(57)【要約】【課題】整流回路を共用化した構成で２つのインバータを動作させる方式において、加熱コイル間の周波数差を可聴域以上に設けても干渉音が発生する。【解決手段】同時動作の際にはインバータ４、５の駆動周波数間に可聴周波数以上の周波数差を設けるとともに、周波数が低い側のインバータは導通比率５０％を維持した周波数制御を行い、高い側のインバータには周波数の上限を設けることで半導体スイッチの損失を軽減させかつ干渉音を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと前記平滑コンデンサの出力を半導体スイッチを用い所定の周波数の電力に変換し第１および第２の加熱コイルに高周波電力を供給するために並列に配置された第１および第２のインバータと、前記第１のインバータ及び第２のインバータ内の半導体スイッチの導通時間を制御する制御手段とを備え、前記第１のインバータの駆動周波数と前記第２インバータの駆動周波数を可聴域以上離し、かつ前記第１のインバータ及び第２のインバータの入力電力を、導通比率を略１／２かつ駆動周波数を可変することで変化させると共に、前記第２インバータの駆動周波数に上限を設ける誘導加熱装置。
【請求項２】
第２のインバータの駆動周波数の上限に到達後、入力電力を減少させる際には導通比率を可変することで入力電力を変化させる請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
第２のインバータの駆動周波数の上限に到達後、入力電力を減少させる際にはデューティを変えることで入力電力を変化させる請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
第１にインバータの駆動周波数に上限を設け、上限に到達後デューティを変えることで入力電力を変化させる請求項１〜３いずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
第２のインバータの周波数上限を第１のインバータの周波数上限の２倍とする請求項１〜４いずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
第１のインバータ及び第２のインバータの双方が周波数上限で制御を行う際には導通比率を変化させることで入力電力を可変させる請求項５に記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
第１の加熱コイルの最大電力を第２の加熱コイルの最大電力よりも大きくする請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【請求項８】
第１の加熱コイルの外径を第２の加熱コイルの外径より大きくする請求項１〜７のいずれか１項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、高周波磁界による誘導加熱を利用して被加熱物の加熱を行う誘導加熱調理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の誘導加熱装置は複数の加熱コイルと複数のインバータを構成しているものがある（例えば、特許文献１参照）。図１２は、従来の誘導加熱装置の回路構成を示す図である。図１２に示すように、交流電源２１と商用電源を整流する整流回路２２と、整流回路２２の電圧を平滑する平滑コンデンサ２９と、平滑コンデンサ２９の出力を高周波電力に変換し第１及び第２の加熱コイル２６、２７に高周波電力を供給する第１及び第２のインバータ２４、２５と、交流電源２１からの入力電流を検出する入力電流検出手段２３と、入力電流検出手段２３の値が設定値となるように第１及び第２のインバータ２４、２５内にある半導体スイッチの動作状態を制御するマイクロコンピュータなどで構成される制御手段２８より構成されている。
【０００３】
続いて、従来の誘導加熱装置の動作を説明する。制御手段２８は、交流電源２１からの入力電流をカレントトランスなどので構成される入力電流検出手段２３で検出し、入力電流が予め設定された電流値になるように、第１及び第２のインバータ２４、２５内の半導体スイッチの導通時間を制御することで第１及び第２のインバータ２４、２５に接続された第１及び第２の加熱コイル２６、２７に必要な高周波電流を供給する。
【０００４】
そして、第１及び第２の加熱コイル２６、２７に供給された高周波電流により、第１及び第２の加熱コイル２６、２７より高周波磁界が発生し、加熱コイルと磁気的に結合する鍋などの負荷に高周波磁界が印可される。この印可された高周波磁界により、鍋などの負荷に渦電流が発生し、この渦電流と鍋自身が持つ表皮抵抗により鍋自身が発熱する。また、制御手段２８は入力電流値を変えることで、鍋の加熱量を調整するため第１及び第２のインバータ２４、２５内の半導体スイッチの駆動周波数や導通比率を変えることになる。
【０００５】
そして、第１及び第２の加熱コイル２６、２７（第１及び第２のインバータ２４、２５）が異なる周波数で動作した場合、第１の加熱コイル２６に流れる電流の周波数と第２の加熱コイル２７に流れる電流の周波数の差の周波数が可聴域の周波数となると（概ね２０ｋＨｚ以下）、差の周波数による音（以下干渉音）が機器使用者に聞こえることになる。
【０００６】
そのため、可聴域以上（概ね２０ｋＨｚ以上）の周波数差を付けて加熱する方法などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／７１３５０３７号明細書
【特許文献２】実開昭５７−１７９２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成では、一方の加熱コイルにおいて、鍋の種類や加熱コイルへの供給電力の調整をインバータ内の半導体スイッチの駆動周波数を変えて行う場合には可聴域以上（おおよそ概ね２０ｋＨｚ程度）の幅が必要とされるため、干渉音をさけるためには、もう一方の加熱コイルのインバータ内の半導体スイッチの駆動周波数が６０〜
８０ｋＨｚ程度になってしまい、半導体スイッチのスイッチング動作時の損失が大幅に増える課題が生じることになる。
【０００９】
一方、この課題を解決するために周波数を一定にしてインバータ内での半導体スイッチの導通時間の比率（以下導通比率）で電力を調整する方法がある。しかし、図１３に示す様に導通比率が５０％の際には駆動周波数（図１３では２０ｋＨｚ）の高調波として３次高調波（図１３では６０ｋＨｚ）が多くを占めているものが（図１３（ａ）参照）、導通比率が５０％からずれるに従い駆動周波数の２次高調波（図１３では４０ｋＨｚ）が多く発生することになる（図１３（ｂ）参照）。特に、従来の誘導加熱装置のように一つの平滑コンデンサより複数の加熱コイルとインバータを動作させる際には、それぞれの加熱コイル電流で発生した周波数成分が共通部品である平滑コンデンサを通してお互いに加熱コイルに重畳することになる。
【００１０】
具体的には、図１４に示すように第１のインバータが２０ｋＨｚで駆動し、第２のインバータが４４ｋＨｚで駆動している場合には、第１のインバータの２次高調波である４０ｋＨｚと第２のインバータの駆動周波数である４４ｋＨｚの差の４ｋＨｚの成分が加熱コイル電流の発生し、鍋を通して干渉音として発生するという課題を有している。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、整流回路を共用化した構成で２つのインバータを動作させる方式において、干渉音の発生が少なくかつ半導体スイッチの損失が大きく増加しない誘導加熱装置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】
【００１２】
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、交流電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと前記平滑コンデンサの出力を半導体スイッチを用い所定の周波数の電力に変換し第１および第２の加熱コイルに高周波電力を供給するために並列に配置された第１および第２のインバータと、前記第１のインバータ及び第２のインバータ内の半導体スイッチの導通時間を制御する制御手段とを備え、前記第１のインバータの駆動周波数と前記第２インバータの駆動周波数を可聴域以上（概ね２０ｋＨｚ以上）離し、かつ前記第１のインバータ及び第２のインバータの入力電力を導通比率を略５０％かつ駆動周波数を可変することで変化させると共に、前記第２インバータの駆動周波数に上限を設ける誘導加熱装置としたものである。
【００１３】
これによって、整流回路を共用化した構成で２つのインバータを動作させる方式において、干渉音の発生が少なく、かつ半導体スイッチの損失が大きく増加しない誘導加熱装置を実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の誘導加熱装置は、整流回路を共用化した構成で２つのインバータを動作させる方式において、一方のインバータの駆動周波数をもう一方のインバータの駆動周波数より可聴域以上（概ね２０ｋＨｚ）以上離すと共に、駆動周波数の低い側を導通比率が略５０％で周波数制御を行い、周波数の高い側では導通比率が略５０％で周波数制御を行いかつ周波数に上限を設けることで、加熱コイル間に発生する干渉音を少なくすることができ、かつ駆動周波数が高い側のインバータの半導体スイッチの損失を抑えることができるため、動作中の音が少ない静かな誘導加熱装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の回路構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置のインバータの駆動信号を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の電力特性を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の電力制御の方法を示す図
【図５】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置のインバータの駆動信号を示す図
【図６】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の電力特性示す図
【図７】本発明の実施の形態２における誘導加熱装置の電力制御の方法を示す図
【図８】本発明の実施の形態２における誘導加熱装置の電力制御の方法を示す図
【図９】本発明の実施の形態３における誘導加熱装置の電力制御の方法を示す図
【図１０】本発明実施の形態３における誘導加熱装置の電力制御の方法を示す図
【図１１】本発明実施の形態４における誘導加熱装置の構成を示す図
【図１２】従来の誘導加熱装置の回路構成を示す図
【図１３】従来の誘導加熱装置の加熱コイルの周波数解析の例を示す図
【図１４】従来の誘導加熱装置の加熱コイルの周波数解析の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、交流電源を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を平滑する平滑コンデンサと前記平滑コンデンサの出力を半導体スイッチを用い所定の周波数の電力に変換し第１および第２の加熱コイルに高周波電力を供給するために並列に配置された第１および第２のインバータと、前記第１のインバータ及び第２のインバータ内の半導体スイッチの導通時間を制御する制御手段とを備え、前記第１のインバータの駆動周波数と前記第２インバータの駆動周波数を可聴域以上離し、かつ前記第１のインバータ及び第２のインバータの入力電力を、導通比率を略５０％かつ駆動周波数を可変することで変化させると共に、前記第２インバータの駆動周波数に上限を設けることにより、整流回路を共用化した構成で２つのインバータを動作させる方式において、干渉音の発生が少なくかつ半導体スイッチの損失が大きく増加しない誘導加熱装置を実現することができる。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明において、第２のインバータの駆動周波数の上限に到達後、入力電力を減少させる際には導通比率を可変することで入力電力を変化させることにより、干渉音の発生が少なくかつ低電力まで電力制御が可能な誘導加熱装置を実現することができる。
【００１８】
第３の発明は、特に、第２の発明において、第２のインバータの駆動周波数の上限に到達後、入力電力を減少させる際にはデューティを変えることで入力電力を変化させることにより、干渉音の発生が少なくかつ低電力まで電力制御が可能な誘導加熱装置を実現することができる。
【００１９】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、第１にインバータの駆動周波数に上限を設け、上限に到達後デューティを変えることで入力電力を変化させることにより、第１のインバータの周波数の変動範囲を少なく抑えることができ、結果第２のインバータの周波数も低く抑えることができるため、干渉音の発生が少なくかつ半導体スイッチの損失の少ない誘導加熱装置を実現することができる。
【００２０】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、第２のインバータの周波数上限を第１のインバータの周波数上限の２倍とすることにより、上限に到達後に電力制御を行う際に、第１のインバータの２次高調波が第２のインバータの基本波の周波数と同一となるため干渉音が発生しない誘導加熱装置を実現することができる。
【００２１】
第６の発明は、特に、第５の発明において、第１のインバータ及び第２のインバータの双方が周波数上限で制御を行う際には導通比率を変化させることで入力電力を可変させることにより、低電力まで電力制御が可能で、干渉音の発生が少なく、かつ半導体スイッチ
の損失の少ない誘導加熱装置を実現することができる。
【００２２】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明において、第１の加熱コイルの最大電力を第２の加熱コイルの最大電力よりも大きくすることにより、冷却効率の悪い径の小さな加熱コイルの出力を抑える構成となるため、冷却構成を簡素化でき音の静かな誘導加熱装置を実現することができる。
【００２３】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明において、第１の加熱コイルの外径を第２の加熱コイルの外径より大きくすることにより、冷却効率の悪い径の小さな加熱コイルの出力を抑える構成となるため、冷却構成を簡素化でき音の静かな誘導加熱装置を実現することができる。
【００２４】
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。
【００２５】
（実施の形態１）
本実施の形態は請求項１〜２に係わる。図１は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱装置の回路構成を示す図である。図１において、交流電源１と、交流電源１を整流する整流回路２と、整流回路２の出力を平滑する平滑コンデンサ９と、平滑コンデンサ９の出力を高周波電力に変換する第１及び第２のインバータ４、５と、それぞれのインバータに接続されインバータから高周波電流が供給される第１及び第２の加熱コイル６、７と、交流電源１から整流回路２に流れる電流をカレントトランスなどで検出する入力電流検出手段３と、入力電流検出手段３の検出値が設定値になる様に第１及び第２のインバータ内の半導体スイッチを制御する制御手段８より構成される。
なお、制御手段８の目標値としては、入力電流以外に加熱コイルの電流や電圧などあるが特に限定するものではない。
【００２６】
また、第１のインバータ４は、平滑コンデンサ９に並列に接続される第１の半導体スイッチ１１と第２の半導体スイッチ１２の直列接続体と第１の及び第２の半導体スイッチ１１、１２の直列接続体の中点と平滑コンデンサ９の一端または両端に接続される第１の加熱コイル６と第１の共振コンデンサ１３の直列接続体で構成されるハーフブリッジ回路で構成する場合が多いが、フルブリッジ回路であっても特に問題はない。半導体スイッチは、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴと各素子に逆方向に並列接続したダイオードで構成する場合が多い。
【００２７】
同様に、第２インバータ５は、平滑コンデンサ９に並列に接続される第３の半導体スイッチ１４と第４の半導体スイッチ１５の直列接続体と第３及び第４の半導体スイッチ１４、１５の直列接続体の中点と平滑コンデンサ９の一端または両端に接続される第１の加熱コイル６と第２の共振コンデンサ１６の直列接続体で構成されるハーフブリッジ回路である。
【００２８】
第１のインバータ４と第１の加熱コイル６、及び第２のインバータ５と第２の加熱コイル７は、制御手段８の指令に従い、それぞれの加熱コイルに２０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚ程度の高周波電流を供給し、この高周波電流によって加熱コイルから発生した高周波磁界が鍋などの負荷に供給される。
【００２９】
この高周波磁界による鍋の表面に渦電流が発生し、渦電流と鍋などの負荷自身の抵抗により、鍋を誘導加熱することになる。
【００３０】
一方、図１の様に第１の加熱コイル６と第１の共振コンデンサ１３の直列共振回路を利
用した第１のインバータ４では、制御手段８は鍋の材質あるいは入力電力を変えるために鍋を載置した第１の加熱コイル６のインダクタンスと第１の共振コンデンサ１３の容量で決まる共振周波数に対して駆動周波数を変化させることで、入力電流などが所定値になるように第１及び第２の半導体スイッチ１１、１２を制御する場合が多い。第２の加熱コイル７と第２の共振コンデンサ１６の直列共振回路を利用した第２のインバータ５も同様である。その際、第１の加熱コイルと第２の加熱コイルが同時に動作する際に、それぞれが異なる周波数で動作し、かつ駆動周波数の差が２０ｋＨｚ以内である場合には干渉音として機器使用者に聞こえることになる。
【００３１】
本実施の形態では、第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７の駆動周波数が可聴域以上（概ね２０ｋＨｚ以上）離れる様にそれぞれのインバータを設計して動作させる。そこで、第１のインバータ４が負荷の違いや電力制御範囲を考慮すると使用する駆動周波数は２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ程度になるため、第２のインバータ５の駆動周波数は６０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚとなる。一方、第１のインバータ４の駆動周波数を低くするために、駆動周波数を一定にして導通時間の比率で電力制御を行おうとすると、従来の誘導加熱装置で示した様に第１の加熱コイル６及び第１にインバータ４では２次高調波が増加し、平滑コンデンサ９を通して第２の加熱コイル７に重畳されるため、第２の加熱コイル７と第２のインバータ５の駆動周波数と間で干渉音が発生することになる。
【００３２】
図２は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱装置のインバータの起動信号を示す図である。図２において、第１のインバータ４の駆動信号を示しており、第１のインバータ４の内、第１の半導体スイッチ１１の駆動信号をａ）及びｃ）に、第２の半導体スイッチ１２の駆動信号をｂ）及びｄ）に示している。
【００３３】
図３は本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の電力特性を示す図である。
【００３４】
本実施の形態１のインバータでは図３に示すように駆動周波数を高くすると入力電力が下がる特性を利用する場合が多い。そこで、図２のａ）、ｂ）の様に駆動周波数が低い（周波数：ｆａ）ときには入力電力が大きく、ｃ）、ｄ）の様に駆動信号が高い（周波数：ｆｂ）場合には入力電力が低くなる。
【００３５】
ここで、駆動周波数が低い第１のインバータ４では、２次高調波の発生が影響を押さえるため第１のインバータ４の駆動周波数が、導通比率５０％を維持する様に周波数変化のみで電力制御を行っている。
【００３６】
一方、駆動周波数が第１にインバータ４の駆動周波数より２０ｋＨｚ以上高い第２のインバータ５では、第１のインバータ４同様に駆動周波数を変化させるのみで電力制御を行うと周波数が高くなりすぎ、半導体スイッチのスイッチング損失が増加することになる。
【００３７】
そこで、駆動周波数に上限（ｆｄ）を設けて、駆動周波数の上限に達した後、他の制御方法で電力を下げる方式とすることで、駆動周波数の上昇を抑制し、半導体スイッチの損失増加を抑制している。
【００３８】
図４は本発明の第１の実施の形態１における誘導加熱装置の電力制御の方法を示す図である。
【００３９】
本実施の形態では図４に示すように、第２のインバータ５は高出力時は周波数制御を行い、低出力時などで駆動周波数が上限に達した後は駆動周波数を一定にして（ｆｄ）導通時間で制御を行っている。
【００４０】
一方、第１のインバータ４は、２次高調波が抑えられるように導通比率が略５０％で、周波数制御を行っている。本実施の形態では、周波数の上限を低出力時と記載しているが、どの出力に周波数の上限値を持ってきても特に問題ではない。
【００４１】
図５は本発明の第１の実施の形態のおける誘導加熱装置のインバータの駆動信号を示す図であり、第２のインバータ５の内、半導体スイッチ２ａ１１４の駆動信号をａ）、ｃ）に、半導体スイッチ２ｂ１５の駆動信号をｂ）、ｄ）に示している。
【００４２】
図６は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱装置の電力特性示す図である。
【００４３】
本実施の形態のインバータでは、図６に示すように導通時間比率を下げると入力電力が下がる特性を利用している。図５のａ）、ｂ）の様に導通比率が略５０％に近い場合は入力電力が大きく、ｃ）、ｄ）の様に導通比率が低い場合には入力電力が低くなる。本実施の形態ではこの特性を利用して電力制御を行っている。第２のインバータ５において、導通比率制御を行った場合、第２のインバータ５で発生する高調波は、差の周波数が可聴域となる基本周波数がないため、問題にならない。
【００４４】
なお、第２のインバータ５の制御を周波数一定にして高出力から低出力まで導通比率のみで制御すると、周波数変化と導通比率の変化を併用したものに比べ、導通比率に対する分解能が悪くなるため、電力制御の精度が悪化するなどの課題も生じる。
【００４５】
以上のように本実施の形態では、第２のインバータ５の駆動周波数を第１のインバータ４の駆動周波数と２０ｋＨｚ以上離すとともに、第２インバータ５の駆動周波数に上限を設けることにより、整流回路２を共用化した構成で２つのインバータを動作させる方式において、干渉音の発生が少なくかつ半導体スイッチの損失が大きく増加しない誘導加熱装置を実現できるものである。
【００４６】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施の形態は請求項３に係わる。本実施の形態の構成は実施の形態１と同一である。
【００４７】
本実施の形態の動作に関して説明する。本実施の形態は、実施の形態１と同様な動作を行うが、第２のインバータ５の駆動周波数が上限に達した後の動作のみ異なる。
【００４８】
図７は本発明の第２の実施の形態における誘導加熱装置の電力制御の方法を示す図である。本実施の形態では、第２のインバータ５が、高出力時は周波数制御を行い、低出力時などで駆動周波数が上限に達した後は駆動周波数を一定にして（ｆｄ）導通比率５０％を維持しながら、インバータの動作時間で制御を行うデューティ制御を行っている。
【００４９】
図８は、本発明の第２の実施の形態における誘導加熱装置の電力制御の方法を示す図であり、インバータの動作時間を示すものである。期間ｔ１では、インバータは導通状態を継続しており、オフ期間はインバータは非導通状態となっている。導通状態では、インバータ内の半導体スイッチが所定の駆動周波数で交互にスイッチング動作をしており、この状態を連続的継続する期間をオン期間とし、連続的に半導体スイッチが動作しない期間をオフ期間としている。このオン期間（ｔ１（ｓｅｃ））とオフ期間（ｔ２（ｓｅｃ））の比率とオン期間での入力電力により平均的な入力電力が決定される。本方式の制御では、導通時間比率が５０％を維持し、かつ第２のインバータ５が低出力の時でも、駆動周波数が上げずに電力調整ができるため半導体スイッチの損失も大きく増加しないことになる。
【００５０】
以上のように本実施の形態では、第２のインバータ５の駆動周波数を第１のインバータ
４の駆動周波数と２０ｋＨｚ以上離すとともに、第２インバータ５の駆動周波数に上限を設けることにより、整流回路２を共用化した構成で２つのインバータを動作させる方式において、干渉音の発生が少なくかつ半導体スイッチの損失が大きく増加しない誘導加熱装置を実現できるものである。
【００５１】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施の形態は請求項４〜６に係わる。本実施の形態の構成は実施の形態１と同一である。
【００５２】
本実施の形態の動作に関して説明する。本実施の形態は、実施の形態１及び実施の形態２と同様な動作を行うが、第１のインバータ４の駆動周波数の上限を設けている点が異なる。
【００５３】
図９は本発明の第３の実施の形態における誘導加熱装置の電力制御の方法を示す図である。本実施の形態では、第１のインバータ４が、高出力時は周波数制御を行い、低出力時などで駆動周波数が上がる場合に、上限を設けている。第１のインバータ４の駆動周波数が低出力時などで周波数の上限に達した後は、駆動周波数を一定にして（ｆｄ）導通比率５０％を維持しながら、インバータの動作時間で制御を行うデューティ制御を行っている。この様に第１のインバータ４の駆動周波数に上限を設けることにより、第１のインバータ４から可聴域以上駆動周波数を離す第２のインバータ５の駆動周波数も低く設定することが可能になるため駆動周波数の上昇を抑え、半導体スイッチの損失を低く抑えることが可能になる。
【００５４】
また、第２のインバータ５の駆動周波数上限を第１のインバータ４の駆動周波数の上限の２倍の周波数にすることで、２つのインバータが低出力などで周波数一定で動作している場合には、第１のインバータ４で導通比率制御を行って２次高調波が発生しても、第２のインバータ５の駆動周波数と同じになるため干渉音は発生しない。
【００５５】
図１０は本発明の第３の実施の形態における誘導加熱装置の電力制御の方法を示す図である。
【００５６】
そこで、図１０に示す様に第１のインバータ４と第２のインバータ５が周波数上限にある場合には、第１のインバータ４が導通比率制御を行うことで、同時動作時の第１のインバータ４の制御性が向上することになる。
【００５７】
以上のように本実施の形態では、第２のインバータ５の駆動周波数を第１のインバータ４の駆動周波数と２０ｋＨｚ以上離すとともに、第１インバータ４の駆動周波数に上限を設けることにより、整流回路２を共用化した構成で２つのインバータを動作させる方式において、干渉音の発生が少なくかつ半導体スイッチの損失が大きく増加しない誘導加熱装置を実現できるものである。
【００５８】
（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態を説明する。本実施の形態は請求項７〜８に係わる。本実施の形態の構成が実施の形態１と異なるのは、第１の加熱コイルの外径を第２の加熱コイルの外径より大きくしている点である。
【００５９】
本実施の形態の動作に関して説明する。図１１は本発明の第４の実施の形態における誘導加熱装置の構成を示す図である。トッププレート１８下の配置される加熱コイルの内、形状の大きな第１の加熱コイル６を手前側に、形状の小さな第２の加熱コイル７を奥に配置しており、第１の加熱コイルの前には誘導加熱装置の操作や装置の状態を表示する操作
・表示部が配置されている。
【００６０】
加熱コイルと共振コンデンサが直列に接続される構成のハーフブリッジあるいはフルブリッジインバータでは、鍋などの負荷を含む加熱コイルのインダクタンスと共振コンデンサの容量で決まる共振周波数より、駆動周波数を高く設定し、共振周波数から駆動周波数をずらしていくことで負荷の材質、形状に対する対応や電力調整を行っている。そのため、共振周波数と最大電力時の駆動周波数は近い周波数になる場合が多い。
【００６１】
ここで、第１のインバータ４と第２にインバータ５は駆動周波数が２倍程度になるため、共振周波数も２倍程度異なることが望ましい。
【００６２】
ここで、共振周波数を２倍程度にするためには共振周波数が加熱コイルのインダクタンスと共振コンデンサの容量の積の平方根に反比例することから、加熱コイルのインダクタンスと共振コンデンサの容量の積を小さくする必要がある。
【００６３】
一方、加熱コイルのインダクタンスは巻数の２乗と外径に比例して大きくなるため、外径が小さく巻数も多く取れない形状の小さくな加熱コイルはインダクタンスが小さくなる傾向になる。
【００６４】
そこで、形状の小さな加熱コイル側の共振周波数を高く設定することで無理なく周波数差を設けることができることになる。
【００６５】
また、形状の大きな第１の加熱コイル６の最大電力を大きくすることで、インバータの損失が大きくなる高周波動作を行う第２の加熱コイル７の最大電力を抑え、損失が増加することを防止することができる。
【００６６】
以上の様に本実施の形態では、第１の加熱コイルの外径を第２の加熱コイルの外径より大きくすることにより、加熱コイルの素線の構成を大きく変えることなく加熱コイルとインバータ内の共振コンデンサより構成される共振回路の共振周波数を上げることが出来るために、駆動周波数を容易にあげることができ、安価な構成で干渉音が低減でき、音の静かな誘導加熱装置を実現できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本実施の形態にかかる誘導加熱装置は、整流回路を共用化した構成で２つのインバータを動作させる方式において、干渉音の発生が少なくかつ半導体スイッチの損失が大きく増加させないので、インバータを使用した機器への用途に適用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１  交流電源
２  整流回路
３  入力電流検出手段
４  第１のインバータ
５  第２のインバータ
６  第１の加熱コイル
７  第２の加熱コイル
８  制御手段
９  平滑コンデンサ
１１  第１の半導体スイッチ
１２  第２の半導体スイッチ
１４  第３の半導体スイッチ
１５  第４の半導体スイッチ
【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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