感应加热装置制造方法
【专利摘要】本发明的感应加热装置在分别向多个加热线圈开始供电时，以使供给到加热线圈的功率从预先设定的最小值起逐渐增加而成为稳定功率值的方式进行软启动控制，在供给到加热线圈的功率达到了稳定功率值后，以直至向加热线圈的供电结束时为止一直维持稳定功率值的供给的方式控制逆变器电路，并且将稳定功率值设定为比供给到加热线圈的平均功率值大。
【专利说明】感应加热装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及以感应加热烹调器和IH煮饭器为代表的使用加热线圈对被加热物进行感应加热的装置，特别涉及感应加热装置的控制。
【背景技术】
[0002]以往，在这种感应加热装置中，例如有如下的感应加热装置:在两个加热线圈上分别连接逆变器电路，以一定的周期且按照任意的比率对从逆变器电路向加热线圈的高频电流供给进行占空比控制(例如参照专利文献I)。
[0003]在该感应加热装置中，在为了使得向两个逆变器电路输入的瞬时输入功率值相等，而向两个逆变器电路中输入的输入电能相等的情况下，两个逆变器电路的加热时间以I比I的比率进行占空比控制。此外，在要使得向一方的逆变器电路中输入的输入电能比向另一方的逆变器电路中输入的输入电能大的情况下，延长一方的逆变器电路的加热时间。通过以上那样的控制动作，成为能够任意设定两个加热线圈的加热功率的结构。
[0004]在专利文献I中公开了如下情况:在加热刚刚开始之后的启动时，进行使供给到加热线圈的功率逐渐增加至预定功率的通常的软启动。此外，在专利文献I中公开了如下情况:在通过占空比控制交替地加热两个加热线圈的情况下，当使一方的加热线圈的加热停止后重新进行启动时，缩短上升时间，由此防止两个逆变器电路的动作切换时的平均输入功率的降低。
[0005]此外，作为以往的具有软启动功能的感应加热装置，提供了如下的感应加热装置:与对被加热物进行感应加热的加热线圈串联连接开关单元，通过驱动控制单元对开关单元进行导通控制，在开关单元的启动时，具有多个预定值，且按照时间常数变化至期望的功率值(例如参照专利文献2)。
[0006]专利文献2所公开的感应加热装置按照负载的特性尽可能地提高软启动功能中的启动时的功率值，由此抑制了逆变器电路的功率变换效率降低的低输出功率下的动作。在该专利文献2所公开的感应加热装置中，使逆变器电路的效率上升，并且提高启动时的输出功率来缩短软启动期间，从而使逆变器电路的效率进一步上升。
[0007]此外，在以往的作为感应加热装置的煮饭器中，存在如下结构:在对锅进行感应加热的第I加热线圈上串联连接第I开关单元，在对覆盖锅的盖的内表面侧的金属板进行感应加热的第2加热线圈上串联连接第2开关单元。在这样的煮饭器中，提出了如下的煮饭器:通过控制单元对第I开关单元和第2开关单元进行接通断开控制，在第I开关单元的启动时和第2开关单元的启动时具有不同的最小接通时间，将启动时的接通时间设定为初始值(例如参照专利文献3)。
[0008]并且，作为以往的感应加热装置，提出了根据开关单元的导通电压来控制开关单元的接通时间的感应加热烹调器(例如参照专利文献4 )。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献[0011]专利文献1:日本特开平5-166579号公报
[0012]专利文献2:日本特开2008-204884号公报
[0013]专利文献3:日本特开2005-152306号公报
[0014]专利文献4:日本特开平11-111440号公报
【发明内容】
[0015]发明所要解决的课题
[0016]但是，在所述以往的感应加热装置中，为了缩短软启动的上升时间，需要将构成逆变器电路的开关元件的驱动频率和接通断开比率的变化幅度设定得较大。在进行了这样的设定的情况下，在逆变器电路的动作切换时产生了负载变动时，在检测到负载变动后降低或停止向逆变器电路中输入的输入功率的期间内，即开关元件对驱动控制状态进行变更以前的期间内，向逆变器电路中输入的输入功率增大，对开关元件持续进行驱动控制，产生了在该期间内向逆变器电路中输入的输入功率的增加量变大的问题。
[0017]其结果，在所述以往的感应加热装置中，可能转变为从由负载常数等决定的逆变器电路的允许工作状 脱离的工作状态，例如具有如下问题:由于对开关元件施加高电压而发生损坏开关元件那样的重大事故。
[0018]此外，在软启动的上升时间较短的情况下，用于检测负载变动的时间也缩短，从而具有无法高精度地检测负载变动的问题。
[0019]此外，如果缩短软启动的上升时间，则向逆变器电路中输入的输入功率的每单位时间的变化量AW增大。如果该变化量AW较大，则在软启动的最后阶段部分中，容易产生过冲，即产生如下现象:向逆变器电路中输入的输入功率暂时超过软启动后向逆变器电路中输入的输入功率即稳定值，之后接近稳定值。随着这样的稳定值以上的功率被瞬时输入到逆变器电路，施加到开关元件的电压、和在开关元件中流过的电流瞬时增加，因此存在必须将逆变器电路中使用的开关元件的规格设定为稳定值以上的课题。
[0020]并且具有以下课题:在通过改变开关元件的驱动频率来控制向逆变器电路中输入的输入功率的情况下，当软启动期间的频率变动急剧时，会产生由于驱动频率的每单位时间的变化量△ f而引起的声音，从而提供了产生刺耳的声音的感应加热装置。
[0021]用逆变器电路的驱动期间中输入的电能除以包含逆变器电路的工作期间和非工作期间在内的I个周期的时间而得到的功率是针对逆变器电路的平均输入功率。因此，在两个逆变器电路的加热时间比率恒定的情况下，当软启动控制期间较长时，逆变器电路的驱动期间中的软启动控制期间的比例增加，从而存在平均功率与输入到逆变器电路中的输入功率偏离的课题。此外，在为了实现均匀加热而缩短了 I个周期的时间的情况下，软启动控制期间的比例进一步增加，输入功率与平均功率之差增大，从而更加无法忽视软启动控制时的输入功率。
[0022]此外，在以往的感应加热装置的结构中，为了提高逆变器电路的功率变换效率，需要延长开关单元的启动时的接通时间，缩短软启动的工作期间。
[0023]因此，在开关单元的启动时向加热线圈急剧地流入过大的电流，在与加热线圈磁耦合的锅等被加热物中也急剧地感应产生电流而进行振动，从而存在产生“咚咚”那样的如敲打锅的异常声音的问题。[0024]产生上述那样的异常声音的问题可以通过缩短开关单元的启动时的接通时间、减小启动时流过加热线圈的电流来解决，但陷入了使逆变器电路的功率变换效率降低的困境。
[0025]此外，在缩短开关单元的接通时间，并在向开关单元施加了电压的状态下使开关单元导通时，在开关单元中流过过大的电流，产生较大电磁噪声，并且可能会由于开关单元中的损耗所引起的发热增大而损坏开关单元。
[0026]本发明的目的在于解决上述以往的感应加热装置中的各种课题，提供一种感应加热装置，该感应加热装置以不缩短软启动控制的上升时间的方式确保预定时间来进行逐渐增加输入功率的控制，由此能够防止逆变器电路中的开关元件的损坏和异常声音的产生，并且通过掌握两个逆变器电路的动作切换时的平均输入功率的降低量，能够将动作切换时的平均输入功率控制为预先设定的值。
[0027]在本发明中，提供一种具有在启动时不产生异常声音的结构，并且能够提高功率变换效率且抑制电磁噪声的产生的感应加热装置。
[0028]用于解决课题的手段
[0029]为了解决所述以往的感应加热装置中的课题，本发明的感应加热装置具有:
[0030]用于对被加热物进行感应加热的多个加热线圈；
[0031]逆变器电路，其向所述多个加热线圈供电；以及
[0032]控制部，其对所述逆变器电路进行驱动控制，
[0033]所述控制部通过从所述逆变器电路向各个加热线圈交替地供电来对被加热物进行感应加热，在该感应加热装置中，
[0034]所述控制部在向各个加热线圈的供电开始时，以使供给到所述加热线圈的功率从预先设定的最小值起逐渐增加而成为稳定功率值的方式进行软启动控制，在供给到所述加热线圈的功率达到了所述稳定功率值后，以直至向所述加热线圈的供电结束时为止一直维持所述稳定功率值的供给的方式控制所述逆变器电路，并且将所述稳定功率值设定为比供给到所述加热线圈的平均功率值大。
[0035]如上那样构成的本发明的感应加热装置通过将稳定功率设定为供给的平均功率以上，能够对软启动控制时的功率降低量进行补偿，从而将平均功率设定为目标值。因此，本发明的感应加热装置不需要缩短软启动控制中的上升时间，从而能够防止开关部的损坏和异常声音的产生，并且通过掌握多个逆变器电路的动作切换时的平均输入功率的降低量，能够将动作切换时的输入功率的平均值设为设定值。
[0036]发明的效果
[0037]本发明的感应加热装置以不缩短软启动控制的上升时间的方式确保预定时间来进行逐渐增加输入功率的控制，由此能够防止逆变器电路中的开关部的损坏和异常声音的产生，并且通过掌握多个逆变器电路的动作切换时的平均输入功率的降低量，能够将动作切换时的输入功率的平均值控制为设定值。此外，在本发明中，能够构成为在启动时不产生异常声音，并且能够提高功率变换效率且抑制电磁噪声的产生。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1是示出本发明的实施方式I的感应加热装置的电路结构的图。[0039]图2是本发明的实施方式I的感应加热装置中向逆变器电路中输入的输入功率的时序图。
[0040]图3是本发明的实施方式2的感应加热装置中向逆变器电路中输入的输入功率的时序图。
[0041]图4是本发明的实施方式3的感应加热装置中向逆变器电路中输入的输入功率的时序图。
[0042]图5是示出本发明的实施方式4的感应加热装置的电路结构的图。
[0043]图6是示出本发明的实施方式5的感应加热装置的电路结构的图。
[0044]图7是本发明的实施方式6的感应加热装置中的加热线圈的配置图。
[0045]图8是模块化地示出本发明的实施方式7的感应加热装置的一部分的电路图。
[0046]图9是图8所示的本发明的实施方式7的感应加热装置中的输入功率的时序图。
[0047]图10是示出本发明的实施方式7的感应加热装置的软启动控制时的输入功率的各区域(区域a、区域b和区域c)中的开关部的接通时间的波形图。
[0048]图11是本发明的实施方式8的感应加热装置中的输入功率的时序图。
[0049]图12是模块化地示出本发明的实施方式9的感应加热装置的一部分的电路图。
[0050]图13是本发明的实施方式9的感应加热装置中的输入功率的时序图。
[0051]图14是表示模块化地示出本发明的实施方式9的感应加热装置的一部分的另一结构的电路图。
【具体实施方式】
[0052]本发明的第I方式的感应加热装置具有:
[0053]用于对被加热物进行感应加热的多个加热线圈；
[0054]逆变器电路，其向所述多个加热线圈供电；以及
[0055]控制部，其对所述逆变器电路进行驱动控制，
[0056]所述控制部通过从所述逆变器电路向各个加热线圈交替地供电来对被加热物进行感应加热，在该感应加热装置中，
[0057]所述控制部在向各个加热线圈的供电开始的启动时，以使供给到所述加热线圈的功率从预先设定的最小值起逐渐增加而成为稳定功率值的方式进行软启动控制，在供给到所述加热线圈的功率达到了所述稳定功率值后，以直至向所述加热线圈的供电结束时为止一直维持所述稳定功率值的供给的方式控制所述逆变器电路，并且将所述稳定功率值设定为比供给到所述加热线圈的平均功率值大。
[0058]如上那样构成的本发明的感应加热装置以使得稳定功率值成为所供给的平均功率值以上的方式设定稳定功率，由此能够对软启动控制时的功率降低量进行补偿，从而将平均功率设定为目标值。此外，即使交替地切换接通断开动作来向多个加热线圈进行供电，也能够防止在作为被加热物的锅等中产生异常声音(锅响)，能够实现不会给使用者带来不舒适感的感应加热装置。
[0059]本发明的第2方式的感应加热装置是，所述第I方式的所述控制部构成为:通过变更稳定功率值，控制供给到所述加热线圈的平均功率。
[0060]如上那样构成的本发明的第2方式的感应加热装置能够控制平均功率，因此能够将平均功率改变为期望的值。此外，第2方式的感应加热装置能够将向各个加热线圈供给一轮的功率的期间设为恒定来进行功率控制，因此，即使在为了避免被加热物的温度波动而想高速进行切换时，也能够在不延长进行一轮的供电的期间的情况下进行功率控制。
[0061]本发明的第3方式的感应加热装置是，所述第I方式或第2方式的所述控制部构成为:通过对软启动控制的期间中的供电结束时刻进行变更，控制供给到所述加热线圈的平均功率。
[0062]如上那样构成的本发明的第3方式的感应加热装置能够控制平均功率，因此能够将平均功率改变为期望的值。此外，第3方式的感应加热装置能够在不改变稳定功率的情况下控制功率，因此在不增大设备的额定功率的情况下延迟供电结束时刻，由此来进行大功率供给。
[0063]在本发明的第4方式的感应加热装置中，所述第I方式?第3方式中的任意一个方式的所述控制部构成为:通过掌握在软启动控制的期间中供给到所述加热线圈的电能、在供给稳定功率的期间中供给到所述加热线圈的电能、和向各个所述加热线圈供电的动作进行一轮的时间，计算供给到所述加热线圈的平均功率。
[0064]如上那样构成的本发明的第4方式的感应加热装置能够掌握供给到逆变器电路的平均功率，因此能够计算出应该以怎样的程度变更稳定功率和供电结束时刻为好。
[0065]本发明的第5方式的感应加热装置是在所述第4方式中，所述感应加热装置具有:
[0066]电流测定部，其测定从电源供给到所述逆变器电路的电流；以及
[0067]计时部，其测定所述逆变器电路的工作状态的时间，
[0068]所述控制部构成为:根据所述电流测定部的输出值计算对所述逆变器电路的供给功率，并根据由所述计时部计测出的时间来掌握供给到所述逆变器电路的电能、和向各个所述加热线圈供电的动作进行一轮的时间。
[0069]如上那样构成的本发明的第5方式的感应加热装置能够通过管理时间来进行功率控制，因此即使是频率不同的区域也能够以相同状态控制工作时间。
[0070]本发明的第6方式的感应加热装置是在所述第4方式中，所述感应加热装置具有:
[0071]电流测定部，其测定从电源供给到逆变器电路的电流；
[0072]过零检测部，其检测所述电源的电压成为零电平的点；以及
[0073]功率计算部，其计算供给到所述逆变器电路的功率，
[0074]所述功率计算部构成为:与来自所述过零检测部的检测信号的频率同步地读取来自所述电流测定部的输出信号，并将过零信号输出到所述控制部，
[0075]所述控制部构成为:计算从过零信号的产生时到下一次过零信号的产生时为止的期间中输入到所述逆变器电路的功率值和/或电能。
[0076]如上那样构成的本发明的第6方式的感应加热装置能够以过零信号的检测为单位进行功率控制，因此即使不设置计时部也能够进行功率控制。
[0077]本发明的第7方式的感应加热装置是在所述第5方式中，所述感应加热装置具有:
[0078]过零检测部，其检测电源的电压成为零电平的点；以及[0079]功率计算部，其计算供给到所述逆变器电路的功率，
[0080]所述功率计算部构成为:与来自所述过零检测部的检测信号的频率同步地读取来自所述电流测定部的输出信号，并将过零信号输出到所述控制部，
[0081]所述控制部构成为:计算从过零信号的产生时到下一次过零信号的产生时为止的期间中输入到所述逆变器电路的功率值和/或电能。
[0082]如上那样构成的本发明的第7方式的感应加热装置能够通过管理时间来进行功率控制，因此即使是频率不同的区域也能够以相同状态控制工作时间。
[0083]在本发明的第8方式的感应加热装置中，所述第I方式?第7方式中的任意一个方式的各个所述加热线圈被配置成大致同心圆状，所述控制部构成为:使得供给到直径大的加热线圈的功率大于直径小的加热线圈。
[0084]如上那样构成的本发明的第8方式的感应加热装置能够使得从多个加热线圈供给的功率的密度接近，能够均匀地加热被加热物。此外，在被加热物是容器形状的情况下，通过直径大的外侧的加热线圈进行加热的被加热物的热量传递至容器的侧面，因此即使是相同的功率密度，被加热物的外侧温度也容易下降。因此，使得从直径大的外侧的加热线圈供给到被加热物的功率密度比从直径小的内侧的加热线圈供给到被加热物的功率密度略高，由此能够对传热量进行补偿而对被加热物进行均匀加热。
[0085]在本发明的第9方式的感应加热装置中，所述第I方式?第7方式中的任意一个方式的所述感应加热装置是烹调设备，各个所述加热线圈被配置成大致同心圆状，所述控制部构成为根据烹调顺序，改变供给到直径小的加热线圈和直径大的加热线圈的功率的比率。
[0086]在如上那样构成的本发明的第9方式的感应加热装置中，按照烹调内容和/或烹调场景，执行如下控制:控制供给到两个加热线圈的功率来进行均匀加热；向一个加热线圈供给更多的功率来进行不均匀加热；以及不向一个加热线圈供电。由此能够得到烹调内容和/或烹调场景特有的效果。因此，在本发明的第9方式的感应加热装置中，能够根据输入功率的比率情况实现任意的加热模式。
[0087]本发明的第10方式的感应加热装置是在所述第I方式中，所述感应加热装置还具有:
[0088]最小接通时间设定部，其在所述逆变器电路中的开关部能够采取的多个接通时间中，设定使得供给到所述加热线圈的功率值成为最小值的最小接通时间；
[0089]接通时间变量设定部，其设定所述开关部的接通时间的多个变量；
[0090]电流检测部，其检测从电源供给的输入电流；以及
[0091]电流设定部，其设定与所述输入电流的目标值对应的值，
[0092]所述控制部在所述开关部的启动时，将由所述最小接通时间设定部设定的最小接通时间设定为接通时间的初始值，在所述启动后，利用由所述接通时间变量设定部设定的接通时间的变量来改变所述开关部的接通时间，以达到由所述电流设定部设定的电流设定值的目标功率，
[0093]所述开关部能够采取的多个接通时间被分类成低功率供给侧的第I接通时间组、和高功率供给侧的第2接通时间组，所述低功率供给侧的第I接通时间组至少包含所述最小接通时间，所述高功率供给侧的第2接通时间组包含比所述第I接通时间组中包含的接通时间长的接通时间，并包含能够达到所述目标功率的接通时间，
[0094]所述开关部的接通时间从所述第I接通时间组中包含的接通时间转变至所述第2接通时间组中包含的接通时间时的接通时间的变量被设定为比所述第I接通时间组内的接通时间的变量以及所述第2接通时间组内的接通时间的变量大。
[0095]在如上那样构成的本发明的第10方式的感应加热装置中，防止从被加热物产生异常声音，在软启动控制期间中将启动时的接通时间设为最小接通时间来降低供给功率，并且使启动后的接通时间依照最大变量转变为第2接通时间组中包含的接通时间，由此能够抑制功率变换效率降低。
[0096]本发明的第11方式的感应加热装置是在所述第10方式中，第I接通时间组中包含的接通时间只有最小接通时间。
[0097]在如上那样构成的本发明的第11方式的感应加热装置中，控制为不从被加热物产生异常声音，且控制为能够使功率变换效率最高。
[0098]本发明的第12方式的感应加热装置是在所述第10方式或第11方式中，构成为至少在以最小接通时间进行工作时，在对所述开关部施加电压的状态下将所述开关部从断开控制为接通。
[0099]在如上那样构成的本发明的第12方式的感应加热装置中，能够将来自被加热物的异常声音的产生抑制到极限水平。这是为了能够实现以下目的:即使在开关部的启动时向开关部施加了电压的状态下使开关部进行了导通动作，也能够通过最大变量的活用而立即以不向开关部施加电压的状态进行导通动作，从而能够防止功率变换效率的降低。
[0100]本发明的第13方式的感应加热装置是在所述第10方式?第12方式中的任意一个方式中，构成为:所述开关部的启动时刻被设定在电源的过零点附近。
[0101]在如上那样构成的本发明的第13方式的感应加热装置中，接通时间的变更引起的供给功率变化量减小，因此在照明等中能够减少闪烁的产生。此外，如果施加到开关部的电压低、且供给的功率小，则接通时间切换时的损害更少，因此还能够有助于防止开关部的损坏。
[0102]虽然发明的新颖特征一定是所附权利要求中特别记载的特征，但关于结构和内容双方，通过与其他目的及特征结合并与附图一起阅读以下的详细说明，能够更好地理解并评价本发明。
[0103]以下，作为本发明的感应加热装置的实施方式，参照附图对具有加热线圈的感应加热装置进行说明。另外，本发明的感应加热装置不限于以下实施方式所记载的感应加热装置的结构，还包含基于与以下实施方式中说明的技术思想同等的技术思想和该【技术领域】中的技术常识而构成的感应加热装置。
[0104](实施方式I)
[0105]图1是示出本发明的实施方式I的感应加热装置的电路结构的图，示出了从电源经由逆变器电路向加热线圈供给高频电流为止的电路的连接状态。图2是本发明的实施方式I的感应加热装置中向逆变器电路中输入的输入功率的时序图，示出了与向被加热物的供电相关的控制。
[0106]在图1中，商用电源41与作为整流部的整流电路42连接，以用于将交流电源变换为直流电源。整流电路42可以设为如下结构:除了用于将交流电源变换为直流电源的二极管电桥以外，还包含对从二极管电桥输出的整流后的电源进行平滑的电路、以及不让因感应加热装置的动作产生的电磁噪声传播至电源41的滤波用的电感器和电容器。
[0107]在整流电路42的输出端连接有第I逆变器电路43和第2逆变器电路44。在第I逆变器电路43和第2逆变器电路44中分别包含至少由I个开关元件等构成的开关部，这些开关部进行接通断开动作，由此形成了比电源41的频率高的频率。另外，从防止发生可听到的声音、并且减少由于开关部反复进行接通断开动作而产生的开关损失的方面考虑，开关部的接通断开动作的频率大多被设为几十kHz。
[0108]在第I逆变器电路43和第2逆变器电路44的输出端，分别连接有用于对被加热物48进行感应加热的第I加热线圈45和第2加热线圈46。
[0109]第I逆变器电路43和第2逆变器电路44通过分别对第I加热线圈45和第2加热线圈46供给高频电流，从而在第I加热线圈45和第2加热线圈46中产生高频磁通。通过将该高频磁通供给到配置于第I加热线圈45和第2加热线圈46附近的被加热物48，在被加热物48中产生涡电流，根据该涡电流和被加热物48的固有电阻对被加热物48进行感应加热。
[0110]在第I逆变器电路43和第2逆变器电路44中包含的开关部(开关元件)的控制端子(例如如果是IGBT，则为栅极)上，连接有用于对开关部进行驱动控制的控制部47。控制部47通过将伴有受到控制的工作频率和占空比的接通断开信号输出到控制端子，对开关部进行驱动控制。
[0111]参照图2对如以上那样构成的实施方式I的感应加热装置的动作和作用进行说明。
[0112]在图2中，上部(a)的时序图示出了向第I逆变器电路43中输入的输入功率，下部(b)的时序图示出了向第2逆变器电路44中输入的输入功率。此处，从向逆变器电路43、44输入的输入功率减去损失后的值就是供给到被加热物48的供给功率，所述损失有由于逆变器电路内具有的开关部(开关元件)的开关动作而产生的开关损失、和由于在以加热线圈45、46为代表的感应加热装置的构成部件中流过的电流而产生的导通损失等。
[0113]但是，感应加热装置的加热效率通常较高、且与向逆变器电路43、44中输入的输入功率对应的开关损失和导通损失较小，因此向逆变器电路43、44中输入的输入功率可看作是与供给到被加热物48的功率大致相同。
[0114]对实施方式I中的第I逆变器电路43和第2逆变器电路44交替地输入功率。因此，根据实施方式I的结构，不会对第I逆变器电路43和第2逆变器电路44同时输入功率，因此能够防止第I逆变器电路43与第2逆变器电路44的工作频率之差引起的呜呜干扰声的产生，能够提供不给使用者带来不舒适感的感应加热装置。
[0115]此外，在向第I逆变器电路43输入的输入功率和向第2逆变器电路44输入的输入功率中，彼此的最大输入功率(稳定功率)不会在相同的时间段重叠，因此，对感应加热装置输入的输入功率，即向第I逆变器电路43中输入的输入功率与向第2逆变器电路44中输入的输入功率之和不会超过仅第I逆变器电路43或第2逆变器电路44中的一个逆变器电路进行工作时的稳定功率。
[0116]因此，在实施方式I的感应加热装置中，不需要将感应加热装置的额定功率设定为比稳定功率高，成为这样的结构:即使是功率容量较小的电源41，也能够使感应加热装置工作。
[0117]对于实施方式I的感应加热装置的第I逆变器电路43和第2逆变器电路44的控制，如图2中的区域A和区域D所示，进行了软启动控制，该软启动控制是:在第I逆变器电路43 (第I加热线圈45)和第2逆变器电路44 (第2加热线圈46)各自的供电开始时，将供给到各个逆变器电路43、44的功率从预先设定的最小值(最小功率)逐渐增加到预定值(稳定功率)。此处，供给到逆变器电路43、44的功率的最小值是至少小于稳定功率值的1/2的值。
[0118]通常，在从未向逆变器电路输入电力的状态转移到输入电力的状态时，由于充电到逆变器电路的构成部件的电荷等的作用，在逆变器电路中产生一瞬间流过大电流的突入电流。在实施方式I的感应加热装置中，如上述那样进行软启动控制，减小供电开始的启动时向逆变器电路43、44中输入的输入功率，由此能够减小突入电流，因此能够抑制突入电流引起的逆变器电路43、44的损坏和噪声的产生，使逆变器电路43、44安全工作。
[0119]此外，在产生了较大突入电流的情况下，在加热线圈中急剧产生强磁通，并与被加热物磁耦合，从而使被加热物振动而成为锅响等异常声音的产生原因。因此，在实施方式I的感应加热装置中，通过如上那样进行软启动控制，能够减小供电开始时向逆变器电路中输入的输入功率，减少锅响等异常声音的产生。
[0120]并且，在实施方式I的感应加热装置中，在使供给到逆变器电路的功率从预先设定的最小值起逐渐增加的软启动控制期间中，能够判断是否配置了适合利用第I加热线圈45和第2加热线圈46进行感应加热的被加热物48。在判断为配置了不合适的被加热物48的情况下，在向逆变器电路43、44中输入的输入功率达到稳定功率前停止向该逆变器43、44输入功率，由此能够防止逆变器电路43、44的损坏，使逆变器电路43、44稳定地工作。
[0121]如图2的(a)所示，第I逆变器电路43中，在软启动控制后，向第I逆变器电路43中输入的输入功率达到第I稳定功率PSl时，从区域A转移到区域B，以维持预定期间的第I稳定功率PSl的方式对第I逆变器电路43进行驱动控制。另一方面，如图2的(b)所示，第2逆变器电路44中，在向第2逆变器电路44中输入的输入功率达到第2稳定功率PS2时，从区域D转移到区域E，以维持预定期间的第2稳定功率PS2的方式对第2逆变器电路44进行驱动控制。
[0122]在作为稳定功率输入期间的区域B中将第I稳定功率PSl输入到第I逆变器电路43后，停止第I逆变器电路43，由此转移到作为停顿(dead time)期间的区域C。同样，在作为稳定功率输入期间的区域E中将第2稳定功率PS2输入到第2逆变器电路44后，停止第2逆变器电路44，由此转移到作为停顿期间的区域F。
[0123]在构成为向第I逆变器电路43中输入的输入功率和向第2逆变器电路44中输入的输入功率的输入时刻重叠的情况下，可能会产生第I逆变器电路43和第2逆变器电路44的工作频率差引起的可听到的声音，在感应加热装置的构成部件等中产生因磁场的干扰引起的感应电压，从而可能损坏感应加热装置。因此，为了防止这样的原因引起的损坏，在实施方式I的感应加热装置中，设定了区域C和区域F作为停顿期间，从而设置了两个逆变器电路43、44的工作停止期间。另外，只要能够设计成不引起感应加热装置的损坏，则设置上述那样的区域C和区域F不是必需的条件。
[0124]在实施方式I的感应加热装置中，将图2所示的区域A至区域F的动作设为I个周期，通过反复这些区域的动作，对被加热物48进行供电。向第I逆变器电路43中输入的输入功率的第I平均功率PA1、即从第I加热线圈45供给到被加热物48的第I平均功率PAl是将作为软启动控制期间的区域A中输入到第I逆变器电路43的输入电能、与作为稳定功率输入期间的区域B中输入到第I逆变器电路43的输入电能之和除以区域A至区域F的期间即周期T而得到的功率。
[0125]同样，从第2加热线圈46供给到被加热物48的第2平均功率PA2是将作为软启动控制期间的区域D中输入到第2逆变器电路44的输入电能、与作为稳定功率输入期间的区域E中输入到第2逆变器电路44的输入电能之和除以区域A至区域F的期间即周期T而得到的功率。
[0126]在被第I加热线圈45供电的被加热物48与被第2加热线圈46供电的被加热物48是同一被加热物48的情况下，第I平均功率PAl与第2平均功率PA2之和是供给到被加热物48的总功率。此外，在被第I加热线圈45供电的被加热物48与被第2加热线圈46供电的被加热物48是彼此独立的被加热物48、48的情况下，将第I平均功率PAl和第2平均功率PA2分别供给到被加热物。
[0127]在加热装置的情况下，被加热物自身的温度变化量、以及作为被加热物的容器的内容物的温度变化量和蒸发量等由供给到被加热物的平均功率决定。因此，在交替地切换供给输入功率的加热线圈的实施方式I的感应加热装置中，需要控制第I平均功率PAl和第2平均功率PA2。
[0128]随着周期T的时间变长，从一个加热线圈向被加热物供电的时间变长，相对地，不从另一个加热线圈向被加热物供电的时间变长。因此，供电时、与不供电时的各个加热线圈附近的被加热物的温度差变大。因此，为了减小被加热物的温度差来均匀进行加热，周期T优选尽可能地短。
[0129]与其他区域相比，作为两个逆变器电路43、44的工作停止期间的区域C和区域F是极短的时间。因此，为了缩短周期T，需要进行区域A、区域D的软启动控制期间的缩短、或者区域B、区域E的稳定功率输入期间的缩短中的任意一个方式。
[0130]为了在第I稳定功率PSl和第2稳定功率PS2不变的情况下，即使缩短作为软启动控制期间的区域A和区域D，也将稳定功率输入到逆变器电路43、44，需要将构成逆变器电路43、44的开关部的驱动频率和/或接通断开比率的变化幅度设定得较大。在这样进行了设定的情况下，在使供给到逆变器电路43、44的功率从最小值起逐渐增加的软启动控制期间中，判断被加热物48是否适合该感应加热装置的判断时间缩短，难以进行准确的判断。
[0131]此外，由于开关部的驱动频率和/或接通断开比率的变化幅度较大，因此在配置了不合适的被加热物48时，会瞬时到达逆变器电路43、44被损坏的工作区域，从而难以使逆变器电路43、44稳定工作。
[0132]并且，在通过改变开关部的驱动频率来控制向逆变器电路中输入的输入功率的情况下，当软启动控制期间的频率变动急剧时，可能会产生因驱动频率的每单位时间的变化量Λf而引起的锅响等异常声音。
[0133]从以上的方面考虑，不希望增大开关部的驱动频率和接通断开比率的变化幅度，不希望缩短作为软启动控制期间的区域A和区域D。
[0134]因此，理想的方式是通过缩短区域B、区域E的稳定功率输入期间来缩短周期T。但是，在缩短稳定功率输入期间的情况下，区域A和区域D这样的供电不多的区域、和作为停顿期间的区域C和区域F这样的完全不供电的区域在周期T中所占的比例增加，存在第I平均功率PAl和第2平均功率PA2与第I稳定功率PSl和第2稳定功率PS2相比进一步减少的问题。
[0135]例如在第I加热线圈45和第2加热线圈46对同一被加热物48供电，且第I稳定功率PSl和第2稳定功率PS2是相同功率时，如果区域B和区域E的稳定功率输入期间远长于其他区域，则能够将供给到被加热物48的功率视作与第I平均功率PAl (第2平均功率PA2)大致相同的功率。但是，在需要缩短区域B和区域E的稳定功率输入期间(区域B的时间并非远远长于区域A)的实施方式I的感应加热装置的结构中，为了将供给到被加热物48的第I平均功率PAl和第2平均功率PA2控制成适于加热状况的值，必须将第I平均功率PAl和第2平均功率PA2控制成与第I稳定功率PSl和第2稳定功率PS2不同的值。
[0136]因此，在实施方式I的感应加热装置中，将第I稳定功率PSl和第2稳定功率PS2设定为超过第I平均功率PAl和第2平均功率PA2，由此，即使为了对被加热物48均匀进行加热而缩短周期T，也能够将第I平均功率PAl和第2平均功率PA2控制为所需的功率值。
[0137]另外，根据发明人的实验结果，当区域B的期间相对于区域A的期间的比例为大致同一数量级(10倍以下)时，稳定功率与平均功率之差增大，成为出现了使用者感觉到感应加热装置的使用便利性较差的不良影响的程度。此外，区域B的期间相对于区域A的期间的比例是大致同一数量级的条件是将区域C和区域F的停顿期间设为零的时候，越将区域C、区域F的期间设定得长，区域B的期间相对于区域A的期间的比例越不处于同一数量级，即使在超过10倍的情况下，稳定功率与平均功率之差也增大，成为出现了感觉到感应加热装置的使用便利性较差的不良影响的程度。
[0138]另外，在实施方式I的感应加热装置中，说明了在作为稳定功率输入期间的区域B和区域E中，将作为恒定值的稳定功率持续输入到逆变器电路43、44的结构，但本发明不限于这样的结构，输入到逆变器电路43、44的功率可以是在区域B和区域E中稍微上下变动的功率。总之，只要在区域B和区域E的一定期间中将作为目标的平均功率以上的稳定功率输入到逆变器电路43、44，即可起到本发明的效果。
[0139](实施方式2)
[0140]图3是本发明的实施方式2的感应加热装置中向逆变器电路中输入的输入功率的时序图，示出了与向被加热物的供电相关的控制方法。实施方式2的感应加热装置具体示出了上述实施方式I的感应加热装置中向逆变器电路中输入的输入功率的控制方法。另夕卜，在实施方式2的说明中，对表示与实施方式I的感应加热装置中的要素相同的功能、结构、动作的要素标注相同标号，其说明引用实施方式I的说明。
[0141]图3示出了在通过实施方式I中图2所示的控制方法对被加热物供电的感应加热装置中，进一步增大向第I逆变器电路43中输入的输入功率的平均功率(PA3)和向第2逆变器电路44中输入的输入功率的平均功率(PA4)时的控制方法。
[0142]如图3所示，在实施方式2的感应加热装置中，软启动控制期间的功率变化率(每单位时间的输入功率的变化率)与实施方式I中的软启动控制期间的功率变化率相比，没有变更而是相同的。因此，在实施方式2的感应加热装置中，表示功率变化率的图3中的软启动控制期间(区域A、D)的输入功率的斜率与图2所示的情况相同。但是，在实施方式2的感应加热装置中，使稳定功率输入期间(区域B、E)中输入到第I逆变器电路43和第2逆变器电路44的稳定功率(PS3、PS4)增大。
[0143]如图3所示，稳定功率输入期间(区域B)中向第I逆变器电路43中输入的输入功率是比实施方式I中的第I稳定功率PSl大的第3稳定功率PS3。此外，稳定功率输入期间(区域E)中向第2逆变器电路44中输入的输入功率是比实施方式I中的第2稳定功率PS2大的第4稳定功率PS4。
[0144]如上所述，在实施方式2中，与第I稳定功率PSl和第2稳定功率PS2相比，分别将第3稳定功率PS3和第4稳定功率PS4设定得较大，伴随于此，区域A和区域D的软启动控制期间增长。此外，区域A至区域F的周期T的时间与实施方式I中的周期T相同，因此区域B和区域E的稳定功率输入期间缩短。
[0145]通过使用实施方式2中的控制方法，在区域A和区域B这两个期间中输入到第I逆变器电路43的电能、和在区域D和区域E这两个期间中输入到第2逆变器电路44的电能增加。因此，用电能除以与图2所示的周期T相同的周期T后的第3平均功率PA3和第4平均功率PA4也增加。反之，在实施方式2的控制方法中，还能够通过供给比第I稳定功率PSl和第2稳定功率PS2小的稳定功率，减少供给到各个逆变器电路43、44的平均功率。因此，在实施方式2的控制方法中，能够通过控制稳定功率，对供给到被加热物的功率进行控制。
[0146]在实施方式2的控制方法中，即使在为了减小被加热物中的温度差、对被加热物均匀进行加热而缩短了周期T的情况下，也能够通过将输入到逆变器电路的输入功率的稳定功率设定得较大，来增大平均功率。因此，通过使用实施方式2中的控制方法，能够利用不同的平均功率对被加热物进行均匀加热。
[0147](实施方式3)
[0148]图4是本发明的实施方式3的感应加热装置中向逆变器电路中输入的输入功率的时序图，示出了与向被加热物的供电相关的控制。实施方式3的感应加热装置与上述实施方式2的感应加热装置中向逆变器电路中输入的输入功率的控制方法不同。另外，在实施方式3的说明中，对表示与实施方式I和实施方式2的感应加热装置中的要素相同的功能、结构、动作的要素标注相同标号，其说明引用实施方式I和实施方式2的说明。
[0149]图4示出了在通过图2所示的控制方法对被加热物供电的实施方式3的感应加热装置中，增大向第I逆变器电路43中输入的输入功率的平均功率PA3和向第2逆变器电路44中输入的输入功率的平均功率PA4时的控制方法。
[0150]如图4所示，在实施方式3的感应加热装置中，软启动控制时的功率变化率、向各逆变器电路43、44中输入的输入功率的稳定功率PS1、PS2的各条件与图2所示的实施方式I中的条件相比没有变更，因此区域A和区域D的软启动控制期间相同。但是，向各逆变器电路43、44中输入的输入功率维持稳定功率的区域B和区域E的稳定功率输入期间比图2所示的期间长。伴随于此，区域A至区域F的期间即周期Tl也比图2所示的周期T长。
[0151]其结果，区域B和区域E的稳定功率输入期间在周期Tl中所占的比例增加，相比于图2所示的第I平均功率PAl和第2平均功率PA2，图4所示的第3平均功率PA3和第4平均功率PA4增加。
[0152]即，即使在将作为感应加热装置的额定功率的向逆变器电路中输入的输入功率的稳定功率设定为固定值的状态下，也能够通过将周期Tl设定得较长，增大供给到被加热物的功率。
[0153]反之，能够通过缩短区域A至区域F的期间即周期、也就是作为稳定功率输入期间的区域B和区域E，减少供给到逆变器电路的平均功率。因此，在实施方式3的感应加热装置的控制方法中，能够通过控制周期将供给到被加热物的功率控制成期望的状态。
[0154]另外，实施方式2中的控制方法控制稳定功率，实施方式3中的控制方法控制周期，在这点上不同，但均是最终控制平均功率的手段。因此，还能够构成如下控制方法:通过组合实施方式2和实施方式3中的控制方法，灵活运用稳定功率和周期这两个变量，来控制平均功率。
[0155](实施方式4)
[0156]图5是示出本发明的实施方式4的感应加热装置的电路结构的图，示出从电源经由逆变器电路向加热线圈供给高频电流为止的电路的连接状态。在实施方式4的感应加热装置中，与上述实施方式I至实施方式3的结构的不同之处在于，设有以下部分:作为测定从电源流向逆变器电路的电流的测定单元的测定部、和作为测定逆变器电路的各工作模式(工作状态)下的工作时间的计时单元的计时部。另外，在实施方式4的说明中，对表示与实施方式I至实施方式3的感应加热装置中的要素相同的功能、结构、动作的要素标注相同标号，其说明引用实施方式I至实施方式3的说明。
[0157]如图5所示，在实施方式4的感应加热装置中，设置有作为电流测定单元的电流测定部49，该电流测定部49用于测定从商用电源41流向第I逆变器电路43和第2逆变器电路44的电流。作为电流测定部49，例如可以采用电流互感器(CT)，该电流互感器利用了伴随流过的电流值而产生电动势的构造。
[0158]在实施方式4的感应加热装置中，是控制两个逆变器电路43、44的结构，但电源41是公共的，从该电源41向两个逆变器电路43、44交替地供电，因此可以在整流电路42的输入侧设置I个输入电流测定部，测定流向各个逆变器电路43、44的电流。
[0159]通过将电流测定部49中形成的输出信号输入到控制部47，控制部47掌握向处于工作中的逆变器电路43、44中输入的输入功率的值，并根据该输入功率的值，向各个逆变器电路43、44输出接下来的控制信号，从而控制向逆变器电路43、44中输入的输入功率。此处，商用电源41的电压是大致恒定的，因此通过由电流测定部49测定输入电流，能够掌握向逆变器电路43、44中输入的输入功率。
[0160]在实施方式4的感应加热装置中，在例如图2所示的控制方法的情况下，进行软启动控制的区域A和区域D的软启动控制期间、与供给稳定功率的区域B和区域E的稳定功率输入期间之间没有显著差异，因此区域A中的输入电能在输入到第I逆变器电路43的输入功率的总电能中所占的比率、和区域D中的输入电能在输入到第2逆变器电路44的输入功率的总电能中所占的比率高，在掌握第I平均功率PAl和第2平均功率PA2的方面不能忽视软启动控制期间中输入到逆变器电路43、44的输入电能。
[0161]因此，在实施方式4的感应加热装置中，通过由计时部50测定区域A和区域D的时间，能够掌握软启动控制期间中输入到逆变器电路43、44中的输入电能，将供给到被加热物48的平均功率控制成在操作部(未图示)中设定的值、或在过程内预先确定的值。
[0162]接着，对实施方式4的感应加热装置中的平均功率的控制方法进行说明。[0163]在第I逆变器电路43进行软启动控制时(图2中的区域A)，电流测定部49时刻地测定从电源41流向第I逆变器电路43的电流值，并将基于测定出的电流值的信号输出到控制部47。
[0164]控制部47控制第I逆变器电路43，以成为在第I稳定功率PSl被输入到第I逆变器电路43时流过的电流值。控制部47被输入由计时部50测定出的区域A的时间而能够掌握周期T中的区域A的比率。
[0165]如图3所示，在控制稳定功率且不变更图2所示的周期T的情况下，为了使得向第I逆变器电路43中输入的输入功率的第I平均功率PAl增大为第3平均功率PA3，需要将第I稳定功率PSl增大为第3稳定功率PS3。
[0166]在将根据向第I逆变器电路43中输入的输入功率和向第2逆变器电路44中输入的输入功率之间的关系确定的周期T中的区域A和区域B的期间固定为恒定的情况下，能够通过测定区域A的时间来掌握区域A和区域B相对于周期T的比率。此外，能够提供如下这样的感应加热装置:通过掌握区域A中的输入功率，能够求出使得平均功率值成为设定值的第3稳定功率PS3，因此，通过进行在加热刚刚开始之后的启动时将功率设定得较低、在软启动控制期间的最终阶段接近能够得到所设定的平均功率的稳定功率的控制，来供给所设定的平均功率。
[0167]另外，例如如果是煮饭器的煮饭锅等这样的被加热物固定的情况，若将加热刚刚开始之后的启动时的功率设定为与作为设定值的平均功率值的第3稳定功率PS3接近的值，则能够减小使平均功率逐渐接近设定值这样的时间损失。
[0168]此外，如果存储有已进行了一次加热的被加热物48的目标稳定功率，则在之后的控制中将所存储的稳定功率立刻设为目标值即可，从而能够提供使用便利性良好的感应加热装置。
[0169]并且，如果被加热物48是固定的，且预先确定了逆变器电路的工作时间，则能够计算出在软启动控制期间供给的功率，并且能够导出希望输入到逆变器电路的平均功率与稳定功率之间的关系，因此能够根据希望输入到逆变器电路的平均功率来设定稳定功率。并且，通过控制成在区域A和区域B相加后的时间成为逆变器电路的工作时间的时刻停止逆变器电路，能够将输入到逆变器电路的平均功率设定为期望的值。
[0170]此外，在实施方式4的感应加热装置中对两个逆变器电路进行了控制，但由于电源41是公共的，并交替地进行供电，因此成为能够由I个电流测定部测定输入功率并反映到控制中的结构。
[0171](实施方式5)
[0172]图6是示出本发明的实施方式5的感应加热装置的电路结构的图，示出从电源经由逆变器电路向加热线圈供给高频电流为止的电路的连接状态。在实施方式5的感应加热装置中，与上述实施方式I至实施方式4的结构的不同之处在于，设置有以下部分:作为过零检测单元的过零检测部，其检测电源电压成为零电平的情况；以及作为功率计算单元的功率计算部，其掌握从电源输入到感应加热装置的每时每刻的功率。另外，在实施方式5的说明中，对表示与实施方式I至实施方式4的感应加热装置中的要素相同的功能、结构、动作的要素标注相同标号，其说明引用实施方式I至实施方式4的说明。
[0173]如图6所示，在实施方式5的感应加热装置中，设置有电流测定部49，该电流测定部49用于测定流向第I逆变器电路43和第2逆变器电路44的电流。作为电流测定部49，例如可以采用电流互感器(CT)，该电流互感器利用了伴随流过的电流值而产生电动势的构造。将根据电流测定部49中测定出的电流值形成的输出信号输入到功率计算部52，由此功率计算部52掌握向各逆变器电路43、44中输入的输入功率。
[0174]被输入了来自功率计算部52的信号的控制部47通过向处于工作中的逆变器电路43、44输出接下来的控制信号，控制向逆变器电路43、44中输入的输入功率。此处，商用电源41的电压是大致恒定的，因此通过由电流测定部49测定输入电流，能够掌握向逆变器电路43、44中输入的输入功率。
[0175]在实施方式5的感应加热装置中，在例如图2所示的控制方法的情况下，进行软启动控制的区域A和区域D的软启动控制期间、与供给稳定功率的区域B和区域E的稳定功率输入期间之间没有显著差异，因此区域A中的输入电能在向第I逆变器电路43中输入的输入功率的总电能中所占的比率、和区域D中的输入电能在向第2逆变器电路44中输入的输入功率的总电能中所占的比率高，在掌握第I平均功率PAl和第2平均功率PA2的方面不能忽视软启动控制期间中向逆变器电路43、44中输入的输入功率。
[0176]因此，在实施方式5的感应加热装置中，通过由计时部50测定区域A和区域D的时间，能够掌握软启动控制期间中向逆变器电路43、44中输入的输入功率，将供给到被加热物48的平均功率控制成在操作部(未图示)中设定的值、或在过程内预先确定的值。
[0177]接着，对实施方式5的感应加热装置中的平均功率的控制方法进行说明。
[0178]在第I逆变器电路43进行软启动控制时(图2中的区域A)，电流测定部49时刻地测定从电源41流向第I逆变器电路43的电流值，并将基于测定出的电流值的信号输出到控制部47。
[0179]在实施方式5的感应加热装置中，将交流电源41的电压与零电平交叉时产生的过零检测部51的输出信号用作触发的最小单位，功率计算部52与过零检测部51的输出信号同步地、且在交流电压不为零电平的时候检测从电流测定部49输出的信号。功率计算部52根据其检测值计算在过零信号的期间中输入到逆变器电路43、44的功率。通常即使是软启动控制期间，从过零点到下一过零点为止的期间(半波期间)内也不对控制信号进行变更，因此如果在半波期间中仅在I点从电流测定部49检测到输出信号，则能够进行功率的计算。
[0180]在实施方式5的感应加热装置中，如上述那样反复进行功率的计算直到向逆变器电路43、44中输入的输入功率成为稳定值为止，并且通过将这些计算出的电能相加，能够掌握在软启动控制期间中输入到逆变器电路43、44的电能。
[0181]如使用图4在实施方式3中说明的那样，为了在功率控制中不变更稳定功率的情况下，增大输入到第I逆变器电路43的平均功率，需要延长逆变器电路43以第I稳定功率PSl进行工作的区域B的时间。
[0182]区域B中向第I逆变器电路43中输入的输入电能是稳定功率输入期间中的输入电能，因此能够容易地进行计算。此外，从区域C到区域F中，对第I逆变器电路43的供给功率为零。因此，通过掌握输入功率时刻发生变化的区域A的电能，能够以使平均功率成为设定值的方式计算区域B的稳定功率输入期间的长度。
[0183]另外，在实施方式5中，通过对过零信号进行计数，能够按照周期Tl中包含的过零次数与区域A和区域B中包含的过零次数的比率进行功率控制。因此，即使不设置实施方式4中说明的作为计时单元的计时部50也能够进行功率控制，但通过一并使用计时部50进行功率控制，能够进行精度更高的控制。
[0184]此外，如果被加热物48是固定的，且预先确定了稳定功率，则能够计算在软启动控制期间供给的电能，并且能够导出希望输入到逆变器电路的平均功率与逆变器电路的工作时间之间的关系，因此能够根据希望输入到逆变器电路的平均功率来设定逆变器电路的工作时间。并且，通过控制成在区域A和区域B相加后的时间成为逆变器电路的工作时间的时刻停止逆变器电路，能够将输入到逆变器电路的平均功率设定为期望的值。
[0185]此外，在实施方式5的感应加热装置中，通过使功率的计算与过零检测部51的输出信号同步，从而该过零期间成为最小计算单位，但例如可以在每当过零检测部51改变两次信号时进行功率计算，最小计算单位不限于实施方式5的过零检测部51的过零期间。
[0186](实施方式6)
[0187]图7是本发明的实施方式6的感应加热装置中的加热线圈的配置图。实施方式6的感应加热装置与上述实施方式I至实施方式5的不同之处在于:具体地明示了多个加热线圈的配置。另外，在实施方式6的说明中，对表示与实施方式I至实施方式5的感应加热装置中的要素相同的功能、结构、动作的要素标注相同标号，其说明引用实施方式I至实施方式5的说明。
[0188]如图7所示，在实施方式6的感应加热装置中，第I加热线圈45和第2加热线圈46被配置成大致同心圆状。第I加热线圈45是小直径的，配置于内侧，第2加热线圈46的直径比第I加热线圈45大，配置于外侧。
[0189]在实施方式6的感应加热装置中，使用了感应加热烹调器作为感应加热装置，感应加热烹调器中作为被加热物48的锅、和煮饭器中作为被加热物48的煮饭锅等的被载置到感应加热烹调器进行加热的部分大多情况下为圆形。因此，通过如图7所示那样呈同心圆状地配置多个加热线圈，能够对作为被加热物48的锅或煮饭锅的整个底面高效地加热。
[0190]此外，在感应加热装置中，在加热线圈的直径较小的情况下，加热线圈的中心侧部分与外周侧部分的距离较近，因此在加热线圈中容易产生磁通的相互抵消。因此，即使针对具有与大直径的加热线圈相同水平的线圈厚度/线圈线密度/耦合状态的小直径的加热线圈流过与大直径的加热线圈相同的电流，对于小直径线圈一方而言，供给到被加热物的每单位面积的功率也较小。
[0191]因此，在对被加热物48进行均匀加热的情况下，需要在内侧的加热线圈中流过比在外侧的加热线圈中流过的电流大的电流。在图7所示的加热线圈45、46的配置图中，夕卜侧的第2加热线圈46的面积比内侧的第I加热线圈45的面积大。因此，从进行均匀加热这一点考虑，因为与两个加热线圈46、46连接的逆变器电路43、44的输入功率的比率和加热线圈的俯视面积大致成比例，因此，对于向逆变器电路43、44中的输入功率，向与外侧的第2加热线圈46连接的第2逆变器电路44中输入的平均输入功率更大。
[0192]在实施方式6的感应加热装置中，交替地切换供给到各个加热线圈45、46的功率值，因此将外侧的第2加热线圈46的稳定功率设为比内侧的第I加热线圈45的稳定功率大，由此能够对被加热物48进行均匀加热。并且/或者，在实施方式6的感应加热装置中，能够通过将向外侧的第2加热线圈46供给稳定功率的稳定功率输入期间的时间设为比向内侧的第I加热线圈45供给稳定功率的稳定功率输入期间的时间长，来对被加热物48进行均匀加热。
[0193]此外，为了通过交替地切换供给到各个加热线圈45、46的功率的本发明的实施方式6中的控制方法，实现对被加热物48的均匀加热，需要加快进行切换的周期，以减小加热线圈上的被加热物48的温度的波动幅度。尤其是，在作为被加热物48的锅等内容物处于沸腾状态时，在进行切换的周期慢的情况下，仅在进行加热时才会产生沸腾时产生的气泡上升，气泡上升是间断地产生的，因此认为会在烹调时给使用者带来不舒适感，并且影响到烹调性能。
[0194]根据发明人的实验结果，确认到:作为交替地切换供给到加热线圈45、46的功率的周期，只要不在大约4秒以下，就会显著地出现使用者感觉到的沸腾感的差异。此外，根据发明人的实验结果可知，为了可靠地成为不让使用者有不舒适感的状态，期望将周期设为大约2秒以下。
[0195]在实施方式6的感应加热装置中，考虑了软启动控制时的输入功率来计算平均功率，并反映到逆变器电路的控制中，因此成为如下结构:即使高速地切换多个逆变器电路而频繁进行软启动控制，也能够正确地供给所设定的平均功率。
[0196]此外，实施方式6的感应加热装置能够任意调节配置于内侧的第I加热线圈45和配置于外侧的第2加热线圈46的功率，因此不限于对被加热物48的均匀加热，还能够增大供给到配置于内侧的第I加热线圈45的功率、或者反之增大供给到配置于外侧的第2加热线圈46的功率。
[0197]而且，在实施方式6的感应加热装置中，构成为能够停止与一个加热线圈连接的逆变器电路，仅向配置于内侧的第I加热线圈45、或仅向配置于外侧的第2加热线圈46进行供电。
[0198]如上所述，在实施方式6的感应加热装置中，构成为能够生成任意的加热模式，可靠地进行与以各种烹调场景为代表的加热状况相适合的供电。
[0199]在本发明的上述各实施方式中，作为向逆变器电路中输入的输入功率的控制方法，对变更稳定功率的控制方法进行了说明，但在电气设备中设有额定功率，即使是瞬时功率也不希望超过额定功率。
[0200]因此，在本发明的感应加热装置中，在即使将稳定功率增大至额定功率也无法得到期望的平均功率的情况下，也可以组合延长周期T这样的两个控制方式来控制功率。
[0201 ] 在本发明的上述实施方式I至实施方式6中，还设置了区域C和区域F进行控制，使得向第I逆变器电路43中输入的输入功率与向第2逆变器电路44中输入的输入功率不重叠，但只要不损坏逆变器电路，并且以同一频率对各个逆变器电路进行驱动控制等，防止呜呜干扰声的产生，就可以构成为向多个逆变器电路同时输入功率的控制方法。
[0202]此外，在本发明的上述实施方式I至实施方式6中，在各个加热线圈上连接了独立的逆变器电路，但如果是能够用I个逆变器电路调节供给到多个加热线圈的功率的逆变器电路结构，则不需要在每个加热线圈上连接独立的逆变器电路。
[0203]此外，在本发明的上述实施方式I至实施方式6中，说明了从维持稳定功率值的区域B和区域E转变到停止向逆变器电路中输入的输入功率的区域C和区域F的状态，但在输入到加热线圈的功率极小的情况下，有时还会产生如下这样的控制模式:在输入功率达到稳定功率值之前停止向加热线圈的供电、即在区域A后立即开始区域C。
[0204]但是，只要是掌握软启动控制时的输入功率和/或时间来进行控制的本发明的感应加热装置，则即使在区域A后立即开始区域C那样的控制模式的情况下，也能够可靠地掌握输入功率，能够将平均功率控制成期望的设定值。
[0205]此外，在本发明的上述实施方式I至实施方式6中，以不变更软启动控制期间中的功率变化率的条件进行了说明，但只要是可调整为在产生了锅响等异常声音时能够可靠地防止声音产生的结构，则也可以构成为可对功率变化率进行调整。
[0206]并且，在本发明的上述实施方式I至实施方式6中，说明了使用两个加热线圈的情况，但即使在使用了 3个以上的加热线圈的情况下，也同样能够通过切换将期望的平均功率供给到被加热物48。
[0207]本发明的感应加热装置将稳定值设定为超过供给到被加热物的功率设定值的值，因此，针对软启动控制时的功率降低，供给超过设定值的稳定值的功率，对软启动控制时的功率降低进行补偿，从而能够将供给到被加热物的平均功率控制成设定值。此外，在本发明的感应加热装置中，关于在向多个加热线圈交替地供电的情况下在动作切换时产生的软启动控制时的功率降低，也能够通过供给超过设定值的稳定值的功率，对软启动控制时的功率降低进行补偿而将供给到被加热物的平均功率控制成设定值。
[0208]并且，通过使用本发明的感应加热装置的功率控制方法，能够将期望的平均功率供给到被加热物，并且能够对被加热物进行均匀加热，并且在向多个加热线圈交替地供电的情况下，能够通过提高供给到一个加热线圈的功率的比率，对被加热物进行不均匀加热。
[0209]如上所述，在本发明的上述实施方式I至实施方式6中，向多个加热线圈交替地进行供电，且能够实现如下3个特征:将期望的平均功率供给到被加热物；对被加热物进行均匀加热；以及提高供给到一个加热线圈的功率的比率来进行不均匀加热。
[0210](实施方式7)
[0211]以下，参照附图对本发明的实施方式7的感应加热装置进行说明。以下说明的本发明的实施方式7至实施方式9的感应加热装置在上述实施方式I至实施方式6所说明的本发明的感应加热装置中，特别设为在开关单元的启动时不产生异常声音的结构，并且说明能够提高功率变换效率、且抑制电磁噪声的产生的感应加热装置的结构。另外，在实施方式7和实施方式8中，对具有I个加热线圈的感应加热装置进行说明，但在具有多个加热线圈的感应加热装置中也能够应用。
[0212]在本发明的实施方式7的说明中，对表示与实施方式I至实施方式6的感应加热装置中的要素相同的功能、结构、动作的要素标注相同标号，其说明引用实施方式I至实施方式6的说明。
[0213]图8是模块化地示出本发明的实施方式7的感应加热装置的一部分的电路图。在图8中，用模块图来表示从电源经由逆变器电路向加热线圈供给高频电流为止的电路结构、以及产生由逆变器电路中包含的开关单元即开关元件等构成的开关部的接通断开控制信号的结构。
[0214]如图8所示，在实施方式7的感应加热装置中，锅等被加热物48被配置到加热线圈45的附近(正上方)，构成为通过加热线圈45与被加热物48的磁耦合而对被加热物48进行感应加热。[0215]谐振电容器63与加热线圈45并联连接，与加热线圈45构成了谐振电路。此外，逆变器电路43与加热线圈45串联连接，该逆变器电路43由IGBT等开关部、和与该开关部并联连接的反向导通二极管构成。
[0216]作为交流电源的电源41向感应加热装置供电，在使用商用电源作为电源41的情况下，电源41的频率为50Hz或60Hz。
[0217]作为整流部的整流电路42由二极管电桥60、扼流圈61、平滑用电容器62构成，该整流电路42对来自电源41的商用电源进行整流，并经由逆变器电路43向加热线圈45供电。
[0218]作为电流检测单元的电流检测部67对从电源41供给的输入电流进行检测，使用电流互感器和分流电阻等构成。
[0219]电流设定部68设定与输入电流的目标值对应的值，将多个电流设定值存储到微型计算机内部的ROM (未图示)中。
[0220]作为最小接通时间设定单元的最小接通时间设定部69设定逆变器电路43的开关部的接通时间的最小值(最小接通时间)。将该开关部的接通时间的所设定的最小值存储到微型计算机内部的ROM中。逆变器电路43的开关部的接通时间的最小值(最小接通时间)是在逆变器电路43的开关部可采取的多个接通时间中，使得供给到加热线圈45的功率值成为最小值的接通时间。
[0221]作为接通时间变量设定单元的接通时间变量设定部70设定从以某个接通时间控制逆变器电路43的开关部的状态转移到比该接通时间长的接通时间时的接通时间的变量。将这样设定的多个变量值存储到微型计算机内部的ROM中。此处，在接通时间变量设定部70中，设定了开关部的接通时间的多个变量。
[0222]控制部47对逆变器电路43的开关部进行接通断开控制，控制部47具有:电流检测部67 ;电流设定部68 ;最小接通时间设定部69 ;接通时间运算器65，其根据接通时间变量设定部70的所有输出信号设定逆变器电路43的开关部的接通时间；以及脉冲产生器66，其输出接通时间运算器65所设定的接通时间的高电平脉冲。另外，实施方式7中的控制部47的结构只是一例，本发明不限于该结构。
[0223]图9是图8所示的实施方式7的感应加热装置中的输入功率的时序图，示出了从电源41供给的输入功率(供给功率)的时序图。在从供电刚刚开始之后(区域a)供给功率目标值(稳定功率)PS的情况下，在逆变器电路43的开关部的启动时，无法掌握开关部的接通时间与供给功率之间的关系。因此，需要根据预先推测出的接通时间启动该开关部，从而存在反馈控制困难，功率控制变得不稳定的问题。
[0224]因此，在实施方式7的感应加热装置中，在逆变器电路43的开关部的启动时，无论是怎样的状态，都将不会成为供给功率目标值PS的状态的最小接通时间t (min)设为接通时间的初始值，对启动时的逆变器电路供给最小功率。基于该最小接通时间t (min)的最小功率是用于驱动该加热线圈45的最低所需的功率。在这样进行了启动后，附加接通时间的变量来逐渐延长接通时间，由此进行了使供给功率成为最终的功率目标值PS的软启动控制。
[0225]图10是示出实施方式7的感应加热装置的软启动控制时的输入功率的各区域(区域a、区域b和区域c)中的开关部的接通时间的波形图。在图10中，示出了图9所示的时序图中的软启动控制时的输入功率的区域a、区域b和区域c中的开关部的接通时间。图10的(a)示出了区域a中的针对开关部的控制信号，图10的(b)示出了区域b中的针对开关部的控制信号，图10的(C)示出了区域c中的针对开关部的控制信号。
[0226]如图10所示，代表性地示出了区域a中的接通时间、区域b中的接通时间、区域c中的接通时间，且处于如下关系:区域b中的接通时间t2比区域a中的接通时间tl长，并且区域c中的接通时间t3比区域b中的接通时间t2长。
[0227]通过延长逆变器电路43的开关部的接通时间，供给功率增大。因此，通过逐渐延长接通时间，能够如图9所示那样使得供给功率成为最终的功率目标值PS。
[0228]对如以上那样构成的实施方式7的感应加热装置的动作和作用进行说明。
[0229]从未向被加热物48供电的状态开始供电的启动时，以最小接通时间设定部69中设定的最小接通时间t (min)，将逆变器电路43的开关部设为接通状态。
[0230]此时的接通时间是使得逆变器电路43的开关部成为接通状态的时间的最小值，因此供给功率是可供给到加热线圈45的功率的最小值。因此，逆变器电路43的启动时的供给功率Pl成为最小值(参照图9)。
[0231]最小接通时间t (min)被设定为，不论是怎样的状态都不会成为最终的功率目标值PS。因此，通过如上述那样以最小接通时间t (min)启动逆变器电路43，不会对加热线圈45供给目标值以上的功率，不会对被加热物48进行过加热，不会导致烹调性能恶化。
[0232]特别是在作为目标功率值的稳定功率PS是该感应加热装置的额定功率值的情况下，因为不允许输入功率值超过额定功率值，因此，将启动时的接通时间设定为不论是怎样的状态都不会超过目标功率值PS这样的设定是在产品规格中必不可缺的条件。
[0233]在最小接通时间t (min)较长的情况下，在逆变器电路43的开关部的启动时向开关部急剧流过过大的电流，可能会由于超过开关部的额定电流或额定电压这样的不稳定动作而损坏开关部。因此，考虑到开关部的额定电流和额定电压等规格，通过缩短最小接通时间t (min),能够防止开关部的损坏。
[0234]此外，与最小接通时间t (min)的长度相关，有时在开关部的启动时向加热线圈45急剧流过过大的电流，在与加热线圈45磁耦合的锅等被加热物48中也急剧感应出电流而进行振动，从而产生“咚咚”那样的如敲打锅的异常声音。因此，通过缩短最小接通时间t(min),能够防止向加热线圈45急剧流过过大的电流,从而抑制异常声音的产生。最小接通时间t (min)越短，该抑制状态越强，因此期望尽可能短地设定最小接通时间t (min)。
[0235]在以作为第I接通时间tl的最小接通时间t (min)对逆变器电路43的开关部进行了接通断开控制后，通过第2接通时间t2对开关部进行接通断开控制，由此将供给功率p2从电源41供给到加热线圈45，其中，第2接通时间t2是对最小接通时间t (min)加上了接通时间变量设定部70中设定的接通时间变量Atl后的时间。
[0236]在实施方式7的感应加热装置中，通过以最小接通时间t (min)对逆变器电路43的开关部进行接通断开控制，从而控制部47能够掌握开关部的最小接通时间t (min)与供给功率Pl之间的关系。因此，控制部47能够进行最终的目标功率值PS与最小接通时间t(min)内的供给功率pi的比较，根据其比较结果，在最小接通时间t (min)内的供给功率Pl比目标功率值PS低时，以加上接通时间变量Atl后的接通时间t2对开关部进行接通断开控制，从而能够控制成不让供给功率超过目标功率PS。[0237]如上所述，与接通时间的切换方法同样，在以第2接通时间t2对开关部进行了接通断开控制后(区域b)，以对第2接通时间t2加上接通时间变量设定部70中设定的接通时间变量Λ t2后的第3接通时间t3，对开关部进行接通断开控制。其结果，在第3接通时间t3内将供给功率p3从电源41供给到加热线圈45(区域C)。在该软启动控制中，在经过第3接通时间t3后，在对第3接通时间t3加上接通时间变量Λ t3后的第4接通时间t4内将供给功率P4 (区域d)供给到加热线圈45，在经过第4接通时间t4之后也反复同样的动作。通过这样地逐渐变更接通时间的设定，能够使得对加热线圈45的供给功率从最小的供给功率Pl起逐渐增加，并最终设定为目标功率值PS。
[0238]另外，在图9所示的时序图中，说明了将软启动控制中的输入功率的供给期间(各区域)设定得较长的情况，但图9的时序图只是一例。例如，在实施方式7的感应加热装置中，通过缩短软启动控制期间中的各区域的供给时间，能够使得供给功率迅速达到目标功率值PS，从而成为能够进一步提高输入功率的控制性的结构。
[0239]在本发明的感应加热装置中，具有多个接通时间变量，接通时间变量最大的最大接通时间变量At (max)被设定在从启动时的最小接通时间t (min)到达目标功率值PS为止的期间中的任意一个区域。在实施方式7中，如图9所示,最大接通时间变量Δ t (max)被加在区域a的最小接通时间t (min)上而设定为区域b的接通时间(供给功率p2)。此处，最小接通时间t (min)内的供给功率值是至少比目标功率值PS的1/2小的值，至少对最小接通时间t (min)加上最大接通时间变量At (max)后的时间内的供给功率值被设定为不超过目标功率值PS。
[0240]在本发明的实施方式7的感应加热装置中，控制部47将由最小接通时间设定部69设定的最小接通时间t (min)设定为接通时间的初始值，来启动逆变器电路43的开关部。此外，控制部47在启动后，为了使得对加热线圈45的供给功率成为由电流设定部68设定的电流设定值的目标功率(稳定功率)PS，控制成利用由接通时间变量设定部69设定的接通时间的变量使开关部的接通时间变动。
[0241]在将实施方式7的感应加热装置作为例子进行说明的本发明中，设定了逆变器电路43的开关部可采取的多个接通时间，将该多个接通时间分类成低功率供给侧的第I接通时间组和高功率供给侧的第2接通时间组，所述低功率供给侧的第I接通时间组至少包含最小接通时间t(min),所述高功率供给侧的第2接通时间组包含比该第I接通时间组中包含的接通时间长的接通时间，并包含能够达到目标功率(稳定功率)PS的接通时间。
[0242]在本发明的感应加热装置中，开关部的接通时间从第I接通时间组中包含的接通时间转变至第2接通时间组中包含的接通时间时的接通时间的变量被设定为比第I接通时间组内的接通时间的变量以及第2接通时间组内的接通时间的变量大(长)。例如在实施方式7中，如图9所示，作为低功率供给侧的第I接通时间组，仅包含区域a的接通时间(启动时的最小接通时间t(min))，作为高功率供给侧的第2接通时间组，包含区域b之后的所有区域中的接通时间。因此，在开关部的接通时间从第I接通时间组的区域a的最小接通时间t (min)转变为第2接通时间组的区域b的接通时间(t2)时，设定为加上最大接通时间变量At (max)后的接通时间(t2)。
[0243]在实施方式7的感应加热装置中，从抑制由被加热物48产生异常声音、和防止逆变器电路43中的开关部等的损坏的方面考虑，在控制上尽可能短地设定最小接通时间t(min),至少一次以最大接通时间变量切换接通时间，由此即使在最小接通时间t (min)较短的情况下也能够缩短到达目标功率值PS为止的软启动控制中的工作期间，能够提高逆变器电路的功率变换效率。
[0244]在实施方式7的感应加热装置中，从抑制由被加热物48产生异常声音、和防止逆变器电路43中的开关部等的损坏的方面考虑，将作为第I接通时间tl的最小接通时间t(min)设定得较短，但在以低功率进行供电的动作中，逆变器电路43的功率变换效率降低。
[0245]因此，从功率变换效率和功率控制的容易性的方面考虑，期望尽量缩短低功率的供电期间，使供给功率迅速接近目标功率值PS。因此，在以低功率供电的动作中，在以最小接通时间t (min)对开关部进行了接通断开控制后，以对最小接通时间t (min)加上接通时间变量设定部70中设定的最大接通时间变量后的第2接通时间t2，对开关部进行接通断开控制，由此能够使得接通时间t2内供给的功率p2迅速接近目标功率值PS。在这样进行控制的实施方式7的感应加热装置中，能够实现功率变换效率的提高和功率控制的容易性的提闻。
[0246]在逆变器电路43中的开关部的接通时间较短、且在加热线圈45中流过的电流较小的情况下，谐振电流不充分，因此可能在向开关部施加了电压的状态下进行使逆变器电路43导通的控制。
[0247]在接通时间较短的状态下持续进行软启动控制时，如果对逆变器电路43进行导通控制，则蓄积在谐振电容器63中的电荷发生短路，从而逆变器电路43的功率变换效率显著降低。因此，在接通时间较短的状态下持续进行软启动控制时，需要将最小接通时间t(min)设定为,在最小接通时间t (min)的期间内能够在不对开关部施加电压的状态下进行导通动作。
[0248]但是，在本发明的实施方式7的感应加热装置中，具有不同的接通时间变量，例如在以最小接通时间t (min)进行了动作后立即以加上最大接通时间变量后的接通时间对逆变器电路43进行驱动控制，因此即使是具有问题的控制，即，在以最小接通时间t (min)进行动作时在对开关部施加了电压的状态下进行导通，也能够使该期间成为最小限度。因此，实施方式7的感应加热装置成为能够在无需注意功率变换效率的情况下设定最小接通时间t (min)的结构。
[0249]另外，如图9所示，在反复进行在供给了目标功率值PS的功率后暂时停止供电，然后再次开始供给目标功率那样的软启动控制的情况下，在以往的感应加热装置中，每当开始启动时，存在由被加热物48产生异常声音的问题。但是，本发明的实施方式7的感应加热装置具有抑制软启动控制期间中由被加热物48产生的异常声音的效果，因此在这样的反复执行供电的启动(软启动控制)的结构的感应加热装置中能够起到进一步的效果。
[0250]此外，在向被加热物48供给大功率的情况下，频繁地进行针对逆变器电路43的接通断开的切换动作时，切换动作的I个周期中的供给功率较小的期间(区域a等)、和未供电的切换期间(区域f)所占的比例增大。其结果，在该感应加热装置中，无法供给作为平均功率而设定的期望的功率。
[0251]因此，在实施方式7的感应加热装置的结构中，在可能产生锅响等异常声音的启动时，以最小接通时间t (min)进行启动，然后迅速加上最大接通时间变量来延长接通时间而增大供给功率。其结果，实施方式7的感应加热装置成为即使频繁地进行切换动作也能够供给较高的平均功率的结构。
[0252](实施方式8)
[0253]以下，参照附图对本发明的实施方式8的感应加热装置进行说明。在本发明的实施方式8的说明中，对表示与实施方式I至实施方式7的感应加热装置中的要素相同的功能、结构、动作的要素标注相同标号，其说明引用实施方式I至实施方式7的说明。
[0254]图11是本发明的实施方式8的感应加热装置中的输入功率的时序图，是电源41的电压波形、和从电源41供给的输入功率(供给功率)的时序图。在供给功率具有纹波(脉动)的方面与上述实施方式7的情况不同。
[0255]平滑用电容器62(参照图8)的电容较小，为几μ F，在加热线圈45中流过电流时，产生纹波。在实施方式8的感应加热装置中，纹波电压波形与电源41的电压波形大致相同。在图11所示的时序图中，虽然供给功率与电源41的频率同步地产生了纹波，但这是因为平滑用电容器62的电压产生了纹波。
[0256]在本发明的实施方式8的感应加热装置中，检测电源41的过零点，并以该检测点为触发，对接通时间的变更时刻进行控制。实施方式8的感应加热装置使用了小电容的平滑用电容器62而构成，因此供给功率与电源电压同步地变动，但与上述实施方式7中说明的效果同样，成为如下这样的感应加热装置:其能够构成为在开关部的启动时不产生异常声音，并且能够提高功率变换效率，能够抑制电磁噪声的产生。
[0257]此外，在实施方式8的感应加热装置中，由于是在过零点附近变更接通时间的结构，因此接通时间的变更之前和之后的供给功率的变化量小，例如能够减轻对照明等中的闪烁的影响。
[0258]并且，在逆变器电路43的开关部中，也是当施加到开关部的电压较低且供给的功率较小时，接通时间切换时的损害较小，因此在过零点附近变更接通时间还有助于防止开关部的损坏。
[0259]在逆变器电路43的开关部启动时以前，开关部持续断开状态，因此充电到平滑用电容器62的电荷不存在进行放电的场所，即使电源41的电压变为零，也处于向平滑用电容器62施加了电源41的峰值电压以下的电压的状态。
[0260]因此，即使在电源41的过零点启动逆变器电路43，在启动时伴随充电到平滑用电容器62的电压的电流也会流过开关部等，从而无法解决开关部等的损坏和由被加热物48产生异常声音的问题。
[0261]但是，在本发明的实施方式8的感应加热装置中，构成为:为了不论平滑用电容器62的电压如何，都能够防止开关部的损坏并抑制由被加热物48产生异常声音，在软启动控制期间中以最小接通时间t (min)进行启动，在开关部中流过与充电到平滑用电容器62的电压相伴的电流，因此实现了安全且使用便利性良好的感应加热装置。
[0262]另外，在实施方式8的感应加热装置中，平滑用电容器62的电容越大，电源41的过零点处的平滑用电容器62的电压值越高，并且放电条件根据检测用电路、和/或噪声对策用电路等各种电路的连接状态而不同，根据其连接状态确定电压值。
[0263](实施方式9)
[0264]以下，参照附图对本发明的实施方式9的感应加热装置进行说明。在本发明的实施方式9的说明中，对表示与实施方式I至实施方式8的感应加热装置中的要素相同的功能、结构、动作的要素标注相同标号，其说明引用实施方式I至实施方式8的说明。
[0265]图12是模块化地示出本发明的实施方式9的感应加热装置的一部分的电路图。在实施方式9的感应加热装置中，以下方面与上述实施方式7和实施方式8不同:加热线圈由内侧的第I加热线圈45和外侧的第2加热线圈46这两个加热线圈构成为大致同心圆状，分别在加热线圈45、46上连接了逆变器电路43、44。
[0266]图13是实施方式9的感应加热装置中的输入功率的时序图，图13的(a)是供给到第I加热线圈45 (内侧加热线圈)的输入功率的时序图，图13的(b)是供给到第2加热线圈46 (外侧加热线圈)的输入功率的时序图。
[0267]实施方式9的感应加热装置中的软启动控制的各要素的动作、作用、功能和效果等与上述实施方式7相同，因此在该实施方式9中省略这些说明。
[0268]在实施方式9的感应加热装置中，构成为:为了对I个被加热物48进行感应加热而配设了两个加热线圈45、46，并分别在加热线圈45、46上连接逆变器电路43、44，由此对作为内侧加热线圈的第I加热线圈45和作为外侧加热线圈的加热线圈46独立地供电。
[0269]在实施方式9的感应加热装置的电路结构中，从供给功率的检测和磁场干扰的方面考虑，不能使两个逆变器电路43、44同时工作。
[0270]因此，例如为了对被加热物48进行均匀加热，如图13所示，在向第I加热线圈45(内侧加热线圈)供电的期间内，停止对第2加热线圈46 (外侧加热线圈)的供电，在经过一定期间后，此次向第2加热线圈46供电并且停止向第I加热线圈45的供电，反复这样的动作。由此进行每隔一定时间反复供电和停止的控制，因此需要进行功率控制以使得第I加热线圈45和第2加热线圈针对被加热物48的发热量均匀。
[0271]因此，在实施方式9的感应加热装置中，如在上述实施方式6的感应加热装置中说明的那样，通过将供给到加热线圈45、46的稳定功率控制为期望的值，并且/或者通过将向加热线圈45、46供给稳定功率的稳定功率输入期间控制为期望的时间，能够对被加热物48进行均匀加热。
[0272]在如上述那样需要针对多个逆变器电路切换接通断开动作的感应加热装置中，通过使用实施方式9中说明的软启动控制，能够实现不产生锅响等异常声音(不舒服的声音)、不给使用者带来不舒适感的感应加热装置。
[0273]在图12所示的感应加热装置中，说明了针对I个加热线圈连接I个用于控制供给的功率的开关部的逆变器电路的结构，但本发明不限于这样的结构。例如图14所示，即使是各个逆变器电路70、71由串联连接了两个开关部的开关臂构成、并控制供给到各个加热线圈45、46的功率的电路结构，也能够起到本发明的效果。
[0274]如上所述，本发明的感应加热装置构成为:将功率变换效率较低但不产生异常声音的最小接通时间t (min)设为针对逆变器电路的初始值，来启动该逆变器电路，然后增大地变更接通时间而脱离于功率变换效率低的状态，成为功率变换效率高的状态，能够通过对开关部进行接通断开控制来提高功率变换效率。
[0275]在上述实施方式7至实施方式9中说明的本发明的感应加热装置具有:对被加热物进行感应加热的加热线圈；与所述加热线圈构成谐振电路的谐振电容器；与所述加热线圈串联连接的开关部；对交流电源进行整流并向所述加热线圈供电的整流部；设定所述开关部的接通时间的最小值的最小接通时间设定部；设定所述开关部的接通时间的多个变量的接通时间变量设定部；检测从交流电源供给的输入电流的电流检测部；设定与所述输入电流的目标值对应的值的电流设定部；以及对所述开关部进行接通断开控制的控制部。
[0276]在本发明的感应加热装置中，所述控制部在所述开关部的启动时，将由所述最小接通时间设定部设定的最小接通时间设定为接通时间的初始值，在所述启动后，利用由所述接通时间变量设定部设定的接通时间的变量使所述开关部的接通时间变动，以成为由所述电流设定部设定的电流设定值的目标功率。所述开关部可采取的多个接通时间被分类成低功率供给侧的第I接通时间组、和高功率供给侧的第2接通时间组，所述低功率供给侧的第I接通时间组至少包含所述最小接通时间，所述高功率供给侧的第2接通时间组包含比所述第I接通时间组中包含的接通时间长的接通时间，并包含能够达到所述目标功率的接通时间。在所述控制部中，将所述开关部的接通时间从所述第I接通时间组中包含的接通时间转变至所述第2接通时间组中包含的接通时间时的接通时间的变量设定为比所述第I接通时间组内的接通时间的变量以及所述第2接通时间组内的接通时间的变量大。
[0277]在如上那样构成的本发明的感应加热装置中，能够构成为:通过在开关部的启动时设定为作为极小接通时间的最小接通时间，从而在开关部的启动时不产生异常声音。此夕卜，本发明的感应加热装置成为如下结构:能够防止在启动时以外的与启动时接近的时候，开关部的接通时间急剧增加，从而在导通时开关部中流过过大电流的工作状态，实现功率变换效率的提高，且实现电磁噪声的抑制。
[0278]如上所述，本发明的感应加热装置在对逆变器电路的开关部的软启动控制中，设定有供给功率不同的多个接通时间，通过在开关部导通时向开关部施加了电压的工作状态时设定最大的接通时间的变量，既能防止在开关部的启动时产生的异常声音，又能够提高功率变换效率，抑制电磁噪声的产生。
[0279]上面以一定程度的详细度说明了本发明的优选方式，但该优选方式的当前公开内容可以在结构的细节部分发生变化，可以在不脱离所要求的发明范围和思想的情况下改变各要素的组合和顺序。
[0280]产业上的可利用性
[0281]如上所述，本发明的感应加热装置在软启动控制期间中，向被加热物供给期望的功率，将被加热物加热成期望的状态，从而能够提供对于使用者而言使用便利性良好的通用性高的加热装置。
[0282]标号说明
[0283]41:电源
[0284]42:整流电路
[0285]43:第I逆变器电路
[0286]44:第2逆变器电路
[0287]45:第I加热线圈
[0288]46:第2加热线圈
[0289]47:控制部
[0290]48:被加热物
[0291]49:电流测定部
[0292]50:计时部[0293]51:过零检测部
[0294]52:功率计算部
[0295]60: 二极管电桥
[0296]61:扼流圈
[0297]62:平滑用电容器
[0298]67:电流检测部
[0299]68:电流设定部
[0300]69:最小接通时间设定部
[0301]70:接通时间变量设定部
[0302]65:接通时间运算器
[0303]66:脉冲产生器
【权利要求】
1.一种感应加热装置，其具有: 用于对被加热物进行感应加热的多个加热线圈； 逆变器电路，其向所述多个加热线圈供电；以及 控制部，其对所述逆变器电路进行驱动控制， 所述控制部通过从所述逆变器电路向各个加热线圈交替地供电来对被加热物进行感应加热，在该感应加热装置中， 所述控制部在向各个加热线圈的供电开始的启动时，以使供给到所述加热线圈的功率从预先设定的最小值起逐渐增加而成为稳定功率值的方式进行软启动控制，在供给到所述加热线圈的功率达到了所述稳定功率值后，以直至向所述加热线圈的供电结束时为止一直维持所述稳定功率值的供给的方式控制所述逆变器电路，并且将所述稳定功率值设定为比供给到所述加热线圈的平均功率值大。
2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中， 所述控制部构成为:通过变更稳定功率值，控制供给到所述加热线圈的平均功率。
3.根据权利要求1或2所述的感应加热装置，其中， 所述控制部构成为:通过对软启动控制的期间中的供电结束时刻进行变更，控制供给到所述加热线圈的平均功率。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的感应加热装置，其中， 所述控制部构成为:通过掌握在软启动控制的期间中供给到所述加热线圈的电能、在供给稳定功率的期间中供给到所述加热线圈的电能、和向各个所述加热线圈供电的动作进行一轮的时间，来计算供给到所述加热线圈的平均功率。
5.根据权利要求4所述的感应加热装置，其中， 该感应加热装置具有: 电流测定部(49)，其测定从电源供给到所述逆变器电路的电流；以及 计时部(50)，其测定所述逆变器电路的工作状态的时间， 所述控制部构成为:根据所述电流测定部的输出值计算对所述逆变器电路的供给功率，并根据由所述计时部计测出的时间掌握供给到所述逆变器电路的电能、和向各个所述加热线圈供电的动作进行一轮的时间。
6.根据权利要求4所述的感应加热装置，其中， 该感应加热装置具有: 电流测定部，其测定从电源供给到逆变器电路的电流； 过零检测部，其检测所述电源的电压成为零电平的点；以及 功率计算部，其计算供给到所述逆变器电路的功率， 所述功率计算部构成为:与来自所述过零检测部的检测信号的频率同步地读取来自所述电流测定部的输出信号，并将过零信号输出到所述控制部， 所述控制部构成为:计算从过零信号的产生时到下一次过零信号的产生时为止的期间中输入到所述逆变器电路的功率值和/或电能。
7.根据权利要求5所述的感应加热装置，其中， 该感应加热装置具有: 过零检测部，其检测电源的电压成为零电平的点；以及功率计算部，其计算供给到所述逆变器电路的功率， 所述功率计算部构成为:与来自所述过零检测部的检测信号的频率同步地读取来自所述电流测定部的输出信号，并将过零信号输出到所述控制部， 所述控制部构成为:计算从过零信号的产生时到下一次过零信号的产生时为止的期间中输入到所述逆变器电路的功率值和/或电能。
8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的感应加热装置，其中， 各个所述加热线圈被配置成大致同心圆状，所述控制部构成为:使得供给到直径大的加热线圈的功率大于直径小的加热线圈。
9.根据权利要求1~7中的任意一项所述的感应加热装置，其中， 所述感应加热装置是烹调设备，各个所述加热线圈被配置成大致同心圆状，所述控制部构成为:根据烹调顺序，改变供给到直径小的加热线圈和直径大的加热线圈的功率的比率。
10.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中， 该感应加热装置还具有: 最小接通时间设定部，其在所述逆变器电路中的开关部能够采取的多个接通时间中，设定使得供给到所述加热线圈的功率值成为最小值的最小接通时间； 接通时间变量设定部，其设定所述开关部的接通时间的多个变量； 电流检测部，其检测从电源供给的输入电流；以及 电流设定部，其设定与所述输入电流的目标值对应的值， 所述控制部在所述开关部的启动时，将由所述最小接通时间设定部设定的最小接通时间设定为接通时间的初始值，在所述启动后，利用由所述接通时间变量设定部设定的接通时间的变量来改变所述开关部的接通时间，以达到由所述电流设定部设定的电流设定值的目标功率， 所述开关部能够采取的多个接通时间被分类成低功率供给侧的第I接通时间组、和高功率供给侧的第2接通时间组，所述低功率供给侧的第I接通时间组至少包含所述最小接通时间，所述高功率供给侧的第2接通时间组包含比所述第I接通时间组中包含的接通时间长的接通时间，并包含能够达到所述目标功率的接通时间， 所述开关部的接通时间从所述第I接通时间组中包含的接通时间转变至所述第2接通时间组中包含的接通时间时的接通时间的变量被设定为比所述第I接通时间组内的接通时间的变量以及所述第2接通时间组内的接通时间的变量大。
11.根据权利要求10所述的感应加热装置，其中， 第I接通时间组中包含的接通时间只有最小接通时间。
12.根据权利要求10或11所述的感应加热装置，其中， 所述感应加热装置构成为:至少在以最小接通时间进行工作时，在对所述开关部施加了电压的状态下将所述开关部从断开控制为接通。
13.根据权利要求10~12中的任意一项所述的感应加热装置，其中， 所述感应加热装置构成为:所述开关部的启动时刻被设定在电源的过零点附近。
【文档编号】H05B6/12GK103931272SQ201280043137
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2011年10月28日
【发明者】黑濑洋一, 佐佐木晋介, 北泉武, 增本悟一, 浜田浩典 申请人:松下电器产业株式会社