(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振回路を形成する共振コンデンサと、導通することにより前記加熱コイルに電流を流し、オフすることにより前記共振回路に共振電流を流し、導通時間を増加又は減少させることにより前記加熱コイルに流れる高周波電流の周波数を制御して火力を調節するスイッチング素子と、前記火力を設定する火力設定手段と、前記火力が所定値Ｐ１以下であれば前記スイッチング素子の導通時間を増加させ前記火力が前記所定値Ｐ１より大きい所定値Ｐ２以上であれば前記導通時間を減少させて前記火力設定手段によって設定された前記火力に調整すべく前記導通時間を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチング素子の導通時間を増加する幅と減少する幅とが異なるように変化させて、設定された前記火力を得るように制御してなる誘導加熱調理器。
【請求項２】
スイッチング素子の導通時間の増加あるいは減少を周期的に行う請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
スイッチング素子の導通時間を増加する幅を、減少する幅より少なく設定してなる請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
スイッチング素子の導通時間を増加する幅を複数回繰り返して増加した後に、減少する幅を複数回繰り返し減少してなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
スイッチング素子の導通時間を増加する幅と減少する幅の差が、増加する幅および減少する幅よりも小さい値に設定してなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
スイッチング素子の導通時間が、火力設定手段により設定された火力よりも過大な火力となる導通時間に増加した場合には、導通時間を増加する幅を零とし、導通時間を減少する幅については通常の減少幅よりも大きな減少幅に変更し、その後前記火力が所定値Ｐ１以下である状態を所定回数継続した後、前記導通時間の増加する幅及び前記減少する幅を変更前の幅へとそれぞれ戻してなる請求項４に記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭及びレストランなどで使用される誘導加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の誘導加熱調理器における火力調節としては、インバータ回路のスイッチング素子の導通時間を変化させて行なうものが知られている。
【０００３】
図６はスイッチング素子の導通時間を縦軸に、経過時間を横軸にとり、従来の制御方式による火力調節において、スイッチング素子の導通時間の経時変化を示している。
【０００４】
すなわち、スイッチング素子の導通制御は、制御部（図示せず）から出力される導通時間によってなされ、使用者が予め設定した火力に調整すべく、出力信号が所定値Ｐ１となる導通時間Ｔ１以下であればスイッチング素子の導通時間を増加し、出力信号が所定値Ｐ２となる導通時間Ｔ２以上であれば減少し、また、所定値Ｔ１からＴ２までの間となる導通時間では増加も減少もしないといった制御を行い火力を調節するものである。
【０００５】
この火力調節においては、スイッチング素子の導通時間の増加幅と減少幅が同じであるため、スイッチング素子の動作周波数も導通時間に対応して決まる。このため、導通時間Ｔ１での動作周波数ｆ１、および導通時間Ｔ２での動作周波数ｆ２を境として数種類の限られた動作周波数により火力調節を行うことになり、火力の変動は少ない安定した制御が可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の制御方式では、数種類の限られた動作周波数による火力調節を行うため、特定の周波数域での輻射ノイズが大きくなる。すなわち、図７の輻射ノイズの周波数分布に示すように、動作周波数ｆ１からｆ２においてピークを有する制御となっている。つまり、従来の制御方法では、動作周波数が変動し難い制御であるために、輻射ノイズが特定の周波数域ｆ１からｆ２にかけて大きくなるという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、スイッチング素子の導通時間を増減して火力調節する際に、輻射ノイズが発生する周波数域を分散し、各周波数帯での輻射ノイズのピークレベルを減らすことを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の誘導加熱調理器は、被加熱物を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振回路を形成する共振コンデンサと、導通することにより前記加熱コイルに電流を流し、オフすることにより前記共振回路に共振電流を流し、導通時間を増加又は減少させることにより前記加熱コイルに流れる高周波電流の周波数を制御して火力を調節するスイッチング素子と、前記火力を設定する火力設定手段と、前記火力が所定値Ｐ１以下であれば前記スイッチング素子の導通時間を増加させ前記火力が前記所定値Ｐ１より大きい所定値Ｐ２以上であれば前記導通時間を減少させて前記火力設定手段によって設定された前記火力に調整すべく前記導通時間を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチング素子の導通時間を増加する幅と減少する幅とが異なるように変化させて、設定された前記火力が得られるように調節するものである。
【０００９】
これにより、スイッチング素子の導通時間を増減して火力調節する際に、スイッチング素子の導通時間が一定の幅で変化せず、不特定な導通時間となるために、加熱コイルに流れる高周波電流の周波数も不特定となり、輻射ノイズが発生する周波数域が分散され、各周波数帯での輻射ノイズのピークレベルを減らすことができるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、被加熱物を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振回路を形成する共振コンデンサと、導通することにより前記加熱コイルに電流を流し、オフすることにより前記共振回路に共振電流を流し、導通時間を増加又は減少させることにより前記加熱コイルに流れる高周波電流の周波数を制御して火力を調節するスイッチング素子と、前記火力を設定する火力設定手段と、前記火力が所定値Ｐ１以下であれば前記スイッチング素子の導通時間を増加させ前記火力が前記所定値Ｐ１より大きい所定値Ｐ２以上であれば前記導通時間を減少させて前記火力設定手段によって設定された前記火力に調整すべく前記導通時間を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチング素子の導通時間を増加する幅と減少する幅とが異なるように変化させて、設定された前記火力を得るように制御してなる誘導加熱調理器とすることにより、加熱コイルに流れる高周波電流の周波数が不特定となり、輻射ノイズが発生する周波数域が分散され、各周波数帯での輻射ノイズのピークレベルを減らすことができるものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、スイッチング素子の導通時間の増加あるいは減少を周期的に行う誘導加熱調理器とすることにより、加熱コイルに流れる高周波電流の周波数が安定した値を維持することを防ぎ、常に変化する動作周波数での火力調節を継続するため、輻射ノイズが発生する周波数域を常に分散することが可能となり、より一層各周波数帯での輻射ノイズのピークレベルを減らすことができるものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、スイッチング素子の導通時間を増加する幅を、減少する幅より少なく設定してなる誘導加熱調理器とすることにより、加熱コイルに流れる高周波電流が設定された火力を越えるレベルを下げることが可能となり、輻射ノイズレベルを低減するとともに、各周波数帯での輻射ノイズのピークレベルを減らすことができるものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、スイッチング素子の導通時間を増加する幅を複数回繰り返して増加した後に、減少する幅を複数回繰り返し減少してなる誘導加熱調理器とすることにより、加熱コイルに流れる高周波電流の周波数が変化する範囲がより広くなり、輻射ノイズが発生する周波数域がより広い範囲に分散するため、より一層各周波数帯での輻射ノイズのピークレベルを減らすことができるものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、スイッチング素子の導通時間を増加する幅と減少する幅の差が、増加する幅および減少する幅よりも小さい値に設定してなる誘導加熱調理器とすることにより、加熱コイルに流れる高周波電流の周波数が、導通時間を増加する場合と減少する場合とで、同じ周波数に調整される機会が減り、輻射ノイズが発生する周波数域がより確実に分散され、各周波数帯での輻射ノイズのピークレベルをより確実に減らすことができるものである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、スイッチング素子の導通時間が、火力設定手段により設定された火力よりも過大な火力となる導通時間に増加した場合には、導通時間を増加する幅を零とし、導通時間を減少する幅については通常の減少幅よりも大きな減少幅に変更し、その後前記火力が所定値Ｐ１以下である状態を所定回数継続した後、前記導通時間の増加する幅及び前記減少する幅を変更前の幅へとそれぞれ戻してなる誘導加熱調理器とすることにより、加熱コイルに流れる高周波電流が過大となれば、導通時間の増加を抑えて即座に高周波電流を減少するため、輻射ノイズレベルを低減することができるものである。
【００１６】
【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。
【００１７】
（実施例１）
図１において、１は商用電源、２は整流回路、３は平滑コンデンサで、整流回路２の出力を平滑している。４はインバータ回路で、スイッチング素子４ａと共振コンデンサ４ｂから構成されており、平滑コンデンサ３によって平滑された電力が入力され、加熱コイル５の上に置かれた被加熱物（鍋等）６を加熱する。前記スイッチング素子４ａは加熱コイル５へと高周波電流を供給する高周波電流を制御して火力を調整するものである。７は制御部で、主としてスイッチング素子４ａの導通時間を制御してオンオフを行い、加熱コイル５への高周波電流を制御する。また、制御部７は使用者が火力設定を行う火力設定手段７ａと、機器に入力される電流により火力を検知する入力電流検知手段７ｂを備えている。
【００１８】
以上のように構成された誘導加熱調理器について、図２を用いて動作を説明する。商用電源１から供給された電力は整流回路２によって整流され、平滑コンデンサ３によって平滑されて、インバータ回路４へと入力される。インバータ回路４を構成するスイッチング素子４ａが制御部７からの導通信号（ａ）によりオンすると、加熱コイル５とスイッチング素子４ａには平滑コンデンサ３の放電電流が（ｂ）に示すように流れる。その後、スイッチング素子４ａが導通信号（ａ）に従いオフすると、加熱コイル５と共振コンデンサ４ｂは共振回路を形成して共振電流が流れ、（ｃ）に示すように共振コンデンサ４ｂが共振電流により充電されて電圧が上昇した後、下降してスイッチング素子４ａの両端電圧はゼロボルトとなる。スイッチング素子４ａの両端電圧がゼロボルトとなったことを検知して、制御部７は導通信号（ａ）出力し、スイッチング素子４ａが再びオンを開始する。
【００１９】
この時、被加熱物６が同形状・同材質であれば、スイッチング素子４ａの導通時間によって、スイッチング素子４ａのオフ期間は決定する。すなわち、スイッチング素子４ａの導通時間によって定められる周波数での高周波電流が加熱コイル５に流れる。
【００２０】
また、スイッチング素子４ａの導通時間によって入力電流は決定するため、入力電流検知手段７ｂの出力信号が所定値となるように導通時間は増加、あるいは減少する。
【００２１】
また、スイッチング素子４ａの導通制御は制御部７から出力される導通時間によってなされ、制御部７は使用者が火力設定手段７ａによって設定した火力に調整すべく、入力電流検知手段７ｂの出力信号が火力設定手段７ａにより定められた所定値Ｐ１となる導通時間Ｔ１以下であればスイッチング素子４ａの導通時間を増加し、入力電流検知手段７ｂの出力信号が火力設定手段７ａにより定められた所定値Ｐ２となる導通時間Ｔ２以上であれば減少し、また、所定値Ｔ１からＴ２までの間となる導通時間では増加も減少もしないといった制御を行い、火力を調節する。
【００２２】
ここにおいて、本実施例では、図３に示すように、所定の導通時間Ｔ２以上となるａ点まで増加幅ｔｉで増加を継続する。所定の導通時間Ｔ２以上となると減少幅ｔｄで減少し、増加幅ｔｉ＜減少幅ｔｄになるように制御部７が設定されている。
【００２３】
そして、減少幅ｔｄで減少を継続し、所定の導通時間Ｔ１以下となると、再び増加幅ｔｉで増加を開始する。例えば、増加幅ｔｉ＝３μｓ、減少幅ｔｄ＝４μｓとすると、増加する際の動作周波数ｆｉ１〜ｆｉ３と、減少する際の動作周波数ｆｄ１〜ｆｄ２と、再度増加する際の動作周波数ｆｊ１〜ｆｊ２は異なる周波数となり、輻射ノイズが発生する動作周波数が分散され、各周波数帯での輻射ノイズの準尖頭値レベルを減らすことができる。
【００２４】
図４は本発明の実施例１における誘導加熱調理器の制御方式Ａでの輻射ノイズレベルと、従来の制御方式Ｂでの輻射ノイズレベルとの差を示すものである。これからも明らかなように、本実施例では輻射ノイズが発生する動作周波数が分散され、各周波数帯での輻射ノイズのレベルが低下している。
【００２５】
以上のように、本実施例においては、増加幅ｔｉ≠減少幅ｔｄとすることにより、増加する際の動作周波数ｆｉｎと減少する際の動作周波数ｆｄｎについて、ｆｉｎ≠ｆｄｎ（ｎ＝整数）となるため、輻射ノイズが発生する動作周波数が分散され、各周波数帯での輻射ノイズの準尖頭値レベルを減らすことが可能となる。
【００２６】
また、導通時間ｔが、所定の導通時間Ｔ２以下で、且つ所定の導通時間Ｔ１以上であっても、導通時間ｔを変更するタイミングで増加あるいは減少を行うことで、加熱コイル５に流れる高周波電流の周波数が常に変化し、輻射ノイズが発生する周波数が常に分散され、各周波数帯での輻射ノイズの準尖頭値レベルを減らすことが可能となる。
【００２７】
また、増加幅ｔｉ＜減少幅ｔｄと設定することにより、所定の導通時間Ｔ２を越える程度が増加幅ｔｉ＞減少幅ｔｄと設定する場合より低くなるため、輻射ノイズが発生するレベルを下げることが可能となり、且つ、輻射ノイズが発生する動作周波数が分散され、各周波数帯での輻射ノイズの準尖頭値レベルを減らすことが可能となる。
【００２８】
また、増加幅と減少幅の差△ｔ≪増加幅ｔｉ、及び△ｔ≪減少幅ｔｄと設定することで、増加する際の動作周波数ｆｉと減少する際の動作周波数ｆｄについて、確実にｆｉ≠ｆｄが成立するため、輻射ノイズが発生する動作周波数が分散され、各周波数帯での輻射ノイズの準尖頭値レベルを減らすことが可能となる。
【００２９】
（実施例２）
次に、図５を参照して本発明の実施例２について説明する。
【００３０】
図５において、実施例１と特に異なる点は、増加幅ｔｉによる導通時間ｔの増加と、減少幅ｔｄによる導通時間ｔの減少とを複数回（実施例では２回）繰り返すようにしている。
【００３１】
さらに、所定の導通時間Ｔ３を設定し、Ｔ３以上は過大な火力である導通時間であると判断して、増加幅ｔｉ→０、減少幅ｔｄ→２×ｔｄへと変更する。
【００３２】
よって、所定の導通時間Ｔ２以上であれば通常減少するところ、ｂ点に示すように２回目の導通時間ｔの増加をなし、その後、減少幅ｔｄで減少する。同様に、所定の導通時間Ｔ１以下であれば通常増加するところ、ｃ点に示すように２回目の導通時間ｔの減少をなし、その後、増加幅ｔｉで増加する。
【００３３】
以上のように、本実施例においては、通常減少する導通時間（＞Ｔ２）であっても増加する制御と、通常増加する導通時間（＜Ｔ１）であっても減少する制御とが可能となるため、輻射ノイズが発生する動作周波数が広い範囲に分散され、各周波数帯での輻射ノイズの準尖頭値レベルを減らすことが可能となる。
【００３４】
また、導通時間ｔが所定の導通時間Ｔ３（＞Ｔ２）となった場合には、増加幅をゼロとして減少幅を２倍とすることで、導通時間Ｔ３以上の輻射ノイズが過大となった場合には、２回目以降の導通時間の増加量を零に留めるとともに急速に導通時間を短くして輻射ノイズを低減することが可能となる。
【００３５】
本実施例においては、導通時間の増加を２回繰り返し、２回増加後の導通時間ｔが所定の導通時間Ｔ３となり、２倍の減少幅に変更された変化幅で減少しているが、増加を３回繰り返す場合には、３回目の増加幅ｔｉが零となり、導通時間ｔは所定の導通時間Ｔ３を継続した後に２倍の減少幅に変更された変化幅で減少する。図５においては、増加幅を零、減少幅２×ｔｄに変更した後、導通時間ｔが通常増加する導通時間（＜Ｔ１）以下の状態を３回継続する。その後、変更前の増加幅ｔｉ、減少幅ｔｄへと戻し、通常の制御へと戻っている。
【００３６】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、加熱コイルに流れる高周波電流の周波数が不特定となり、輻射ノイズが発生する周波数域が分散され、各周波数帯での輻射ノイズのピークレベルを減らすことができるものである。
【００３７】
また、請求項２〜請求項６に記載の発明によれば、輻射ノイズが発生する周波数を、請求項１の発明よりも分散させることが可能となり、各周波数帯での輻射ノイズのピークレベルを更に低減することができる。
【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図
【図２】同誘導加熱調理器の回路における各部の波形図
【図３】同誘導加熱調理器の制御方式によるスイッチング素子の導通時間の経時変化図
【図４】同誘導加熱調理器の制御方式での輻射ノイズレベルと従来の制御方式での輻射ノイズレベルとの比較図
【図５】本発明の実施例２における誘導加熱調理器の制御方式によるスイッチング素子の導通時間の経時変化図
【図６】従来の誘導加熱調理器の制御方式によるスイッチング素子の導通時間の経時変化図
【図７】従来の制御方式での輻射ノイズの周波数分布図
【符号の説明】
１  商用電源
２  整流回路
３  平滑コンデンサ
４  インバータ回路
４ａ  スイッチング素子
４ｂ  共振コンデンサ
５  加熱コイル
６  被加熱物
７  制御部
【図１】
0004660992.tif 000002
【図２】
0004660992.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004660992.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004660992.tif 000007
【図７】
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