JP2012146599A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】運転モードとして、加熱を連続的に行う連続加熱モードと、加熱期間と休止期間を交互に繰り返す間欠加熱モードとを有する誘導加熱調理器であって、間欠加熱モードを行う期間を少なくする誘導加熱調理器を提供する。
【解決手段】被加熱物と磁気結合する加熱コイル１３と、加熱コイル１３に高周波電流を供給するインバーター回路３と、インバーター回路３への入力電力又はインバーター回路３からの出力電力の少なくとも一方を検出する電力検出手段と、被加熱物を加熱する電力が設定される操作入力手段１９と、少なくともインバーター回路３を制御する制御手段２０と、を備え、制御手段２０は、操作入力手段１９により設定された電力を目標電力として定め、インバーター回路３の動作状態に応じて、間欠加熱モードと、連続加熱モードとの何れかを選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱コイルに高周波電流を供給して被加熱物を加熱する誘導加熱調理器に関するものである。

加熱コイルに高周波電流を供給して被加熱物を加熱する従来の誘導加熱調理器として、例えば「オンオフ動作を繰り返すスイッチング手段と、このスイッチング手段のオン時間に応じて被加熱物を誘導加熱する加熱手段と、前記被加熱物を加熱するための入力設定を行う入力設定手段と、前記入力設定の値が所定値以下であるときには、前記スイッチング手段がオンオフ動作を繰り返す加熱期間と、この加熱期間の経過後に前記スイッチング手段のオンオフ動作を休止させる休止期間とを設定し、当該加熱期間と休止期間との長さの比を入力設定の値に応じて制御する第１の制御手段と、前記入力設定の値が所定値以下であるときには、前記スイッチング手段のオン時間を所定の値に制御する第２の制御手段と、を有する」というものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平２−１４８６８５号公報（特許請求の範囲）

特許文献１のような従来の誘導加熱調理器は、入力設定値が低い場合には、加熱期間と休止期間を頻繁に繰り返す可能性があるので、その切り替え時に鍋等の被加熱物から発生する音が、使用者にとって耳障りになるという問題点があった。また、例えば被加熱物が小径鍋の場合、大径鍋と比較して同じ電力で加熱しても加熱密度が高くなる。そのため、加熱期間と休止期間を頻繁に繰り返すと鍋底の温度変動により、被調理物が焦げ付くおそれがあるという問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、運転モードとして、加熱を連続的に行う連続加熱モードと、加熱期間と休止期間を交互に繰り返す間欠加熱モードとを有する誘導加熱調理器であって、間欠加熱モードを行う期間を少なくする誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明における熱交換器は、被加熱物と磁気結合する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバーター回路と、前記インバーター回路への入力電力又は前記インバーター回路からの出力電力の少なくとも一方を検出する電力検出手段と、前記被加熱物を加熱する電力が設定される操作入力手段と、少なくとも前記インバーター回路を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記操作入力手段により設定された電力を目標電力として定め、前記インバーター回路の動作状態に応じて、間欠加熱モードと、連続加熱モードとの何れかを選択し、前記間欠加熱モードが選択された場合は、前記インバーター回路の動作状態に応じて定めた所定電力で加熱を行う加熱動作期間と、加熱を休止する加熱休止期間とを交互に繰り返し、前記連続加熱モードが選択された場合は、前記目標電力での加熱を継続するものである。

本発明における誘導加熱調理器は、連続加熱モードと間欠加熱モードとの切り替えを設定された電力だけでなくインバーター回路の動作状態に応じて行うことで、間欠加熱モードを行う機会を少なくすることができる。そのため、加熱期間と休止期間の切り替え時に生じる耳障りな音の発生を抑制することができる。また、被加熱物の温度変動の機会が少なくできるので、被調理物の焦げ付き等を抑制することができる。

実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器のインバーター回路へ送られる駆動信号例を示す図である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動信号とインバーター回路３の出力電力の関係を示す図である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の設定火力と出力電力及び加熱モードとの関係を示す表である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の間欠加熱モードにおける加熱動作期間と加熱停止期間の繰り返しパターンを示す図である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の制御手段における加熱制御処理の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器のインバーター回路における駆動信号、負荷電流、スナバ電流等の波形例を示した図である。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器のインバーター回路における駆動信号、負荷電流、スナバ電流等の別の波形例を示した図である。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器のインバーター回路における駆動信号、負荷電流、スナバ電流等のさらに別の波形例を示した図である。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器において、被加熱物を載置した場合の駆動信号レベルと負荷電流及びスナバ電流との関係例を示す図である。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器の制御手段において、間欠加熱モードに切り替える閾値の一例を示す図である。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器の制御手段における加熱制御処理を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る誘導加熱調理器の制御手段における加熱制御処理を示すフローチャートである。

以下、本発明における誘導加熱調理器の例について、図面を用いて詳細に説明する。

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回路構成を示す図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路には、商用交流電源１と、商用交流電源１に接続した直流電源回路２が設けられている。直流電源回路２は、商用交流電源１の交流電力を整流するダイオードブリッジ回路５と、その整流された電流を平滑するチョークコイル６及び平滑コンデンサ７を備えている。

この直流電源回路２は、電力出力側において直流母線に接続され、インバーター回路３に直流電力を供給する。インバーター回路３は、直列に接続されたスイッチング素子８及び９を有している。また、インバーター回路３は、スイッチング素子８と逆並列に接続されたダイオード１０、及びスイッチング素子９と逆並列に接続されたダイオード１１を有している。また、インバーター回路３は、スイッチング素子８及び９の少なくとも一つと並列に接続したスナバコンデンサ１２を有している。

なお、以下の記載において、高電位側のスイッチング素子８を上スイッチ、低電位側のスイッチング素子９を下スイッチと称する。また、高電位側のダイオード１０を上ダイオード、低電位側のダイオード１１を下ダイオードと称する。

上スイッチ及び下スイッチは、後述する駆動回路１８の指令に基づいて交互にオン・オフすることによりその接続点と直流母線の一端との間に高周波電圧を発生し、負荷回路４に供給する。
スナバコンデンサ１２は、上スイッチ又は下スイッチがターンオフする際に、そのスイッチング素子に印加される電圧の急増を抑えて、ターンオフ時にスイッチング素子に流れるテール電流により生じる損失を低減している。

負荷回路４は、直列に接続された加熱コイル１３とその共振コンデンサ１４とを有している。そして、加熱コイル１３に流れる高周波電流により生じる磁束が、加熱コイル１３上方に載置された被加熱物（図示せず）に渦電流を誘起して加熱する。
また、負荷回路４に流れる高周波電流を検出する負荷電流検出手段１５が、負荷回路４に直列に接続されている。また、前記負荷回路４に印加される高周波電圧を検出する出力電圧検出手段１６が、負荷回路４と並列に接続されている。

負荷電流検出手段１５の検出電流と、出力電圧検出手段１６の検出電圧は、乗算回路１７に入力される。そして、乗算回路１７は、入力した検出電流と検出電圧とを乗算し、乗算結果を検出電力として制御手段２０に出力する。なお、負荷電流検出手段１５、出力電圧検出手段１６及び乗算回路１７は、本発明における電力検出手段に相当する。また、本実施の形態１における電力検出手段は、インバーター回路３の出力電力を検出するものであるが、インバーター回路３の入力電力、又は入力電力と出力電力の両方を検出できる構成にしてもよい。

操作入力手段１９は、例えば使用者が加熱電力及び加熱開始・停止等を設定するものである。また、制御手段２０は、誘導加熱調理器全体の制御を行う制御手段であり、インバーター回路３の駆動時間等を計るためのタイマー２１を有している。乗算回路１７から出力された検出電力と操作入力手段１９より送られた設定情報等に基づいて、駆動回路１８へ指令を送る。そして、駆動回路１８は、その指令に基づいてインバーター回路３の上スイッチ及び下スイッチへ駆動信号を送出する。なお、この制御手段２０の制御について、詳しくは後述する。

図２は、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器のインバーター回路３に送られる駆動信号の例を示す図である。
図２の（ａ）〜（ｃ）は、駆動回路１８からインバーター回路３の上スイッチ及び下スイッチへ出力される駆動信号の例であり、それぞれ異なる周波数の例を示している。このように、周波数を変えることにより、加熱出力を制御できる。ここで、上スイッチと下スイッチとを交互にオン・オフする周波数は、負荷回路４の加熱コイル１３とその共振コンデンサ１４の共振周波数より高い周波数となるようにする。

図２のＡは、共振コンデンサ１４の共振周波数を持つ波形の例を示したものである。図２の（ａ）〜（ｃ）において、最も共振周波数に近い周波数が（ａ）であり、次いで（ｂ）の駆動信号が共振周波数に近く、（ｃ）の駆動信号が最も共振周波数に遠い。そのため、共振周波数に近い周波数の（ａ）の駆動信号が最も加熱出力が大きくなり、次いで（ｂ）の駆動信号の加熱出力が大きくなり、（ｃ）の駆動信号が最も加熱出力が小さくなる。

また、図２に示すように、一方のスイッチのオン状態から他方のスイッチのオン状態に移行する際には、両方のスイッチをオフ状態とするデッドタイム期間を有する。一方のスイッチがターンオフした後、デッドタイム期間中に負荷に流れる電流によりスナバコンデンサ１２が充電又は放電される。そして、他方のスイッチが逆並列に接続されたダイオードが導通している状態でターンオンするゼロボルトスイッチングが成立すると、スイッチング損失は抑制される。

図３は、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の駆動信号レベルとインバーター回路３の出力電力の関係を示す図である。
インバーター回路３から負荷回路４に出力される電力は、インバーター回路３の上スイッチ８と下スイッチ９をオン・オフする周波数である駆動周波数や、上スイッチ８と下スイッチ９のオン時間の比率（通電比率）を変えることにより調整することが可能である。駆動信号レベルとは、インバーター回路３の出力を調整する駆動信号の周波数等のレベルをいう。
なお、以降の説明において、被加熱物として鍋を用いた例を説明するが、誘導加熱が可能なものであれば他のものでもよく被加熱物の材料も限定しない。

図３において、小径鍋である鍋Ａ、中径鍋である鍋Ｂ及び大径鍋である鍋Ｃのそれぞれについて、駆動信号レベルと出力電力の関係の例が示されている。
図３に示すように、鍋の大きさにより、加熱コイル１３と磁気結合して誘導渦電流が流れて加熱される鍋底面積が異なるため、同じ駆動信号に対してもインバーター回路３の出力電力の大きさは異なる。通常は、大径の鍋が載置されていたほうが小径の鍋が載置されているよりも大きな出力電力となる。

また、図３に示すｆ１は、駆動信号の上限周波数であり、周波数がｆ１の時の出力電力が最小の出力電力となる。この最小の出力電力は、鍋Ａ（小径鍋）が載置されているときには１００Ｗ以下に低下する。一方、鍋Ｂ（中径鍋）では約２００Ｗにしか下がらず、鍋Ｃ（大径鍋）では約４００Ｗにしか下がらない。また、ｆ２は、鍋Ａ（小径鍋）における駆動信号レベルの上限であり、ｆ３は、鍋Ｂ（中径鍋）における駆動信号レベルの上限であり、ｆ４は、鍋Ｃ（大径鍋）における駆動信号レベルの上限である。

図４は、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の設定火力と出力電力及び加熱モードとの関係を示す表である。また、図５は、間欠加熱モード中の加熱動作期間と加熱休止期間のパターン例を示す図である。
図４において、最低出力電力が１００Ｗ（鍋Ａ）、１００Ｗ〜３００Ｗ（鍋Ｂ）及び３００〜５００Ｗ（鍋Ｃ）のそれぞれの鍋について、設定火力毎（火力１：１００Ｗ〜火力９：３ｋＷ）の出力電力及び加熱モードを示している。

図３に示したように、インバーター回路３の最低出力電力は、鍋Ａが１００Ｗ以下であり、鍋Ｂが約２００Ｗであり、鍋Ｃが約４００Ｗである。そのため、図４に示すように、鍋Ａのような負荷については、火力１（１００Ｗ）を含む全ての設定火力について連続加熱運転を行うことができる。鍋Ｂのような負荷については、設定火力が火力１（１００Ｗ）の場合に間欠加熱運転を行い、火力２以上の場合は、連続加熱運転を行う。鍋Ｃのような負荷については、設定火力が火力１（１００Ｗ）及び火力２（３００Ｗ）について間欠加熱運転を行い、火力３以上の場合は連続加熱運転を行う。なお、連続加熱運転を行う場合と間欠加熱運転を行う場合の判定等の制御について、詳しくは後述する。

図５は、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の間欠加熱モードにおける加熱動作期間と加熱停止期間の繰り返しパターンを示す図である。
図５（ａ）は、最小出力電力が１００Ｗ超、３００Ｗ以下である鍋Ｂのような負荷を載置した状態で、火力１（１００Ｗ）が設定された場合の加熱動作期間と加熱休止期間のパターンを示す例である。この場合、３００Ｗの電力を出力する１秒間の加熱動作期間と、２秒間の加熱休止期間を交互に繰り返す。これにより、（ａ）の間欠加熱モードの平均加熱電力は、１００Ｗとなり、設定火力である火力１（１００Ｗ）に相当した電力となる。

また、図５（ｂ）は、最小出力電力が３００Ｗ超、５００Ｗ以下である鍋Ｃのような負荷を載置した状態で、火力１（１００Ｗ）が設定された場合の加熱動作期間と加熱休止期間のパターンを示す例である。この場合、５００Ｗの電力を出力する１秒間の加熱動作期間と、４秒間の加熱休止期間を交互に繰り返す。これにより、（ｂ）の間欠加熱モードの平均加熱電力は、１００Ｗとなり、設定火力である火力１（１００Ｗ）に相当した電力となる。

また、図５（ｃ）は、最小出力電力が３００Ｗ超、５００Ｗ以下である鍋Ｃのような負荷を載置した状態で、火力２（３００Ｗ）が設定された場合の加熱動作期間と加熱休止期間のパターンを示す例である。この場合、５００Ｗの電力を出力する３秒間の加熱動作期間と、２秒間の加熱休止期間を交互に繰り返す。これにより、（ｃ）の間欠加熱モードの平均加熱電力は、３００Ｗとなり、設定火力である火力２（３００Ｗ）に相当した電力となる。

また、加熱開始時にインバーター回路３の駆動を休止状態から目標電力まで上昇させる際に、出力電力を緩やかに上昇させるソフトスタートを行う。また、加熱停止時に、目標電力である出力電力から休止状態に緩やかに下降させるソフトストップを行う。このソフトスタート及びソフトストップを行うことにより、出力電力を急上昇及び急下降させた場合に比べ、加熱開始及び加熱停止時の鍋音の発生を抑制できる。

次に、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の制御手段２０が行う加熱制御処理について説明する。
図６は、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の制御手段２０における加熱制御処理の動作を示すフローチャートである。図６において、まず、制御手段２０は、操作入力手段１９から加熱する火力が設定されるなどの加熱開始要求が入力されたかどうか判断する（ステップ１）。そして、加熱開始要求があった場合には、駆動回路１８を制御してインバーター回路３の上スイッチ及び下スイッチへの所定の駆動信号の出力を開始する（ステップ２）。

そして、設定された火力に対応する電力を目標電力として設定し（ステップ３）、加熱モードを連続加熱モードに設定する（ステップ４）。そして、負荷電流検出手段１５及び出力電圧検出手段１６の出力結果を基に乗算回路１７が算出した出力電力と、負荷電流検出手段１５が検出した負荷電流とを入力する（ステップ５）。

次に、ステップ５で入力された出力電力とステップ３で設定された目標電力と比較する（ステップ６）。その結果、出力電力の方が目標電力より小さい場合には、インバーター回路３へ出力する駆動信号レベルが上限（例えば、出力可能な最低駆動周波数）か否か判断する（ステップ７）。ステップ７において、駆動信号レベルが上限でない場合には駆動信号レベルを上昇させ（例えば、駆動周波数を低下させ）（ステップ８）、ステップ１４へ移行する。ステップ７で駆動信号レベルが上限であった場合には、そのままステップ１４へ移行する。

ステップ６において、出力電力の方が目標電力より大きい場合には、インバーター回路へ出力する駆動信号のレベルが下限か否か（例えば、出力可能な最高駆動周波数か否か）判断する（ステップ９）。ステップ９において、駆動信号レベルが下限でない場合には駆動周波数を上げる等して駆動信号のレベルを低下させ(ステップ１０)、ステップ１４へ移行する。ステップ９において、駆動信号のレベルが下限であった場合には、出力電力を低下させることができないので目標電力の再設定を行う（ステップ１１）。そして、加熱モードとして間欠オンモードを設定し(ステップ１２)、タイマー２１に間欠タイマーオン時間を設定する（ステップ１３）。

ステップ１１〜ステップ１３の処理について、具体的な例を用いて説明する。
例えば、設定火力が火力１で目標電力が１００Ｗであり、検出した出力電力が２００Ｗであった場合は、最低出力電力が約２００Ｗである鍋Ｂが載置されていることが分かる。その場合、目標電力として３００Ｗを再設定し（ステップ１１）、加熱モードとして間欠オンモードを設定し(ステップ１２)、タイマー２１に加熱時間として１秒間を設定する（ステップ１３）。これにより、図４の（ａ）で示した制御が行われることとなる。なお、ステップ１１で再設定された目標電力は、本発明における所定電力に相当する。

次に、ステップ１４において、操作入力手段１９から火力設定が変更されたか否かを判断する。そして、火力設定が変更された場合には、その火力変更が加熱停止要求か否かを判断する（ステップ１５）。火力変更が、停止要求であった場合には駆動回路１８を制御してインバーター回路３への駆動信号の出力を停止し（ステップ１６）、ステップ１へ戻って加熱開始要求を待つ。

ステップ１５において、火力設定の変更が加熱停止要求でないと判断した場合には、加熱モードが間欠オフモード（間欠加熱モードの加熱休止期間）か否かを判断し（ステップ１７）、間欠オフモードであった場合にはステップ２へ戻ってインバーター回路３への駆動信号出力開始から行う。また、ステップ１７で加熱モードが間欠オフモードでないと判断した場合にはステップ３へ戻って、設定電力を目標電力に設定する。

ステップ１４において、火力設定の変更はないと判断した場合には、加熱モードを判断し（ステップ１８）、連続加熱モードである場合にはステップ５へ戻って加熱動作を継続する。ステップ１８で間欠オンモード（間欠加熱モードの加熱動作期間）であった場合には、タイマー２１に設定されている加熱動作時間が終了したか否かを判断し（ステップ１９）、終了していない場合にはステップ５へ戻って加熱動作を継続する。ステップ１９において、加熱動作時間が終了していた場合には、加熱モードを間欠オフモードに設定し（ステップ２０）、タイマー２１に加熱休止時間（例えば、図４の鍋Ｂ：火力１の場合は２秒間）を設定する（ステップ２１）。そして、駆動回路１８からインバーター回路３へ出力する駆動信号の出力を停止して（ステップ２２）、ステップ１４へ戻る。

ステップ１８において、加熱モードが間欠オフモード（間欠加熱モードの加熱休止期間）であった場合には、タイマー２１に設定されている加熱休止時間が終了したか否かを判断し（ステップ２３）、終了していない場合にはステップ１４へ戻る。ステップ２３で加熱休止時間が終了していた場合には加熱モードを間欠オンモードに設定し（ステップ２４）、タイマー２１に加熱動作時間（例えば、図４の鍋Ｂで火力１の場合には１秒間）を設定し(ステップ２５)、駆動回路１８からインバーター回路３への駆動信号出力を開始してステップ５へ戻り、加熱動作を行う。

以上のように、本実施の形態１における誘導加熱調理器は、出力電力が目標電力より大きく、駆動信号レベルが下限である場合は、間欠加熱モードで運転を行う。そして、平均加熱電力が目標電力となるように出力電力及びタイマーを設定することで、被加熱物を加熱し過ぎることを抑制する。

また、本実施の形態１における誘導加熱調理器は、出力電力が目標電力以下の場合は、間欠加熱モードではなく連続加熱モードで運転を行うので、間欠加熱モードを行う回数を最小限とすることができる。そのため、加熱動作の開始・停止による鍋音を生ずる機会を減らすことができる。また、被加熱物の大きな温度変動の機会を少なくできるので、被加熱物に入れられた被調理物の焦げ付き等のおそれを低減することができる。

実施の形態２．
本実施の形態２においては、実施の形態１で説明した効果を奏するだけでなく、スナバコンデンサのラッシュ電流を抑制することができる誘導加熱調理器について説明する。
図７は、本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。なお、図７において、実施の形態１の図１で示した回路構成と同一部分又は相当部分については同一の符号を付し、説明を省略する。

入力電流検出手段２２は、商用交流電源１と直列に設けられ、商用交流電源１からダイオードブリッジ回路５への入力電流を検出するものである。また、入力電圧検出手段２３は、ダイオードブリッジ回路５の出力端子と並列に設けられ、ダイオードブリッジ回路５の出力電圧（インバーター回路３への入力電圧）を検出するものである。また、スナバ電流検出手段２４は、スナバコンデンサ１２と直列に設けられ、スナバコンデンサ１２に流れる電流を検出するものである。この入力電流検出手段２２で検出した入力電流と入力電圧検出手段２３で検出した入力電圧から、制御手段２０がインバーター回路３への入力電力を算出する。なお、この入力電流検出手段２２と入力電圧検出手段２３とが、本発明における電力検出手段に相当する。なお、実施の形態１に示したような乗算回路１７を備えていて入力電流検出手段２２と入力電圧検出手段２３の結果を乗算することで入力電力を算出してもよい。

図８〜図１０は、本実施の形態２に係る誘導加熱調理器のインバーター回路における駆動信号、負荷電流、スナバ電流等の波形例を示したものである。図８は、インバーター回路３の駆動信号の周波数が負荷回路４の共振周波数に近く、入力電力が大きい状態である。実施の形態１において説明したように、上スイッチ又は下スイッチがターンオフすると、ターンオフ時の負荷電流がスナバコンデンサ１２に流れてスナバコンデンサ１２を放電又は充電し、インバーター回路の出力電圧を変化させる。

そして、出力電圧がデッドタイム期間(上下スイッチのオフ期間)中に直流電源回路の出力電圧より高い電圧に到達すると上ダイオードが導通し、今度は上ダイオードに負荷電流が流れる。この上ダイオードに電流が流れている状態で導通している上ダイオードと並列に接続された上スイッチがターンオンするとゼロボルトスイッチングが成立し、インバーター回路３におけるスイッチング損失が抑えられる。

また、出力電圧がデッドタイム期間中に０Ｖより低い電圧に到達すると下ダイオードが導通し、今度は下ダイオードに負荷電流が流れる。この下ダイオードに電流が流れている状態で導通している下ダイオードと並列に接続された下スイッチがターンオンすると、上記と同様にゼロボルトスイッチングが成立し、インバーター回路３におけるスイッチング損失が抑えられる。

図９の状態は、図８の状態よりもインバーター回路３の駆動周波数が高く、負荷電流が抑えられた状態である。この状態においても上スイッチ及び下スイッチのスイッチングにおけるデッドタイム期間中にスナバコンデンサ１２の放電又は充電を完了する。そのため、インバーター回路３におけるスイッチング損失は小さい。

図１０の状態は、図９の状態よりもさらにインバーター回路３の駆動周波数が高く、負荷電流が抑えられた状態である。
この状態においては、上スイッチがオンの場合に上スイッチに流れている電流が小さいので、上スイッチがオフした後のデッドタイム期間中にスナバコンデンサ１２の放電が完了しない。そのため、下スイッチがターンオンした際にスナバコンデンサ１２を放電するラッシュ電流が流れ、大きなスナバ電流が流れる。
同様に、下スイッチがオンの場合に下スイッチに流れている電流が小さいので、下スイッチがオフした後のデッドタイム期間中にスナバコンデンサ１２の充電が完了しない。そのため、上スイッチがターンオンした際にスナバコンデンサ１２を充電するラッシュ電流が流れ、大きなスナバ電流が流れる。

図１０の状態では負荷電流が小さく、被加熱物を加熱する電力が小さいので、スイッチング素子にはスナバコンデンサ１２を充放電する大きなラッシュ電流が流れて大きなスイッチング損失が発生する。そのため、スイッチング素子の故障が生じ易くなるとともに加熱効率が低下する。

図１１は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器において、被加熱物を載置した場合の駆動信号レベルと負荷電流及びスナバ電流との関係例を示す図である。図１１（ａ）は図８の駆動状態に相当し、図１１（ｂ）は、図９の駆動状態に相当し、図１１（ｃ）は、図１０の駆動状態に相当する。スナバコンデンサ１２へのラッシュ電流が生じない（ａ）、（ｂ）の状態ではスナバコンデンサに流れるスナバ電流は負荷電流と同等以下であり、加熱効率も高い。しかし、スナバコンデンサ１２へのラッシュ電流が生じる（ｃ）の状態は、駆動周波数が高く負荷電流は小さいが、スイッチング損失が増大して加熱効率が低くなる。そのため、間欠加熱モードへ切り替える条件は、負荷電流（出力電流）とスナバ電流の関係によって定めることが望ましい。

図１２は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の制御手段において、間欠加熱モードに切り替える閾値の一例を示す図である。
図１２に示すＡは、出力電流とスナバ電流とが等しい状態を示す線である。閾値（本発明におけるスナバ電流閾値）は、例えばこのＡよりも所定値α大きい値とする。そして、スナバ電流がこの閾値以上となった場合にインバーター回路３の駆動を間欠加熱モードに切り替えることとする。

次に、本実施の形態２に係る誘導加熱調理器において、制御手段２０が行う加熱制御処理について説明する。
図１３は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の制御手段２０における加熱制御処理を示すフローチャートである。なお、実施の形態１の加熱制御処理のフローチャートである図６と同一の処理又は相当する処理については同一の符号を付し、説明を省略する。

図１３において、ステップ１〜ステップ４は、実施の形態１の図６と同様である。次に、入力電流検出手段２２、入力電圧検出手段２３、負荷電流検出手段１５及びスナバ電流検出手段２４のそれぞれの電流・電圧を検出する（ステップ５−１）。そして、検出したスナバ電流が、図１２で示した閾値より大きいか判断する（ステップ５−２）。スナバ電流において、閾値以下の場合には、スナバコンデンサ１２への大きなラッシュ電流は生じていないので、駆動状態を変更せずにステップ６へ移行する。

また、ステップ５−２において、スナバ電流が閾値より大きい場合は、負荷電流が小さく、スナバコンデンサへのラッシュ電流が生じている可能性が高い。そのため、目標電力を大きくして（ステップ５−３）入力電力を大きくし、デッドタイム中のスナバコンデンサの放電電流あるいは充電電流を増やしてスナバコンデンサへのラッシュ電流を低減する。そして、運転モードを間欠加熱モードに設定し（ステップ５−４）、タイマーに加熱動作時間を設定して（ステップ５−５）、ステップ６へ移行する。なお、この５−３〜５−５の処理は、実施の形態１で説明したステップ１１〜ステップ１３と同様である。

そして、ステップ６’において、入力電力と目標電力の比較を行う。ステップ６’は、実施の形態１で説明したステップ６と同様に出力電力と目標電力の比較を行ってもよい。その後のステップ７〜ステップ２６は実施の形態１の図６と同様である。

以上のように、本実施の形態２では、スナバコンデンサに流れる電流が閾値以上の場合には目標電力を大きくすることで、スナバコンデンサへの大きなラッシュ電流が流れる可能性を低減できる。これにより、スイッチング損失を低減し、加熱効率の低下も抑制する。そして、同時に間欠加熱モードへ切り替えることにより、被加熱物の加熱し過ぎを抑制する。

また、低火力でもスナバコンデンサへのラッシュ電流が流れない被加熱物に対しては連続的に加熱することにより、間欠加熱による耳障りな鍋音の発生する機会を低減することができる。また、上記のようにスナバ電流の閾値を負荷電流に基づいて定めることで、無負荷状態における入力電力の増大を防ぎ、無負荷状態の検出を高い確度で行うことができる。

なお、小径鍋は大径鍋と比較して加熱密度が高く、間欠加熱を行うと鍋底の温度変動が大きくなるが、同一電力を入力するためには大径鍋と比較して大きな負荷電流を流す必要がある。そのため、低火力でもスナバコンデンサへのラッシュ電流が流れ難く、連続加熱モードになり易いので、鍋底の温度変動を抑制することができる。

また、上記実施の形態では、スナバ電流が、負荷電流を基準として定めた閾値を超えた場合に間欠加熱を行うこととしたが、負荷電流の大きさに関わらずスナバ電流が一定の閾値を超えた場合に間欠加熱モードを行うこととしてもよい。

実施の形態３．
実施の形態２では、スナバコンデンサ１２に流れるスナバ電流を検出し、スナバ電流が所定の閾値を超える場合に間欠加熱を行うこととした。一方、負荷電流（出力電流）が小さい場合に、デッドタイム中にスナバコンデンサ１２の充電あるいは放電が完了せず、ラッシュ電流が生じる場合がある。そのため、本実施の形態３では、負荷電流の大きさにより間欠加熱モードへの移行を判断する例について説明する。

図１４は、本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の制御手段２０における加熱制御処理を示すフローチャートである。図１４において、実施の形態２の加熱制御処理のフローチャートである図１３と同一の処理又は相当する処理については同一の符号を付し、一部の説明を省略する。また、本実施の形態３における誘導加熱調理器の回路構成は、実施の形態２で示した図７と同様であるものとする。

図１４において、ステップ１〜ステップ５−１は、実施の形態２の図１３と同様である。そして、ステップ５−２’で負荷電流が所定の閾値（本発明における負荷電流閾値）以下か否かを判断しており、閾値より大きい場合には、スナバコンデンサ１２への大きなラッシュ電流が生じる可能性が低いので、駆動状態を変更せずにステップ６へ移行する。また、ステップ５−２’において、負荷電流が閾値以下の場合には、スナバコンデンサへのラッシュ電流が生じている可能性が高い状態である。その場合、ステップ５−３へ移行して入力電力を大きくし、デッドタイム中のスナバコンデンサの放電電流あるいは充電電流を増やしてスナバコンデンサへのラッシュ電流を低減する。そして、運転モードを間欠加熱モードに設定し（ステップ５−４）、タイマーに加熱動作時間を設定する（ステップ５−５）。なお、上記のステップ５−３〜ステップ５−５と、その後のステップ６〜ステップ２６は実施の形態２の図１１と同様である。

以上のように、本実施の形態３では、負荷電流が所定の閾値以上の場合は、目標電流を大きくすることで、スナバコンデンサへ大きなラッシュ電流が流れる可能性を低減できる。また、低火力でもスナバコンデンサへのラッシュ電流が流れない被加熱物に対しては連続的に加熱することにより、間欠加熱による耳障りな鍋音の発生する機会を低減することができる。また、上記のように負荷電流による判定を行うことで、無負荷状態における入力電力の増大を防ぎ、無負荷状態の検出を高い確度で行うことができる。

１ 商用交流電源、２ 直流電源回路、３ インバーター回路、４ 負荷回路、５ ダイオードブリッジ回路、６ チョークコイル、７ 平滑コンデンサ、８，９ スイッチング素子、１０，１１ ダイオード、１２ スナバコンデンサ、１３ 加熱コイル、１４ 共振コンデンサ、１５ 負荷電流検出手段、１６ 出力電圧検出手段、１７ 乗算回路、１８ 駆動回路、１９ 操作入力手段、２０ 制御手段、２１ タイマー、２２ 入力電流検出手段、２３ 入力電圧検出手段、２４ スナバ電流検出手段。

Claims (6)

1. 被加熱物と磁気結合する加熱コイルと、
   前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバーター回路と、
   前記インバーター回路への入力電力又は前記インバーター回路からの出力電力の少なくとも一方を検出する電力検出手段と、
   前記被加熱物を加熱する電力が設定される操作入力手段と、
   少なくとも前記インバーター回路を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記操作入力手段により設定された電力を目標電力として定め、
   前記インバーター回路の動作状態に応じて、間欠加熱モードと、連続加熱モードとの何れかを選択し、
   前記間欠加熱モードが選択された場合は、前記インバーター回路の動作状態に応じて定めた所定電力で加熱を行う加熱動作期間と、加熱を休止する加熱休止期間とを交互に繰り返し、
   前記連続加熱モードが選択された場合は、前記目標電力での加熱を継続する
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 前記制御手段は、
   前記目標電力が、前記インバーター回路が所定の動作状態における前記電力検出手段により検出された検出電力より小さい場合は、前記間欠加熱モードを選択し、
   前記目標電力が前記検出電力以上である場合は、前記連続加熱モードを選択し、
   前記間欠加熱モードが選択された場合は、前記検出電力に応じて前記所定電力を定める
   ことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 前記制御手段は、
   前記目標電力が前記検出電力より小さく、かつ、前記インバーター回路の動作が、下限の電力を出力させる動作状態のとき、
   前記間欠加熱モードを選択し、前記検出電力以上の前記所定電力を定めることを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱調理器。
4. 前記インバーター回路は、
   スナバコンデンサと、前記スナバコンデンサを流れる電流を検出するスナバ電流検出手段とを有し、
   前記制御手段は、
   前記スナバ電流検出手段が検出したスナバ電流が、スナバ電流閾値より大きい場合には間欠加熱モードを選択し、
   前記スナバ電流が、前記スナバ電流閾値以下の場合には前記連続加熱モードを選択する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
5. 前記インバーター回路は、
   前記加熱コイルに流れる電流を検出する負荷電流検出手段を備え、
   前記負荷電流検出手段が検出した負荷電流が、負荷電流閾値以下の場合には前記間欠加熱モードを選択し、
   前記負荷電流が、前記負荷電流閾値より大きい場合には前記連続加熱モードを選択する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
6. 前記制御手段は、
   前記間欠加熱モードにおける平均加熱電力が前記操作入力手段により設定された電力となるように、前記所定電力、前記加熱動作期間の長さ及び前記加熱休止期間の長さを定める
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
   

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