入电力产生较大的差。因此，根据负载的形状(大小)，有时成为不能充分降低输入电力、电力控制的控制幅度变大等使用方便性较差的加热装置。
[0326]因此，如图36所示，在负载的形状较小且连接的加热线圈要素的数量较少的负载例如连接的加热线圈要素的数量为4个的情况下(在第I加热线圈6和第2加热线圈7中分别连接有2个加热线圈要素的情况下)，在使第I加热线圈6和第2加热线圈7并联连接而进行动作的同时加热模式下动作。
[0327]另一方面，在负载的形状较大且连接的加热线圈要素的数量较多的负载例如连接的加热线圈要素的数量为10个的情况下(在第I加热线圈6和第2加热线圈7中分别连接有5个加热线圈要素的情况下)，即并联连接的加热线圈要素较多且阻抗较小的负载的情况下，在同时加热模式下动作时，负载的阻抗过小，因此，产生连接的加热线圈要素的电流容易流过的状况，产生在导通时间内过度地提供输入电力的状况。在图36中，如10个加热线圈要素在同时加热模式下动作时的特性示例所示，输入电力成为较高的线。
[0328]因此，在形状较大且连接的加热线圈要素的数量较多的负载的情况下，在降压同时加热模式下动作。在降压同时加热模式下，施加于作为加热线圈组的第I加热线圈和第2加热线圈的输入电压下降，因此，即使阻抗下降，也能够形成不易流过输入电流的状况。例如，如果第I加热线圈6和第2加热线圈各自的加热线圈要素的数量相同，则输入电压变为一半。在图36中，如10个加热线圈要素在降压同时加热模式下动作时的特性示例所示，输入电力成为较低的线。
[0329]例如，如果施加于各加热线圈要素的电压变为1/2，则在相同动作条件(动作频率和导通时间)下电力变为1/4。
[0330]此外，在实施方式7的结构中，除了同时加热模式和降压同时加热模式以外，还可以构成为具有在上述实施方式6中使用图32A、32B说明的交替加热模式。在相同条件下输入电力相对于导通时间根据负载中的阻抗，按照同时加热模式一交替加热模式一降压同时加热模式的顺序减小。因此，在实施方式7的结构中，也可以是根据加热线圈要素的连接数等条件依次进行切换的方式。
[0331]如上所述，在使用多个加热线圈要素对同一负载进行加热的结构的实施方式7的感应加热装置中，构成为对串联连接的3个半导体开关连接多个由对负载进行感应加热的加热线圈要素和谐振电容器构成的谐振电路，在阻抗较大且加热线圈要素的连接数较少的负载的情况下在同时加热模式下动作，使第2半导体开关11始终导通，而使第I半导体开关10和第3半导体开关12交替地导通，从而同时向第I加热线圈6和第2加热线圈7提供电力。
[0332]另一方面，在阻抗较小且加热线圈要素的连接数较多的负载的情况下在降压同时加热模式下动作，使第2半导体开关以及第I半导体开关和第3半导体开关的组交替地导通，同时向第I加热线圈6和第2加热线圈7提供高频电力，使施加于各加热线圈的电压下降。通过这样向第I加热线圈6和第2加热线圈7提供电力，即使加热线圈要素的连接数发生变化，也能够以固定动作频率向负载施加规定的输入电力，能够实现没有干扰声且控制性优异的感应加热装置。
[0333](实施方式8)
[0334]参照附图，对作为本发明的实施方式8的感应加热烹调器的感应加热装置进行说明。此外，在实施方式8的说明中，对于具有与上述实施方式I?7实质上相同的功能、结构的要素，标注相同的参照标号并省略其说明。
[0335]图37是示出在本发明的实施方式8的感应加热装置的结构中，设置在顶板15正下方的具有多个加热线圈要素的加热线圈组的俯视图。在实施方式8的感应加热装置中，与上述实施方式6和实施方式7不同之处在于，构成作为加热线圈组的第I加热线圈6的加热线圈要素和构成作为加热线圈组的第2加热线圈7的加热线圈要素的配置在同一平面上被配置成彼此不同。
[0336]在图37所示的实施方式8的感应加热装置中，第I加热线圈6由12个加热线圈要素6a?61构成，第2加热线圈7由12个加热线圈要素7a?71构成。在图37所示的配置例中，在4行X 6列的状态下，24个加热线圈要素6a?61、7a?71错开地配置。在与配置有第I加热线圈6的加热线圈要素6a?61的行和列相邻的行和列上，分别配置有第2加热线圈7的加热线圈要素7a?71。
[0337]通过如上所述配置多个加热线圈要素，由此，将负载的位置载置在顶板15中的加热区域的任何位置，第I加热线圈6中的加热线圈要素的连接数与第2加热线圈7中的加热线圈要素的连接数都不会产生较大的差。因此，控制部13能够在各加热模式下使各半导体开关对称地动作，从而能够进行高可靠性的简易控制，并且，能够对负载形成良好的加热分布O
[0338]如上所述，在实施方式8的感应加热装置的结构中，交替地配置加热线圈要素，使得在任何加热模式下，形成第I加热线圈6的加热线圈要素的连接数与形成第2加热线圈7的加热线圈要素的连接数之差较小，由此，能够均匀地从各加热线圈要素向负载提供电力。因此，根据实施方式8的感应加热装置的结构，能够实现可对负载形成良好的加热分布的加热装置。
[0339]在本发明的感应加热装置中，控制部根据加热区域载置有负载时该负载的状态例如负载的材质、大小等，控制第I半导体开关、第2半导体开关和第3半导体开关，选择适当的加热模式来执行。作为在本发明的感应加热装置中执行的加热模式，具有:同时向第I加热线圈和第2加热线圈提供高频电力的同时加热模式；向第2加热线圈提供高频电力的第I单独加热模式；向第I加热线圈提供高频电力的第2单独加热模式；交替地进行第I单独加热模式和第2单独加热模式的交替加热模式；以及能够在降压状态下同时向第I加热线圈和第2加热线圈提供高频电力的降压同时加热模式。在本发明的感应加热装置中，从这些加热模式下选择适合于检测出的负载的加热模式，对该负载进行感应加热。此外，在本发明的感应加热装置中，也可以在对检测出的负载执行选择出的加热模式时，在产生输入电力变得过高等不良状态时，依次切换到抑制输入电力的加热模式。
[0340]在本发明的感应加热装置中，作为一个实施方式，具有:与电源连接的第I半导体开关、第2半导体开关和第3半导体开关的串联连接体；与所述第I半导体开关并联连接且与负载磁耦合的第I加热线圈和第I谐振电容器的串联连接体；与所述第3半导体开关并联连接且与负载磁耦合的第2加热线圈和第2谐振电容器的串联连接体；以及控制所述第I半导体开关?第3半导体开关的控制部。所述控制部具有如下模式:第I单独加热模式，使所述第I半导体开关始终导通，使所述第2半导体开关和第3半导体开关交替地导通，进行向第2加热线圈提供高频电力的动作；第2单独加热模式，使所述第3半导体开关始终导通，使所述第I半导体开关和第2半导体开关交替地导通，进行向第I加热线圈提供高频电力的动作。此外，在本发明中，第I半导体开关?第3半导体开关分别包含与各个半导体开关元件反向并联连接的第I 二极管、第2 二极管和第3 二极管。
[0341]如上构成的所述控制部在利用第I加热线圈和第2加热线圈双方向负载提供电力时，执行短周期地反复进行所述第I单独加热模式和所述第2单独加热模式的交替加热模式，由此，能够同时向第I加热线圈和第2加热线圈双方均等地提供平均的高频电力。
[0342]如上所述，对串联连接的3个半导体开关连接多个由对负载进行感应加热的加热线圈和谐振电容器构成的谐振电路，将3个半导体开关内的I个半导体开关设为导通状态而用作决定应该提供高频电力的加热线圈的半导体开关，将剩余的半导体开关用作用于提供加热线圈的高频电力的进行导通/截止驱动的半导体开关，并且，切换决定应该提供高频电力的加热线圈的半导体开关，由此，成为实质上同时向多个加热线圈提供高频电力的结构。这样，能够提供即使是实质上同时向多个加热线圈提供高频电力的结构，也没有干扰声、烹调性能优异、部件数量少、电路安装面积小且廉价的感应加热装置。
[0343]在本发明的感应加热装置中，作为另一个实施方式，具有:与作为直流电源动作的平滑电容器连接的第I半导体开关?第3半导体开关的串联连接体；与所述第I半导体开关并联连接且与负载磁耦合的具有至少I个加热线圈要素的第I加热线圈和第I谐振电容器的串联连接体；与所述第3半导体开关并联连接且与负载磁耦合的具有至少I个加热线圈要素的第2加热线圈和第2谐振电容器的串联连接体；以及控制所述第I半导体开关?第3半导体开关的控制部。所述控制部具有同时加热模式，在所述第2半导体开关导通中，使所述第I半导体开关和第3半导体开关交替地导通，向所述第I加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力。此外，控制部具有交替动作模式，该交替动作模式是交替地反复执行如下动作:第I动作(第I单独加热模式)，在所述第I半导体开关导通中，使所述第2半导体开关和所述第3半导体开关交替地导通，向第2加热线圈提供高频电力；以及第2动作(第2单独加热模式)，在所述第3半导体开关导通中，使所述第I半导体开关和所述第2半导体开关交替地导通，向第I加热线圈提供高频电力。这样，具有同时加热模式和交替加热模式的控制部以根据负载的材质切换加热模式的方式，控制所述第I半导体开关?第3半导体开关。
[0344]根据上述构成的另一个实施方式，在使用多个加热线圈对同一负载进行加热的感应加热装置中，在与加热线圈耦合的负载的材质的阻抗较大的情况下，执行同时加热模式，在负载的材质的阻抗较小的情况下，执行交替加热模式，由此，即使在负载的材质不同的情况下，也能够使各自的阻抗接近。因此，即使负载的材质改变，也能够以固定频率向负载提供所需的输入电力，能够提供没有干扰声且控制性优异的感应加热装置。
[0345]在本发明的感应加热装置中，作为又一个实施方式，具有:与作为直流电源动作的平滑电容器连接的第I半导体开关?第3半导体开关的串联连接体；配置成矩阵状并与所述第I半导体开关并联连接的多个第I加热线圈要素；与第3半导体开关并联连接的多个第2加热线圈要素；与所述多个第I加热线圈要素分别串联连接的多个第I谐振电容器要素；与所述多个第2加热线圈要素分别串联连接的多个第2谐振电容器要素；以及检测能够在所述多个第I加热线圈要素和第2加热线圈要素各自的附近被加热的负载的存在的负载检测部。此外，在该另一个实施方式的感应加热装置中，具有开闭部，该开闭部具有:多个第I开闭部要素，它们切断针对各个所述多个第I加热线圈要素(第I加热线圈)的高频电力的提供；以及多个第2开闭部要素，它们切断针对各个所述多个第2加热线圈要素(第2加热线圈)的高频电力的提供。在这样构成的另一个实施方式的感应加热装置中进行如下控制:在对同一负载进行加热的情况下，针对由负载检测部检测出附近的负载的加热线圈要素，使用第I开闭部要素和第2开闭部要素提供高频电力，根据被提供高频电力的加热线圈要素的连接数，选择适当的加热模式，控制第I半导体开关?第3半导体开关的动作。
[0346]根据如上构成的又一个实施方式的感应加热装置，根据由加热线圈组构成的第I加热线圈和第2加热线圈中的加热线圈要素的连接数，切换第I半导体开关?第3半导体开关的动作，由此，能够改变第I加热线圈和第2加热线圈中各自的阻抗及施加电压。因此，在该另一个实施方式的感应加热装置中，即使使动作频率保持固定，也能够进行电力调整。
[0347]其结果是，能够提供即使向多个加热线圈要素提供高频电力，也没有干扰声、烹调性能优异、部件数量少、电路安装面积小且廉价的感应加热装置。
[0348]此外，针对本发明的感应加热装置，以对食材进行加热烹调的锅等负载进行感应加热的感应加热烹调器为例进行了说明，但是，除了感应加热烹调器以外的通常的感应加热装置之外，还可以用作针对具有受电线圈的非接触给电设备的给电装置。
[0349]基于一定程度的详细程度，在各实施方式中对本发明进行了说明，但是，这些实施方式的公开内容当然可在结构细部进行变化的，只要不脱离所请求的本发明的范围和思想，可实现各实施方式中的要素的组合及顺序的变化。
[0350]产业上的可利用性
[0351]本发明的感应加热装置即使向多个加热线圈提供高频电力，也没有干扰声，具有优异的烹调性能且部件数量少，因此，能够实现电路安装面积小且廉价，因而在各种感应加热设备的用途中是有效的。
[0352]标号说明
[0353]I交流电源
[0354]2整流电路
[0355]3输入电流检测部
[0356]4扼流线圈
[0357]5平滑电容器
[0358]6第I加热线圈
[0359]7第2加热线圈
[0360]8第I谐振电容器
[0361]9第2谐振电容器
[0362]10第I半导体开关
[0363]11第2半导体开关
[0364]12第3半导体开关
[0365]13控制部
[0366]14a、14b 负载
[0367]15 顶板
[0368]16操作/显示部
[0369]17操作/显示部
[0370]18 顶板
[0371]20第I开闭部
[0372]21第2开闭部
[0373]22负载检测部
[0374]25A、25B 负载
【主权项】
1.一种感应加热装置，其中，该感应加热装置具有: 与电源连接的第I半导体开关、第2半导体开关和第3半导体开关的串联连接体； 与所述第I半导体开关并联连接且与负载磁耦合的第I加热线圈和第I谐振电容器的串联连接体； 与所述第3半导体开关并联连接且与负载磁耦合的第2加热线圈和第2谐振电容器的串联连接体；以及 控制所述第I半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关的控制部， 所述控制部根据负载，选择性地以如下模式进行驱动: 第I单独加热模式，使所述第I半导体开关始终导通，使所述第2半导体开关和所述第3半导体开关交替地导通，向所述第2加热线圈提供高频电力； 第2单独加热模式，使所述第3半导体开关始终导通，使所述第I半导体开关和所述第2半导体开关交替地导通，向所述第I加热线圈提供高频电力；以及 同时加热模式，使所述第2半导体开关始终导通，使所述第I半导体开关和所述第3半导体开关交替地导通，同时向所述第I加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力。
2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中， 在由所述第I加热线圈和所述第I谐振电容器构成的第I谐振电路中产生的谐振频率，与在由所述第2加热线圈和所述第2谐振电容器构成的第2谐振电路中产生的谐振频率相同。
3.根据权利要求1或2所述的感应加热装置，其中， 在向所述第I加热线圈和所述第2加热线圈双方提供高频电力时，所述控制部以如下方式控制所述第I半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关:改变成为所述同时加热模式的期间与成为所述第I单独加热模式或第2单独加热模式的期间的比率，使得向所述第I加热线圈和所述第2加热线圈双方提供的平均电力成为目标值。
4.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中， 在向所述第I加热线圈和所述第2加热线圈双方提供高频电力时，所述控制部进行交替加热模式，向所述第I加热线圈和所述第2加热线圈双方均等地提供高频电力，其中，该交替加热模式是以I秒以内的短周期反复执行所述第I单独加热模式和所述第2单独加热模式各方。
5.根据权利要求4所述的感应加热装置，其中， 在所述第2半导体开关处于非导通状态时，进行所述交替加热模式中的所述第I单独加热模式与所述第2单独加热模式之间的状态迀移。
6.根据权利要求4或5所述的感应加热装置，其中， 在向所述第I加热线圈和所述第2加热线圈双方提供高频电力时，所述控制部进行控制，使得所述交替加热模式中的所述第I单独加热模式的连续动作时间与所述第2单独加热模式的连续动作时间的比率相同，在所述第I单独加热模式和所述第2单独加热模式下，改变向所述第I加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力的所述第I半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关中的2个半导体开关的动作频率或导通时间，来控制输入电力。
7.根据权利要求4或5所述的感应加热装置，其中， 在向所述第I加热线圈和所述第2加热线圈双方提供高频电力时，所述控制部在所述交替加热模式中的所述第I单独加热模式和所述第2单独加热模式下，使向所述第I加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力的所述第I半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关中的2个半导体开关的动作频率或导通时间固定，改变所述第I单独加热模式的连续动作时间与所述第2单独加热模式的连续动作时间的比率，来控制输入电力。
8.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中， 所述第I加热线圈由多个第I加热线圈要素构成，所述第I谐振电容器由多个第I谐振电容器要素构成，所述多个第I加热线圈要素分别与所述多个第I谐振电容器要素连接，构成与所述第I半导体开关并联连接的多个串联连接体， 所述第2加热线圈由多个第2加热线圈要素构成，所述第2谐振电容器由多个第2谐振电容器要素构成，所述多个第2加热线圈要素分别与所述多个第2谐振电容器要素连接，构成与所述第3半导体开关并联连接的多个串联连接体， 所述控制部控制所述第I半导体开关、所述第2半导体开关和所述第3半导体开关，使得根据负载的材质切换交替加热模式和所述同时加热模式，其中，该交替加热模式是交替地反复执行所述第I单独加热模式和所述第2单独加热模式。
9.根据权利要求8所述的感应加热装置，其中， 所述控制部具有降压同时加热模式，该降压同时加热模式是使所述第I半导体开关和所述第3半导体开关进行相同的导通/截止动作，并且，交替地进行所述第I半导体开关和所述第3半导体开关的导通/截止动作与所述第2半导体开关的导通/截止动作，同时向所述第I加热线圈和所述第2加热线圈提供高频电力， 所述控制部根据负载的材质，选择性地切换所述同时加热模式、所述交替加热模式和所述降压同时加热模式。
10.根据权利要求8或9所述的感应加热装置，其中， 所述感应加热装置还具有:负载检测部，其检测能够在所述第I加热线圈要素和所述第2加热线圈要素各自的附近被加热的负载的存在；多个第I开闭部要素，其使所述第I加热线圈要素和所述第I谐振电容器要素的各个串联连接体相对于与所述第I半导体开关并联连接的通电路径连接/分离；以及多个第2开闭部要素，其使所述第2加热线圈要素和所述第2谐振电容器要素的各个串联连接体相对于与所述第3半导体开关并联连接的通电路径连接/分呙， 所述控制部将与被所述负载检测部在附近检测出负载的所述第I加热线圈要素和/或第2加热线圈要素对应的所述第I开闭部要素和/或第2开闭部要素设为连接状态。
11.根据权利要求8或9所述的感应加热装置，其中， 所述感应加热装置还具有:负载检测部，其检测能够在所述第I加热线圈要素和所述第2加热线圈要素各自的附近被加热的负载的存在；多个第I开闭部要素，其使所述第I加热线圈要素和所述第I谐振电容器要素的各个串联连接体相对于与所述第I半导体开关并联连接的通电路径连接/分离；以及多个第2开闭部要素，其使所述第2加热线圈要素和所述第2谐振电容器要素的各个串联连接体相对于与所述第3半导体开关并联连接的通电路径连接/分离， 所述控制部将与被所述负载检测部在附近检测出负载的所述第I加热线圈要素和/或所述第2加热线圈要素对应的所述第I开闭部要素和/或第2开闭部要素控制成连接状态，根据被所述负载检测部在附近检测出负载的所述第I加热线圈要素和/或第2加热线圈要素的数量，选择性地切换所述同时加热模式、所述交替加热模式和所述降压同时加热模式。
12.根据权利要求8或9所述的感应加热装置，其中， 使构成所述第I加热线圈的所述多个第I加热线圈要素与构成所述第2加热线圈的所述多个第2加热线圈要素在平面的加热区域中彼此不同地配置。
【专利摘要】感应加热装置具有如下结构：控制部控制第1半导体开关、第2半导体开关和第3半导体开关，由此，选择性地切换同时向第1加热线圈和第2加热线圈提供高频电力的同时加热模式、向第2加热线圈提供高频电力的第1单独加热模式、向第1加热线圈提供高频电力的第2单独加热模式、交替地进行第1单独加热模式和第2单独加热模式的交替加热模式以及同时向第1加热线圈和第2加热线圈提供高频电力的降压同时加热模式。
【IPC分类】H05B6-12, H05B6-04
【公开号】CN104604328
【申请号】CN201380045234
【发明人】北泉武, 黑濑洋一, 藤涛知也
【申请人】松下知识产权经营株式会社
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年10月23日
【公告号】EP2914059A1, WO2014064932A1