(57)【要約】【課題】この発明は、誘導加熱コイルに高周波電圧を供給して電磁誘導作用で調理鍋を加熱し、調理鍋内の被加熱物を加熱調理する誘導加熱調理器を得ることを目的とする。【解決手段】第１のスイッチングアーム１７、第２のスイッチングアーム１８、第３のスイッチングアーム１９から構成し、誘導加熱コイル１１を介して第１の共振コンデンサ２０をスイッチングアームを構成するスイッチング素子に接続し、さらに誘導加熱コイル１１と第１の共振コンデンサ２０の接続点とスイッチング素子の接続点との間に第２の共振コンデンサ２１を接続する。【選択図】図１
2008027922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源の交流電圧を整流回路を介して直流電圧に変換する直流電圧変換手段と、この直流電圧変換手段からの直流電圧を高周波電圧に変換し、その高周波電圧を誘導加熱コイルに印加する複数のスイッチング素子から成るインバータ回路とを備えた誘導加熱調理器において、
前記インバータ回路を第１のスイッチングアームと、２つの第２のスイッチングアームから構成し、
調理鍋が磁性鍋或いは非磁性鍋の何れであるかを判別する鍋材質判別手段と、
この鍋材質判別手段の判別結果に基づいて前記誘導加熱コイルに印加する高周波電圧の大きさ及びその周波数を制御するように前記第１のスイッチングアーム及び第２のスイッチングアームの各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動を制御する制御手段と、
前記第２のスイッチングアーム毎に設けられ、一端が前記第２のスイッチングアームのそれぞれの出力に接続され、他端が前記誘導加熱コイルの一端に接続された一対の共振コンデンサと、を備え、
前記一対の共振コンデンサと前記誘導加熱コイルで直列共振回路を構成し、
前記誘導加熱コイルの他端は、前記第１のスイッチングアームの出力と接続され、
前記制御手段は、前記鍋材質判別手段の判別結果が非磁性ステンレスの非磁性鍋の場合には２つの前記第２のスイッチングアームを選択し、この選択された２つの第２のスイッチングアームの負極側のスイッチング素子を常時ＯＮ駆動し、正極側のスイッチング素子を常時ＯＦＦ駆動し、前記第１のアームをＯＮ／ＯＦＦ駆動することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１〜第３のスイッチングアームを構成する各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動を制御し、前記誘導加熱コイルに接続する前記共振コンデンサの容量を変化させ、前記共振周波数を可変するようにした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】
商用電源の交流電圧を整流回路を介して直流電圧に変換する直流電圧変換手段と、この直流電圧変換手段からの直流電圧を高周波電圧に変換し、その高周波電圧を誘導加熱コイルに印加する複数のスイッチング素子から成るインバータ回路とを備えた誘導加熱調理器において、
前記インバータ回路を第１のスイッチングアームと、２つの第２のスイッチングアームから構成し、
調理鍋が磁性鍋或いは非磁性鍋の何れであるかを判別する鍋材質判別手段と、
この鍋材質判別手段の判別結果に基づいて前記誘導加熱コイルに印加する高周波電圧の大きさ及びその周波数を制御するように前記第１のスイッチングアーム及び第２のスイッチングアームの各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動を制御する制御手段と、
前記第２のスイッチングアーム毎に設けられ、一端が前記第２のスイッチングアームの出力に接続され、他端が前記誘導加熱コイルの一端に接続された共振コンデンサと、
２つの前記共振コンデンサと前記誘導加熱コイルとから構成される直列共振回路と、を備え、
前記誘導加熱コイルの他端は、前記第１のスイッチングアームの出力と接続され、
前記制御手段は、前記鍋材質判別手段の判別結果がアルミ／銅の非磁性鍋の場合には１つの前記第２のスイッチングアームを選択し、この選択された１つの第２のスイッチングアームの負極側のスイッチング素子を常時ＯＮ駆動し、正極側のスイッチング素子を常時ＯＦＦ駆動し、前記第１のアームを前記磁性鍋の場合の駆動周波数とは異なる周波数でＯＮ／ＯＦＦ駆動することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１のアームを前記磁性鍋の場合の駆動周波数よりも所定値以上の周波数でＯＮ／ＯＦＦ駆動することを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記制御手段に代えて、前記鍋材質判別手段の判別結果がアルミ／銅の非磁性鍋の場合には１つの前記第２のスイッチングアームを選択し、この選択された１つの第２のスイッチングアームの負極側のスイッチング素子を常時ＯＮ駆動し、正極側のスイッチング素子を常時ＯＦＦ駆動し、前記第１のアームを前記非磁性ステンレスの非磁性鍋の場合の駆動周波数とは異なる周波数でＯＮ／ＯＦＦ駆動することを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第１のアームを前記磁性鍋の場合の駆動周波数とは異なる周波数でＯＮ／ＯＦＦ駆動することを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第１のアームを前記非磁性ステンレスの非磁性鍋の場合の駆動周波数よりも所定値以上の周波数でＯＮ／ＯＦＦ駆動することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
商用電源の交流電圧を整流回路を介して直流電圧に変換する直流電圧変換手段と、この直流電圧変換手段からの直流電圧を高周波電圧に変換する複数のスイッチング素子から成るインバータ回路とを備えた誘導加熱調理器において、
前記インバータ回路を第１のスイッチングアームと、２つの第２のスイッチングアームから構成し、
調理鍋が磁性鍋或いは非磁性鍋の何れであるかを判別する鍋材質判別手段と、
この鍋材質判別手段の判別結果に基づいて前記誘導加熱コイルに印加する高周波電圧の大きさ及びその周波数を制御するように前記第１のスイッチングアーム及び第２のスイッチングアームの各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動を制御する制御手段と、
一端が前記第１のスイッチングアームの出力と接続された共振コンデンサと、
前記第２のスイッチングアーム毎に設けられ、一端が前記第２のスイッチングアームのそれぞれの出力に接続され、他端が前記共振コンデンサの他端に接続された一対の誘導加熱コイルと、を備え、
前記一対の誘導加熱コイルと前記共振コンデンサで直列共振回路を構成し、
前記制御手段は、前記鍋材質判別手段の判別結果に応じて、フルブリッジ回路とハーフブリッジ回路を切り替えるように２つの前記第２のスイッチングアームの内の少なくとも一方と、前記第１のアームとをＯＮ／ＯＦＦ駆動することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項９】
前記制御手段は、前記鍋材質判別手段の判別結果に基づいて前記誘導加熱コイルに流れる高周波電流の周波数を決定し、その周波数に対して誘導加熱コイルと共振コンデンサとから成る共振回路の共振周波数を、近傍であってかつ低目に設定することを可能としたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記鍋材質判別手段の判別結果がアルミ／銅の非磁性鍋の場合には２つの前記第２のスイッチングアームの内の少なくとも一方と、前記第１のアームの駆動周波数を変化させず、ＯＮデューティ比を前記磁性鍋のそれとは異なるように設定することを特徴とする請求項８記載の誘導加熱調理器。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記ＯＮデューティ比を前記磁性鍋のそれより小さく設定することを特徴とする請求項１０記載の誘導加熱調理器。
【請求項１２】
前記直流回路の後段に降圧手段を備え、
前記制御手段は、前記鍋材質判別手段の判別結果がアルミ／銅の非磁性鍋の場合には、２つの前記第２のスイッチングアームの内の少なくとも一方と、前記第１のアームの駆動周波数およびＯＮデューティ比を一定とし、前記各スイッチングアームを通じて前記第１の誘導加熱コイルと前記第２の誘導加熱コイルに通電される高周波電圧を前記磁性鍋よりも低くなるように前記降圧手段を制御することを特徴とする請求項８記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誘導加熱コイルに高周波電圧を供給して電磁誘導作用で調理鍋を加熱し、調理鍋内の被加熱物を加熱調理する誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、例えば特許文献１に開示された従来の誘導加熱調理器を示す回路構成図である。図４において、１は商用交流電源、２は商用交流電源１からの交流電圧を整流する整流回路、３は整流回路２から出力される電圧を平滑するチョークコイル４とコンデンサ５とから成る平滑回路、６はスイッチング素子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄから構成するインバータ回路、７〜１０は各スイッチング素子の両端に接続するダイオードである。１１はスイッチング素子６ａ，６ｂの接続点とスイッチング素子６ｃ，６ｄの接続点との間に接続する誘導加熱コイル、１２は誘導加熱コイル１１の一方に接続される電流センサ、１３は誘導加熱コイル１１の他方に接続される共振コンデンサ、１４は電流センサ１２の検出値に基づいて例えば鉄，ステンレスなどから成る磁性鍋と非磁性金属から成る非磁性鍋とを判別する鍋材質判別回路、１５は鍋材質判別回路１４の判別結果に基づいてインバータ回路６の駆動を制御するインバータ駆動回路１６の回路方式を切り替える切替手段である。
【０００３】
次に、こうした構成を有する誘導加熱調理器の動作を図４を併用して説明する。誘導加熱調理器のプレート（図示なし）上に鍋を載置して加熱調理の運転を開始すると、スイッチング素子６ａ，６ｂのＯＮ／ＯＦＦ駆動により誘導加熱コイル１１に高周波電流が流れ、その電流を電流センサ１２により検出する。そして、鍋材質判別回路１４は電流センサ１２の検出電流が所定値以下の場合に磁性鍋であると判別し、所定値以上の場合に非磁性鍋であると判別する。次に、鍋材質判別回路１４により磁性鍋であると判別した場合に、切替手段１５はスイッチング素子６ａと６ｄとを同時にＯＮさせ、この後でスイッチング素子６ｂと６ｃとを同時にＯＮさせる即ちフルブリッジ回路を形成して、誘導加熱コイル１１へ第１の高周波電圧を通電するようにインバータ駆動回路１６の回路方式を切替える。
【０００４】
これにより、誘導加熱コイル１１の電磁誘導作用で磁性鍋内の被加熱物が加熱調理される。また、鍋材質判別回路１４により非磁性鍋であると判別した場合に、切替手段１５はスイッチング素子６ａのみをＯＮさせ、この後でスイッチング素子６ｂのみをＯＮさせる即ちハーフブリッジ回路を形成して、誘導加熱コイル１１へ第２の高周波電圧を通電するようにインバータ駆動回路１６の回路方式を切替える。これにより、前述と同様の加熱メカニズムで非磁性鍋内の被加熱物が加熱調理される。このとき、スイッチング素子６ｃは常にＯＦＦ状態、６ｄは常にＯＮ状態とする。なお、フルブリッジ回路で生成する第１の高周波電圧の大きさは、ハーフブリッジ回路で生成する第２の高周波電圧の２倍相当となることを前提とする。さらに、非磁性鍋の場合には抵抗率が低いので電磁誘導作用により鍋を十分に加熱するのに必要な電力消費量が発生しない関係上、誘導加熱コイル１１に印加する高周波電圧の周波数を高くして電力消費量を高める工夫をとっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２５１１７２号公報（図１、図２、段落[００２７]〜[００３１]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の誘導加熱調理器は、磁性鍋と非磁性鍋とを鍋材質判別回路で判別し、その判別結果に基づいてフルブリッジ回路とハーフブリッジ回路とに切替える切替手段を設け、誘導加熱コイルへの通電電力を鍋材質に関係なく一定にする試みを採用している。また、非磁性鍋の場合は電磁誘導作用により鍋を十分に加熱するのに必要な電力消費量が発生しない関係上、誘導加熱コイル１１に印加する高周波電圧の周波数を高く設定している。しかしながら、抵抗率の低い非磁性鍋の場合において誘導加熱コイルに流れる高周波電流の周波数側へ、誘導加熱コイルと共振コンデンサとから成る共振回路の共振周波数を移行させる方式を採用していないことにより、電力消費量を適正値に設定することが不可能である。したがって、非磁性鍋内の被加熱物を適切に加熱調理することができないという問題点があった。
【０００７】
この発明は、前述のような問題点を解決するためになされたもので、磁性鍋と非磁性鍋とを正確に判別し、その判別結果に応じて誘導加熱コイルに適正な周波数を有する高周波電流を常に流すように構成して、被加熱物の加熱調理を適切に行なう誘導加熱調理器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係わる誘導加熱調理器は、商用電源の交流電圧を整流回路を介して直流電圧に変換する直流電圧変換手段と、直流電圧変換手段からの直流電圧を高周波電圧に変換し、高周波電圧を誘導加熱コイルに印加する複数のスイッチング素子から成るインバータ回路とを備えた誘導加熱調理器において、インバータ回路を第１のスイッチングアームと、２つの第２のスイッチングアームから構成し、調理鍋が磁性鍋或いは非磁性鍋の何れであるかを判別する鍋材質判別手段と、鍋材質判別手段の判別結果に基づいて誘導加熱コイルに印加する高周波電圧の大きさ及びその周波数を制御するように第１のスイッチングアーム及び第２のスイッチングアームの各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動を制御する制御手段と、第２のスイッチングアーム毎に設けられ、一端が第２のスイッチングアームのそれぞれの出力に接続され、他端が誘導加熱コイルの一端に接続された一対の共振コンデンサと、を備え、一対の共振コンデンサと誘導加熱コイルで直列共振回路を構成し、誘導加熱コイルの他端は、第１のスイッチングアームの出力と接続され、制御手段は、鍋材質判別手段の判別結果が非磁性ステンレスの非磁性鍋の場合には２つの第２のスイッチングアームを選択し、選択された２つの第２のスイッチングアームの負極側のスイッチング素子を常時ＯＮ駆動し、正極側のスイッチング素子を常時ＯＦＦ駆動し、第１のアームをＯＮ／ＯＦＦ駆動するものである。
【０００９】
また、この発明に係わる誘導加熱調理器は、商用電源の交流電圧を整流回路を介して直流電圧に変換する直流電圧変換手段と、直流電圧変換手段からの直流電圧を高周波電圧に変換し、高周波電圧を誘導加熱コイルに印加する複数のスイッチング素子から成るインバータ回路とを備えた誘導加熱調理器において、インバータ回路を第１のスイッチングアームと、２つの第２のスイッチングアームから構成し、調理鍋が磁性鍋或いは非磁性鍋の何れであるかを判別する鍋材質判別手段と、鍋材質判別手段の判別結果に基づいて誘導加熱コイルに印加する高周波電圧の大きさ及びその周波数を制御するように第１のスイッチングアーム及び第２のスイッチングアームの各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動を制御する制御手段と、第２のスイッチングアーム毎に設けられ、一端が第２のスイッチングアームの出力に接続され、他端が誘導加熱コイルの一端に接続された共振コンデンサと、２つの共振コンデンサと誘導加熱コイルとから構成される直列共振回路と、を備え、誘導加熱コイルの他端は、第１のスイッチングアームの出力と接続され、制御手段は、鍋材質判別手段の判別結果がアルミ／銅の非磁性鍋の場合には１つの第２のスイッチングアームを選択し、選択された１つの第２のスイッチングアームの負極側のスイッチング素子を常時ＯＮ駆動し、正極側のスイッチング素子を常時ＯＦＦ駆動し、第１のアームを磁性鍋の場合の駆動周波数とは異なる周波数でＯＮ／ＯＦＦ駆動するものである。
【００１０】
また、この発明に係わる誘導加熱調理器は、商用電源の交流電圧を整流回路を介して直流電圧に変換する直流電圧変換手段と、直流電圧変換手段からの直流電圧を高周波電圧に変換する複数のスイッチング素子から成るインバータ回路とを備えた誘導加熱調理器において、インバータ回路を第１のスイッチングアームと、２つの第２のスイッチングアームから構成し、調理鍋が磁性鍋或いは非磁性鍋の何れであるかを判別する鍋材質判別手段と、鍋材質判別手段の判別結果に基づいて誘導加熱コイルに印加する高周波電圧の大きさ及びその周波数を制御するように第１のスイッチングアーム及び第２のスイッチングアームの各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動を制御する制御手段と、一端が第１のスイッチングアームの出力と接続された共振コンデンサと、第２のスイッチングアーム毎に設けられ、一端が第２のスイッチングアームのそれぞれの出力に接続され、他端が共振コンデンサの他端に接続された一対の誘導加熱コイルと、を備え、一対の誘導加熱コイルと共振コンデンサで直列共振回路を構成し、制御手段は、鍋材質判別手段の判別結果に応じて、フルブリッジ回路とハーフブリッジ回路を切り替えるように２つの第２のスイッチングアームの内の少なくとも一方と、第１のアームとをＯＮ／ＯＦＦ駆動するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、商用電源の交流電圧を整流回路を介して直流電圧に変換する直流電圧変換手段と、直流電圧変換手段からの直流電圧を高周波電圧に変換し、高周波電圧を誘導加熱コイルに印加する複数のスイッチング素子から成るインバータ回路とを備えた誘導加熱調理器において、インバータ回路を第１のスイッチングアームと、２つの第２のスイッチングアームから構成し、調理鍋が磁性鍋或いは非磁性鍋の何れであるかを判別する鍋材質判別手段と、鍋材質判別手段の判別結果に基づいて誘導加熱コイルに印加する高周波電圧の大きさ及びその周波数を制御するように第１のスイッチングアーム及び第２のスイッチングアームの各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動を制御する制御手段と、第２のスイッチングアーム毎に設けられ、一端が第２のスイッチングアームのそれぞれの出力に接続され、他端が誘導加熱コイルの一端に接続された一対の共振コンデンサと、を備え、一対の共振コンデンサと誘導加熱コイルで直列共振回路を構成し、誘導加熱コイルの他端は、第１のスイッチングアームの出力と接続され、制御手段は、鍋材質判別手段の判別結果が非磁性ステンレスの非磁性鍋の場合には２つの第２のスイッチングアームを選択し、選択された２つの第２のスイッチングアームの負極側のスイッチング素子を常時ＯＮ駆動し、正極側のスイッチング素子を上記ＯＦＦ駆動し、第１のアームをＯＮ／ＯＦＦ駆動するので、非磁性ステンレスの非磁性材から成る鍋に対し、誘導加熱コイルに流れる高周波電流の大きさを最大に設定して同一の加熱電力を与え、この鍋内の被加熱物を適切に加熱調理することができる。
【００１２】
また、この発明によれば、商用電源の交流電圧を整流回路を介して直流電圧に変換する直流電圧変換手段と、直流電圧変換手段からの直流電圧を高周波電圧に変換し、高周波電圧を誘導加熱コイルに印加する複数のスイッチング素子から成るインバータ回路とを備えた誘導加熱調理器において、インバータ回路を第１のスイッチングアームと、２つの第２のスイッチングアームから構成し、調理鍋が磁性鍋或いは非磁性鍋の何れであるかを判別する鍋材質判別手段と、鍋材質判別手段の判別結果に基づいて誘導加熱コイルに印加する高周波電圧の大きさ及びその周波数を制御するように第１のスイッチングアーム及び第２のスイッチングアームの各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動を制御する制御手段と、第２のスイッチングアーム毎に設けられ、一端が第２のスイッチングアームの出力に接続され、他端が誘導加熱コイルの一端に接続された共振コンデンサと、２つの共振コンデンサと誘導加熱コイルとから構成される直列共振回路と、を備え、誘導加熱コイルの他端は、第１のスイッチングアームの出力と接続され、制御手段は、鍋材質判別手段の判別結果がアルミ／銅の非磁性鍋の場合には１つの第２のスイッチングアームを選択し、選択された１つの第２のスイッチングアームの負極側のスイッチング素子を常時ＯＮ駆動し、正極側のスイッチング素子を常時ＯＦＦ駆動し、第１のアームを磁性鍋の場合の駆動周波数とは異なる周波数でＯＮ／ＯＦＦ駆動するので、アルミ／銅の非磁性材から成る鍋に対し、誘導加熱コイルに流れる高周波電流の大きさを最大に設定して同一の加熱電力を与え、この鍋内の被加熱物を適切に加熱調理することができる。
【００１３】
また、この発明によれば、商用電源の交流電圧を整流回路を介して直流電圧に変換する直流電圧変換手段と、直流電圧変換手段からの直流電圧を高周波電圧に変換する複数のスイッチング素子から成るインバータ回路とを備えた誘導加熱調理器において、インバータ回路を第１のスイッチングアームと、２つの第２のスイッチングアームから構成し、調理鍋が磁性鍋或いは非磁性鍋の何れであるかを判別する鍋材質判別手段と、鍋材質判別手段の判別結果に基づいて誘導加熱コイルに印加する高周波電圧の大きさ及びその周波数を制御するように第１のスイッチングアーム及び第２のスイッチングアームの各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動を制御する制御手段と、一端が第１のスイッチングアームの出力と接続された共振コンデンサと、第２のスイッチングアーム毎に設けられ、一端が第２のスイッチングアームのそれぞれの出力に接続され、他端が共振コンデンサの他端に接続された一対の誘導加熱コイルと、を備え、一対の誘導加熱コイルと共振コンデンサで直列共振回路を構成し、制御手段は、鍋材質判別手段の判別結果に応じて、フルブリッジ回路とハーフブリッジ回路を切り替えるように２つの第２のスイッチングアームの内の少なくとも一方と、第１のアームとをＯＮ／ＯＦＦ駆動するので、例えば鉄，ステンレスのような磁性材から成る鍋やアルミ，銅のような非磁性材から成る鍋などに対し、誘導加熱コイルに流れる高周波電流の大きさを最大に設定して同一の加熱電力を与え、それらの鍋内の被加熱物を適切に加熱調理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、誘導加熱調理器の実施の形態１に係る回路構成図を示す。図１において、従来例と同一の符号は同一または相当部分を示す。１７はスイッチング素子１７ａ，１７ｂから構成する第１のスイッチングアーム、１８はスイッチング素子１８ａ，１８ｂから構成する第２のスイッチングアーム、１９はスイッチング素子１９ａ，１９ｂから構成する第３のスイッチングアームである。２０はスイッチング素子１７ａ，１７ｂの接続点とスイッチング素子１８ａ，１８ｂの接続点との間に誘導加熱コイル１１を介して接続する第１の共振コンデンサ、２１は誘導加熱コイル１１と第１の共振コンデンサ２０の接続点とスイッチング素子１９ａ，１９ｂの接続点との間に接続する第２の共振コンデンサである。
【００１５】
２２は入力電流を検出する電流センサ（Ａ）、２３は誘導加熱コイル１１に流れる高周波電流を検出する電流センサ（Ｂ）、２４は電流センサ（Ａ）２２と電流センサ（Ｂ）２３との検出電流に基づいて磁性鍋或いは非磁性鍋を判別する鍋材質判別回路、２５は鍋材質判別回路２４の判別結果に基づいて第１のスイッチングアーム１７〜第３のスイッチングアーム１９を構成する各スイッチング素子の駆動周波数を決定する駆動回路２６を制御する制御回路である。
【００１６】
次に、こうした構成を有する誘導加熱調理器の動作について図１を併用して説明する。誘導加熱調理器のプレート（図示なし）上に被加熱物を収容する鍋を載置して運転動作を開始すると、誘導加熱コイル１１に例えば周波数３０ｋＨｚの高周波電流が流れる。このとき、鍋材質判別回路２４は電流センサ（Ａ）２２と電流センサ（Ｂ）２３との検出電流の大きさに基づいて鍋の材質を判別する。例えば、図２の鍋材質判別特性図に示すように誘導加熱コイル電流がＩＬ０〜ＩＬ１（Ａ）であって、かつ入力電流がＩｉｎ２〜Ｉｉｎ４（Ａ）の場合には鍋材質判別回路２４により鉄／磁性ステンレスの磁性鍋であると判別される。また、誘導加熱コイル電流がＩＬ１〜ＩＬ２（Ａ）であって、かつ入力電流がＩｉｎ３〜Ｉｉｎ５（Ａ）の場合には非磁性ステンレスの非磁性鍋であると判別される。さらに、誘導加熱コイル電流がＩＬ２〜ＩＬ３（Ａ）であって、かつ入力電流がＩｉｎ１〜Ｉｉｎ３（Ａ）の場合にはアルミ／銅の非磁性鍋であると判別される。そして、鍋材質判別回路２４により磁性鍋であると判別された場合に、制御回路２５はスイッチング素子の駆動回路２６を介してスイッチング素子１７ａ、１８ｂ、１９ｂを一組とし、スイッチング素子１７ｂ、１８ａ、１９ａを一組とし、それらを交互にＯＮ／ＯＦＦさせるフルブリッジ回路を形成する。
【００１７】
こうした各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動により、誘導加熱コイル１１に例えば約２０ｋＨｚの周波数成分を有する大きな高周波電圧Ｖ１が通電される。ここで、高周波電圧の周波数成分を２０ｋＨｚに設定し、かつ大きな高周波電圧Ｖ１を誘導加熱コイル１１に通電する理由は、磁性鍋の等価インピーダンスが高いことを配慮したためである。そして、誘導加熱コイル１１に対して第１の共振コンデンサ２０と第２の共振コンデンサ２１とが並列接続した状態で直列接続される。
【００１８】
また、鍋材質判別回路２４により非磁性ステンレスの非磁性鍋であると判別された場合に、制御回路２５はスイッチング素子の駆動回路２６を介して第１のスイッチングアーム１７を構成するスイッチング素子１７ａと１７ｂとを交互にＯＮ／ＯＦＦさせるハーフブリッジ回路を形成する。このときに、スイッチング素子１８ａ，１９ａをＯＦＦ状態とし、かつスイッチング素子１８ｂ，１９ｂをＯＮ状態とする。こうした各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動により、誘導加熱コイル１１に例えば約２０ｋＨｚの周波数成分を有する前述の高周波電圧Ｖ１の１／２程度の高周波電圧Ｖ２が通電される。ここで、高周波電圧の周波数成分を２０ｋＨｚに設定し、かつ高周波電圧Ｖ２を誘導加熱コイル１１に通電する理由は、非磁性ステンレスの非磁性鍋の等価インピーダンスが磁性鍋よりも低いことを配慮したためである。そして、誘導加熱コイル１１に対して第１の共振コンデンサ２０と第２の共振コンデンサ２１とが並列接続した状態で直列接続される。
【００１９】
さらに、鍋材質判別回路２４によりアルミ／銅の非磁性鍋であると判別された場合に、制御回路２５はスイッチング素子の駆動回路２６を介してスイッチング素子１７ａと１７ｂとを交互にＯＮ／ＯＦＦさせるハーフブリッジ回路を形成する。このときに、スイッチング素子１８ｂのみをＯＮ状態とし、かつスイッチング素子１８ａ，１９ａ，１９ｂをＯＦＦ状態とする。こうした各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動により、誘導加熱コイル１１に例えば約１００ｋＨｚの周波数成分を有する前述の高周波電圧Ｖ１の１／２程度の高周波電圧Ｖ２が通電される。ここで、高周波電圧の周波数成分を１００ｋＨｚに設定し、かつ高周波電圧Ｖ２を誘導加熱コイル１１に通電する理由は、アルミ／銅の非磁性鍋の等価インピーダンスが非磁性ステンレスの非磁性鍋よりもさらに低いことを配慮したためである。そして、誘導加熱コイル１１に対して第１の共振コンデンサ２０が直列接続される。
【００２０】
次に、制御回路２５は磁性鍋の場合において誘導加熱コイル１１に対し、第１の共振コンデンサ２０と第２の共振コンデンサ２１とを並列接続した状態で直列接続させる理由は、以下の通りである。誘導加熱コイル１１に通電される高周波電圧の周波数２０ｋＨｚに対し、誘導加熱コイル１１、第１の共振コンデンサ２０、第２の共振コンデンサ２１から成る直列共振回路の共振周波数を例えば１８ｋＨｚに設定する上で、共振コンデンサの容量を増やすためである。ここでは、誘導加熱コイル１１のインダクタンスを例えば１３μＨとした場合に、共振回路の共振周波数の算出式ｆ＝１／２π・（Ｌ・Ｃ）１／２に基づき、第１の共振コンデンサ２０の容量を０．４μＦ、第２の共振コンデンサ２１の容量を５．０μＦに設定して合成容量を５．４μＦに決定する。これにより、共振回路の共振周波数を各スイッチング素子の駆動周波数に近づけることが可能となり、誘導加熱コイル１１に共振的な電流を流すことができる。したがって、誘導加熱コイル１１と磁気結合する磁性鍋に大きな渦電流を流して所望の加熱電力を寄与することができ、その鍋が電磁誘導作用で適切に誘導加熱することになる。
【００２１】
また、制御回路２５は非磁性ステンレスの非磁性鍋において誘導加熱コイル１１に対し、第１の共振コンデンサ２０と第２の共振コンデンサ２１とを並列接続した状態で直列接続させる理由は、前述と同様である。また、制御回路２５はアルミ／銅の非磁性鍋において誘導加熱コイル１１に対し、第１の共振コンデンサ２０のみを直列接続させる理由は、以下の通りである。誘導加熱コイル１１に通電される高周波電圧の周波数１００ｋＨｚに対し、誘導加熱コイル１１、第１の共振コンデンサ２０から成る直列共振回路の共振周波数を例えば９０ｋＨｚに設定する上で、共振コンデンサの容量を減らすためである。ここでは、誘導加熱コイル１１のインダクタンスを例えば１３μＨとした場合に、共振回路の共振周波数の算出式ｆ＝１／２π・（Ｌ・Ｃ）１／２に基づき、第１の共振コンデンサ２０の容量を０．８μＦに決定する。これにより、共振回路の共振周波数を各スイッチング素子の駆動周波数に近づけることが可能となり、誘導加熱コイル１１に共振的な電流を流すことができる。したがって、前述と同様にアルミ／銅の非磁性鍋に大きな渦電流を流して所望の加熱電力を寄与し、その鍋が電磁誘導作用で適切に誘導加熱することになる。
【００２２】
以上のように、制御回路２５はスイッチング素子の駆動回路２６を介して第１のスイッチングアーム１７〜第３のスイッチングアーム１９を構成する各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動を磁性鍋と非磁性鍋とに応じて制御し、かつ鍋材質に応じて誘導加熱コイル１１に対して第１の共振コンデンサ２０と第２の共振コンデンサ２１とを切替え接続する構成を採用することで、鍋材質に関係なく誘導加熱コイル１１へ所望の加熱電力を与えることができる。したがって、鍋内の被加熱物を適切に加熱調理する誘導加熱調理器を得ることができる。
【００２３】
実施の形態２．
図３は、誘導加熱調理器の実施の形態２に係る回路構成図を示す。図３において、実施の形態１と同一の符号は同一または相当部分を示す。２７は第１のスイッチングアーム１７を構成するスイッチング素子１７ａ，１７ｂの接続点と第２のスイッチングアーム１８を構成するスイッチング素子１８ａ，１８ｂの接続点との間に共振コンデンサ２８を介して接続される第１の誘導加熱コイル、２９は第１の誘導加熱コイル２７と共振コンデンサ２８の接続点とスイッチング素子１９ａ，１９ｂの接続点との間に接続する第２の誘導加熱コイルである。
【００２４】
次に、こうした構成する誘導加熱調理器の動作を図３を併用して説明する。誘導加熱調理器のプレート（図示なし）上に被加熱物を収容する鍋を載置して運転動作を開始すると、実施の形態１と同様に鍋材質判別回路２４により磁性鍋と非磁性鍋とを判別する。そして、鍋材質判別回路２４により磁性鍋であると判別された場合に、制御回路２５はスイッチング素子の駆動回路２６を介してスイッチング素子１７ａ、１８ｂを一対とし、スイッチング素子１７ｂ、１８ａを一対とし、それらを交互にＯＮ／ＯＦＦさせるフルブリッジ回路を形成する。このときに、第３のスイッチングアーム１９を構成するスイッチング素子１９ａ，１９ｂをＯＦＦさせる。こうした各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動により、第１の誘導加熱コイル２７に例えば約２０ｋＨｚの周波数成分を有する大きな高周波電圧Ｖ１が通電される。ここで、高周波電圧の周波数成分を２０ｋＨｚに設定し、かつ大きな高周波電圧Ｖ１を誘導加熱コイル１１に通電する理由は、実施の形態１と同様である。そして、共振コンデンサ２８に対して第１の誘導加熱コイル２７が直列接続される。
【００２５】
また、鍋材質判別回路２４により非磁性ステンレスの非磁性鍋であると判別された場合に、制御回路２５はスイッチング素子の駆動回路２６を介してスイッチング素子１７ａと１７ｂとを交互にＯＮ／ＯＦＦさせるハーフブリッジ回路を形成する。このときに、スイッチング素子１８ｂのみをＯＮ状態とし、スイッチング素子１８ａ，１９ａ，１９ｂをＯＦＦ状態とする。こうした各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動により、第１の誘導加熱コイル２７に例えば約２０ｋＨｚの周波数成分を有する前述の高周波電圧Ｖ１の１／２程度の高周波電圧Ｖ２が通電される。ここで、高周波電圧の周波数成分を２０ｋＨｚに設定し、かつ高周波電圧Ｖ２を第１の誘導加熱コイル２７に通電する理由は、実施の形態１と同様である。そして、共振コンデンサ２８に対して第１の誘導加熱コイル２７が直列接続される。
【００２６】
さらに、鍋材質判別回路２４によりアルミ／銅の非磁性鍋であると判別された場合に、制御回路２５はスイッチング素子の駆動回路２６を介してスイッチング素子１７ａと１７ｂとを交互にＯＮ／ＯＦＦさせるハーフブリッジ回路を形成する。このときに、スイッチング素子１８ｂ，１９ｂをＯＮ状態とし、スイッチング素子１８ａ，１９ａをＯＦＦ状態とする。こうした各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動により、共振コンデンサ２８に対して第１の誘導加熱コイル２７と第２の誘導加熱コイル２９とが並列接続された状態で直列接続される。そして、第１の誘導加熱コイル２７と第２の誘導加熱コイル２９に例えば約１００ｋＨｚの周波数成分を有する前述の高周波電圧Ｖ１の１／２程度の高周波電圧Ｖ２が通電される。ここで、高周波電圧の周波数成分を１００ｋＨｚに設定し、かつ高周波電圧Ｖ２を双方の誘導加熱コイルに通電する理由は、実施の形態１と同様である。
【００２７】
次に、制御回路２５は磁性鍋の場合において共振コンデンサ２８に対し、第１の誘導加熱コイル２７を直列接続させる理由は、以下の通りである。第１の誘導加熱コイル２７に通電される高周波電圧の周波数２０ｋＨｚに対し、共振コンデンサ２８と第１の誘導加熱コイル２７から成る直列共振回路の共振周波数を例えば１８ｋＨｚに設定する上で、第１の誘導加熱コイル２７のインダクタンスを増やすためである。ここでは、共振コンデンサ２８の容量を例えば５μＦとした場合に、共振回路の共振周波数の算出式ｆ＝１／２π・（Ｌ・Ｃ）１／２に基づき、第１の誘導加熱コイル２７のインダクタンスを１５μＨに決定する必要がある。これにより、共振回路の共振周波数を各スイッチング素子の駆動周波数に近づけることが可能となり、第１の誘導加熱コイル２７に共振的な電流を流すことができる。したがって、第１の誘導加熱コイル２７と磁気結合する磁性鍋に大きな渦電流を流して所望の加熱電力を寄与することができ、その鍋が電磁誘導作用で適切に誘導加熱することになる。
【００２８】
また、制御回路２５は非磁性ステンレスの非磁性鍋において共振コンデンサ２８に対し、第１の誘導加熱コイル２７を直列接続させる理由は、前述と同様である。また、制御回路２５はアルミ／銅の非磁性鍋において共振コンデンサ２８に対し、第１の誘導加熱コイル２７と第２の誘導加熱コイル２９とを並列接続した状態で直列接続させる理由は、以下の通りである。第１の誘導加熱コイル２７と第２の誘導加熱コイル２９に通電される高周波電圧の周波数１００ｋＨｚに対し、共振コンデンサ２８、第１の誘導加熱コイル２７、第２の誘導加熱コイル２９から成る直列共振回路の共振周波数を例えば９０ｋＨｚに設定する上で、第１の誘導加熱コイル２７と第２の誘導加熱コイル２９の合成インダクタンスを減らすためである。ここでは、共振コンデンサ２８の容量を例えば５μＦとした場合に、共振回路の共振周波数の算出式ｆ＝１／２π・（Ｌ・Ｃ）１／２に基づき、第１の誘導加熱コイル２７のインダクタンスを１５μＨ、第２の誘導加熱コイル２９のインダクタンスを０．６μＨに決定する必要がある。
【００２９】
これにより、共振回路の共振周波数を各スイッチング素子の駆動周波数に近づけることが可能となり、第１の誘導加熱コイル２７と第２の誘導加熱コイル２９とに共振的な電流を流すことができる。したがって、前述と同様にアルミ／銅の非磁性鍋に大きな渦電流を流して所望の加熱電力を寄与し、その鍋が電磁誘導作用で適切に誘導加熱することになる。
【００３０】
なお、実施の形態２ではアルミ／銅の非磁性鍋の場合において、第１の誘導加熱コイル２７と第２の誘導加熱コイル２９とを並列接続した状態で一口タイプの加熱源となるように構成させる関係上、それらの誘導加熱コイルは積み上げ式として配置させる。このために、各誘導加熱コイルの加熱電力を低減させて、１台の誘導加熱コイル相当の加熱電力に設定することが肝要である。これを実現するために、各誘導加熱コイルに流れる高周波電流を低減させる手段、例えばスイッチング素子の駆動回路２６により各スイッチング素子の駆動周波数を変化させず、ＯＮデューティ比のみを磁性鍋と比べて小さくなるように設定する手段を付加する必要がある。また、他の例として各スイッチング素子の駆動周波数およびＯＮデューティ比を一定とし、各スイッチング素子を通じて第１の誘導加熱コイル２７と第２の誘導加熱コイル２９に通電される高周波電圧を、磁性鍋と比べて降圧するように、整流回路２の後部に降圧コンバータを設ける必要がある。
【００３１】
以上のように、制御回路２５はスイッチング素子の駆動回路２６を介して各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ駆動を磁性鍋と非磁性鍋とに応じて制御し、かつ鍋材質に応じて共振コンデンサ２８に対して第１の誘導加熱コイル２７と第２の誘導加熱コイル２９とを切替え接続する構成を採用することで、鍋材質に関係なく各誘導加熱コイルへ所望の加熱電力を与えることができる。したがって、鍋内の被加熱物を適切に加熱調理する誘導加熱調理器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成図を示す。
【図２】入力電流と誘導加熱コイル電流の大きさに基づいた磁性／非磁性材の判別特性図を示す。
【図３】実施の形態２に係る誘導加熱調理器の回路構成図を示す。
【図４】従来の誘導加熱調理器の回路構成図を示す。
【符号の説明】
【００３３】
１  商用交流電源、２  整流回路、３  平滑回路、４  チョークコイル、５  平滑コンデンサ、６  インバータ回路、７  ダイオード、８  ダイオード、９  ダイオード、１０  ダイオード、１１  誘導加熱コイル、１２  電流センサ、１３  共振コンデンサ、１４  鍋材質判別回路、１５  切換手段、１６  インバータ駆動回路、１７  第１のスイッチングアーム、１８  第２のスイッチングアーム、１９  第３のスイッチングアーム、２０  第１の共振コンデンサ、２１  第２の共振コンデンサ、２２  電流センサ、２３  電流センサ、２４  鍋材質判別回路、２５  制御回路、２６  スイッチング素子の駆動回路、２７  第１の誘導加熱コイル、２８  共振コンデンサ、２９  第２の誘導加熱コイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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