特開 2024-83911 誘導加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024083911

(43)【公開日】2024-06-24

(54)【発明の名称】誘導加熱装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/12 20060101AFI20240617BHJP

【ＦＩ】

H05B6/12 303

H05B6/12 325

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022197995

(22)【出願日】2022-12-12

(71)【出願人】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100206151

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 惇志

(74)【代理人】

【識別番号】100218187

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 治子

(74)【代理人】

【識別番号】100227673

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 光起

(72)【発明者】

【氏名】吉田 太郎

(72)【発明者】

【氏名】錦織 信晴

【テーマコード（参考）】

3K151

【Ｆターム（参考）】

3K151AA21

3K151CA46

3K151CA49

(57)【要約】      （修正有）

【課題】複数の加熱コイルを用いる場合に、周波数差によるノイズの発生を防ぎつつ、複数の加熱コイルそれぞれの火力を所望の大きさに調整する。
【解決手段】被加熱物を誘導加熱する加熱コイル１と、加熱コイル１に電力を供給するインバータ回路２１と、交流電流を検出する電流検出部と、制御機器３とを備え、制御機器３が、インバータ回路２１を構成するスイッチング素子ＳＷのデューティ比を制御するインバータ制御部３２２と、検出信号を受け付ける信号受付部３２３と、インバータ制御部３２２から制御信号が出力された出力タイミングに対する、その制御信号に対応する検出信号が信号受付部３２３に入力された入力タイミングの遅れを位相遅れとして測定する位相測定部３２４と、位相測定部３２４により測定された位相遅れに基づいて、インバータ回路２１のハードスイッチング状態を検知するハードスイッチング検知部３２５とを備えるようにした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに電力を供給するインバータ回路と、
前記インバータ回路から出力された交流電流を検出する電流検出部と、
前記インバータ回路を制御する制御機器とを備え、
前記制御機器が、
前記インバータ回路を構成するスイッチング素子のデューティ比を制御するインバータ制御部と、
前記電流検出部が出力する検出信号を受け付ける信号受付部と、
前記インバータ制御部から制御信号が出力された出力タイミングに対する、その制御信号に対応する前記検出信号が前記信号受付部に入力された入力タイミングの遅れを位相遅れとして測定する位相測定部と、
前記位相測定部により測定された前記位相遅れに基づいて、前記インバータ回路のハードスイッチング状態を検知するハードスイッチング検知部とを備える、誘導加熱装置。

【請求項2】

前記ハードスイッチング検知部により前記インバータ回路がハードスイッチング状態であることが検知された場合に、前記インバータ制御部が、そのインバータ回路に対応する前記加熱コイルの駆動周波数を上げるように構成されている、請求項１記載の誘導加熱装置。

【請求項3】

前記ハードスイッチング検知部により前記インバータ回路がハードスイッチング状態であることが検知されて、前記インバータ制御部が、そのインバータ回路に対応する前記加熱コイルの駆動周波数を上げた後、
前記インバータ制御部が、前記スイッチング素子のデューティ比を上げるように構成されている、請求項２記載の誘導加熱装置。

【請求項4】

前記加熱コイルが複数設けられており、前記インバータ回路がそれぞれの前記加熱コイルに対応して設けられている構成において、
前記インバータ制御部が、前記複数の加熱コイルに同じ駆動周波数の電力を供給するとともに、一方の前記加熱コイルに対応する前記インバータ回路の前記スイッチング素子のデューティ比を固定しつつ、他方の前記加熱コイルに対応する前記インバータ回路の前記スイッチング素子のデューティ比を可変制御する、請求項１記載の誘導加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加熱物を誘導加熱する誘導加熱装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の誘導加熱装置としては、特許文献１に示すように、例えば調理用鍋などの被加熱物を加熱するＩＨ調理器等に用いられており、複数の被加熱物を同時に誘導加熱できるようにするべく、複数の加熱コイルを備えたものがある。

【0003】

複数の加熱コイルを同時に用いる場合、図１１に示すように、それぞれの被加熱物の共振カーブが異なることから、各被加熱物の火力を調整した結果、各加熱コイルの駆動周波数がとある周波数差（例えば１０ｋＨｚ前後）になると、その周波数差によるノイズが発生する。

【0004】

かかるノイズが発生した場合、火力を調整して周波数差を変えればノイズを解消することはできるが、この場合は、所望の火力を得ることができなくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１０３６７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、本願発明者は、本願発明の開発にあたり、以下の構成を中間的に考えた。
例えば、２つの加熱コイルを用いる場合、まずは一方の加熱コイルの駆動周波数を、目標出力の得られている他方の加熱コイルの駆動周波数に合わせ、そこから、双方の加熱コイルの駆動周波数を維持しつつ、一方の加熱コイルに対応するインバータ回路のスイッチング素子のデューティ比を変更することで目標出力を得る。

【0007】

このような構成であれば、双方の加熱コイルの駆動周波数を一致させつつ、一方の加熱コイルに対応するスイッチング素子のデューティ比を変更することで目標出力を得ているので、周波数差によるノイズの発生を防ぎつつ、双方の加熱コイルそれぞれの火力を所望の大きさに調整することが可能となる。

【0008】

ところが、単にこの構成を採用した場合、デューティ比を下げていくと、スイッチング素子のオン・オフを切り替える短時間に大電流が流れる所謂ハードスイッチングと称される現象が生じ、これにより装置の故障を招来するという新たな課題が生じる。

【0009】

しかも、ハードスイッチングは、デューティ比や駆動周波数や共振回路の回路構成などによって発生条件が変わるので、その時々に応じてハードスイッチングを検知できるようにすることが必要となる。

【0010】

そこで、本発明は、上述した問題を一挙に解決すべくなされたものであり、複数の加熱コイルを用いる場合に、周波数差によるノイズの発生を防ぎつつ、複数の加熱コイルそれぞれの火力を所望の大きさに調整することができ、なおかつ、ハードスイッチングを未然に防げるようにすることを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

すなわち本発明に係る誘導加熱装置は、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに電力を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路から出力された交流電流を検出する電流検出部と、前記インバータ回路を制御する制御機器とを備え、前記制御機器が、前記インバータ回路を構成するスイッチング素子のデューティ比を制御するインバータ制御部と、前記電流検出部が出力する検出信号を受け付ける信号受付部と、前記インバータ制御部から制御信号が出力された出力タイミングに対する、その制御信号に対応する前記検出信号が前記信号受付部に入力された入力タイミングの遅れを位相遅れとして測定する位相測定部と、前記位相測定部により測定された前記位相遅れに基づいて、前記インバータ回路のハードスイッチング状態を検知するハードスイッチング検知部とを備えることを特徴とするものである。
なお、ここでいう「ハードスイッチング状態」とは、ハードスイッチングが発生している状態に限らず、ハードスイッチングが発生する恐れのある状態、すなわちハードスイッチングが発生する手前の状態をも含む概念である。

【0012】

このように構成された誘導加熱装置によれば、スイッチング素子のデューティ比を制御するので、複数の加熱コイルを用いる場合に、周波数差によるノイズの発生を防ぎつつ、複数の加熱コイルそれぞれの火力を所望の大きさに調整することができる。
そのうえ、測定される位相遅れがデューティ比、駆動周波数、及び共振回路の回路構成などに応じて変動するので、この位相遅れに基づいてインバータ回路のハードスイッチング状態を検知することで、その時々に応じてハードスイッチングを未然に防ぐことが可能となる。
しかも、位相遅れに基づいてハードスイッチング状態を検知するので、ハードスイッチング状態を検知するための専用の機器を必要とせず、実装されている既存の機器を用いて上述した機能を実現することができる。

【0013】

前記ハードスイッチング検知部により前記インバータ回路がハードスイッチング状態であることが検知された場合に、前記インバータ制御部が、そのインバータ回路に対応する前記加熱コイルの駆動周波数を上げるように構成されていることが好ましい。
このような構成であれば、ハードスイッチング状態を自動的に回避すること可能となる。

【0014】

前記ハードスイッチング検知部により前記インバータ回路がハードスイッチング状態であることが検知されて、前記インバータ制御部が、そのインバータ回路に対応する前記加熱コイルの駆動周波数を上げた後、前記インバータ制御部が、前記スイッチング素子のデューティ比を上げるように構成されていることが好ましい。
このような構成であれば、インバータ回路のハードスイッチング状態を回避しつつ、加熱コイルの火力を所望の大きさに調整することができる。

【0015】

前記加熱コイルが複数設けられており、前記インバータ回路がそれぞれの前記加熱コイルに対応して設けられている構成において、前記インバータ制御部が、複数の前記加熱コイルに同じ駆動周波数の電力を供給するとともに、一方の前記加熱コイルに対応する前記インバータ回路の前記スイッチング素子のデューティ比を固定しつつ、他方の前記加熱コイルに対応する前記インバータ回路の前記スイッチング素子のデューティ比を可変制御することが好ましい。
このような構成であれば、複数の加熱コイルの駆動周波数の差により生じる騒音を抑えつつ、それらの加熱コイルの火力を所望の大きさに調整することができる。

【発明の効果】

【0016】

このように構成した本発明によれば、複数の加熱コイルを用いる場合に、周波数差によるノイズの発生を防ぎつつ、複数の加熱コイルそれぞれの火力を所望の大きさに調整することができ、なおかつ、ハードスイッチングを未然に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態における誘導加熱装置の全体構成を示す模式図。

【図2】同実施形態における制御部の制御態様を説明する参考図。

【図3】同実施形態における位相測定部の動作を説明する参考図。

【図4】デューティ比とハードスイッチングとの関係を説明するためのグラフ。

【図5】駆動周波数とハードスイッチングとの関係を説明するためのグラフ。

【図6】同実施形態のハードスイッチング検知部の動作を説明するためのグラフ。

【図7】同実施形態の制御機器の動作を説明するためのフローチャート。

【図8】同実施形態のハードスイッチング検知部の動作を説明するためのグラフ。

【図9】第２実施形態における誘導加熱装置の全体構成を示す模式図。

【図10】第２実施形態における制御機器の動作を説明するためのフローチャート。

【図11】共振カーブとノイズとの関係を説明するための参考図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜＜第１実施形態＞＞
以下、本発明に係る誘導加熱装置の第１実施形態について図面を参照して説明する。

【0019】

本実施形態に係る誘導加熱装置１００は、例えばＩＨ調理器等に用いられるものであり、調理用鍋などの被加熱物を誘導加熱するものである。

【0020】

具体的に誘導加熱装置１００は、図１に示すように、被加熱物を誘導加熱する加熱コイル１と、加熱コイル１に電力を供給するインバータ装置２と、インバータ装置２を制御する制御機器３とを備えている。

【0021】

さらに誘導加熱装置１００は、同図１に示すように、加熱コイル１に直列接続された共振コンデンサなどからなる共振回路４と、インバータ装置２に供給される電流を検出する第１電流検出部Ｉ１と、商用電源からインバータ装置２に供給される電圧を検出する電圧検出部Ｖと、インバータ装置２から共振回路４に出力される電流を検出する第２電流検出部Ｉ２とを備えている。

【0022】

加熱コイル１は、調理用鍋などが載置されるトッププレート（不図示）の下に設けられ、当該トッププレートを介して調理用鍋を誘導加熱するものである。

【0023】

インバータ装置２は、加熱コイル１それぞれに対応して設けられており、具体的には、加熱コイル１に高周波電流を供給するインバータ回路２１と、インバータ回路２１を駆動する駆動回路２２とから構成されている。

【0024】

インバータ回路２１は、商用電源から供給される電圧を高周波に変換して、加熱コイル１に高周波電流を供給するものであり、ここでは、スイッチング素子ＳＷを用いたハーフブリッジ方式のものである。ただし、インバータ回路２１の具体的な構成は、例えばフルブリッジ方式のものなど、適宜変更して構わない。

【0025】

駆動回路２２は、インバータ回路２１を構成するスイッチング素子ＳＷを動作させるものであり、後述する制御機器３からの制御信号に基づいてスイッチング素子ＳＷのオン・オフを切り替えるものである。

【0026】

制御機器３は、被加熱物を所望の火力により加熱するようにインバータ装置２を制御するものである。

【0027】

本実施形態の制御機器３は、図１に示すように、ユーザにより操作される操作部３１と、操作部３１からの出力を受け付けてインバータ装置２を制御する制御部３２とを備えている。

【0028】

操作部３１は、ユーザにより操作されるコントローラであり、ユーザが設定した加熱コイルの火力に対応する電力（すなわち、出力）を目標電力として制御部３２に出力する電力指令部３１１としての機能を発揮するものである。

【0029】

制御部３２は、上述した第１電流検出部Ｉ１及び電圧検出部Ｖにより検出される検出電流及び検出電圧に基づいて、実際の電力（すなわち、実際の出力）である実電力を算出する電力算出部３２１と、この実電力が目標電力（すなわち、目標出力）に近づくようにインバータ装置２を制御するインバータ制御部３２２としての機能を発揮するものである。

【0030】

より具体的に説明すると、インバータ制御部３２２は、インバータ装置２から加熱コイル１に供給される電力の周波数である駆動周波数を制御するとともに、インバータ装置２を構成するスイッチング素子ＳＷのオン・オフを制御するものである。

【0031】

つまり、このインバータ制御部３２２は、インバータ装置２に対して、駆動周波数を示す制御信号を出力するとともに、スイッチング素子ＳＷを制御するオン・オフ信号を制御信号として出力する。

【0032】

ここでのインバータ制御部３２２は、駆動周波数を制御するとともに、スイッチング素子ＳＷのオン・オフのデューティ比をも制御するものであり、言い換えれば、駆動周波数を変更することにより、実際の出力を目標出力に近づける第１制御態様と、スイッチング素子ＳＷのデューティ比を変更することにより、実際の出力を目標出力に近づける第２制御態様とに切り替わる。

【0033】

第１制御態様は、図２の上段に示すように、スイッチング素子ＳＷを固定デューティ比でオン・オフしつつ、駆動周波数を変更する制御である。

【0034】

本実施形態の第１制御態様は、オンデューティ比を５０％に固定したＰＦＭ（パルス周波数変調）制御である。ただし、固定デューティ比は５０％に限らず、例えばハイサイドを６０％、ローサイドを４０％にするなど、ハイサイドとローサイドとが補間関係であれば適宜変更しても良いし、具体的な制御態様は、ＰＦＭ制御に限らずＰＷＭ（パルス幅変調）制御などであっても良い。

【0035】

第２制御態様は、図２の下段に示すように、駆動周波数を固定しつつ、スイッチング素子ＳＷを可変デューティ比でオン・オフする制御である。

【0036】

本実施形態の第２制御態様は、ハイサイドのスイッチング素子ＳＷのオンデューティ比と、ローサイドのスイッチング素子ＳＷのオンデューティ比とを異ならせる（非対称な）制御であり、実電力が目標電力と一致するように、例えばハイサイドのスイッチング素子ＳＷのオンデューティ比を下げていく。ただし、実電力が目標電力と一致するように、ローサイドのスイッチング素子ＳＷのオンデューティ比を上げても良い。

【0037】

なお、かかる第２制御態様において、ハイサイドのスイッチング素子ＳＷのオンデューティ比が、例えばこの実施形態では３０％を下回ると、スイッチング素子ＳＷの故障につながる恐れがある。なお、スイッチング素子ＳＷの故障を招来し得るオンデューティ比の下限値は３０％に限らず、装置構成に応じて変動する値である。

【0038】

そこで、本実施形態では、ハイサイドのスイッチング素子ＳＷのオンデューティ比を３０％以上５０％未満に変更可能にしてあり、これによりローサイドのスイッチング素子ＳＷのオンデューティ比は１００％からハイサイドのスイッチング素子ＳＷのオンデューティ比を差し引いたものとなるようにしてある。

【0039】

そして、インバータ制御部３２２は、所定の規則に従って、或いは、操作部３１からの制御信号に基づいて、第１制御態様又は第２制御態様に切り替わりながら、実電力を目標電力に一致させるようにインバータ装置２を制御する。

【0040】

ところで、上述した第２制御態様において、デューティ比を下げていくと、スイッチング素子ＳＷのオン・オフを切り替える短時間に大電流が流れる所謂ハードスイッチングと称される現象が生じ、これにより装置の故障を招来する懸念がある。

【0041】

そこで、本実施形態の制御機器３は、図１に示すように、信号受付部３２３、位相測定部３２４、及び、ハードスイッチング検知部３２５としての機能をさらに備えている。

【0042】

信号受付部３２３は、インバータ装置２から加熱コイル１に出力された電流を上述した第２電流検出部Ｉ２が検知した場合に、その第２電流検出部Ｉ２が出力する検出信号を受け付ける。

【0043】

この検出信号は、検出した電流の大きさを示すものであり、本実施形態の信号受付部３２３は、第２電流検出部Ｉ２により検出された電流の大きさが電圧に変換されたものを検出信号として逐次受け付ける。

【0044】

位相測定部３２４は、インバータ制御部３２２から制御信号が出力された出力タイミングに対する、その制御信号に対応する検出信号が信号受付部３２３に入力された入力タイミングの遅れを位相遅れとして測定する。

【0045】

なお、ここでいう制御信号に対応する検出信号とは、その制御信号によりスイッチング素子ＳＷが動作して、これによりインバータ装置２から電流が出力され、その電流が第２電流検出部Ｉ２で検出されることで出力される検出信号である。

【0046】

より具体的に説明すると、位相測定部３２４は、インバータ制御部３２２からインバータ装置２に出力される制御信号として、スイッチング素子ＳＷをオン・オフさせるオン・オフ信号を監視するとともに、例えばオン信号が出力されたタイミングを上述した出力タイミングとして取得する。

【0047】

一方、位相測定部３２４は、信号受付部３２３に逐次入力される検出信号の示す電流の大きさを監視するとともに、その電流の変動が例えばゼロクロス点（ゼロ地点）など所定の電流値を通過するタイミングを上述した入力タイミングとして取得する。

【0048】

そして、位相測定部３２４は、図３に示すように、オン信号が出力された出力タイミングと、そのオン信号に対応して電流の変動が例えばゼロクロス点を通過する入力タイミングとを比較して、これらの出力タイミング及び入力タイミングの時間差又は時間のズレの割合を位相遅れとして測定する。

【0049】

ここで、上述したハードスイッチングは、図４に示すように、デューティ比が低いほど発生する可能性が高くなる。これは、デューティ比が低いほど、スイッチング素子ＳＷのオン・オフがアンバランスになり、その結果、インバータ回路２１にエネルギーが残っている状態で強制的にスイッチング素子ＳＷのオン・オフが切り替えられてしまうからである。

【0050】

また、図５に示すように、ハードスイッチングは、駆動周波数が低いほど発生する可能性が高くなる。これは、駆動周波数が低いほど、共振状態に近づくからである。

【0051】

ここで、上述した位相遅れは、デューティ比、駆動周波数、及び共振回路４の回路構成から理論的に算出可能であり、具体的には、デューティ比が大きいほど、また、駆動周波数が大きいほど、位相遅れも大きくなる。

【0052】

なお、位相遅れの理論的に算出する算出式としては、例えば以下のものを挙げることができる。
DCP[%]=k×Arctan((ωLcoil－1／ωCap)／Rcoil)×Duty・・・式（１）
ここで、DCPは算出される位相遅れの値、ｋは所定の係数、ωは2π×F、Fは駆動周波数、Dutyはスイッチング素子ＳＷのデューティ比、Rcoilは共振回路４の抵抗値、Lcoilは共振回路４のリアクタンス値、Capは共振回路４のキャパシタ容量である。

【0053】

ここで、上述したようにスイッチング素子ＳＷのデューティ比を低くするほどハードスイッチングが発生しやすくなることから、式（１）に鑑みれば、位相遅れが小さくなるほど、ハードスイッチングが発生する或いは発生し得る状態（以下、ハードスイッチング状態ともいう）に近づくことになる。なお、ここでいう「ハードスイッチング状態」とは、ハードスイッチングが発生している状態に限らず、ハードスイッチングが発生する恐れのある状態、すなわちハードスイッチングが発生する手前の状態をも含む概念である。

【0054】

そこで、ハードスイッチング検知部３２５は、図６に示すように、位相測定部３２４により測定された位相遅れと閾値とを比較して、インバータ回路２１のハードスイッチング状態を検知する。

【0055】

より具体的に説明すると、図７に示すように、ハードスイッチング検知部３２５は、位相遅れと閾値とを比較して（Ｓ１）、位相遅れが閾値以上であれば、インバータ回路２１が正常状態であると判断し、位相遅れと閾値との比較を繰り返す。
一方、（Ｓ１）において、位相遅れが閾値を下回った場合、ハードスイッチング検知部３２５は、インバータ回路２１がハードスイッチング状態であると判断する（Ｓ２）。

【0056】

ハードスイッチング状態であることが検知されると、インバータ制御部３２２が、ハードスイッチング状態であると判断されたインバータ回路２１に対応する加熱コイルの駆動周波数を上げる（Ｓ３）。これにより、図８に示すように、ハードスイッチング状態を回避する方向に向かう。

【0057】

一方、Ｓ３において駆動周波数を上げることにより、火力が低下することになるので、その低下分を補うべく、インバータ制御部３２２が、図８に示すように、Ｓ３において駆動周波数を上げた後、スイッチング素子ＳＷのデューティ比を上げる（Ｓ４）。

【0058】

その後、Ｓ１の位相遅れと閾値との比較に戻り、上述した動作が繰り返される。

【0059】

このように構成した誘導加熱装置によれば、測定される位相遅れがデューティ比、駆動周波数、及び共振回路の回路構成などに応じて変動するので、この位相遅れに基づいてインバータ回路２１のハードスイッチング状態を検知することで、その時々に応じてハードスイッチングを未然に防ぐことが可能となる。
しかも、位相遅れに基づいてハードスイッチング状態を検知するので、ハードスイッチング状態を検知するための専用の機器を必要とせず、実装されている既存の機器を用いて上述した機能を実現することができる。

【0060】

また、インバータ回路２１がハードスイッチング状態であることが検知された場合に、インバータ制御部３２２が、加熱コイルの駆動周波数を上げるので、ハードスイッチング状態を自動的に回避することが可能となる。

【0061】

さらに、インバータ制御部３２２が、加熱コイルの駆動周波数を上げた後、スイッチング素子ＳＷのデューティ比を上げるので、インバータ回路２１のハードスイッチング状態を回避しつつ、加熱コイルの火力を所望の大きさに調整することができる。

【0062】

なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではない。

【0063】

例えば、前記実施形態では、スイッチング素子ＳＷを制御するためのオン信号が出力されたタイミングを出力タイミングとして説明したが、出力タイミングはこれに限らず、例えばオフ信号が出力されたタイミングとしても良い。

【0064】

また、前記実施形態では、検出信号の示す電流値がゼロクロス点（ゼロ地点）を通過するタイミングを入力タイミングとして説明したが、入力タイミングはこれに限らず、例えば電流値が最大値又は最小値になるタイミングとしても良い。

【0065】

＜＜第２実施形態＞＞
次に、本発明に係る誘導加熱装置の第２実施形態について説明する。

【0066】

前記第１実施形態では、１つの加熱コイルに着目してハードスイッチング状態を回避することを説明したが、第２実施形態では、図９に示すように、加熱コイル１Ａ、１Ｂが複数設けられており、インバータ装置２Ａ、２Ｂがそれぞれの加熱コイル１Ａ、１Ｂに対応して設けられている。

【0067】

以下では、第２実施形態における制御機器３の動作について、図１０を参照しながら説明する。

【0068】

インバータ制御部３２２は、まず第１制御態様を取り、第１加熱コイル１Ａに供給する電力の駆動周波数と、第２加熱コイル１Ｂに供給する電力の駆動周波数とを一致させ（Ｓ’１）、その後、第１加熱コイル１Ａ及び第２加熱コイル１Ｂの一方の出力が目標出力と一致するまで駆動周波数を下げ続ける（Ｓ’２）。

【0069】

このように駆動周波数を下げ続けることにより、基本的には、第１加熱コイル１Ａと第２加熱コイル１Ｂとのうち、まずは目標火力の小さい方の加熱コイルの実出力が、目標出力に一致することになる。ただし、目標火力の差が小さく、用いられる鍋等の被加熱物の大きさや材質によっては、目標火力の大きい方の加熱コイルの実出力の方が、先に目標出力に一致する場合も有り得る。

【0070】

以下では、第１加熱コイル１Ａ及び第２加熱コイル１Ｂのうち、実出力が先に目標出力に一致する方を高周波数側コイルと称し、もう一方を低周波数側コイルと称する。

【0071】

インバータ制御部３２２は、高周波数側コイルの実出力と目標出力とを比較しながら、高周波数側コイルの実出力が目標出力に一致するまで、第１加熱コイル１Ａの駆動周波数と、第２加熱コイル１Ｂの駆動周波数とを、同期させながら低下させていく（Ｓ’２、Ｓ’３）。

【0072】

ただし、第１加熱コイル１Ａの駆動周波数と、第２加熱コイル１Ｂの駆動周波数とは、必ずしも同期されている必要はなく、ややズレを伴いながら低下させても良い。ただし、このズレは、ノイズを発生させる周波数差であってはならず、少なくともノイズを発生させる周波数差よりも小さいズレである必要がある。

【0073】

なお、実際のところは、第１加熱コイル１Ａと第２加熱コイル１Ｂのどちらが高周波数側コイルであるかは分かっておらず、Ｓ５においては、第１加熱コイル１Ａの実出力と目標出力とを比較するとともに、第２加熱コイル１Ｂの実出力と目標出力とを比較することになる。そして、先に目標出力に到達した方が高周波数側コイルであると分かる。

【0074】

これにより、高周波数側コイルの駆動周波数と低周波数側コイルの駆動周波数とが等しくなるとともに、高周波数側コイルの実出力が目標出力に一致する（Ｓ’３においてＹｅｓとなった場合）。

【0075】

続いて、インバータ制御部３２２が、高周波数側の実出力が目標出力に一致した後、低周波数側コイルの実出力が目標出力に一致するまで、第１加熱コイルの駆動周波数と第２加熱コイル駆動周波数との双方をさらに下げ続けるように構成されている（Ｓ’４、Ｓ’５）。

【0076】

以上に述べた過渡状態における制御態様により、高周波数側コイルの駆動周波数と低周波数側コイルの駆動周波数とが等しくなるとともに（以下、この駆動周波数を第１駆動周波数という）、低周波数側コイルの実出力が目標出力に一致する（Ｓ’５においてＹｅｓとなった場合）。

【0077】

この結果、高周波数側コイルの火力は、所望の火力よりも大きくなるので、火力を落とすための制御が必要となる。

【0078】

そこで、インバータ制御部３２２は、高周波数側コイルに対応するインバータ装置２の制御を第１制御態様とは異なる第２制御態様に切り替える。

【0079】

具体的にこの第２制御態様では、インバータ制御部３２２が、高周波数側コイルに供給されている実際の電力である実電力と、目標の火力に対応する目標電力とを比較するとともに、実電力が目標電力と一致するように、言い換えれば、高周波数側コイルの出力と目標出力とが一致するように、ハイサイドのスイッチング素子ＳＷのオンデューティ比を下げていく。

【0080】

そして、この第２制御態様において、前記第１実施形態と同様、制御機器３が図７のフローに従って動作して、ハードスイッチング検知部３２５が、位相測定部３２４により測定された位相遅れに基づいて、インバータ回路２１のハードスイッチング状態を検知する。

【0081】

かかる構成により、複数の加熱コイル１Ａ、１Ｂの駆動周波数の差により生じる騒音を抑えつつ、それらの加熱コイルの火力を所望の大きさに調整することができる。

【0082】

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

【符号の説明】

【0083】

１００・・・誘導加熱装置
１ ・・・加熱コイル
２ ・・・インバータ装置
２１ ・・・インバータ回路
ＳＷ ・・・スイッチング素子
３ ・・・制御機器
３１ ・・・操作部
３２ ・・・制御部
３２１・・・電力算出部
３２２・・・インバータ制御部
３２３・・・信号受付部
３２４・・・位相測定部
３２５・・・ハードスイッチング検知部
４ ・・・共振回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】