(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を変換して交流電圧を供給するインバータと、
前記インバータを駆動制御して出力を調整する制御手段を備え、
前記インバータは、２個直列に接続したスイッチング素子をそれぞれ有する共通アーム、第１の加熱コイル用アーム及び第２の加熱コイル用アームを有し、
前記共通アームと前記第１の加熱コイル用アームの間には第１の加熱コイルが接続され、前記共通アームと前記第２の加熱コイル用アームの間には第２の加熱コイルが接続されており、
前記第１の加熱コイルと前記第２の加熱コイルは、内側と外側のいずれかにそれぞれ位置して同心円状に配設され、前記共通アームから流れ出る電流の周回方向が同じ向きになるように接続されており、
前記制御手段は、
前記全てのアームを駆動制御するか、又は前記共通アームといずれか１つの前記加熱コイル用アームとを駆動制御するものであり、
前記全てのアームを駆動制御する際には、前記共通アームと前記第１の加熱コイル用アーム間の駆動位相差、又は前記共通アームと前記第２の加熱コイル用アーム間の駆動位相差の少なくとも一方を制御することで前記インバータ出力を調整し、
前記第１の加熱コイル用アーム及び前記第２の加熱コイル用アームの駆動位相を、前記共通アームの駆動位相よりも進み位相で駆動し、
前記第１の加熱コイルの電流位相と前記第２の加熱コイルの電流位相のいずれか一方が他方より進んでいる際には、当該遅れている方の加熱コイル用アームの駆動位相を進めるように制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
直流電圧を変換して交流電圧を供給するインバータと、
前記インバータを駆動制御して出力を調整する制御手段を備え、
前記インバータは、２個直列に接続したスイッチング素子をそれぞれ有する共通アーム、第１の加熱コイル用アーム及び第２の加熱コイル用アームを有し、
前記共通アームと前記第１の加熱コイル用アームの間には第１の加熱コイルが接続され、前記共通アームと前記第２の加熱コイル用アームの間には第２の加熱コイルが接続されており、
前記第１の加熱コイルと前記第２の加熱コイルは、内側と外側のいずれかにそれぞれ位置して同心円状に配設され、前記共通アームから流れ出る電流の周回方向が同じ向きになるように接続されており、
前記制御手段は、
前記全てのアームを駆動制御するか、又は前記共通アームといずれか１つの前記加熱コイル用アームとを駆動制御するものであり、
前記全てのアームを駆動制御する際には、前記共通アームと前記第１の加熱コイル用アーム間の駆動位相差、又は前記共通アームと前記第２の加熱コイル用アーム間の駆動位相差の少なくとも一方を制御することで前記インバータ出力を調整し、
前記第１の加熱コイル用アーム及び前記第２の加熱コイル用アームの駆動位相を、前記共通アームの駆動位相よりも進み位相で駆動し、
前記第１の加熱コイルの電流位相と前記第２の加熱コイルの電流位相のいずれか一方が他方より進んでいる際には、当該進んでいる方の加熱コイル用アームの駆動位相を前記共通アームの駆動位相と比較し、両者の位相差が所定の下限値より大きければ、当該進んでいる方の加熱コイル用アームの駆動位相を遅らせるように制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項３】
直流電圧を変換して交流電圧を供給するインバータと、
前記インバータを駆動制御して出力を調整する制御手段を備え、
前記インバータは、２個直列に接続したスイッチング素子をそれぞれ有する共通アーム、第１の加熱コイル用アーム及び第２の加熱コイル用アームを有し、
前記共通アームと前記第１の加熱コイル用アームの間には第１の加熱コイルが接続され、前記共通アームと前記第２の加熱コイル用アームの間には第２の加熱コイルが接続されており、
前記第１の加熱コイルと前記第２の加熱コイルは、内側と外側のいずれかにそれぞれ位置して同心円状に配設され、前記共通アームから流れ出る電流の周回方向が同じ向きになるように接続されており、
前記制御手段は、
前記全てのアームを駆動制御するか、又は前記共通アームといずれか１つの前記加熱コイル用アームとを駆動制御するものであり、
前記全てのアームを駆動制御する際には、前記共通アームと前記第１の加熱コイル用アーム間の駆動位相差、又は前記共通アームと前記第２の加熱コイル用アーム間の駆動位相差の少なくとも一方を制御することで前記インバータ出力を調整し、
前記第１の加熱コイル用アーム及び前記第２の加熱コイル用アームの駆動位相を、前記共通アームの駆動位相よりも遅れ位相で駆動し、
前記第１の加熱コイルの電流位相と前記第２の加熱コイルの電流位相のいずれか一方が他方より進んでいる際には、当該進んでいる方の加熱コイル用アームの駆動位相を遅らせるように制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項４】
直流電圧を変換して交流電圧を供給するインバータと、
前記インバータを駆動制御して出力を調整する制御手段を備え、
前記インバータは、２個直列に接続したスイッチング素子をそれぞれ有する共通アーム、第１の加熱コイル用アーム及び第２の加熱コイル用アームを有し、
前記共通アームと前記第１の加熱コイル用アームの間には第１の加熱コイルが接続され、前記共通アームと前記第２の加熱コイル用アームの間には第２の加熱コイルが接続されており、
前記第１の加熱コイルと前記第２の加熱コイルは、内側と外側のいずれかにそれぞれ位置して同心円状に配設され、前記共通アームから流れ出る電流の周回方向が同じ向きになるように接続されており、
前記制御手段は、
前記全てのアームを駆動制御するか、又は前記共通アームといずれか１つの前記加熱コイル用アームとを駆動制御するものであり、
前記全てのアームを駆動制御する際には、前記共通アームと前記第１の加熱コイル用アーム間の駆動位相差、又は前記共通アームと前記第２の加熱コイル用アーム間の駆動位相差の少なくとも一方を制御することで前記インバータ出力を調整し、
前記第１の加熱コイル用アーム及び前記第２の加熱コイル用アームの駆動位相を、前記共通アームの駆動位相よりも遅れ位相で駆動し、
前記第１の加熱コイルの電流位相と前記第２の加熱コイルの電流位相のいずれか一方が他方より進んでいる際には、当該遅れている方の加熱コイル用アームの駆動位相を前記共通アームの駆動位相と比較し、両者の位相差が所定の下限値より大きければ、当該遅れている方の加熱コイル用アームの駆動位相を進めるように制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記制御手段が、前記共通アームといずれか１つの前記加熱コイル用アームを駆動制御する際には、
前記共通アームの駆動位相と、当該いずれか１つの前記加熱コイル用アームの駆動位相間の位相差を略逆位相に固定し、
駆動周波数を調整することにより前記インバータ出力を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱コイルが内加熱コイルと外加熱コイルに分割された誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘導加熱調理器においては、内加熱コイルと外加熱コイルをそれぞれフルブリッジ型インバータ回路で駆動する方式で、小径鍋に対しては内加熱コイルのみを駆動し、大径鍋に対しては内加熱コイルと外加熱コイルを時分割で交互に駆動するものがあり、例えば、『複数のスイッチング素子から成るアーム、加熱コイル用電流検出器、共振コンデンサを複数のインバータ回路で共有させるようにして、回路のコスト低減化を図った』というものがあった（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−９１０６３号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の誘導加熱調理器では、大径鍋を加熱する場合に内加熱コイルと外加熱コイルに交互に加熱電流を流すように切り替えて駆動するため、駆動制御が複雑となり、駆動切替時に加熱コイル電流休止期間が生じるため、同一加熱出力の場合に内外加熱コイル同時通電するものと比べてコイル電流のピーク電流が大きくなり、加熱コイルや共振コンデンサにおいて発生する発熱量やピーク電圧が高くなり、加熱効率が低下する課題があった。
【０００４】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、加熱コイルに流れるピーク電流を抑え、加熱コイルや共振コンデンサに発生する発熱量やピーク電圧を抑制して、加熱効率を改善した誘導加熱調理器を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る誘導加熱調理器は、
直流電圧を変換して交流電圧を供給するインバータと、
前記インバータを駆動制御して出力を調整する制御手段を備え、
前記インバータは、２個直列に接続したスイッチング素子をそれぞれ有する共通アーム、第１の加熱コイル用アーム及び第２の加熱コイル用アームを有し、
前記共通アームと前記第１の加熱コイル用アームの間には第１の加熱コイルが接続され、前記共通アームと前記第２の加熱コイル用アームの間には第２の加熱コイルが接続されており、
前記第１の加熱コイルと前記第２の加熱コイルは、内側と外側のいずれかにそれぞれ位置して同心円状に配設され、前記共通アームから流れ出る電流の周回方向が同じ向きになるように接続されており、
前記制御手段は、
前記全てのアームを駆動制御するか、又は前記共通アームといずれか１つの前記加熱コイル用アームとを駆動制御するものであり、
前記全てのアームを駆動制御する際には、前記共通アームと前記第１の加熱コイル用アーム間の駆動位相差、又は前記共通アームと前記第２の加熱コイル用アーム間の駆動位相差の少なくとも一方を制御することで前記インバータ出力を調整し、
前記第１の加熱コイル用アーム及び前記第２の加熱コイル用アームの駆動位相を、前記共通アームの駆動位相よりも進み位相で駆動し、
前記第１の加熱コイルの電流位相と前記第２の加熱コイルの電流位相のいずれか一方が他方より進んでいる際には、当該遅れている方の加熱コイル用アームの駆動位相を進めるように制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る誘導加熱調理器によれば、大径鍋に対しては、３本のアームを同時に駆動することにより、共通アームと内加熱コイル用アームおよび外加熱コイル用アーム間に接続した内加熱コイルと外加熱コイルに同じ向き電流が流れるように制御して、通電する加熱コイルを時分割で切り替えることなく大径鍋の鍋底全体を加熱することができるので、時分割で内加熱コイルと外加熱コイルとを切り替えて電流を流す場合と比較して、各加熱コイルに流すコイル電流のピーク電流が小さくなり、個々の加熱コイルや共振コンデンサに発生する発熱量やピーク電圧が小さくなり、加熱効率の低下を防止することができる。
また、共通アームと内加熱コイル用アームのみ、または、共通アームと外加熱コイル用アームのみを駆動する場合には、共通アームから流れ出る電流の周回方向が内加熱コイルと外加熱コイルで同じ向きになるように接続しているので、電圧を印加していない加熱コイルに高周波電圧を印加している加熱コイル電流による誘導電流が流れ難く、効率の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の外観図である。
ＩＨクッキングヒーター１は、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器である。
本体２は、箱状となっており、利用者は図示しない調理鍋などの被加熱物を本体２の天面に載置して加熱調理を行う。
トッププレート３は、非磁性体よりなる耐熱ガラスにて形成されたものであり、本体２の天面に備えられている。
枠体４は、トッププレート３の外周に設けられ、トッププレート３を保持する。
左ヒータ加熱部５ａ及び右ヒータ加熱部５ｂは、本体２内の手前側（調理者側）左右に設けられ、トッププレート３に載置された被加熱物を電磁誘導加熱によって加熱する。
中央ヒータ加熱部５ｃは、本体２内の、左ヒータ加熱部５ａと右ヒータ加熱部５ｂの中間奥に設けられている。
両面焼きロースター６は調理庫を備える。
上面操作部７ａは、トッププレート３周囲の枠体４手前側（調理者側）に設けられ、両面焼きロースター６や各ヒータ加熱部５ａ〜５ｃのオン／オフや火力調節等を行うための操作ボタンが配設されている。
前面操作部７ｂは、両面焼きロースター６の右側に設けられ、ＩＨクッキングヒーター１をオン／オフするためのメイン操作ボタンと、各ヒータ加熱部５ａ〜５ｃをオン／オフすると共に火力（出力）の設定を行うための回転式操作ボタンを備える。
天面表示部８ａは、左ヒータ加熱部５ａ、右ヒータ加熱部５ｂ及び中央ヒータ加熱部５ｃの火力表示等を示す。
前面表示部８ｂは、左ヒータ加熱部５ａ、右ヒータ加熱部５ｂ、中央ヒータ加熱部５ｃ及び両面焼きロースター６の使用状況を表示する。
【０００８】
図２は、ＩＨクッキングヒーター１の誘導加熱部の回路構成図である。
図１において、左ヒータ加熱部５ａ及び右ヒータ加熱部５ｂは誘導加熱部であり、それぞれ図２の回路構成を備える。
交流電源９は、図２の回路に電力を供給する。
直流電源回路１０は、交流電源９から供給される交流電力を直流電力に変換するものであり、ダイオードブリッジ１１、リアクトル１２および平滑コンデンサ１３から構成されている。直流電源回路１０で直流電力に変換された電力は、インバータ回路１６に供給される。
入力電流検出手段１４および入力電圧検出手段１５は、直流電源回路１０へ入力される入力電力を検出するものである。
インバータ回路１６は、直流電源回路１０の正負母線間に直列に接続された2つのスイッチング素子（ＩＧＢＴ）と、そのスイッチング素子とそれぞれ逆並列に接続されたダイオードによって形成されるアーム３組から形成されている。以下、当該３組のアームを、共通アーム１７、内加熱コイル用アーム１８、外加熱コイル用アーム１９と呼ぶ。また、各アームの正母線側スイッチング素子を上スイッチ、負母線側スイッチング素子を下スイッチと呼び、各アームの正母線側逆並列ダイオードを上ダイオード、負母線側逆並列ダイオードを下ダイオードと呼ぶ。
共通アーム１７は後述の内加熱コイル負荷回路及び外加熱コイル負荷回路に接続されたアームで、上スイッチ２０、下スイッチ２１、及び各スイッチと逆並列に接続された上ダイオード２２、下ダイオード２３から構成されている。上スイッチ２０と下スイッチ２１の接続点は、共通アーム１７の出力点となる。
スナバコンデンサ２４は、共通アーム１７の出力点に接続されており、共通アーム１７のスイッチング素子ターンオフ時の出力電圧の変動を遅延させてスイッチング素子のターンオフ損失を低減する。
内加熱コイル用アーム１８は後述の内加熱コイル負荷回路に接続されたアームで、上スイッチ２５、下スイッチ２６、及び各スイッチと逆並列に接続された上ダイオード２７、下ダイオード２８から構成されている。上スイッチ２５と下スイッチ２６の接続点は、内加熱コイル用アーム１８の出力点となる。
スナバコンデンサ２９は、内加熱コイル用アーム１８の出力点に接続されており、内加熱コイル用アーム１８のスイッチング素子ターンオフ時の出力電圧の変動を遅延させてスイッチング素子のターンオフ損失を低減する。
外加熱コイル用アーム１９は後述の外加熱コイル負荷回路に接続されたアームで、上スイッチ３０、下スイッチ３１、及び各スイッチと逆並列に接続された上ダイオード３２、下ダイオード３３から構成されている。上スイッチ３０と下スイッチ３１の接続点は、外加熱コイル用アーム１９の出力点となる。
スナバコンデンサ３４は、外加熱コイル用アーム１９の出力点に接続されており、外加熱コイル用アーム１９のスイッチング素子ターンオフ時の出力電圧の変動を遅延させてスイッチング素子のターンオフ損失を低減する。
共通アーム駆動回路３５は、共通アーム１７を構成する上スイッチ２０と下スイッチ２１をオンオフ駆動する駆動信号を出力し、上スイッチ２０をオンさせている間は下スイッチ２１をオフに、上スイッチ２０をオフさせている間は下スイッチ２１をオンするというように、上スイッチ２０と下スイッチ２１を交互にオンオフさせる。
内加熱コイル用アーム駆動回路３６は、内加熱コイル用アーム１８を構成する上スイッチ２５と下スイッチ２６をオンオフ駆動する駆動信号を出力し、共通アーム駆動回路３５と同様に上スイッチ２５と下スイッチ２６を交互にオンオフさせる。
外加熱コイル用アーム駆動回路３７は、外加熱コイル用アーム１９を構成する上スイッチ３０と下スイッチ３１をオンオフ駆動する駆動信号を出力し、共通アーム駆動回路３５と同様に上スイッチ３０と下スイッチ３１を交互にオンオフさせる。
【０００９】
内加熱コイル３８は略円形に巻回された外形の小なる加熱コイルであり、その外周に環状の外加熱コイル３９が巻回されており、内加熱コイル３８と外加熱コイル３９の中心位置が略一致するように配置されている。
なお、内加熱コイル３８と外加熱コイル３９は大径鍋を載置した状態で、そのインダクタンス値が略同等になるように調整し、内加熱コイル負荷回路と外加熱コイル負荷回路は略同等の共振周波数を有するようにしている。また、内加熱コイル３８と外加熱コイル３９は、共通アーム１７から見て、同一周回方向に巻回されているように接続されているものとする。
【００１０】
内加熱コイル負荷回路は、内加熱コイル３８とその共振コンデンサ４０の直列回路であり、共通アーム１７出力点と内加熱コイル用アーム１８出力点間に接続される。
外加熱コイル負荷回路は、外加熱コイル３９とその共振コンデンサ４１の直列回路であり、共通アーム１７出力点と外加熱コイル用アーム１９出力点間に接続される。
内加熱コイル電流検出手段４２と外加熱コイル電流検出手段４３は、それぞれ内加熱コイル３８、外加熱コイル３９の電流の大きさ及び位相を検出できるものとする。
制御部４４は、ＩＨクッキングヒーター１全体を制御するもので、上面操作部７ａ及び前面操作部７ｂからの入力指示により、天面表示部８ａ及び前面表示部８ｂに動作状態を表示するとともに、入力電流検出手段１４や入力電圧検出手段１５、内加熱コイル電流検出手段４２及び外加熱コイル電流検出手段４３の検出値を取り込みながら、各アーム駆動回路３５〜３７を制御して加熱出力を調整する。
なお、各アーム駆動信号は、内加熱コイル負荷回路および外加熱コイル負荷回路の共振周波数より高い駆動周波数として、負荷回路に流れる電流は負荷回路に印加される電圧と比較して遅れ位相で流れるように制御する。
【００１１】
次に図３を使用して、内加熱コイル電流および外加熱コイル電流による磁束と被加熱負荷である鍋との位置関係、及びこれらと負荷回路のインピーダンスの関係を説明する。
【００１２】
図３（ａ）は、大径鍋４６ａを載置した場合の図である。
図３（ａ）において、４５は内加熱コイル３８及び外加熱コイル３９の下に配設されたフェライトであり、４６ａはトッププレート３を介して内加熱コイル３８及び外加熱コイル３９上に載置された大径鍋である。
４７の破線は、内加熱コイル３８に流れる電流により生じる磁束を示し、４８はその磁束４７により鍋底に流れる誘導渦電流によって生起される磁束を示す。また、４９の破線は、外加熱コイル３９に流れる電流により生じる磁束を示し、５０はその磁束４９により鍋底に流れる誘導渦電流によって生起される磁束を示す。
図３（ａ）に示したように、大径鍋４６ａの鍋底は内加熱コイル３８及び外加熱コイル３９に対向する位置にあり、内加熱コイル３８に流れる電流による磁束４７及び外加熱コイルに流れる電流により生じる磁束４９は鍋底に鎖交し、鍋底に磁気結合して加熱コイル電流と逆向きの渦電流を誘導する。この鍋底に流れる誘導渦電流による磁束４８、５０は、加熱コイル電流により生じた磁束４７、４９を打ち消す方向に生じるので、内加熱コイル３８、外加熱コイル３９ともに鍋無し状態と比較してインダクタンス値が小さくなる。
【００１３】
図３（ｂ）は、小径鍋４６ｂを載置した場合の図である。
内加熱コイル３８の上方には鍋底が対向して存在し、内加熱コイル３８に流れる電流により発生する磁束４７は小径鍋底に鎖交して誘導渦電流を生じ、その誘導渦電流により生起される磁束４８によって内加熱コイル電流による磁束４７を打ち消すので、内加熱コイル３８のインダクタンス値は小さくなる。
一方、外加熱コイル３９に流れる電流により発生する磁束４９は小径鍋底に殆んど鎖交しないので、その磁束による誘導電流は小径鍋底に流れず、外加熱コイル電流による磁束は打ち消されないので、外加熱コイル３９のインダクタンス値は鍋無し状態とあまり変わらず、内加熱コイル３８のインダクタンス値よりも大きくなる。そのため、外加熱コイル負荷回路の共振周波数は、内加熱コイル負荷回路の共振周波数と比べて低くなる。
従って、内加熱コイル負荷回路と外加熱コイル負荷回路に同一位相の電圧を印加すると、外加熱コイル３９に流れる電流は内加熱コイル３８に流れる電流より小さくなり、位相も遅れることになる。
【００１４】
図３（ｃ）は、中径鍋４６ｃを載置した場合の図である。
内加熱コイル３８については大径鍋や小径鍋を載置した場合と同様、鍋底と磁気結合してインダクタンス値が小さくなる。一方、外加熱コイル３９に流れる電流により生じる磁束４９は、その一部が鍋底に鎖交し、中径鍋底には大径鍋を載置した場合に比べて小さい渦電流が誘導される。
したがって、外加熱コイル３９は漏れインダクタンスが多少大きくなり、大径鍋を載置した場合と小径鍋を載置した場合の中間的な状態となり、外加熱コイル３９のインダクタンス値は多少大きくなる。
なお、図示していないが、内加熱コイル３８と外加熱コイル３９も一部磁気結合しているため、内加熱コイル３８と外加熱コイル３９に流れる電流位相がずれるとお互いに磁束が打ち消しあう逆位相の電流成分が発生し、この電流成分は鍋の誘導加熱に働かないので、加熱効率の低下が生じる。
【００１５】
図４は、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の、内加熱コイル３８及び外加熱コイル３９に同時通電する際の駆動信号と、内加熱コイル負荷回路及び外加熱コイル負荷回路に印加される電圧について説明するものである。なお、詳細な説明は後述の図５〜図１１で行う。
内加熱コイル負荷回路には共通アーム１７の出力電圧と内加熱コイル用アーム１８の出力電圧の差が印加される。また、外加熱コイル負荷回路には共通アーム１７の出力電圧と外加熱コイル用アーム１９の出力電圧の差が印加される。
【００１６】
図５は、図４から共通アーム１７、内加熱コイル用アーム１８及び内加熱コイル負荷回路に印加される電圧を抜粋したものである。
図６〜図８は、図５の（１）〜（３）の各区間における電流の様子を説明するものである。
【００１７】
図５に示す（１）の区間では、スイッチ２１とスイッチ２５がオン、スイッチ２０とスイッチ２６がオフとなっているので、図６の矢印で示すように電流が流れる。この向きを正方向とすると、内加熱コイル負荷回路には、正方向の電圧がかかっていることになる。
図５に示す（２）の区間では、スイッチ２０とスイッチ２５がともにオンとなっているため（図７参照）、内加熱コイル負荷回路の電圧は０となる。
図５に示す（３）の区間では、スイッチ２１とスイッチ２５がオフ、スイッチ２０とスイッチ２６がオンとなっているので、図８の矢印で示すように電流が流れる。これは図６とは逆方向であるので、内加熱コイル負荷回路には、負方向の電圧がかかっていることになる。
【００１８】
図９は、図４から共通アーム１７、外加熱コイル用アーム１９及び外加熱コイル負荷回路に印加される電圧を抜粋したものである。
図１０と図１１は、図９の（１）（２）の各区間における電流の様子を説明するものである。
【００１９】
図９に示す（１）の区間では、スイッチ２１とスイッチ３０がオン、スイッチ２０とスイッチ３１がオフとなっているので、図１０の矢印で示すように電流が流れる。この向きを正方向とすると、外加熱コイル負荷回路には、正方向の電圧がかかっていることになる。
図９に示す（２）の区間では、スイッチ２１とスイッチ３０がオフ、スイッチ２０とスイッチ３１がオンとなっているので、図１１の矢印で示すように電流が流れる。これは図１０とは逆方向であるので、外加熱コイル負荷回路には、負方向の電圧がかかっていることになる。
【００２０】
図１２は、アーム駆動信号間の位相差を制御することにより、加熱コイル負荷回路に印加される電圧実行値と位相を変化させる様子を説明するものである。
内加熱コイル負荷回路には先の図６で説明したように電圧が印加されるため、図１２において、内加熱コイル用アーム１８の駆動信号の位相の進みを大きくして両者の位相差を大きくすると（図１２の矢印「位相の進みを大きくする」）、これにともなって電圧の変化タイミング、即ち位相が変化し、結果として電圧の位相も進むことになる（図１２の矢印「電圧位相が進む」）。
さらには、図１２の（１）（３）の区間が図５と比較して長くなり、０電圧である（２）の区間が短くなるため、電圧の実行値が大きくなる。
上記とは逆に、位相の進みを小さくする、即ち位相差を小さくすると、上記と逆の状態となり、電圧の位相が遅れ、電圧の実行値は小さくなる。
【００２１】
このように、共通アーム駆動信号と内加熱コイル用アーム駆動信号の位相差、共通アーム駆動信号と外加熱コイル用アーム駆動信号の位相差を制御することにより、内加熱コイル負荷回路と外加熱コイル負荷回路に印加される電圧実効値と位相を変化させることができる。
また、内加熱コイル用アーム駆動信号及び外加熱コイル用アーム駆動信号を、共通アーム駆動信号より進み位相で動作させるので、位相差が大きくなるほど内加熱コイル負荷回路あるいは外加熱コイル負荷回路に印加される出力電圧の実効値が大きくなるとともに電圧位相は進み、位相差が小さくなるほど負荷回路に印加される出力電圧の実効値が小さくなるとともに電圧位相は遅れることになる。
【００２２】
なお、中径鍋が載置された場合には、図３で述べたように内加熱コイル負荷回路より外加熱コイル負荷回路の共振周波数が低く、かつ、インピーダンスが大きくなるので、内加熱コイル負荷回路と外加熱コイル負荷回路に同一電圧を印加すると、外加熱コイル３９に流れる電流は内加熱コイル３８に流れる電流よりも位相が遅れ、電流実効値も小さくなり、鍋の加熱ムラも大きくなる。
このような場合には、図４の駆動信号のように内加熱コイル用アーム駆動信号の位相を外加熱コイル用アーム駆動信号の位相より遅らせることにより、内加熱コイル電流の位相を遅らせて外加熱コイル電流との位相差を小さくして加熱効率の低下を防いでいる。
また、このように制御することによって、内加熱コイル負荷回路に印加される電圧実効値よりも外加熱コイル負荷回路に印加される電圧実効値が大きくなるので、内加熱コイル電流と外加熱コイル電流の大きさの差が小さくなり、鍋の加熱ムラを抑制できる。
【００２３】
図１３は、内加熱コイル３８及び外加熱コイル３９に同時通電する場合における、制御部４４の出力制御処理のフローチャートである。
図１３では、内加熱コイル用アーム１８及び外加熱コイル用アーム１９は共通アーム１７よりも位相が進んだ状態で駆動されており、また、内加熱コイル３８及び外加熱コイル３９の上には図３（ｃ）のような中径鍋が載置されているものとする。
【００２４】
（Ｓ１３０１）入力電流検出手段１４および入力電圧検出手段１５により検出した入力電流と入力電圧から入力電力を算出し、利用者が上面操作部７ａ又は前面操作部７ｂにより設定した設定電力と比較する。入力電力の方が大きい場合はＳ１３０２へ、設定電力の方が大きい場合はＳ１３０４へ、両者が等しい場合はＳ１３０１を再度実行する。
（Ｓ１３０２）各アーム駆動回路３５〜３７の出力する駆動信号の周波数が、規定の上限周波数より低いか否か判断する。上記駆動信号の周波数が規定の上限周波数より低い場合にはＳ１３０３へ、上限周波数以上であればＳ１３０６へ進む。
（Ｓ１３０３）各アーム駆動回路３５〜３７の出力する駆動信号の周波数を所定値だけ高くして入力電流を抑制する。
（Ｓ１３０４）各アーム駆動回路３５〜３７の出力する駆動信号の周波数が規定の下限周波数より高いか否か判断する。上記駆動信号の周波数が規定の下限周波数より高い場合にはＳ１３０５へ、規定の下限周波数以下であればＳ１３０６へ進む。
（Ｓ１３０５）各アーム駆動回路３５〜３７の出力する駆動信号の周波数を所定値だけ低くして入力電流を増加させる。
（Ｓ１３０６）内加熱コイル電流電流検出手段４２と外加熱コイル電流検出手段４３で検出した電流の位相を比較する。内加熱コイル電流の位相が進んでいる場合にはＳ１３０７へ、内加熱コイル電流の方が外加熱コイル電流よりも位相が遅れている場合にはＳ１３１１へ、両者の位相が等しい場合にはＳ１３０１へ進む。
（Ｓ１３０７）外加熱コイル用アームの駆動信号の位相を確認し、共通アームの駆動位相より１８０°進んでいればＳ１３０８へ、それ以外であればＳ１３１０へ進む。
（Ｓ１３０８）内加熱コイル用アームの駆動信号の位相を共通アームの駆動信号の位相と比較し、両者の位相差が規定の位相差下限値より大きいか否か判断する。両者の位相差が規定の位相差下限値より大きければＳ１３０９へ、規定の位相差下限値以下であればＳ１３０１へ進む。
（Ｓ１３０９）内加熱コイル用アームの駆動信号の位相を遅らせる。
（Ｓ１３１０）ステップＳ１３０７において、外加熱コイル用アーム駆動信号と共通アーム駆動信号の位相差が１８０°未満と判断した場合には、外加熱コイル用アーム駆動信号の位相を進める。
（Ｓ１３１１）内加熱コイル用アームの駆動位相を確認し、共通アームの駆動位相より１８０°進んでいればＳ１３１２へ、それ以外であればＳ１３１４へ進む。
（Ｓ１３１２）外加熱コイル用アームの駆動信号の位相を共通アームの駆動信号の位相と比較し、両者の位相差が規定の位相差下限値より大きいか否かを判断する。両者の位相差が規定の位相差下限値より大きければＳ１３１３へ、規定の位相差下限値以下であればＳ１３０１へ進む。
（Ｓ１３１３）外加熱コイル用アームの駆動信号位相を遅らせる。
（Ｓ１３１４）ステップＳ１３１１において、内加熱コイル用アーム駆動信号と共通アーム駆動信号の位相差が１８０°未満と判断した場合には、内加熱コイル用アーム駆動信号の位相を進める。
【００２５】
ここで、図１３のステップＳ１３０８とステップＳ１３１２について、以下の通り補足する。
共通アーム駆動信号と内加熱コイル用アーム駆動信号との位相差、あるいは、共通アーム駆動信号と外加熱コイル用アーム駆動信号との位相差を小さくしていくと、負荷回路への印加電圧実効値が小さくなり、負荷回路に流れる負荷電流の大きさも小さくなる。
そうすると、スイッチング時において、各アームの一方のスイッチング素子がオフしてから他方のスイッチング素子がオンするまでのデッドタイムの間に、負荷電流により行われるスナバコンデンサの充電あるいは放電が不十分となるため、スイッチング素子のオン時にスナバコンデンサを経由して過大電流が流れ、スイッチング損失が大きくなる。
そこで、共通アーム駆動信号と内加熱コイル用アーム駆動信号との位相差、及び共通アーム駆動信号と外加熱コイル用アーム駆動信号との位相差を、ステップＳ１３０８とステップＳ１３１２で判定して所定値以上に保つことにより、スナバコンデンサを経由した過大電流を抑制している。
【００２６】
次に、２本のアームのみを駆動することにより、一方の加熱コイルのみに通電を行うように制御する場合の動作を説明する。
【００２７】
図１４は、図３（ｂ）のような小径鍋４６ｂが載置されている場合に、内加熱コイル３８に流れる電流により発生する磁束を説明する図である。
図１４に示すように、内加熱コイル３８に流れる電流により生じた磁束４７は、内加熱コイル３８上方に載置された小径鍋４６ｂの鍋底と鎖交し、鍋底に誘導渦電流を生起するとともに、一部の磁束４７’は外加熱コイル３９にも鎖交して外加熱コイルに誘導起電力を生じる。
外加熱コイル３９に生じる誘導起電力の向きは、内加熱コイル３８と外加熱コイル３９が同一周回方向に巻回されているように接続されているので、内加熱コイル３８に生じる逆起電力と同位相となり、内加熱コイルと外加熱コイルの相互インダクタンス値をＭとすると、その値は下式で求められる。
誘導起電力＝Ｍｄｉ／ｄｔ（ｉは内加熱コイル電流）・・・（式１）
【００２８】
図１５は、共通アーム１７と内加熱コイル用アーム１８の２アームを同時駆動して、内加熱コイル単独に通電する場合のアーム駆動信号と、内加熱コイル３８に印加される電圧波形及び内加熱コイル３８に流れる電流波形を示す図である。
図１５に示すように、内加熱コイル負荷回路には、共通アームの出力電圧と内加熱コイル用アームの出力電圧の差が印加される。
共通アーム駆動信号と内加熱コイル用アーム駆動信号の位相は略逆位相で固定し、加熱出力の調整は駆動周波数を制御することにより行う。
この駆動信号は内加熱コイル３８とその共振コンデンサ４０からなる内加熱コイル負荷回路の共振周波数よりも高い周波数を用いるので、内加熱コイル３８に流れる電流は、図１５に示したように内加熱コイル負荷回路に印加される電圧より遅れ位相で流れることになる。
【００２９】
図１６は、図１５の（１）の区間における、図２の回路に流れる電流及び電位の様子を説明するものである。
図１５の（１）の区間（共通アームの下スイッチがオン、内加熱コイル用アームの上スイッチがオンしている期間）では、内加熱コイル負荷回路に共通アーム１７の出力点電位を基準として直流母線電圧（Ｖ）が印加され、その期間の大半で共通アーム１７へ流れ込む電流（ｉ）が増加する。即ち、共通アーム１７から流れ出す方向を正方向とすると、この区間においてはｄｉ／ｄｔ＜０となる。
従って、外加熱コイル３９に誘導される電圧は、
Ｍｄｉ／ｄｔ＜０・・・（式２）
であるため、外加熱コイル３９とその共振コンデンサ４１の接続点電位は、
０（共通アーム出力点電位）−Ｍｄｉ／ｄｔ＞０（負側母線電位）・・・（式３）
となる。
【００３０】
図１７は、図１５の（２）の区間における、図２の回路に流れる電流及び電位の様子を説明するものである。
図１５の（２）の区間（共通アームの上スイッチがオン、内加熱コイル用アームの下スイッチがオンしている期間）では、内加熱コイル負荷回路に共通アーム出力点電位を基準として負の直流母線電圧（−Ｖ）が印加され、その期間の大半で共通アームから流れ出す電流（ｉ）が増加する。即ち、共通アーム１７から流れ出す方向を正方向とすると、この区間においてはｄｉ／ｄｔ＞０となる。
従って、外加熱コイル３９に誘導される電圧は、
Ｍｄｉ／ｄｔ＞０・・・（式４）
であるため、外加熱コイル３９とその共振コンデンサ４１の接続点電位は、
Ｖ（共通アーム出力点電位）−Ｍｄｉ／ｄｔ＜Ｖ（正側母線電位）・・・（式５）
となる。
【００３１】
以上のように、共通アーム１７の上下スイッチング素子が駆動され、その出力電位が正母線電位（Ｖ）と負母線電位（０）間で変動する場合、外加熱コイル用アーム出力点電位は大半の期間、負母線電位〜正母線電位の範囲（共振コンデンサ４０の充電電荷は無いものとする）となるので、外加熱コイル用アームの上ダイオード３２及び下ダイオード３３は導通せず、外加熱コイル３９に誘導電流が殆んど流れず、内加熱コイル電流のみによる鍋底の加熱を行うことができる。
【００３２】
図１８は、内加熱コイルのみに通電する場合の加熱制御処理のフローチャートである。
（Ｓ１８０１）外加熱コイル用アーム１９への駆動信号を停止する。
（Ｓ１８０２）共通アームと内加熱コイル用アームへの駆動信号の位相を逆位相に固定する。
（Ｓ１８０３）入力電流検出手段１４及び入力電圧検出手段１５により検出した電流値と電圧値から入力電力を算出し、利用者が上面操作部７ａ又は前面操作部７ｂにより設定した設定電力と比較する。入力電力の方が大きい場合はＳ１８０６へ、設定電力の方が大きい場合はＳ１８０４へ、両者が等しい場合はＳ１８０３を再度実行する。
（Ｓ１８０４）各アーム駆動回路３５、３６の出力する駆動信号の周波数が規定の下限周波数より高いか否か判断する。規定の下限周波数より高い場合はＳ１８０６へ、規定の下限周波数以下の場合はＳ１８０３へ進む。
（Ｓ１８０５）各アーム駆動回路３５、３６の出力する駆動信号の周波数を所定値だけ下げて加熱出力を大きくし、Ｓ１８０３に進む。
（Ｓ１８０６）各アーム駆動回路３５、３６の出力する駆動信号の周波数が規定の上限周波数より低いか否か判断する。規定の上限周波数より低い場合はＳ１８０７へ、規定の上限周波数以上の場合はＳ１８０３へ進む。
（Ｓ１８０７）各アーム駆動回路３５、３６の出力する駆動信号の周波数を所定値だけ上げて加熱出力を小さくして、Ｓ１８０３に進む。
【００３３】
なお、内加熱コイル３８及び外加熱コイル３９の同時通電と、内加熱コイル単独通電とを切り替える場合、その切り換えは上面操作部７ａ又は前面操作部７ｂからの指示入力で行ってもよいし、各アームへの駆動信号と各加熱コイルに流れる電流の関係から自動的に切り替えるようにしてもよい。
自動的に切り替える例としては、例えば、内加熱コイル電流と外加熱コイル電流の位相差調整のための内加熱コイル用アーム駆動信号と外加熱コイル用アーム駆動信号の位相差が所定値を超えた場合に、一方のアームへの駆動信号を停止する等とすることができる。
【００３４】
以上のように、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器によれば、
直流電圧を変換して交流電圧を供給するインバータと、
前記インバータを駆動制御して出力を調整する制御手段を備え、
前記インバータは、２個直列に接続したスイッチング素子をそれぞれ有する共通アーム、第１の加熱コイル用アーム及び第２の加熱コイル用アームを有し、
前記共通アームと前記第１の加熱コイル用アームの間には第１の加熱コイルが接続され、前記共通アームと前記第２の加熱コイル用アームの間には第２の加熱コイルが接続されており、
前記第１の加熱コイルと前記第２の加熱コイルは、内側と外側のいずれかにそれぞれ位置して同心円状に配設され、前記共通アームから流れ出る電流の周回方向が同じ向きになるように接続されており、
前記制御手段は、
前記全てのアームを駆動するか、又は前記共通アームといずれか１つの前記加熱コイル用アームとを駆動制御するので、
大径鍋に対しては、３本のアームを同時に駆動することにより、共通アームと内加熱コイル用アームおよび外加熱コイル用アーム間に接続した内加熱コイルと外加熱コイルに同じ向き電流が流れるように制御して、通電する加熱コイルを時分割で切り替えることなく大径鍋の鍋底全体を加熱することができるので、時分割で内加熱コイルと外加熱コイルとを切り替えて電流を流す場合と比較して、各加熱コイルに流すコイル電流のピーク電流が小さくなり、個々の加熱コイルや共振コンデンサに発生する発熱量やピーク電圧が小さくなり、加熱効率の低下を防止することができる。
また、共通アームと内加熱コイル用アームのみ、または、共通アームと外加熱コイル用アームのみを駆動する場合には、共通アームから流れ出る電流の周回方向が内加熱コイルと外加熱コイルで同じ向きになるように接続しているので、電圧を印加していない加熱コイルに高周波電圧を印加している加熱コイル電流による誘導電流が流れ難く、効率の低下を防止することができる。
さらに、小径鍋に対して内加熱コイルのみに高周波電圧を印加した場合には、外加熱コイルに殆んど誘導電流が流れないので、漏洩磁束も抑制することができる。
【００３５】
また、前記制御手段が、前記全てのアームを駆動制御する際には、
前記共通アームと前記第１の加熱コイル用アーム間の駆動位相差、又は前記共通アームと前記第２の加熱コイル用アーム間の駆動位相差の少なくとも一方を制御し、前記インバータ出力を調整するので、
内加熱コイル負荷回路と外加熱コイル負荷回路に印加される電圧実効値と位相を変化させることができ、加熱効率の低下を防ぎつつ、加熱出力の調整を行うことができる。
【００３６】
また、前記制御手段は、
前記第１の加熱コイル用アーム及び前記第２の加熱コイル用アームの駆動位相を、前記共通アームの駆動位相よりも、所定の進み位相差以上の進み位相で駆動するように制御するので、
位相差が大きくなるほど、内加熱コイル負荷回路あるいは外加熱コイル負荷回路に印加される出力電圧の実効値を大きくすることができる。
【００３７】
また、前記制御手段は、
前記第１の加熱コイルの電流位相と前記第２の加熱コイルの電流位相のいずれか一方が他方より進んでいる際には、
当該遅れている方の加熱コイル用アームの駆動位相を進めるように制御するので、
両加熱コイル電流間の位相差を小さくして加熱効率の低下を防ぐことができる。また、両加熱コイル電流の大きさの差が小さくなり、鍋の加熱ムラを抑制できる。
【００３８】
また、前記制御手段は、
前記第１の加熱コイルの電流位相と前記第２の加熱コイルの電流位相のいずれか一方が他方より進んでいる際には、
当該進んでいる方の加熱コイル用アームの駆動位相を前記共通アームの駆動位相と比較し、両者の位相差が所定の下限値より大きければ、当該進んでいる方の加熱コイル用アームの駆動位相を遅らせるように制御するので、
加熱コイル用アームの駆動位相と共通アームの駆動位相の位相差を所定値以上に保ちつつ、両加熱コイル電流間の位相差を小さくして加熱効率の低下を防ぐとともに、両加熱コイル電流の大きさの差を小さくして、鍋の加熱ムラを抑制することができる。
【００３９】
また、前記制御手段が、前記共通アームといずれか１つの前記加熱コイル用アームを駆動制御する際には、
前記共通アームの駆動位相と、当該いずれか１つの前記加熱コイル用アームの駆動位相間の位相差を略逆位相に固定し、
駆動周波数を調整することにより前記インバータ出力を制御するので、
駆動制御していない加熱コイル用アームの上下ダイオードは導通せず、当該加熱コイル用アームに接続された加熱コイルには電流が流れず、駆動制御する加熱コイル用アームに接続された加熱コイルのみによる加熱調理を行うことができる。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態１に係る誘導加熱調理器は、内加熱コイル用アーム駆動信号及び外加熱コイル用アーム駆動信号の位相を、共通アーム駆動信号の位相より進めるように制御するものである。
本実施の形態２に係る誘導加熱調理器は、共通アーム駆動信号の位相を外加熱コイル用アーム駆動信号及び内加熱コイル用アーム駆動信号の位相より進めるように制御するものである。
なお、外観図および回路構成図は、実施の形態１の図１、図２と同様であるため、説明を省略する。
【００４１】
図１９は、本実施の形態２に係る誘導加熱調理器の、内加熱コイル３８及び外加熱コイル３９に同時通電する際の駆動信号と、内加熱コイル負荷回路及び外加熱コイル負荷回路に印加される電圧について説明するものである。
内加熱コイル用アーム及び外加熱コイル用アームへの駆動信号と、共通アームへの駆動信号の位相差により生じる電圧が、内加熱コイル負荷回路及び外加熱コイル負荷回路に印加され、内加熱コイルと外加熱コイルに同時通電される。
【００４２】
図２０は、図１９から共通アーム１７、内加熱コイル用アーム１８及び内加熱コイル負荷回路に印加される電圧を抜粋したものである。
図２１と図２２は、図２０の（１）（２）の各区間における電流の様子を説明するものである。
【００４３】
図２０に示す（１）の区間では、スイッチ２１とスイッチ２５がオン、スイッチ２０とスイッチ２６がオフとなっているので、図２１の矢印で示すように電流が流れる。この向きを正方向とすると、外加熱コイル負荷回路には、正方向の電圧がかかっていることになる。
図２０に示す（２）の区間では、スイッチ２１とスイッチ２５がオフ、スイッチ２０とスイッチ２６がオンとなっているので、図２２の矢印で示すように電流が流れる。これは図２１とは逆方向であるので、内加熱コイル負荷回路には、負方向の電圧がかかっていることになる。
【００４４】
図２３は、図２０から共通アーム１７、外加熱コイル用アーム１９及び外加熱コイル負荷回路に印加される電圧を抜粋したものである。
図２４〜図２６は、図２３の（１）〜（３）の各区間における電流の様子を説明するものである。
【００４５】
図２３に示す（１）の区間では、スイッチ２１とスイッチ３０がオン、スイッチ２０とスイッチ３１がオフとなっているので、図２４の矢印で示すように電流が流れる。この向きを正方向とすると、外加熱コイル負荷回路には、正方向の電圧がかかっていることになる。
図２３に示す（２）の区間では、スイッチ２０とスイッチ３０がともにオンとなっているため（図２５参照）、内加熱コイル負荷回路の電圧は０となる。
図２３に示す（３）の区間では、スイッチ２１とスイッチ３０がオフ、スイッチ２０とスイッチ３１がオンとなっているので、図２６の矢印で示すように電流が流れる。これは図２４とは逆方向であるので、外加熱コイル負荷回路には、負方向の電圧がかかっていることになる。
【００４６】
図２７は、アーム駆動信号間の位相差を制御することにより、加熱コイル負荷回路に印加される電圧実行値と位相を変化させる様子を説明するものである。
外加熱コイル負荷回路には先の図２３で説明したように電圧が印加されるため、図２７において、外加熱コイル用アーム１９の駆動信号の位相の遅れを大きくして両者の位相差を大きくすると（図２７の矢印「位相の遅れを大きくする」）、これにともなって電圧の変化タイミング、即ち位相が変化し、結果として電圧の位相も遅れることになる（図２７の矢印「電圧位相が遅れる」）。
さらには、図２７の（１）（３）の区間が図２０と比較して長くなり、０電圧である（２）の区間が短くなるため、電圧の実行値が大きくなる。
上記とは逆に、位相の遅れを小さくする、即ち位相差を小さくすると、上記と逆の状態となり、電圧の位相が進み、電圧の実行値は小さくなる。
【００４７】
このように、内加熱コイル用アーム駆動信号及び外加熱コイル用アーム駆動信号を、共通アーム駆動信号より遅れ位相で動作させるので、内加熱コイル用アーム駆動信号と共通アーム駆動信号の位相差や、外加熱コイル用アーム駆動信号と共通アーム駆動信号の位相差が大きくなるほど、内加熱コイル負荷回路や外加熱コイル負荷回路に印加される電圧実効値が大きくなるとともに電圧位相は遅れ、位相差が小さくなるほど印加される電圧実効値が小さくなるとともに電圧位相は進む。
【００４８】
なお、中径鍋が載置された場合には、外加熱コイル負荷回路の共振周波数が低くなり、外加熱コイル３９に流れる電流位相が内加熱コイル３８に流れる電流位相より遅れ気味になる。
このような場合には、図１９に示したように、外加熱コイル用アーム駆動信号の位相を、内加熱コイル用アーム駆動信号の位相より進めて、内加熱コイル３８に流れる電流と外加熱コイル３９に流れる電流の位相差が小さくなるように制御する。
その結果、鍋と磁気結合が小さい外加熱コイル３９への印加電圧が小さくなり、外加熱コイル３９に流れる電流が一層小さくなるため、鍋底と鎖交しない漏れ磁束が抑制されることになる。
【００４９】
図２８は、内加熱コイル３８及び外加熱コイル３９に同時通電する場合における、制御部４４の出力制御処理のフローチャートである。
ステップＳ２８０１〜ステップＳ２８０５は、図１３のステップＳ１３０１〜ステップＳ１３０５と同様であるため、説明を省略する。
【００５０】
（Ｓ２８０６）内加熱コイル電流検出手段４２と外加熱コイル電流検出手段４３で検出した電流の位相を比較する。内加熱コイル電流の位相が進んでいる場合にはＳ２８０７へ、内加熱コイル電流の方が外加熱コイル電流よりも位相が遅れている場合にはＳ２８１１へ、両者の位相が等しい場合にはＳ２８０１へ進む。
（Ｓ２８０７）内加熱コイル用アームの駆動信号の位相を確認し、共通アームの駆動位相より１８０°進んでいればＳ２８０８へ、それ以外であればＳ２８１０へ進む。
（Ｓ２８０８）外加熱コイル用アームの駆動信号の位相を共通アームの駆動信号の位相と比較し、両者の位相差が規定の位相差下限値より大きいか否か判断する。両者の位相差が規定の位相差下限値より大きければＳ２８０９へ、規定の位相差下限値以下であればＳ２８０１へ進む。
（Ｓ２８０９）外加熱コイル用アーム駆動信号の位相を所定値進める。
（Ｓ２８１０）ステップＳ２８０７において、内加熱コイル用アーム駆動信号と共通アーム駆動信号の位相差が１８０°未満と判断した場合には、内加熱コイル用アーム駆動信号の位相を所定値遅らせる。
（Ｓ２８１１）外加熱コイル用アームの駆動位相を確認し、共通アームの駆動位相より１８０°進んでいればＳ２８１２へ、それ以外であればＳ２８１４へ進む。
（Ｓ２８１２）内加熱コイル用アームの駆動信号の位相を共通アームの駆動信号の位相と比較し、両者の位相差が規定の位相差下限値より大きいか否かを判断する。両者の位相差が規定の位相差下限値より大きければＳ２８１３へ、規定の位相差下限値以下であればＳ２８０１へ進む。
（Ｓ２８１３）内加熱コイル用アームの駆動信号位相を所定値進める。
（Ｓ２８１４）ステップＳ２８１１において、外加熱コイル用アーム駆動信号と共通アーム駆動信号の位相差が１８０°未満と判断した場合には、外加熱コイル用アーム駆動信号の位相を所定値遅らせる。
【００５１】
ここで、図２８のステップＳ２８０８とステップＳ２８１２について、以下の通り補足する。
共通アーム駆動信号と内加熱コイル用アーム駆動信号との位相差、あるいは、共通アーム駆動信号と外加熱コイル用アーム駆動信号との位相差が小さくなると、負荷回路に流れる電流が小さくなり、また、共通アーム１７の上スイッチ２０及び下スイッチ２１をスイッチングして出力電圧を変化させる前に負荷回路電流に転流が生じたりして、スナバコンデンサを介した過大電流によるスイッチング損失発生するため、ステップＳ２８０８及びステップＳ２８１２で共通アーム１７と内加熱コイル用アーム１８及び外加熱コイル用アーム１９の出力電圧の位相差を所定値以上に保っている。
【００５２】
以上述べた実施の形態１〜２では、内加熱コイル用アームの駆動信号と外加熱コイル用アームの駆動信号を、共通アーム用駆動信号の駆動信号との位相差により別個に制御する例を示したが、内加熱コイル用アームと外加熱コイル用アームを同位相で制御する、より簡便な制御方法を用いることもできる。
【００５３】
図２９は、本実施の形態２に係るＩＨクッキングヒーター１の誘導加熱部の、別の回路構成図である。
図２９に示すように共通アームに流れる電流検出手段５１を設け、その検出電流が所定値以下で設定された入力電力になるように内加熱コイル用アーム用駆動信号と外加熱コイル用アーム無駆動信号を同一位相で制御すれば、内加熱コイル電流と外加熱コイル電流の位相差を抑制した場合と比較して加熱効率は多少低下するが、簡便な制御が可能となる。
【００５４】
また、以上述べた実施の形態１〜２では、内加熱コイルと外加熱コイルの同時通電モードと内加熱コイル単独通電モードを切り換える例を示したが、外加熱コイル単独通電モードを設け、調理メニューに応じて内・外コイル同時通電、内加熱コイル単独通電、外加熱コイル単独通電を切り替えるようにしてもよい。
【００５５】
以上のように、本実施の形態２に係る誘導加熱調理器によれば、
前記制御手段は、
前記第１の加熱コイル用アーム及び前記第２の加熱コイル用アームの駆動位相を、前記共通アームの駆動位相よりも、所定の遅れ位相差以上の遅れ位相で駆動するように制御するので、
位相差が大きくなるほど、内加熱コイル負荷回路あるいは外加熱コイル負荷回路に印加される出力電圧の実効値を大きくすることができる。
【００５６】
また、前記制御手段は、
前記第１の加熱コイルの電流位相と前記第２の加熱コイルの電流位相のいずれか一方が他方より進んでいる際には、
当該進んでいる方の加熱コイル用アームの駆動位相を遅らせるように制御するので、
両加熱コイル電流間の位相差を小さくして、鍋と磁気結合の小さい加熱コイルへの印加電圧実効値を小さくでき、鍋外への漏洩磁束を低減させることができる。さらには、鍋との磁気結合が大きい加熱コイルに流れる電流の比率が高くなるので、加熱効率を改善できる。
【００５７】
また、前記制御手段は、
前記第１の加熱コイルの電流位相と前記第２の加熱コイルの電流位相のいずれか一方が他方より進んでいる際には、
当該遅れている方の加熱コイル用アームの駆動位相を前記共通アームの駆動位相と比較し、両者の位相差が所定の下限値より大きければ、当該遅れている方の加熱コイル用アームの駆動位相を進めるように制御するので、
加熱コイル用アームの駆動位相と共通アームの駆動位相の位相差を所定値以上に保ちつつ、両加熱コイル電流間の位相差を小さくして、鍋と磁気結合の小さい加熱コイルへの印加電圧実効値を小さくでき、鍋外への漏洩磁束を低減させることができる。さらには、鍋との磁気結合が大きい加熱コイルに流れる電流の比率が高くなるので、加熱効率を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の外観図である。
【図２】ＩＨクッキングヒーター１の誘導加熱部の回路構成図である。
【図３】実施の形態１における加熱コイル電流による磁束と鍋の位置関係を説明する図である。
【図４】アーム駆動信号と、内加熱コイル負荷回路及び外加熱コイル負荷回路に印加される電圧について説明するものである。
【図５】図４から共通アーム１７、内加熱コイル用アーム１８及び内加熱コイル負荷回路に印加される電圧を抜粋したものである。
【図６】図５の（１）の区間において、図２の回路に流れる電流の様子を説明するものである。
【図７】図５の（２）の区間において、図２の回路に流れる電流の様子を説明するものである。
【図８】図５の（３）の区間において、図２の回路に流れる電流の様子を説明するものである。
【図９】図４から共通アーム１７、外加熱コイル用アーム１９及び外加熱コイル負荷回路に印加される電圧を抜粋したものである。
【図１０】図９の（１）の区間において、図２の回路に流れる電流の様子を説明するものである。
【図１１】図９の（２）の区間において、図２の回路に流れる電流の様子を説明するものである。
【図１２】アーム駆動信号間の位相差を制御することにより、加熱コイル負荷回路に印加される電圧実行値と位相を変化させる様子を説明するものである。
【図１３】内加熱コイル３８及び外加熱コイル３９に同時通電する場合における、制御部４４の出力制御処理のフローチャートである。
【図１４】図３（ｂ）のような小径鍋４６ｂが載置されている場合に、内加熱コイル３８に流れる電流により発生する磁束を説明する図である。
【図１５】アーム駆動信号と、内加熱コイル３８に印加される電圧波形及び内加熱コイル３８に流れる電流波形を示す図である。
【図１６】図１５の（１）の区間における、図２の回路に流れる電流及び電位の様子を説明するものである。
【図１７】図１５の（２）の区間における、図２の回路に流れる電流及び電位の様子を説明するものである。
【図１８】内加熱コイルのみに通電する場合の加熱制御処理のフローチャートである。
【図１９】アーム駆動信号と、内加熱コイル負荷回路及び外加熱コイル負荷回路に印加される電圧について説明するものである。
【図２０】図１９から共通アーム１７、内加熱コイル用アーム１８及び内加熱コイル負荷回路に印加される電圧を抜粋したものである。
【図２１】図２０の（１）の各区間における電流の様子を説明するものである。
【図２２】図２０の（２）の各区間における電流の様子を説明するものである。
【図２３】図２０から共通アーム１７、外加熱コイル用アーム１９及び外加熱コイル負荷回路に印加される電圧を抜粋したものである。
【図２４】図２３の（１）の区間における電流の様子を説明するものである。
【図２５】図２３の（２）の区間における電流の様子を説明するものである。
【図２６】図２３の（３）の区間における電流の様子を説明するものである。
【図２７】アーム駆動信号間の位相差を制御することにより、加熱コイル負荷回路に印加される電圧実行値と位相を変化させる様子を説明するものである。
【図２８】内加熱コイル３８及び外加熱コイル３９に同時通電する場合における、制御部４４の出力制御処理のフローチャートである。
【図２９】実施の形態３の誘導加熱部の回路構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ＩＨクッキングヒーター、２  本体、３  トッププレート、４  枠体、５ａ  左ヒータ加熱部、５ｂ  右ヒータ加熱部、５ｃ  中央ヒータ加熱部、６  両面焼きロースター、７ａ  上面操作部、７ｂ  前面操作部、８ａ  天面表示部、８ｂ  前面表示部、９  交流電源、１０  直流電源回路、１１  ダイオードブリッジ、１２  リアクトル、１３  平滑コンデンサ、１４  入力電流検出手段、１５  入力電圧検出手段、１６  インバータ回路、１７  共通アーム、１８  内加熱コイル用アーム、１９  外加熱コイル用アーム、２０  上スイッチ、２２  上ダイオード、２３  下ダイオード、２４  スナバコンデンサ、２５  上スイッチ、２６  下スイッチ、２７  上ダイオード、２８  下ダイオード、２９  スナバコンデンサ、３０  上スイッチ、３１  下スイッチ、３２  上ダイオード、３３  下ダイオード、３４  スナバコンデンサ、３５  共通アーム駆動回路、３６  内加熱コイル用アーム駆動回路、３７  外加熱コイル用アーム駆動回路、３８  内加熱コイル、３９  外加熱コイル、４０  内加熱コイル用共振コンデンサ、４１  外加熱コイル用共振コンデンサ、４２  内加熱コイル電流検出手段、４３  外加熱コイル電流検出手段、４４  制御部、４５  フェライト、４６ａ  大径鍋、４６ｂ  小径鍋、４６ｃ  中径鍋、４７  内加熱コイル電流による磁束、４８  誘導渦電流による磁束、４９  内加熱コイル電流による磁束、５０  誘導渦電流による磁束、５１  共通アーム電流検出手段。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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