(57)【要約】【課題】加熱停止時の平滑手段の電圧を速やかに低下させ、再起動までの時間を短縮する。【解決手段】制御手段３０が、加熱停止前に、インバータ２１停止直後の平滑手段２２の電圧を所定の電圧以下にすべく、昇圧手段３５の出力を低下させた後、加熱停止する誘導加熱装置。【選択図】  図１
2004171934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波磁界を発生し被加熱体を加熱する加熱コイルと、スイッチング素子と、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記インバータ電源を昇圧する昇圧手段と、昇圧された前記インバータ電源を平滑する平滑手段と、前記インバータ及び前記昇圧手段の出力の大きさを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、加熱停止前に、前記インバータ停止直後の前記平滑手段の電圧を所定の電圧以下にすべく、前記昇圧手段の出力を低下させた後、加熱停止する誘導加熱装置。
【請求項２】
昇圧手段は、インバータの出力に応じて昇圧動作を行うとともに、制御手段は、加熱停止前に、前記インバータ停止直後の平滑手段の電圧を所定の電圧以下にすべく、前記インバータの出力を低下させた後、加熱停止する請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
高周波磁界を発生し被加熱体を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振する共振コンデンサと、前記加熱コイルまたは前記共振コンデンサのインピーダンスを変更するインピーダンス変更手段と、スイッチング素子と、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記インバータ電源を昇圧する昇圧手段と、昇圧された前記インバータ電源を平滑する平滑手段と、前記インバータ及び前記昇圧手段の出力の大きさを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記インピーダンス変更手段動作直前の前記インピーダンス変更手段にかかる電圧を所定の電圧以下にすべく、昇圧手段の出力を低下させた後、インピーダンス変更手段を動作させる誘導加熱装置。
【請求項４】
昇圧手段は、インバータの出力に応じて昇圧動作を行うとともに、制御手段は、インピーダンス変更手段動作直前の前記インピーダンス変更手段にかかる電圧を所定の電圧以下にすべく、前記インバータの出力を低下させた後、インピーダンス変更手段を動作させる請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
高周波磁界を発生し被加熱体を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、導通期間が前記インバータの出力制御に関連するスイッチング素子と、共振動作を継続させ前記インバータの出力制御に寄与しないスイッチング素子と、前記インバータの出力に応じて前記インバータ電源の昇圧動作を行う昇圧手段と、昇圧された前記インバータ電源を平滑する平滑手段と、前記インバータ及び前記昇圧手段の出力の大きさを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、加熱停止前に、前記インバータ停止直後の前記平滑手段の電圧を所定の電圧以下にすべく、前記インバータの出力制御に寄与しないスイッチング素子を所定期間駆動させた後、加熱停止する誘導加熱装置。
【請求項６】
高周波磁界を発生し被加熱体を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振する共振コンデンサと、前記加熱コイルまたは前記共振コンデンサのインピーダンスを変更するインピーダンス変更手段と、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、導通期間が前記インバータの出力制御に関連するスイッチング素子と、共振動作を継続させ前記インバータの出力制御に寄与しないスイッチング素子と、前記インバータの出力に応じて前記インバータ電源の昇圧動作を行う昇圧手段と、昇圧された前記インバータ電源を平滑する平滑手段と、前記インバータ及び前記昇圧手段の出力の大きさを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記インピーダンス変更手段動作直前の前記インピーダンス変更手段にかかる電圧を所定の電圧以下にすべく、前記インバータの出力制御に寄与しないスイッチング素子を所定期間駆動させた後、インピーダンス変更手段を動作させる誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭やオフィス、レストラン、工場等で使用される誘導加熱調理器、誘導加熱を利用した湯沸かし器、加温装置等の誘導加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
誘導加熱装置の例として、誘導加熱調理器について説明する。誘導加熱調理器では、誘導加熱コイルから高周波磁界が発生し、加熱コイル近傍に置かれた金属製の鍋等の被加熱体に電磁誘導によって渦電流が発生し、被加熱体が加熱される。このような原理のため、誘導加熱には鉄をはじめとする高抵抗率金属製の被加熱体が適している。
【０００３】
しかしながら近年、誘導加熱調理器には、アルミ、銅等の低抵抗率金属製の鍋も誘導加熱できることが求められている。このような鍋を加熱するために、一般にはインバータの出力周波数を高めることで、被加熱体の表皮抵抗を増加させ、さらに加熱コイルのターン数を増加させると共に、インバータ電源を昇圧することで磁界を強める必要があった。
【０００４】
また、インバータ電源にリプルが生じている場合には、加熱コイルと低抵抗率金属製の鍋間の反発力に起因して、リプル周波数に応じた不快音が発生するため、インバータ電源を平滑する必要があった。
【０００５】
上記課題を解決するための方法として、例えば特許文献１に開示された従来の誘導加熱調理器の例を説明する。図６は、従来の誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。図において、電源１は商用電源であり、整流回路２によって整流され、第１の平滑コンデンサ３に伝達される。チョークコイル４は第２のスイッチング素子７の導通時にエネルギを蓄え、第２のスイッチング素子７が遮断された時に第１のダイオード６を通して第２の平滑コンデンサ１２に蓄えたエネルギを放出する。
【０００６】
すなわち、チョークコイル４、第２のスイッチング素子７、第１のダイオード６は、昇圧手段を構成している。また、第２のスイッチング素子７は、加熱コイル９と共振コンデンサ１０の共振周波数で共振する共振電流を発生させ、被加熱体である鍋１１に高周波磁界を供給し、誘導加熱する。第１のスイッチング素子５は、第２のスイッチング素子７が遮断期間中に、第２の平滑コンデンサ１２に蓄えられたエネルギを加熱コイル９及び共振コンデンサ１０に放出し、共振を継続させる。このように、第２の平滑コンデンサ１２に一度エネルギを蓄えることにより、加熱コイル９及び共振コンデンサ１０にかかる電圧及び流れる電流を平滑化することが可能となり、商用周波数で生じるリプルを軽減し、加熱コイル９と鍋１１間の反発力による不快音を抑制することが出来る。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−７５６２０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、加熱時において加熱コイル９と鍋１１間の反発力による不快音を抑制し、昇圧電源を平滑する第２の平滑コンデンサ１２の容量が大きいために、加熱停止後の第２の平滑コンデンサ１２電圧の低下が緩やかである。そのため、加熱停止後、即座に加熱開始すると、第２のスイッチング素子７導通開始時における第２のスイッチング素子７電圧が高いために、過大な短絡電流が流れ、第２のスイッチング素子７の負荷が大きくなる。これを回避するために、加熱停止後に一定期間再起動を受け付けない制御を行えば、使用者による加熱停止後の再起動や、異常検知時の一時停止後の再起動に時間がかかるという課題が生じる。
【０００９】
また、アルミなどの低抵抗率金属製の鍋１１以外の材質のものを加熱するため、加熱コイル９あるいは共振コンデンサ１０容量を切り換えるべくリレーなどのインピーダンス変更手段を備えた場合においても、加熱停止後に一定期間停止期間を設けなければ、インピーダンス変更手段両端に電圧がかかった状態でインピーダンスの変更が行われることになるため、インピーダンス変更手段動作開始時の突入電流で、インピーダンス変更手段の耐久性が問題となる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、高周波磁界を発生し被加熱体を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記インバータ電源を昇圧する昇圧手段と、昇圧された前記インバータ電源を平滑する平滑手段と、前記インバータ及び前記昇圧手段の出力の大きさを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、加熱停止前に、前記平滑手段の電圧を所定の電圧以下にするべく、前記昇圧手段の出力を低下させた後、加熱停止する誘導加熱装置とするものである。
【００１１】
これによって、加熱停止時において、平滑手段の電圧が速やかに低下するため、再起動に時間のかからない誘導加熱装置を提供することが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、高周波磁界を発生し被加熱体を加熱する加熱コイルと、スイッチング素子と、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記インバータ電源を昇圧する昇圧手段と、昇圧された前記インバータ電源を平滑する平滑手段と、前記インバータ及び前記昇圧手段の出力の大きさを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、加熱停止前に、前記インバータ停止直後の前記平滑手段の電圧を所定の電圧以下にすべく、前記昇圧手段の出力を低下させた後、加熱停止する誘導加熱装置とするものである。
【００１３】
この請求項１に記載の発明により、加熱停止前の昇圧手段の出力の低下に伴い、平滑手段へのエネルギの供給が抑制され、また平滑手段からのエネルギ放出が継続するために、平滑手段の電圧が速やかに低下する。平滑手段の電圧が所定の電圧以下となってから再起動を行えば、再起動時におけるスイッチング素子に流れる短絡電流を抑制することが可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、昇圧手段は、インバータの出力に応じて昇圧動作を行うとともに、制御手段は、加熱停止前に、前記インバータ停止直後の平滑手段の電圧を所定の電圧以下にすべく、前記インバータの出力を低下させた後、加熱停止する誘導加熱装置とするものである。
【００１５】
この請求項２に記載に発明により、昇圧手段はインバータの出力に応じて昇圧動作を行うため、制御手段がインバータの出力を低下させる制御を行うことで、昇圧手段の出力も低下し、平滑手段へのエネルギの供給が抑制され、また平滑手段からのエネルギ放出が継続するために、平滑手段の電圧が速やかに低下する。平滑手段の電圧が所定の電圧以下となってから再起動を行えば、再起動時におけるスイッチング素子に流れる短絡電流を抑制することが可能となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、高周波磁界を発生し被加熱体を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振する共振コンデンサと、前記加熱コイルまたは前記共振コンデンサのインピーダンスを変更するインピーダンス変更手段と、スイッチング素子と、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記インバータ電源を昇圧する昇圧手段と、昇圧された前記インバータ電源を平滑する平滑手段と、前記インバータ及び前記昇圧手段の出力の大きさを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記インピーダンス変更手段動作直前の前記インピーダンス変更手段にかかる電圧を所定の電圧以下にすべく、前記昇圧手段の出力を低下させた後、前記インピーダンス変更手段を動作させる誘導加熱装置とするものである。
【００１７】
被加熱体材質によっては、所定の共振を得るべく、加熱コイルまたは共振コンデンサのインピーダンスを切り換える必要が生じた場合、請求項３に記載の発明により、インピーダンス変更手段の両端に加わる電圧が速やかに所定の電圧以下になるよう、昇圧手段の出力を低下させるため、インピーダンス変更手段両端の電位差によってインピーダンス変更手段投入時に突入電流が流れるといった現象を抑制することが可能となる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、昇圧手段は、インバータの出力に応じて昇圧動作を行うとともに、制御手段は、インピーダンス変更手段動作直前の前記インピーダンス変更手段にかかる電圧を所定の電圧以下にすべく、前記インバータの出力を低下させた後、インピーダンス変更手段を動作させる誘導加熱装置とするものである。
【００１９】
この請求項４に記載に発明により、昇圧手段はインバータの出力に応じて昇圧動作を行うため、制御手段がインバータの出力を低下させる制御を行うことで、昇圧手段の出力が低下し、インピーダンス変更手段の両端に加わる電圧も速やかに低下する。従ってインピーダンス変更手段両端の電位差によってインピーダンス変更手段投入時に突入電流が流れるといった現象を抑制することが可能となる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、高周波磁界を発生し被加熱体を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、導通期間が前記インバータの出力制御に関連するスイッチング素子と、共振動作を継続させ前記インバータの出力制御に寄与しないスイッチング素子と、前記インバータの出力に応じて前記インバータ電源の昇圧動作を行う昇圧手段と、昇圧された前記インバータ電源を平滑する平滑手段と、前記インバータ及び前記昇圧手段の出力の大きさを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、加熱停止前に、前記インバータ停止直後の前記平滑手段の電圧を所定の電圧以下にすべく、前記インバータの出力制御に寄与しないスイッチング素子を所定期間駆動させた後、加熱停止する誘導加熱装置とするものである。
【００２１】
この請求項５に記載の発明により、インバータの出力制御に寄与しないスイッチング素子を所定期間駆動させるため、平滑手段へのエネルギ供給は行われないことに加え、インバータ出力は増加しないが共振が継続されるために、平滑手段のエネルギは被加熱体加熱に使用され、速やかに電圧が低下して、再起動までの時間を短縮することが可能である。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、高周波磁界を発生し被加熱体を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振する共振コンデンサと、前記加熱コイルまたは前記共振コンデンサのインピーダンスを変更するインピーダンス変更手段と、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、導通期間が前記インバータの出力制御に関連するスイッチング素子と、共振動作を継続させ前記インバータの出力制御に寄与しないスイッチング素子と、前記インバータの出力に応じて前記インバータ電源の昇圧動作を行う昇圧手段と、昇圧された前記インバータ電源を平滑する平滑手段と、前記インバータ及び前記昇圧手段の出力の大きさを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記インピーダンス変更手段動作直前の前記インピーダンス変更手段にかかる電圧を所定の電圧以下にすべく、前記インバータの出力制御に寄与しないスイッチング素子を所定期間駆動させた後、インピーダンス変更手段を動作させる誘導加熱装置とするものである。
【００２３】
この請求項６に記載の発明により、インバータの出力制御に寄与しないスイッチング素子を所定期間駆動させるため、昇圧手段の出力が増加しないことに加えて、インバータ出力は増加しないが共振が継続されるために、平滑手段のエネルギは被加熱体加熱に使用されて速やかに電圧が低下して、インピーダンス変更手段の両端に加わる電圧も速やかに低下する。従ってインピーダンス変更手段両端の電位差によってインピーダンス変更手段投入時に突入電流が流れるといった現象を抑制することが可能となる。
【００２４】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（実施例１）
図１は、本実施例の誘導加熱装置の回路構成を示す図である。
【００２６】
電源１４は低周波交流電源である２００Ｖ商用電源であり、ブリッジダイオードである整流回路１５の入力端に接続される。整流回路１５の出力端間に第１の平滑コンデンサ１６が接続される。整流回路１５の出力端間には、さらにチョークコイル１７と第１のスイッチング素子１８の直列接続対が接続される。加熱コイル１９は被加熱体である鍋２０と対向して配置されている。
【００２７】
２１はインバータであり、第２の平滑コンデンサ２２の低電位側端子（エミッタ）は整流回路１５の負極端子に接続され、第２の平滑コンデンサ２２の高電位側端子は第２のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）２３の高電位側端子（コレクタ）に接続され、第２のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）２３の低電位側端子はチョークコイル１７と第１のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）１８の高電位側端子（コレクタ）との接続点に接続される。加熱コイル１９と共振コンデンサ２４の直列接続体が第１のスイッチング素子１８に並列に接続される。
【００２８】
第１の逆導通素子２５（第１のダイオード）は第１のスイッチング素子１８に逆並列に接続（第１のダイオード２５のカソードと第１のスイッチング素子１８のコレクタとを接続）され、第２の逆導通素子２６（第２のダイオード）は第２のスイッチング素子２３に逆並列に接続される。補正用共振コンデンサ２８とリレー２９の直列接続体は共振コンデンサ２４に並列に接続されている。制御手段３０は、第１のスイッチング素子１８を駆動する第１の駆動手段３２と、第２のスイッチング素子２３を駆動する第２の駆動手段３３と、リレー２９の駆動コイル（図示せず）に信号を出力する。
【００２９】
また、制御手段３０は、電源１４からの入力電流を検知するカレントトランス３１の検知信号を入力するとともに、被加熱体２０の材質を判別する材質判別手段を内包する。
【００３０】
また、３４は、使用者が動作開始、停止、出力調整等を行うための動作設定手段である。
【００３１】
以上のように構成された誘導加熱装置において、以下動作を説明する。電源１４は整流回路１５により全波整流され、整流回路１５の出力端に接続された第１の平滑コンデンサ１６に供給される。この第１の平滑コンデンサ１６はインバータ２１に高周波電流を供給する供給源として働く。
【００３２】
図２、図３は上記回路における各部波形を示す図であり、図２は鍋２０の材質が低抵抗率金属であるアルミなどのものの場合である。
【００３３】
図２（ａ）は第１のスイッチング素子１８と第１の逆導通素子２５に流れる電流を、同図（ｂ）は第２のスイッチング素子２３と第２の逆導通素子２６に流れる電流を、同図（ｃ）は第１のスイッチング素子１８駆動制御端子電圧を、同図（ｄ）は第２のスイッチング素子２３駆動制御端子電圧を、同図（ｅ）は加熱コイル１９に流れる電流をそれぞれ示している。
【００３４】
第１の駆動手段３２は、制御手段３０からの信号に基づき、時点ｔ０から時点ｔ１まで図２（ｃ）に示すように第１のスイッチング素子１８駆動制御端子に駆動期間がＴ１（約２４μ秒）である駆動信号を出力する。この駆動期間Ｔ１の間では第１のスイッチング素子１８及び第１の逆導通素子２５と、加熱コイル１９と、共振コンデンサ２４で形成される閉回路で共振し、鍋２０がアルミ製などの鍋であるときの共振周期（１／ｆ）が駆動期間Ｔ１の約２／３倍（約１６μ秒）となるように加熱コイル１９の巻き数（４４Ｔ）と共振コンデンサ２４の容量（０．０３μＦ）と、駆動期間Ｔ１が設定されている。チョークコイル１７はこの第１のスイッチング素子１８の駆動期間Ｔ１において、第１の平滑コンデンサ１６の静電エネルギを磁気エネルギとして蓄える。
【００３５】
次に、第１のスイッチング素子１８に流れる共振電流の第２番目のピークと共振電流が次に零となる間のタイミングである時点ｔ１、すなわち第１のスイッチング素子１８の順方向に電流が流れている時点で第１のスイッチング素子１８の駆動が停止される。
【００３６】
第１のスイッチング素子１８の遮断後、第１のスイッチング素子１８のコレクタと接続されたチョークコイル１７の端子電圧が立ち上がり、この電位が第２の平滑コンデンサ２２の電位を越えると、第２の逆導通素子２６を通して第２の平滑コンデンサ２２に充電して、チョークコイル１７に蓄えた磁気エネルギを放出する。
【００３７】
第２の平滑コンデンサ２２の電圧は、整流回路１５の出力電圧のピーク値よりも高くなるよう昇圧される。すなわち、チョークコイル１７、第１のスイッチング素子１８及び第２の逆導通素子２５によって昇圧手段３５が構成され、第２の平滑コンデンサ２２は昇圧手段３５の出力を平滑する平滑手段となる。昇圧されるレベルは第１のスイッチング素子１８の駆動期間に依存し、駆動期間が長くなると第２の平滑コンデンサ２２に発生する電圧が高くなる傾向にある。
【００３８】
このように、第２の平滑コンデンサ２２−第２のスイッチング素子２３あるいは第２の逆導通素子２６−加熱コイル１９−共振コンデンサ２４で形成される閉回路で共振する際に直流電源として働く第２の平滑コンデンサ２２の電圧レベルが昇圧されることにより、図２（ａ）で示す第１のスイッチング素子１８に流れる共振電流の尖頭値、及び共振経路を変えて継続して共振する同図（ｂ）の第２のスイッチング素子２３に流れる共振電流の尖頭値が零とならないように、あるいは小さくならないようにして、高導電率で非磁性であるアルミなどの鍋を高出力で誘導加熱し、かつ出力を連続的に増減して制御するように出来る。
【００３９】
また、図２（ｃ）、（ｄ）で示すように、第２の駆動手段３３は、制御手段３０からの信号に基づき、時点ｔ１から両スイッチング素子が同時遮断期間後の時点ｔ２において、第２のスイッチング素子２３駆動制御端子に駆動信号を出力する。この結果、同図（ｂ）に示すように加熱コイル１９−共振コンデンサ２４−第２のスイッチング素子２３または第２の逆導通素子２６−第２の平滑コンデンサ２２とからなる閉回路に経路を変えて共振電流が流れることになる。この駆動信号の駆動期間Ｔ２は、この場合にはＴ１とほぼ同じ期間に設定されているので、第１のスイッチング素子１８が導通していた場合と同様に、駆動期間Ｔ１の約２／３倍の周期の共振電流が流れる。
【００４０】
従って、加熱コイル１９に流れる電流は、図２（ｅ）に示すような波形となり、第１及び第２のスイッチング素子１８、２３の駆動周期（Ｔ１とＴ２と同時遮断期間の和）は共振電流の周期の約３倍となり、第１及び第２のスイッチング素子１８、２３の駆動周波数が約２０ｋＨｚであれば、加熱コイル１９に流れる共振電流の周波数は約６０ｋＨｚとなる。
【００４１】
図３は鍋２０の材質がアルミなどに比較して高抵抗率である鉄系のものの場合である。
【００４２】
図３（ａ）は第１のスイッチング素子１８と第１の逆導通素子２５に流れる電流を、同図（ｂ）は第２のスイッチング素子２３と第２の逆導通素子２６に流れる電流を、同図（ｃ）は第１のスイッチング素子１８駆動制御端子電圧を、同図（ｄ）は第２のスイッチング素子２３駆動制御端子電圧を、同図（ｅ）は加熱コイル１９に流れる電流をそれぞれ示している。
【００４３】
この場合においても、基本的な動作は図２に示すような、鍋２０の材質が低抵抗率であるアルミなどの場合と変わらない。しかしながら、鉄系の鍋を誘導加熱するには、共振電流周波数が従来の約２０ｋＨｚ程度で十分であるため、共振電流が約２０ｋＨｚになるよう、リレー２９を投入して、共振コンデンサ２４（０．０３μＦ）と補正用共振コンデンサ２８（０．２１μＦ）が電気的に並列接続されるよう切り換える。さらに、第１のスイッチング素子１８と第２のスイッチング素子２３を一定の周波数（約２３ｋＨｚ）で所定の出力となるよう、駆動時間比で設定する。共振電流は約２０ｋＨｚ程度になるよう共振コンデンサ２４及び補正用共振コンデンサ２８が接続されているため、第１のスイッチング素子１８に流れる共振電流は第２番目のピークとなる前に駆動が停止される。
【００４４】
次に、起動時から安定動作までの一連の動作について説明する。制御手段３０はリレー２９を遮断状態にし、約３６ｋＨｚの駆動周波数で第１のスイッチング素子１８と第２のスイッチング素子２３を交互に駆動する。起動直後の短絡電流による第１及び第２のスイッチング素子１８、２３破壊を防止するために、起動時には、第１のスイッチング素子１８駆動時間を最小となるよう駆動し（本実施例では、約２μ秒）、徐々に所定の駆動時間比（本実施例では第１のスイッチング素子１８駆動時間比が約０．２５）になるよう制御する。
【００４５】
所定の駆動時間比に達した後は、駆動時間比を固定したまま、約３０ｋＨｚとなるまで駆動周波数を挿引する。その間に制御手段３０は被加熱体２０の材質を判別する。
【００４６】
この時、被加熱体２０が鉄などの高抵抗金属製であると判別した場合、制御手段３０は加熱を一時停止し、共振コンデンサ２４と補正用共振コンデンサ２８が並列接続されるよう、リレー２９を投入し、再度加熱を開始する。制御手段３０は、第１のスイッチング素子１８駆動時間を最小で、駆動周波数が約２０ｋＨｚとなるようにして駆動開始し、駆動周波数固定のまま、徐々に駆動時間比を増加させて所定の出力が得られるよう制御する。駆動周波数を固定とするのは、上記のように加熱コイル１９に流れる共振電流が約２０ｋＨｚになるよう設定しており、かつ隣接の加熱コイル（図示せず）との共振電流周波数の差により電磁音が発生しないようにするためである。
【００４７】
一方、被加熱体２０がアルミなどの低抵抗金属製であると判別した場合、制御手段３０は第１のスイッチング素子１８駆動時間比が約０．５となるよう設定し、徐々に駆動周波数を下げ、所定の出力が得られるよう制御する。制御手段３０は、カレントトランス３１から得られる検知出力から判断し、出力が所定値よりも小さければ制御手段３０が制御可能な最小単位の数倍で、所定値より大きければ最小単位で駆動周波数を変化させる。
【００４８】
また、ほぼ所定出力が得られたと判断すれば、出力の微調整が可能なように、駆動時間比を約０．４９から約０．５１まで可変とし制御を行う。本実施例では、被加熱体２０が通常のアルミ鍋である場合、第１のスイッチング素子１８駆動周波数が約２０ｋＨｚで加熱コイル１９に流れる共振電流周波数が約６０ｋＨｚとなり、最大出力（本実施例では２０００Ｗ）が得られるよう設定されている。
【００４９】
以上のような一連の加熱動作を行う中で、例えば、鍋２０が鉄などの高抵抗率金属製であった場合、制御手段３０は上記のように駆動周波数一定で、駆動時間比を可変としてインバータ２１出力を制御する。第１のスイッチング素子１８、チョークコイル１７、第２の逆導通素子２６は、昇圧手段３５を構成しており、第１のスイッチング素子１８導通期間が長ければ第２の平滑コンデンサ２２電圧が高くなる。第２の平滑コンデンサ２２は電源１４に同期したリプルを軽減するため、非常に大きな容量とされているため、第１及び第２のスイッチング素子１８、２３の駆動を停止しただけでは第２の平滑コンデンサ２２電圧は、第２の平滑コンデンサ２２に並列接続される検知抵抗、放電抵抗（図示せず）を通じた放電のみが行われる。
【００５０】
検知抵抗、放電抵抗は、待機時の消費電力を抑制するために高い抵抗値のものが使用されるため、第２の平滑コンデンサ２２電圧の低下が非常に緩やかとなる。図４は、本実施例における各部波形を示している。
【００５１】
同図（ａ）は第１のスイッチング素子１８電圧を示しており、そのピークを結んだ包絡線は第２の平滑コンデンサ２２電圧と同じとなる。同図（ｂ）は電源１４電圧のゼロ点でＨｉからＬｏｗ、ＬｏｗからＨｉに反転するゼロボルトパルス（回路など図示せず、以下ＺＶＰと称す）で、同図（ｃ）は電源１４電圧を示している。
【００５２】
図４に示すように、時点ｔ１で使用者が動作設定手段３４より加熱停止設定を行い、動作設定手段３４から制御手段３０へ信号が出力された場合、制御手段３０はＺＶＰに同期した一連の制御の終了後、次のＺＶＰ反転が得られるタイミングとなる時点ｔ２から所定時間後にＺＶＰ反転が得られる時点ｔ３にわたって第１のスイッチング素子１８の駆動時間比を徐々に低下させることにより、昇圧手段３５としての出力を低下させるとともに、第２の平滑コンデンサ２２に蓄えられたエネルギを鍋２０に消費させているため、第２の平滑コンデンサ２２電圧が速やかに低下する。
【００５３】
第２の平滑コンデンサ２２電圧が所定の電圧以下となる所定時間後、すなわち時点ｔ３後に、制御手段３０はインバータ２１を停止させ、再起動可能な状態として動作設定手段３４からの出力信号を待ち受ける。使用者が動作設定手段３４より再度加熱開始設定を行った場合、加熱停止設定後からの時間が短くても、第２の平滑コンデンサ２２電圧が所定値以下であるため、起動時の第１及び第２のスイッチング素子１８、２３の短絡電流は抑制されており、制御手段３０も起動可能な状態として待ち受けているため、動作設定手段３４から制御手段３０に加熱開始信号が出力された時点ｔ４後、制御手段３０はＺＶＰ反転が得られるタイミングとなる時点ｔ５から加熱を開始する。
【００５４】
また、同様に、インバータ２１異常を検知し（検知回路など図示せず）、制御手段３０がインバータ２１を一時停止させる場合においても、一時停止の前に、制御手段３０は第１のスイッチング素子１８の駆動時間比を徐々に低下させ、第２の平滑コンデンサ２２電圧を速やかに低下させるため、再起動するまでの所定時間を短く設定することが可能である。
【００５５】
さらに、例えば起動時の材質判別により、鍋２０が鉄などの高抵抗率金属製であると判別された場合、制御手段３０は第１のスイッチング素子１８の駆動時間比を徐々に低下させて、第２の平滑コンデンサ２２電圧を速やかに低下させる。リレー２９両端に加わる電圧が所定の電圧以下になると思われる所定時間後に、制御手段３０はリレー２９を投入し、上記のような鉄などの高抵抗率金属製鍋２０加熱動作に移行する。
【００５６】
（実施例２）
図５は、本発明の第２の実施例を示すもので、前記第１の実施例との相違は、加熱停止時の第２のスイッチング素子２３駆動方法にあり、その他の点は第１の実施例と同様であるので、同一部分には同一符号を付して相違ある部分についてのみ説明する。
【００５７】
図５は、使用者が動作設定手段３４より加熱停止設定を行った時のインバータ２１各部波形を示すものであり、図５（ａ）は第１のスイッチング素子１８と第１の逆導通素子２５に流れる電流を、同図（ｂ）は第２のスイッチング素子２３と第２の逆導通素子２６に流れる電流を、同図（ｃ）は第１のスイッチング素子１８駆動制御端子電圧を、同図（ｄ）は第２のスイッチング素子２３駆動制御端子電圧を、同図（ｅ）は第２の平滑コンデンサ２２電圧を、同図（ｆ）は加熱コイル１９に流れる電流をそれぞれ示している。
【００５８】
使用者が動作設定手段３４より加熱停止設定を行い、動作設定手段３４から制御手段３０へ信号が出力された場合、制御手段３０は、次のＺＶＰ反転が得られるタイミングとなる時点ｔ１から時点ｔ２までの所定時間第２のスイッチング素子２３を駆動する。このとき、第１のスイッチング素子１８は遮断されたままであるため、電源１４からは電力が供給されず、第２の平滑コンデンサ２２−第２のスイッチング素子２３あるいは第２の逆導通素子２６−加熱コイル１９−共振コンデンサ２４で形成される閉回路で共振を継続することになる。
【００５９】
第２の平滑コンデンサ２２に蓄えられたエネルギは、共振が継続される中で、鍋２０や閉回路を形成する部品に消費されるため、第２の平滑コンデンサ２２電圧は急速に低下する。
【００６０】
第２の平滑コンデンサ２２電圧が所定の電圧以下となる所定時間後、すなわち時点ｔ２後に、制御手段３０は再起動可能な状態として動作設定手段３４からの出力信号を待ち受ける。使用者が動作設定手段３４より再度加熱開始設定を行った場合、加熱停止設定後からの時間が短くても、第２の平滑コンデンサ２２電圧が所定値以下であるため、起動時の第１及び第２のスイッチング素子１８、２３の短絡電流は抑制されており、制御手段３０も起動可能な状態として待ち受けているため、動作設定手段３４から制御手段３０に加熱開始信号が出力された後、制御手段３０はＺＶＰ反転が得られるタイミングとなる時点（図示せず）から加熱を開始する。
【００６１】
また、同様に、インバータ２１異常を検知し（検知回路など図示せず）、制御手段３０がインバータ２１を一時停止させる場合においても、一時停止の前に、制御手段３０は第２のスイッチング素子２３を所定時間駆動させ、第２の平滑コンデンサ２２電圧を速やかに低下させるため、再起動するまでの所定時間を短く設定することが可能である。
【００６２】
さらに、例えば起動時の材質判別により、鍋２０が鉄などの高抵抗率金属製であると判別された場合、制御手段３０は第２のスイッチング素子２３を所定時間駆動させ、第２の平滑コンデンサ２２電圧を速やかに低下させる。リレー２９両端に加わる電圧が所定の電圧以下になると思われる所定時間後に、制御手段３０はリレー２９を投入し、上記のような鉄などの高抵抗率金属製鍋２０加熱動作に移行する。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、加熱停止時の平滑手段の電圧を速やかに低下させ、再起動までの時間を短縮する誘導加熱装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における誘導加熱調理器の回路構成を示す図
【図２】同、各部波形を示す図
【図３】同、各部波形を示す図
【図４】同、各部波形を示す図
【図５】本発明の実施例２における誘導加熱調理器の各部波形を示す図
【図６】従来の誘導加熱調理器の回路構成を示す図
【符号の説明】
１８  第１のスイッチング素子
１９  加熱コイル
２０  鍋（被加熱体）
２１  インバータ
２２  第２の平滑コンデンサ（平滑手段）
２３  第２のスイッチング素子
２９  リレー（インピーダンス変更手段）
３０  制御手段
３５  昇圧手段
【図１】
2004171934.tif 000003
【図２】
2004171934.tif 000004
【図３】
2004171934.tif 000005
【図４】
2004171934.tif 000006
【図５】
2004171934.tif 000007
【図６】
2004171934.tif 000008