JP7001892B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本開示は、様々な材質の被加熱物を加熱するために、インバータ回路の共振周波数を切り替える機能を備えた誘導加熱調理器に関する。

従来、この種の誘導加熱調理器は、外郭を構成する本体と、本体の上面に設けられたトッププレートと、少なくとも一つのインバータ部とを備える。インバータ部は、四つのスイッチング素子と一つの加熱コイルと少なくとも一つの切り替えリレーとを有する（例えば、特許文献１参照）。

上記従来技術によれば、切り替えリレーを作動させることにより、インバータ回路の共振周波数を切り替えることができる。これにより、アルミ鍋、アルミとステンレスとを含む多層鍋、鉄鍋などの様々な材質の鍋を加熱することができる。

特開２００８－０１０１６５号公報

しかしながら、上記従来技術では、様々な材質の鍋を加熱するために、インバータ部において、共振コンデンサの高耐圧化、スイッチング素子の高損失化、切り替えリレーの使用が必要となる。従って、インバータ部のコストアップ、インバータ部の大型化という問題が生じる。

切り替えリレーが作動するまでの時間、切り替えリレーの作動音により、使用者が不快感を覚えるという問題もある。

本開示は、上記従来の問題を解決するもので、様々な材質の鍋を加熱するために、切り替えリレーを用いずにインバータ回路の共振周波数を切り替えることができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

本開示の一態様の誘導加熱調理器は、直流電源と、第１～第４のスイッチング素子と、第１の加熱コイルおよび第１の共振コンデンサを含む第１の共振回路と、第２の加熱コイルおよび第２の共振コンデンサを含む第２の共振回路と、第３の共振コンデンサと、制御部とを備える。

第１、第２のスイッチング素子は、直流電源の出力端子の間に直列に接続される。第３、第４のスイッチング素子は、直流電源の出力端子の間に直列に接続される。

第１の共振回路の一端は、第１、第２のスイッチング素子の接続点に接続される。第２の共振回路では、一端が第３、第４のスイッチング素子の接続点に接続され、他端が第１の共振回路の他端に接続される。

第３の共振コンデンサは、第１、第２の共振回路の接続点と直流電源の正極側の出力端子または負極側の出力端子との間に接続される。制御部は、第１～第４のスイッチング素子を制御する。

本態様によれば、スイッチング素子の動作により、電流の流れる経路を切り替えることができる。これにより、電流の流れる共振コンデンサが切り替わり、インバータ部における共振コンデンサの合成容量を切り替えることができる。すなわち、切り替えリレーを用いずに、インバータ部の共振周波数を切り替えることができる。

切り替えリレーを必要としないので、インバータ部を容易に小型化することができる。切り替えリレーの切り替え時間や、切り替えリレーの切り替え音がなくなるので、使用者の快適性を向上させることができる。

図１は、本開示の実施の形態１に係る誘導加熱調理器のブロック図である。 図２Ａは、実施の形態１において実行される制御シーケンスを示す図である。 図２Ｂは、実施の形態１において実行される制御シーケンスを示す図である。 図３は、本開示の実施の形態２に係る誘導加熱調理器のブロック図である。 図４Ａは、実施の形態２において実行される制御シーケンスを示す図である。 図４Ｂは、実施の形態２において実行される制御シーケンスを示す図である。 図５は、本開示の実施の形態４に係る誘導加熱調理器のブロック図である。 図６は、実施の形態４に係る誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。 図７は、本開示の実施の形態５に係る誘導加熱調理器のブロック図である。 図８は、本開示の実施の形態６に係る誘導加熱調理器のブロック図である。 図９は、本開示の実施の形態７に係る誘導加熱調理器のブロック図である。 図１０は、本開示の実施の形態８に係る誘導加熱調理器のブロック図である。 図１１は、本開示の実施の形態９に係る誘導加熱調理器のブロック図である。

本開示の第１の態様の誘導加熱調理器は、直流電源と、第１～第４のスイッチング素子と、第１の加熱コイルおよび第１の共振コンデンサを含む第１の共振回路と、第２の加熱コイルおよび第２の共振コンデンサを含む第２の共振回路と、第３の共振コンデンサと、制御部とを備える。

第１、第２のスイッチング素子は、直流電源の出力端子の間に直列に接続される。第３、第４のスイッチング素子は、直流電源の出力端子の間に直列に接続される。

第１の共振回路の一端は、第１、第２のスイッチング素子の接続点に接続される。第２の共振回路では、一端が第３、第４のスイッチング素子の接続点に接続され、他端が第１の共振回路の他端に接続される。

第３の共振コンデンサは、第１、第２の共振回路の接続点と直流電源の正極側の出力端子または負極側の出力端子との間に接続される。制御部は、第１～第４のスイッチング素子を制御する。

本開示の第２の態様の誘導加熱調理器は、第１の態様に加えて、第１、第２の共振回路の接続点と直流電源の正極側の出力端子との間に接続された第４の共振コンデンサをさらに備える。第３の共振コンデンサは、第１、第２の共振回路の接続点と直流電源の負極側の出力端子との間に接続される。

本開示の第３の態様の誘導加熱調理器は、第１の態様に加えて、切替部をさらに有する。制御部は、第１のスイッチング素子に第１の制御信号を出力し、第２のスイッチング素子に第２の制御信号を出力する。切替部は、第１の制御信号が第３のスイッチング素子にも出力され、第２の制御信号が第４のスイッチング素子にも出力される状態と、第１の制御信号が第４のスイッチング素子にも出力され、第２の制御信号が第３のスイッチング素子にも出力される状態とを切り替える。

本開示の第４の態様の誘導加熱調理器は、第１の態様に加えて、第１の共振回路に直列に接続された電流検知部または電圧検知部と、第２の共振回路に直列に接続された電流検知部または電圧検知部とをさらに備える。

本開示の第５の態様の誘導加熱調理器は、第４の態様に加えて、第３の共振コンデンサに直列に接続された電流検知部または電圧検知部をさらに備える。

本開示の第６の態様の誘導加熱調理器では、第１の態様に加えて、制御部は、デッドタイムを設けながら、第１、第２のスイッチング素子を交互にオン、オフし、第３、第４のスイッチング素子を交互にオン、オフする。

制御部は、被加熱物が非磁性材質製である場合、第１、第３のスイッチング素子を同時にオンし、第２、第４のスイッチング素子を同時にオンする第１の加熱モードを実行する。制御部は、被加熱物が磁性材質製である場合、第１、第４のスイッチング素子を同時にオンし、第２、第３のスイッチング素子を同時にオンする第２の加熱モードを実行する。

本開示の第７の態様の誘導加熱調理器では、第１の態様に加えて、制御部は、デッドタイムを設けながら、第１、第２のスイッチング素子を交互にオン、オフし、第３、第４のスイッチング素子を交互にオン、オフする。

制御部は、第１、第３のスイッチング素子を同時にオンし、第２、第４のスイッチング素子を同時にオンする第１の加熱モードを実行する。制御部は、第１、第４のスイッチング素子を同時にオンし、第２、第３のスイッチング素子を同時にオンする第２の加熱モードを実行する。制御部は、第１の加熱モードと第２の加熱モードとを交互に実行する。

本開示の第８の態様の誘導加熱調理器は、第２の態様に加えて、第１、第２のコイルをさらに備える。第１のコイルは、第１、第２の共振回路の接続点と直流電源の負極側の出力端子との間に設けられ、第３の共振コンデンサと直列に接続される。第２のコイルは、第１、第２の共振回路の接続点と直流電源の正極側の出力端子との間に設けられ、第４の共振コンデンサと直列に接続される。

本開示の第９の態様の誘導加熱調理器は、第８の態様に加えて、第１のコイルが第３の加熱コイルであり、第２のコイルが第４の加熱コイルである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１に係る誘導加熱調理器１ａのブロック図である。図１に示すように、誘導加熱調理器１ａは、外郭を構成する本体の上面に設けられたトッププレート２と、トッププレート２の下方に設けられたインバータ部５とを備える。

トッププレート２は、ガラスなどの電気絶縁物で構成される。インバータ部５は、加熱コイル部３、平滑回路６、スイッチング素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、共振コンデンサ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、制御部１０を備える。

加熱コイル部３は、隣接する二つの加熱コイル（加熱コイル３ａ、３ｂ）を有する。加熱コイル３ａは前側に配置され、加熱コイル３ｂは後ろ側に配置される。加熱コイル３ａ、３ｂは第１、第２の加熱コイルにそれぞれ相当する。

加熱コイル３ａ、３ｂは、コイルの内側に位置する内側端子とコイルの外側に位置する外側端子とを有する。内側端子はコイルの巻き始めであり、外側端子はコイルの巻き終わりである。加熱コイル３ａは反時計回りに巻かれており、加熱コイル３ｂは時計回りに巻かれている。

平滑回路６は、全波整流回路であるダイオードブリッジ、コンデンサ、コイルを有する。平滑回路６は、商用電源４により供給される交流電圧を整流し、整流された直流電圧を平滑化する。平滑回路６は直流電源に相当する。

スイッチング素子７ａ、７ｂは、直流電源の出力端子間に直列に接続される。スイッチング素子７ａは高電位側に配置され、スイッチング素子７ｂは低電位側に配置される。スイッチング素子７ｃ、７ｄは、直流電源の出力端子間に直列に接続される。スイッチング素子７ｃは高電位側に配置され、スイッチング素子７ｄは低電位側に配置される。

スイッチング素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、ＩＧＢＴなどで構成され、逆方向に接続されたダイオードを内蔵する。

共振コンデンサ８ｃ、８ｄは、直流電源の出力端子間に直列に接続される。共振コンデンサ８ｄは高電位側に配置され、共振コンデンサ８ｃは低電位側に配置される。

加熱コイル３ａの内側端子は、共振コンデンサ８ｃ、８ｄの接続点に接続される。加熱コイル３ａの外側端子は、共振コンデンサ８ａの一端に接続される。共振コンデンサ８ａの他端は、スイッチング素子７ａ、７ｂの接続点に接続される。加熱コイル３ａと共振コンデンサ８ａとが共振回路９ａを構成する。

加熱コイル３ｂの内側端子は、共振コンデンサ８ｃ、８ｄの接続点に接続される。加熱コイル３ｂの外側端子は、共振コンデンサ８ｂの一端に接続される。共振コンデンサ８ｂの他端は、スイッチング素子７ｃ、７ｄの接続点に接続される。加熱コイル３ｂと共振コンデンサ８ｂとが共振回路９ｂを構成する。共振回路９ａ、９ｂは、第１、第２の共振回路にそれぞれ相当する。

本実施の形態では、加熱コイル３ａ、３ｂの内側端子が互いに接続され、加熱コイル３ａ、３ｂの外側端子が共振コンデンサ８ａ、８ｂにそれぞれ接続される。

制御部１０は、スイッチング素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに、制御信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄをそれぞれ出力して、スイッチング素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを制御する。制御部１０は、制御信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄの周波数およびデューティ比を制御することで、加熱出力を制御する。制御信号ＳＧａ、ＳＧｂ、ＳＧｃ、ＳＧｄは、第１、第２、第３、第４の制御信号にそれぞれ相当する。

インバータ部５は、商用電源４により供給される交流電圧から高周波電流を生成し、生成した高周波電流を加熱コイル部３に出力して、加熱コイル部３を駆動する。加熱コイル部３は、トッププレート２に載置された被加熱物である鍋を高周波電流により誘導加熱する。

スイッチング素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、第１、第２、第３、第４のスイッチング素子にそれぞれ相当する。共振コンデンサ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは、第１、第２、第３、第４の共振コンデンサにそれぞれ相当する。

図示しないが、平滑回路６が、スイッチング素子とダイオードとを含む昇圧回路を有すると、整流された直流電圧が昇圧されて、平滑された直流電圧が大きくなる。これにより、加熱出力を高めることができる。

図２Ａ、図２Ｂは、制御シーケンスＳＱａ、制御シーケンスＳＱｂをそれぞれ示す。トッププレート２に載置された鍋がアルミ鍋などの非磁性材質製の鍋である場合、インバータ部５の動作モードは、第１の加熱モードに設定される。第１の加熱モードでは、制御シーケンスＳＱａが実行される。

トッププレート２に載置された鍋が多層鍋または鉄鍋などの磁性材質製の鍋である場合、インバータ部５の動作モードは、第２の加熱モードに設定される。第２の加熱モードでは、制御シーケンスＳＱｂが実行される。

図２Ａに示すように、制御シーケンスＳＱａにおいて、制御信号ＳＧｂは、制御信号ＳＧａの位相を１８０度ずらした信号である。制御信号ＳＧｃは制御信号ＳＧａと同じ信号であり、制御信号ＳＧｄは制御信号ＳＧｂと同じ信号である。

これらの信号を用いて、制御部１０は、直流電源の出力端子間を短絡させないためのデッドタイムを設けながら、スイッチング素子７ａ、７ｂを交互にオン、オフし、スイッチング素子７ｃ、７ｄを交互にオン、オフする。制御部１０は、スイッチング素子７ａ、７ｃを同時にオンし、スイッチング素子７ｂ、７ｄを同時にオンする。

第１の加熱モードにおいて、加熱コイル３ａ、３ｂの両方で、あるときは、内側端子から外側端子に電流が流れ、またあるときは、外側端子から内側端子に電流が流れる。すなわち、加熱コイル３ａ、３ｂの互いに向かい合う部分において、同一方向に電流が流れる（図１参照）。その結果、加熱コイル３ａ、３ｂの間の領域の磁束が強められる。

図２Ｂに示すように、制御シーケンスＳＱｂにおいて、制御信号ＳＧｂは、制御信号ＳＧａの位相を半波長ずらした信号である。制御信号ＳＧｄは制御信号ＳＧａと同じ信号であり、制御信号ＳＧｃは制御信号ＳＧｂと同じ信号である。

これらの信号を用いて、制御部１０は、デッドタイムを設けながら、スイッチング素子７ａ、７ｂを交互にオン、オフし、スイッチング素子７ｃ、７ｄを交互にオン、オフする。制御部１０は、スイッチング素子７ａ、７ｄを同時にオンし、スイッチング素子７ｂ、７ｃを同時にオンする。

第２の加熱モードにおいて、あるときは、加熱コイル３ａでは外側端子から内側端子に電流が流れ、加熱コイル３ｂでは内側端子から外側端子に電流が流れる。またあるときは、加熱コイル３ａでは内側端子から外側端子に電流が流れ、加熱コイル３ｂでは外側端子から内側端子に電流が流れる。

すなわち、加熱コイル３ａ、３ｂの互いに向かい合う部分において、逆方向に電流が流れる（図１参照）。その結果、加熱コイル３ａ、３ｂの間の領域の磁束が弱められる。

本実施の形態によれば、制御シーケンスＳＱａ、ＳＱｂを切り替えることで、電流の流れる経路を切り替えることができる。これにより、電流の流れる共振コンデンサが切り替わり、インバータ部５における共振コンデンサの合成容量を切り替えることができる。すなわち、切り替えリレーを用いずに、インバータ部５の共振周波数を切り替えることができる。

切り替えリレーを必要としないので、インバータ部５を容易に小型化することができる。切り替えリレーの切り替え時間や、切り替えリレーの切り替え音がなくなるので、使用者の快適性を向上させることができる。

本実施の形態によれば、制御シーケンスＳＱａと制御シーケンスＳＱｂとを切り替えることで、加熱コイル３ａ、３ｂへの印加電圧を切り替えることができる。このため、アルミ鍋や銅鍋の場合、制御シーケンスＳＱａでスイッチング素子７ａ～７ｄを動作させると、最大共振電圧、最大共振電流、最大出力電力を低減することができる。

その結果、インバータ部５の耐電圧性能、耐電流性能を向上させることができる。インバータ部５を容易に小型化することができる。鍋の材質に関わらず、鍋を高出力で加熱することができる。

本実施の形態によれば、鉄鍋やステンレス鍋の場合、制御シーケンスＳＱｂでスイッチング素子７ａ～７ｄを動作させると、負荷が大きい鍋を高出力で加熱することができる。

本実施の形態によれば、スイッチング素子７ａ～７ｄにおける損失が多い場合、制御シーケンスＳＱａでスイッチング素子７ａ～７ｄを動作させる。これにより、スイッチング素子７ａ～７ｄに流れる電流を低減することができる。その結果、スイッチング素子７ａ～７ｄにおける損失を低減することができる。

本実施の形態によれば、共振コンデンサ８ｃ、８ｄが、直流電源の出力端子間に直列に接続される。これにより、インバータ部５のリップル電流を低減することができる。その結果、インバータ部５のノイズを低減し、インバータ部５の損失を平滑化し、平滑回路６の容量を削減することができる。

本実施の形態において、加熱コイル３ａ、３ｂが同じ定数を有し、共振コンデンサ８ａ、８ｂが同じ定数を有すると、共振回路９ａ、９ｂが、同じ共振周波数、Ｑ値、減衰を有する。これにより、インバータ部５の共振電流、共振電圧、損失を平滑化することができる。その結果、加熱ムラを改善することができる。さらに、共振コンデンサ８ｃ、８ｄが同じ定数を有してもよい。

本実施の形態において、加熱コイル３ａ、３ｂに流れる電流を制御することにより、鍋の浮力を偏らせることができる。これにより、鍋が倒れにくく、滑りにくくすることができる。

本実施の形態によれば、加熱コイル３ａ、３ｂに流れる電流の向きを制御することができる。これにより、加熱コイル３ａ、３ｂの間の磁束の強さを制御することができる。このため、加熱のために大きな共振電流が必要な鍋の場合、加熱コイル３ａ、３ｂの間の磁束を強めるように、加熱コイル３ａ、３ｂに流れる電流を制御する。その結果、共振電流を低減することができる。

インピーダンスが大きくて高火力を得るのが困難な鍋の場合、加熱コイル３ａ、３ｂの間の磁束を弱めるように、加熱コイル３ａ、３ｂに流れる電流を制御する。これにより、鍋を高火力で加熱することができる。

上述の通り、本実施の形態では、加熱コイル３ａ、３ｂの内側端子が互いに接続され、加熱コイル３ａ、３ｂの外側端子が共振コンデンサ８ａ、８ｂにそれぞれ接続される。

しかし、加熱コイル３ａ、３ｂの外側端子が互いに接続され、加熱コイル３ａ、３ｂの内側端子が共振コンデンサ８ａ、８ｂにそれぞれ接続されてもよい。一方の加熱コイルの内側端子と他方の加熱コイルの外側端子とが接続されてもよい。

加熱コイル３ａの位置と共振コンデンサ８ａの位置とを逆にしてもよい。加熱コイル３ｂの位置と共振コンデンサ８ｂの位置とを逆にしてもよい。

加熱コイル３ａ、３ｂは前後方向ではなく、左右方向に配置されてもよい。加熱コイル３ａ、３ｂは同じ巻数を有してもよく、異なる巻数を有してもよい。加熱コイル３ａ、３ｂは、同じ形を有してもよく、異なる形を有してもよい。

（実施の形態２）
以下、本開示の実施の形態２について説明する。図３は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器１ｂのブロック図である。図３に示すように、本実施の形態は、誘導加熱調理器１ｂが切替部１１を有するという点において、実施の形態１と異なる。誘導加熱調理器１ｂのそれ以外の構成は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器１ａと同じである。

制御部１０は、制御信号ＳＧａ、ＳＧｂを出力する。スイッチング素子７ａ、７ｂは、制御信号ＳＧａ、ＳＧｂをそれぞれ受信する。切替部１１は、制御信号ＳＧａ、ＳＧｂを受信する。

制御部１０は、制御シーケンスＳＱａでは、スイッチング素子７ｃ、７ｄが制御信号ＳＧａ、ＳＧｂをそれぞれ受信するように、切替部１１を制御する。制御部１０は、制御シーケンスＳＱｂでは、スイッチング素子７ｃ、７ｄが制御信号ＳＧｂ、ＳＧａをそれぞれ受信するように、切替部１１を制御する。

すなわち、あるときは、切替部１１により、制御信号ＳＧａがスイッチング素子７ｃにも受信され、制御信号ＳＧｂがスイッチング素子７ｄにも受信される。またあるときは、切替部１１により、制御信号ＳＧａがスイッチング素子７ｄにも受信され、制御信号ＳＧｂがスイッチング素子７ｃにも受信される。

図４Ａは、トッププレート２に載置された鍋がアルミ鍋である場合の制御シーケンスＳＱａを示す図である。図４Ｂは、トッププレート２に載置された鍋が多層鍋または鉄鍋である場合の制御シーケンスＳＱｂを示す図である。

図４Ａに示すように、制御シーケンスＳＱａでは、制御信号ＳＧａがスイッチング素子７ａ、７ｃに出力され、制御信号ＳＧｂがスイッチング素子７ｂ、７ｄに出力される。図４Ｂに示すように、制御シーケンスＳＱｂでは、制御信号ＳＧａがスイッチング素子７ａ、７ｄに出力され、制御信号ＳＧｂがスイッチング素子７ｂ、７ｃに出力される。

本実施の形態では、制御部１０は、制御信号ＳＧａ、ＳＧｂを出力し、切替部１１を制御することにより、スイッチング素子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを制御する。

本実施の形態では、実施の形態１における制御信号ＳＧｃが制御信号ＳＧａまたは制御信号ＳＧｂにより構成され、実施の形態１における制御信号ＳＧｄが制御信号ＳＧｂまたは制御信号ＳＧａにより構成される。

本実施の形態によれば、切替部１１を設けることで、制御部１０が四つの信号を出力する必要がなくなり、制御部１０の簡素化を図ることができる。

（実施の形態３）
以下、本開示の実施の形態３について説明する。本実施の形態は、実施の形態１または２と同じ構成を備える。本実施の形態では、制御部１０は、鍋の材質に関わらず、第１の加熱モードと第２の加熱モードとが交互に実行される第３の加熱モードを実行する。すなわち、第３の加熱モードでは、制御シーケンスＳＱａ、ＳＱｂが交互に実行される。

本実施の形態によれば、熱分布の偏り方を変更することにより、鍋をより均一に加熱することができる。その結果、加熱ムラを改善することができる。

（実施の形態４）
以下、本開示の実施の形態４について説明する。図５は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器１ｃのブロック図である。図５に示すように、本実施の形態は、誘導加熱調理器１ｃが電流検知部１２ａ、１２ｂを有するという点において、実施の形態２と異なる。誘導加熱調理器１ｃのそれ以外の構成は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器１ｂと同じである。

電流検知部１２ａは、加熱コイル３ａと共振コンデンサ８ａとの間に設けられ、共振回路９ａに直列に接続される。電流検知部１２ａは、共振回路９ａに流れる電流を検知し、検知した電流値を制御部１０に送信する。

電流検知部１２ｂは、加熱コイル３ｂと共振コンデンサ８ｂとの間に設けられ、共振回路９ｂに直列に接続される。電流検知部１２ｂは、共振回路９ｂに流れる電流を検知し、検知した電流値を制御部１０に送信する。

以上のように構成された誘導加熱調理器１ｃについて、以下、その動作を説明する。

図６は、誘導加熱調理器１ｃの動作を示すフローチャートである。図６に示すように、インバータ部５に電源が供給されない電源オフモード（ステップＳ１）において、電源がオンされると、インバータ部５の動作モードは、加熱動作を開始しない初期モード（ステップＳ２）に移行する。

加熱開始が指示されると、インバータ部５の動作モードは、鍋の材質を判別する負荷判定モード（ステップＳ３）に移行する。負荷判定モード（ステップＳ３）の結果に応じて、インバータ部５の動作モードは、第１の加熱モード（ステップＳ４）または第２の加熱モード（ステップＳ５）に移行する。

負荷判定モード（ステップＳ３）において、トッププレート２に載置された鍋が、アルミ鍋などの非磁性材質製の鍋であると判定されると、インバータ部５の動作モードは、第１の加熱モード（ステップＳ４）に移行する。

第１の加熱モード（ステップＳ４）において、制御部１０は、スイッチング素子７ａ～７ｄが、図４Ａに示す制御シーケンスＳＱａで動作するように、スイッチング素子７ａ～７ｄを制御する。

負荷判定モード（ステップＳ３）において、トッププレート２に載置された鍋が、多層鍋または鉄鍋などの磁性材質製の鍋であると判定されると、インバータ部５の動作モードは、第２の加熱モード（ステップＳ５）に移行する。

第２の加熱モード（ステップＳ５）において、制御部１０は、スイッチング素子７ａ～７ｄが、図４Ｂに示す制御シーケンスＳＱｂで動作するように、スイッチング素子７ａ～７ｄを制御する。

本実施の形態によれば、共振回路９ａ、９ｂに流れる電流を検知することにより、制御部１０が、トッププレート２に載置された鍋の材質を判別することができる。制御部１０は、鍋の材質に応じて、自動的に第１、第２の加熱モードのいずれかを選択し実行することができる。

電流検知部１２ａ、１２ｂの代わりに、電圧検知部を設けてもよい。少なくとも一つ以上の共振回路９ａ、９ｂの特性の変化が検知できればよい。

（実施の形態５）
以下、本開示の実施の形態５について説明する。図７は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器１ｄのブロック図である。図７に示すように、本実施の形態は、誘導加熱調理器１ｄが電流検知部１２ｃを有するという点において、実施の形態４と異なる。誘導加熱調理器１ｄのそれ以外の構成は、実施の形態４に係る誘導加熱調理器１ｃと同じである。

電流検知部１２ｃは、共振コンデンサ８ｃと直流電源の負極側の出力端子との間に設けられ、共振コンデンサ８ｃに直列に接続される。電流検知部１２ｃは、共振コンデンサ８ｃに流れる電流を検知し、検知した電流値を制御部１０に送信する。

本実施の形態によれば、共振回路９ａ、９ｂに流れる電流などを検知することにより、制御部１０が、トッププレート２に載置された鍋の材質を判別することができる。制御部１０は、鍋の材質に応じて、自動的に第１、第２の加熱モードのいずれかを選択し実行することができる。

電流検知部１２ｃは、共振コンデンサ８ｄと直流電源の正極側の出力端子との間、または、共振コンデンサ８ｃ、８ｄの間に設けられてもよい。電流検知部１２ａ、１２ｂ、１２ｃの代わりに、電圧検知部を設けてもよい。

（実施の形態６）
以下、本開示の実施の形態６について説明する。図８は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器１ｅのブロック図である。図８に示すように、本実施の形態は、誘導加熱調理器１ｅが共振コンデンサ８ｄを有しないという点において、実施の形態１と異なる。誘導加熱調理器１ｅのそれ以外の構成は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器１ａと同じである。

本実施の形態では、加熱コイル３ａ、３ｂの接続点と、直流電源の負極側の出力端子との間に接続される共振コンデンサ８ｃが、第３のコンデンサに相当する。

本実施の形態によれば、より簡単な構成で、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態７）
以下、本開示の実施の形態７について説明する。図９は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器１ｆのブロック図である。図９に示すように、本実施の形態は、共振コンデンサ８ｃが直流電源の正極側の出力端子と、加熱コイル３ａ、３ｂの接続点との間に設けられるという点において、実施の形態６と異なる。誘導加熱調理器１ｆのそれ以外の構成は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器１ａと同じである。

本実施の形態では、加熱コイル３ａ、３ｂの接続点と、直流電源の正極側の出力端子との間に接続される共振コンデンサ８ｃが、第３のコンデンサに相当する。

本実施の形態によれば、より簡単な構成で、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態８）
以下、本開示の実施の形態８について説明する。図１０は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器１ｇのブロック図である。図１０に示すように、本実施の形態は、誘導加熱調理器１ｇがコイル１３ａ、１３ｂを有するという点において、実施の形態１と異なる。誘導加熱調理器１ｇのそれ以外の構成は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器１ａと同じである。

コイル１３ａは、加熱コイル３ａ、３ｂの接続点と直流電源の負極側の出力端子との間に設けられ、共振コンデンサ８ｃと直列に接続される。コイル１３ｂは、加熱コイル３ａ、３ｂの接続点と直流電源の正極側の出力端子との間に設けられ、共振コンデンサ８ｄと直列に接続される。コイル１３ａ、１３ｂは第１、第２のコイルに相当する。

本実施の形態によれば、インバータ部５のインピーダンスを変えることができ、半導体素子のロスを低減することができる。様々な負荷の鍋をより高火力で加熱することができる。

（実施の形態９）
以下、本開示の実施の形態９について説明する。図１１は、本実施の形態に係る誘導加熱調理器１ｈのブロック図である。図１１に示すように、本実施の形態は、加熱コイル部３が加熱コイル３ｃ、３ｄをさらに有するという点において、実施の形態１と異なる。誘導加熱調理器１ｈのそれ以外の構成は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器１ａと同じである。

加熱コイル３ｃは、加熱コイル３ａ、３ｂの接続点と直流電源の負極側の出力端子との間に設けられ、共振コンデンサ８ｃと直列に接続される。加熱コイル３ｄは、加熱コイル３ａ、３ｂの接続点と直流電源の正極側の出力端子との間に設けられ、共振コンデンサ８ｄと直列に接続される。

加熱コイル３ｃ、３ｄは、加熱コイル３ａ、３ｂの間に加熱コイル３ａ、３ｂと隣接して配置される。加熱コイル３ｃ、３ｄは第３、第４の加熱コイルに相当する。

本実施の形態によれば、実施の形態８におけるコイル１３ａ、１３ｂを加熱コイル３ｃ、３ｄにそれぞれ置き換えることで、コイル１３ａ、１３ｂでのロスを加熱に利用することができ、加熱効率を上げることができる。

加熱コイルの数を増加させることで、様々な形状の鍋をより均一に加熱することができる。加熱コイル３ｃ、３ｄを設けることで、加熱コイル３ｃ、３ｄを用いて負荷を検知することができる。これにより、鍋のずれを検知しやすくなる。加熱コイル３ｃ、３ｄを設けることで、ロスを分散させることができる。

本開示は、家庭用または業務用の誘導加熱調理器に適用可能である。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ 誘導加熱調理器
２ トッププレート
３ 加熱コイル部
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 加熱コイル
４ 商用電源
５ インバータ部
６ 平滑回路
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ スイッチング素子
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 共振コンデンサ
９ａ、９ｂ 共振回路
１０ 制御部
１１ 切替部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 電流検知部
１３ａ、１３ｂ コイル

Claims (9)

1. 直流電源と、
   前記直流電源の出力端子の間に直列に接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、
   前記直流電源の前記出力端子の間に直列に接続された第３のスイッチング素子および第４のスイッチング素子と、
   直列に接続された第１の加熱コイルおよび第１の共振コンデンサを含み、一端が前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の接続点に接続された第１の共振回路と、
   直列に接続された第２の加熱コイルおよび第２の共振コンデンサを含み、一端が前記第３のスイッチング素子および前記第４のスイッチング素子の接続点に接続され、他端が前記第１の共振回路の他端に接続された第２の共振回路と、
   前記第１の共振回路および前記第２の共振回路の接続点と、前記直流電源の正極側の出力端子または負極側の出力端子との間に接続された第３の共振コンデンサと、
   前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とを制御するように構成された制御部と、を備えた誘導加熱調理器。
2. 前記第１の共振回路および前記第２の共振回路の接続点と前記直流電源の正極側の出力端子との間に接続された第４の共振コンデンサをさらに備え、前記第３の共振コンデンサが、前記第１の共振回路および前記第２の共振回路の接続点と前記直流電源の負極側の出力端子との間に接続された、請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 切替部をさらに有し、
   前記制御部が、前記第１のスイッチング素子に第１の制御信号を出力し、前記第２のスイッチング素子に第２の制御信号を出力し、
   前記切替部が、前記第１の制御信号が前記第３のスイッチング素子にも出力され、前記第２の制御信号が前記第４のスイッチング素子にも出力される状態と、前記第１の制御信号が前記第４のスイッチング素子にも出力され、前記第２の制御信号が前記第３のスイッチング素子にも出力される状態とを切り替えるように構成された、請求項１に記載の誘導加熱調理器。
4. 前記第１の共振回路に直列に接続された電流検知部または電圧検知部と、前記第２の共振回路に直列に接続された電流検知部または電圧検知部と、をさらに備えた、請求項１に記載の誘導加熱調理器。
5. 前記第３の共振コンデンサに直列に接続された電流検知部または電圧検知部をさらに備えた、請求項４に記載の誘導加熱調理器。
6. 前記制御部が、デッドタイムを設けながら、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とを交互にオン、オフし、前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とを交互にオン、オフするように構成され、
   前記制御部が、被加熱物が非磁性材質製である場合、前記第１のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子とを同時にオンし、前記第２のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とを同時にオンする第１の加熱モードを実行するように構成され、
   前記制御部が、被加熱物が磁性材質製である場合、前記第１のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とを同時にオンし、前記第２のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子とを同時にオンする第２の加熱モードを実行するように構成された、請求項１に記載の誘導加熱調理器。
7. 前記制御部が、デッドタイムを設けながら、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とを交互にオン、オフし、前記第３のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とを交互にオン、オフするように構成され、
   前記制御部が、前記第１のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子とを同時にオンし、前記第２のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とを同時にオンする第１の加熱モードを実行するように構成され、
   前記制御部が、前記第１のスイッチング素子と前記第４のスイッチング素子とを同時にオンし、前記第２のスイッチング素子と前記第３のスイッチング素子とを同時にオンする第２の加熱モードを実行するように構成され、
   前記制御部が、前記第１の加熱モードと前記第２の加熱モードとを交互に実行するように構成された、請求項１に記載の誘導加熱調理器。
8. 前記第１の共振回路および前記第２の共振回路の接続点と前記直流電源の負極側の出力端子との間に設けられ、前記第３の共振コンデンサと直列に接続された第１のコイルと、
   前記第１の共振回路および前記第２の共振回路の接続点と前記直流電源の正極側の出力端子との間に設けられ、前記第４の共振コンデンサと直列に接続された第２のコイルと、をさらに備えた、請求項２に記載の誘導加熱調理器。
9. 前記第１のコイルが第３の加熱コイルであり、前記第２のコイルが第４の加熱コイルである、請求項８に記載の誘導加熱調理器。

Images