、第二の加熱手段１２、第三の加熱手段１３を備えており、それぞれの加熱口に対して被加熱物５を載置して誘導加熱を行うことができるものである。
本実施の形態１では、本体の手前側に左右に並べて第一の加熱手段１１と第二の加熱手段１２が設けられ、本体の奥側ほぼ中央に第三の加熱手段１３が設けられている。
なお、各加熱口の配置はこれに限るものではない。例えば、３つの加熱口を略直線状に横に並べて配置しても良い。また、第一の加熱手段１１の中心と第二の加熱手段１２の中心との奥行き方向の位置が異なるように配置しても良い。
【００１１】
天板４は、全体が耐熱強化ガラスや結晶化ガラス等の赤外線を透過する材料で構成されており、誘導加熱調理器１００本体の上面開口外周との間にゴム製パッキンやシール材を介して水密状態に固定される。天板４には、第一の加熱手段１１、第二の加熱手段１２及び第三の加熱手段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。
【００１２】
天板４の手前側には、第一の加熱手段１１、第二の加熱手段１２、及び第三の加熱手段１３で被加熱物５を加熱する際の火力や調理メニュー（湯沸しモード、揚げ物モード等）を設定するための入力装置として、操作部４０ａ、操作部４０ｂ、及び操作部４０ｃ（以下、操作部４０と総称する場合がある）が設けられている。また、操作部４０の近傍には、報知手段４２として、誘導加熱調理器１００の動作状態や操作部４０からの入力・操作内容等を表示する表示部４１ａ、表示部４１ｂ、及び表示部４１ｃが設けられている。なお、操作部４０ａ〜４０ｃと表示部４１ａ〜４１ｃは加熱口毎に設けられている場合や、加熱口を一括して操作部４０と表示部４１を設ける場合など、特に限定するものではない。
【００１３】
天板４の下方であって本体の内部には、第一の加熱手段１１、第二の加熱手段１２、及び第三の加熱手段１３を備えており、各々の加熱手段は加熱コイル（図示せず）で構成されている。
【００１４】
誘導加熱調理器１００の本体の内部には、第一の加熱手段１１、第二の加熱手段１２、及び第三の加熱手段１３の加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路５０と、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とが設けられている。
なお、本実施の形態における制御部４５は、本発明における「制御部」および「負荷判定手段」を構成する。
【００１５】
加熱コイルは、略円形の平面形状を有し、絶縁皮膜された任意の金属（例えば銅、アルミなど）からなる導電線が円周方向に巻き付けることにより構成されており、駆動回路５０により高周波電力が各加熱コイルに供給されることで、誘導加熱動作が行われている。
【００１６】
図２は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動回路を示す図である。なお、駆動回路５０は加熱手段毎に設けられその構成は同一である。図２では１つの駆動回路５０のみを図示する。
図２に示すように、駆動回路５０は、直流電源回路２２と、インバータ回路２３と、共振コンデンサ２４ａとを備える。
【００１７】
入力電流検出手段２５ａは、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。
【００１８】
入力電流検出手段２５ａと制御部４５との間には、増幅部４８ａ、４８ｂ、および切替部４９が設けられている。増幅部４８ａ、４８ｂは、入力電流検出手段２５ａから出力された電圧信号（検出値）を増幅する。増幅部４８ａ、４８ｂは、入力された電圧信号を増幅して出力する増幅回路によって構成される。また、増幅部４８ａ、４８ｂは、それぞれ増幅率が異なっており、切替部４９によって、入力電流検出手段２５ａとの接続が切り換えられる。本実施の形態１では、増幅部４８ｂが、増幅部４８ａより増幅率が大きい場合を説明する。
なお、本実施の形態１では、２つの増幅部４８ａ、４８ｂを設ける場合を説明するが、本発明はこれに限定されず、増幅率が異なる３つ以上の増幅部を設けても良い。また、増幅部を１つのみ設け、増幅部を介さずに検出値を制御部４５に入力する場合と、増幅部を介して増幅した検出値を制御部４５に入力する場合とを切り換えるようにしても良い。また、増幅率が可変できる増幅部を設け、制御部４５によって増幅率を設定するようにしても良い。
【００１９】
直流電源回路２２は、ダイオードブリッジ２２ａ、リアクタ２２ｂ、平滑コンデンサ２２ｃとを備え、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２３へ出力する。
【００２０】
インバータ回路２３は、スイッチング素子としてのＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂが直流電源回路２２の出力に直列に接続された、いわゆるハーフブリッジ型のインバータであり、フライホイールダイオードとしてダイオード２３ｃ、２３ｄがそれぞれＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂと並列に接続されている。インバータ回路２３は、直流電源回路２２から出力される直流電力を２０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度の高周波の交流電力に変換して、加熱コイル１１ａと共振コンデンサ２４ａからなる共振回路に供給する。
【００２１】
このように構成することで、加熱コイル１１ａには数十Ａ程度の高周波電流が流れ、流れる高周波電流により発生する高周波磁束によって加熱コイル１１ａの直上の天板４上に載置された被加熱物５を誘導加熱する。スイッチング素子であるＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂ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などのワイドバンドギャップ半導体を用いた構成でも良い。
【００２２】
コイル電流検出手段２５ｂは、加熱コイル１１ａと共振コンデンサ２４ａとの間に接続されている。コイル電流検出手段２５ｂは、例えば、加熱コイル１１ａに流れる電流のピークを検出し、加熱コイル電流のピーク値に相当する電圧信号を制御部４５に出力する。
【００２３】
温度検知手段３０は、例えばサーミスタにより構成され、被加熱物５から天板４に伝熱した熱により温度を検知する。なお、サーミスタに限らず赤外線センサなど任意のセンサを用いても良い。
【００２４】
（動作）
次に実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００の動作について説明する。
まず、天板４の加熱口に載置された被加熱物５を、操作部４０により設定された火力により誘導加熱する場合の動作について説明する。
【００２５】
使用者により加熱口に被加熱物５が載置され、加熱開始（火力投入）の指示が操作部４０に行われると、制御部４５（負荷判定手段）は負荷判定処理を行う。
【００２６】
図３は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器における加熱コイル電流と入力電流の関係に基づく被加熱物の負荷判別特性図である。
ここで、負荷となる被加熱物５（鍋）の材質は、鉄やＳＵＳ４３０等の磁性材と、ＳＵＳ３０４等の高抵抗非磁性材と、アルミや銅等の低抵抗非磁性材と、に大別される。
【００２７】
図３に示すように、天板４に載置された鍋負荷の材質によってコイル電流と入力電流の関係が異なる。制御部４５は、図３に示すコイル電流と入力電流との関係をテーブル化した負荷判定テーブルを予め内部に記憶している。負荷判定テーブルを内部に記憶することで安価な構成で負荷判定手段を構成することができる。
【００２８】
負荷判定処理において、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２３を駆動し、入力電流検出手段２５ａの出力信号から入力電流を検出する。また同時に制御部４５は、コイル電流検出手段２５ｂの出力信号からコイル電流を検出する。制御部４５は検出したコイル電流および入力電流と、図３の関係を表した負荷判定テーブルから、載置された被加熱物（鍋）５の材質を判定する。このように、制御部４５（負荷判定手段）は、入力電流とコイル電流との相関に基づいて、加熱コイル１１ａの上方に載置された被加熱物５の材質を判定する。
【００２９】
以上の負荷判定処理を行った後、制御部４５は、負荷判定結果に基づいた制御動作を行う。
【００３０】
負荷判定結果が、低抵抗非磁性材であった場合、本実施の形態１の誘導加熱調理器１００では加熱不可能であるため、加熱不可能であることを報知手段４２に報知して、使用者に鍋の変更を促す。
【００３１】
また、負荷判定結果が、無負荷であった場合も、加熱不可能であることを報知手段４２に報知して、使用者に鍋の載置を促す。
【００３２】
負荷判定結果が、磁性材、または高抵抗非磁性材であった場合、これらの鍋は本実施の形態１の誘導加熱調理器１００で加熱可能な材質であるため、制御部４５は、判定した鍋材質に応じた駆動周波数を決定する。この駆動周波数は、入力電流が過大とならないよう共振周波数よりも高い周波数とする。この駆動周波の決定は、例えば被加熱物５の材質と設定火力とに応じた周波数のテーブル等を参照することで決定することができる。
制御部４５は、決定した駆動周波数を固定してインバータ回路２３を駆動して誘導加熱動作を開始する。なお、駆動周波数を固定した状態においては、インバータ回路２３のスイッチング素子のオンデューティ（オンオフ比率）も固定した状態とする。
【００３３】
図４は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の被加熱物の温度変化時の駆動周波数に対する入力電流の相間図である。図４において、細線は被加熱物５（鍋）が低温のときの特性であり、太線は被加熱物５が高温のときの特性である。
図４に示すように、被加熱物５の温度によって特性が変化するのは、温度上昇によって被加熱物５の抵抗率が上昇し、また透磁率が低下することで、加熱コイル１１ａと被加熱物５の磁気結合が変化するためである。
【００３４】
本実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００の制御部４５においては、図４に示す入力電流が最大となる周波数よりも高い周波数を駆動周波数として決定し、この駆動周波数を固定してインバータ回路２３を制御する。
【００３５】
図５は、図４の破線で示した部分を拡大した図である。
前述の負荷判定処理で判定した鍋材質に応じた駆動周波数を固定してインバータ回路２３を制御すると、被加熱物５が低温から高温になるにつれて、当該駆動周波数における入力電流値（動作点）が、点Ａから点Ｂに変化し、被加熱物５の温度上昇に伴い、入力電流が徐々に低下していく。
このとき、制御部４５は、インバータ回路２３の駆動周波数を固定した状態で、入力電流の所定時間当たりの変化量（時間変化）を求め、この所定時間当たりの変化量に基づき、被加熱物５の温度変化を検知する。
【００３６】
このため、被加熱物５の材質によらず、被加熱物５の温度変化を検知することができる。また、入力電流の変化により被加熱物５の温度変化を検知することができるので、温度センサ等と比較して高速に温度変化を検知することができる。
【００３７】
また、加熱コイル１１ａの上方に載置された被加熱物５の材質を判定し、被加熱物５の材質に応じて、インバータ回路２３の駆動周波数を決定し、該駆動周波数によりインバータ回路２３を駆動させる。このため、被加熱物５の材質に応じた駆動周波数によりインバータ回路２３を固定して駆動させることができ、入力電流の増加を抑制することができる。よって、インバータ回路２３の高温化を抑制でき、信頼性を向上することができる。
【００３８】
（湯沸しモード１）
次に、操作部４０により調理メニュー（動作モード）として、被加熱物５に投入された水の湯沸し動作を行う湯沸しモードが選択された場合の動作について説明する。
【００３９】
制御部４５は、上述した動作と同様に、負荷判定処理を行い、判定した鍋材質に応じた駆動周波数を決定し、決定した駆動周波数を固定してインバータ回路２３を駆動して誘導加熱動作を実施する。そして、制御部４５は、入力電流の時間変化により沸騰完了を判断する。ここで、水の湯沸かしを行う際の経過時間と各特性の変化について図６により説明する。
【００４０】
図６は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動周波数、温度、入力電流と時間との関係を示す図である。図６においては、被加熱物５内に水が投入され湯沸しを行った際の経過時間と各特性の変化を示しており、図６（ａ）は駆動周波数、図６（ｂ）は温度（水温）、図６（ｃ）は入力電流を示す。
【００４１】
図６（ａ）に示すように、駆動周波数を固定してインバータ回路２３の制御を行う。図６（ｂ）に示すように、被加熱物５の温度（水温）は沸騰するまで徐々に上昇し、沸騰すると温度が一定となる。図６（ｃ）に示すように、被加熱物５の温度の上昇に応じて、入力電流は徐々に低下していき、水が沸騰して温度が一定となると、入力電流も一定となる。すなわち、入力電流が一定となれば、水が沸騰して湯沸しが完了したこととなる。
【００４２】
このようなことから、本実施の形態における制御部４５は、インバータ回路２３の駆動周波数を固定した状態で入力電流の所定時間当たりの変化量（時間変化）を求め、この所定時間当たりの変化量が所定値以下となった場合、湯沸かしが完了したと判断する。
なお、所定値の情報は予め制御部４５に設定しても良いし、操作部４０等から入力可能としても良い。
【００４３】
そして、制御部４５は、報知手段４２を用いて湯沸かしが完了した旨を報知する。ここで報知手段４２としては、表示部４１に沸騰完了などの表示を行ったり、スピーカ（図示せず）を用いて音声で使用者に報知したり、その方式は特に限定しない。
【００４４】
以上のように、水の湯沸し動作を設定する湯沸しモードにおいて、インバータ回路２３の駆動周波数を固定した状態で、入力電流の所定時間当たりの変化量を求め、この所定時間当たりの変化量が、所定値以下となったとき、湯沸しが完了した旨を報知手段４２により報知させる。
このため、水の湯沸かし完了を速やかに報知することができ、使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。
【００４５】
（湯沸かしモード２）
次に、操作部４０により湯沸しモードが選択された場合の別の制御動作について説明する。
【００４６】
入力電流の大きさは、加熱コイル１１ａに供給される高周波電力（火力）の大きさに依存し、火力が大きければ入力電流が大きく、火力が小さければ入力電流も小さくなる。また、火力が小さい場合には、火力が大きい場合と比較して、温度上昇が緩やかであり、入力電流もゆっくりと低下する。このため、加熱コイル１１ａに供給される高周波電力（火力）が小さい場合には、入力電流の所定時間当たりの変化量が小さくなり、湯沸し完了を検知できない場合がある。
【００４７】
湯沸しモード２において、制御部４５は、入力電流検出手段２５ａで検出した入力電流の検出値に応じて、切替部４９を切り換えることによって、増幅部４８ａまたは４８ｂのいずれかを選択する。ここで、制御部４５は、入力電流の検出値が小さいほど、増幅部の増幅率が大きくなるように選択する。制御部４５は、選択した増幅部によって増幅された検出値の所定時間当たりの変化量を求める。そして、所定時間当たりの変化量が所定値以下（ほぼ一定）となったときに、水が沸騰して湯沸しが完了したと判断する。このような動作の詳細を図７により説明する。
【００４８】
図７は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動周波数、温度、入力電流、および増幅部出力と時間との関係を示す図である。図７においては、被加熱物５内に水が投入され湯沸しを行った際の経過時間と各特性の変化を示しており、図７（ａ）は駆動周波数、図７（ｂ）は温度（水温）、図７（ｃ）は入力電流、図７（ｄ）は増幅部４８ａ、４８ｂによって増幅された入力電流値（以下「増幅部出力」という）を示す。また、図７の各図において、実線は高火力で動作（制御）した場合の特性を示し、破線は低火力で制御した場合の特性を示す。
なお、以下の説明において、駆動周波数、入力電流等の高低および時間の長短については、特に絶対的な値との関係で定まっているものではなく、設定火力が高火力の場合と低火力との場合の比較によって、相対的に定まるものとする。
【００４９】
高火力の場合、インバータ回路２３の駆動周波数を低く設定し、駆動周波数を固定して加熱を開始する（図７（ａ）の実線）。この場合、高火力であるため、被加熱物５の温度（水温）が短時間で上昇する（図７（ｂ）の実線）。図７（ｃ）の実線に示すように、被加熱物５の温度の上昇に伴い、入力電流が低下する。入力電流が低下し、水が沸騰して温度が一定となると、入力電流も一定となる。このように、高火力時は、加熱コイル１１ａに供給される高周波電力も高く、入力電流の値も高いため、水の沸騰に至るまでの入力電流の変化量も大きくなる。
一方、低火力の場合、インバータ回路２３の駆動周波数を高く設定し、駆動周波数を固定して加熱を開始する（図７（ａ）の破線）。この場合、低火力であるため、被加熱物５の温度（水温）は、高火力時と比較して穏やかに上昇する（図７（ｂ）の破線）。図７（ｃ）の破線に示すように、被加熱物５の温度の上昇に伴い、高火力時と比較して、入力電流がゆっくりと低下し、水が沸騰して温度が一定となると、入力電流も一定となる。
このように、低下力時は、加熱コイル１１ａに供給される高周波電力が低く、入力電流の値も低いため、水の沸騰に至るまでの入力電流の変化量も小さくなる。
【００５０】
このようなことから、湯沸しモード２において、制御部４５は、湯沸しモード２の制御開始時に設定した火力、すなわち最初に検出した入力電流の値に応じて、増幅部４８ａ、４８ｂのうち入力電流を増幅する増幅部を切り替える。つまり、入力電流が、予め設定した閾値より低い場合は、増幅部４８ａ、４８ｂのうち増幅率が高い増幅部４８ｂにて入力電流を増幅させる（図７（ｄ）の破線）。これによって、入力電流の単位時間当たりの変化量が大きくなる。また、入力電流が、予め設定した閾値以上の場合は、増幅部４８ａ、４８ｂのうち増幅率が低い増幅部４８ａにて入力電流を増幅させる（図７（ｄ）の実線）。なお、使用する増幅部の選択は、湯沸しモード２の制御開始直後が望ましい。
【００５１】
なお、ここでは、２つの増幅部４８ａ、４８ｂのいずれかに切り換える場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、入力電流の検出値が小さいほど、入力電流を増幅する増幅率を大きくする構成であれば良い。例えば、増幅率が異なる３つ以上の増幅部のいずれかに切り換えても良いし、１つの増幅部によって増幅の有無を切り換えるようにしても良い。また、増幅率が可変できる増幅部によって、無段階に増幅率を設定しても良い。
【００５２】
制御部４５は、インバータ回路２３の駆動周波数を固定した状態で、増幅された検出値の所定時間当たりの変化量（時間変化）を求め、この所定時間当たりの変化量が所定値以下となった場合、湯沸かしが完了したと判断する。
なお、閾値および所定値の情報は予め制御部４５に設定しても良いし、操作部４０等から入力可能としても良い。
【００５３】
そして、制御部４５は、報知手段４２を用いて湯沸かしが完了した旨を報知する。ここで報知手段４２としては、表示部４１に沸騰完了などの表示を行ったり、スピーカ（図示せず）を用いて音声で使用者に報知したり、その方式は特に限定しない。
【００５４】
以上のように、水の湯沸し動作を設定する湯沸しモードにおいて、入力電流の検出値に応じて、検出値を増幅する増幅部を選択し、増幅された検出値の所定時間当たりの変化量を求め、この所定時間当たりの変化量が、所定値以下となったとき、湯沸しが完了したと判断する。
このため、加熱コイル１１ａに供給される高周波電力（火力）にかかわらず、水の湯沸し完了を精度良く検知することができ、信頼性の高い誘導加熱調理器を得ることができる。また、使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。
【００５５】
なお、制御部４５は、湯沸かしが完了したと判断した場合、駆動周波数の固定を解除し、インバータ回路２３の駆動周波数を上昇させることで入力電流を低下させ、加熱コイル１１ａに供給される高周波電力（火力）を低下させるようにしても良い。湯沸し（水の沸騰）の場合では、必要以上に火力を上げても水温が１００℃以上になることはないため、駆動周波数を上げて火力を低下させても、水温を保持することができる。
このように、入力電流補正値の所定時間当たりの変化量が、所定値以下となった場合、インバータ回路２３の駆動を制御して、加熱コイル１１ａに供給される高周波電力を低下させるので、入力電力を抑えて省エネルギー化を図ることができる。
【００５６】
（別の駆動回路の構成例）
続いて別の駆動回路を使用した例について説明する。
図８は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の別の駆動回路を示す図である。
図８に示す駆動回路５０は、図２に示した構成に、共振コンデンサ２４ｂを付加したものである。なお、その他の構成は図２と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。
【００５７】
前述の通り、加熱コイル１１ａと共振コンデンサにより共振回路を構成しているため、誘導加熱調理器に必要とされる最大火力（最大入力電力）によって、共振コンデンサの容量は決定される。図８に示す駆動回路５０では、共振コンデンサ２４ａおよび２４ｂを並列接続することで、それぞれの容量を半分にすることができ、共振コンデンサを２個使用した場合でも安価な制御回路を得ることができる。
【００５８】
またコイル電流検出手段２５ｂを並列接続した共振コンデンサのうちの共振コンデンサ２４ａ側に配置することで、コイル電流検出手段２５ｂに流れる電流は、加熱コイル１１ａに流れる電流の半分になるため、小型・小容量のコイル電流検出手段２５ｂを用いることが可能となり、小型で安価な制御回路を得ることができ、安価な誘導加熱調理器を得ることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態１では、増幅部４８ａ、４８ｂと、制御部４５とを分けて説明したが、増幅部４８ａ、４８ｂを制御部４５の一部として構成しても良い。
【００６０】
実施の形態２．
操作部４０により湯沸しモードが選択された場合の別の制御動作について説明する。
なお、本実施の形態２における誘導加熱調理器１００の構成は、上記実施の形態１の構成と同様である。
【００６１】
（湯沸かしモード３）
加熱開始から水が沸騰に至るまでの間における入力電流の変化量（以下「電流変化量」という）は、被加熱物５の負荷（材質）によっても変化する。すなわち、同じ火力であっても、電流変化量が大きい材質と小さい材質とが存在する。このため、電流変化量が小さい被加熱物５を誘導加熱して、水の湯沸しを行う場合には、被加熱物５の材質によっては、入力電流の所定時間当たりの変化量が小さくなり、湯沸し完了を検知できない場合がある。
本実施の形態２では、制御部４５（負荷判定手段）は、湯沸しモードの制御開始直後に、被加熱物５の電流変化量の大小を判定し、この判結果に応じて、増幅部４８ａまたは４８ｂのいずれかを選択する。このような動作の詳細を図９により説明する。
【００６２】
図９は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の駆動周波数、温度、入力電流、および増幅部出力と時間との関係を示す図である。図９においては、被加熱物５内に水が投入され湯沸しを行った際の経過時間と各特性の変化を示しており、図９（ａ）は駆動周波数、図９（ｂ）は温度（水温）、図９（ｃ）は入力電流、図９（ｄ）は増幅部４８ａ、４８ｂによって増幅された入力電流値（以下「増幅部出力」という）を示す。また、図９（ｃ）および（ｄ）において、実線は電流変化量が小さい負荷（材質）を加熱した場合の特性を示し、破線は電流変化量が大きい負荷（材質）を加熱した場合の特性を示す。
なお、以下の説明において、入力電流等の高低および電流変化量の大小については、特に絶対的な値との関係で定まっているものではなく、被加熱物５の負荷（材質）の比較によって、相対的に定まるものとする。
【００６３】
駆動周波数を固定して加熱を開始すると（図９（ａ））、被加熱物５の温度（水温）は沸騰するまで徐々に上昇する（図９（ｂ））。図９（ｃ）に示すように、被加熱物５の温度の上昇に応じて、入力電流は徐々に低下していき、水が沸騰して温度が一定となると、入力電流も一定となる。この際、被加熱物５が入力電流変化量の大きい材質の場合、図９（ｃ）の実線で示すように入力電流が低下するのに対し、被加熱物５が、入力電流の小さい材質の場合には、図９（ｄ）の破線で示すように入力電流の低下量は小さくなる。
【００６４】
このようなことから、湯沸しモード３において、制御部４５（負荷判定手段）は、湯沸しモード３の制御開始直後に、被加熱物５の電流変化量の大小を判定する。
【００６５】
ここで、制御部４５（負荷判定手段）における、被加熱物５の電流変化量の判定の一例について説明する。
図１０は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器における加熱コイル電流と入力電流の関係に基づく被加熱物の電流変化量の判定処理を説明する図である。
上記実施の形態１で説明したように、入力電流とコイル電流との相関に基づいて、負荷となる被加熱物５（鍋）の材質の種類を判定することができるが、同じ種類の被加熱物５であっても、電流変化量が大きい被加熱物５と電流変化量が小さい被加熱物５とが存在する。そこで、制御部４５（負荷判定手段）は、図１０に示すように、予め実験データなどにより、入力電流の値とコイル電流との値とに対応して、電流変化量の大小関係を記憶しておく。そして、制御部４５（負荷判定手段）は、入力電流検出手段２５ａによって検出された入力電流、および、コイル電流検出手段２５ｂによって検出されたコイル電流に基づき、予め記憶した電流変化量の大小関係の情報を参照することで、当該被加熱物５を加熱した際における電流変化量の大小を判定する。
なお、図１０の例では、電流変化量が「大」の場合と「小」の場合を示すが、本発明はこの２つの場合に限定されるものではなく、３つ以上の複数の段階で判定しても良い。
【００６６】
次に、制御部４５は、電流変化量の判定結果に応じて、増幅部４８ａ、４８ｂのうち入力電流を増幅する増幅部を切り替える。
つまり、電流変化量が小さいと判定した場合は、増幅部４８ａ、４８ｂのうち増幅率が高い増幅部４８ｂにて入力電流を増幅させる（図９（ｄ）の破線）。これによって、入力電流の単位時間当たりの変化量が大きくなる。また、電流変化量大きいと判定した場合は、増幅部４８ａ、４８ｂのうち増幅率が低い増幅部４８ａにて入力電流を増幅させる（図９（ｄ）の実線）。なお、使用する増幅部の選択は、湯沸しモード２の制御開始直後が望ましい。
【００６７】
制御部４５は、インバータ回路２３の駆動周波数を固定した状態で、増幅された検出値の所定時間当たりの変化量（時間変化）を求め、この所定時間当たりの変化量が所定値以下となった場合、湯沸かしが完了したと判断する。
なお、所定値の情報は予め制御部４５に設定しても良いし、操作部４０等から入力可能としても良い。
【００６８】
そして、制御部４５は、報知手段４２を用いて湯沸かしが完了した旨を報知する。ここで報知手段４２としては、表示部４１に沸騰完了などの表示を行ったり、スピーカ（図示せず）を用いて音声で使用者に報知したり、その方式は特に限定しない。
【００６９】
以上のように、水の湯沸し動作を設定する湯沸しモードにおいて、被加熱物５の電流変化量に応じて、検出値を増幅する増幅部を選択し、増幅された検出値の所定時間当たりの変化量を求め、この所定時間当たりの変化量が、所定値以下となったとき、湯沸しが完了したと判断する。
このため、被加熱物５を誘導加熱する際の電流変化量の大小にかかわらず、水の湯沸し完了を精度良く検知することができ、信頼性の高い誘導加熱調理器を得ることができる。また、使い勝手の良い誘導加熱調理器を得ることができる。
【００７０】
なお、制御部４５は、湯沸かしが完了したと判断した場合、駆動周波数の固定を解除し、インバータ回路２３の駆動周波数を上昇させることで入力電流を低下させ、加熱コイル１１ａに供給される高周波電力（火力）を低下させるようにしても良い。湯沸し（水の沸騰）の場合では、必要以上に火力を上げても水温が１００℃以上になることはないため、駆動周波数を上げて火力を低下させても、水温を保持することができる。
このように、入力電流補正値の所定時間当たりの変化量が、所定値以下となった場合、インバータ回路２３の駆動を制御して、加熱コイル１１ａに供給される高周波電力を低下させるので、入力電力を抑えて省エネルギー化を図ることができる。
【００７１】
なお、上記の説明では、駆動周波数を変更することで火力を制御する方式について述べたが、インバータ回路２３のスイッチング素子のオンデューティ（オンオフ比率）を変更することで火力を制御する方式を用いても良い。
【００７２】
なお、実施の形態１および２では、入力電流検出手段２５ａで検出した入力電流の変化量を検知する例について説明したが、入力電流に代えて、コイル電流検出手段２５ｂで検出したコイル電流の変化量を検知しても良いし、入力電流とコイル電流の両方の変化量を検知しても良い。コイル電流を用いる場合には、コイル電流検出手段２５ｂと制御部４５との間に、増幅部４８ａ、４８ｂ、および切替部４９を設け、上述した動作と同様に、選択した増幅部によって検出値を増幅する。
【００７３】
なお、実施の形態１および２では、ハーフブリッジ型のインバータ回路２３について説明したが、フルブリッジ型や一石電圧共振型のインバータなどを用いた構成でも良い。
【００７４】
更に鍋材質の負荷判定でコイル電流と一次電流の関係を用いる方式について説明したが、共振コンデンサの両端の共振電圧を検出することで負荷判定を行う方式を用いても良く、負荷判定の方式は特に問わない。
【００７５】
実施の形態３．
本実施の形態３では、上記実施の形態１及び２における駆動回路５０の詳細について説明する。
【００７６】
図１１は、実施の形態３に係る誘導加熱調理器の駆動回路の一部を示す図である。なお、図１１においては、上記実施の形態１及び２の駆動回路５０の一部の構成のみを図示している。
図１１に示すように、インバータ回路２３は、正負母線間に直列に接続された２個のスイッチング素子（ＩＧＢＴ２３ａ、２３ｂ）と、そのスイッチング素子にそれぞれ逆並列に接続されたダイオード２３ｃ、２３ｄとによって構成されるアームを１組備えている。
【００７７】
ＩＧＢＴ２３ａとＩＧＢＴ２３ｂ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、ＩＧＢＴ２３ａをオンさせている間はＩＧＢＴ２３ｂをオフ状態にし、ＩＧＢＴ２３ａをオフさせている間はＩＧＢＴ２３ｂ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、ＩＧＢＴ２３ａとＩＧＢＴ２３ｂとにより、加熱コイル１１ａを駆動するハーフブリッジインバータを構成する。
【００７８】
なお、ＩＧＢＴ２３ａとＩＧＢＴ２３ｂとにより本発明における「ハーフブリッジインバータ回路」を構成する。
【００７９】
制御部４５は、投入電力（火力）に応じて、ＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｂに高周波の駆動信号を入力し、加熱出力を調整する。ＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｂに出力される駆動信号は、加熱コイル１１ａおよび共振コンデンサ２４ａにより構成される負荷回路の共振周波数よりも高い駆動周波数の範囲で可変して、負荷回路に流れる電流が負荷回路に印加される電圧と比較して遅れ位相で流れるように制御する。
【００８０】
次に、インバータ回路２３の駆動周波数とオンデューティ比とによる投入電力（火力）の制御動作について説明する。
【００８１】
図１２は、実施の形態３に係るハーフブリッジ回路の駆動信号の一例を示す図である。図１２（ａ）は高火力状態における各スイッチの駆動信号の例である。図１２（ｂ）は低火力状態における各スイッチの駆動信号の例である。
制御部４５は、インバータ回路２３のＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｂに、負荷回路の共振周波数よりも高い高周波の駆動信号を出力する。
この駆動信号の周波数を可変することにより、インバータ回路２３の出力が増減する。
【００８２】
例えば、図１２（ａ）に示すように、駆動周波数を低下させると、加熱コイル１１ａに供給される高周波電流の周波数が、負荷回路の共振周波数に近づき、加熱コイル１１ａへの投入電力が増加する。
また、図１２（ｂ）に示すように、駆動周波数を上昇させると、加熱コイル１１ａに供給される高周波電流の周波数が、負荷回路の共振周波数から離れ、加熱コイル１１ａへの投入電力が減少する。
【００８３】
さらに、制御部４５は、上述した駆動周波数の可変による投入電力の制御とともに、インバータ回路２３のＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｂのオンデューティ比を可変することで、インバータ回路２３の出力電圧の印加時間を制御し、加熱コイル１１ａへの投入電力を制御することも可能である。
火力を増加させる場合には、駆動信号の１周期におけるＩＧＢＴ２３ａのオン時間（ＩＧＢＴ２３ｂのオフ時間）の比率（オンデューティ比）を大きくして、１周期における電圧印加時間幅を増加させる。
また、火力を低下させる場合には、駆動信号の１周期におけるＩＧＢＴ２３ａのオン時間（ＩＧＢＴ２３ｂのオフ時間）の比率（オンデューティ比）を小さくして、１周期における電圧印加時間幅を減少させる。
【００８４】
図１２（ａ）の例では、駆動信号の１周期Ｔ１１におけるＩＧＢＴ２３ａのオン時間Ｔ１１ａ（ＩＧＢＴ２３ｂのオフ時間）と、ＩＧＢＴ２３ａのオフ時間Ｔ１１ｂ（ＩＧＢＴ２３ｂのオン時間）との比率が同じ場合（オンデューティ比が５０％）の場合を図示している。
また、図１２（ｂ）の例では、駆動信号の１周期Ｔ１２におけるＩＧＢＴ２３ａのオン時間Ｔ１２ａ（ＩＧＢＴ２３ｂのオフ時間）と、ＩＧＢＴ２３ａのオフ時間Ｔ１２ｂ（ＩＧＢＴ２３ｂのオン時間）との比率が同じ場合（オンデューティ比が５０％）の場合を図示している。
【００８５】
制御部４５は、上記実施の形態１及び２で説明した、増幅された検出値の所定時間当たりの変化量を求める際に、インバータ回路２３の駆動周波数を固定した状態においては、インバータ回路２３のＩＧＢＴ２３ａおよびＩＧＢＴ２３ｂのオンデューティ比を固定した状態にしている。
これにより、加熱コイル１１ａへの投入電力が一定の状態で、増幅された検出値の所定時間当たりの変化量を求めることができる。
【００８６】
実施の形態４．
本実施の形態４においては、フルブリッジ回路を用いたインバータ回路２３について説明を行う。
図１３は、実施の形態４に係る誘導加熱調理器の駆動回路の一部を示す図である。なお、図１３においては、上記実施の形態１及び２の駆動回路５０との相違点のみを図示している。
本実施の形態４では、１つの加熱口に対して２つの加熱コイルが設けられている。２つの加熱コイルは、例えば、それぞれ直径が異なり、同心円状に配置されている。ここでは、直径の小さい加熱コイルを内コイル１１ｂと称し、直径の大きい加熱コイルを外コイル１１ｃと称する。
なお、加熱コイルの数及び配置は、これに限定されない。例えば、加熱口の中央に配置した加熱コイルの周囲に複数の加熱コイルを配置する構成でも良い。
【００８７】
インバータ回路２３は、正負母線間に直列に接続された２個のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）と、そのスイッチング素子にそれぞれ逆並列に接続されたダイオードとによって構成されるアームを３組備えている。なお、これ以降、３組のアームのうち１組を共通アーム、他の２組を内コイル用アームおよび外コイル用アームと呼ぶ。
【００８８】
共通アームは、内コイル１１ｂおよび外コイル１１ｃに接続されたアームで、ＩＧＢＴ２３２ａ、ＩＧＢＴ２３２ｂ、ダイオード２３２ｃ、及びダイオード２３２ｄで構成されている。
内コイル用アームは、内コイル１１ｂが接続されたアームで、ＩＧＢＴ２３１ａ、ＩＧＢＴ２３１ｂ、ダイオード２３１ｃ、及びダイオード２３１ｄで構成されている。
外コイル用アームは、外コイル１１ｃが接続されたアームで、ＩＧＢＴ２３３ａ、ＩＧＢＴ２３３ｂ、ダイオード２３３ｃ、及びダイオード２３３ｄで構成されている。
【００８９】
共通アームのＩＧＢＴ２３２ａとＩＧＢＴ２３２ｂ、内コイル用アームのＩＧＢＴ２３１ａとＩＧＢＴ２３１ｂ、外コイル用アームのＩＧＢＴ２３３ａとＩＧＢＴ２３３ｂ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。
【００９０】
制御部４５は、共通アームのＩＧＢＴ２３２ａをオンさせている間はＩＧＢＴ２３２ｂをオフ状態にし、ＩＧＢＴ２３２ａをオフさせている間はＩＧＢＴ２３２ｂ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。
同様に、制御部４５は、内コイル用アームのＩＧＢＴ２３１ａとＩＧＢＴ２３１ｂ、外コイル用アームのＩＧＢＴ２３３ａとＩＧＢＴ２３３ｂを交互にオンオフする駆動信号を出力する。
これにより、共通アームと内コイル用アームとにより、内コイル１１ｂを駆動するフルブリッジインバータを構成する。また、共通アームと外コイル用アームとにより、外コイル１１ｃを駆動するフルブリッジインバータを構成する。
【００９１】
なお、共通アームと内コイル用アームとにより本発明における「フルブリッジインバータ回路」を構成する。また、共通アームと外コイル用アームとにより本発明における「フルブリッジインバータ回路」を構成する。
【００９２】
内コイル１１ｂおよび共振コンデンサ２４ｃにより構成される負荷回路は、共通アームの出力点（ＩＧＢＴ２３２ａとＩＧＢＴ２３２ｂの接続点）と、内コイル用アームの出力点（ＩＧＢＴ２３１ａとＩＧＢＴ２３１ｂの接続点）との間に接続される。
外コイル１１ｃおよび共振コンデンサ２４ｄにより構成される負荷回路は、共通アームの出力点と、外コイル用アームの出力点（ＩＧＢＴ２３３ａとＩＧＢＴ２３３ｂの接続点）との間に接続されている。
【００９３】
内コイル１１ｂは、略円形に巻回された外形の小さい加熱コイルであり、その外周に外コイル１１ｃが配置されている。
内コイル１１ｂに流れるコイル電流は、コイル電流検出手段２５ｃにより検出する。コイル電流検出手段２５ｃは、例えば、内コイル１１ｂに流れる電流のピークを検出し、加熱コイル電流のピーク値に相当する電圧信号を制御部４５に出力する。
外コイル１１ｃに流れるコイル電流は、コイル電流検出手段２５ｄにより検出する。コイル電流検出手段２５ｄ、例えば、外コイル１１ｃに流れる電流のピークを検出し、加熱コイル電流のピーク値に相当する電圧信号を制御部４５に出力する。
【００９４】
制御部４５は、投入電力（火力）に応じて、各アームのスイッチング素子（ＩＧＢＴ）に高周波の駆動信号を入力し、加熱出力を調整する。
共通アーム及び内コイル用アームのスイッチング素子に出力される駆動信号は、内コイル１１ｂおよび共振コンデンサ２４ｃにより構成される負荷回路の共振周波数よりも高い駆動周波数の範囲で可変して、負荷回路に流れる電流が負荷回路に印加される電圧と比較して遅れ位相で流れるように制御する。
また、共通アーム及び外コイル用アームのスイッチング素子に出力される駆動信号は、外コイル１１ｃおよび共振コンデンサ２４ｄにより構成される負荷回路の共振周波数よりも高い駆動周波数の範囲で可変して、負荷回路に流れる電流が負荷回路に印加される電圧と比較して遅れ位相で流れるように制御する。
【００９５】
次に、インバータ回路２３のアーム相互間の位相差による投入電力（火力）の制御動作について説明する。
【００９６】
図１４は、実施の形態４に係るフルブリッジ回路の駆動信号の一例を示す図である。
図１４（ａ）は高火力状態における各スイッチの駆動信号と各加熱コイルの通電タイミングの例である。
図１４（ｂ）は低火力状態における各スイッチの駆動信号と各加熱コイルの通電タイミングの例である。
なお、図１４（ａ）及び（ｂ）に示す通電タイミングは、各アームの出力点（ＩＧＢＴとＩＧＢＴの接続点）の電位差に関係するものであり、内コイル用アームの出力点および外コイル用アームの出力点に対して共通アームの出力点が低い状態を「ＯＮ」で示している。また、内コイル用アームの出力点および外コイル用アームの出力点に対して共通アームの出力点が高い状態および同電位の状態を「ＯＦＦ」で示している。
【００９７】
図１４に示すように、制御部４５は、共通アームのＩＧＢＴ２３２ａおよびＩＧＢＴ２３２ｂに、負荷回路の共振周波数よりも高い高周波の駆動信号を出力する。
また、制御部４５は、共通アームの駆動信号より位相の進んだ駆動信号を、内コイル用アームのＩＧＢＴ２３１ａとＩＧＢＴ２３１ｂ、外コイル用アームのＩＧＢＴ２３３ａとＩＧＢＴ２３３ｂに出力する。なお、各アームの駆動信号の周波数は同一周波数であり、オンデューティ比も同一である。
【００９８】
各アームの出力点（ＩＧＢＴとＩＧＢＴの接続点）には、ＩＧＢＴとＩＧＢＴのオンオフ状態に応じて、直流電源回路の出力である正母線電位、あるいは負母線電位が高周波で切り替わって出力される。これにより、内コイル１１ｂには、共通アームの出力点と、内コイル用アームの出力点との電位差が印加される。また、外コイル１１ｃには、共通アームの出力点と、外コイル用アームの出力点との電位差が印加される。
したがって、共通アームへの駆動信号と、内コイル用アームおよび外コイル用アームへの駆動信号との位相差を増減することにより、内コイル１１ｂおよび外コイル１１ｃに印加する高周波電圧を調整することができ、内コイル１１ｂと外コイル１１ｃに流れる高周波出力電流と入力電流を制御することができる。
【００９９】
火力を増加させる場合には、アーム間の位相αを大きくして、１周期における電圧印加時間幅を大きくする。なお、アーム間の位相αの上限は、逆相（位相差１８０°）の場合であり、このときの出力電圧波形はほぼ矩形波となる。
図１４（ａ）の例では、アーム間の位相αが１８０°の場合を図示している。また、各アームの駆動信号のオンデューティ比が５０％の場合、つまり、１周期Ｔ１３におけるオン時間Ｔ１３ａとオフ時間Ｔ１３ｂとの比率が同じ場合を図示している。
この場合、駆動信号の１周期Ｔ１４における、内コイル１１ｂ、外コイル１１ｃの通電オン時間幅Ｔ１４ａと、通電オフ時間幅Ｔ１４ｂとが同じ比率となる。
【０１００】
火力を低下させる場合には、高火力状態と比較してアーム間の位相αを小さくして、１周期における電圧印加時間幅を減少させる。なお、アーム間の位相αの下限は、例えば、ターンオン時に負荷回路に流れる電流の位相等との関係でスイッチング素子に過大電流が流れて破壊してしまわないレベルに設定する。
図１４（ｂ）の例では、アーム間の位相αを図１４（ａ）と比較して小さくした場合を図示している。なお、各アームの駆動信号の周波数及びオンデューティ比は、図１４（ａ）と同じである。
この場合、駆動信号の１周期Ｔ１４における、内コイル１１ｂ、外コイル１１ｃの通電オン時間幅Ｔ１４ａは、アーム間の位相αに応じた時間となる。
このように、アーム相互間の位相差によって、内コイル１１ｂ、外コイル１１ｃへの投入電力（火力）を制御することができる。
【０１０１】
なお、上記の説明では、内コイル１１ｂおよび外コイル１１ｃを共に加熱動作させる場合を説明したが、内コイル用アーム又は外コイル用アームの駆動を停止し、内コイル１１ｂ又は外コイル１１ｃの何れか一方のみを加熱動作させるようにしても良い。
【０１０２】
制御部４５は、上記実施の形態１及び２で説明した、増幅された検出値の所定時間当たりの変化量を求める際に、インバータ回路２３の駆動周波数を固定した状態においては、アーム間の位相αと、各アームのスイッチング素子のオンデューティ比とを固定した状態にする。なお、その他の動作は上記実施の形態１又は２と同様である。
これにより、内コイル１１ｂ、外コイル１１ｃへの投入電力が一定の状態で、増幅された検出値の所定時間当たりの変化量を求めることができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態４では、内コイル１１ｂ流れるコイル電流と、外コイル１１ｃ流れるコイル電流とを、コイル電流検出手段２５ｃとコイル電流検出手段２５ｄによってそれぞれ検出している。
このため、内コイル１１ｂおよび外コイル１１ｃを共に加熱動作させた場合において、コイル電流検出手段２５ｃ又はコイル電流検出手段２５ｄの何れか一方が、故障などでコイル電流値が検出できない場合であっても、他方の検出値を増幅することによって、検出値の所定時間当たり変化量を検出することが可能となる。
また、制御部４５は、コイル電流検出手段２５ｃの検出値が増幅された検出値の所定時間当たりの変化量と、コイル電流検出手段２５ｄの検出値が増幅された検出値の所定時間当たりの変化量とをそれぞれ求め、それぞれ変化量のうち大きい方を用いて、上記実施の形態１及び２で説明した各判断動作を行うようにしても良い。また、それぞれの変化量の平均値を用いて、上記実施の形態１及び２で説明した各判断動作を行うようにしても良い。
このような制御を行うことで、コイル電流検出手段２５ｃ又はコイル電流検出手段２５ｄの何れか検出精度が低い場合であっても、検出値の所定時間当たりの変化量を、より精度良く求めることができる。
【０１０４】
なお、上記実施の形態１〜４においては、本発明の誘導加熱調理器の一例として、ＩＨクッキングヒーターを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、誘導加熱により加熱調理を行う炊飯器など、誘導加熱方式を採用する任意の誘導加熱調理器に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  第一の加熱口、２  第二の加熱口、３  第三の加熱口、４  天板、５  被加熱物、１１  第一の加熱手段、１１ａ  加熱コイル、１２  第二の加熱手段、１３  第三の加熱手段、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  インバータ回路、２３ａ、２３ｂ  ＩＧＢＴ、２３ｃ、２３ｄ  ダイオード、２４ａ、２４ｂ  共振コンデンサ、２５ａ  入力電流検出手段、２５ｂ  コイル電流検出手段、３０  温度検知手段、３５  一次電圧検出手段、３５ａ、３５ｂ  抵抗、４０ａ〜４０ｃ  操作部、４１ａ〜４１ｃ  表示部、４２  報知手段、４５  制御部、４８ａ、４８ｂ  増幅部、４９  切替部、５０  駆動回路、１００  誘導加熱調理器、１１ｂ  内コイル、１１ｃ  外コイル、２４ｃ、２４ｄ  共振コンデンサ、２５ｃ、２５ｄ  コイル電流検出手段、２３１ａ、２３１ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、２３３ａ、２３３ｂ  ＩＧＢＴ、２３１ｃ、２３１ｄ、２３２ｃ、２３２ｄ、２３３ｃ、２３３ｄ  ダイオード。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年2月5日(2015.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路と、前記加熱コイルの負荷判定処理を行う負荷判定手段と、前記駆動回路への入力電流および前記加熱コイルに流れるコイル電流の少なくとも何れか一方の検出値を増幅する増幅手段と、前記駆動回路の駆動を制御し、前記加熱コイルに供給される高周波電力を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記駆動回路の駆動周波数と前記駆動回路のスイッチング素子のオンデューティ比とを固定した状態において、前記入力電流および前記コイル電流の少なくともいずれか一方の検出値、または、前記負荷判定手段の判定結果に応じて増幅された前記検出値の変化量に基づき、前記被加熱物の温度変化を検知するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路と、
前記加熱コイルの負荷判定処理を行う負荷判定手段と、
前記駆動回路への入力電流および前記加熱コイルに流れるコイル電流の少なくとも何れか一方の検出値を増幅する増幅手段と、
前記駆動回路の駆動を制御し、前記加熱コイルに供給される高周波電力を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記駆動回路の駆動周波数と前記駆動回路のスイッチング素子のオンデューティ比とを固定した状態において、前記入力電流および前記コイル電流の少なくともいずれか一方の検出値、または、前記負荷判定手段の判定結果に応じて増幅された前記検出値の変化量に基づき、前記被加熱物の温度変化を検知する
ことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記制御部は、
前記負荷判定手段の判定結果に応じて、前記駆動回路を駆動させる
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】
前記制御部は、
前記入力電流および前記コイル電流の少なくともいずれか一方の検出値、または、前記負荷判定手段の判定結果に応じて、前記増幅手段の増幅率を設定し、
前記駆動回路の駆動周波数と前記駆動回路のスイッチング素子のオンデューティ比とを固定した状態において、前記増幅手段によって増幅された前記検出値の変化量を求める
ことを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記制御部は、
前記検出値が小さいほど、前記増幅手段の増幅率を大きく設定する
ことを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記負荷判定手段は、
前記入力電流と前記コイル電流との相関に基づいて、前記被加熱物を誘導加熱した際の電流変化量の大小を判定し、
前記制御部は、
前記電流変化量が小さいほど、前記増幅手段の増幅率を大きく設定する
ことを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記制御部は、
前記駆動回路の駆動周波数を固定した状態における前記変化量が、閾値以下となった場合、
前記駆動回路の駆動を制御して、前記加熱コイルに供給される高周波電力を可変させる
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記制御部は、
前記駆動回路の駆動周波数またはスイッチング素子のオンデューティ比を可変することで、前記加熱コイルに供給される高周波電力を可変させる
ことを特徴とする請求項６記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
動作モードの選択操作を行う操作部と、
報知手段とを備え、
前記制御部は、
前記動作モードとして、水の湯沸し動作を設定する湯沸しモードが選択された場合、前記駆動回路を駆動させ、
前記駆動回路の駆動周波数を固定した状態における前記変化量が、閾値以下となったとき、湯沸しが完了した旨を前記報知手段により報知させる
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項９】
前記負荷判定手段は、
前記入力電流と前記コイル電流との相関に基づいて、前記被加熱物の負荷判定処理を行う
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１０】
前記駆動回路は、
２つのスイッチング素子を直列に接続したアームを少なくとも２つ有するフルブリッジインバータ回路により構成され、
前記制御部は、
前記フルブリッジインバータ回路の、前記スイッチング素子の駆動周波数を固定した状態において、前記２つのアームの相互間の前記スイッチング素子の駆動位相差と、前記スイッチング素子のオンデューティ比とを固定した状態にする
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１１】
前記駆動回路は、
２つのスイッチング素子を直列に接続したアームを有するハーフブリッジインバータ回路により構成され、
前記制御部は、
前記ハーフブリッジインバータ回路の、前記スイッチング素子の駆動周波数を固定した状態において、前記スイッチング素子のオンデューティ比を固定した状態にする
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【国際調査報告】
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