(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍋を誘導加熱する加熱コイルと、当該加熱コイルに並列に接続された共振コンデンサとを備えた共振回路と、
前記共振コンデンサに直列に接続されたスイッチング素子と、
交流電源から整流回路を介して前記共振回路に入力される入力電流を検出する入力電流検出回路と、
前記共振回路への複数の入力電力設定値の中から１つの入力電力設定値を選択するための入力電力設定手段と、
前記スイッチング素子を、所定のデューティ周期で通電状態と停止状態を繰り返すように制御する制御回路とを備えた誘導加熱調理器において、
前記制御回路は、前記検出される入力電流を前記各デューティ周期期間において積算し、当該各デューティ周期期間の積算後の入力電流の平均値が、前記選択された入力電力設定値に対応するように予め設定された値になるように、前記スイッチング素子の通電時間を制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記鍋の材質を判定する鍋材質判定手段をさらに備え、
前記制御回路は、前記判定された鍋の材質に応じて前記スイッチング素子の通電時間を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】
鍋を誘導加熱する加熱コイルと、当該加熱コイルに並列に接続された共振コンデンサとを備えた共振回路と、
前記共振コンデンサに直列に接続されたスイッチング素子と、
前記共振回路への複数の入力電力設定値の中から１つの入力電力設定値を選択するための入力電力設定手段と、
前記鍋の材質を判定する鍋材質判定手段と、
前記スイッチング素子を、所定のデューティ周期で通電状態と停止状態を繰り返すように制御する制御回路とを備えた誘導加熱調理器において、
前記制御回路は、前記判定された鍋の材質に基づいて、前記各デューティ周期期間における入力電力の平均値が前記選択された入力電力設定値に対応する値になるように予め決定された前記スイッチング素子の通電時間を設定することを特徴とする誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力電力の設定値に応じて電力制御を行う誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１５を参照して、特許文献１記載の従来技術に係る誘導加熱調理器を説明する。図１５は、従来技術に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。図１５に示すように、従来技術に係る誘導加熱調理器は、直流電源回路４１と、加熱コイル４４、共振コンデンサ４５および負荷（鍋）６０からなる並列共振回路と、加熱コイル４４に高周波電流を供給するスイッチング素子４６および４７とフライホイールダイオードとを備えて構成される。図１５の誘導加熱調理器は電圧共振型インバータの回路構成を有し、スイッチング素子４６および４７をオンオフすることによって並列共振回路に共振電流を発生させ、加熱コイル４４に発生する高周波磁界により、加熱コイル４４上に載置された負荷６０に発生する渦電流損によって負荷６０を誘導加熱する。また、用いられる電力制御方法は、スイッチング素子４６および４７をオンする時間（オン時間）の値によって加熱コイルに流れる電流を変化させて、鍋に与えられる高周波電流を制御して電力を可変させる周波数制御である。この方法によれば、適正インピーダンスの負荷（鍋）６０の場合は、共振によるフライバック電圧（コレクタ・エミッタ間電圧）が完全に０Ｖに低下した状態から次の通電が行なわれ、負荷電流（コレクタ電流）としてフライホイールダイオードにマイナスのフライホイール電流が流れる。しかし、出力電力を下げるためにオン時間を短くしていくと、フライバック電圧が０Ｖ以下に下がる前にスイッチング素子がオンしてしまうため、オン損失が著しく増大することとなり、素子の劣化や破壊を招くという欠点があった。【０００３】
これらの問題を解決するために、特許文献１では、入力電力設定値がある値以上の場合は入力電力設定値に応じてスイッチング素子の動作周波数を変化させ（周波数制御による連続動作制御方法を用いる。）、入力電力設定値がある値以下の場合は入力電力設定値に応じて加熱時間と停止時間の比を変化させる（インバータ回路への通電および停止を周期的に繰り返す間欠動作制御方法（以下、デューティ制御という。）を用いる。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−０４０２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来技術に係る誘導加熱調理器は、デューティ制御により電力制御を行う場合に、負荷によっては、負荷への入力電力の平均電力と設定電力との間の差が大きくなるという課題を有している。これは以下の理由によるものである。デューティ制御とは、所定の設定電力での通電動作を、所定の通電時間および停止時間により通電状態と停止状態を交互に切り替えることにより行い、所定の周期時間（通電時間＋停止時間）に対する通電時間の比（デューティ比）を変化させることにより、所望の平均電力を得る制御方法である。ここで、通電状態では負荷への入力電力が設定電力相当の入力電力となるよう周波数制御により電力制御されるが、このときのスイッチング素子の動作状態は負荷により異なるため、設定電力ごとにスイッチング素子の動作周波数を一意に決定することができない。このため、一般的には、動作開始時には共振回路の共振周波数から大きく離れた動作周波数（共振周波数＜動作周波数とする）で動作させて低電力状態とし、少しずつ動作周波数を共振周波数に近づけることで入力電力を増加させて設定電力相当まで制御する方法（ソフトスタート制御）が用いられる。このとき、動作開始から、入力電力が設定電力相当に到達するまでの所要時間は負荷により異なり、且つこの時間は先に述べた通電時間に含まれる。このため所要時間が長い負荷ほど残りの通電時間（設定電力相当で通電する時間）が短くなり、周期時間当たりの平均電力も小さくなるため、実際の入力電力の平均値と設定電力との間の差が大きくなる。【０００６】
本発明の目的は以上の問題を解決し、デューティ制御により電力制御を行うときに、従来技術に比較して平均入力電力と設定電力との間の差を小さくできる誘導加熱調理器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る誘導加熱調理器は、
鍋を誘導加熱する加熱コイルと、当該加熱コイルに並列に接続された共振コンデンサとを備えた共振回路と、
前記共振コンデンサに直列に接続されたスイッチング素子と、
交流電源から整流回路を介して前記共振回路に入力される入力電流を検出する入力電流検出回路と、
前記共振回路への複数の入力電力設定値の中から１つの入力電力設定値を選択するための入力電力設定手段と、
前記スイッチング素子を、所定のデューティ周期で通電状態と停止状態を繰り返すように制御する制御回路とを備えた誘導加熱調理器において、
前記制御回路は、前記検出される入力電流を前記各デューティ周期期間において積算し、当該各デューティ周期期間の積算後の入力電流の平均値が、前記選択された入力電力設定値に対応するように予め設定された値になるように、前記スイッチング素子の通電時間を制御することを特徴とする。【０００８】
第２の発明に係る誘導加熱調理器は、
鍋を誘導加熱する加熱コイルと、当該加熱コイルに並列に接続された共振コンデンサとを備えた共振回路と、
前記共振コンデンサに直列に接続されたスイッチング素子と、
前記共振回路への複数の入力電力設定値の中から１つの入力電力設定値を選択するための入力電力設定手段と、
前記鍋の材質を判定する鍋材質判定手段と、
前記スイッチング素子を、所定のデューティ周期で通電状態と停止状態を繰り返すように制御する制御回路とを備えた誘導加熱調理器において、
前記制御回路は、前記判定された鍋の材質に基づいて、前記各デューティ周期期間における入力電力の平均値が前記選択された入力電力設定値に対応する値になるように予め決定された前記スイッチング素子の通電時間を設定することを特徴とする。【０００９】
従って、デューティ制御により電力制御を行うときに、従来技術に比較して平均入力電力と設定電力との間の差を小さくでき、負荷の相違による調理性能のバラツキを抑えて使い勝手を向上できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る誘導加熱調理器によれば、デューティ制御により電力制御を行うときに、所定のデューティ周期で通電状態と停止状態を交互に切り替えて、且つ通電状態から停止状態への切り替えは、各デューティ周期期間の共振回路への入力電流の平均値が入力電力設定値に対応するように予め設定された値に到達した時点で行うので、入力電力平均値と、入力電力設定値に対応する設定電力との間の差が負荷によっては大きくなってしまうことを防止して、負荷の相違による調理性能のバラツキを抑えて使い勝手を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【図２】入力電力設定値が１に設定されたときの本発明の実施の形態１に係るデューティ制御処理のフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る入力電力設定値と、設定電力と、電力制御方法との関係を示すテーブルである。
【図４】本発明の実施の形態１における鍋３への入力電力と入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルＹとの関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態１におけるデューティ制御中の入力電力の時間変化を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【図７Ａ】入力電力設定値が１に設定されたときの本発明の実施の形態２に係るデューティ制御処理の第１の部分のフローチャートである。
【図７Ｂ】入力電力設定値が１に設定されたときの本発明の実施の形態２に係るデューティ制御処理の第２の部分のフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２に係る入力電力設定値と、設定電力と、電力制御方法との関係を示すテーブルである。
【図９】本発明の実施の形態２における鍋３への入力電力と入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルＹとの関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【図１１Ａ】入力電力設定値が１に設定されたときの本発明の実施の形態３に係るデューティ制御処理の第１の部分のフローチャートである。
【図１１Ｂ】入力電力設定値が１に設定されたときの本発明の実施の形態３に係るデューティ制御処理の第２の部分のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る入力電力設定値と、設定電力と、電力制御方法との関係を示すテーブルである。
【図１３】本発明の実施の形態３における鍋３への入力電力と入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルＹとの関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施の形態３におけるデューティ制御中の入力電力の時間変化を示すグラフである。
【図１５】従来技術に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の態様に係る誘導加熱調理器は、
鍋を誘導加熱する加熱コイルと、当該加熱コイルに並列に接続された共振コンデンサとを備えた共振回路と、
前記共振コンデンサに直列に接続されたスイッチング素子と、
交流電源から整流回路を介して前記共振回路に入力される入力電流を検出する入力電流検出回路と、
前記共振回路への複数の入力電力設定値の中から１つの入力電力設定値を選択するための入力電力設定手段と、
前記スイッチング素子を、所定のデューティ周期で通電状態と停止状態を繰り返すように制御する制御回路とを備えた誘導加熱調理器において、
前記制御回路は、前記検出される入力電流を前記各デューティ周期期間において積算し、当該各デューティ周期期間の積算後の入力電流の平均値が、前記選択された入力電力設定値に対応するように予め設定された値になるように、前記スイッチング素子の通電時間を制御することを特徴とする。
【００１３】
従って、通電開始から、入力電力が設定電力に到達するまでの所要時間に、負荷によって長短が発生して、この間の平均電力に差が生じた場合にも、負荷に応じて通電時間を可変させて対応することができるため、負荷によらずに、従来技術に比較して平均入力電力と設定電力との間の差を小さくできる。
【００１４】
第２の態様に係る誘導加熱調理器は、第２の態様に係る加熱調理器において、
前記鍋の材質を判定する鍋材質判定手段をさらに備え、
前記制御回路は、前記判定された鍋の材質に応じて前記スイッチング素子の通電時間を制御することを特徴とする。
【００１５】
従って、動作開始から、入力電流が通電開始から、通電状態と停止状態を切り替えるための所定の積算入力電力に到達するまでの所要時間に、負荷によって長短が発生して、所要時間中に発生する平均電力に差が生じた場合や、連続動作時の電力制御方法如何によっては通電状態の入力電力そのものが異なる場合にも、負荷に応じて通電時間を可変させて対応することができる。このため、負荷によらずに、従来技術に比較して平均入力電力と設定電力との間の差を小さくできる。
【００１６】
第３の態様に係る誘導加熱調理器は、
鍋を誘導加熱する加熱コイルと、当該加熱コイルに並列に接続された共振コンデンサとを備えた共振回路と、
前記共振コンデンサに直列に接続されたスイッチング素子と、
前記共振回路への複数の入力電力設定値の中から１つの入力電力設定値を選択するための入力電力設定手段と、
前記鍋の材質を判定する鍋材質判定手段と、
前記スイッチング素子を、所定のデューティ周期で通電状態と停止状態を繰り返すように制御する制御回路とを備えた誘導加熱調理器において、
前記制御回路は、前記判定された鍋の材質に基づいて、前記各デューティ周期期間における入力電力の平均値が前記選択された入力電力設定値に対応する値になるように予め決定された前記スイッチング素子の通電時間を設定することを特徴とする。
【００１７】
従って、鍋の材質によってはデューティ制御動作を行うときの入力電力そのものが変化してしまい、設定電力と実際の平均入力電力との間に差が発生してしまう場合にも、設定電力に相当する平均入力電力を得ることができる時間比（デューティ周期時間に対する通電時間の比）を負荷の材質に応じて設定することができるため、負荷によらずに、従来技術に比較して平均入力電力と設定電力との間の差を小さくできる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【００２０】
図１において、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、加熱コイル１と、共振コンデンサ２と、スイッチング素子４と、フライホイールダイオード５と、整流素子６と、チョークコイル７と、平滑コンデンサ８と、マイクロコンピュータである制御回路９と、スイッチング素子駆動回路１０と、電源回路１１と、ゼロボルトパルス検出回路１２と、入力電流検出回路１３と、入力電力設定手段１６とを備えて構成される。また、制御回路９は、パルス回数加算回路１４と、入力電流加算回路１５とを含む。
【００２１】
加熱コイル１と、当該加熱コイル１に並列に接続された共振コンデンサ２とは、共振回路を構成している。負荷としての鍋３は加熱コイル１の近傍に配置される。スイッチング素子４は共振回路に直列に接続され、スイッチング素子４に並列に接続されたフライホイールダイオード５とともに共振回路に高周波電流を供給する。交流電源からの交流電力を整流する整流素子６で整流された電力は、チョークコイル７及び平滑コンデンサ８により構成される平滑回路で平滑され、共振回路とスイッチング素子４に供給される。ここで、整流素子６と、チョークコイル７と、平滑コンデンサ８とは、整流回路を構成する。また、制御回路９は、誘導加熱調理器全体を制御し、スイッチング素子駆動回路１０は、制御回路９からの命令に従ってスイッチング素子４を高速で駆動する。さらに、電源回路１１は、誘導加熱調理器全体に直流安定化電源を供給する。ゼロボルトパルス検出回路１２は、交流電源からの交流電圧のゼロボルトタイミングを検出し、当該検出タイミングにおいてゼロボルトパルスを発生してパルス回数加算回路１４に出力する。入力電流検出回路１３は、カレントトランスを用いて、交流電源から整流回路を介して共振回路に入力される入力電流を検出し、当該検出された入力電流に対応する電圧レベルを有する検出信号を入力電流加算回路１５に出力する。また、パルス回数加算回路１４は、ゼロボルトパルス検出回路１２からのゼロボルトパルスをカウントし、カウント結果を示すデータを格納データとして格納する。さらに、入力電流加算回路１５は、入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルに対応する値を積算することにより、入力電流検出回路１３によって検出された入力電流を加算（積算）し、積算結果を示すデータを格納データとして格納する。なお、入力電流検出回路１３によって検出される電流は入力電力に対応しており、入力電流加算回路１５の格納データは積算電力に対応している。使用者は、入力電力設定手段１６を操作して、共振回路への複数の入力電力設定値の中から１つの入力電力設定値を選択して設定する。
【００２２】
以上説明したように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作および作用を説明する。なお、本実施の形態に係る誘導加熱調理器と、図１５を参照して説明した特許文献１記載の従来技術に係る誘導加熱調理器との間の相違点は、入力電力設定手段１６によって設定された入力電力設定値が所定値未満の場合の制御方法、すなわち鍋３への加熱動作と停止を所定のデューティ周期により繰り返す（すなわち、スイッチング素子４をデューティ周期より十分に短い所定のスイッチング周期で駆動する通電状態と、スイッチング素子４をオフする停止状態とを、所定のデューティ周期により繰り返す。）デューティ制御（間欠動作）による制御方法のみである。それ以外の場合、例えば入力電力設定手段１６によって設定された入力電力設定値が所定値以上の場合、およびデューティ制御中の加熱動作時の制御方法は、従来技術に係る誘導加熱調理器と同様である。具体的には、電圧共振形インバータを用いて、加熱コイル１に発生する高周波磁界により加熱コイル１上に載置された鍋３に発生する渦電流損によって鍋３を誘導加熱する。また、用いられる電力制御方法は、スイッチング素子４をオンする時間（オン時間）の値によって加熱コイル１に流れる電流を変化させて、鍋３に与えられる高周波電流を制御して電力を可変させる周波数制御である。さらに、制御方法を周波数制御とデューティ制御との間で切り替えるときの入力電力設定値の決定方法は、従来技術に係る決定方法と同様である。具体的には、低電力状態でのスイッチング素子４のオン損失の著しい増加の発生を防止することを目的として、冷却構成によりスイッチング素子４の破壊を回避することができる最小入力電力に基づいて、周波数制御を行う入力電力設定値の範囲を決定する。以下、従来技術に係る誘導加熱調理器と同様の構成、動作及び設定方法についての詳細な説明は省略し、本実施の形態に係る誘導加熱調理器と従来技術に係る誘導加熱調理器との間の相違点のみを説明する。
【００２３】
入力電力設定手段１６によって設定された入力電力設定値が所定値未満の場合の制御方法について、図２〜図４を用いて説明する。図２は、入力電力設定値が１に設定されたときの本発明の実施の形態１に係るデューティ制御処理のフローチャートである。図３は、本発明の実施の形態１に係る入力電力設定値と、設定電力と、電力制御方法との関係を示すテーブルである。図４は、本発明の実施の形態１における鍋３への入力電力と入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルＹとの関係を示すグラフである。
【００２４】
本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器によれば、使用者は、入力電力設定手段１６により、入力電力設定値「１」から「５」までの５段階の入力電力設定値のうち所望の入力電力設定値を選択して設定する。ここで、図３に示すように、入力電力設定値「１」に対応する設定電力は１００Ｗであり、入力電力設定値「２」に対応する設定電力は３００Ｗであり、入力電力設定値「３」に対応する設定電力は６００Ｗであり、入力電力設定値「４」に対応する設定電力は９００Ｗであり、入力電力設定値「５」に対応する設定電力は１２００Ｗである。また、制御回路９は、「３」から「５」までの入力電力設定値範囲では周波数制御による連続動作を行い、「１」および「２」の入力電力設定値範囲では、入力電力設定値「３」に対応する設定電力（６００Ｗ）で、デューティ周期時間を６秒に設定して、デューティ制御動作を行う。
【００２５】
図２において、入力電力設定手段１６により入力電力設定値が「１」に設定されると、制御回路９は、入力電力設定値「１」を含む信号を入力電力設定手段１６から受信する（Ｓ１）。これに応答して、制御回路９は、まず始めに、制御回路９内のパルス回数加算回路１４および入力電流加算回路１５の各格納データを０にリセットする（Ｓ２およびＳ３において、初期値０をセットする）。
【００２６】
次に、制御回路９は、パルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値に７２０をセットし（Ｓ４）、入力電流加算回路１５の格納データの通電時間到達可否判定値に１５１２０をセットする（Ｓ５）。なお、周期時間到達可否判定値および通電時間到達可否判定値の設定方法は、後述する。
【００２７】
次に、制御回路９は、スイッチング素子駆動回路１０に駆動信号を送信してスイッチング素子４をデューティ周期より十分に短い所定のスイッチング周期で駆動させ、通電状態に移行し、鍋３への加熱動作を開始する（Ｓ６）。
【００２８】
ゼロボルトパルス検出回路１２は、交流電源からの交流電圧のゼロボルトタイミング、すなわち正負電圧の反転タイミングを検出し、当該検出タイミングにおいてゼロボルトパルスを発生する。例えば、交流電源が単相３線式の２００Ｖ／６０Ｈｚの商用周波電源である場合は、ゼロボルトパルス検出回路１２は、交流電源からの交流電圧の１周期（１／（６０×２）＝約１６ミリ秒）でゼロボルトタイミングを２回検出する。
【００２９】
ゼロボルトパルス検出回路１２は、ゼロボルトタイミングを検出すると制御回路９にゼロボルトパルスを送信する。制御回路９は、ゼロボルトパルスを検出すると（Ｓ７でＹＥＳ）、制御回路９内のパルス回数加算回路１４の直前の格納データに対して１を加算する（Ｓ８）。例えば、直前の格納データが０であるときは、加算後はパルス回数加算回路１４に１がセットされる。
【００３０】
入力電流検出回路１３は、交流電源からの入力電流（電源電流）を、カレントトランスを用いて検出し、検出した入力電流を当該入力電流に対応する電圧レベルを有する検出信号に変換して制御回路９に出力する。制御回路９（マイクロコンピュータ）は、入力電流検出回路１３からの検出信号を電圧レベル（アナログ値）に応じて０から２５５ディジットまでのデジタル値に変換する。前述のとおり、本実施の形態における誘導加熱調理器の最大入力電力設定値は「５」、すなわち最大設定電力は「１２００Ｗ」であるため、制御回路９は、加熱停止状態（入力電力０Ｗ＝入力電流０Ａ）での入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルを０ディジットに変換し、最大設定値「５」（入力電力１２００Ｗ）での入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルを２５５ディジットに変換する。さらに、０Ｗから１２００Ｗまでの入力電力においては、入力電力をＸとし、入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルをＹとした場合に、Ｙ＝０．２１２５Ｘなる線形性を有するように、鍋３への入力電力と電圧レベルＹとの関係を設定する（図４参照。）。
【００３１】
制御回路９は、ゼロボルトパルスの検出後、入力電流検出回路１３から検出信号を受信し、当該検出信号の電圧レベルに対応する値（ディジット）を、入力電流加算回路１５の直前の格納データに対して加算する（Ｓ９）。ここで、加熱動作開始時は、共振回路の共振周波数から大きく離れた動作周波数（共振周波数＜動作周波数とする）で動作させて低電力状態とするため（ソフトスタート制御）、例えば、加熱動作開始時の入力電力を２００Ｗに設定した場合には、入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルは前述の線形式によりＹ＝０．２１２５×２００≒４３ディジットとなり、直前の格納データは０であったため入力電流加算回路１５に４３がセットされる。
【００３２】
制御回路９は、入力電流加算回路１５の格納データに入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルに対応する値を加算した後、入力電流加算回路１５の格納データが通電時間到達可否判定値（１５１２０）に到達したか否かを判定する（Ｓ１０）。
【００３３】
以下、パルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値及び入力電流加算回路１５の格納データの通電時間到達可否判定値の設定方法について説明する。前述のとおり、入力電力設定値「１」に対応する設定電力は１００Ｗであり、入力電力設定値「２」に対応する設定電力は３００Ｗであり、入力電力設定値「１」および「２」では、入力電力設定値「３」に対応する設定電力（６００Ｗ）で、デューティ周期時間を６秒に設定してデューティ制御動作を行う。簡単にいうと、例えば入力電力設定値「１」の場合には、入力電力を６００Ｗに設定して１秒間だけ通電させて５秒間だけ通電を停止させることにより平均電力１００Ｗを得るという制御を行う。言い換えれば、６秒ごとの平均電力は、入力電力１００Ｗで連続動作させた場合の平均電力と全く同じである（デューティ制御での平均電力は、６００×１／６＝１００Ｗであり、連続動作時の平均電力は１００×６／６＝１００Ｗである。）。
【００３４】
パルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値は、通電と通電停止の繰り返しのデューティ周期時間（６秒）に対応する値に設定される。具体的には、パルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値は、６秒間でのゼロボルトタイミングの発生回数に等しく、２回×６０Ｈｚ×６秒＝７２０回に設定される。また、入力電流加算回路１５の格納データの通電時間到達可否判定値はスイッチング素子４の（通電）時間に対応しており、入力電力設定値に対応する設定電力で、上述した繰り返しデューティ周期時間だけ連続して通電したときの入力電流加算回路１５の格納データの値に設定される。具体的には、前述のとおり制御回路９はゼロボルトパルスの検出後に入力電流加算回路１５の格納データへの加算処理を行うため、６秒間での入力電流加算回路１５の格納データへの加算処理の総回数は６秒間でのゼロボルトタイミングの発生回数に等しく、２回×６０Ｈｚ×６秒＝７２０回となる。また、入力電力が１００Ｗの場合、入力電流検出回路１３からの検出信号の受信電圧レベルＹはＹ＝０．２１２５×１００≒２１ディジットであり、入力電力を１００Ｗに設定して６秒間だけ連続動作させた場合の入力電流加算回路１５の格納データの加算結果は２１×７２０＝１５１２０ディジットとなる。従って、入力電力を６００Ｗに設定してデューティ制御を行う場合にも、通電開始から６秒経過したときの入力電流加算回路１５の格納データの加算結果が１５１２０ディジットであれば、平均電力は１００Ｗとなる。従って、入力電力設定値が「１」の場合には、入力電流加算回路１５の格納データの通電時間到達可否判定値に１５１２０をセットする。入力電力設定値「２」の場合についても、入力電力設定値「１」の場合と同様に、入力電流加算回路１５の格納データの通電時間到達可否判定値に４５３６０をセットする（図３参照。）。
【００３５】
図２において、制御回路９は、入力電流加算回路１５の格納データが通電時間到達可否判定値（１５１２０）に到達したか否かを判定し（Ｓ１０）、もし通電時間到達可否判定値に到達していなければ（Ｓ１０でＮＯ）図２のフローチャートに従って通電状態を継続する一方、通電時間到達可否判定値に到達していれば（Ｓ１０でＹＥＳ）通電状態から停止状態に移行し、すなわちスイッチング素子駆動回路１０に停止信号を送信してスイッチング素子４を停止させ、鍋３への加熱動作を停止する（Ｓ１１）。
【００３６】
加熱動作を停止後、ゼロボルトパルス検出回路１２がゼロボルトタイミングを検出するとゼロボルトパルス検出回路１２から制御回路９にゼロボルトパルスが送信される。制御回路９は、ゼロボルトパルスを検出すると（Ｓ１２でＹＥＳ）、パルス回数加算回路１４の直前の格納データに対して１を加算する（Ｓ１３）。制御回路９は、パルス回数加算回路１４の格納データへの加算後、パルス回数加算回路１４の格納データが周期時間到達可否判定値（７２０）に到達したか否かを判定する（Ｓ１４）。パルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値は、デューティ制御の周期時間である６秒に相当する値に設定される。前述したとおり、６秒間でのゼロボルトタイミングの発生回数は２回×６０Ｈｚ×６秒＝７２０回であり、ゼロボルトタイミングが検出される毎にパルス回数加算回路１４の格納データは１ずつ加算されていくため、６秒間の加算結果は７２０となる。従って、パルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値は７２０に設定される。制御回路９は、パルス回数加算回路１４の格納データが周期時間到達可否判定値に到達したか否かを判定し、もし周期時間到達判定値に到達していなければ（Ｓ１４でＮＯ）図２のフローチャートに従って停止状態を継続する。一方、パルス回数加算回路１４の格納データが周期時間到達可否判定値に到達していれば（Ｓ１４でＹＥＳ）、パルス回数加算回路１４および入力電流加算回路１５の各格納データを０にリセットした後（Ｓ２およびＳ３において初期値０をセットする）、停止状態から通電状態に移行し、すなわちスイッチング素子駆動回路１０に駆動信号を送信してスイッチング素子４をデューティ周期より十分に短い所定のスイッチング周期で駆動させ、通電状態に移行し、鍋３への加熱動作を開始する（Ｓ６）。以下、これまで説明した一連の動作（Ｓ２〜Ｓ１４）を、入力電力設定手段１６を用いて加熱動作の終了が選択されるまで繰り返す。
【００３７】
従って、図２の処理によれば、制御回路９は、スイッチング素子４を、所定のデューティ周期で通電状態と停止状態を繰り返すように制御するとき、入力電流検出回路１３により検出される入力電流を各デューティ周期期間において積算し、当該各デューティ周期期間の積算後の入力電流の平均値が、入力電力設定手段１６を用いて選択された入力電力設定値に対応するように予め設定された値になるように、スイッチング素子４の通電時間（通電時間到達可否判定値に対応する。）を制御する。
【００３８】
図５は、本発明の実施の形態１におけるデューティ制御中の入力電力の時間変化を示すグラフであり、図２のフローチャートに従う加熱動作制御を行ったときの入力電力の時間変化を示す。図５に示すように、本実施の形態によれば、パルス回数加算回路１４及び入力電流加算回路１５の各格納データがゼロにリセットされるタイミングから入力電力が６００Ｗになるまでの期間の長さによらず、入力電力設定値が「１」であるときのデューティ制御周期（６秒）内での積算入力電力（図５の領域Ａの面積）は、入力電力設定値「１」に対応する設定電力（１００Ｗ）でデューティ制御周期時間だけ連続して通電したときの積算入力電力（図５の領域Ｂの面積）と等しい。すなわち、入力電力設定値が「１」であるときの平均入力電力は、１００Ｗの設定電力で連続して通電するときの平均入力電力と等しい。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態においては、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流素子６と、高周波磁界を発生して鍋３を加熱する加熱コイル１と、加熱コイル１と共に共振回路を構成する共振コンデンサ２と、共振回路に接続されて共振電流を生成するスイッチング素子４と、共振回路への入力電流を検出する入力電流検出回路１３と、入力電流検出回路１３による検出結果を加算する入力電流加算回路１５と、所定の電力を出力するためにスイッチング素子４のオン時間を任意に変更する制御回路９と、入力電力設定手段１６とを備えて構成される。ここで、制御回路９は、入力電力設定手段１６によって設定された入力電力設定値が所定値以上の場合には鍋３を連続的に加熱する一方、入力電力設定値が所定値未満の場合には加熱動作と停止を所定のデューティ周期により繰り返す間欠動作を行い、且つ間欠動作では入力電流加算回路１５による加算結果の格納データが入力電力設定値毎にあらかじめ定められた通電時間到達可否判定値に到達した時点で加熱動作から停止へと状態を変化させる。
【００４０】
本実施の形態において、入力電力設定値が所定値（本実施の形態では３である。）未満の場合のデューティ制御は、パルス回数加算回路１４の格納データに基づいて、デューティ周期時間６秒で行われる。また、デューティ制御時の通電状態から停止状態への切り替えは、入力電流加算回路１５の格納データが、入力電力設定値に対応する設定電力で６秒間通電したときの積算電流に対応する所定の通電時間到達可否判定値に到達した時点で行われる。このため、通電開始から、入力電力が設定電力に到達するまでの所要時間に、負荷によって長短が発生して、この間の平均電力に差が生じた場合にも、負荷に応じて通電時間を可変させて対応することができるため、負荷によらずに、従来技術に比較して平均入力電力と設定電力との間の差を小さくできる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、入力電力設定値は「１」から「５」までの５段階であり、入力電力設定値「１」に対応する設定電力は１００Ｗであり、入力電力設定値「２」に対応する設定電力は３００Ｗであり、入力電力設定値「３」に対応する設定電力は６００Ｗであり、入力電力設定値「４」に対応する設定電力は９００Ｗであり、入力電力設定値「５」に対応する設定電力は１２００Ｗであった。また、制御回路９は、「３」から「５」までの入力電力設定値範囲では周波数制御による連続動作を行い、「１」および「２」の入力電力設定値範囲では、入力電力設定値「３」に対応する設定電力（６００Ｗ）で、デューティ周期時間を６秒に設定して、デューティ制御動作を行ったが、本発明はこれに限られない。上述した入力電力設定値の段階数およびそれに対応する設定電力に限定されずとも、本実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもないことである。
【００４２】
また、本実施の形態では、「１」および「２」の入力電力設定値範囲では、入力電力設定値「３」に対応する設定電力（６００Ｗ）で、デューティ周期時間を６秒に設定して、デューティ制御動作を行い、通電状態から停止状態への切り替えを判定する入力電流加算回路１５の格納データの通電時間到達可否判定値を１５１２０に設定し、周期時間６秒を検出するためのパルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値を７２０に設定したが、本発明はこれに限られない。上述した通電時間到達可否判定値および周期時間到達可否判定値に限定されずとも、本実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもないことである。
【００４３】
また、本実施の形態では、設定値「３」から「５」の入力電力設定値範囲では周波数制御による連続動作を行ったが、動作周波数を固定した状態で導通比率を変更することにより入力電力を制御する導通比制御を行っても、本実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもないことである。
【００４４】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【００４５】
図６において、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、加熱コイル１と、共振コンデンサ２と、スイッチング素子４と、フライホールダイオード５と、整流素子６と、チョークコイル７と、平滑コンデンサ８と、マイクロコンピュータである制御回路９と、スイッチング素子駆動回路１０と、電源回路１１と、ゼロボルトパルス検出回路１２と、入力電流検出回路１３と、入力電力設定手段１６と、共振電圧検出回路１７とを備えて構成される。また、制御回路９は、パルス回数加算回路１４と、入力電流加算回路１５と、鍋材質判定回路１８とを含む。
【００４６】
加熱コイル１と、当該加熱コイル１に並列に接続された共振コンデンサ２とは、共振回路を構成している。負荷としての鍋３は加熱コイル１の近傍に配置される。スイッチング素子４は共振回路に直接に接続され、スイッチング素子４に並列に接続されたフライホイールダイオード５とともに共振回路に高周波電流を供給する。交流電源からの交流電力を整流する整流素子６で整流された電力は、チョークコイル７及び平滑コンデンサ８により構成される平滑回路で平滑され、共振回路とスイッチング素子４に供給される。ここで、整流素子６と、チョークコイル７と、平滑コンデンサ８とは、整流回路を構成する。また、制御回路９は、誘導加熱調理器全体を制御し、スイッチング素子駆動回路１０は、制御回路９からの命令に従ってスイッチング素子４を高速で駆動する。さらに、電源回路１１は、誘導加熱調理器全体に直流安定化電源を供給する。ゼロボルトパルス検出回路１２は、交流電源からの交流電圧のゼロボルトタイミングを検出し、当該検出タイミングにおいてゼロボルトパルスを発生してパルス回数加算回路１４に出力する。入力電流検出回路１３は、カレントトランスを用いて、交流電源から整流回路を介して共振回路に入力される入力電流を検出し、当該検出された入力電流に対応する電圧レベルを有する検出信号を入力電流加算回路１５および鍋材質判定回路１８に出力する。また、パルス回数加算回路１４は、ゼロボルトパルス検出回路１２からのゼロボルトパルスをカウントして、カウント結果を示すデータを格納データとして格納する。さらに、入力電流加算回路１５は、入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルに対応する値を積算することにより、入力電流検出回路１３によって検出された入力電流を加算（積算）し、積算結果を示すデータを格納データとして格納する。なお、入力電流検出回路１３によって検出される電流は入力電力に対応しており、入力電流積算回路１５の格納データは積算電力に対応している。またさらに、共振電圧検出回路１７は、共振コンデンサに発生する共振電圧を検出し、鍋材質判定回路１８は、入力電流検出回路１３と共振電圧検出回路１７による各検出結果に基づいて鍋３の材質を判定する。なお、入力電流検出回路１３と、共振電圧検出回路１７と、鍋材質判定回路１８とは、鍋３の材質を判定する鍋材質判定手段を構成する。使用者は、入力電力設定手段１６を操作して、共振回路への複数の入力電力設定値の中から１つの入力電力設定値を選択して設定する。
【００４７】
以上説明したように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作および作用を説明する。なお、本実施の形態に係る誘導加熱調理器と、図１５を参照して説明した特許文献１記載の従来技術に係る誘導加熱調理器との間の相違点は、入力電力設定手段１６によって設定された入力電力設定値が所定値未満の場合の制御方法、すなわち鍋３への加熱動作と停止を所定のデューティ周期により繰り返す（すなわち、スイッチング素子４をデューティ周期より十分に短い所定のスイッチング周期で駆動する通電状態と、スイッチング素子４をオフする停止状態とを、所定のデューティ周期により繰り返す。）デューティ制御（間欠動作）による制御方法のみである。それ以外の場合、例えば入力電力設定手段１６によって設定された入力電力設定値が所定値以上の場合、およびデューティ制御中の加熱動作時の制御方法は、従来技術に係る誘導加熱調理器と同様である。具体的には、電圧共振形インバータを用いて、加熱コイル１に発生する高周波磁界により加熱コイル１上に載置された鍋３に発生する渦電流損によって鍋３を誘導加熱する。また、用いられる電力制御方法は、スイッチング素子４をオンする時間（オン時間）の値によって加熱コイル１に流れる電流を変化させて、鍋３に与えられる高周波電流を制御して電力を可変させる周波数制御である。さらに、制御方法を周波数制御とデューティ制御との間で切り替えるときの入力電力設定値の決定方法は、従来技術に係る決定方法と同様である。具体的には、低電力状態でのスイッチング素子４のオン損失の著しい増加の発生を防止することを目的として、冷却構成によりスイッチング素子４の破壊を回避することができる最小入力電力に基づいて、周波数制御を行う入力電力設定値の範囲を決定する。
【００４８】
さらに、鍋材質判定回路１８は、公知の技術を利用して、入力電流検出回路１３と共振電圧検出回路１７による各検出結果に基づいて鍋３の材質を判定する。具体的には、鍋材質判定回路１８は、例えば鍋３の材質によって入力電流検出回路１３によって検出される入力電流と共振電圧検出回路１７によって検出される共振電圧とが大きく異なることを利用して、鍋３の材質が、鉄および非磁性ステンレス鋼のいずれであるかを判定する。以下、従来技術に係る誘導加熱調理器と同様の構成、動作及び設定方法についての詳細な説明は省略し、従来技術に係る誘導加熱調理器との間の相違点のみを説明する。
【００４９】
入力電力設定手段１６によって設定された入力電力設定値が所定値未満の場合の制御方法について、図７Ａ、図７Ｂ、図８及び図９を用いて説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、入力電力設定値が１に設定されたときの本発明の実施の形態２におけるデューティ制御処理のフローチャートである。図８は、本発明の実施の形態２に係る入力電力設定値と、設定電力と、電力制御方法との関係を示すテーブルである。図９は、本発明の実施の形態２における鍋３への入力電力と入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルＹとの関係を示すグラフである。
【００５０】
本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器によれば、使用者は、入力電力設定手段１６により、入力電力設定値「１」から「５」までの５段階の入力電力設定値のうち所望の入力電力設定値を選択して設定する。ここで、図３に示すように、入力電力設定値「１」に対応する設定電力は１００Ｗであり、入力電力設定値「２」に対応する設定電力は３００Ｗであり、入力電力設定値「３」に対応する設定電力は６００Ｗであり、入力電力設定値「４」に対応する設定電力は９００Ｗであり、入力電力設定値「５」に対応する設定電力は１２００Ｗである。また、制御回路９は、「３」から「５」までの入力電力設定値範囲では周波数制御による連続動作を行い、「１」および「２」の入力電力設定値範囲では、入力電力設定値「３」に対応する設定電力（６００Ｗ）で、デューティ周期時間を６秒に設定して、デューティ制御動作を行う。
【００５１】
図７Ａにおいて、入力電力設定手段１６により入力電力設定値が「１」に設定されると、制御回路９は、入力電力設定値「１」を含む信号を入力電力設定手段１６から受信する（Ｓ１）。これに応答して、制御回路９は、まず始めに、制御回路９内のパルス回数加算回路１４および入力電流加算回路１５の各格納データを０にリセットする（Ｓ２およびＳ３において、初期値０をセットする）。
【００５２】
次に、制御回路９は、パルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値に７２０をセットする（Ｓ４）。なお、周期時間到達可否判定値の設定方法は、後述する。
【００５３】
次に、制御回路９は、スイッチング素子駆動回路１０に駆動信号を送信してスイッチング素子４をデューティ周期より十分に短い所定のスイッチング周期で駆動させ、通電状態に移行し、鍋３への加熱動作を開始する（Ｓ６）。
【００５４】
次に、制御回路９は、入力電流検出回路１３からの検出信号および共振電圧検出回路１７からの検出信号を受信して、制御回路９内の鍋材質判定回路１８により鍋３の材質を判定し（Ｓ２１）、判定結果に応じて入力電流加算回路１５の格納データの通電時間到達可否判定値を設定する（Ｓ２２およびＳ３２）。
【００５５】
以下、周期時間到達可否判定値および通電時間到達可否判定値の設定方法について説明する。
【００５６】
入力電流検出回路１３は、交流電源からの入力電流（電源電流）を、カレントトランスを用いて検出し、検出した入力電流を当該入力電流に対応する電圧に変換し、当該電圧のピーク電圧をピークホールド回路により検出し、検出結果の電圧レベルを有する検出信号を制御回路９に出力する。制御回路９（マイクロコンピュータ）は、入力電流検出回路１３からの検出信号を電圧レベル（アナログ値）に応じて０から２５５ディジットまでのデジタル値に変換する。前述のとおり、本発明の実施の形態における誘導加熱調理器の最大入力電力設定値は「５」、すなわち最大設定電力は「１２００Ｗ」であるため、鉄材質の代表的な鍋であるホーロー鍋（以下、鉄製のホーロー鍋を、ホーロー鍋という。）を加熱動作させた場合において、加熱停止状態（入力電力０Ｗ＝入力電流０Ａ）での入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルを０ディジットに変換し、最大設定値「５」（入力電力１２００Ｗ）での入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルを２５５ディジットに変換する。さらに、０Ｗから１２００Ｗまでの入力電力においては、入力電力をＸとし、入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルをＹとした場合に、Ｙ＝０．２１２５Ｘなる線形性を有するように、鍋３への入力電力と電圧レベルＹとの関係を設定する（図９参照。）。
【００５７】
入力電力設定値「１」に対応する設定電力は１００Ｗであり、入力電力設定値「２」に対応する設定電力は３００Ｗであり、入力電力設定値「１」および「２」では、入力電力設定値「３」に対応する設定電力（６００Ｗ）で、デューティ周期時間を６秒に設定してデューティ制御動作を行う。簡単にいうと、例えば入力電力設定値「１」の場合には、入力電力を６００Ｗに設定して１秒間だけ通電させて５秒間だけ通電を停止させることにより平均電力１００Ｗを得るという制御を行う。言い換えれば、６秒ごとの平均電力は、入力電力１００Ｗで連続動作させた場合の平均電力と全く同じである（デューティ制御での平均電力は、６００×１／６＝１００Ｗであり、連続動作時の平均電力は１００×６／６＝１００Ｗである。）。後述するが、制御回路９はゼロボルトパルスの検出後に入力電流加算回路１５の格納データへの加算処理を行うため、６秒間での入力電流加算回路１５の格納データへの加算処理の総回数は、６秒間でのゼロボルトタイミングの発生回数に等しい。
【００５８】
ここで、ゼロボルトパルス検出回路１２は、交流電源からの交流電圧のゼロボルトタイミング、すなわち正負電圧の反転タイミングを検出し、当該検出タイミングにおいてゼロボルトパルスを発生する。例えば、交流電源が単相３線式の２００Ｖ／６０Ｈｚの商用周波電源である場合は、交流電源からの交流電圧の１周期（１／（６０×２）＝約１６ミリ秒）でゼロボルトタイミングを２回検出する。従って、６秒間でのゼロボルトタイミングの発生回数は２回×６０Ｈｚ×６秒＝７２０回となる。
【００５９】
入力電力を１００Ｗに設定してホーロー鍋を加熱するとき、入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルＹはＹ＝０．２１２５×１００≒２１ディジットであり、入力電力を１００Ｗに設定して６秒間だけ連続動作させた場合の入力電流加算回路１５の格納データの加算結果は２１×７２０＝１５１２０ディジットとなる。従って、入力電力を６００Ｗに設定してデューティ制御を行う場合にも、通電開始から６秒経過したときの入力電流加算回路１５の格納データが１５１２０ディジットであれば、平均電力は１００Ｗとなる。従って、入力電力設定値が「１」に設定され、かつ鍋３の材質が鉄と判定された場合には入力電流加算回路１５の格納データの通電時間到達可否判定値に１５１２０をセットする（Ｓ２２）。なお、入力電力設定値「２」の場合についても、入力電力設定値「１」の場合と同様に、入力電流加算回路１５の格納データの通電時間到達可否判定値に４５３６０をセットする（図８参照。）。
【００６０】
ところが、本来、入力電力は入力電流の実効値及び位相と、入力電圧の実効値及び位相とに基づいて求められるものであり、入力電流の最大値が同じでも入力電流の実効値が異なる負荷の場合には、入力電力は同じとはならない。例えば、非磁性材質の代表的な鍋である非磁性ステンレス鋼（非磁性ＳＵＳ（Steel Use Stainless））製の鍋（以下、非磁性ステンレス鍋という。）を、入力電力設定値を「３」に設定して、入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルが１２８ディジットになるように加熱した場合には、実際の入力電力は６４０Ｗとなり、入力電力設定値「３」に対応する設定電力６００Ｗの１．０６倍の電力が入力されてしまう（図９参照。）。従って、図９に示すように、鉄製のホーロー鍋にてＹ＝０．２１２５Ｘにて表された鍋３への入力電力と入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルＹとの間の関係は、非磁性ステンレス鍋ではＹ＝０．２Ｘで表される（０．２≒０．２１２５／１．０６）。
【００６１】
一方、入力電力を６００Ｗに設定してホーロー鍋を加熱するとき、入力電流検出回路１３からの検出信号の制御回路９による受信電圧レベルはＹ＝０．２１２５×６００≒１２７ディジットであるため、周期時間６秒に対して通電時間は６×（１５１２０／１２７）／７２０≒０．９９秒になる。非磁性ステンレス鍋を加熱する場合に、鉄材質での入力電流加算回路１５の格納データの通電時間到達可否判定値を用いることは、ホーロー鍋を加熱するときの通電時間で通電することと等しいため、平均電力は６４０×０．９９／６≒１０６Ｗとなり設定電力（１００Ｗ）との間の差が発生してしまう。これを防止するためには、非磁性ステンレス鍋の場合と、ホーロー鍋の場合とで、通電時間到達可否判定値を変えればよい。入力電力を１００Ｗに設定して非磁性ステンレス鍋を加熱するとき、入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルＹはＹ＝０．２×１００≒２０ｉｇｉｔであるため、入力電力を１００Ｗに設定して６秒間だけ連続動作させた場合の入力電流加算回路１５の格納データの加算結果は２０×７２０＝１４４００ディジットとなる。従って、入力電力設定値が「１」に設定され、かつ鍋３の材質が非磁性ステンレス鋼と判定された場合には、通電時間到達可否判定値に１４４００をセットする（Ｓ３２）。この場合、平均電力は６４０×（１４４００／１２７）／７２０≒１０１Ｗとなり、平均入力電力と設定電力（１００Ｗ）との間の差を実質的になくすことができる。なお、入力電力設定値「２」の場合についても、入力電力設定値「１」の場合と同様に、入力電流加算回路１５の格納データの通電時間到達可否判定値に４３２００をセットする（図８参照。）。
【００６２】
次に、ゼロボルトパルス検出回路１２は、ゼロボルトタイミングを検出すると制御回路９にゼロボルトパルスを送信する。制御回路９は、ゼロボルトパルスを検出すると（Ｓ２３又はＳ３３でＹＥＳ）、制御回路９内のパルス回数加算回路１４の直前の格納データに対して１を加算する（Ｓ２４およびＳ３４）。例えば、直前の格納データが０であるときは、加算後はパルス回数加算回路１４に１がセットされる。
【００６３】
制御回路９は、ゼロボルトパルスの検出後、入力電流検出回路１３から検出信号を受信し、当該検出信号の電圧レベルに対応する値（ディジット）を、入力電流加算回路１５の直前の格納データに対して加算する（Ｓ２５およびＳ３５）。ここで、加熱動作開始時は、共振回路の共振周波数から大きく離れた動作周波数（共振周波数＜動作周波数とする）で動作させて低電力状態とするため（ソフトスタート制御）、例えば、加熱動作開始時の入力電力を２００Ｗに設定した場合には、入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルは前述の線形式によりＹ＝０．２１２５×２００≒４３ディジットとなり、直前の格納データは０であったため入力電流加算回路１５に４３がセットされる。
【００６４】
次に、制御回路９は、入力電流加算回路１５の格納データが通電時間到達可否判定値（鍋３の材質が鉄の場合は１５１２０であり、鍋３の材質が非磁性ステンレス鋼の場合は１４４００である。）に到達したか否かを判定し（Ｓ２６およびＳ３６）、もし通電時間到達可否判定値に到達していなければ図７Ａのフローチャートに従って通電状態を継続する一方、通電時間到達判定値に到達していれば通電状態から停止状態に移行し、すなわちスイッチング素子駆動回路１０に停止信号を送信してスイッチング素子４を停止させ、鍋３への加熱動作を停止する（Ｓ１１）。
【００６５】
加熱動作を停止後、ゼロボルトパルス検出回路１２がゼロボルトタイミングを検出するとゼロボルトパルス検出回路１２から制御回路９にゼロボルトパルスが送信される。制御回路９は、ゼロボルトパルスを検出すると（Ｓ１２でＹＥＳ）、パルス回数加算回路１４の直前の格納データに対して１を加算する（Ｓ１３）。制御回路９は、パルス回数加算回路１４の格納データへの加算後、パルス回数加算回路１４の格納データが周期時間到達可否判定値（７２０）に到達したか否かを判定する（Ｓ１４）。パルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値は、デューティ制御の周期時間である６秒に相当する値に設定される。前述したとおり、６秒間でのゼロボルトタイミングの発生回数は２回×６０Ｈｚ×６秒＝７２０回であり、ゼロボルトタイミングが検出される毎にパルス回数加算回路１４の格納データは１ずつ加算されていくため、６秒間の加算結果は７２０となる。従って、パルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値は７２０に設定される。制御回路９は、パルス回数加算回路１４の格納データが周期時間到達可否判定値に到達したか否かを判定し、もし周期時間到達可否判定値に到達していなければ（Ｓ１４でＮＯ）図７Ａ及び図７Ｂのフローチャートに従って停止状態を継続する。一方、パルス回数加算回路１４の格納データが周期時間到達可否判定値に到達していれば（Ｓ１４でＹＥＳ）、パルス回数加算回路１４および入力電流加算回路１５の各格納データを０にリセットした後（Ｓ２およびＳ３において初期値０をセットする）、停止状態から通電状態に移行し、すなわちスイッチング素子駆動回路１０に駆動信号を送信してスイッチング素子４をデューティ周期より十分に短い所定のスイッチング周期で駆動させ、通電状態に移行し、鍋３への加熱動作を開始する（Ｓ６）。以下、これまで説明した一連の動作（Ｓ２〜Ｓ１４）を、入力電力設定手段１６を用いて加熱動作の終了が選択されるまで繰り返す。
【００６６】
従って、図７Ａおよび図７Ｂの処理によれば、制御回路９は、スイッチング素子４を、所定のデューティ周期で通電状態と停止状態を繰り返すように制御するとき、入力電流検出回路１３により検出される入力電流を各デューティ周期期間において積算し、当該各デューティ期間の積算後の入力電流の平均値が、入力電力設定手段１６を用いて選択された入力電力設定値に対応するように予め設定された値になるように、スイッチング素子４の通電時間（通電時間到達可否判定値に対応する。）を制御する。さらに、制御回路９は、鍋３の材質に応じてスイッチング素子４の通電時間を制御する。
【００６７】
図７Ａおよび図７Ｂのフローチャートに従う加熱動作制御を行うと、入力電力は、実施の形態１と同様に、図５のように時間変化する。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態においては、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流素子６と、高周波磁界を発生して鍋３を加熱する加熱コイル１と、前記加熱コイル１と共に共振回路を構成する共振コンデンサ２と、前記共振回路に接続されて共振電流を生成するスイッチング素子４と、前記共振回路への入力電流を検出する入力電流検出回路１３と、前記共振コンデンサ２に発生する共振電圧を検出する共振電圧検出回路１７と、前記入力電流検出回路１３による検出結果を加算する入力電流加算回路１５と、前記入力電流検出回路１３と前記共振電圧検出回路１７による検出結果から鍋材質を判定する鍋材質判定手段である鍋材質判定回路１８と、所定の電力を出力するために前記スイッチング素子４のオン時間を任意に変更する制御回路９と、入力電力設定手段１６とを備えて構成される。ここで、前記制御回路９は、前記入力電力設定手段１６によって設定された入力電力設定値が所定値以上の場合には鍋３を連続的に加熱する一方、入力電力設定値が所定値未満の場合には加熱動作と停止を所定のデューティ周期により繰り返す間欠動作を行い、更に間欠動作では入力電流加算回路１５による加算結果の格納データが、入力電力設定値毎に定められて且つ鍋材質判定回路１８による判定結果により異なる値とした通電時間到達可否判定値に到達した時点で加熱動作から停止へと状態を変化させる。
【００６９】
本実施の形態において、入力電力設定値が所定値（本実施の形態では３である。）未満の場合のデューティ制御は、パルス回数加算回路１４の格納データに基づいて、デューティ周期時間６秒でより行わる。また、デューティ制御時の通電状態から停止状態への切り替えは、入力電流加算回路１５の格納データが、入力電力設定値に対応する設定電力で６秒間通電したときの積算電流に対応する所定の通電時間到達可否判定値に到達した時点で行い、更には負荷の材質（種類）に応じて、同一の設定電力でも平均電力への到達判定条件（通電時間到達可否判定値）を変更する。従って、本実施の形態によれば、動作開始から、入力電流が通電開始から、通電状態と停止状態を切り替えるための所定の積算入力電力に到達するまでの所要時間に、負荷によって長短が発生して、所要時間中に発生する平均電力に差が生じた場合や、連続動作時の電力制御方法如何によっては通電状態の入力電力そのものが異なる場合にも、負荷に応じて通電時間を可変させて対応することができる。このため、負荷によらずに、従来技術に比較して平均入力電力と設定電力との間の差を小さくできる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、入力電力設定値は「１」から「５」までの５段階であり、入力電力設定値「１」に対応する設定電力は１００Ｗであり、入力電力設定値「２」に対応する設定電力は３００Ｗであり、入力電力設定値「３」に対応する設定電力は６００Ｗであり、入力電力設定値「４」に対応する設定電力は９００Ｗであり、入力電力設定値「５」に対応する設定電力は１２００Ｗであった。また、制御回路９は、「３」から「５」までの入力電力設定値範囲では周波数制御による連続動作を行い、「１」および「２」の入力電力設定値範囲では、入力電力設定値「３」に対応する設定電力（６００Ｗ）で、デューティ周期時間を６秒に設定して、デューティ制御動作を行ったが、本発明はこれに限られない。上述した入力電力設定値の段階数およびそれに対応する設定電力に限定されずとも、本実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもないことである。
【００７１】
また、本実施の形態では、「１」および「２」の入力電力設定値範囲では、入力電力設定値「３」に対応する設定電力（６００Ｗ）で、デューティ周期時間を６秒に設定して、デューティ制御動作を行い、通電状態から停止状態への切り替えを判定する入力電流加算回路１５の格納データの到達可否判定値をホーロー鍋（鉄製）では１５１２０に設定し、非磁性ステンレス鍋（非磁性ステンレス鋼製）では１４４００に設定した。さらに、周期時間６秒を検出するためのパルス回数加算回路１４の格納データの到達可否判定値を７２０に設定した。しかしながら、本発明はこれに限られない。上述した通電時間到達可否判定値および周期時間到達可否判定値に限定されずとも、本実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもないことである。
【００７２】
また、本実施の形態では、設定値「３」から「５」の入力電力設定値範囲では周波数制御による連続動作を行ったが、動作周波数を固定した状態で導通比率を変更することにより入力電力を制御する導通比制御を行っても、本実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもないことである。
【００７３】
また、本実施の形態では、鍋材質判定回路１８は、鍋３の材質が鉄および非磁性ステンレス鋼の２種類の材質のうちいずれであるかを判定したが、本発明はこれに限られない。例えば、アルミ鍋を加熱可能な誘導加熱調理器の場合は、アルミニウムであることをさらに判定してもよく、鍋材質判定回路１８の判定内容によらず、本実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもないことである。
【００７４】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【００７５】
図１０において、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、加熱コイル１と、共振コンデンサ２と、スイッチング素子４と、フライホールダイオード５と、整流素子６と、チョークコイル７と、平滑コンデンサ８と、マイクロコンピュータである制御回路９と、スイッチング素子駆動回路１０と、電源回路１１と、ゼロボルトパルス検出回路１２と、入力電流検出回路１３と、入力電力設定手段１６と、共振電圧検出回路１７とを備えて構成される。また、制御回路９は、パルス回数加算回路１４と、鍋材質判定回路１８とを含む。
【００７６】
加熱コイル１と、当該加熱コイル１に並列に接続された共振コンデンサ２とは、共振回路を構成している。負荷としての鍋３は加熱コイル１の近傍に配置される。スイッチング素子４は共振回路に直列に接続され、スイッチング素子４に並列に接続されたフライホイールダイオード５とともに共振回路に高周波電流を供給する。交流電源からの交流電力を整流する整流素子６で整流された電力は、チョークコイル７及び平滑コンデンサ８により構成される平滑回路で平滑され、共振回路とスイッチング素子４に供給される。ここで、整流素子６と、チョークコイル７と、平滑コンデンサ８とは、整流回路を構成する。また、制御回路９は、誘導加熱調理器全体を制御し、スイッチング素子駆動回路１０は、制御回路９からの命令に従ってスイッチング素子４を高速で駆動する。さらに、電源回路１１は、誘導加熱調理器全体に直流安定化電源を供給する。ゼロボルトパルス検出回路１２は、交流電源からの交流電圧のゼロボルトタイミングを検出し、当該検出タイミングにおいてゼロボルトパルスを発生してパルス回数加算回路１４に出力する。入力電流検出回路１３は、カレントトランスを用いて、交流電源から整流回路を介して共振回路に入力される入力電流を検出し、当該検出された入力電流に対応する電圧レベルを有する検出信号を鍋材質判定回路１８に出力する。また、パルス回数加算回路１４は、ゼロボルトパルス検出回路１２からのゼロボルトパルスをカウントして、カウント結果を示すデータを格納データとして格納する。またさらに、共振電圧検出回路１７は、共振コンデンサに発生する共振電圧を検出し、鍋材質判定回路１８は、入力電流検出回路１３と共振電圧検出回路１７による各検出結果に基づいて鍋３の材質を判定する。なお、入力電流検出回路１３と、共振電圧検出回路１７と、鍋材質判定回路１８とは、鍋３の材質を判定する鍋材質判定手段を構成する。使用者は、入力電力設定手段１６を操作して、共振回路への複数の入力電力設定値の中から１つの入力電力設定値を選択して設定する。
【００７７】
以上説明したように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作および作用を説明する。なお、本実施の形態に係る誘導加熱調理器と、図１５を参照して説明した特許文献１記載の従来技術に係る誘導加熱調理器との間の相違点は、入力電力設定手段１６によって設定された入力電力設定値が所定値未満の場合の制御方法、すなわち鍋３への加熱動作と停止を所定のデューティ周期により繰り返す（すなわち、スイッチング素子４をデューティ周期より十分に短い所定のスイッチング周期で駆動する通電状態と、スイッチング素子４をオフする停止状態とを、所定のデューティ周期により繰り返す。）デューティ制御（間欠動作）による制御方法のみである。それ以外の場合、例えば入力電力設定手段１６によって設定された入力電力設定値が所定値以上の場合、およびデューティ制御中の加熱動作時の制御方法は、従来技術に係る誘導加熱調理器と同様である。具体的には、電圧共振形インバータを用いて、加熱コイル１に発生する高周波磁界により加熱コイル１上に載置された鍋３に発生する渦電流損によって鍋３を誘導加熱する。また、用いられる電力制御方法は、スイッチング素子４をオンする時間（オン時間）の値によって加熱コイル１に流れる電流を変化させて、鍋３に与えられる高周波電流を制御して電力を可変させる周波数制御である。さらに、制御方法を周波数制御とデューティ制御との間で切り替えるときの入力電力設定値の決定方法は、従来技術に係る決定方法と同様である。具体的には、低電力状態でのスイッチング素子４のオン損失の著しい増加の発生を防止することを目的として、冷却構成によりスイッチング素子４の破壊を回避することができる最小入力電力に基づいて、周波数制御を行う入力電力設定値の範囲を決定する。
【００７８】
さらに、鍋材質判定回路１８は、公知の技術を利用して、入力電流検出回路１３と共振電圧検出回路１７による各検出結果に基づいて鍋３の材質を判定する。具体的には、鍋材質判定回路１８は、例えば鍋３の材質によって入力電流検出回路１３によって検出される入力電流と共振電圧検出回路１７によって検出される共振電圧とが大きく異なることを利用して、鍋３の材質が、鉄および非磁性ステンレス鋼のいずれであるかを判定する。以下、従来技術に係る誘導加熱調理器と同様の構成、動作及び設定方法についての詳細な説明は省略し、従来技術に係る誘導加熱調理器との間の相違点のみを説明する。
【００７９】
入力電力設定手段１６によって設定された入力電力設定値が所定値未満の場合の制御方法について、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２および図１３を用いて説明する。図１１Ａおよび図１１Ｂは、入力電力設定値が１に設定されたときの本発明の実施の形態３におけるデューティ制御処理のフローチャートである。図１２は、本発明の実施の形態３に係る入力電力設定値と、設定電力と、電力制御方法との関係を示すテーブルである。図１３は、本発明の実施の形態３における鍋３への入力電力と入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルＹとの関係を示すグラフである。
【００８０】
本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器によれば、使用者は、入力電力設定手段１６により、入力電力設定値「１」から「５」までの５段階の入力電力設定値のうち所望の入力電力設定値を選択して設定する。ここで、図３に示すように、入力電力設定値「１」に対応する設定電力は１００Ｗであり、入力電力設定値「２」に対応する設定電力は３００Ｗであり、入力電力設定値「３」に対応する設定電力は６００Ｗであり、入力電力設定値「４」に対応する設定電力は９００Ｗであり、入力電力設定値「５」に対応する設定電力は１２００Ｗである。また、制御回路９は、「３」から「５」までの入力電力設定値範囲では周波数制御による連続動作を行い、「１」および「２」の入力電力設定値範囲では、入力電力設定値「３」に対応する設定電力（６００Ｗ）で、デューティ周期時間を６秒に設定して、デューティ制御動作を行う。
【００８１】
図１１Ａにおいて、入力電力設定手段１６により入力電力設定値が「１」に設定されると（Ｓ１）、制御回路９は、入力電力設定値「１」を含む信号を入力電力設定手段１６から受信する。これに応答して、制御回路９は、まず始めに、制御回路９内のパルス回数加算回路１４および入力電流加算回路１５の各格納データを０にリセットする（Ｓ２において初期値０をセットする）。
【００８２】
次に、制御回路９は、パルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値に７２０をセットする（Ｓ４）。なお、周期時間到達可否判定値の設定方法は、後述する。
【００８３】
次に、制御回路９は、スイッチング素子駆動回路１０に駆動信号を送信してスイッチング素子４をデューティ周期より十分に短い所定のスイッチング周期で駆動させ、通電状態に移行し、鍋３への加熱動作を開始する（Ｓ６）。
【００８４】
次に、制御回路９は、入力電流検出回路１３からの検出信号および共振電圧検出回路１７からの検出信号を受信して、制御回路９内の鍋材質判定回路１８により鍋３の材質を判定し（Ｓ２１）、判定結果に応じてパルス回数加算回路１４の格納データの通電時間到達可否判定値を設定する（Ｓ４１およびＳ４３）。
【００８５】
以下、周期時間到達可否判定値および通電時間到達可否判定値の設定方法について説明する。
【００８６】
入力電流検出回路１３は、交流電源からの入力電流（電源電流）を、カレントトランスを用いて検出し、検出した入力電流を当該入力電流に対応する電圧に変換し、当該電圧のピーク電圧をピークホールド回路により検出し、検出結果の電圧レベルを有する検出信号を制御回路９に出力する。制御回路９（マイクロコンピュータ）は、入力電流検出回路１３からの検出信号を電圧レベル（アナログ値）に応じて０から２５５ディジットまでのデジタル値に変換する。前述のとおり、本発明の実施の形態における誘導加熱調理器の最大入力電力設定値は「５」、すなわち最大設定電力は「１２００Ｗ」であるため、鉄材質の代表的な鍋であるホーロー鍋（以下、鉄製のホーロー鍋を、ホーロー鍋という。）を加熱動作させた場合において、加熱停止状態（入力電力０Ｗ＝入力電流０Ａ）での入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルを０ディジットに変換し、最大設定値「５」（入力電力１２００Ｗ）での入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルを２５５ディジットに変換する。さらに、０Ｗから１２００Ｗまでの入力電力においては、入力電力をＸとし、入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルをＹとした場合に、Ｙ＝０．２１２５Ｘなる線形性を有するように、鍋３への入力電力と電圧レベルＹとの関係を設定する（図１３参照。）。
【００８７】
ところが、本来、入力電力は入力電流の実効値及び位相と、入力電圧の実効値及び位相とに基づいて求められるものであり、入力電流の最大値が同じでも入力電流の実効値が異なる負荷の場合には、入力電力は同じとはならない。例えば、非磁性ステンレス鍋を、入力電力設定値を「３」に設定して、入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルが１２８ディジットになるように加熱した場合には、実際の入力電力は６４０Ｗとなり、入力電力設定値「３」に対応する設定電力６００Ｗの１．０６倍の電力が入力されてしまう（図９参照。）。従って、図９に示すように、鉄製のホーロー鍋にてＹ＝０．２１２５Ｘにて表された鍋３への入力電力と入力電流検出回路１３からの検出信号の電圧レベルＹとの間の関係は、非磁性ステンレス鍋ではＹ＝０．２Ｘで表される（０．２≒０．２１２５／１．０６）。デューティ制御の場合についても同様である。
【００８８】
前述のとおり、入力電力設定値「１」に対応する設定電力は１００Ｗであり、入力電力設定値「２」に対応する設定電力は３００Ｗであり、入力電力設定値「１」および「２」では、入力電力設定値「３」に対応する設定電力（６００Ｗ）で、デューティ周期時間を６秒に設定してデューティ制御動作を行う。簡単にいうと、例えば入力電力設定値「１」の場合には、入力電力を６００Ｗに設定して１秒間だけ通電させて５秒間だけ通電を停止させることにより平均電力１００Ｗを得るという制御を行う。
【００８９】
このとき、非磁性ステンレス鍋の場合には、実際には６４０Ｗの入力電力でデューティ制御が行われるため、平均電力は６４０／６≒１０７Ｗとなり、実際の入力電力と設定電力との間に差が発生してしまう。これを防止するためには、非磁性ステンレス鍋の場合と、ホーロー鍋の場合とで、通電時間到達可否判定値を変えればよい。具体的には、ホーロー鍋の場合に最適な通電時間１秒に対して、非磁性ステンレス鍋の場合の通電時間を、入力電力比１．０６を考慮した時間である１／１．０６≒０．９４秒に設定すればよい。
【００９０】
ここで、ゼロボルトパルス検出回路１２は、交流電源からの交流電圧のゼロボルトタイミング、すなわち正負電圧の反転タイミングを検出し、当該検出タイミングにおいてゼロボルトパルスを発生する。例えば、交流電源が単相３線式の２００Ｖ／６０Ｈｚの商用周波電源である場合は、交流電源からの交流電圧の１周期（１／（６０×２）＝約１６ミリ秒）でゼロボルトタイミングを２回検出する。従って、１秒間でのゼロボルトタイミングの発生回数は２回×６０Ｈｚ×１秒＝１２０回であり、ゼロボルトタイミングが検出される毎にパルス回数加算回路１４の格納データは１ずつ加算されていくため、１秒間の加算結果は１２０となる。同様に、０．９４秒間での加算結果は２回×６０Ｈｚ×０．９４秒＝１１３回となる。従って、入力電力設定値が「１」の場合には、鍋材質判定回路１８により鍋３の材質が鉄であると判定されたときはパルス回数加算回路１４の格納データの通電時間到達可否判定値に１２０をセットし（Ｓ４１）、非磁性ステンレス鋼であると判定されたときはパルス回数加算回路１４の格納データの通電時間到達可否判定値に１１３をセットする（Ｓ４３）。入力電力設定値が「２」の場合には、入力電力設定値が「１」の場合と同様に、鍋３の材質が鉄であると判定されたときはパルス回数加算回路１４の格納データの通電時間到達可否判定値に３６０をセットし、非磁性ステンレス鋼であると判定されたときはパルス回数加算回路１４の格納データの通電時間到達可否判定値に３３８をセットする（図１２参照。）。
【００９１】
次に、ゼロボルトパルス検出回路１２は、ゼロボルトタイミングを検出すると制御回路９にゼロボルトパルスを送信する。制御回路９は、ゼロボルトパルスを検出すると（Ｓ２３又はＳ３３でＹＥＳ）、制御回路９内のパルス回数加算回路１４の直前の格納データに対して１を加算する（Ｓ２４およびＳ３４）。例えば、直前の格納データが０であるときは、加算後はパルス回数加算回路１４に１がセットされる。
【００９２】
次に、制御回路９は、パルス回数加算回路１４の格納データが通電時間到達可否判定値（鍋３の材質が鉄の場合は１２０であり、鍋３の材質が非磁性ステンレス鋼の場合は１１３である。）に到達したか否かを判定し（Ｓ４２およびＳ４４）、もし通電時間到達可否判定値に到達していなければ図１１Ａのフローチャートに従って通電状態を継続する一方、通電時間到達可否判定値に到達していれば通電状態から停止状態に移行し、すなわちスイッチング素子駆動回路１０に停止信号を送信してスイッチング素子４を停止させ、鍋３への加熱動作を停止する（Ｓ１１）。
【００９３】
加熱動作を停止後、ゼロボルトパルス検出回路１２がゼロボルトタイミングを検出するとゼロボルトパルス検出回路１２から制御回路９にゼロボルトパルスが送信される。制御回路９は、ゼロボルトパルスを検出すると（Ｓ１２でＹＥＳ）、パルス回数加算回路１４の直前の格納データに対して１を加算する（Ｓ１３）。制御回路９は、パルス回数加算回路１４の格納データへの加算後、パルス回数加算回路１４の格納データが周期時間到達可否判定値（７２０）に到達したか否かを判定する（Ｓ１４）。パルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値は、デューティ制御の周期時間である６秒に相当する値に設定される。前述したとおり、６秒間でのゼロボルトタイミングの発生回数は２回×６０Ｈｚ×６秒＝７２０回であり、ゼロボルトタイミングが検出される毎にパルス回数加算回路１４の格納データは１ずつ加算されていくため、６秒間の加算結果は７２０となる。従って、パルス回数加算回路１４の格納データの周期時間到達可否判定値は７２０に設定される。制御回路９は、パルス回数加算回路１４の格納データが周期時間到達可否判定値に到達したか否かを判定し（Ｓ１４）、もし周期時間到達可否判定値に到達していなければ（Ｓ１４でＮＯ）図７Ａ及び図７Ｂのフローチャートに従って停止状態を継続する。一方、パルス回数加算回路１４の格納データが周期時間到達可否判定値に到達していれば（Ｓ１４でＹＥＳ）、パルス回数加算回路１４の格納データを０にリセットした後（Ｓ２において初期値０をセットする）、停止状態から通電状態に移行し、すなわちスイッチング素子駆動回路１０に駆動信号を送信してスイッチング素子４をデューティ周期より十分に短い所定のスイッチング周期で駆動させ、通電状態に移行し、鍋３への加熱動作を開始する（Ｓ６）。以下、これまで説明した一連の動作（Ｓ２〜Ｓ１４）を、入力電力設定手段１６を用いて加熱動作の終了が選択されるまで繰り返す。
【００９４】
従って、図１１Ａおよび図１１Ｂの処理よれば、制御回路９は、スイッチング素子４を、所定のデューティ周期で通電状態と停止状態を繰り返すように制御するとき、鍋３の材質に基づいて、各デューティ周期期間における入力電力の平均値が入力電力設定手段１６を用いて選択された入力電力設定値に対応する値になるように予め決定されたスイッチング素子４の通電時間（通電時間到達可否判定値に対応する。）を設定する。
【００９５】
図１４は、本発明の実施の形態３におけるデューティ制御中の入力電力の時間変化を示すグラフであり、図１１Ａおよび図１１Ｂのフローチャートに従う加熱動作制御を行ったときの入力電力の時間変化を示す。図１４に示すように、本実施の形態によれば、パルス回数加算回路１４の格納データがゼロにリセットされるタイミングから入力電力が６００Ｗになるまでの期間の長さによらず、入力電力設定値が「１」であるときのデューティ制御周期（６秒）内での積算入力電力（図１４の領域Ａの面積）は、入力電力設定値「１」に対応する設定電力（１００Ｗ）でデューティ制御周期時間だけ連続して通電したときの積算入力電力（図１４の領域Ｂの面積）と等しい。すなわち、入力電力設定値が「１」であるときの平均入力電力は、１００Ｗの設定電力で連続して通電するときの平均入力電力と等しい。
【００９６】
以上説明したように、本実施の形態においては、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流素子６と、高周波磁界を発生して鍋３を加熱する加熱コイル１と、加熱コイル１と共に共振回路を構成する共振コンデンサ２と、共振回路に接続されて共振電流を生成するスイッチング素子４と、共振回路への入力電流を検出する入力電流検出回路１３と、共振コンデンサ２に発生する共振電圧を検出する共振電圧検出回路１７と、入力電流検出回路１３と共振電圧検出回路１７による検出結果から鍋材質を判定する鍋材質判定回路１８と、所定の電力を出力するためにスイッチング素子４のオン時間を任意に変更してなる制御回路９と、入力電力設定手段１６とを備えて構成される。ここで、制御回路９は、入力電力設定手段１６によって設定された入力電力設定値が所定値以上の場合には鍋３を連続的に加熱する一方、入力電力設定値が所定値未満の場合には加熱動作と停止を入力電力設定値に応じた時間比により繰り返す間欠動作を行い、且つ間欠動作では鍋材質判定回路１８による判定結果により同一の入力電力設定値において時間比を変化させる。
【００９７】
本実施の形態によれば、鍋の材質によってはデューティ制御動作を行うときの入力電力そのものが変化してしまい、設定電力と実際の平均入力電力との間に差が発生してしまう場合にも、設定電力に相当する平均入力電力を得ることができる時間比（デューティ周期時間に対する通電時間の比）を負荷の材質に応じて設定することができるため、負荷によらずに、従来技術に比較して平均入力電力と設定電力との間の差を小さくできる。
【００９８】
なお、本実施の形態では、入力電力設定値は「１」から「５」までの５段階であり、入力電力設定値「１」に対応する設定電力は１００Ｗであり、入力電力設定値「２」に対応する設定電力は３００Ｗであり、入力電力設定値「３」に対応する設定電力は６００Ｗであり、入力電力設定値「４」に対応する設定電力は９００Ｗであり、入力電力設定値「５」に対応する設定電力は１２００Ｗであった。また、制御回路９は、「３」から「５」までの入力電力設定値範囲では周波数制御による連続動作を行い、「１」および「２」の入力電力設定値範囲では、入力電力設定値「３」に対応する設定電力（６００Ｗ）で、デューティ周期時間を６秒に設定して、デューティ制御動作を行ったが、本発明はこれに限られない。上述した入力電力設定値の段階数およびそれに対応する設定電力に限定されずとも、本実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもないことである。
【００９９】
また、本実施の形態では、本実施の形態では、「１」および「２」の入力電力設定値範囲では、入力電力設定値「３」に対応する設定電力（６００Ｗ）で、デューティ周期時間を６秒に設定して、デューティ制御動作を行い、入力電力設定値が「１」のときの通電時間を、ホーロー鍋（鉄材質）では１秒に設定し、非磁性ステンレス鍋（非磁性材質）では０．９４秒に設定するために、パルス回数加算回路１４の格納データの通電時間到達可否判定値をそれぞれ１２０および１１３に設定した。さらに、周期時間６秒を検出するためのパルス回数加算回路１４の格納データの到達可否判定値を７２０に設定した。しかしながら、本発明はこれに限られない。上述した通電時間到達可否判定値および周期時間到達可否判定値に限定されずとも、本実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもないことである。
【０１００】
また、本実施の形態では、設定値「３」から「５」の入力電力設定値範囲では周波数制御による連続動作を行ったが、動作周波数を固定した状態で導通比率を変更することにより入力電力を制御する導通比制御を行っても、本実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもないことである。
【０１０１】
また、本実施の形態では、鍋材質判定回路１８は、鍋３の材質が鉄および非磁性ステンレス鋼の２種類の材質のうちいずれであるかを判定したが、本発明はこれに限られない。例えば、アルミ鍋を加熱可能な誘導加熱調理器の場合は、アルミニウムであることをさらに判定してもよく、鍋材質判定回路１８の判定内容によらず、本実施の形態と同様の効果が得られるのは言うまでもないことである。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上説明したように、本発明に係る誘導加熱調理器によれば、デューティ制御により電力制御を行うときに、所定のデューティ周期で通電状態と停止状態を交互に切り替えて、且つ通電状態から停止状態への切り替えは、各デューティ周期期間の共振回路への入力電流の平均値が入力電力設定値に対応するように予め設定された値に到達した時点で行うので、入力電力平均値と、入力電力設定値に対応する設定電力との間の差が負荷によっては大きくなってしまうことを防止して、負荷の相違による調理性能のバラツキを抑えて使い勝手を向上できる。従って、本発明に係る誘導加熱調理器は、誘導加熱調理器のみならず、誘導加熱を行いかつデューティ制御動作を行う機器全般にも適用できる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  加熱コイル
２  共振コンデンサ
３  負荷（鍋）
４  スイッチング素子
５  フライホイールダイオード
６  整流素子
７  チョークコイル
８  平滑コンデンサ
９  制御回路（マイクロコンピュータ）
１０  スイッチング素子駆動回路
１１  電源回路
１２  ゼロボルトパルス検出回路
１３  入力電流検出回路
１４  パルス回数加算回路
１５  入力電流加算回路
１６  入力電力設定手段
１７  共振電圧検出回路
１８  鍋材質判定回路
【図１】
0005895175.tif 000002
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
0005895175.tif 000009
【図８】
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【図９】
0005895175.tif 000011
【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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