(57)【要約】【課題】  シールドリングに生じる誘導電流又はその温度を検出し、加熱コイルにかかる電力を制御して、加熱出力を必要以上に抑制しない誘導加熱調理器を得る。【解決手段】  加熱コイル１５と、加熱コイル１５に高周波電流を供給する高周波電源回路２と、高周波電源回路２を制御する制御手段２４と、加熱コイル１５を取り囲むシールドリング２０と、シールドリング２０に流れる電流を検出するシールドリング電流検出手段２１とを備え、制御手段２４がシールドリング電流検出手段２１で所定値以上の電流を検出した場合に高周波電源回路２を制御して加熱コイルに流れる電流を抑制する。【選択図】  図１
2011028975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者により設定された設定電力に基づいて被加熱物を加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波の出力電力を供給する高周波電源回路と、
前記高周波電源回路に接続し前記高周波の駆動信号を制御する制御手段と、
前記加熱コイルを取り囲むシールドリングに流れる誘導電流を検出するシールドリング電流検出手段と、を備え、
前記シールドリング電流検出手段が検出する前記誘導電流が所定値以上の場合には
前記制御手段が前記駆動信号を制御して前記出力電力を下げ、
前記シールドリング電流検出手段が検出する前記誘導電流が所定値未満の場合には
前記制御手段が前記駆動信号を制御して前記出力電力を上げる
ことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記高周波電源回路に入力される入力電力を検出する入力電力検出手段を備え、
前記シールドリング電流検出手段が検出する前記誘導電流が所定値未満の場合には
前記制御手段は前記設定電力と前記入力電力の差に基づいて段階的に前記駆動信号を制御することを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記出力電力を検出する出力電力検出手段を備え、
前記シールドリング電流検出手段が検出する前記誘導電流が所定値未満の場合には
前記制御手段は前記設定電力と前記出力電力の差に基づいて段階的に前記駆動信号を制御することを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記シールドリング電流検出手段が検出する誘導電流が所定値未満の場合には
前記誘導電流の大きさにより段階的に設定された保護レベルに応じて前記制御手段が前記駆動信号を段階的に制御することを特徴とする請求項１乃至３に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記出力電力の出力電流を検出する出力電流検出手段を備え、
前記シールドリング電流検出手段が検出する前記誘導電流が所定値未満かつ
前記出力電流検出手段が検出する出力電流が所定値未満の場合には
前記制御手段が前記駆動信号を制御して前記出力電力を上げる
ことを特徴とする請求項１乃至４に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
使用者により設定された設定電力に基づいて被加熱物を加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波の出力電力を供給する高周波電源回路と、
前記高周波電源回路に接続し前記高周波の駆動信号を制御する制御手段と、
前記出力電力を検出する出力電力検出手段または高周波電源回路に入力される入力電力を検出する入力電力検出手段と、
前記加熱コイルを取り囲むシールドリングの温度を検出するシールドリング温度検出回路と、を備え、
前記制御手段はシールドリング温度検出回路で所定値以上の温度を検出した場合には
前記制御手段が前記駆動信号を制御して前記出力電力を下げ、
前記制御手段はシールドリング温度検出回路で所定値未満の温度を検出した場合には
前記制御手段が前記出力電力検出手段または前記入力電力検出手段で検出した電力と前記設定電力の差に基づいて前記駆動信号を制御して前記出力電力を上げる
ことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記シールドリング温度検出回路が検出する温度の温度上昇度を前記制御手段が算出し、
前記温度上昇度が所定値以上になった場合には、
前記制御手段が前記駆動信号を制御して前記出力電力を下げる
ことを特徴とする請求項６に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
前記高周波電源回路に入力される入力電力を検出する入力電力検出手段を備えた
請求項１又は７に記載の誘導加熱調理器の制御方法であって、
使用者により前記加熱コイルにかける設定電力を設定する第１の工程と、
前記設定電力よりも小さい目標電力を設定する第２の工程と、
前記目標電力が前記入力電力より大きい場合には、前記出力電力を上げる第３の工程と、
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器の制御方法。
【請求項９】
使用者により設定された設定電力に基づいて被加熱物を加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波の出力電力を供給する高周波電源回路と、
前記高周波電源回路に接続し前記高周波の駆動信号を制御する制御手段と、
前記出力電力を検出する出力電力検出手段または高周波電源回路に入力される入力電力を検出する入力電力検出手段と、
前記高周波電源回路の出力電流を検出する出力電流検出手段と、
前記加熱コイルを取り囲むシールドリングの温度を検出するシールドリング温度検出回路と、を備え、
前記制御手段は出力電流検出手段が所定の閾値以上の電流を検出した場合には
前記制御手段が前記駆動信号を制御して前記出力電流を下げ、
前記制御手段は出力電流検出手段が前記所定の閾値未満の電流を検出した場合には
前記出力電力検出手段または前記入力電力検出手段で検出した電力と前記設定電力の差に基づいて前記駆動信号を制御して前記出力電力を上げ、
前記制御手段はシールドリング温度検出回路で所定値以上の温度を検出した場合には
前記出力電流検出手段の前記所定の閾値を下げ、
前記制御手段はシールドリング温度検出回路で前記所定値未満の温度を検出した場合には
前記出力電流検出手段の前記所定の閾値を上げる
ことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項１０】
前記シールドリング温度検出回路が検出する温度の温度上昇度を前記制御手段が算出し、
前記温度上昇度が所定値以上になった場合には、
前記制御手段が前記出力電流検出手段の前記所定の閾値を下げる
ことを特徴とする請求項９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、加熱コイルの周囲に漏洩磁束等を抑制するためのシールドリングを有する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、使用者が操作部で設定した設定電力に基づいて、高周波電源回路から加熱コイルに高周波電力を出力して加熱コイルから発生する磁場によって鍋等の被加熱物に生じる誘導電流により加熱するが、鍋の種類、形状、位置ずれ等により設定電力と一致する電力が加熱コイルにかかるとは限らず、加熱コイルに過大な電流が流れることにより加熱コイルの周囲に加熱コイルの周囲に漏洩磁束等を抑制するために設けた磁気シールド導電部材に所定値以上の誘導電流が流れた場合に、加熱コイルに流れる電流を抑制する誘導加熱調理器が記載されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６６３９１号公報（００２３、００２４欄、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような従来の誘導加熱調理器では、加熱コイルにかかる電力を一旦下げると、電力を上げることなく必要以上に加熱コイルにかかる電力を制限してしまい適切な火力で調理できずに使い勝手が悪くなるおそれがあった。
【０００５】
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、シールドリングに生じる誘導電流又はシールドリングの温度が所定値以上の場合は加熱コイルにかかる電力を抑制し、設定された電力に対して高周波電源回路に入力される入力電力が低い場合は加熱コイルにかかる電力を上げることにより、適切な火力で調理できる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】
この発明に係る誘導加熱調理器は、
使用者により設定された設定電力に基づいて被加熱物を加熱する加熱コイルと、
加熱コイルに高周波の出力電力を供給する高周波電源回路と、
高周波電源回路に接続し高周波の駆動信号を制御する制御手段と、
加熱コイルを取り囲むシールドリングと、
シールドリングに流れる誘導電流を検出するシールドリング電流検出手段と、を備え、
シールドリング電流検出手段が検出する誘導電流が所定値以上の場合には
制御手段が駆動信号を制御して出力電力を下げ、
シールドリング電流検出手段が検出する誘導電流が所定値未満の場合には
制御手段が駆動信号を制御して出力電力を上げる
ことを特徴とする。
【０００７】
また、この発明に係る誘導加熱調理器は、
使用者により設定された設定電力に基づいて被加熱物を加熱する加熱コイルと、
加熱コイルに高周波の出力電力を供給する高周波電源回路と、
高周波電源回路に接続し高周波の駆動信号を制御する制御手段と、
出力電力を検出する出力電力検出手段または高周波電源回路に入力される入力電力を検出する入力電力検出手段と、
加熱コイルを取り囲むシールドリングと、
シールドリングの温度を検出するシールドリング温度検出回路と、を備え、
制御手段はシールドリング温度検出回路で所定値以上の温度を検出した場合には
制御手段が駆動信号を制御して出力電力を下げ、
制御手段はシールドリング温度検出回路で所定値未満の温度を検出した場合には
制御手段が出力電力検出手段または入力電力検出手段で検出した電力と設定電力の差に基づいて駆動信号を制御して出力電力を上げる
ことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係る誘導加熱調理器は、
使用者により設定された設定電力に基づいて被加熱物を加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波の出力電力を供給する高周波電源回路と、
前記高周波電源回路に接続し前記高周波の駆動信号を制御する制御手段と、
前記出力電力を検出する出力電力検出手段または高周波電源回路に入力される入力電力を検出する入力電力検出手段と、
前記高周波電源回路の出力電流を検出する出力電流検出手段と、
前記加熱コイルを取り囲むシールドリングの温度を検出するシールドリング温度検出回路と、を備え、
前記制御手段は出力電流検出手段が所定の閾値以上の電流を検出した場合には
前記制御手段が前記駆動信号を制御して前記出力電流を下げ、
前記制御手段は出力電流検出手段が前記所定の閾値未満の電流を検出した場合には
前記出力電力検出手段または前記入力電力検出手段で検出した電力と前記設定電力の差に基づいて前記駆動信号を制御して前記出力電力を上げ、
前記制御手段はシールドリング温度検出回路で所定値以上の温度を検出した場合には
前記出力電流検出手段の前記所定の閾値を下げ、
前記制御手段はシールドリング温度検出回路で前記所定値未満の温度を検出した場合には
前記出力電流検出手段の前記所定の閾値を上げる
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、制御回路が加熱コイルに出力される高周波電力の駆動信号を制御して、不必要に加熱出力を抑制することなく適切な火力で調理できる効果を有する。また、シールドリングの発熱・高温化を抑制し、シールドリングを保持するコイルベースの変形等を抑えることができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る誘導加熱調理器のブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成図である。
【図３】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱コイルユニットの断面図である。
【図４】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱コイルユニットの外観図である。
【図５】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動信号の制御量を説明するための図である。
【図７】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の複数段階に分けて調整する駆動信号の制御量を示したグラフである。
【図８】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の保護レベルと駆動信号の制御量を示したグラフである。
【図９】実施の形態２に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に係る誘導加熱調理器における目標電力の制御量を示したグラフである。
【図１１】実施の形態３に係る誘導加熱調理器のブロック図である。
【図１２】実施の形態３に係る誘導加熱調理器の回路構成図である。
【図１３】実施の形態３に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態４に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態５に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャートである。
【図１６】シールドリングの温度によるシールドリング温度上昇度の閾値を示す図である。
【図１７】実施の形態６に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図であり、図２は、その誘導加熱調理器の直流電源回路部およびインバータ回路部の回路構成図であり、図３は加熱コイルユニットの断面図および図４はその外観図であり、図５は加熱制御処理を示すフローチャート、図６は駆動信号の制御量を説明するための図である。
【００１２】
図１乃至図３において、１は商用交流電源であり、２は高周波電源回路である。高周波電源回路２は直流電源回路３とインバータ回路４から構成されており、商用交流電源１の交流電力は直流電源回路３により直流電力に変換されてインバータ回路４に供給され、インバータ回路４で高周波の出力電力に変換される。直流電源回路３は、整流回路５、チョークコイル６、平滑コンデンサ７を有し、商用交流電源１からの入力電流を検出する入力電流検出手段８、および、入力電圧を検出する入力電圧検出手段９を備える。
【００１３】
インバータ回路４は、直流電源回路３の出力母線間に直列に接続された第１のスイッチング素子１０及び第２のスイッチング素子１１と、それぞれのスイッチング素子１０、１１と逆並列に接続された第１のダイオード１２及び第２のダイオード１３、および、スイッチング素子１０、１１を高周波でオン・オフ駆動する駆動回路１４により構成されている。尚、入力電流検出手段８と入力電圧検出手段９が検出する入力電流と入力電圧からインバータ回路４に入力される入力電力を求めることができ、入力電流検出手段８と入力電圧検出手段９は入力電力検出手段となる。
【００１４】
１５は加熱コイルであり、インバータ回路４の出力に接続されて高周波電流が流れ、天板１６上に載置された金属製の鍋１７といった被加熱物を誘導加熱する。１８は加熱コイル１５と負荷回路を構成する共振コンデンサ、１９ａはインバータ回路４が変換した高周波電力であって負荷回路に流れるに出力電流を検出する出力電流検出手段であり、１９ｂは加熱コイルに生じる出力電圧を検出する出力電圧検出手段である。出力電流と出力電圧から出力電力を求めることができ、出力電流検出手段１９ａと出力電圧検出手段１９ｂが出力電力検出手段となる。２０は加熱コイル１５の外周に配置したシールドリングであり、銅やアルミ等の抵抗率の低い導体で加熱コイル１５の一部又はその全周囲取り囲むように環状に形成されている。
【００１５】
２１はシールドリング２０に流れる誘導電流を検出するシールドリング電流検出手段であり、コイルをシールドリング２０に巻きつけるように取り付けたカレントトランスを用いる。２２は耐熱性樹脂で形成されたコイルベース、２３は加熱コイル１５の下方を磁気シールドするフェライトである。図３に示すようにコイルベース上に加熱コイル１５に配置され、その外周位置にシールドリングが配置され、コイルベース下面にフェライト２３が配置されて、加熱コイルの外周方向および下面方向に磁束が漏れるのを抑えている。加熱コイル１５に流れる高周波電流により生じる磁束が加熱コイル上方に載置された鍋１７に鎖交せずに周囲に漏れ出ると、シールドリング２０と鎖交してシールドリングに誘導電流が流れ、周囲に漏洩する磁束を抑制する。シールドリング２０に誘導電流が流れるとシールドリングが銅損によって発熱するため、大きな誘導電流が流れるとシールドリング２０は高温となる。
【００１６】
２４は誘導加熱調理器全体を制御する制御手段、２５は加熱の開始・停止や設定火力等を使用者が選択して入力する操作部である。制御手段２４は、駆動回路１４からインバータ回路４へ加熱コイル１５と共振コンデンサ１８による負荷回路の共振周波数より高い周波数の駆動信号を出力し、駆動周波数を低くして負荷回路の共振周波数に近づけることにより加熱出力を増大させ、駆動周波数を高くして負荷回路の共振周波数から離すことにより加熱出力を減少させる。尚、制御手段２４には判定のタイミングを決定するため、温度の上昇度を測るためのタイマー機能と制御判断に用いられる所定の電流、電圧、温度、周波数等の値が記録された記録部が備わっている。
【００１７】
加熱コイル１５と直列に接続された共振コンデンサ１８から構成される共振回路の共振周波数と一致する駆動周波数の高周波電流を加熱コイル１５に印加する場合に、共振回路に流れる電流が最大になり、共振周波数と駆動周波数の差が大きくなるほど共振回路に流れる電流は減少する。
【００１８】
次に、図５のフローチャートおよび図６乃至図８の駆動信号の制御量に関する図を用いて、本実施の形態における制御手段２４の加熱制御動作を説明する。図５において、まず、操作部２５から加熱開始の指示入力及び指示された火力に対応する設定電力が設定されたか否かを判断する（ステップ１）。加熱指示入力があると、駆動回路１４を制御してインバータ回路４の駆動を開始し（ステップ２）、入力電流検出手段８、入力電圧検出手段９、出力電流検出手段１９ａ、出力電圧検出手段１９ｂ、シールドリング電流検出手段２１を用いて、電流及び電圧の検出を行う（ステップ３）。
【００１９】
次いで、検出したシールドリング２０に流れる誘導電流が過大（所定電流値以上）か否か判断し（ステップ４）、誘導電流が過大であれば加熱コイルに流れる出力電流の上限の制限値（以下、出力電流閾値と記す）を減らし（ステップ５）、ステップ８へ移行する。出力電流閾値を小さくすることにより加熱コイルに過大に流れる電流を抑制し、シールドリング２０に流れる誘導電流を抑えている。小さくする出力電流閾値の値は、減らす前の出力電流閾値を基準にその値より小さい値としてもよいし、検出した出力電流値を基準に検出出力電流値より小さい値としてもよい。
【００２０】
ステップ４で誘導電流が過大でなければ、出力電流閾値が初期状態における出力電流閾値と比較し（ステップ６）、初期状態より小さい場合には出力電流閾値を増加させ（ステップ７）、ステップ８へ移行する。
【００２１】
ステップ３で検出した出力電流が出力電流閾値より大きくなっているか判断し（ステップ８）、閾値より大きい場合には駆動回路１４を制御して駆動信号の周期を短く（−）し、駆動周波数を高くして共振周波数から離れた駆動周波数にすることによりインバータ回路４の出力を減少させ（ステップ９）、ステップ１３へ移る。
【００２２】
ステップ８で出力電流が閾値より大きくなかった場合には、操作部２５で設定した設定火力に対応する設定電力と、ステップ３で検出した入力電流および入力電圧から求めた入力電力とを比較する（ステップ１０）。図６に示すように、検出した入力電力が設定電力より大きい場合には駆動回路１４を制御して駆動信号の周期を短く（−）して駆動周波数を高くすることによりインバータ回路４の出力を減少させて加熱コイル１５にかかる電力を下げる（ステップ１１）、入力電力の方が小さければ駆動回路１４を制御して駆動信号の周期を長く（＋）し、駆動周波数を低くして共振周波数に近い駆動周波数にすることによりインバータ回路４の出力を増大させて加熱コイル１５にかかる電力を上げ（ステップ１２）、設定電力と入力電力が略同等であればそのままステップ１３に移行する。
【００２３】
次いで、操作部２５から加熱停止の指示入力が有ったか否かを判断し（ステップ１３）、加熱停止の指示入力がなければステップ３に戻って加熱出力制御を継続する。加熱停止の指示入力があった場合には駆動回路１４を制御してインバータ回路４を停止させ（ステップ１４）、ステップ１に戻る。
【００２４】
尚、上記のステップ１０〜ステップ１２における出力制御は、設定電力と検出した入力電力の差の大きさに応じて、駆動信号周期の調整幅を複数段階としてもよく、また、ステップ１２における出力増（駆動信号周期増加）の制御をシールドリングに流れる誘導電流のレベルにより調整幅を制限することとしてもよい。例えば、図７は設定電力と検出した入力電力の差の大きさに応じて駆動信号周期の調整幅を複数段階としたものであり、設定電力と入力電力の差が大きい場合には駆動信号周期の調整幅を大きく、設定電力と入力電力の差が小さい場合には駆動信号周期の調整幅を小さくして、設定電力の変更に対する迅速な追従性と細かい電力調整が可能となる。
【００２５】
しかし、このように駆動信号周期を調整する場合、ステップ４で用いる出力電流閾値をＡ１として、Ａ１よりも小さい値でＡ２、Ａ３（Ａ１＞Ａ２＞Ａ３）と値を定めたとすると、シールドリング２０に流れる誘導電流が過大であると判断するレベル（Ａ１）に達すると駆動信号周期を短くして出力を抑制し、シールドリング２０に流れる誘導電流が過大であると判断するレベル（Ａ１）を下回ると設定電力と抑制された入力電力の差に応じて駆動信号周期を大幅に長くするため、出力の変動が大きくなることがある。図８は、シールドリングに流れる誘導電流が過大であると判断するレベル（Ａ１）でなくても、その誘導電流のレベルに応じて駆動信号の増加幅を抑制する駆動信号周期の調整幅の例である。
【００２６】
図８において、Ａ１＞Ａ２＞Ａ３であり、誘導電流がＡ１未満の場合であって、誘導電流＜Ａ３であれば設定電力と検出電力の差に応じて駆動信号周期を−２Δｔ〜＋２Δｔの幅で調整し、Ａ３≦誘導電流＜Ａ２であれば駆動信号周期を−２Δｔ〜＋Δｔの幅で調整し、Ａ２≦誘導電流＜Ａ１であれば駆動信号周期を−２Δｔ〜０の幅で調整する。但し、検出される誘導電流がＡ１以上（図５：ステップ４）であれば誘導電流過大と判断して、出力電流を抑制する制御により加熱出力を抑えている。このようにシールドリング２０に流れる誘導電流に応じて駆動信号周期の増加幅を抑制することにより、誘導電流が保護レベルを上回った場合には駆動信号を抑制し、その結果、誘導電流が保護レベルを下回った場合には駆動信号を大幅に増加させることは回避して、誘導電流が制限にかかる場合の加熱出力の変動を抑制し、安定した動作をさせることができる。
【００２７】
尚、ステップ４、ステップ８で用いる閾値はシールドリング２０が熱で変形しない程度、また加熱コイル１５から出る漏洩磁束が周辺機器に影響を及ぼさない程度の出力電力になるように実験等により予め定めた値であり、制御手段２４に記憶させておく。
【００２８】
尚、入力電力を用いて行う制御動作について上述したが、入力電力に代えて出力電力を用いても設定電力と出力電力の差から同様の制御動作が可能である。また、本実施の形態では、インバータ回路の駆動信号の周波数(周期)を制御して出力電力を制御する例を示したが、駆動周波数一定でインバータ回路を構成する第１および第２のスイッチング素子１０、１１の通電比率等を制御して出力電力を制御することとしてもよい。第１および第２のスイッチング素子１０、１１の通電比率で出力電力を制御する場合には、通電比率が５０％：５０％のときに出力が最大となり、通電比率がこの状態から離れるほど出力は小さくなる。
【００２９】
以上のように、シールドリング２０に鎖交する磁束により生じるシールドリングの誘導電流が大きくなるとインバータ回路４の出力を抑制し、シールドリングに鎖交する磁束を低減させるので、加熱調理器の周囲におけるラジオ等のノイズを抑制することができる。また、シールドリング２０に流れる誘導電流が抑制されるので、シールドリングにおける銅損等による発熱が抑えられ、シールドリングが高温化することによりコイルベース２２が変形等することを回避することができる。
【００３０】
実施の形態２．
図９は、この発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理のフローチャートであり、図１０は実施の形態２に係る誘導加熱調理器の目標電力の制御量を説明するための図である。本実施の形態２に係る誘導加熱調理器のブロック構成（図１）や回路構成（図２）、加熱コイルユニットの断面や外観（図３）は、前述の実施の形態１と同様であるので、本実施の形態２では相違点を中心に説明する。
【００３１】
目標電力とは、加熱コイル１５やシールドリング２０に過剰な電流を流すことなく保護する目的で設定する電力値であって、必要に応じて設定電力に対して電力値を所定量下げた値、或いは設定電力に対して電力値を所定割合下げた値であり、制御手段２４は加熱コイルにかかる電力が目標電力となるように駆動回路１４を制御する。
【００３２】
前述の実施の形態１では、シールドリング２０に流れる誘導電流が保護レベル（Ａ１）以上であれば出力電流を直接的に抑制するように制御したが、目標電力を下げることによっても間接的に加熱コイル１５に流れる電流を抑制し、調理器の周囲に漏洩する磁束を抑制し、また、シールドリング２０に流れる誘導電流を抑えてシールドリングが高温化するのを回避する。
【００３３】
図９において、まず、操作部２５から加熱開始の指示入力及び指示された火力に対応する設定電力が設定されるのを待つ（ステップ１０１）。加熱指示入力があると、ステップ１０１で設定した火力に対応する設定電力を目標電力として定める（ステップ１０１ａ）。その後、駆動回路１４を制御して入力電力がステップ１０１ａで定めた目標電力となるようにインバータ回路４の駆動を開始する（ステップ１０２）。ステップ１０２の後、入力電流検出手段８、入力電圧検出手段９、出力電流検出手段１９ａ、シールドリング電流検出手段２１を用いて、電流及び電圧の検出を行う（ステップ１０３）。
【００３４】
ステップ１０４ではステップ１０３で検出した出力電流が閾値よりも高いか否かを判定する。出力電流が閾値よりも高い場合には駆動回路１４を制御して駆動周波数を高くすることによりインバータ回路４の出力を減少させ（ステップ１０５）、ステップ１１４に移行する。
【００３５】
ステップ１０４において出力電流が閾値よりも低い場合には、ステップ１０３で検出したシールドリング２０に流れる電流が過大（所定電流値以上）か否か判断する（ステップ１０６）。シールドリング２０に流れる電流が過電流であれば、ステップ１０１で定めた設定電力に対する目標電力を低減させ（ステップ１０７）、ステップ１１１へ進む。
【００３６】
ステップ１０６でシールドリング２０に流れる誘導電流が過大でなかった場合には、目標電力と操作部２５で設定された火力に対応する設定電力とを比較し（ステップ１０８）、目標電力の方が大きい場合には目標電力値を設定電力の値に変更して目標電力を低減し（ステップ１０９）、ステップ１１１へ進む。また、ステップ１０８で目標電力と設定電力が略同等であった場合にはそのままステップ１１１へ進み、設定電力の方が大きい場合には目標電力を増大させて（ステップ１１０）からステップ１１１へ進む。
【００３７】
ステップ１１０における目標電力の増大処理は、設定電力と目標電力との差が所定値（α）以下の場合には目標電力値を設定電力の値に変更し、設定電力と目標電力の差が所定値（α）より大きい場合には目標電力値を所定値αだけ増加させる。なお、所定値αは図１０に示すようにシールドリングに流れる誘導電流の値により調整することとしてもよい。図１０では、シールドリングに流れる誘導電流の過電流閾値Ａ１より小さいＡ２，Ａ３（Ａ１＞Ａ２＞Ａ３）に対して、誘導電流＜Ａ３の場合には所定値をα１、Ａ３≦誘導電流＜Ａ２の場合には所定値α２、Ａ２≦誘導電流＜Ａ１の場合には所定値α３（α１＞α２＞α３＝０）として、シールドリングに流れる誘導電流が比較的大きい場合には目標電力の増加量を小さくして、シールドリングに流れる電流制限による目標電力の変動幅を抑制する。
【００３８】
ステップ１１１では目標電力とステップ３で検出した入力電流・入力電圧から求めた入力電力を比較し、入力電力が目標電力より大きい場合には駆動回路１４を制御して駆動周波数を高くすることによりインバータ回路４の出力を減少させて加熱コイル１５にかかる電力を下げ（ステップ１１２）、入力電力の方が小さければ駆動回路１４を制御して駆動周波数を低くすることによりインバータ回路４の出力を増大させて加熱コイル１５にかかる電力を上げ（ステップ１１３）、目標電力と入力電力が略同等であればそのままステップ１１４に移行する。
【００３９】
次いで、操作部２５から加熱停止の指示入力が有ったか否かを判断し（ステップ１１４）、入力がなければステップ１０３に戻る。ステップ１１４で加熱停止の指示入力があった場合には駆動回路を制御してインバータ回路４を停止させ（ステップ１１５）、ステップ１０１に戻る。
【００４０】
以上のように、本実施の形態２に係る誘導加熱調理器によれば、シールドリング２０に誘導する電流が閾値を超えると目標電力を抑制し、シールドリングに過大な誘導電流が流れないように制御することによりシールドリングが過熱してコイルベース２２をいためるのを防ぎ、シールドリングと多くの磁束が鎖交する漏洩磁束の大きい状態を回避することができる。
【００４１】
実施の形態３．
図１１は、この発明を実施するための実施の形態３における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図であり、図１２は、その誘導加熱調理器の直流電源回路部およびインバータ回路部の回路構成図であり、図１３は加熱制御処理を示すフローチャートである。
【００４２】
図１１および図１２において、前述の実施の形態１の図１および図２と同一あるいは相当部分には同一の符号を付し、説明を省略する。図において２６はサーミスタ等の感熱素子であって、シールドリング２０と熱結合するように配置されている。また、２７は感熱素子２６の状態からシールドリングの温度を検出する温度検出回路である。
【００４３】
加熱コイル１５に流れる高周波電流により生じる磁束が加熱コイル上方に載置された鍋１７に鎖交せずに周囲に漏れ出ると、シールドリング２０と鎖交してシールドリングに誘導電流が流れ、周囲に漏洩する磁束を抑制するとともに、その誘導電流によりシールドリングに銅損が生じて発熱するため、シールドリングの温度が上昇する。誘導加熱調理器の周囲への漏洩磁束が多く、シールドリング２０に流れる電流が大きい場合にはシールドリングが高温化するが、その温度を感熱素子２６および温度検出回路２７により検出する。温度検出回路２７が高温状態を検出したの場合には、制御手段２４は出力電流制限閾値を減らして加熱コイル１５の電流を減少させ、シールドリングに流れる誘導電流を減少させる。
【００４４】
次に、図１３のフローチャートを用いて、本実施の形態３における制御手段２４の加熱制御動作を説明する。図において、まず、操作部２５から加熱開始の指示入力が入るのを待つ（ステップ２０１）。加熱指示入力があると、駆動回路１４を制御してインバータ回路４の駆動を開始し（ステップ２０２）、入力電流検出手段８、入力電圧検出手段９、出力電流検出手段１９ａ、温度検出回路２７を用いて、電流・電圧・温度の検出を行う（ステップ２０３）。
【００４５】
ステップ２０３で検出したシールドリング２０の温度により出力電流を抑制するタイミングか否か判断し（ステップ２０４）、そのタイミングでなければそのままステップ２０９へ移行する。尚、ステップ２０４で判断するタイミングは、周期タイマーを用いて所定の時間間隔で行ってもよいし、ステップ２０１で設定電力を設定又は変更した後に所定時間後にしてもよい。
【００４６】
ステップ２０４で出力電流を抑制するタイミングであれば、ステップ２０３において温度検出回路２７で検出したシールドリングの温度が保護温度を超過しているか否かを判断し（ステップ２０５）、保護温度を超過していた場合には、出力電流閾値を小さくし（ステップ２０６）、ステップ２０９へ移る。
【００４７】
ステップ２０５でシールドリング温度が保護温度以下であった場合には、出力電流閾値が初期状態の出力電流閾値と比較し（ステップ２０７）、出力電流閾値が初期状態より小さい場合には出力電流閾値を増加させ（ステップ２０８）、出力電流閾値が初期状態より小さい場合にはそのままステップ２０９へ移る。
【００４８】
次いで、検出した出力電流が出力電流閾値より大きくなっているか判断し（ステップ２０９）、出力電流が大きい場合には駆動回路１４を制御して駆動周波数を高くして負荷回路の共振周波数から離すことによりインバータ回路４の出力を減少させ（ステップ２１０）、ステップ２１４に進む。ステップ２０９で出力電流が過大でなかった場合には、操作部２５で設定した火力に対応する設定電力と、ステップ２０３で検出した入力電流および入力電圧から求めた入力電力とを比較する（ステップ２１１）。入力電力が設定電力より大きい場合には駆動回路１４を制御してインバータ回路４の出力を減少させ（ステップ２１２）、入力電力の方が小さければ駆動回路１４を制御してインバータ回路４の出力を増大させ（ステップ２１３）、設定電力と入力電力が略同等であればそのままステップ２１４に移行する。
【００４９】
次いで、操作部２５から加熱停止の指示入力が有ったか否かを判断し（ステップ２１４）、入力がなければステップ２０３に戻って加熱出力制御を継続する。加熱停止の指示入力があった場合には駆動回路１４を制御してインバータ回路４を停止させ（ステップ２１５）、ステップ２０１に戻る。
【００５０】
以上のように、シールドリング２０の温度が高くなると出力電流閾値を小さくすることによってインバータ回路４の出力電流を抑制し、シールドリングに鎖交する磁束を低減させるので、シールドリングに生じる誘導電流が減少して銅損による発熱量が減少し、また、鍋等からの輻射熱も低下するのでシールドリングの高温化を回避し、加熱コイルベース２２が変形するのを抑えることができる。また、シールドリングの温度が高い場合には、シールドリングに鎖交する磁束が多い場合であるが、インバータ回路４の出力を抑制して周囲に漏洩する磁束であるシールドリングに鎖交する磁束を減少させるので、誘導加熱調理器の周囲におけるラジオ等のノイズが抑制することができる。
【００５１】
実施の形態４．
図１４は、この発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器のフローチャートである。本実施の形態４に係る誘導加熱調理器のブロック構成および回路構成は前述の実施の形態３における図１１、図１２と同様であり、説明を省略する。実施の形態３ではシールドリングの温度が所定の保護温度を超過すると、インバータの駆動出力を直接的に抑制して加熱出力を抑えたが、本実施の形態４では目標電力を下げることによって加熱出力を抑える。
【００５２】
図１４のフローチャートにおいて、ステップ３０１〜３０５は前述の実施の形態２における図９のフローチャートのステップ１０１〜１０５と同様であるが、ステップ３０３ではシールドリング電流検出手段２１に代えて、感熱素子２６と温度検出回路２７を用いてシールドリング２０の温度を検出する。その際、制御手段２４のタイマー機能を用いてステップ３０１ａで目標電力を設定してからの時間若しくは所定の時間間隔からシールドリング２０の温度上昇度も算出する。
【００５３】
ステップ３０４で出力電流が過大でなかった場合、シールドリング温度を判定するタイミングか否か判断し（ステップ３０６）、温度判定のタイミングでなければそのままステップ３１２に進む。尚、ステップ３０６で判断するタイミングは、制御手段２４に周期タイマーを設けて所定の時間間隔で行ってもよいし、ステップ３０１ａで目標電力を設定若しくは変更してから所定時間経過後にしてもよい。
【００５４】
ステップ３０３で測定した温度上昇度に依存してステップ３０６の判断のタイミングを決定してもよい。例えば、温度上昇度が高くなるにつれて測定するタイミングを短い時間間隔で行う。温度上昇度に対応した時間間隔でステップ３０６の判断を行うことにより、出力電流の変化に対応した目標電流の制御が可能となる。
【００５５】
ステップ３０６で温度判定のタイミングと判定されればステップ３０３で温度検出回路２７により検出したシールドリングの温度が保護温度を超過しているか否かを判断し（ステップ３０７）、保護温度を超過している場合には目標電力を下げて（ステップ３０８）からステップ３１２へ進む。
【００５６】
ステップ３０７で保護温度を超過していなかった場合には、目標電力と操作部２５で設定された火力に対応する設定電力とを比較し（ステップ３０９）、目標電力の方が大きい場合には目標電力値を設定電力の値に変更して目標電力を低減し（ステップ３１０）、ステップ３１２へ進む。また、ステップ３０９で目標電力と設定電力が略同等であった場合にはそのままステップ３１２へ進み、設定電力の方が大きい場合には目標電力を増大させて（ステップ３１１）からステップ３１２へ進む。
【００５７】
ステップ３１２では、ステップ３０３で検出した入力電流および入力電圧から求めた入力電力と目標電力を比較し、入力電力の方が大きい場合には駆動回路１４を制御してインバータ回路４の出力を減少させ（ステップ３１３）、入力電力の方が小さければ駆動回路１４を制御してインバータ回路４の出力を増大させ（ステップ３１４）、設定電力と入力電力が略同等であればそのままステップ３１５に移行する。
【００５８】
次いで、操作部２５から加熱停止の指示入力が有ったか否かを判断し（ステップ３１５）、入力がなければステップ３０３に戻って加熱出力制御を継続する。加熱停止の指示入力があった場合には駆動回路１４を制御してインバータ回路４を停止させ（ステップ３１６）、ステップ３０１に戻る。
【００５９】
以上のように、シールドリング２０の温度が高くなると目標電力を下げることによってインバータ回路４の出力を抑制するので、鍋等からの輻射熱が減少するとともに、シールドリング２０に鎖交する磁束を低減させることができ、シールドリング２０に生じる誘導電流が減少して銅損による発熱量が減少してシールドリング２０の高温化を回避し、加熱コイルベース２２が変形するのを抑えることができる。また、シールドリング２０の温度が高い場合には、シールドリングに鎖交する磁束が多い場合があるが、目標電力を下げることによりインバータ回路４の出力を抑制し、周囲に漏洩する磁束であるシールドリング２０に鎖交する磁束を減少させることができる。
【００６０】
実施の形態５．
図１５は、この発明の実施の形態５に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理のフローチャートであり、図１６はシールドリングの過熱保護のためのシールドリング温度に対するシールドリング２０の温度上昇度の閾値を示す図である。本実施の形態５に係る誘導加熱調理器のブロック構成および回路構成は前述の実施の形態３における図１１、図１２と同様であり、省略する。前述の実施の形態３では、シールドリング２０の温度が所定の保護温度を超過すると、インバータ回路４の出力電流閾値を減らしたが、本実施の形態５では、シールドリング２０の温度の上昇度が所定の閾値を超過すると、インバータ回路４の出力電流閾値を減らすこととしている。なお、本実施の形態５に係る誘導加熱調理器のブロック構成および回路構成は前述の実施の形態３における図１１、図１２と同様であり、説明を省略する。
【００６１】
図１５のフローチャートは、前述の実施の形態３における図１３のフローチャートとほぼ同等であり、異なる処理のみ説明する。実施の形態３における図１３のフローチャートでは、ステップ２０５において、シールドリング温度が所定の保護温度を超過しているか否かを判断してインバータ回路４の出力電流閾値の抑制を行っていたが、本実施の形態５における図１５のフローチャートでは、ステップ４０５において、シールドリング温度の上昇度が所定の閾値を超過しているか否かを判断してインバータ回路４の出力電流閾値の抑制を行っている点が異なる。例えば、温度上昇度とは上昇した温度の値を所定時間若しくは単位時間当たりで割った値とする。
【００６２】
シールドリング２０に鎖交する磁束が多くなるとシールドリングに流れる誘導電流が増加し、シールドリングにおける誘導電流による銅損も増加して温度上昇度が大きくなる。そこでシールドリング温度の上昇度が所定の閾値を超えた場合にインバータ回路４の出力を抑制して、シールドリングに鎖交する磁束を抑えてシールドリング流れる誘導電流を減らし、シールドリング温度の上昇を抑制して加熱コイルベース２２の変形等を抑えるとともに、誘導加熱調理器の周囲に漏洩する磁束を抑制する。
【００６３】
尚、図１６に示すように、ステップ４０５で判断するシールドリング温度の上昇度の閾値はシールドリング温度が高温になると小さい値とする。シールドリング温度が加熱コイルベース等を保護するための温度以上では、その閾値を０以下として、制御手段２４が出力電流閾値を下げる及び駆動回路１４を制御してインバータ回路４の出力を下げてシールドリング温度の上昇を止める。このように、シールドリング２０の温度に対応した温度上昇度の閾値を定めておくことにより、シールドリング２０が変形するほど温度が上昇することを防ぐことができる。尚、図１６に図示するようにシールドリング温度が所定値以下ではシールドリング温度上昇閾値は一定のままにしておいても良い。
【００６４】
以上のように、シールドリング温度の上昇度が高くなる誘導電流の大きい状態では、インバータ回路４の出力を抑制するので、シールドリングに鎖交する磁束を低減させることができ、シールドリングに生じる誘導電流が減少して銅損による発熱量が減少してシールドリングの高温化を回避し、加熱コイルベース２２が変形するのを抑えることができ、また、誘導加熱調理器の周囲に漏洩する磁束を減少させることができる。
【００６５】
実施の形態６．
図１７は、この発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理のフローチャートである。前述の実施の形態４では、シールドリング２０の温度が所定の保護温度を超過すると、目標電力を抑制することによって加熱出力を抑え、シールドリングが過熱して加熱コイルベース２２が変形したり、誘導加熱調理器の周辺に大きな漏洩磁束が生じたりするのを回避するのに対して、本実施の形態６においては、シールドリング温度の上昇度が所定の閾値を超過すると、目標電力を抑制することによって加熱出力を抑え、インバータ回路４の出力を抑制して、シールドリングが過熱することや誘導加熱調理器の周辺への大きな漏洩磁束が発生を抑えるようにしている。なお、本実施の形態６に係る誘導加熱調理器のブロック構成および回路構成は前述の実施の形態３における図１１、図１２と同様であり、また、シールドリングの過熱保護のためのシールドリング温度に対するシールドリング温度上昇度の閾値は前述の実施の形態５における図１６と同様であり、説明を省略する。
【００６６】
図１７のフローチャートは、前述の実施の形態４における図１４のフローチャートとほぼ同等であり、異なる処理のみ説明する。実施の形態４における図１４のフローチャートでは、ステップ３０７において、シールドリング温度が所定の保護温度を超過しているか否かを判断し、超過していた場合には目標電力を減少させる制御を行っていたが、本実施の形態６における図１７のフローチャートでは、ステップ５０７において、シールドリング温度の上昇度が所定の閾値を超過しているか否かを判断し、上昇度が所定の閾値を超過していた場合には目標電力を減少させる制御を行っている点が異なる。なお、シールドリング温度の上昇度の閾値は、実施の形態５と同様に、シールドリング温度が高温になると小さい値とし、シールドリング温度が加熱コイルベース等を保護するための温度以上では、その閾値を０以下として、シールドリング温度の上昇を止めさせるように駆動回路１４を制御する。
【００６７】
ステップ５０３では実施の形態ステップ３０３と同様に、入力電流検出手段８、入力電圧検出手段９、出力電流検出手段１９ａ、感熱素子２６及び温度検出回路２７を用いて、入力電流、入力電圧及びシールドリング２０の温度を検出する。その際、ステップ５０１で設定電力の設定又は変更をしてから所定時間に対する温度の上昇度を求めておく。
【００６８】
以上のように、シールドリング温度の上昇度が高くなる誘導電流の大きい状態では目標電力を低減してインバータ回路４の出力を抑制するので、鍋等からのシールドリングや加熱コイルベースへの輻射熱を減少させ、シールドリングに鎖交する磁束を低減させることができ、シールドリングに生じる誘導電流が減少して銅損による発熱量が減少してシールドリングの高温化を回避し、加熱コイルベース２２が変形するのを抑えることができ、また、誘導加熱調理器の周囲に漏洩する磁束を減少させることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  商用交流電源
２  高周波電源回路
３  直流電源回路
４  インバータ回路
５  整流回路
６  チョークコイル
７  平滑コンデンサ
８  入力電流検出手段
９  入力電圧検出手段
１０  第１のスイッチング素子
１１  第２のスイッチング素子
１２  第１のダイオード
１３  第２のダイオード
１４  駆動回路
１５  加熱コイル
１６  天板
１７  鍋
１８  共振コンデンサ
１９ａ  出力電流検出手段
１９ｂ  出力電圧検出手段
２０  シールドリング
２１  シールドリング電流検出手段
２２  加熱コイルベース
２３  フェライト
２４  制御手段
２５  操作部
２６  感熱素子
２７  温度検出回路
【図１】
2011028975.tif 000003
【図２】
2011028975.tif 000004
【図３】
2011028975.tif 000005
【図４】
2011028975.tif 000006
【図５】
2011028975.tif 000007
【図６】
2011028975.tif 000008
【図７】
2011028975.tif 000009
【図８】
2011028975.tif 000010
【図９】
2011028975.tif 000011
【図１０】
2011028975.tif 000012
【図１１】
2011028975.tif 000013
【図１２】
2011028975.tif 000014
【図１３】
2011028975.tif 000015
【図１４】
2011028975.tif 000016
【図１５】
2011028975.tif 000017
【図１６】
2011028975.tif 000018
【図１７】
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