(57)【要約】【課題】材質判別手段によって材質を判別して高周波インバータの動作条件を決定する誘導加熱装置において、機器の信頼性を高めた誘導加熱装置を提供することを目的とする。【解決手段】高周波インバータ１と、これに昇圧電源を供給する昇圧手段７と、高周波インバータ１に接続するスイッチング素子２、誘導加熱コイル３、および共振コンデンサ４と、誘導加熱コイル３により加熱される被加熱体５とを有し、前記材質判別手段８が複数の判別基準を持ち、高周波インバータ１の駆動周波数によってその判別基準を変更することによって、正確な被加熱体５の材質判別が可能となり、機器の信頼性を高めることができる。【選択図】図１
2006114310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波インバータと、この高周波インバータに昇圧電源を供給する昇圧手段と、前記高周波インバータを構成するスイッチング素子に接続する誘導加熱コイルおよび共振コンデンサと、誘導加熱コイルにより加熱される被加熱体と、前記被加熱体の材質を判別する材質判別手段とを有し、前記高周波インバータを動作させて前記被加熱体の材質を判別する際に、前記材質判別手段は複数の判定基準を有する誘導加熱装置。
【請求項２】
材質判別手段の判定要因に高周波インバータの駆動周波数をもつ請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
高周波インバータの駆動周波数に応じて複数の判定基準を切り替える請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
材質判別手段の判定要因を、検出しようとしている材質や高周波インバータの駆動周波数に応じて変更する請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
材質判別手段の判定に応じて高周波インバータの駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行っている間も、それぞれの駆動周波数に応じて材質判別手段の判定基準を変更する請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
材質判別手段の判定結果が異なる場合、加熱停止または使用者にその旨を通知する請求項５に記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
材質判別手段の判定に応じて高周波インバータの駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行い、被加熱体の材質に応じて高周波インバータの保護機能を動作させるレベルを変更する請求項５に記載の誘導加熱装置。
【請求項８】
材質判別手段の判定に応じて高周波インバータの駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行い、被加熱体の材質に応じて高周波インバータの保護機能の制御内容を変更する請求項５に記載の誘導加熱装置。
【請求項９】
材質判別手段の判定に応じて高周波インバータの駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行い、電源電圧に応じて高周波インバータの保護機能を動作させるレベルを変更する請求項５に記載の誘導加熱装置。
【請求項１０】
材質判別手段の判定に応じて高周波インバータの駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行い、電源電圧に応じて高周波インバータの保護機能の制御内容を変更する請求項５に記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭で使用される誘導加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている誘導加熱装置は、誘導加熱コイルから高周波磁界が発生し、電磁誘導による渦電流のために調理鍋などの被加熱体が加熱されるものである。
【０００３】
以下、従来の誘導加熱装置について、図４に基づいて一例を説明する。図に示すように、誘導加熱装置は、高周波インバータ１と、高周波インバータ１を構成するスイッチング素子２に接続する誘導加熱コイル３および共振コンデンサ４と、前記誘導加熱コイル３により加熱される被加熱体５と、電源６と、被加熱体５の材質を判別する材質判別手段８を有するものである。
【０００４】
この構成において、高周波インバータ１は材質判別手段８の判別結果より、被加熱体５を加熱する上で最も加熱しやすい駆動周波数とスイッチング素子２のオンオフデューティで駆動する。高周波インバータ１より供給された高周波電流によって誘導加熱コイル３からは高周波磁界が発生し、被加熱体５内には電磁誘導による渦電流が流れ、そのジュール熱のために被加熱体５が加熱され、調理が行えるものである。
【０００５】
上記の構成において、アルミニウムや銅など低抵抗金属からなる被加熱体５を加熱することのできる誘導加熱装置の場合、低抵抗のために被加熱体５と磁気結合した状態の誘導加熱コイル３と直列接続された共振コンデンサ４にかかる電圧が大きくなることを材質判別手段８が検出し、アルミニウムや銅などを加熱するのに最適な周波数で高周波インバータ１を駆動し、逆に高抵抗金属からなる被加熱体５の場合と駆動周波数を変更することによって、それぞれの被加熱体５を加熱するのに最適な周波数で高周波インバータ１を駆動する。
【特許文献１】特開２００３−１５１７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、例えば、アルミニウムに代表される低抵抗金属と、ホーロー鍋に代表される高抵抗金属の中間の特性をもつ被加熱体５の場合、誘導加熱コイル３と共振コンデンサ４の共振周波数をｆｃとすると、インバータ駆動周波数がｆｃ／２、ｆｃ／３の時にそれぞれ第２高調波、第３高調波による共振が起こり、第２高調波を利用して加熱すると制御がし易くかつ十分な入力電力が得られる。しかし、そのような被加熱体５を、第３高調波で加熱するアルミニウムや銅などの低抵抗金属と材質判別をするのが困難であった。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低抵抗金属と高抵抗金属の中間に属するような被加熱体を見極め、最適な駆動周波数で高周波インバータを駆動することによってスイッチング損失が小さく効率の良い誘導加熱を実現する誘導加熱装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱装置は、材質判別手段が複数の判定基準をもち、高周波インバータの駆動周波数を材質判別のパラメータとすることによって判定基準を切り替えるものである。
【０００９】
これにより、低抵抗金属と高抵抗金属の中間に属するような被加熱体は、第２高調波領域の周波数において別の判定基準を用いることによって容易に見極めることができ、最適な周波数で加熱することが可能となり、誘導加熱ができる被加熱体の材質の範囲を広げることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の誘導加熱装置は、誘導加熱できる被加熱体の材質を拡大し、使用者が被加熱体を選ばずに利用できる誘導加熱装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、高周波インバータと、この高周波インバータに昇圧電源を供給する昇圧手段と、前記高周波インバータを構成するスイッチング素子に接続する誘導加熱コイルおよび共振コンデンサと、誘導加熱コイルにより加熱される被加熱体と、前記被加熱体の材質を判別する材質判別手段とを有し、前記高周波インバータを動作させて前記被加熱体の材質を判別する際に、前記材質判別手段は複数の判定基準を有する誘導加熱装置とすることにより、低抵抗金属と高抵抗金属の中間に属するような被加熱体は、第２高調波領域の周波数において別の判定基準を用いることによって容易に見極めることができ、最適な周波数で加熱することが可能となり、誘導加熱ができる被加熱体の材質の範囲を広げることができる。すなわち、目的や状況に応じて判定基準を切り替えてより精度の高い材質判別を可能とするものである。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明において、材質判別手段の判定要因に高周波インバータの駆動周波数をもつことにより、第２高調波を利用して加熱する、例えば、アルミニウムに代表される低抵抗金属と、ホーロー鍋に代表される高抵抗金属の中間の特性をもつ被加熱体を容易に判別することが可能となる。
【００１３】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、高周波インバータの駆動周波数に応じて複数の判定基準を切り替えることにより、駆動周波数によって大きく特性の変化する被加熱体を最適な判定基準で材質判別を行うことによって、より精度の高い材質判別を行うことが可能である。
【００１４】
第４の発明は、特に、第１の発明において、材質判別手段の判定要因を、検出しようとしている材質や高周波インバータの駆動周波数に応じて変更することにより、より正確で詳細な被加熱体の材質判別を行うことが可能となる。
【００１５】
第５の発明は、特に、第１の発明において、材質判別手段の判定に応じて高周波インバータの駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行っている間も、それぞれの駆動周波数に応じて材質判別手段の判定基準を変更することにより、例え、材質判別の結果を誤ってその駆動周波数で加熱するのに相応しくない被加熱体を加熱しようとしたとしても、その駆動周波数領域で加熱するのに相応しい被加熱体であるか否かを判別する判定基準で加熱中にも材質判別を行うことによって、その被加熱体を加熱するのに適切な駆動周波数を選択しているかを判別することが可能となる。
【００１６】
第６の発明は、特に、第５の発明において、材質判別手段の判定結果が異なる場合、加熱停止または使用者にその旨を通知することにより、危機をなくし安全性を高めることが可能となる。
【００１７】
第７の発明は、特に、第５の発明において、材質判別手段の判定に応じて高周波インバータの駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行い、被加熱体の材質に応じて高周波インバータの保護機能を動作させるレベルを変更することにより、被加熱体の材質の特性に応じて高周波インバータの動作状況も異なるため、保護しなければならないところの保護レベルを変更することによって、より確実に高周波インバータの破壊を防ぎ、より信頼性を高めることが可能となる。
【００１８】
第８の発明は、特に、第５の発明において、材質判別手段の判定に応じて高周波インバータの駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行い、被加熱体の材質に応じて高周波インバータの保護機能の制御内容を変更することにより、被加熱体の材質の特性に応じて高周波インバータの動作状況も異なるため、保護するために必要な制御内容を変更することによって、より確実に高周波インバータの破壊を防ぎ、より信頼性を高めることが可能となる。
【００１９】
第９の発明は、特に、第５の発明において、材質判別手段の判定に応じて高周波インバータの駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行い、電源電圧に応じて高周波インバータの保護機能を動作させるレベルを変更することにより、被加熱体の材質や電源電圧によって高周波インバータの動作状況も異なるため、保護しなければならないところの保護レベルを変更することによって、より確実に高周波インバータの破壊を防ぎ、より信頼性を高めることが可能となる。
【００２０】
第１０の発明は、特に、第５の発明において、材質判別手段の判定に応じて高周波インバータの駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行い、電源電圧に応じて高周波インバータの保護機能の制御内容を変更することにより、被加熱体の材質や電源電圧によって高周波インバータの動作状況も異なるため、保護するために必要な制御内容を変更することによってより、確実に高周波インバータの破壊を防ぎ、より信頼性を高めることが可能となる。
【００２１】
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。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における誘導加熱装置を示すものである。
【００２３】
図に示すとおり、本実施の形態における誘導加熱装置は、高周波インバータ１と、前記高周波インバータ１を構成するスイッチング素子２に接続する誘導加熱コイル３および誘導加熱コイル３と直列に接続された共振コンデンサ４と、前記誘導加熱コイル３により加熱される調理鍋などの被加熱体５と、電源６と、高周波インバータ１に昇圧電源を供給する昇圧手段７と、前記被加熱体５の材質を判別する材質判別手段８とを有している。
【００２４】
そして、前記材質判別手段８は、被加熱体５に近接配置してあり、高周波インバータ１を動作させて被加熱体５の材質を判別する際に、複数の判定基準を有するものである。
【００２５】
上記の構成において、誘導加熱装置の動作について説明する。電源６によって供給された電力は昇圧手段７に送られる。電源６としては、商用の単相１００Ｖまたは２００Ｖの交流電源をダイオードブリッジで直流化した電源を用いることが多い。
【００２６】
昇圧手段７は、電源６より供給された電力の電圧を所定の電圧まで昇圧する。こうすることによって、高周波インバータ１に同電力を供給する場合に電流を減らすことが可能となり、高周波インバータ１を構成する各部品の部品定格を下げることが可能となり、部品の小型化と低コスト化を可能としてより安価で小型の製品とすることで使用者に便益をもたらすものである。
【００２７】
昇圧手段７によって昇圧された昇圧電源は、高周波インバータ１に送られる。高周波インバータ１は、スイッチング素子２、誘導加熱コイル３、共振コンデンサ４で構成され、昇圧手段７よって供給された昇圧電源をスイッチング素子２によって電流経路を切り替えて誘導加熱コイル３に高周波電流を供給する。誘導加熱コイル３からは高周波磁界が発生し、被加熱体５内には電磁誘導による渦電流が流れ、そのジュール熱のために被加熱体５が加熱され、調理が行えるものである。
【００２８】
材質判別手段８は被加熱体５の材質を判別するもので、材質に応じた加熱を行うためのものである。すなわち、被加熱体５が低抵抗金属であるアルミや銅などの場合は高周波インバータ１の駆動周波数を高周波化し、抵抗を大きくすることで低抵抗金属を加熱することができ、高抵抗金属の場合は低抵抗金属を加熱する駆動周波数よりも低い周波数で高周波インバータ１を駆動することで、高周波インバータ１のロスを小さくするといったことが可能となる。また、材質に応じて誘導加熱コイル３や共振コンデンサ４の容量を切り替えるといったことも可能となる。
【００２９】
材質を判別する方法としては、高周波インバータ１の入力電流やスイッチング素子２にかかる電圧、共振コンデンサ４の電圧などから判別することが可能である。例えば、アルミなどの低抵抗金属の場合は、入力電流に対して共振コンデンサの電圧が高くなり、鉄系の場合は入力電流に対して共振コンデンサ４の電圧が低いという傾向があるからである。
【００３０】
このような構成の誘導加熱装置において、これまでは、一定の判定基準をもち、その判定基準に合致するか否かで材質を判定していた。しかし、その場合、判定基準の境目に来るような被加熱体５の場合、誤判定し易かった。例えば、アルミニウムに代表される低抵抗金属と、ホーロー鍋に代表される高抵抗金属の中間の特性をもつ被加熱体５の場合、判定基準の境界に来る。そのような場合に、本実施の形態では、材質判別手段８は、複数の判定基準を有するものであるので、判定基準を切り替えることにより、より正確に材質判別を行うことができる。
【００３１】
これは、ホーロー鍋に代表される高抵抗金属だけを加熱する誘導加熱装置の場合は、加熱ができないアルミニウムに代表される低抵抗金属か否かを判別すればよいので判別が容易であるが、低抵抗金属や、低抵抗金属と高抵抗金属の中間の特性をもつようなものも加熱する誘導加熱装置の場合は、判定が複雑になり誤判定を起こしやすい。したがって、判定基準を切り替えて、よりその被加熱体５を判別するのに適した判定方法とすることで誤判定を減らして高周波インバータを保護するとともに、より強い火力で加熱ができるようになる。
【００３２】
ここで、例えば、アルミニウムに代表される低抵抗金属と、ホーロー鍋に代表される高抵抗金属の中間の特性をもつ被加熱体５について説明すると、誘導加熱装置の被加熱体５は主に鍋になるが、鍋には複数の異なる金属を張り合わせた多層構造になっているものもある。あるいは、鍋の底に鍋を形成する金属とは別の金属を張り合わせているような鍋もあり、その金属の組み合わせや形状などによって、高周波インバータ側から見た特性が低抵抗金属と高抵抗金属の中間の特性を持つような場合が存在する。
【００３３】
なお、本実施の形態では、高周波インバータ１と昇圧手段７が分離されている構成を挙げたが、これに限定するものではなく、高周波インバータの一部が昇圧手段の一部を兼ねていても同様の効果が得られる。
【００３４】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における誘導加熱装置について説明する。実施の形態１と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００３５】
本実施の形態における誘導加熱装置は、材質判別手段８の判定要因に高周波インバータ１の駆動周波数をもつことにより、第２高調波を利用して加熱する、例えば、アルミニウムに代表される低抵抗金属と、ホーロー鍋に代表される高抵抗金属の中間の特性をもつ被加熱体５を容易に判別することを可能としている。
【００３６】
このようにすることによって、電流センサや電圧を検知するための分圧抵抗などが必要なこれまでの判定要因に対して、高周波インバータ１の制御を行っている制御手段が高周波インバータ１の駆動周波数を決定しているので、そこから材質判別手段８に情報が送られるだけであり、部品のコストが削減でき、安価に製造できる。実際にはマイコンなどが高周波インバータ１の制御手段と材質判別手段８を兼用している場合が多いため、高周波インバータ１の駆動周波数を判定要因としてもコストはかからないで実現可能である。
【００３７】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における誘導加熱装置について説明する。実施の形態１と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００３８】
本実施の形態における誘導加熱装置は、材質判別手段８の判定要因に高周波インバータ１の駆動周波数をもつことにより、第２高調波を利用して加熱する、例えば、アルミニウムに代表される低抵抗金属と、ホーロー鍋に代表される高抵抗金属の中間の特性をもつ被加熱体を容易に判別することを可能としている。
【００３９】
図２に示すように、誘導加熱コイル３と共振コンデンサ４の共振周波数をｆｃとすると、インバータ駆動周波数がｆｃ／２、ｆｃ／３の時にそれぞれ第２高調波、第３高調波による共振が起こり、図のような駆動周波数−入力電力特性となる。この駆動周波数−入力電力特性は、被加熱体５によって共振の山の高さや中心となる周波数や山のすそ野の広がり方などがそれぞれ異なる。それぞれの被加熱体５で十分な入力電力が得られ、かつ高周波インバータ１を保護するためにどの周波数帯で動作させるのがよいかはこの駆動周波数−入力電力特性によって決まる。
【００４０】
アルミニウムや銅などの低抵抗金属は、第３高調波で加熱を行っても十分な入力電力が得られるので、スイッチングロスの少ない第３高調波を利用すると良いが、低抵抗金属と高抵抗金属の中間の特性をもつ被加熱体５を第３高調波で動作させた場合には、駆動周波数−入力電力のピークの山が低いために、十分な入力電力が得られず、また高周波インバータ１を破壊する恐れがある。このような被加熱体５の場合、第２高調波で動作させると十分な電力が得られ、かつ高周波インバータ１を保護することができる。
【００４１】
このような場合において、本実施の形態では、第３高調波で動作させるか第２高調波で動作させるかを判別するために、高周波インバータ１の駆動周波数によって材質判別の判定基準を切り替えて材質を判別することによって正確な材質判別結果を得ている。
【００４２】
具体的には、図３のように、アルミや銅に代表される低抵抗金属と、低抵抗金属と高抵抗金属の中間の特性を持つ金属では共振周波数が低抵抗金属の方が高く、また入力電力の山が高くなっている。したがって、材質判別を行った際にその違いが判別要因に現れるので材質判別を行うことができる。
【００４３】
このように、材質判別を行う判別要因に高周波インバータ１の駆動周波数を入れることで、例えば、駆動周波数を順次変更して材質判別を行った場合、低抵抗金属と高抵抗金属の中間の特性をもつ金属はある周波数までは存在し得ないので、判別基準の中に低抵抗金属と高抵抗金属の中間の特性を持つ金属を除外しておき、それ以降の周波数でのみ低抵抗金属と高抵抗金属の中間の特性を持つ金属を判別する判別基準を入れるといったことで、より材質判別の精度を高めることができる。
【００４４】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４における誘導加熱装置について説明する。実施の形態１と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００４５】
本実施の形態における誘導加熱装置は、材質判別手段８の判定要因を、検出しようとしている材質や高周波インバータ１の駆動周波数に応じて変更することにより、より正確で詳細な被加熱体５の材質判別を行うことを可能としている。
【００４６】
材質判別手段８の判定要因としては、既に述べたように、誘導加熱コイル３および共振コンデンサ４に流れる共振電流、スイッチング素子２の電圧、誘導加熱コイル３および共振コンデンサ４に流れる共振電流周波数、共振コンデンサ４の電圧、入力電流、高周波インバータ１の駆動周波数などがあり、その組み合わせによって材質判別が可能である。
【００４７】
それらの判定要因のうち、ある組み合わせですべての要因を判別するのは困難である。したがって、検出しようとしている材質や高周波インバータ１の駆動周波数に応じて変更することによって材質判別の精度を高めることができる。
【００４８】
例えば、低抵抗金属と高抵抗金属の中間の特性を持つ金属は判別が難しいため、まず低抵抗金属か高抵抗金属かを判別し、その後低抵抗金属と高抵抗金属の中間の特性を持つ金属かを判別するのに適した判別要因と判別基準で判別することで判別精度を高めることができる。また、例えば、高抵抗金属である被加熱体５において、非磁性系のステンレスと磁性系のステンレスでは高周波インバータ側から見た特性は大きく異なる。したがって、高周波インバータ１の保護機能などの観点からその２つを判別しようとした場合、その２つの違いがもっとも出やすいスイッチング素子２の電圧や共振コンデンサ４の電圧などで判定すると判別が容易であるため誤判定を減らすことができる。
【００４９】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５における誘導加熱装置について説明する。実施の形態１と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００５０】
本実施の形態における誘導加熱装置は、材質判別手段８の判定に応じて高周波インバータ１の駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行っている間も、それぞれの駆動周波数に応じて材質判別手段８の判定基準を変更するものである。これにより、例え、材質判別の結果を誤ってその駆動周波数で加熱するのに相応しくない被加熱体５を加熱しようとしたとしても、その駆動周波数領域で加熱するのに相応しい被加熱体５であるか否かを判別する判定基準で加熱中にも材質判別を行うことによって、その被加熱体５を加熱するのに適切な駆動周波数を選択しているかを判別することが可能となる。
【００５１】
すなわち、加熱前に材質判別手段８によって材質を判別し、その材質に適した駆動周波数およびデューティで高周波インバータを動作させるが、その際、材質判別手段８の判別結果が誤判定した場合や被加熱体５の特性が加熱によって変化した場合はその被加熱体５を加熱するのに相応しくない駆動周波数で高周波インバータ１を駆動し、高周波インバータ１が破壊する恐れがある。そういった場合、高周波インバータ１を保護するために、加熱に適した被加熱体５であるか否かを判別する必要がある。その際における被加熱体５の材質判別の判別基準は、加熱前に行う材質判別のようにあらゆる特性の材質を想定するのではなく、例えば、低抵抗金属を加熱するのに適した動作条件で高周波インバータ１を駆動している場合、その加熱条件で加熱ができない被加熱体５だけを判別するための判別基準で良い。したがって、それぞれの駆動周波数の加熱モードにおいて、その加熱モードに不適切な被加熱体５を判別するための判別基準をそれぞれ持ち、その判別基準を切り替えて加熱に際して不適切な被加熱体５を判別するようにすることによって高周波インバータ１を保護することが可能となる。
【００５２】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６における誘導加熱装置について説明する。実施の形態１と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００５３】
本実施の形態における誘導加熱装置は、材質判別手段８の判定結果が異なる場合、加熱停止または使用者にその旨を通知することにより、危機をなくし安全性を高めている。
【００５４】
すなわち、実施の形態５で説明したように、加熱動作中も被加熱体５がその加熱モードで加熱を行うのに適切な被加熱体５であるか否かを判別し、高周波インバータ１の保護を行うことで危機の安全性を高めることができるものであるが、加熱中の材質判別によって、その加熱モードで加熱するのに適切でない被加熱体５であると検出された場合には、そのまま加熱を継続すると高周波インバータ１を破壊する可能性があるため、加熱停止あるいは使用者にその旨を通知するようにしている。これにより、高周波インバータ１を保護することを可能とするものである。
【００５５】
（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７における誘導加熱装置について説明する。実施の形態１と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００５６】
本実施の形態における誘導加熱装置は、材質判別手段８の判定に応じて高周波インバータ１の駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行い、被加熱体５の材質に応じて高周波インバータ１の保護機能を動作させるレベルを変更するようにしている。これにより、被加熱体５の材質の特性に応じて高周波インバータ１の動作状況も異なるため、保護しなければならないところの保護レベルを変更することで、より確実に高周波インバータ１の破壊を防ぎ、より信頼性を高めることが可能となる。
【００５７】
すなわち、被加熱体５の材質によって高周波インバータ１側から見た特性はそれぞれ異なる。例えば、磁性系のステンレスの場合は入力電力を大きくしていくためにはスイッチング素子２の電圧を高くする必要があり、非磁性系のステンレスの場合はスイッチング素子２の電圧は低いままでも入力電力が入り、その一方で共振コンデンサ４の電圧が高くなる。しかし、この２つは加熱前の材質判別手段８では同じ部類の材質と判定され、同じ駆動周波数およびデューティで加熱が行われる。そうした場合、その加熱モードでは磁性系と非磁性系の両方の負荷を加熱する可能性があるため、そのどちらの被加熱体５を加熱したとしても高周波インバータ１が保護されるレベルで保護機能を動作させなければならない。つまり、磁性系の被加熱体５を想定して、スイッチング素子２にかかる電圧の保護レベルを決定し、非磁性系の被加熱体５を想定して共振コンデンサ４にかかる電圧の保護レベルを決定する。
【００５８】
そうした場合、その加熱モードで加熱されるあらゆる負荷を想定して保護機能を動作させるレベルを決定しなければ高周波インバータ１を確実に保護することができないこととなる。その一方で、保護レベルを安全側に設計するためにその被加熱体５では問題ないレベルでも保護機能が働いてしまい、入力電力が制限されて調理性能が下がってしまう恐れがある。
【００５９】
したがって、例え、同じ駆動周波数とデューティで高周波インバータ１を動作させている場合でも、被加熱体５の特性を判別してその特性に応じて保護機能の動作レベルを変更することによって、高周波インバータ１の保護と入力電力の確保を両立させることが可能となる。
【００６０】
（実施の形態８）
次に、本発明の実施の形態８における誘導加熱装置について説明する。実施の形態１と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００６１】
本実施の形態における誘導加熱装置は、材質判別手段８の判定に応じて高周波インバータ１の駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行い、被加熱体５の材質に応じて高周波インバータ１の保護機能の制御内容を変更することにより、被加熱体５の材質の特性に応じて高周波インバータ１の動作状況も異なるため、保護するために必要な制御内容を変更することによって、より確実に高周波インバータ１の破壊を防ぎ、より信頼性を高めることが可能となる。
【００６２】
すなわち、実施の形態７で説明したように、高周波インバータ１が同じ動作モードであっても被加熱体５の材質に応じて保護機能の動作レベルを変更することで高周波インバータ１の保護と入力電力の確保を両立させることが可能となるが、それぞれの材質によって保護レベルが異なるので、高周波インバータ１を保護する上での緊急度も異なる。したがって、その緊急度に応じて保護機能の制御内容を変更することによって、必要以上に入力電力を制限することがなく、高周波インバータ１を保護することが可能となる。
【００６３】
（実施の形態９）
次に、本発明の実施の形態９における誘導加熱装置について説明する。実施の形態１と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００６４】
本実施の形態における誘導加熱装置は、材質判別手段８の判定に応じて高周波インバータ１の駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行い、電源電圧に応じて高周波インバータ１の保護機能を動作させるレベルを変更することにより、被加熱体５の材質や電源電圧によって高周波インバータ１の動作状況も異なるため、保護しなければならないところの保護レベルを変更することによって、より確実に高周波インバータ１の破壊を防ぎ、より信頼性を高めることが可能となる。
【００６５】
すなわち、高周波インバータ１に供給する電源６が変化すると、駆動周波数−入力電力特性の山のピークが変化する。山のピークが高くなると、一定の周波数の変化に対する入力電力の変化が大きくなる。したがって、例えば、入力電流の単位時間あたりの変化が所定の値より大きい場合に保護動作を行うといった制御を行うとすると、電源電圧が高い方がこの保護動作にかかりやすく、電源電圧が低い方がこの保護動作にかかりにくい。
【００６６】
したがって、電源電圧に応じて保護機能の動作レベルを変更することによって、保護機能の誤動作を防ぎ、最も適切なレベルで保護機能が動作するようにすることが可能となる。
【００６７】
（実施の形態１０）
次に、本発明の実施の形態１０における誘導加熱装置について説明する。実施の形態１と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００６８】
本実施の形態における誘導加熱装置は、材質判別手段８の判定に応じて高周波インバータ１の駆動周波数とデューティを変更して加熱動作を行い、電源電圧に応じて高周波インバータ１の保護機能の制御内容を変更することにより、被加熱体５の材質や電源電圧によって高周波インバータ１の動作状況も異なるため、保護するために必要な制御内容を変更することによってより、確実に高周波インバータ１の破壊を防ぎ、より信頼性を高めることが可能となる。
【００６９】
すなわち、実施の形態９で説明したように、電源電圧によって各電圧や電流の振る舞いが異なるため、電源電圧によって保護機能を動作させるレベルを変更するが、それぞれの電圧によって保護レベルが異なるので、高周波インバータ１を保護する上での緊急度も異なる。したがって、その緊急度に応じて保護機能の制御内容を変更することによって、必要以上に入力電力を制限することがなく、高周波インバータ１を保護することが可能となる。
【００７０】
以上、各実施の形態１〜１０において記述したように、材質判別手段８の判別精度を高めるために、複数の判別基準を有し、高周波インバータ１の駆動周波数などによってその判別基準を切り替えることによって、高周波インバータ１の保護と入力電力の確保を両立し、調理性能の良い誘導加熱装置を安価に提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、誘導加熱できる被加熱体の材質を拡大し、使用者が被加熱体を選ばずに利用できる誘導加熱装置を実現することができるので、家庭用、業務用の誘導加熱調理器にかかわらず誘導加熱装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態１〜１０における誘導加熱装置の概略構成図
【図２】同誘導加熱装置の駆動周波数−入力電力特性を示す図
【図３】同誘導加熱装置における被加熱体の材質が異なる場合の駆動周波数−入力電力特性を示す図
【図４】従来の誘導加熱装置の概略構成図
【符号の説明】
【００７３】
１  高周波インバータ
２  スイッチング素子
３  誘導加熱コイル
４  共振コンデンサ
５  被加熱体
６  電源
７  昇圧手段
８  材質判別手段
【図１】
2006114310.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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