(57)【要約】【課題】インバータ回路を用いて被加熱物の有無や材質を判別する誘導加熱装置において、加熱時の動作周波数と被加熱物の判別時の動作周波数が同一動作を可能にすることができる誘導加熱装置を提供する。【解決手段】被加熱物判別手段５０は、少なくとも共振回路６２に流れる電流値または共振回路６２に発生する電圧値に基づいて共振回路６２を形成する加熱コイル１１の領域に対応するトッププレート１３の上方の被加熱物の状態を判別するものであって、加熱コイル１１に流れる電流が零の状態を一定期間有する不連続動作となるように第３のスイッチング素子４５がオフ状態からオン状態に遷移するタイミングを制御する状態で被加熱物の状態を判別する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を載置するためのトッププレートと、
前記トッププレートの下方に配置された複数の加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルとそれぞれ共振回路を形成する複数の共振コンデンサと、
前記加熱コイルに高周波電流を供給する少なくとも２つの主スイッチング素子を直列に接続した構成を有するインバータ回路と、
前記インバータ回路と前記共振回路との間に直列に接続した副スイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子のオンオフ制御を行う制御手段と、
前記トッププレートの上方の前記被加熱物の状態を判別する被加熱物判別手段と、
を備え、
前記複数の主スイッチング素子のうち、電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間を制御することにより前記加熱コイルに流れる電流を制御し、
前記被加熱物判別手段は、少なくとも前記共振回路に流れる電流値または前記共振回路に発生する電圧値に基づいて前記共振回路を形成する前記加熱コイルの領域に対応する前記トッププレートの上方の前記被加熱物の状態を判別するものであって、
前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を一定期間有する不連続動作となるように前記副スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移するタイミングを制御する状態で前記被加熱物の状態を判別する誘導加熱装置。
【請求項２】
前記被加熱物判別手段は、オンオフ制御を行う前記副スイッチング素子を接続した加熱コイルの領域に対応する前記トッププレートの上方に前記被加熱物が載置されているか否かを判別する請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
前記被加熱物判別手段は、オンオフ制御を行う前記副スイッチング素子を接続した加熱コイルの領域に対応する前記トッププレートの上方に載置された前記被加熱物の材質を判別する請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
前記主スイッチング素子と前記副スイッチング素子は同一の周波数で動作する請求項１〜３のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
前記加熱コイルに電流が流れている状態と前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を前記インバータ回路の動作周期毎に有する請求項４に記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
前記複数の主スイッチング素子のうち電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子がオン状態からオフ状態へと遷移するタイミングの前後の期間にまたがって前記副スイッチング素子に電流が流れるように前記副スイッチングのオンオフ制御を行う請求項１〜５のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
前記複数の主スイッチング素子のうち電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子がオン状態からオフ状態へと遷移するタイミングに前記副スイッチング素子に流れる電流の値は、前記加熱コイルに流れる電流値の最大値となるように前記副スイッチング素子のオンオフ制御を行う請求項６に記載の誘導加熱装置。
【請求項８】
被加熱物の状態の判別時に前記加熱コイルに流す電流よりも大きな電流を流して被加熱物に電力を供給するように前記主スイッチング素子および前記副スイッチング素子をオンオフ制御する状態を更に備え、前記被加熱物の状態の判別時と前記被加熱物への電力供給時での前記主スイッチング素子の動作周波数および／またはオン期間は同一とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
【請求項９】
前記被加熱物への電力供給時は、前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を一定期間有する不連続動作と、前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を有さない連続動作とを用いて被加熱物に供給する電力の制御を行う請求項１〜８のいずれか一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、誘導加熱装置に関し、特に、トッププレート上に載置された金属製の調理用鍋などの被加熱物を誘導加熱する誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱装置の１つである誘導加熱装置において、例えば被加熱物である鍋を載置するトッププレートの下方に複数の加熱コイルをマトリクス状に配置し、鍋が載置された領域の下方に位置する複数の加熱コイルに高周波電流を供給することにより１つの鍋を誘導加熱するものがある。
【０００３】
この種の誘導加熱装置は、加熱コイルが下方に配置されているトッププレートのどこに鍋を載置しても鍋を加熱することが可能なため、鍋を載置する位置を制約することがなく使い勝手を向上させることができる。
【０００４】
しかし、この種の誘導加熱装置は、加熱コイルが下方に存在する場所の鍋の温度と加熱コイルが下方に存在しない場所の鍋の温度の差、つまり鍋の加熱ムラを抑制するために複数の加熱コイルは近接して配置されるため、それぞれの加熱コイルから発生する磁界の干渉レベルは大きい。このとき、隣接する加熱コイルから発生する高周波磁界に周波数差が存在すると、その周波数差に起因した干渉音が発生し、使用者にとって耳障りで不快感を与えてしまうという課題を有していた。
【０００５】
この課題を解決する手段として、例えば複数の加熱コイルを１つのインバータ回路に接続した回路構成を有する誘導加熱装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この回路構成では、１つのインバータ回路を動作することによって複数の加熱コイルに電力を供給するため、複数の加熱コイルに流れる電流の周波数はインバータ回路の動作周波数と同一となり、インバータ回路の動作周波数を変化してもそれぞれの加熱コイルから発生する高周波磁界に周波数差がなく、干渉音が発生しないようにすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第９０５４５８２号明細書
【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、特許文献１で開示された回路構成では、特に電力を供給している加熱コイルと電力を供給していない加熱コイルが混在する状態となったとき、電力を供給していない加熱コイルの上方に鍋が載置されたか否かを検知することが困難になるという課題を有していた。
【０００９】
１つのインバータ回路に接続された複数の加熱コイルのうち、一部の加熱コイルに電力を供給しているとき、インバータ回路を構成する直列に接続された２つのスイッチング素子は、所望の電力供給が可能な動作周波数やデューティーで動作する必要がある。このとき、電力を供給していない加熱コイルの上方に被加熱物が載置されているか否かを判別するために当該加熱コイルに接続されたスイッチング素子をオン状態にすると、当該加熱コイルにも大電流が流れてしまう。もし電力を供給していない加熱コイルの上方に鍋が載置されているのであれば、不必要な鍋まで加熱を行うこととなり、空焚きを発生して危険で
ある。また電力を供給していない加熱コイルの上方に鍋が載置されていなければ、加熱コイルに流れる電流が大きくなることで回路部品が破壊したり漏洩磁界が大きくなったりという課題が発生する。
【００１０】
また、加熱コイル毎にインバータ回路を接続し、それぞれのインバータ回路を同一周波数で動作することで干渉音が発生しない構成を実現できるが、鍋に電力を供給する場合に比べて被加熱物の検知時は電流を小さくするためにデューティーを小さくすると、スイッチング素子に流れている電流がスイッチング素子と並列に接続した逆導通ダイオードに流れ、その期間に導通するスイッチング素子を切替えるとスイッチング素子に流れる電流や印加される電圧の変化量が急峻になるため、ノイズの発生やスイッチング動作による損失が大きくなるという課題を有していた。
【００１１】
本発明は、従来の課題を解決するもので、被加熱物の判別時のインバータ回路の動作周波数と被加熱物への電力供給時のインバータ回路の動作周波数を同一としても、インバータ回路を構成するスイッチング素子と並列に接続された逆導通ダイオードに電流が流れている期間に、排他的に動作するスイッチング素子がオン状態となって電流の変化量が急峻になることなく、スイッチング時に発生する損失を抑制する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、被加熱物を載置するためのトッププレートと、前記トッププレートの下方に配置された複数の加熱コイルと、前記複数の加熱コイルとそれぞれ共振回路を形成する複数の共振コンデンサと、前記加熱コイルに高周波電流を供給する少なくとも２つの主スイッチング素子を直列に接続した構成を有するインバータ回路と、前記インバータ回路と前記共振回路との間に直列に接続した副スイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子のオンオフ制御を行う制御手段と、前記トッププレートの上方の前記被加熱物の状態を判別する被加熱物判別手段と、を備え、前記複数の主スイッチング素子のうち、電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間を制御することにより前記加熱コイルに流れる電流を制御し、
前記被加熱物判別手段は、少なくとも前記共振回路に流れる電流値または前記共振回路に発生する電圧値に基づいて前記共振回路を形成する前記加熱コイルの領域に対応する前記トッププレートの上方の前記被加熱物の状態を判別するものであって、
前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を一定期間有する不連続動作となるように前記副スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移するタイミングを制御する状態で前記被加熱物の状態を判別を行うものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の誘導加熱装置は、インバータ回路と加熱コイルの間に接続した副スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移するタイミングを制御して加熱コイルに流れる電流を調節するものであり、加熱コイルに流れる電流が小さくなるように調節しても、インバータ回路の主スイッチング素子がスイッチング動作を行う時に主スイッチング素子と並列に接続された逆導通ダイオードの電流値は零または殆ど電流が流れていない状態になるため、主スイッチング素子のスイッチング動作時に主スイッチング素子に流れる電流の変化量を小さくしてスイッチング損失を小さくすることができる。
【００１４】
また、インバータ回路が如何なる周波数で動作していても加熱コイルに流れる電流値は零電圧スイッチング動作状態または零電流スイッチング動作状態で零から制御することができるため、被加熱物の判別時の動作周波数と被加熱物への電力供給時の動作周波数を同一としてもスイッチング損失が少なく、またノイズが発生しにくい動作が可能なため、隣
接して配設された複数の加熱コイルに同時に電力を供給してもうなり干渉音が発生せず不快感を与えない誘導加熱装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる誘導加熱装置の概略平面図
【図２】本発明の実施の形態１にかかる誘導加熱装置の回路構成を示す回路図
【図３】本発明の実施の形態１にかかる複数のスイッチング素子に供給する電圧信号シーケンスと加熱コイルに流れる電流を示す波形図
【図４】本発明の実施の形態２にかかる被加熱物の判別基準を示す特性図
【図５】本発明の実施の形態３にかかる複数のスイッチング素子に供給する電圧信号シーケンスと加熱コイルに流れる電流を示す波形図
【図６】本発明の実施の形態４にかかる高抵抗被加熱物に対する複数のスイッチング素子に供給する電圧信号シーケンスと加熱コイルに流れる電流を示す波形図
【図７】本発明の実施の形態４にかかる低抵抗被加熱物に対する複数のスイッチング素子に供給する電圧信号シーケンスと加熱コイルに流れる電流を示す波形図
【図８】本発明の実施の形態３にかかる誘導加熱装置の回路構成を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、被加熱物を載置するためのトッププレートと、前記トッププレートの下方に配置された複数の加熱コイルと、前記複数の加熱コイルとそれぞれ共振回路を形成する複数の共振コンデンサと、前記加熱コイルに高周波電流を供給する少なくとも２つの主スイッチング素子を直列に接続した構成を有するインバータ回路と、前記インバータ回路と前記共振回路との間に直列に接続した副スイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子のオンオフ制御を行う制御手段と、前記トッププレートの上方の前記被加熱物の状態を判別する被加熱物判別手段と、を備え、
前記複数の主スイッチング素子のうち、電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間を制御することにより前記加熱コイルに流れる電流を制御し、
前記被加熱物判別手段は、少なくとも前記共振回路に流れる電流値または前記共振回路に発生する電圧値に基づいて前記共振回路を形成する前記加熱コイルの領域に対応する前記トッププレートの上方の前記被加熱物の状態を判別するものであって、
前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を一定期間有する不連続動作となるように前記副スイッチング素子がオフ状態からオン状態に遷移するタイミングを制御する状態で前記被加熱物の状態を判別するものである。
【００１７】
これによって、被加熱物に供給される電流を小さくすることができるため、被加熱物の判別時に必要な電力を小さくして、電力損失の少なくして被加熱物を判別することができる。
【００１８】
また、被加熱物が載置されていた場合には被加熱物に供給される電力を最小限にすることができるため、不必要な加熱を抑制することができる。
【００１９】
また、被加熱物が載置されていない場合には、加熱コイルに流れる電流を小さくすることで漏洩磁界を低減し、例えば周辺に存在する機器にノイズを与えたりしないようにすることができる。
【００２０】
さらに、多大な電流が供給されて回路部品などが破壊することのないようにすることができる。
【００２１】
また、被加熱物を検知するために新たなセンサなどを付加する必要がないため、誘導加
熱装置を安価に構成することが可能となる。
【００２２】
第２の発明は、特に、第１の発明において、前記被加熱物判別手段は、オンオフ制御を行う前記副スイッチング素子を接続した加熱コイルの領域に対応する前記トッププレートの上方に前記被加熱物が載置されているか否かを判別するものである。
【００２３】
これによって、被加熱物が載置されているか否かを判別することができるため、例えば被加熱物が載置されている領域を操作手段に表示するなどして、加熱操作をしやすくすることができる。
【００２４】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記被加熱物判別手段は、オンオフ制御を行う前記副スイッチング素子を接続した加熱コイルの領域に対応する前記トッププレートの上方に載置された前記被加熱物の材質を判別するものである。
【００２５】
これによって、載置された被加熱物の材質によって、例えば加熱動作するときの動作方法を選択したり、あるいは被加熱物に供給する電力の上限値を判断したりして、誘導加熱装置に適した状態で動作することができる。
【００２６】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記主スイッチング素子と前記副スイッチング素子は同一の周波数で動作するものである。
【００２７】
これによって、動作周期毎に同一の出力値が得られるため、回路の電力制御を行いやすくすることができる。
【００２８】
また、加熱コイルに流れる電流の基本周波数は動作周波数に一致するため、例えば複数の加熱コイルを近接して同時にどうさしてもうなり干渉音が発生しないようにすることができる。
【００２９】
第５の発明は、特に、第４の発明において、前記加熱コイルに電流が流れている状態と前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を前記インバータ回路の動作周期毎に有するものである。
【００３０】
これによって、共振周波数が異なる負荷のばらつきを加熱コイルに電流が流れていない期間で調節することができ、次の加熱コイルへの通電開始時には如何なる負荷においても電流がゼロの値から増加することができるため、被加熱物の検知を精度高く行うことができる。
【００３１】
また、電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間の開始のタイミングでの電流値を零とすることができるため、被加熱物の判別時に加熱コイルに流す電流を小さくでき、且つ精度高く制御することができるため、被加熱物の判別の精度も高くすることができる。
【００３２】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記複数の主スイッチング素子のうち電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子がオン状態からオフ状態へと遷移するタイミングの前後の期間にまたがって前記副スイッチング素子に電流が流れるように前記副スイッチングのオンオフ制御を行うものである。
【００３３】
これによって、主スイッチング素子がオン期間からオフ期間へと遷移するときに発生す
るノイズがインバータ回路と共振回路との間に接続したスイッチング素子に印加されないため、スイッチング素子の破壊を抑制することができる。
【００３４】
第７の発明は、特に、第６の発明において、前記複数の主スイッチング素子のうち電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子がオン状態からオフ状態へと遷移するタイミングに前記副スイッチング素子に流れる電流の値は、前記加熱コイルに流れる電流値の最大値となるように前記副スイッチング素子のオンオフ制御を行うものである。
【００３５】
これによって、電源と前記加熱コイルの電流経路の接続状態を制御する主スイッチング素子のオン状態の期間と前記副スイッチング素子のオン状態の期間との重なり期間と被加熱物の判別時に用いる電流検出手段の出力値が略線形的に変化するため、重なり期間と電流値との関係を簡素化して被加熱物の判別基準を設けやすくして精度高く被加熱物を検出することができる。
【００３６】
第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、被加熱物の状態の判別時に前記加熱コイルに流す電流よりも大きな電流を流して被加熱物に電力を供給するように前記主スイッチング素子および前記副スイッチング素子をオンオフ制御する状態を更に備え、前記被加熱物の状態の判別時と前記被加熱物への電力供給時での前記主スイッチング素子の動作周波数および／またはオン期間は同一とするものである。
【００３７】
これによって、前記被加熱物の状態の判別と前記被加熱物への電力供給とを隣接して配設された加熱コイルで行ってもうなり干渉音が発生しないようにすることができる。
【００３８】
第９の発明は、特に、第１〜第８のいずれか１つの発明において、前記被加熱物への電力供給時は、前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を一定期間有する不連続動作と、前記加熱コイルに流れる電流が零の状態を有さない連続動作とを用いて被加熱物に供給する電力の制御を行うものである。
【００３９】
これによって、高抵抗の特性を有する被加熱物と低抵抗の特性を有する被加熱物のいずれにも定格電力または定格電力に近い電力を不具合なく供給することができる。
【００４０】
また、特に高抵抗の被加熱物に対しては、本発明の誘導加熱装置に適用した回路が供給可能な最大電力を供給することが可能になる。
【００４１】
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。なお、以下の全ての図において、同一又は相当部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４２】
（実施の形態１）
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上面の平面図である。また、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上面に載置された被加熱物を加熱するために用いる回路の回路図である。図１および図２は、本実施の形態において主要な構成要素を概略的に示している。
【００４３】
図１で示すように、実施の形態１の誘導加熱装置１０の上面は、被加熱物を載置するためのトッププレート１３と、トッププレート１３の下方にマトリクス状に配置された４５個の加熱コイル１１ａａ〜１１ｅｉと、トッププレート１３に載置した被加熱物の加熱の開始や停止、電力の調節などを操作する操作手段１２とから成る。なお、操作手段１２は、トッププレート１３に複数の被加熱物が載置された時に、どの被加熱物に対して加熱の
開始や停止、電力の調節などの操作を行うのかを明確にするために、例えば被加熱物が載置された位置を視覚的に示す表示手段を備えていてもよい。
【００４４】
この誘導加熱装置１０は、加熱コイル１１の上方であればトッププレート１３のどの位置に被加熱物を載置しても被加熱物を誘導加熱することができる構成のものであり、被加熱物を載置する位置の自由度を高めて使い勝手を向上させることができる。
【００４５】
また、この誘導加熱装置１０は、被加熱物の下方に位置する複数の加熱コイルに通電して１つの被加熱物を誘導加熱するため、被加熱物の加熱ムラを抑制するためにそれぞれの加熱コイルは近接して配置される。
【００４６】
誘導加熱装置１０は、図２に示す構成の回路を加熱コイル１１と同数の４５個有し、４５個の加熱コイルにそれぞれ接続されている。この回路は、加熱コイル１１の上方に載置された被加熱物を誘導加熱するために必要な高周波電流を加熱コイル１１に供給するための回路であるとともに、加熱コイル１１の上方に被加熱物が載置されているか否かを判別するために必要な高周波電流を加熱コイル１１に供給するための回路でもある。
【００４７】
まず、図２に示した回路の構成を説明する。図２において、直流化手段４２は、交流電源４１を直流電源に変換する手段であり、ダイオードブリッジなどにより構成される。なお、直流化手段４２は、インダクタやコンデンサで構成されるＬＣフィルタなどを内包してもよい。
【００４８】
直流化手段４２の出力側には、第１の逆導通ダイオード４３ｄが並列接続された第１の主スイッチング素子である第１のスイッチング素子４３と、第２の逆導通ダイオード４４ｄが並列接続された第２の主スイッチング素子である第２のスイッチング素子４４が直列に接続されており、第１のスイッチング素子４３と第２のスイッチング素子４４を排他的にオンオフ制御することにより、直流化手段４２から出力される直流電源を高周波電源に変換することができる。なお、本実施の形態では、第２のスイッチング素子４４と並列に接続され、第１のスイッチング素子４３や第２のスイッチング素子４４をオン状態からオフ状態に遷移（ターンオフ動作）する際にスイッチング素子の内部で発生するスイッチング損失を抑制するためのスナバコンデンサ４８を含めてインバータ回路６１とする。
【００４９】
インバータ回路６１の出力側には、加熱コイル１１と、加熱コイル１１と共振回路６２を形成する共振コンデンサ４６と、第３の逆導通ダイオード４５ｄが並列接続された副スイッチング素子である第３のスイッチング素子４５が直列に接続されている。また、インバータ回路６１の出力側と加熱コイル１１を内包する共振回路６２の接続経路には、加熱コイル１１に流れる電流を検出するための電流検出手段４７が接続されている。
【００５０】
電流検出手段４７からの出力値は、共振回路６２を形成する加熱コイル１１の領域に対応するトッププレート１３の上方の被加熱物の状態である被加熱物が載置されているか否かを判別する被加熱物判別手段５０に入力される。また、第１のスイッチング素子４３、第２のスイッチング素子４４、第３のスイッチング素子４５のそれぞれのオンオフ制御を行う信号を出力する制御手段４９は、第１のスイッチング素子４３、第２のスイッチング素子４４、第３のスイッチング素子４５それぞれと接続されているとともに、電流検出手段４７とも接続される。なお、被加熱物判別手段５０や制御手段４９の機能を１つのマイコンの中で構成してもよい。
【００５１】
また、被加熱物判別手段５０は、共振回路６２を形成する加熱コイル１１の領域に対応するトッププレート１３の上方に被加熱物の状態である被加熱物が載置されているか否かを判別することが可能であり、共振回路６２を形成する加熱コイル１１の領域に対応する
トッププレート１３の上方に被加熱物の状態である載置された被加熱物の材質を判別することも可能である。
【００５２】
なお、電流検出手段４７は、共振回路６２に流れる電流値以外にも、共振回路６２に流れる電流と第１のスイッチング素子４３や第２のスイッチング素子４４、あるいは第３のスイッチング素子４５のオンオフ制御との位相差を判断するための値を検出するものであってもよい。また、例えば共振コンデンサ４６に発生する電圧を検出するものに代替してもよい。
【００５３】
次に、本実施の形態における誘導加熱装置の動作を説明する。図３は、第１のスイッチング素子４３、第２のスイッチング素子４４、第３のスイッチング素子４５をオンオフ制御するためにそれぞれのスイッチング素子に与える電圧信号のシーケンスおよび加熱コイル１１に流れる電流を示している。図３において、第１のスイッチング素子４３に与える電圧信号をＶｍ１、第２のスイッチング素子４４に与える電圧信号をＶｍ２、第３のスイッチング素子４５に与える電圧信号をＶｓ、加熱コイル１１に流れる電流をＩｃとする。なお、それぞれのスイッチング素子は電圧信号が高くなっている時にオン状態となり、第１のスイッチング素子４３では期間Ｔｍ１に、第２のスイッチング素子４４では期間Ｔｍ２にそれぞれオン状態となっている。
【００５４】
インバータ回路６１の出力側に高周波の電圧を発生するために、第１のスイッチング素子４３と第２のスイッチング素子４４は排他的にオン制御を行う。そのときのインバータ回路６１の動作周期はＴｆとなる（動作周波数は１／Ｔｆ）。また、スイッチング素子に電圧信号が与えられてからスイッチング素子が実際にオン状態からオフ状態に、またはオフ状態からオン状態に遷移するのに遅れが発生した際に直流化手段４２の出力側が電源短絡することのないように、第１のスイッチング素子４３と第２のスイッチング素子４４が共にオフ状態となるデットタイム期間Ｔｄを有している。
【００５５】
直流化手段４２が直流電圧を出力しているとき、高電位側のスイッチング素子である第１のスイッチング素子４３をオン状態とすると、インバータ回路６１の出力側に電圧が発生する。このとき、第３のスイッチング素子４５がオフ状態であると、電圧が印加されても電流が流れる経路が形成されないため、加熱コイル１１には電流が流れない。一方、第３のスイッチング素子４５がオン状態であると、第３のスイッチング素子４５を介して電流経路が形成されて加熱コイル１１に電流が流れる。従って、本実施の形態における誘導加熱装置の回路では、第１のスイッチング素子４３をオン状態にしている期間Ｔｍ１内に第３のスイッチング素子４５をオフ状態からオン状態に遷移し、第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間Ｔａ１を制御することによって、加熱コイル１１に流れる電流を制御して、被加熱物に供給する電力を調節することができる。なお、第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間Ｔａ１が長いほど加熱コイル１１に印加される電圧の期間が長くなり多くの電流が流れるため、加熱コイル１１の上方に載置された被加熱物への供給可能な電力は大きくなる。
【００５６】
第１のスイッチング素子４３をオン状態からオフ状態へと遷移し、デットタイム期間Ｔｄが経過すると、今度は第１のスイッチング素子４３と排他的に動作する第２のスイッチング素子４４がオフ状態からオン状態へと遷移する。これにより、共振回路６２に流れていた電流Ｉｃが共振動作によって電流Ｉｃの流れる方向が反転すると、第２のスイッチング素子４４を電流経路として電流Ｉｃが連続して流れる。
【００５７】
第２のスイッチング素子４４に電流Ｉｃが流れている期間Ｔｃ１は第３の逆導通ダイオード４５ｄに電流Ｉｃが流れており、第３のスイッチング素子４５には電流が流れていな
いため、第２のスイッチング素子４４に電流Ｉｃが流れている期間Ｔｃ１に第３のスイッチング素子４５をオン状態からオフ状態へと遷移させることにより、第３のスイッチング素子４５から発生するスイッチング動作による損失を零とすることができる。
【００５８】
第２のスイッチング素子４４に電流Ｉｃが流れている期間Ｔｃ１に第３のスイッチング素子４５をオフ状態しておくと、共振回路６２に流れている電流Ｉｃが共振動作によって再び反転しようとしても電流の流れる経路が遮断（オフ状態）されているため、共振回路６２に流れる電流Ｉｃは停止Ｔｇ１する。
【００５９】
被加熱物の判別時において、第１のスイッチング素子４３がオン状態のときに第３のスイッチング素子４５をオフ状態からオン状態に遷移するとともに、第１のスイッチング素子４３がオン状態からオフ状態へと遷移するまでの期間Ｔａ１は少なくとも第３のスイッチング素子４５をオン状態に維持することにより、第１のスイッチング素子４３がオン状態からオフ状態へと遷移するタイミングで共振回路６２に流れる電流Ｉｃが最大値Ｉｐ１となるようにすることができる。そのため、例えば第１のスイッチング素子４３がオン状態からオフ状態へと遷移するタイミングで共振回路６２に流れる電流値を電流検出手段４７で検出することにより、電流最大値を維持する回路なしで電流最大値Ｉｐ１を検出することが可能となる。
【００６０】
また、第１のスイッチング素子４３がオフ状態となり第２のスイッチング素子４４がオン状態となるタイミングをまたがって第３のスイッチング素子４５に電流が流れるようにすることにより、第１のスイッチング素子４３および第２のスイッチング素子４４の遷移時の電流および電圧の振る舞いを第３のスイッチング素子４５が接続されていない従来の回路構成の場合と同様として、第１のスイッチング素子４３および第２のスイッチング素子４４に発生するノイズおよびスイッチング損失を小さくすることができる。
【００６１】
本実施の形態における誘導加熱装置１０では、加熱コイル１１の上方に被加熱物が存在するか否かの判別や、また被加熱物が存在する場合では被加熱物の材質の判別を操作手段１２から加熱の開始の操作が行われる前に行うことで、例えば被加熱物が載置された位置を操作手段１２に視覚的に示すための情報を得ることができる。
【００６２】
しかし、誘導加熱装置１０を安価に構成するためには、被加熱物を判別するための情報を得るためのセンサなどを増加しないことが望まれる。かといって、誘導加熱を行うための回路を、被加熱物を判別するための情報を得る目的で秩序なく動作すると、例えば加熱コイル１１の上方に被加熱物が載置されている場合では、被加熱物を不用意に加熱して安全性を欠いたり、被加熱物の判別時に必要となる電力が大きくなって電力を浪費したりしてしまう。また、例えば加熱コイル１１の上方に被加熱物が載置されていない場合では、無負荷状態となるため加熱コイル１１に多大な電流が流れ、回路部品の破壊を引き起こしたり、被加熱物の判別時の漏洩磁界が大きくなったりしてしまう。
【００６３】
上記課題を解決するためには、被加熱物の判別時に加熱コイル１１に流れる電流は少ないことが望ましい。その方法として、本実施の形態における誘導加熱装置の回路では、第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間Ｔａ１が短くなるように、第３のスイッチング素子４５がオフ状態からオン状態に遷移するタイミングを制御することによって、例えばインバータ回路６１から加熱コイル１１や被加熱物に大きな電力を供給しないようにすることができ、損失を小さくして被加熱物を判別することができる。なお、被加熱物の判別時に被加熱物に供給される電力を小さくするために、第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間Ｔａ１は第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１の半分以下が望ましい。
【００６４】
第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間Ｔａ１が一定であっても、トッププレート１３の上方に載置された被加熱物の有無または材質または載置状態によって例えば共振回路６２に流れる電流の最大値Ｉｐ１は異なることから、被加熱物判別手段５０がトッププレート１３の上方に載置された被加熱物の有無または材質または載置状態を、例えば第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間Ｔａ１を一定または可変して電源４１からインバータ回路６１に流れる電流と共振回路６２に流れる電流の最大値Ｉｐ１との関係から判別することができる。
【００６５】
なお、被加熱物判別手段５０が被加熱物を判別するために少なくとも必要な情報値として、共振回路６２に流れる電流値の他、共振回路６２に発生する電圧値でもよい。
【００６６】
本実施の形態における誘導加熱装置の回路は、第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間Ｔａ１を零にすると加熱コイル１１に流れる電流を零にできる。つまり、加熱コイル１１に流れる電流は零から制御することができるため、加熱コイル１１に少ない電流を供給することができるため、被加熱物の判別時に供給する電力を小さくして電力の消費を小さくすることができる。
【００６７】
図３に示したように、少なくとも被加熱物の判別動作時は、加熱コイル１１に電流が流れている期間（Ｔｂ１＋Ｔｃ１）と、加熱コイル１１に電流が流れていない期間Ｔｇ１が存在する電流不連続モードとなるように動作する。これによって、共振動作による電流の増加が抑制され、加熱コイル１１に電流が流れにくくなる。そのため、加熱コイル１１や回路に流れる電流を少なくすることができるため、被加熱物の判別動作時での消費電力を小さくすることができる。
【００６８】
誘導加熱装置１０は、被加熱物の有無や載置される被加熱物の材質によって共振周波数が異なる。しかし、本実施の形態における誘導加熱装置でのインバータ回路６１の動作では、共振動作により加熱コイル１１に電流が１周期流れた後は加熱コイル１１に電流が流れない状態となり電流の初期値が零にリセットされるとともに、インバータ回路６１の動作周期に基づいて再度重なり期間Ｔａ１が経過すると被加熱物の状態に応じた電流検出値を得ることができるため、被加熱物の有無や材質違いによる共振特性に左右されることなく被加熱物の検知を精度高く行うことができる。
【００６９】
また、第１のスイッチング素子４３、第２のスイッチング素子４４、第３のスイッチング素子４５のいずれのスイッチング素子も同一の周波数で動作することにより、加熱コイル１１に流れる電流が不連続動作であったとしても、加熱コイル１１に流れる電流の基本周波数は動作周波数となる。例えば複数の加熱コイル１１や回路を近接して配置し、それぞれの回路の動作周波数を一致させることにより、仮に異なる被加熱物の鍋を判別したり加熱しようとしても、うなり干渉音が発生せず、不快感を与えることのない誘導加熱装置を実現することが可能となる。
【００７０】
また、電力の供給が少ない時は、加熱コイル１１に電流が流れない期間Ｔｇ１が存在することによって、被加熱物の載置の有無や載置された材質の違いによって共振回路６２の共振周波数が異なっても期間Ｔｇ１の長さが変化することによって第３のスイッチング素子４５の短絡モードが発生せず、効率高く回路を動作させることができる。
【００７１】
また、第１のスイッチング素子４３がオン状態からオフ状態へと遷移するときに流れる電流が第３のスイッチング素子４５に流れる電流の最大値となるタイミングで被加熱物を
検知することにより、電流検出手段４７の出力値の最大値と重なり期間Ｔａ１の関係から被加熱物が載置の有無や載置された被加熱物の材質の判別を行うことができるため、ピークホールド回路を付加することによって、被加熱物判別手段５０の検知タイミングを厳密に設定することなく、安価で且つ精度高く被加熱物の検知を行うことができる。
【００７２】
図３において、第１のスイッチング素子４３に与える電圧信号Ｖｍ１、第２のスイッチング素子４４に与える電圧信号Ｖｍ２、第３のスイッチング素子４５に与える電圧信号Ｖｓは全て同じ周波数で動作している。これによって、加熱コイル１１に流れる電流Ｉｃを分散させ、流れる電流の最大値を抑制することができるため、電流検出手段４７の最大値のスペックや直流化手段４２の出力電圧のリップルを下げることができる。
【００７３】
また、加熱コイル１１に流れる電流の基本周波数は、第１のスイッチング素子４３、第２のスイッチング素子４４、第３のスイッチング素子４５の全てのスイッチング素子の動作周波数と同じとなることから、複数の加熱コイルや回路を近接して同時に動作させてもうなり干渉音が発生しないようにトッププレート１３上に載置された被加熱物の判別をすることができる。
【００７４】
第１のスイッチング素子４３がオフ状態からオン状態に遷移する（Ｖｍ１の立ち上がり）ときは、第１のスイッチング素子４３と並列に接続された第１の逆導通ダイオード４３ｄに電流が流れており第１のスイッチング素子４３には電流が流れていないため、零電圧スイッチングかつ零電流スイッチングとしてスイッチング損失が発生しないように遷移することができる。第１のスイッチング素子４３がオン状態からオフ状態に遷移する（Ｖｍ１の立ち下がり）ときは、スナバコンデンサ４８により第１のスイッチング素子４３の両端に発生する電圧が緩やかに上昇するため、零電圧スイッチングとしてスイッチング損失を少なく遷移することができる。
【００７５】
また、第２のスイッチング素子４４においては第１のスイッチング素子４３と同様、オフ状態からオン状態に遷移する（Ｖｍ２の立ち上がり）ときは零電圧スイッチングかつ零電流スイッチングとしてスイッチング損失が発生しないように遷移することができ、オン状態からオフ状態に遷移する（Ｖｍ１の立ち下がり）ときは零電圧スイッチングとしてスイッチング損失を少なく遷移することができる。
【００７６】
つまり、加熱コイル１１に流れる電流が小さくなるように第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間Ｔａ１を短く調節しても、第１のスイッチング素子４３および第２のスイッチング素子４４および第３のスイッチング素子４５は少なくとも零電圧スイッチングまたは零電流スイッチングとなり、第１のスイッチング素子４３および第２のスイッチング素子４４および第３のスイッチング素子４５のスイッチング動作時に発生するスイッチング損失を小さくまたは零にすることができる。
【００７７】
さらに、第３のスイッチング素子４５がオフ状態からオン状態に遷移する（Ｖｓの立ち上がり）ときは、第３のスイッチング素子４５に流れる電流が零から一定の傾きで緩やかに上昇するため、零電流スイッチングとしてスイッチング損失を少なく遷移することができる。第３のスイッチング素子４５がオン状態からオフ状態に遷移する（Ｖｓの立ち下がり）ときは、第３のスイッチング素子４５と並列に接続された第３の逆導通ダイオード４５ｄに電流が流れており第３のスイッチング素子４５には電流が流れていないため、零電圧スイッチングかつ零電流スイッチングとしてスイッチング損失が発生しないように遷移することができる。
【００７８】
また、加熱コイル１１に電流が流れていない期間Ｔｇ１を有することにより、共振回路
６２の共振周波数やインバータ回路６１の動作周波数に関わらず加熱コイル１１に流れる電流値は零電圧スイッチングまたは零電流スイッチングで動作することができるため、例えば被加熱物の判別時のインバータ回路６１の動作周波数と被加熱物への電力供給時のインバータ回路６１の動作周波数を同一としてもスイッチング損失を少なくできるとともに、ノイズが発生しにくいインバータ回路６１の動作が可能となる。
【００７９】
また、隣接して配設された複数の加熱コイル１１に同時に電力を供給してもうなり干渉音が発生せず不快感を与えない誘導加熱装置を実現することが可能となる。
【００８０】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるトッププレート１３の上への被加熱物の載置の有無および被加熱物の材質の判別を行うための関係の一例を示した図である。
【００８１】
図２に示した回路図および図３に示した電圧信号シーケンスを示す図において、第１のスイッチング素子４３のオン時間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン時間との重なり期間Ｔａ１は、第３のスイッチング素子４５がオフ状態からオン状態に遷移するタイミングから第１のスイッチング素子４３がオン状態からオフ状態に遷移するタイミングまでの期間を示す。第１のスイッチング素子４３を基準に考えると、期間Ｔａ１を増加するためには、第３のスイッチング素子４５のオフ状態からオン状態に遷移するタイミングを早め、また期間Ｔａ１を減少するためには、第３のスイッチング素子４５のオフ状態からオン状態に遷移するタイミングを遅めることで可能となる。
【００８２】
第１のスイッチング素子４３のオン時間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン時間との重なり期間Ｔａ１を増減することによって、加熱コイル１１に流れる電流Ｉｃも増減する。被加熱物が加熱コイル１１の上方に存在するときと存在しない時では、インバータ回路６１からみた加熱コイル１１の抵抗やインダクタンスは異なる。また、被加熱物の材質が異なっていても同様にインバータ回路６１からみた加熱コイル１１の抵抗やインダクタンスは変化する。これらの特性が変化すると、同じ重なり期間Ｔａであっても加熱コイル１１に流れる電流値は変化する。この２つの値の関係から被加熱物の状態を判別することが可能となる。
【００８３】
例えば、重なり期間Ｔａ１を値Ｘ１に設定したとき、加熱コイル１１の電流値Ｉｃが値Ｙ１未満である場合、値Ｙ１以上で値Ｙ２未満である場合、値Ｙ２以上である場合の３つに分ける。重なり期間Ｔａを変化すると加熱コイル１１の電流値Ｉｃの値も変化し、それらを連続すると線Ｌ１、線Ｌ２が描ける。そして、これらの線によって分けられた領域を領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ａ３とする。
【００８４】
重なり期間Ｔａ１をある値に設定したとき、加熱コイル１１に流れる電流Ｉｃの値との関係がどの領域になるか、例えば期間Ｔａ１に対して加熱コイル１１に流れる電流が少ない領域Ａ１であれば磁性体の被加熱物が載置されたと被加熱物判別手段５０が判別し、期間Ｔａ１に対して加熱コイル１１に流れる電流が多くもなく少なくもない領域Ａ２であれば非磁性体の被加熱物が載置されたと被加熱物判別手段５０が判別し、期間Ｔａ１に対して加熱コイル１１に流れる電流が多い領域Ａ３であれば被加熱物が載置されていないと被加熱物判別手段５０が判別する。
【００８５】
この方式を用いることにより、被加熱物を検出するために必要なセンサや回路を最小限にして被加熱物の載置の有無や材質の判別を行うことができる。
【００８６】
なお、本実施の形態において被加熱物判別手段５０が被加熱物の判別のために用いる情報値や領域の設定方法は一例であり、少なくとも共振回路６２に流れる電流値または共振
回路６２に発生する電圧値に起因する情報値に基づいて被加熱物の判別が行えるのであれば領域のこれ以外の設定方法でもよい。
【００８７】
（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態における第１のスイッチング素子４３、第２のスイッチング素子４４、第３のスイッチング素子４５をオンオフ制御するためにそれぞれのスイッチング素子に与える電圧信号のシーケンスＶｍ１、Ｖｍ２、Ｖｓおよび加熱コイル１１に流れる電流Ｉｃを示している。
【００８８】
図５は、第１のスイッチング素子４３のオン期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン時間の重なり期間Ｔａ２が実施の形態１の図３の重なり期間Ｔａ１よりも長い点で異なる。
【００８９】
例えば、実施の形態１に示した方法により、被加熱物が載置されたことを確認されている状態であって、操作手段１２から加熱開始の操作が行われると、加熱を行う被加熱物が上方に載置されている加熱コイル１１が接続されたインバータ回路６１および第３のスイッチング素子４５をオンオフ制御して被加熱物の誘導加熱を開始する。
【００９０】
被加熱物への電力供給時のインバータ回路６１の動作周波数は、被加熱物の判別時のインバータ回路６１の動作周波数と同一とする。また、被加熱物への電力供給時における第１のスイッチング素子４３のオン期間と被加熱物の判別時における第１のスイッチング素子４３のオン期間を同一としてもよい。
【００９１】
第１のスイッチング素子４３のオン時間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン時間との重なり期間Ｔａ２が長いと加熱コイル１１を含む共振回路６２に電流Ｉｃが流れる期間が長く（Ｔｂ２＋Ｔｃ２＞Ｔｂ１＋Ｔｃ１）かつ電流値が大きくなるため、被加熱物に給電する電力は、第１のスイッチング素子４３のオン時間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン時間との重なり期間Ｔａ２の長さが長いほど大きな電力を供給することができる。つまり、被加熱物に供給される電力は、重なり期間が零だと被加熱物に供給される電力は零となり、重なり期間がＴｍ１となるときに最大になり、このときは加熱コイル１１に流れる電流は連続となる。従って、第３のスイッチング素子４５のオン時間とオンタイミングを制御することによって、被加熱物に供給する電力を零からインバータ回路６１が供給可能な電力の最大値まで連続して変更することができるため、加熱コイルに流れる電流が零の状態を一定期間有する不連続動作と、加熱コイルに流れる電流が零の状態を有さない連続動作とを用いて所望の電力に合わせて電力を制御することが可能となる。
【００９２】
また、特に複数の加熱コイルを近傍に配設した誘導加熱装置では、被加熱物の判別時のインバータ回路６１の動作周波数と、被加熱物の電力供給時のインバータ回路６１の動作周波数を同一とすることにより、一方の加熱コイルで判別動作を、他方の加熱コイルで電力供給動作を同時に行っても、それぞれの加熱コイルに流れる電流から発生する高周波磁界の周波数差による鍋や回路部品などからのうなり干渉音が発生せず、利用者にとって不快感を与えない誘導加熱装置の実現が可能となる。
【００９３】
また、被加熱物の判別時のインバータ回路６１の動作周波数と被加熱物の電力供給時のインバータ回路６１の動作周波数を同一とすることが可能なため、複数の加熱コイルを通電制御するために、例えば図８に示したようにインバータ回路６１を共通として、複数の共振回路６２ｎおよび第３のスイッチング素子４５ｎをインバータ回路６１に並列に接続することで、複数の加熱コイルの通電制御に必要なスイッチング素子の数を減少して誘導加熱装置を安価に構成することが可能となる。
【００９４】
なお、少なくとも加熱コイル１１から被加熱物に定格電力を供給する時の第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間Ｔａ２は、第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１の半分以上とすることにより、インバータ回路６１が加熱コイル１１から被加熱物に供給可能な最大電力に対する余裕を小さくした構成として、例えば高インダクタンス値の加熱コイル１１を用いて加熱コイル１１に流れる電流を小さくすることで共振コンデンサ４６などの回路構成部品の電流定格が小さい部品を利用可能にして、誘導加熱装置を安価に構成することができる。
【００９５】
（実施の形態４）
図６は、被加熱物の電気的な抵抗値が大きい被加熱物を定格電力または定格電力に近い電力で加熱する場合における第１のスイッチング素子４３、第２のスイッチング素子４４、第３のスイッチング素子４５をオンオフ制御するためにそれぞれのスイッチング素子に与える電圧信号のシーケンスＶｍ１、Ｖｍ２、Ｖｓおよび加熱コイル１１に流れる電流Ｉｃを示している。
【００９６】
また、図７は、被加熱物の電気的な抵抗値が小さい被加熱物を定格電力で加熱する場合における第１のスイッチング素子４３、第２のスイッチング素子４４、第３のスイッチング素子４５をオンオフ制御するためにそれぞれのスイッチング素子に与える電圧信号のシーケンスおよび加熱コイル１１に流れる電流を示している。
【００９７】
被加熱物の抵抗値が大きいと、共振回路６２内の加熱コイル１１に電流が流れにくいため、第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間が同じであっても被加熱物に供給できる電力は小さくなる。従って、抵抗値の大きな被加熱物に所望の電力を供給するためには、抵抗値が小さい被加熱物と比較して重なり期間を長くする必要がある。例えば抵抗値が大きい被加熱物を誘導加熱する場合では、図６に示すように、第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間を第１のスイッチング素子４３のオン時間と同じＴｍ１とすることによって供給できる電力が最大となることから、重なり期間Ｔを第１のスイッチング素子４３のオン時間と同じＴｍ１または略Ｔｍ１として共振回路６２内の加熱コイル１１に流れる電流Ｉｃが連続状態（Ｔｂ３＋Ｔｃ３＝Ｔｆ）となるように制御することにより、抵抗値の大きい被加熱物を定格電力または定格電力に近い電力で加熱することが可能となる。
【００９８】
なお、図６において、第３のスイッチング素子４５に与える電圧信号Ｖｓは連続してオン状態としたシーケンスになっているが、加熱コイルに流れる電流が連続状態とすることが可能であればこれに限定するものではない。
【００９９】
一方、抵抗値が小さい被加熱物を加熱するとき、抵抗値が大きな被加熱物が載置された時と比較して共振回路６２内の加熱コイル１１に電流が流れやすいため（例えば、Ｉｐ４＞Ｉｐ３）、第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間を第１のスイッチング素子４３のオン時間Ｔｍ１とすると被加熱物に供給される電力が定格値を超えてしまう。
【０１００】
そこで、抵抗値の小さい被加熱物に電力を供給する時は、定格値を供給する場合であっても加熱コイル１１に流れる電流が不連続（Ｔｂ４＋Ｔｃ４＜Ｔｆ）で流れるような動作状態となるように、第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間Ｔａ４をＴｍ１未満とし電流Ｉｃが流れない期間Ｔｇ４を設けてインバータ回路６１が供給する平均電力を制御することにより、被加熱物に供給される電力が定格値を超えない範囲で所望の電力を供給制御することがで
きるとともに、定格値を超えて例えば回路の破壊などを発生することのないようにできる。
【０１０１】
なお、抵抗値の小さい被加熱物に電力を供給する時の第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１と第３のスイッチング素子４５のオン状態の期間との重なり期間Ｔａ１は第１のスイッチング素子４３のオン状態の期間Ｔｍ１の半分以下が望ましい。
【０１０２】
また、被加熱物と特性が変化しても、インバータ回路６１に内包される第１のスイッチング素子４３と第２のスイッチング素子４４の動作周波数は変化しないため、複数の加熱コイル１１や回路が隣接して配置されて同時に動作しても、うなり干渉音が発生せず使用者に不快感を与えない誘導加熱装置を実現することが可能となる。
【０１０３】
上記全ての実施の形態では、１つの加熱コイルに１つの回路が接続された構成における動作説明を行ったが、本発明の誘導加熱装置は加熱コイルが４５個配置されているため、同様の構成が４５セット存在する。複数の加熱コイルに同時に給電して１つの被加熱物を加熱する際は、加熱コイルに流れる電流の周波数は一定でないとうなり干渉音が発生し使用者に不快感を与えてしまうが、本発明の誘導加熱装置でのインバータ回路は、被加熱物の判別動作と、被加熱物に電力を供給する際の小電力供給時から大電力供給時まで、全ての動作において同一の動作周波数で行うことが可能であるため、複数の加熱コイルに同時に給電して１つの被加熱物を加熱する構成では極めて有用な手段である。
【０１０４】
また、交流電源から直流電源に変換するための回路構成やインバータ回路の構成、加熱コイルなど電子部品の接続方法を限定するものでなく、同様の効果を奏する回路構成であればいかなる構成であってもよい。
【０１０５】
また、複数の加熱コイルを１つのインバータ回路に接続しても加熱コイルとそれぞれ接続したスイッチング素子の動作により加熱コイルに流れる電流を零から制御することが可能なため、１つのインバータ回路に複数の共振回路と副スイッチング素子の直列体を並列に接続して部品点数を削減する構成をとってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、被加熱物の判別動作から電力供給までを同一の周波数で動作することが可能であるため、誘導加熱装置など家庭用の応用にとどまらず、特に複数の加熱コイルが近接して配置するような構成の誘導加熱装置にも有効である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０  誘導加熱装置
１１ａａ〜１１ｅｉ  加熱コイル
１２  操作手段
１３  トッププレート
４１  電源
４２  直流化手段
４３  第１のスイッチング素子
４４  第２のスイッチング素子
４５  第３のスイッチング素子
４６  共振コンデンサ
４７  電流検出手段
４８  スナバコンデンサ
４９  制御手段
５０  被加熱物判別手段
６１  インバータ回路
６２  共振回路
【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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