(57)【要約】      （修正有）【課題】正常に材質判定できるようにした誘導加熱調理器を提供する。【解決手段】直流電源回路２、スイッチング素子１７〜２０、直流電圧回路２により平滑化され昇圧回路１４を通じて供給された直流電圧をスイッチング素子１７〜２０により高周波電圧に変換出力するインバータ３、被加熱物を誘導加熱するための誘導加熱コイル、共振コンデンサ２６，２７を備え、インバータ３の高周波電圧が印加される共振回路４、誘導加熱コイルの温度を検出する温度検出手段４１、インバータ３を制御する制御回路、インバータ３に流れるインバータ電流値を検出する電流検出手段３７、温度検出手段４１により誘導加熱コイルの温度が高く検出されることに応じて昇圧回路１４による昇圧電圧を高く変更した状態においてインバータ３の駆動周波数を変化させながら電流検出手段３７のインバータ電流値に基いて被加熱物の材質判定処理を行う材質判定手段３１を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源の電圧を平滑化した直流電圧について昇圧回路を通じて供給する直流電源回路と、
スイッチング素子を備え、前記直流電圧回路により平滑化され前記昇圧回路を通じて供給された直流電圧を前記スイッチング素子により高周波電圧に変換出力するインバータと、
被加熱物を誘導加熱するための誘導加熱コイルおよび共振コンデンサを備えて構成され前記インバータの高周波電圧が印加される共振回路と、
前記誘導加熱コイルの温度を検出する温度検出手段と、
前記インバータを制御する制御回路と、
前記インバータに流れるインバータ電流値を検出する電流検出手段と、
前記温度検出手段により前記誘導加熱コイルの温度が高く検出されることに応じて前記昇圧回路による昇圧電圧を高く変更した状態において、前記インバータの駆動周波数を変化させながら前記電流検出手段のインバータ電流値に基いて前記被加熱物の材質判定処理を行う材質判定手段とを備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記材質判定手段により材質判定処理が行われた後、加熱制御を行う加熱制御手段を備え、
前記昇圧回路は、少なくとも前記材質判定手段により材質判定処理するときに昇圧動作を行い、前記加熱制御手段が加熱制御を行うときにはその目標入力電力の高低に応じて昇圧動作する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】
前記昇圧回路の出力電圧を検出する出力電圧検出手段を備え、
前記材質判定手段は、所定の基準電圧と前記昇圧回路を通じて昇圧され前記出力電圧検出手段の出力電圧との比例計算に応じて前記電流検出手段のインバータ電流値を補正し、当該補正後のインバータ電流値に基いて前記被加熱物の材質判定処理を行うことを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記昇圧回路の昇圧電圧を放電し電圧を低下させる放電手段と、
前記昇圧回路の出力電圧を検出する出力電圧検出手段とを備え、
前記材質判定手段は、前記昇圧回路の出力電圧が所定電圧より高いと前記出力電圧検出手段により検出されたときには前記放電手段により前記出力電圧を低下させてから前記被加熱物の材質判定処理を行うことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
基準信号を高周波数化する逓倍回路であって周波数指令値に応じた周波数を発振するＶＣＯと当該ＶＣＯの発振周波数を制御するＰＬＬ制御機能を備え前記インバータに制御信号を出力するための逓倍回路を備え、
前記材質判定手段は、前記逓倍回路の発振周波数に応じた周期で前記インバータの駆動周波数を変化させながら前記インバータ電流検出手段のインバータ電流値に基いて前記被加熱物の材質判定処理を行うことを特徴とする請求項１ないし４の何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】
本発明の実施形態は、誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱調理器は、火を使用せず安全で温度制御機能があるなどの利点があり、システムキッチンに組み込まれるＩＨクッキングヒータとして普及している。ところで、被加熱物である調理用の鍋などは様々な材質で作られている。このため、誘導加熱調理器はそれら全ての材質を効率よく加熱できることが求められる。現在では、鉄製鍋のような高透磁率の鍋の加熱に加え、アルミニウム製鍋のような低透磁率の鍋も加熱できるようにした誘導加熱調理器が各種提案されている。
【０００３】
このような誘導加熱調理器は、食物などを誘導加熱調理する前に被加熱物の材質を判定する必要がある。そこで、高周波電圧の駆動周波数を徐々に変化させてインバータ電流もしくは位相差の変化を検出し、当該検出値に基いて材質判定する技術が提案されている。また、アクティブフィルタの動作を停止した状態で駆動周波数を変化させてインバータ電流値に基いて材質判定する技術が提供されている。
【０００４】
しかしながら、例えば被加熱物を温め電源オフした直後などに電源投入した場合など被加熱物の温度が高く、誘導加熱コイルの温度が高い状態で被加熱物の材質判定処理を行うとき等には、誘導加熱コイルの温度が２００℃に上昇することもあり当該誘導加熱コイルの抵抗値が増加してしまうため正常に材質判定できない虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０９５４５４号公報
【特許文献２】特開２００７−４２４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
正常に材質判定できるようにした誘導加熱調理器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に示す誘導加熱調理器は、直流電源回路と、インバータと、共振回路と、温度検出手段と、制御回路と、電流検出手段と、材質判定手段とを備える。直流電源回路は、商用電源の電圧を平滑化した直流電圧について昇圧回路を通じて供給する。
【０００８】
インバータはスイッチング素子を備え、直流電圧回路により平滑化され昇圧回路を通じて供給された直流電圧を前記スイッチング素子により高周波電圧に変換出力する。共振回路は、被加熱物を誘導加熱するための誘導加熱コイルおよび共振コンデンサを備えて構成されインバータの高周波電圧が印加される。温度検出手段は誘導加熱コイルの温度を検出し、制御回路はインバータを制御する。
【０００９】
電流検出手段はインバータに流れるインバータ電流値を検出する。材質判定手段は、温度検出手段により誘導加熱コイルの温度が高く検出されることに応じて昇圧回路による昇圧電圧を高く変更した状態において、インバータの駆動周波数を変化させながら電流検出手段のインバータ電流値に基いて被加熱物の材質判定処理を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態を示す誘導加熱調理器の電気的構成図
【図２】インバータ駆動パルス生成部の構成を示すブロック図
【図３】逓倍回路の一構成例を示すブロック図
【図４】波形生成回路の一構成例を示す図
【図５】波形生成回路の各部の波形を示す図
【図６】デッドタイム可変回路の一構成例を示す図
【図７】デッドタイム可変回路の各部の波形を示す図
【図８】デッドタイムの長さを変更した場合の図７相当図
【図９】一連の処理動作を示すフローチャート
【図１０】材質判定処理を示すフローチャート
【図１１】インバータ電流値の材質に応じた周波数特性図
【図１２】入力電力の周波数特性図
【図１３】第２実施形態を示す図１相当図
【図１４】材質判定処理の一部を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１ないし図１２を参照しながら説明する。
図１は、誘導加熱調理器の電気的構成を概略的に示している。図１に示す誘導加熱調理器１は、直流電源回路２、インバータ３、共振回路４、制御回路５、ゲート制御回路６などを接続して構成されている。全波整流回路７は、平滑用のコンデンサ８とともに直流電源回路２を構成するものであり、その交流入力端子は、交流電源線Ｌ１、Ｌ２およびノイズフィルタ９を介して２００Ｖの単相交流電源（商用電源）１０に接続されている。
【００１２】
全波整流回路７の正側直流出力端子は、リアクトル１１およびダイオード１２のアノード−カソードを介してコンデンサ８の一方の端子に接続されている。全波整流回路７の負側直流出力端子は、コンデンサ８の他方の端子に接続されている。後述するが、この直流電源回路２は、商用電源１０を平滑化した直流電圧を出力する。直流電源回路２はチョッパ回路（昇圧回路）１４を通じて直流電圧を出力する。
【００１３】
ＮＰＮ形のトランジスタ１３は、リアクトル１１およびダイオード１２と共にチョッパ回路１４を構成するものである。トランジスタ１３のコレクタは、リアクトル１１およびダイオード１２のアノードの共通接続点に接続され、そのエミッタは、全波整流回路７の負側直流出力端子に接続されている。コンデンサ８の両端子には、直流電源線１５、１６が接続されている。チョッパ回路１４は直流電圧を必要に応じて昇圧した昇圧電圧として出力する。
【００１４】
インバータ３は、そのスイッチング動作により直流電源回路２から出力される直流電圧ＶＤＣを高周波電圧に変換し、共振回路４に供給する。インバータ３は、直流電源線１５、１６間に第１、第２のトランジスタ１７、１８を直列接続した第１のハーフブリッジ回路と、同じく第３、第４のトランジスタ１９、２０を直列接続した第２のハーフブリッジ回路とからなるフルブリッジ型のインバータ回路である。
【００１５】
第１〜第４のトランジスタ１７〜２０は、スイッチング素子に相当するものであり、例えばＩＧＢＴである。これら第１〜第４のトランジスタ１７〜２０には、それぞれコレクタ・エミッタ間にフリーホイールダイオード１７ａ〜２０ａが接続されている。第１のトランジスタ１７および第２のトランジスタ１８の相互接続点であるノードＮ１と、第３のトランジスタ１９および第４のトランジスタ２０の相互接続点であるノードＮ２との間には、共振回路４が接続されている。また、ノードＮ１、Ｎ２と直流電源線１６との間にはスナバコンデンサ２１、２２がスイッチング損失を軽減するため接続されている。
【００１６】
ゲート制御回路６は、インバータ駆動パルス生成部２３およびドライバ２４を含んで構成され、各トランジスタ１７〜２０をオンオフ制御する。第１、第２のトランジスタ１７、１８は、一方がオン状態のときには他方がオフ状態となるように交互にオンオフ制御される。第３、第４のトランジスタ１９、２０も、一方がオン状態のときには他方がオフ状態となるように交互にオンオフ制御される。
【００１７】
共振回路４は、誘導加熱コイル２５、第１、第２の共振コンデンサ２６、２７およびリレースイッチ２８から構成されている。例えば鉄鍋、アルミニウム製鍋である被加熱物２９を加熱するための誘導加熱コイル２５と第１の共振コンデンサ２６とは、ノードＮ１、Ｎ２間に直列に接続されている。
【００１８】
第２の共振コンデンサ２７およびリレースイッチ２８が直列接続されており、当該直列回路が第１の共振コンデンサ２６に並列接続されている。リレースイッチ２８は、共振コンデンサ２６、２７の接続状態を切り換えることで共振回路４の共振周波数を切換えるために設けられている。本実施形態では、誘導加熱コイル２５の巻数は６０ターンに設定されている。
【００１９】
リレースイッチ２８がオフの状態では、誘導加熱コイル２５と第１の共振コンデンサ２６とにより直列共振回路が構成される。第１の共振コンデンサ２６の容量は、この状態でアルミニウム製鍋（被加熱物）を加熱する場合の共振周波数が約８０ｋＨｚになるように設定されている。
【００２０】
一方、リレースイッチ２８がオンの状態では、各共振コンデンサ２６、２７が互いに並列に接続され、その容量と誘導加熱コイル２５とにより直列共振回路が構成される。各共振コンデンサ２６、２７の並列容量は、その状態で鉄製鍋（被加熱物）を加熱する場合の共振周波数が約２０ｋＨｚになるように設定されている。
【００２１】
制御回路５は、例えば３２ビットのマイクロコンピュータ（基準クロック＝４０ＭＨｚ）により構成されている。制御回路５は、そのソフトウェアなどにより実現される機能として、入力電力制御部３０、負荷判定部３１、ベースクロック生成部３２および位相差検出部３３を備えている。
【００２２】
入力電圧検出回路３４は、交流電源線Ｌ１、Ｌ２間の交流入力電圧を検出し、その検出値を入力電力制御部３０に与える。入力電流検出回路３５は、変流器３６を介して交流入力電流を検出し、その検出値を入力電力制御部３０および負荷判定部３１に与える。インバータ電流検出回路３７は、変流器３８を介してインバータ３に流れる電流を検出し、その検出値を負荷判定部３１に与える。
【００２３】
力率改善部３９は、直流電源線１５の電圧を検出する電圧検出回路３９ａを具備し、入力電圧検出回路３４および入力電流検出回路３５の各検出値や、電圧検出回路３９ａの検出結果に基づいて、交流入力電流の波形が交流入力電圧の波形に追従するようにトランジスタ１３を駆動させるためのベース信号を生成する。このベース信号は、ドライバ４０を介してトランジスタ１３のベースに与えられる。これにより、チョッパ回路１４は、設定された直流電圧ＶＤＣを直流電源線１５、１６間に力率改善用の昇圧チョッパ回路として用いられる。
【００２４】
本実施形態では、温度センサ４１ａがトッププレート４２の温度を検出するためトッププレート４２下部に配設されており、温度センサ４１ｂが誘導加熱コイル２５の温度を検出するため誘導加熱コイル２５に当接するように設置されている。これらの温度センサ４１ａ、４１ｂは、それぞれ、絶縁性があり、且つ、耐熱性の例えばセラミック性の温度センサにより構成されている。
【００２５】
温度検出回路（温度検出手段）４１は、これらの温度センサ４１ａ、４１ｂの検出信号により、被加熱物２９を載置するトッププレート４２、被加熱物２９に加熱するための誘導加熱コイル２５の温度を検出し、負荷判定部３１に検出温度を出力する。
【００２６】
なお、トッププレート４２下部に配置した温度センサ４１ａの温度検出結果を誘導加熱コイル２５の温度として代用したり、インバータ３のスイッチング素子１７〜２０の温度を検出し、当該スイッチング素子１７〜２０の温度を誘導加熱コイル２５の温度として代用しても良い。
【００２７】
制御回路５の負荷判定部（材質判定手段）３１は、被加熱物２９の材質を判定するときには所定の初期周波数から周波数指令値を減少変化させながらベースクロック生成部３２に与え、ベースクロック生成部３２が当該周波数指令値に応じたベースクロック信号を生成してインバータ駆動パルス生成部２３に与え、ドライバ２４を通じてスイッチング素子１７〜２０を駆動制御する。
【００２８】
ゼロクロス検出回路４３には、インバータ電流検出回路３７の検出信号が与えられインバータ電流ＩＱのゼロクロスタイミングを検出し位相差検出部３３に与える。位相差検出部３３は、インバータ駆動パルス生成部２３によって生成された駆動パルスとゼロクロスタイミングとの位相差を検出し負荷判定部３１に出力する。
【００２９】
負荷判定部３１は、インバータ電流検出回路３７により検出されるインバータ電流ＩＱ、入力電流検出回路３５により検出される入力電流を用いて被加熱物２９の材質を判定する。位相差検出部３３により検出された位相差ＰＱを用いて被加熱物２９の材質を判定しても良い。なお、本実施形態では、位相差検出部３３、ゼロクロス検出回路４３を用いた機能ブロックを用いて説明するが、当該機能ブロックは必要に応じて設ければ良い。インバータ電流ＩＱおよび入力電流検出回路３５により検出された入力電流から被加熱物２９の材質を判定することができる。負荷判定部３１により行われる負荷判定処理の詳細は後述する。
【００３０】
負荷判定部３１は、被加熱物２９がアルミニウム系（低抵抗で且つ低透磁率）の材質であると判定した場合、リレー切換回路４３を介してリレースイッチ２８をオフさせる。また、負荷判定部３１は、被加熱物２９が鉄系（高抵抗で且つ高透磁率）の材質であると判定した場合、リレー切換回路４４を介してリレースイッチ２８をオンさせる。
【００３１】
入力電力制御部３０は、通常加熱動作時には誘導加熱コイル２５で消費する電力（加熱電力）を制御する。入力電力制御部３０は、誘導加熱コイル２５で消費する電力が外部から指示された目標電力値に一致するように制御する回路である。本実施形態では、通常加熱動作時には、直流電源回路２の入力電力を目標電力値に基づいて算出される入力電力目標値に一致させる。そして、その制御の結果として誘導加熱コイル２５の消費電力（加熱電力）を目標電力値に一致させる。
【００３２】
すなわち、入力電力制御部３０は、入力電圧検出回路３４により検出される交流入力電圧と、入力電流検出回路３５により検出される交流入力電流とから入力電力を演算する。入力電力制御部３０は、演算した入力電力が入力電力目標値と等しくなるように、加熱周波数（インバータ電流ＩＱの周波数）の目標値を指示する周波数指令値をベースクロック生成部３２に与える。
【００３３】
ベースクロック生成部３２は、例えばタイマを含んで構成される。ベースクロック生成部３２には、マイクロコンピュータの基準クロック信号（例えば４０ＭＨｚ）が与えられている。被加熱物２９の材質判定処理後の通常駆動時には、ベースクロック生成部３２は、この基準クロック信号をタイマによりカウントし、そのカウント値に応じた周波数を持つベースクロック信号を生成する。すなわち、ベースクロック生成部３２は、基準クロック信号を分周してベースクロック信号を生成する。
【００３４】
ベースクロック生成部３２は、入力電力制御部３０から与えられる周波数指令に基づき且つ負荷判定部３１の判定結果に基いてベースクロック信号の周波数を決定する。ベースクロック信号は、例えばマイクロコンピュータの汎用Ｉ／Ｏポートから出力され、インバータ駆動パルス生成部２３に与えられる。
【００３５】
ゲート制御回路６を構成するインバータ駆動パルス生成部２３は、制御回路５から与えられるベースクロック信号を用いてインバータ３の各トランジスタ１７〜２０をそれぞれ駆動するための駆動パルス信号ＶＧ１〜ＶＧ４を生成する。この駆動パルス信号ＶＧ１〜ＶＧ４は、ドライバ２４を介してインバータ３の各トランジスタ１７〜２０のゲートにそれぞれ供給される。
【００３６】
図２は、インバータ駆動パルス生成部２３の電気的構成を示すブロック図である。インバータ駆動パルス生成部２３は、逓倍回路４５、波形生成回路４６およびデッドタイム可変回路４７を備えている。逓倍回路４５は、制御回路５から与えられるベースクロック信号を逓倍した逓倍クロック信号を生成するもので周波数高速発振安定化回路として機能する。波形生成回路４６は、逓倍回路４５から与えられる逓倍クロック信号に基づいて駆動パルス信号ＶＧ１’〜ＶＧ４’を生成する。デッドタイム可変回路４７は、波形生成回路４６により生成された駆動パルス信号ＶＧ１’〜ＶＧ４’の立ち上がりタイミングを変更し、インバータ３の各トランジスタ１７〜２０をオンオフさせるための駆動パルス信号ＶＧ１〜ＶＧ４として出力する。
【００３７】
図３は、逓倍回路４５の一構成例を示している。図３に示す逓倍回路４５は、位相比較器４８、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）４９、ＶＣＯ（電圧制御発振器）５０、ＮＯＴ回路５１および分周器５２を備えてなるＰＬＬ制御機能を設けたフィードバック回路構成となっている。位相比較器４８は、ベースクロック信号と分周器５２の出力信号の位相の差に応じた電圧信号を出力する。位相比較器４８の出力は、ＬＰＦ４９を介して平滑化された後、ＶＣＯ５０に与えられる。
【００３８】
ＶＣＯ５０は、与えられる電圧信号の電圧値に応じた周波数の信号を出力する。ＶＣＯ５０の出力は、インバータ５１を介して分周器５２に与えられるとともに逓倍クロック信号として出力される。分周器５２は、逓倍クロック信号を１／６４に分周して出力する。このような構成により、逓倍回路４５は、ベースクロック信号に同期し且つベースクロック信号の６４倍の周波数で高周波数化して逓倍クロック信号を生成する。この逓倍回路４５は、ＰＬＬ制御機能により制御しているため、発振動作を高速安定化することができる。
【００３９】
図４は、波形生成回路４６の一構成例を示しており、図５は、その波形生成回路４６における各部の信号波形を示している。図４に示す波形生成回路４６は、カウンタ５３、ＯＲ回路５４、５５、ＡＮＤ回路５６、ＮＡＮＤ回路５７、ＮＯＲ回路５８およびＮＯＴ回路５９、６０により構成される。カウンタ５３は、ＣＫ端子に与えられる逓倍クロック信号（図５の（ａ）参照）の立ち下がりに同期してカウントを行う。カウンタ５３は、ＱＡ端子、ＱＢ端子およびＱＣ端子からカウント値（３ビットのバイナリデータ）を示す信号（図５の（ｂ）〜（ｄ）参照）を出力する。
【００４０】
カウンタ５３のＱＡ端子、ＱＢ端子からの出力信号は、それぞれＯＲ回路５４の各入力端子に与えられている。ＯＲ回路５４の出力信号（図５の（ｅ）参照）は、ＡＮＤ回路５６の一方の入力端子、ＮＡＮＤ回路５７の一方の入力端子およびＮＯＴ回路５９の入力端子に与えられている。ＮＯＴ回路５９の出力信号（図５の（ｆ）参照）は、ＯＲ回路５５の一方の入力端子およびＮＯＲ回路５８の一方の入力端子に与えられている。
【００４１】
カウンタ５３のＱＣ端子はＮＯＴ回路６０の入力に接続されている。ＮＯＴ回路６０の出力信号（図５の（ｇ）参照）は、ＡＮＤ回路５６の他方の入力端子、ＮＡＮＤ回路５７の他方の入力端子、ＯＲ回路５５の他方の入力端子およびＮＯＲ回路５８の他方の入力端子に与えられている。このような構成により、ＯＲ回路５５およびＮＯＲ回路５８から、それぞれ駆動パルス信号ＶＧ１’およびＶＧ２’が出力される（図５の（ｈ）、（ｉ）参照）。また、ＡＮＤ回路５６およびＮＡＮＤ回路５７から、それぞれ駆動パルス信号ＶＧ３’およびＶＧ４’が出力される（図５の（ｊ）、（ｋ）参照）。
【００４２】
図５に示すように、駆動パルス信号ＶＧ１’〜ＶＧ４’の周期（スイッチング周期）は、逓倍クロック信号の周期の８倍となっている。すなわち、インバータ３における各トランジスタ１７〜２０のスイッチング周波数は、逓倍クロック信号の周波数の１／８であり、ベースクロック信号の周波数の８倍となる。
【００４３】
また、図５の（ｈ）に示すように、駆動パルス信号ＶＧ１’は、第１のトランジスタ１７をスイッチング周期の５／８周期の間はオン状態とし、残りの３／８周期の間はオフ状態とするようになっている。図５の（ｊ）に示すように、駆動パルス信号ＶＧ３’は、第３のトランジスタ２０をスイッチング周期の３／８周期の間はオン状態とし、残りの５／８周期の間はオフ状態とするようになっている。この第３のトランジスタ２０をオン状態とするタイミングは、第１のトランジスタ１７をオン状態とするタイミングより１／８周期だけ遅らせている。
【００４４】
駆動パルス信号ＶＧ２’、ＶＧ４’は、それぞれ駆動パルス信号ＶＧ１’、ＶＧ３’と逆極性の波形となっている。すなわち、駆動パルス信号ＶＧ２’は、第２のトランジスタ１８を第１のトランジスタ１７とは反対の動作をさせるようになっており、駆動パルス信号ＶＧ４’は、第４のトランジスタ２０を第３のトランジスタ１９とは反対の動作をさせるようになっている。
【００４５】
図６は、デッドタイム可変回路４７の一構成例を示しており、図７および図８は、そのデッドタイム可変回路４７の各部の信号波形を示している。図６に示すデッドタイム可変回路４７は、入力される駆動パルス信号ＶＧ１’の立ち上がりタイミングのみを遅らせるように変更し、駆動パルス信号ＶＧ１として出力する。なお、図示しないが、本回路と同様の構成が、駆動パルス信号ＶＧ２’〜ＶＧ４’に対応してそれぞれ設けられている。
【００４６】
図６に示すデッドタイム可変回路４７は、抵抗６１、６２、コンデンサ６３、６４、ダイオード６５、シュミットトリガ型のＮＯＴ回路６６、６７、切替回路６８を接続して構成されている。
【００４７】
駆動パルス信号ＶＧ１’の入力端子は、抵抗６１およびコンデンサ６３を介してグランド線６９に接続されている。抵抗６１と並列に、ダイオード６５および抵抗６２の直列回路が接続されている。ダイオード６５は、カソードが駆動パルス信号ＶＧ１’の入力端子側に接続されている。抵抗６１およびコンデンサ６３の相互接続点であるノードＮ３とグランド線６９との間には、コンデンサ６４および切替回路６８が直列に接続されている。切替回路６８は、ベース・エミッタ間抵抗およびベース抵抗が内蔵されたトランジスタを備えスイッチング用に構成されるものであり、そのベースには、制御回路５から出力される切替信号が与えられている。
【００４８】
制御回路５は、切替信号をＨレベル（切替回路６８を十分にオン可能なレベル）またはＬレベル（切替回路６８を十分にオフ可能なレベル）に切り替えるようになっている。ノードＮ３の信号は、ＮＯＴ回路６６、６７を通して駆動パルス信号ＶＧ１として出力される。
【００４９】
切替信号がＬレベルの場合にはトランジスタ６８がオフするので、ノードＮ３とグランド線６９との間にコンデンサ６１のみが接続された状態となる。一方、切替信号がＨレベルの場合にはトランジスタ６８がオンするので、ノードＮ３とグランド線６９との間にコンデンサ６３、６４が並列に接続された状態となる。本実施形態では、コンデンサ６４の容量は、コンデンサ６３の容量の２倍程度に設定されている。また、抵抗６１の抵抗値は、抵抗６２の抵抗値の１０倍程度に設定されている。
【００５０】
このような構成によれば、切替信号がＬレベルである場合、駆動パルス信号ＶＧ１’（図７の（ａ）参照）が立ち上がる際（時刻ｔ０）には、抵抗６１を介してコンデンサ６３が充電されるので、ノードＮ３の信号の立ち上がりは緩やかなものとなる（図７の（ｂ）参照）。一方、駆動パルス信号ＶＧ１’が立ち下がる際（時刻ｔ１）には、抵抗６１よりも十分に小さい抵抗値の抵抗６２およびダイオード６５を介してコンデンサ６３の電荷が放電されるので、ノードＮ３の信号の立ち下がりは急峻なものとなる（図７の（ｂ）参照）。このようにして生成される緩やかな立ち上がりの信号をＮＯＴ回路６６、６７を通じて出力することにより、立ち上がりタイミングを時間Ｔ１だけ遅らせた駆動パルス信号ＶＧ１（図７の（ｃ）参照）が生成される。
【００５１】
また、切替信号がＨレベルである場合、駆動パルス信号ＶＧ１’（図８の（ａ）参照）が立ち上がる際（時刻ｔ０）には、抵抗６１を介してコンデンサ６３、６４が充電されるので、ノードＮ３の信号の立ち上がりは非常に緩やかなものとなる（図８の（ｂ）参照）。一方、駆動パルス信号ＶＧ１’が立ち下がる際（時刻ｔ１）には、上述した切替信号がＬレベルである場合と同様に、ノードＮ３の信号の立ち下がりは急峻なものとなる（図８の（ｂ）参照）。このようにして生成される非常に緩やかな立ち上がりの信号をＮＯＴ回路６６、６７を通じて出力することにより、立ち上がりタイミングを時間Ｔ１よりも長い時間Ｔ２だけ遅らせた駆動パルス信号ＶＧ１（図８の（ｃ）参照）が生成される。
【００５２】
このようにして、駆動パルス信号ＶＧ１〜ＶＧ４の立ち上がりタイミングを遅らせることにより、第１、第２のトランジスタ１７、１８がいずれもオフ状態となるデッドタイム、第３、第４のトランジスタ１９、２０がいずれもオフ状態となるデッドタイムを設けるようにしている。また、上記デッドタイムの長さは、制御回路５から与えられる切替信号のレベルに応じて２段階に切り替え可能としている。制御回路５は、入力電力が所定値以上の場合にはＬレベルの切替信号を出力し、入力電力が所定値未満の場合にはＨレベルの切替信号を出力する。従って、デッドタイムの長さは、入力電力が所定値以上であれば短くなり、入力電力が所定値未満であれば長くなる。
【００５３】
次に、本実施形態の作用について特に材質判定処理を中心に説明する。図９および図１０は、材質判定処理の概略的な動作についてフローチャートにより示している。
ユーザが被加熱物２９をトッププレート４２上に載置したとき、被加熱物２９の材質などによって、誘導加熱コイル２５および被加熱物２９間の相互作用が変化し、共振回路４の共振周波数が変化する。被加熱物２９の材質がアルミニウム系である場合、共振回路４の共振周波数は高く、被加熱物２９の材質が鉄系である場合、共振回路４の共振周波数は低くなる。したがって、誘導加熱コイル２５に流れるインバータ電流値ＩＱは、被加熱物２９の材質が鉄系であるかアルミニウム系であるかによってそれらの共振周波数周辺において大きく異なる。負荷判定部３１は、この性質を主に利用して材質判定処理を行う。
【００５４】
図９において、外部より加熱開始を示す信号（図示せず）を受け付けると（Ｓ１）、負荷判定部３１は、被加熱物２９の種類（材質）の判定を行う。この判定を行うにあたり、負荷判定部３１は、温度検出回路４１を通じて誘導加熱コイル２５の温度を計測する（Ｓ２）。
【００５５】
ユーザが被加熱物２９の加熱処理を行ってから時間経過しないうちに加熱開始信号を受付けたときには、誘導加熱コイル２５の温度が通常温度よりも高い。誘導加熱コイル２５の温度が高くなると、誘導加熱コイル２５および被加熱物２９間のギャップが膨張などによって通常よりも狭くなっているため、共振回路４の容量性が増し、共振回路４の共振周波数が高くなる。そこで、本実施形態では誘導加熱コイル２５の温度が所定温度より高いときには材質判定処理を行う場合には処理を変更している。
【００５６】
負荷判定部３１は、所定温度以下のときには開始周波数を第１周波数ｆ１とし（Ｓ４）、所定温度より高いときには開始周波数を第２周波数ｆ２（＞ｆ１）として設定する（Ｓ５）。
【００５７】
図１１は、駆動周波数に応じたインバータ電流値ＩＱの材質特性変化を示しており、開始周波数の関係も合わせて示している。
開始周波数は、負荷判定部３１が被加熱物２９の材質を判定開始するときにスイッチング素子１７〜２０のゲートを駆動制御するときの目標周波数（スイッチング周期の逆数）を示している。尚、２段階に変更設定可能にしているが、これは誘導加熱コイル２５の温度に応じてインバータ３の駆動開始周波数を変更すれば上記処理形態に限られず、例えば温度の高低に応じて３段階以上の複数段階に変更設定可能にしても良い。
【００５８】
図９に戻って、負荷判定部３１は、しきい値などのパラメータ設定を行う（Ｓ６）。このパラメータは、主に、インバータ電流値ＩＱの上限値、電圧ＶＱと電流ＩＱとの間の位相差の上限、位相差が不適正となる所定範囲（０含む）、などの材質判定処理に関連する不具合予防用のパラメータや、変化周波数（後述参照）などのパラメータを示している。例えば、ユーザが不適正な鍋をトッププレート４２に載置したときなどは、負荷判定部３１は材質判定処理を中断しインバータ３の駆動を停止させる必要があり、不具合を予防するためのパラメータを予め設定する必要があるために行われる。
【００５９】
負荷判定部３１は、リレー切換回路４４を通じてリレースイッチ２８をオフ状態とし、インバータ３の駆動周波数の目標値として例えば８０〜１００ｋＨｚ間の開始周波数ｆ１またはｆ２（前述参照）を周波数指令値としてベースクロック生成部３２に指示する（Ｓ７）。この状態において、負荷判定部３１は、インバータ３が駆動しているときのインバータ電流検出回路３７の検出値を読み取る（Ｓ８）。なお、本実施形態では、リレースイッチ２８をオフ状態とすることで比較的高い周波数（約８０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）を開始周波数としているが、リレースイッチ２８をオン状態として比較的低い周波数（約２０〜４０ｋＨｚ）を開始周波数としても良い。
【００６０】
次に、負荷判定部３１は、この発振初期におけるインバータ電流値ＩＱが０であるか否かを判定し（Ｓ９）、インバータ電流値ＩＱが０であれば（Ｓ９：ＹＥＳ）、異常と判断し（Ｓ１０）、材質判定処理を終了しインバータ３の駆動を停止させその旨報知する。負荷判定部３１は、ステップＳ９の条件を満たさなければ材質判定処理に移行し（Ｓ１１）、正常に材質が判定されたことを条件として材質判定処理を終了する。
【００６１】
図１０は、ステップＳ１１の材質判定処理の内容を概略的なフローチャートにより示している。図１０に示すように、材質判定処理において、まず、温度検出回路４１が誘導加熱コイル２５の温度を検出する（Ｔ１）と、負荷判定部３１はこの誘導加熱コイル２５の温度に応じた直流電圧を算出する（Ｔ２）。
【００６２】
負荷判定部３１は、力率改善部３９に直流電圧指示の信号を与え、力率改善部３９は、負荷判定部３１が算出した昇圧電圧ＶDCを制御し、電圧検出回路（出力電圧検出手段）３９ａが昇圧回路１４の出力電圧を検出し所定の昇圧電圧に達したか否かを判定する（Ｔ３）。このステップＴ３の処理時には、温度検出回路４１が温度センサ４１ｂにより誘導加熱コイル２５の温度を検出し、チョッパ回路１４は誘導加熱コイル２５の検出温度に応じて電圧を出力する。昇圧電圧に達したか否かを判定する理由は、誘導加熱コイル２５に入力する入力電力が低くなることを防止するためである。
【００６３】
図１２（ａ）は、駆動周波数に応じた入力電力の温度変化特性を概略的に示している。誘導加熱コイル２５は、その抵抗値が温度上昇にほぼ比例して上昇するため、温度が上昇すると入力電力が低下する。特にアルミニウム鍋について材質判定処理するときには高い駆動周波数にて駆動するため、インバータ制御に使用可能な周波数帯域が狭い場合がある。このような場合には、インバータ３の入力電力が十分ではない場合があるため、材質判定処理時においては、チョッパ回路１４の昇圧度を高めると良い。すると、材質判定処理に必要な入力電力を確保でき、インバータ電流値ＩＱを高めることができ、必要な精度を確保でき、最終的に正確な材質判定を行うことができる。
【００６４】
例えば、ＡＣ２００Ｖで動作する誘導加熱調理器１においては、±１０％まで動作保証するためＡＣ２２０Ｖまで動作保証することになる。この場合、２２０Ｖ×√２＝約３１０Ｖよりも高くマージン電圧を見込んだ所定電圧範囲（３２０Ｖ〜４００Ｖ）内で温度に応じた昇圧電圧を出力する。例えば、誘導加熱コイル２５の温度が常温（２５℃）のときには３２０Ｖとし、高温（２００℃）のときには４００Ｖとし、これらの温度範囲および昇圧電圧範囲では温度と昇圧電圧を比例関係にて設定した昇圧電圧を出力する。
【００６５】
その後、電圧検出回路３９ａの検出結果が所望の昇圧電圧に達したことが判定されると（Ｔ３：ＹＥＳ）、負荷判定部３１は、インバータ電流値ＩＱと、入力電流と、駆動パルス信号ＶＧ１〜ＶＧ４（駆動電圧）およびインバータ電流の位相差を検出する（Ｔ４）。負荷判定部３１は、駆動パルス信号ＶＧ１〜ＶＧ４の周期が複数周期（例えば５サイクル）経過したか否かを判定し（Ｔ５）、経過していなければステップＴ４から処理を繰り返す。
【００６６】
ステップＴ４の処理を複数周期繰り返す理由は、ノイズに伴う検出誤差を極力抑制するためである。例えば、約８０ｋＨｚの駆動周波数に設定されれば、１２．５マイクロ秒の１／２となる６．２５マイクロ秒の周期で１サイクルとなるが、５サイクル繰り返すときには、３１．２５マイクロ秒の周期でステップＴ５を抜ける。
【００６７】
ここで、負荷判定部３１は、温度検出回路４１が検出した誘導加熱コイル２５の温度検出結果に応じて比例計算により検出値（例えばインバータ電流値ＩＱ）を補正する。この場合、制御回路５は誘導加熱コイル２５の温度と昇圧電圧間で対応したデータテーブルを内部メモリ（図示せず）に保持し、常温における基準電圧３２０Ｖと電圧検出回路３９ａの検出電圧との比例計算を行い、インバータ電流検出回路３７の検出結果を補正する。
【００６８】
ステップＴ５を抜けた後、負荷判定部３１はインバータ電流値ＩＱ、位相差の平均値を算出し（Ｔ６）、位相差が０に近い所定範囲内であるか否かを判定する（Ｔ７）。次に負荷判定部３１は位相差が０に近い所定範囲内であると判定したことを条件として（Ｔ７：ＹＥＳ）、不適正鍋であると判定し（Ｔ８）、ベースクロック生成部３２に駆動出力停止指令を出力し（Ｔ９）、材質判定中止する。
【００６９】
そして、制御回路５は図示しないパネルなどを介して不適正鍋であることを報知する（Ｔ１０）ことでユーザにその旨を通知する。ステップＴ７でＮＯと判定した場合でも、負荷判定部３１は位相差が所定値以上であると判定したときには（Ｔ１１：ＹＥＳ）、無負荷であると判定し（Ｔ１２）、この場合も駆動出力停止指令を出力し（Ｔ１３）材質判定中止する。このような場合、ユーザにその旨を通知する。
【００７０】
負荷判定部３１は、検出されたインバータ電流値および位相差が、アルミニウム系、または、鉄系の条件を満たしていると判定したときには（Ｔ１４：ＹＥＳ）、アルミニウム系、または、鉄系である旨の材質を判定し（Ｔ１５）、材質判定処理ルーチンを抜け、材質に応じた加熱処理を行う（Ｓ１２）。
【００７１】
被加熱物２９および誘導加熱コイル２５間の相互作用による共振周波数周辺では、インバータ電流値ＩＱが急激に上昇するため、例えばインバータ電流値ＩＱがある所定の閾値電流Ｉｔｈを上回る周波数値を検出することで、アルミニウム系または鉄系であるかを判定できる。
【００７２】
負荷判定部３１は、２回目の入力電流値、インバータ電流値を検出したか否かを判定し（Ｔ１６）、初回しか入力電流値、インバータ電流値を検出していなければ（Ｔ１６：ＮＯ）、ステップＴ１７に移行する。負荷判定部３１はインバータ電流検出回路３７によりインバータ電流値を検出したときには、前述と同様にインバータ電流値を補正する。負荷判定部３１は、ステップＴ１７において入力電流値、インバータ電流値の平均値、を内部メモリ（図示せず）に記憶し（Ｔ１７）、周波数指令値を所定の第１ステップだけ下降変化させ（Ｔ１８）、ステップＴ４に戻って処理を繰り返す。このようにして途中で処理を抜けなければ、ステップＴ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ１１、Ｔ１４、Ｔ１６の処理が２回繰り返される。
【００７３】
負荷判定部３１は、ステップＴ１６において２回目の入力電流値、インバータ電流値を検出していれば（Ｔ１６：ＹＥＳ）、前述同様に、インバータ電流値の平均値を内部メモリに記憶させる（Ｔ１９）。このとき、電圧検出回路３９ａは、チョッパ回路１４の出力電圧を検出するが、チョッパ回路１４の出力電圧が所定の規定電圧よりも高いと検出されたときには、直流電源回路２の直流電圧と電圧検出回路３９ａの検出電圧との間の比例演算処理結果に応じてインバータ電流値ＩＱを補正する。
【００７４】
例えば、チョッパ回路１４の昇圧電圧が３５０Ｖと得られており、直流電源回路２の直流電圧が約３１０Ｖの場合、これらの比例計算を行うことで１．１３倍と得られる。したがって、インバータ電流検出回路３７により検出されたインバータ電流値ＩＱをこの比に応じて補正する。
【００７５】
すると、基準直流電圧に応じて補正されたインバータ電流値ＩＱを得ることができる。後述実施形態に示すように放電機能を設けて昇圧電圧ＶDCが目標昇圧電圧となるまで待機するよりも時間を要することなく処理を素早く完了できる。
【００７６】
次に、負荷判定部３１は、前回と今回のインバータ電流値の比を算出する（Ｔ２０）。初めてステップＴ２０においてインバータ電流値の比を算出するときには、１回目のインバータ電流値の平均値と、２回目のインバータ電流値の平均値の比を算出する。Ｎ回目のルーチンでは、Ｎ回目のインバータ電流値の平均値と、Ｎ＋１回目のインバータ電流値の平均値の比を算出する。
【００７７】
負荷判定部３１は、比（変化率）が所定比（例えば１．５）よりも小さいときには（Ｔ２１：ＮＯ）、変化周波数（変化率）を粗い第２ステップ（例えば約０．０２ｋＨｚステップ）に変更して（Ｔ２２）変化させる。他方、負荷判定部３１は、比（変化率）が所定比以上であるときには（Ｔ２１：ＹＥＳ）、変化周波数（変化率）を細かい第１ステップ（例えば約０．０１ｋＨｚステップ）に変更して（Ｔ２３）変化させる。そして、ステップＴ４に戻って処理を繰り返す。このようにして負荷判定部３１等は処理を繰り返す。
【００７８】
本実施形態では、ＶＣＯ５０の発振周波数をＰＬＬ制御機能により制御する逓倍回路４５を設けている。逓倍回路４５がＰＬＬ制御機能により信号を制御しているため発振動作を素早く安定化することができる。したがって、負荷判定部３１がインバータ３の駆動周波数を変化させたとしても、駆動周波数の信号が安定化するまでの待機時間を短くすることができる。例えば約８０ｋＨｚの半周期（１２．５マイクロ秒÷２＝６．２５マイクロ秒）もしくは、その５サイクルの平均値を取得したとしても、３１．２５マイクロ秒という周期で材質判定でき、従来技術に比較して大幅に細かい周期で材質判定できる。
【００７９】
材質判定処理が終了すると加熱処理が行われる（Ｓ１２）。負荷判定部３１は、被加熱物２９の材質が判定された後、その材質に応じて共振回路４のリレースイッチ２８の切り換えを行う。材質がアルミニウム系であった場合にはリレースイッチ２８をオフして共振周波数を約８０ｋＨｚとする。材質が鉄系であった場合にはリレースイッチ２８をオンして共振周波数を約２０ｋＨｚとする。
【００８０】
次に、被加熱物２９がアルミニウム系の材質と判定された場合には、入力電力の周波数依存性（すなわちＱ値）が高くなり、被加熱物２９が鉄系の材質の場合で低入力電力加熱制御を行うときには、特に入力電力の周波数依存性のＱ値が低くなるため、制御回路５の入力電力制御部３０は、鉄系材質の被加熱物２９と判定された場合にある所定入力電力（３００Ｗ入力）より低入力電力の制御を行うときには、チョッパ回路１４による昇圧動作をさせずに、所定入力電力より高入力電力の加熱制御を行うときにチョッパ回路１４による昇圧動作させる。すると、被加熱物２９の材質に応じた所望の制御を行うことができる。
【００８１】
そして、入力電力制御部３０は、演算した入力電力が、使用者が設定した設定入力電力と等しくなるように加熱周波数の目標値をベースクロック生成部３２に与える。ベースクロック生成部３２は、指示された加熱周波数の１／３２の周波数を持つベースクロック信号をインバータ駆動パルス生成部２５に出力する。
【００８２】
本実施形態では、材質がアルミニウム系の場合における加熱周波数の目標値を約８０ｋＨｚ〜約９０ｋＨｚとした場合には、ベースクロック信号は約２．５ｋＨｚ〜約２．８ｋＨｚとなる。また、材質が鉄系である場合における加熱周波数の目標値を約２５ｋＨｚ〜約３５ｋＨｚとする場合には、ベースクロック信号は約０．７８ｋＨｚ〜約１．０９ｋＨｚと設定できる。
【００８３】
インバータ駆動パルス生成部２３は、上記指示された加熱周波数に一致する高周波電流が誘導加熱コイル２７に流れるように各トランジスタ１７〜２０をオンオフさせるための駆動パルス信号ＶＧ１〜ＶＧ４を生成する。これら駆動パルス信号ＶＧ１〜ＶＧ４は、ドライバ２４を介して各トランジスタ１７〜２０のゲートにそれぞれ制御信号として与えられ、各トランジスタ１７〜２０により構成されるインバータ３を駆動する。
【００８４】
なお、インバータ３が出力する高周波電圧ＶＱは各トランジスタ１７〜２０のスイッチング周波数の２倍の周波数となり、誘導加熱コイル２９に流れるインバータ電流ＩＱはスイッチング周波数の４倍の周波数となる。本実施形態では、アルミニウム系材質の鍋の２ｋＷ加熱時のスイッチング周波数は２２ｋＨｚに設定されるが、これにより、インバータ電流ＩＱの周波数は、上記スイッチング周波数の４倍である８８ｋＨｚとなる。なお、被加熱物２９の材質が鉄系である場合、共振回路４において第１、第２の共振コンデンサ２６、２７が並列接続されるという点と、加熱周波数の目標値が異なるという点を除けば、インバータ３は、上述した材質がアルミニウム系である場合と同様に動作が行われる。
【００８５】
尚、制御回路５のベースクロック生成部３２は、タイマのカウント数に応じて変更される。このタイマの１カウントは、基準クロックが４０ＭＨｚである場合には０．０２５μｓとなる。従って、スイッチング周波数を２０ｋＨｚ〜２２．５ｋＨｚの範囲で可変する場合、つまりベースクロック信号の周波数を２．５ｋＨｚ〜２．８ｋＨｚの範囲で可変する場合には、タイマのカウント数を１６０００〜１４２８５の範囲（カウント数＝１７１５の範囲）で変更することになる。従って、インバータ３のスイッチング周波数を約１．５Ｈｚ（＝２．５ｋＨｚ／１７１５）単位で変更できる。このような制御を行うことになる。
【００８６】
本実施形態では、例えば、被加熱物２９を温めて電源オフした直後に電源を再投入した場合など被加熱物２９の温度が高く誘導加熱コイル２５の温度が高い状態で被加熱物２９の材質判定処理を行うときには、誘導加熱コイル２５の温度が上昇した状態で材質判定処理が行われる。
【００８７】
本実施形態によれば、負荷判定部３１は、温度検出回路４１により誘導加熱コイル２５の温度が高く検出されることに応じてチョッパ回路１４による昇圧電圧を高く変更した状態において、インバータ３の駆動周波数を変更させながらインバータ電流値ＩＱに基いて被加熱物２９の材質判定処理を行っている。
【００８８】
このため、誘導加熱コイル２５の温度が高い状態で被加熱物の材質判定処理を行うときに、誘導加熱コイル２５の抵抗値が上昇したとしても、チョッパ回路１４を通じて昇圧電圧を高く変更することで入力電力を上昇させた状態にて被加熱物２９の材質判定処理を行うことができるようになり、インバータ電流ＩＱの検出値の分解能を高めることができ、これにより正確に材質判定できる。また、チョッパ回路１４は材質判定処理時に昇圧動作し、制御回路５の入力電力制御部３０が加熱制御するときの目標入力電力の高低に応じて昇圧動作している。このため所望の制御を実現できる。
【００８９】
負荷判定部３１は、所定の基準電圧と電圧検出回路３９ａの検出電圧との間の比例計算に応じて、インバータ電流値ＩＱを補正し当該補正後のインバータ電流値ＩＱに基いて被加熱物２９の材質判定処理を行っているため、所定の基準電圧に応じて補正されたインバータ電流値ＩＱを得ることができる。この場合、後述実施形態に示すように放電機能を設けて昇圧電圧ＶDCが目標電圧となるまで待機するよりも時間を要することなく処理を素早く完了できる。
【００９０】
また、逓倍回路４５は、ＶＣＯ５０により周波数指令値に応じた周波数を発振し当該発振周波数をＰＬＬ制御機能により制御しベースクロック信号を逓倍した逓倍クロック信号の周波数に応じてインバータ３の駆動周波数信号としている。逓倍回路４５がＰＬＬ制御機能により信号を制御しているため発振動作を素早く安定化することができる。したがって、負荷判定部３１がインバータ３の駆動周波数を変化させたとしても駆動周波数の信号が安定化するまでの待機時間を短くすることができる。これにより、素早くインバータ３の駆動周波数を安定化させることができ、素早く材質判定処理できる。
【００９１】
なお、逓倍回路４５の逓倍数を変更するだけで、スイッチング周波数の分解能を容易に変更することが可能となり、逓倍回路４５の逓倍数を増やすほど駆動周波数の分解能を高めることができる。逓倍回路４５の逓倍数を高めれば、ベースクロック信号の周波数を低くできる。つまり、制御回路５を、低い基準クロックで動作する比較的安価なマイクロコンピュータ（例えば、基準クロックが２０ＭＨｚの８ビットマイクロコンピュータ）により構成することが可能となる。これにより、マイクロコンピュータにおける消費電力が低減され、制御回路５への電源供給を行う電源回路の負担を軽減できる。
【００９２】
ベースクロック生成部３２が生成するベースクロック信号は、タイマのカウント値に基づいて生成する方形波状の信号（デューティが５０％の信号）である。このため、特別な出力波形を生成する機能（例えば三相モータ制御用のＰＷＭ信号を生成する機能）を備えたマイクロコンピュータを用いて制御回路５を構成する必要がない。従って、標準的な機能を備えた比較的安価なマイクロコンピュータを使用することが可能となる。
【００９３】
負荷判定部３１は、駆動周波数を変更してインバータ電流検出回路３７が検出したインバータ電流値の前回と今回の電流検出比に応じてインバータ３の駆動周波数の変化率を変化させながら材質判定処理を行っている。例えば、前回のインバータ電流値と今回のインバータ電流値との比（変化率）が１．５以上であるときには細かい第１ステップとし、１．５未満のときには粗い第２ステップとしているため、例えばインバータ電流値ＩＱが低く検出される周波数領域を開始周波数として判定開始したとしても、変化周波数を第２ステップに粗くすることで周波数を素早く変化させることができ判定時間を短縮できる。
【００９４】
負荷判定部３１は、位相差検出部３３が検出した位相差が０に近い所定範囲内であることを条件として材質判定中止しているため、容量性負荷になることを防止することができる。また安全性を高めることができる。
【００９５】
負荷判定部３１は、発振初期にインバータ電流値を０と判定したことを条件として回路異常と判断するため、例えば組立時などの誘導加熱コイル２５の接続ミスのときには接続不良を即座に発見でき、異常であるか否かを判断できる。負荷判定部３１はインバータ電流検出回路３７、ゼロクロス検出回路４３、などの他の機能部の異常を生じたとしても当該異常を判断できる。
【００９６】
負荷判定部３１は、材質判定開始したときの温度検出回路４１の検出温度に応じて、被加熱物２９の材質判定処理を行うときのインバータ３の駆動開始周波数を変更設定している。具体的には、負荷判定部３１は、温度検出回路４１の検出温度が所定温度以下であることを条件として被加熱物２９の判定処理を行う際の開始周波数を所定の第１周波数ｆ１とし、所定温度より高いことを条件として第１周波数ｆ１よりも高い第２周波数ｆ２を開始周波数として被加熱物２９の材質判定処理を行っているため、誘導加熱コイル２５の温度特性を考慮して駆動時の開始周波数を設定できるようになり、材質判定処理を正確に行うことができる。
負荷判定部３１は、検出されたインバータ電流値ＩＱや位相差を複数周期平均して算出しこの算出結果を用いているため安定して当該インバータ電流値ＩＱや位相差を算出できる。
【００９７】
（第２の実施形態）
図１３および図１４は、第２の実施形態を示すものであり、前述実施形態と異なるところは、昇圧回路の昇圧電圧を放電し電圧を低下させる放電手段を具備し、昇圧回路の出力電圧が所定電圧より高いと検出されたときには放電手段により昇圧回路の出力電圧を低下させてから被加熱物の材質判定処理を行うところにある。前述実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００９８】
図１３に示すように、チョッパ回路１４の出力には、放電手段としての抵抗素子４５がコンデンサ８に並列接続されている。この抵抗素子４５は例えば数百ｋから１ＭΩ程度の抵抗値に設定されており、チョッパ回路１４の昇圧電圧を低下させる機能を具備する。
【００９９】
図１４は、図１０のステップＴ１〜Ｔ３に対応した材質判定処理動作を示している。この図１４に示すように、負荷判定部３１が、ステップＴ１、Ｔ２の処理を行った後、材質判定処理において検出温度に応じた直流電圧を算出した結果、実際に検出された昇圧電圧が算出直流電圧（所定電圧に相当）よりも高いと検出されたときには（Ｔ３ａ）、チョッパ回路１４の昇圧動作を停止させ、制御回路５の内蔵タイマにより例えば１００ｍｓだけ待機する（Ｔ３ｂ）。すると、コンデンサ８の蓄積電荷が抵抗素子４５に電流として流れることで電力消費し徐々に電圧が低下する。そして、電圧検出回路３９ａの検出電圧が算出された所定電圧以下となった後にステップＴ４以降の材質判定処理に移行する。
【０１００】
本実施形態によれば、例えば、電源断直後に再度電源投入した場合などに、チョッパ回路１４が昇圧動作しチョッパ回路１４の出力電圧が所定電圧よりも高いと検出されたときには、抵抗素子４５から放電して待機し、所定電圧まで待機した後に材質判定処理に移行しているため、前述実施形態とほぼ同様に材質判定処理を行うことができる。
【０１０１】
（他の実施形態）
上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
所定の基準電圧は、常温における昇圧電圧３２０Ｖと設定した実施形態を示したが、直流電源回路２が出力する平滑化された直流電圧を基準電圧と設定しても良いし、その他の基準となる直流電圧を適用できる。
【０１０２】
チョッパ回路１４が動作し始めて昇圧機能が動作し始めた直後、入力電圧が変動しているときには、直流電圧ＶＤＣが不安定であるため、特に、負荷判定部３１は、チョッパ回路１４の昇圧電圧に応じてインバータ電流検出回路３７の検出電流値を補正して被加熱物２９の材質判定処理を行うと良い。この場合、前述実施形態に示した比例計算によりインバータ電流値を補正すると良い。
【０１０３】
前回検出されたインバータ電流値ＩＱと今回検出されたインバータ電流値ＩＱの比が所定比以上であることを条件として変化周波数を細かい第１ステップとし、所定比よりも小さいときには変化周波数を粗い第２ステップとした実施形態を示したが、この条件は２回の電流検出比に限られない。すなわち、３回以上の検出電流値の変化率を例えば２次近似等により算出し、この変化率に応じてインバータ３の駆動周波数の変化周波数（変化率）を変化させても良い。インバータ３の駆動周波数の変化周波数を第１ステップ（０．０１ｋＨｚ）、第２ステップ（０．０２ｋＨｚ）の２種類とした実施形態を示したが、この変化周波数は適宜変更しても良い。
【０１０４】
逓倍回路４５の逓倍数は必要に応じて変更しても良い。例えば、逓倍回路４５の逓倍数を１２８倍、２５６などの２のべき乗数に設定しても良い。分周器５２の分周数を他の数値（例えば１／（２のべき乗数））としても良い。逓倍回路４５の逓倍クロック信号の発振周波数に応じた周期でインバータ３の駆動周波数を変化させることができればどのような組み合わせの値を適用しても良い。
【０１０５】
ステップＴ２においてインバータ３の駆動周波数の複数の所定周期毎に当該駆動周波数を変化させているが、このサイクルは何周期であっても良い。図１０に示す材質判定処理において、例えばノイズ低減（発振安定化）効果が要求されなければ、前述実施形態における１サイクル＝６．２５マイクロ秒程度の周期でステップＴ２の処理を完了でき、より素早く材質判定処理を終了できる。
【０１０６】
制御回路５がマイクロコンピュータにより構成されている実施形態を示したが、インバータ駆動パルス生成部２３の一部、または／および、その他の機能部（ゼロクロス検出回路４３等）と共にゲートアレイ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）などにより構成しても良い。これにより、回路構成を簡素化できるとともに基板面積の削減や部品点数の削減などの効果が得られる。
【０１０７】
前述では、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、前述実施形態で説明した構成の形状、配置、材料、数値、時間などは一例に過ぎない。
【符号の説明】
【０１０８】
図面中、１は誘導加熱調理器、２は直流電源回路、３はインバータ、４は共振回路、５は制御回路、１４はチョッパ回路（昇圧回路）、１０は商用電源、１７〜２０はスイッチング素子、２５は誘導加熱コイル、２６、２７は共振コンデンサ、２９は被加熱物、３０は入力電力制御部（加熱制御手段）、３１は負荷判定部（材質判定手段）、３７はインバータ電流検出回路（電流検出手段）、３９ａは電圧検出回路（出力電圧検出手段）、４１は温度検出回路（温度検出手段）、４５は逓倍回路を示す。
【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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