感应加热装置以及具有该感应加热装置的感应加热烹调器的制作方法

专利名称：感应加热装置以及具有该感应加热装置的感应加热烹调器的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用加热线圈对被加热物进行感应加热的感应加热装置，尤其涉及使用多个加热线圈对作为被加热物的金属制的锅等进行感应加热的感应加热装置以及具有该感应加热装置的感应加热烹调器。
背景技术：
使用附图对以往的一般的感应加热烹调器进行说明。图19A是示出将以往的感应加热烹调器组装到厨房装置的橱柜后的状态的剖视图。图19B是示出图19A所示的以往的感应加热烹调器的俯视图。
如图19A和图19B所示，在感应加热烹调器中，由用耐热性玻璃等非金属形成的平板状的顶板I、和设置于顶板I下侧的收纳部8构成壳体。在顶板I上的预定位置(加热区域)中载置作为被加热物的锅等进行感应加热。在收纳部8的内部，以与顶板I的背面之间具有大约5_左右空间的方式，配设有用于对载置在顶板I上的被加热物进行感应加热的加热线圈21、22、23。在图19A和图19B所示的感应加热烹调器中，配设有3个加热线圈21、22、23，左侧加热线圈21和右侧加热线圈22配置于近前侧，在左侧加热线圈21和右侧加热线圈22的中央的里侧配置有中央加热线圈23。另外，在图19B的俯视图所示的感应加热烹调器中，使用者是在图的下侧操作该感应加热烹调器，所述的“左侧”、“右侧”、“近前侧”和“里侧”表示从使用者侧观察的左侧、右侧、近前侧和里侧。在收纳部8的内部，在左侧加热线圈21的下方配设有用于进行烤鱼等烹调的烘烤器6。在烘烤器6的内部配设有电阻式的加热器、烧烤网、托盘。此外，在收纳部8的内部，在烘烤器6的右侧，配设有对3个加热线圈(左侧加热线圈21、右侧加热线圈22、中央加热线圈23)分别提供交流电流的逆变器电路5。逆变器电路5是在上下位置配置了与各加热线圈21、22、23对应的多个逆变器电路基板的结构(例如参照日本特许第3613109号公报(专利文献I))。图20和图21是示出以往的感应加热烹调器中使用的加热线圈的形状的俯视图。感应加热利用因流过加热线圈的电流产生的磁通对被加热物进行加热，因此在磁通不平衡严重的情况下，存在产生了加热不匀的问题。图20所示的以往的一般的加热线圈24是将线圈线连续且等间隔地卷绕成涡旋形状的结构。在这样的图20所示的加热线圈24中，在涡旋形状的加热线圈24的中心部分(内径侧区域)和外侧部分(外径侧区域)中磁通密度较低，在内径侧区域与外径侧区域之间的中间区域中磁通密度较高，从而产生磁通的不平衡。因此，为了抑制在加热线圈的中间区域附近产生磁通的不平衡，提出了在加热线圈的中间区域形成间隙部的结构(例如参照日本特开2005-353458号公报(专利文献2))。图21所示的加热线圈25是在加热线圈25的中间区域形成有不存在线圈线的间隙部26的分段卷绕形状。如图21所示，通过构成为在加热线圈26的中间区域中具有间隙部26的分段卷绕形状，能够将检测作为被加热物的锅的温度的温度传感器33配设到锅的温度上升最大的加热线圈25的中间区域。图22是示出以往的感应加热烹调器中的逆变器电路的结构的电路图。在图22中，逆变器电路对加热线圈30输入交流电流来进行供电，由此使得载置于顶板上的被加热物34产生涡电流而发热。逆变器电路通过两个开关元件31、32的接通断开动作将直流电转换为高频交流电，提供到具有加热线圈30的谐振电路。图22所示的逆变器电路是用于在加热线圈30中流过高频交流电流的电路结构，是以往的感应加热烹调器中 采用的一般的逆变器电路的电路结构。此外，在以往的感应加热装置中，还有如下结构具有多个加热区域，利用配设在各个加热区域下方的加热线圈，对载置于各个加热区域的被加热物进行感应加热(例如参照日本特许第2722738号公报(专利文献3))。专利文献3所公开的以往的感应加热装置具有具备加热线圈的多个谐振电路，对该多个谐振电路连接了一个逆变器电路。在专利文献3所公开的以往的感应加热装置中，构成为各个谐振电路具有相互不同的谐振频率，切换地驱动多个加热线圈。此外，在该以往的感应加热装置中，构成为根据逆变器电路的工作频率来控制各加热线圈中的加热功率的比率。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特许第3613109号公报专利文献2 日本特开2005-353458号公报专利文献3 :日本特许第2722738号公报

发明内容
发明所要解决的课题如上所述，在专利文献3所公开的以往的感应加热装置中，是基于I个逆变器电路的工作频率来控制多个加热线圈中的加热功率的比率的结构，因此存在不能任意变更逆变器电路的工作频率的问题。图23是示出在专利文献3所公开的以往的感应加热装置中，对逆变器电路输入了不同的电压(70V、85V、100V)时两个加热线圈(第I加热线圈、第2加热线圈)的加热电压的频率特性的图。在图23中，示出了如下情况在向逆变器电路输入85V的直流电压，且逆变器电路以26kHz的频率工作时，第I加热线圈的加热输出为1000W，第2加热线圈的加热输出为600W。此外，如图23所示，具有各个加热线圈的两个谐振电路具有不同的谐振频率，具有第I加热线圈的谐振电路的谐振频率为25kHz，具有第2加热线圈的谐振电路的谐振频率为 28kHz。在图23中，用两个工作点(A、B)来表示逆变器电路以两个谐振电路的谐振频率即25kHz和28kHz之间的频率26kHz工作时的状态。基于26kHz的工作频率，将第I加热线圈和第2加热线圈的加热功率的比率设定为1000W :600W、即5 :3。在具有图23所示的频率特性的以往的感应加热装置中，即使为了调节两个加热线圈的加热功率，使逆变器电路的工作频率在两个谐振电路的谐振频率之间的频率范围中变化，也难以进行加热功率的调整。例如，当逆变器电路的工作频率逐渐变高时，第I加热线圈的加热功率逐渐变小，第2加热线圈的加热功率逐渐变大。因此，第I加热线圈和第2加热线圈的加热功率的合计值不是单纯的增大或减小，非常难以导出工作频率与加热功率的合计值之间的关联性。因此，在以往的感应加热装置中，不能通过变更逆变器电路的工作频率来调节加热功率的合计值。
此外，在图23所示的频率特性中，使逆变器电路以比包含第2加热线圈的谐振电路的谐振频率(28kHz )低的频率工作(例如26kHz )。与加热线圈和被加热物磁耦合时相比，在未磁耦合时，感应加热装置中的加热线圈的电感(L)表现出更大的值。在谐振频率4。、加热线圈的电感L和谐振电容器的电容C之间，存在下式(I)的关系O[数学式l]fLC=l/2 V (LC) (I)因此，从式(I)可知，在第2加热线圈和被加热物未磁耦合的情况下，谐振频率变低。因此，在第2加热线圈与被加热物之间不存在磁耦合的情况下，即在第2加热线圈的附近不存在被加热物的情况下，将包含第2加热线圈的谐振电路的谐振频率设定在逆变器电路的工作频率附近。并且，在第2加热线圈和被加热物未磁耦合的情况下，包含第2加热线圈的谐振电路的Q值变大，在第2加热线圈和逆变器电路中流过非常多的电流。其结果，以往的感应加热烹调器存在开关元件损坏、加热线圈的发热增大、加热效率大幅度降低的问题。本发明就是要解决上述以往的感应加热烹调器和感应加热装置的结构中的各种问题，其目的在于提供如下的感应加热装置和感应加热烹调器与以往的结构相比，能够增大控制的自由度，高精度地应对负载变动和设定功率的变更，并且能够减少制造成本，且具有较高安全性，特别是减少了对较小的被加热物(例如小锅)进行加热时的泄漏磁场。用于解决课题的手段本发明的第I方式的感应加热装置具有逆变器电路，其具有多个开关元件，通过所述多个开关元件的驱动输出交流信号；控制部，其对所述多个开关元件进行驱动控制；以及多个谐振电路，它们与所述逆变器电路并联连接，并且分别包含对被加热物进行感应加热的加热线圈和谐振电容器，该感应加热装置构成为所述控制部将比所述多个谐振电路分别具有的谐振频率中最高的谐振频率高的频率区域、或者比所述多个谐振电路分别具有的谐振频率中最低的谐振频率低的频率区域作为工作区域，对所述两个开关元件进行驱动控制，将所述多个谐振电路各自的加热线圈组合而形成至少I个感应加热源，利用所述至少I个感应加热源对被加热物进行感应加热。这样构成的本发明的第I方式的感应加热装置是能够高精度地应对负载变动和设定功率的变更的可靠性高的装置，并且制造成本减少，具有较高的安全性。本发明的第2方式的感应加热装置可以构成为特别是在第I方式中，将所述多个谐振电路中的至少所述加热线圈的电感和所述谐振电容器的电容设定为，在所述开关元件的工作区域中，构成所述I个感应加热源的所有加热线圈对被加热物进行感应加热。这样构成的本发明的第2方式的感应加热装置能够变更逆变器电路的工作频率来进行功率调节。并且，能够变更逆变器电路的工作频率来变更从多个加热线圈分别提供给I个被加热物的功率的比率，能够进行与该被加热物所需的功率平衡和温度分布对应的调整。在本发明的第3方式的感应加热装置中，特别是可以将第I方式中的所述控制部构成为仅将比所述多个谐振电路分别具有的谐振频率中最高的谐振频率高的频率区域作为工作区域，对所述开关元件进行驱动控制。在这样构成的本发明的第3方式的感应加热装置中，当逆变器电路的工作频率变低时，输入到多个加热线圈的功率全部变高，因此输入到各个加热线圈的功率的合计值也变大。因此，通过变更逆变器电路的工作频率，能够高精度地调节输入到加热线圈的功率。此外，在存在未与被加热物磁耦合的加热线圈的情况下，该加热线圈的谐振频率偏离于逆变器电路的工作频率，因此对该加热线圈的供电变少，防止了在逆变器电路中流过过多的电流而 损坏逆变器电路的情况。并且，能够在开关元件中流过正电流的期间进行开关动作，在开关元件从导通状态转变为非导通状态时使施加给开关元件的电压缓慢变化，能够减少开关动作造成的损失。在本发明的第4方式的感应加热装置中，可以构成为特别是与第3方式中的所述谐振电路并联连接着缓冲电路。在这样构成的本发明的第4方式的感应加热装置中，能够减少由于开关元件的开关动作而产生的开关损失，进一步提高加热效率。在本发明的第5方式的感应加热装置中，特别是第I方式中的所述控制部可以构成为仅将比所述多个谐振电路分别具有的谐振频率中最低的谐振频率低的频率区域作为工作区域，对所述开关元件进行驱动控制。在这样构成的本发明的第5方式的感应加热装置中，能够变更逆变器电路的工作频率来高精度地调节功率。并且，能够变更工作频率来变更从多个加热线圈分别提供给被加热物的功率的比率，能够容易且可靠地调整可应对于被加热物所需的功率平衡和温度分布的量。在本发明的第6方式的感应加热装置中，可以构成为特别是第5方式中的所述多个开关元件与电感器串联连接，以使电流相位超前于电压相位的方式，使所述多个开关元件进行软开关动作。在这样构成的本发明的第6方式的感应加热装置中，能够变更逆变器电路的工作频率来高精度地调节功率。在本发明的第7方式的感应加热装置中，特别是通过所述加热线圈的电感和所述谐振电容器的电容将第5方式中的所述多个谐振电路的各谐振频率设定为不同的值。在这样构成的本发明的第7方式的感应加热装置中，能够与谐振电路的Q值无关地以一定的工作频率变更从多个加热线圈分别提供给被加热物的功率的比率，能够应对于被加热物所需的功率平衡和温度分布。并且，还能够与各个加热线圈的温度和被加热物的温度对应地，调整对各加热线圈的供电。本发明的第8方式的感应加热装置可以构成为特别是在第7方式中的所述多个谐振电路中，包含输入功率大的加热线圈的谐振电路的谐振频率被设定得比包含输入功率小的加热线圈的谐振电路的谐振频率高。在这样构成的本发明的第8方式的感应加热装置中，逆变器电路在接近于输入功率大的加热线圈的谐振频率的频率区域中进行工作，因此对于输入功率大的加热线圈，功率的输入顺畅，能够高效地进行加热。本发明的第9方式的感应加热装置特别是在第I至第8方式中，可以构成为分别输入到构成I个感应加热源的多个加热线圈的功率的比率是与所述多个加热线圈各自的和被加热物相对的面积对应的比率。在这样构成的本发明的第9方式的感应加热装置中，成为这样的结构从多个加热线圈分别提供给被加热物的功率的每单位面积的功率供给比率的差变小，能够对被加热物进行均匀加热。本发明的第10方式的感应加热装置特别是在第I至第8方式中，可以构成为在构成I个感应加热源的多个加热线圈中流过的电流值的比率是与分别形成所述多个加热线圈的线圈线的和电流流动方向垂直的截面积对应的比率。在这样构成的本发明的第10方式的感应加热装置中，通过减小电流较少的加热线圈的截面积，能够减少加热线圈的线圈线中的铜的使用量，能够抑制加热线圈的制造成本。本发明的第11方式的感应加热装置特别是在第I至第10方式中，可以构成为构成I个感应加热源的多个加热线圈被配设成同一平面状。在这样构成的本发明的第11方式的感应加热装置中，能够对载置在加热区域中的被加热物进行均匀加热。此外，能够提高提供给与载置在加热区域中的被加热物相对的加热线圈的功率的比率，因此，例如，即使偏离于加热区域的中心部而载置被加热物，也能够以较高的效率进行感应加热。
本发明的第12方式的感应加热装置特别是在第3方式中，可以构成为构成I个感应加热源的多个加热线圈形成为具有彼此不同的直径的线圈状，且被配设成同心圆状。在这样构成的本发明的第12方式的感应加热装置中，能够不向未与被加热物进行磁耦合的直径较大的加热线圈提供功率，而向与被加热物进行了磁耦合的直径较小的加热线圈提供较多的功率。因此，即使被加热物的大小各种各样，也能够与被加热物的尺寸结合来进行效率高的感应加热。本发明的第13方式的感应加热烹调器具有顶板，其载置被加热物；以及所述第I至第12方式中任意一个感应加热装置，其在所述顶板的下方配设有作为感应加热源的多个加热线圈。这样构成的本发明的第13方式的感应加热烹调器成为能够高精度地应对于负载变动和设定功率的变更的可靠性高的烹调器，并且成为制造成本减少，并具有较高的安全性的烹调器。在本发明的感应加热烹调器中，能够针对上方不存在被加热物的加热线圈，减少流过的电流，能够减少泄漏磁场。本发明的第14方式的感应加热烹调器可以构成为特别是在所述第13方式中，所述顶板具有载置被加热物的多个加热区域，作为针对所述多个加热区域中的至少一个加热区域的感应加热源而具有所述感应加热装置。这样构成的本发明的第14方式的感应加热烹调器在I个加热区域中，能够抑制在该加热区域中对较小的锅进行加热时来自该加热区域的泄漏磁场，在其他加热区域中，能够抑制在对被加热物进行感应加热时产生的加热线圈之间的磁干扰，能够抑制干扰音的产生。发明效果根据本发明，能够提供可恰当地应对负载的变动，并且制造成本减少、具有较高安全性的感应加热装置以及感应加热烹调器。


图I是示出本发明的实施方式I的感应加热烹调器中的逆变器电路等的结构的电路图。图2是示出实施方式I中的逆变器电路的工作频率与可输入到加热线圈的最大功率之间的关系的频率特性图。图3是示出本发明的实施方式2的感应加热烹调器中的逆变器电路的工作频率与可输入到加热线圈的最大功率之间的关系的频率特性图。图4是示出实施方式2的感应加热烹调器中的逆变器电路的工作频率与可输入到加热线圈的最大功率之间的关系的频率特性图。图5是示出本发明的实施方式3的感应加热烹调器中的逆变器电路的工作频率与可输入到加热线圈的最大功率之间的关系的频率特性图。图6是示出实施方式3的感应加热烹调器中的逆变器电路的工作频率与可输入到加热线圈的最大功率之间的关系的频率特性图。图7是示出实施方式3的感应加热烹调器中的逆变器电路的工作频率与可输入到加热线圈的最大功率之间的关系的频率特性图。图8是示出本发明的实施方式4的感应加热烹调器中的逆变器电路的工作频率与可输入到加热线圈的最大功率之间的关系的频率特性图。图9是示出本发明的实施方式5的感应加热烹调器中的加热线圈的概略形状的俯视图。图10是示出本发明的实施方式6的感应加热烹调器中的加热线圈的形状和加热线圈的截面的图。图11是示出在实施方式6的感应加热烹调器中的感应加热装置的加热线圈中流过的电流波形的图。图12是示出本发明的实施方式7的感应加热烹调器中的感应加热装置的加热线圈的俯视图。图13是示出在本发明的实施方式7的感应加热烹调器的加热动作中，感应加热装置的加热线圈、被加热物以及被加热物内部的内容物之间的关系的配置图。图14是示出本发明的实施方式8的感应加热烹调器中的感应加热装置的逆变器电路等的结构的电路图。图15是示出实施方式8的感应加热烹调器中的感应加热装置的逆变器电路的工作频率与可输入到加热线圈的最大功率之间的关系的频率特性图。图16是示出本发明的实施方式9的感应加热烹调器中的逆变器电路的工作频率与可输入到各加热线圈的最大功率之间的关系的频率特性图。图17是示出本发明的感应加热烹调器中的感应加热装置的另一结构的电路图。图18是示出本发明的感应加热烹调器中的感应加热装置的又一结构的电路图。图19A是示出将以往的感应加热烹调器组装到厨房装置的橱柜后的状态的剖视图。图19B是示出将以往的感应加热烹调器组装到厨房装置的橱柜后的状态的俯视图。图20是示出在以往的感应加热烹调器中使用的加热线圈的形状的俯视图。图21是示出在以往的感应加热烹调器中使用的加热线圈的形状的俯视图。图22是示出以往的感应加热烹调器中的逆变器电路的结构的电路图。图23是示出在以往的感应加热装置中向逆变器电路输入不同电压时的2个加热线圈的频率特性的图。具体实施例方式以下，作为本发明的感应加热装置的实施方式，参照附图对使用了感应加热装置的感应加热烹调器进行说明。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烹调器中使用的感应加热装置，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。(实施方式I)本发明的实施方式I的感应加热烹调器与使用前述的图19A和图19B说明的感应加热烹调器的外观结构实质相同，由载置锅等被加热物的顶板、和收纳后述的加热线圈和逆变器电路等的收纳部构成了外观。将这样构成的感应加热烹调器组装到厨房装置的橱柜等中进行使用。图I是示出本发明的实施方式I的感应加热烹调器中的感应加热装置的逆变器电路等的结构的电路图。如图I所示，感应加热装置具有从作为电压源的商用电源41接受供电的逆变器电路40 ;对逆变器电路40进行驱动控制的控制部52 ；以及分别具有加热线圈48、49和谐振电容器50、51的多个谐振电路56、57。在图I中示出了感应加热装置中的各要素的连接关系。另外，在实施方式I的感应加热装置中，由第I加热线圈48和第I谐振电容器50构成了第I谐振电路56，由第2加热线圈49和第2谐振电容器51构成了第2谐振电路57。在实施方式I的感应加热烹调器中，构成为利用直径不同的大小两个加热线圈48,49对载置被加热物的I个加热区域进行感应加热。构成为利用第I加热线圈48 (小直径加热线圈)对存在于I个加热区域中的内侧区域的被加热物进行加热，利用第2加热线圈49 (大直径加热线圈)对存在于外侧区域的被加热物进行加热。图2是示出本发明的实施方式I的感应加热装置中的逆变器电路40的工作频率与可输入到各加热线圈48、49的最大功率之间的关系的频率特性图，横轴为工作频率[kHz]，纵轴为可输入到加热线圈48、49的最大功率[W]。在图2中，波形Wl表示工作频率与可输入到第I加热线圈48的最大功率之间的关系，波形W2表示工作频率与可输入到第2加热线圈49的最大功率之间的关系。此外，波形W3表示可输入到第I加热线圈48的最大功率和可输入到第2加热线圈49的最大功率的合计值与工作频率之间的关系。波形Wl和波形W2表示在顶板上的加热区域中载置有被加热物时的频率特性，该频率特性是在第I加热线圈48和第2加热线圈49双方的加热线圈上方存在被加热物的状态下的频率特性。在图I中，向逆变器电路40供电的商用电源41是交流电源，为了将交流电源转换为直流电源，商用电源41与逆变器电路40的二极管电桥42连接。在逆变器电路40中，在二极管电桥42的输出端连接有滤波电路60，以便对从二 极管电桥42输出的全波整流后的直流电源进行平滑，不让由于逆变器电路40的开关动作产生的电磁噪声传递到商用电源41。滤波电路60由第I滤波电容器43、滤波电感器44和第2滤波电容器45构成。第I滤波电容器43和第2滤波电容器45并联设置于作为二极管电桥42的输出端的高电位侧母线(以后称为正母线)和低电位侧母线(以后称为负母线)之间。此外，滤波电感器44以连接第I滤波电容器43和第2滤波电容器45的方式设置于高电位侧母线。在作为滤波电路60的输出端的第2滤波电容器45的两端，串联地电连接着与第I反向导通二极管54并联连接的第I开关元件46、和与第2反向导通二极管55并联连接的第2开关元件47。在第I开关元件46与第2开关元件47的连接点上，分别连接着直径小的第I加热线圈48的一端、和直径大的第2加热线圈49的一端。在第I加热线圈48的另一端连接着第I谐振电容器50的一端,第I加热线圈48与第I谐振电容器50串联地电连接。此外，在第2加热线圈49的另一端连接着第2谐振电容器51的一端，第2加热线圈49与第2谐振电容器51串联地电连接。第I谐振电容器50的另一端和第2谐振电容器51的另一端与负母线连接。在实施方式I的感应加热装置的逆变器电路40中，为了减少由于第I开关元件46和第2开关元件47的开关动作(接通断开动作)而产生的开关损失，与第2开关元件47并联地电连接着缓冲电容器53。缓冲电容器53的两端是逆变器电路40的输出端，经由谐振电容器50、51与各个加热线圈48、49连接。 在实施方式I的感应加热装置中，设置有用于对第I开关元件46和第2开关元件47进行驱动控制的控制部52。控制部52以使第I开关元件46和第2开关元件47排他地进行接通断开动作的方式，对它们进行驱动控制，并且控制第I开关元件46和第2开关元件47的工作频率和占空比(接通断开期间的比率)，对输入到第I加热线圈48和第2加热线圈49的功率进行调节。接着，对如上那样构成的实施方式I的感应加热烹调器的动作进行说明。首先，对实施方式I中的逆变器电路40的动作进行说明。在实施方式I的逆变器电路40中，通过变更第I开关元件46和第2开关元件47的工作频率和占空比，能够在一定范围内将输入到第I加热线圈48和第2加热线圈49的功率、即提供给被加热物的功率控制为任意值。另外，在之后的说明中，将第I开关元件46和第2开关元件47的工作频率称作逆变器电路40的工作频率。在变更占空比来控制输入到加热线圈48、49的功率的情况下，在正母线与负母线的电位差恒定的条件下，当占空比为O. 5、即第I开关元件46与第2开关元件47的接通断开期间的比率为I :1时，输入到加热线圈48、49的功率最大。反之，如果占空比为O. I或O. 9等、离O. 5的值越远，输入到加热线圈48或49的
功率越小。此外，在变更逆变器电路40的工作频率来控制输入到加热线圈48、49的功率的情况下，在正母线与负母线的电位差恒定的条件下，如图2的频率特性所示，通过使逆变器电路40的工作频率接近谐振电路56、57的谐振频率f 1，从而输入到加热线圈48、49的功率变大。图2所示的频率特性的波形是将占空比设为O. 5且恒定的情况，是向加热线圈48、49输入最大功率的情况。因此，如果变更占空比，则能够将比图2所示的频率特性的波形所表示的功率小的功率输入到加热线圈。图2所示的波形(W1、W2、W3)是将被加热物载置到与第I加热线圈48和第2加热线圈49双方的加热线圈相对的加热区域时的特性曲线。在图2中，示出了表示逆变器电路40的工作频率与可输入到加热线圈48、49的最大功率之间的关系的特性曲线。在图2中，波形Wl是表示逆变器电路40的工作频率与可输入到第I加热线圈48的最大功率之间的关系的频率特性，波形W2是表示逆变器电路40的工作频率与可输入到第2加热线圈49的最大功率之间的关系的频率特性。此外，波形W3是表示可输入到第I加热线圈48的最大功率和可输入到第2加热线圈49的最大功率的合计值的频率特性。在用两个加热线圈48、49对作为I个被加热物的锅进行加热时，提供给锅的功率是输入到两个加热线圈48、49的功率的合计值。因此，图2所示的波形W3示出的功率表示提供给作为被加热物的锅的总功率。
在逆变器电路40的工作频率比由第I加热线圈48和第I谐振电容器50构成的第I谐振电路56的谐振频率高、且比由第2加热线圈49和第2谐振电容器51构成的第2谐振电路57的谐振频率高的频率区域中，当降低变器电路40的工作频率时，分别输入到两个加热线圈48、49的功率均变大。在图2中，用阴影来表示比第I谐振电路56的谐振频率高、且比第2谐振电路57的谐振频率高的频率区域，该阴影所表示的区域是工作区域。在图2所示的频率特性中，第I谐振电路56的谐振频率与第2谐振电路57的谐振频率均为频率fl，是一致的。在上述工作区域中，通过设定工作频率，来决定输入到第I加热线圈48的功率和输入到第2加热线圈49的功率的合计值，随着工作频率变小，其合计值变大。因此，通过在工作区域中变更逆变器电路40的工作频率，能够容易且高精度地调节提供给作为被加热物的锅的功率。在感应加热烹调器中，根据加热线圈中的输入电流与逆变器电路的工作频率之间的关系，检测在加热线圈上方的顶板的加热区域中是否载置有被加热物，并判别载置了哪种材质的被加热物。为了进行这样的检测和判别，需要预先高精度地掌握逆变器电路的工作频率与输入电流之间的关系。并且，在感应加热烹调器中，在选择适于被加热物的负载特性的工作频率进行驱动的情况、和提供恒定的功率对各种被加热物进行加热的情况下，都期望高精度地调整逆变器电路的工作频率。在实施方式I的感应加热烹调器中，如前所述，通过使用特定的工作区域来简化加热功率与工作频率之间的关系，从而能够容易地进行标准化。因此，能够根据逆变器电路40的工作频率和输入电流等，针对被加热物进行精度高的检测和判别，能够在期望的状态下适当地进行加热动作。在实施方式I的感应加热烹调器中，由于逆变器电路40的工作频率与输入到加热线圈的功率之间的关系使用了特定区域(工作区域)，因此成为能够容易地进行标准化的结构。因此，实施方式I的感应加热烹调器通过在负载变动剧烈的烹调器中进行应用，能够随时进行与负载对应的恰当的感应加热。在实施方式I的感应加热烹调器中，尽管对流过两个加热线圈48、49的电流进行了控制，但是逆变器电路内的开关元件46、47的数量与以往的逆变器电路的开关元件的数量相比没有变化，可用两个进行控制。因此，实施方式I的感应加热烹调器的控制容易，并且电路结构简单，成为虽然具有高功能但不导致制造成本增加的低成本结构。在实施方式I的感应加热烹调器中，如上所述，是使逆变器电路40在比谐振电路56,57的谐振频率高的频率区域(工作区域)中工作的结构。因此，在逆变器电路40中，电流的相位滞后于电压的相位，因此在开关元件46、47从导通状态(接通)转变为非导通状态(断开)时，成为在该开关元件46、47中流过电流的状态。由于是在该转变时流过的电流流入缓冲电容器53的结构，因此在缓冲电容器53中进行电荷的充放电。这样，通过缓冲电容器53中的充放电动作，开关元件46、47的两端电压具有一定的斜率，变化稳定。其结果，减少了由开关元件46、47的电压和电流的乘积决定的、开关元件46、47中的开关损失。因此，实施方式I的感应加热烹调器是具有较高的功率转换效率的节能烹调器。此外，通过如上所述那样设置缓冲电容器53，减少了开关元件46、47中的开关损失，因此能够简化开关元件46、47的散热结构。(实施方式2)以下，对本发明的实施方式2的感应加热烹调器进行说明。另外，实施方式2的感应加热烹调器具有与前述实施方式I的感应加热烹调器实质相同的结构。在实施方式2的感应加热烹调器中，与实施方式I的感应加热烹调器的不同点为逆变器电路中的控制动作。因此，在实施方式2的感应加热烹调器中，对具有与实施方式I的感应加热烹调器实质相同的功能、结构的要素标注相同标号，并省略其说明。实施方式2的感应加热烹调器的结构与前述图I所示的实施方式I的感应加热烹调器相同。图3和图4是示出实施方式2的感应加热烹调器中的感应加热装置的逆变器电路40的工作频率与可输入到加热线圈48、49的最大功率之间的关系的频率特性图。在图3和图4中，横轴为工作频率[kHz]，纵轴为可输入到加热线圈48、49的最大功率[W]。在图3所示的频率特性中，与图2所示的频率特性同样，波形Wl和波形W2是在第I加热线圈48和第2加热线圈49双方的加热线圈上方存在被加热物的状态下的频率特性。图3中的波形W4是表示在第2加热线圈49的上方不存在被加热物时的逆变器电路40的工作频率与可输入到第2加热线圈49的最大功率之间的关系的频率特性。接着，参照图3所示的频率特性，对实施方式2的感应加热烹调器中的逆变器电路的控制动作进行说明。在实施方式2的感应加热烹调器中，与实施方式I的感应加热烹调器同样地构成为利用处于顶板的加热区域内侧的正下方的第I加热线圈48、和处于顶板的加热区域外侧的正下方的第2加热线圈49这两个加热线圈48、49，对载置在加热区域中的被加热物、例如I个锅进行加热。在这样构成的实施方式2的感应加热烹调器中，在将作为被加热物的锅载置到顶板的加热区域时，由于该锅的大小不同，有时虽然在第I加热线圈48的上方存在锅，但在第2加热线圈49的上方不存在锅。在第2加热线圈49的上方不存在锅，从而第2加热线圈49与锅未产生磁耦合的情况下，与产生磁耦合时相比，第2加热线圈49的两端间的电阻R减小，并且电感L增大。因此，根据上述式(I)所示的关系，谐振频率变低。因此，如图3所示，锅未与第2加热线圈49产生磁耦合时的谐振频率f4 (波形W4)比磁耦合时的谐振频率fl低。在实施方式2的感应加热烹调器中，与实施方式I的感应加热烹调器同样地控制为逆变器电路40在比谐振频率fl高的频率区域(工作区域)中工作。因此，波形W4的谐振频率f4与逆变器电路40的工作频率相离。 如图3所示，在第I加热线圈48和第2加热线圈49各自的上方存在锅时，如波形Wl (第I加热线圈48)和波形W2 (第2加热线圈49)所示，输入到第2加热线圈49的功率比输入到第I加热线圈48的功率大(参照图3中的功率差VI)。另一方面，在第I加热线圈48的上方存在锅、但在第2加热线圈49的上方未载置锅时，成为波形Wl (第I加热线圈48的频率特性)和波形W4 (第2加热线圈49的频率特性)。在表现出这样的频率特性的情况下，对于逆变器电路40的工作频率，在将比谐振频率Π高的频率区域设为工作区域的情况下，输入到第2加热线圈49的功率比输入到第I加热线圈48的功率小(参照图3中的功率差V2)。因此，在实施方式2的感应加热烹调器中，通过使逆变器电路40在比谐振频率Π高的频率区域中工作，对上方存在被加热物的第I加热线圈48输入的功率得以维持，并且对上方不存在被加热物的第2加热线圈49输入的功率无需进行复杂的控制而自动变小。在实施方式2的感应加热烹调器中，通过如上所述那样对逆变器电路40进行驱动控制，由此，对于其上方未载置被加热物从而不对加热产生贡献的第2加热线圈49而言，电流变小。因此，在实施方式2的感应加热烹调器中，成为这样的结构能够大幅度抑制由于在第2加热线圈49的线圈线中流过电流而产生的导通损失，能够实现加热效率的提高。此外，在第2加热线圈49的上方未载置被加热物的情况下，第2加热线圈49的两 端间的电阻R显著减小，因此由第2加热线圈49和第2谐振电容器51构成的第2谐振电路57 (参照图I)的Q值变大。其结果，与第2加热线圈49相关的频率特性成为图3中波形W4所示的频率特性，在谐振频率f4的附近，可输入到第2加热线圈49的功率显著增大。该增大后的功率是由于第2加热线圈49未与被加热物磁耦合而产生的，此时产生的几乎所有能量都被第2加热线圈49的线圈线的固有电阻所消耗，从而成为导通损失。如果逆变器电路的工作频率处于图3所示的波形W4的谐振频率f4附近，则如前所述，在逆变器电路内流过很大的电流，从而会损坏逆变器电路。因此，在实施方式2的感应加热烹调器中，对于逆变器电路40的工作频率，将比在第I加热线圈48和第2加热线圈49的上方载置有被加热物时的谐振频率Π高的频率区域设为工作区域，由此能够抑制在第2加热线圈49的上方未载置被加热物时流过第2加热线圈49的电流，从而可靠地防止逆变器电路40的损坏。此外，在实施方式2的感应加热烹调器中，在第I加热线圈48的上方存在被加热物、在第2加热线圈49的上方不存在被加热物的情况下，减少在不对加热产生贡献的第2加热线圈49中流过的电流，结果能够减少泄漏磁场，抑制给其他设备等带来的电磁噪声。接着，对图4所示的频率特性的情况下的实施方式2的感应加热烹调器的控制动作进行说明。在图4所示的频率特性中，与图2和图3所示的频率特性同样，波形Wl和波形W2是在第I加热线圈48和第2加热线圈49双方的加热线圈上方存在被加热物的状态下的频率特性。图4中的波形W5是表示在第I加热线圈48的上方载置有被加热物、但在第2加热线圈49的上方仅存在被加热物的一部分时的逆变器电路40的工作频率与可输入到第2加热线圈49的最大功率之间的关系的频率特性。即，波形W5是在第2加热线圈49的上方载置了比第2加热线圈49的内径稍大、比第2加热线圈49的外径小的被加热物时的频率特性。在波形W5所示的状态下，第2加热线圈49与被加热物的一部分产生磁耦合，因此，图4所示的波形W5的谐振频率f5成为比前述图3所示的波形W4的谐振频率f4稍高的频率。但是，在波形W5的状态下，被加热物与第2加热线圈49之间的磁耦合水平仍然较弱，第2谐振电路57的Q值表现出较高的趋势。
在波形W5所示的状态下，由于对与被加热物的一部分磁耦合的第2加热线圈49进行供电，因此输入到第2加热线圈49的功率与输入到第I加热线圈48的功率的功率差V3比功率差V2 (参照图3)小。但是，在实施方式2的感应加热烹调器中，与在第2加热线圈49的上方未载置被加热物的情况同样，具有减少了提供给第2加热线圈49的功率的效
果O在实施方式2的感应加热烹调器中，假定了加热比第2加热线圈49的直径小的锅(小锅)的情况，对在第2加热线圈49的上方未载置被加热物时的动作和效果进行了说明。在实施方式2的感应加热烹调器中，还具有载置直径小的小锅作为被加热物的情况以外的效果。例如，在作为被加热物的锅的锅底的中心朝内侧凹陷的情况下，相比于该锅与第2加热线圈49之间的距离，该锅与第I加热线圈48之间的距离更大。该情况下，该锅与第I加热线圈48的磁耦合比该锅与第2加热线圈48的磁耦合小。在这种情况下，包含磁耦合较小的第I加热线圈48的第I谐振电路56的谐振频率也会变低。因此，在实施方式2的感应加热烹调器中，将逆变器电路40的工作频率设定为处于比在第I加热线圈48和第2加热线圈49的上方载置有被加热物时的、任何谐振频率Π都高的频率区域，由此成为如下结构即使在第I加热线圈48与被加热物的磁耦合较弱的情况下，也能够抑制在第I加热线圈48中流过的电流，从而可靠防止逆变器电路40的损坏，并且能够实现加热效率的提闻。在实施方式2的感应加热烹调器中，接向逆变器电路40的开关元件46、47的电源是电压源，当逆变器电路40中的第I开关元件46或第2开关元件47进行从接通转变为断开的转变动作时，由于缓冲电容器53与第2开关元件47并联连接，因此，即将进行开关动作(断开动作)之前流过加热线圈48、49的高频电流流入缓冲电容器53。其结果，在缓冲电容器53中进行充放电动作。由于施加到第2开关元件47的电压与缓冲电容器53的两端电压相同，因此施加到第2开关元件47的电压以由缓冲电容器53的时间常数决定的一定斜率而变化，不会发生急剧的变化。即，防止了在第2开关元件47中产生过电压和过电流。其结果，能够减小流过第2开关元件47的电流与施加到第2开关元件47的电压的乘积值，能够减少第2开关元件47的开关动作时产生的开关损失。另外，施加到第I开关元件46的电压是从正母线与负母线的电位差减去缓冲电容器53的两端电压后的值，因此与施加到第2开关元件47的电压同样，以一定斜率而变化，不会产生急剧的变化。在逆变器电路40中，为了在有电流流过开关元件46、47的期间内进行开关动作(断开动作)，需要比流过包含加热线圈48、49的谐振电路56、57的电流因谐振发生反转更早地进行开关动作(断开动作)。因此，需要将逆变器电路40的工作频率设定得比谐振频高。如果逆变器电路40的工作频率是比第I谐振电路56的谐振频率、和第2谐振电路57的谐振频率中的任意一个谐振频率都低的频率，则在流过谐振电路56、57的电流流过与开关元件46、47并联连接的反向导通二极管54、55的期间内进行开关动作(断开动作)。因此，无法减少开关元件46、47中的开关损失。
此外，在逆变器电路40的工作频率处于由第I加热线圈48和第I谐振电容器50构成的第I谐振电路56的谐振频率、与由第2加热线圈49和第2谐振电容器51构成的第2谐振电路57的谐振频率之间的频率区域的情况下，也存在如下的问题。在使逆变器电路40以高于谐振频率的频率进行工作的一方的谐振电路中，在电流流过开关元件的状态下进行开关动作(断开动作)，是理想的状态。但是，在使逆变器电路40以低于谐振频率的频率进行工作 的另一方的谐振电路中，在电流流过与开关元件反向并联连接的反向导通二极管的状态下进行开关动作(断开动作)，成为无法减少开关损失的状态。在实施方式2的感应加热烹调器中，是在逆变器电路40中流过两个谐振电路56、57的电流之和的结构。因此，在两个谐振电路56、57中流过电流的状态下，在流过谐振频率低的谐振电路的电流比流过谐振频率高的谐振电路的电流大的情况下，在开关元件中流过电流时进行开关动作(断开动作)。此时，能够抑制在开关元件中产生的开关损失。但是，流过谐振频率低的谐振电路的电流比流过谐振频率高的谐振电路的电流小的相反情况下，在反向导通二极管中流过电流的状态下进行开关动作。因此，能否进行减少开关损失的动作取决于多个谐振电路中的各种参数，难以稳定地进行能够抑制开关损失的动作。因此，在实施方式2的感应加热烹调器中，构成为逆变器电路40的工作频率处于比由第I加热线圈48和第I谐振电容器50构成的第I谐振电路56的谐振频率、以及由第2加热线圈49和第2谐振电容器51构成的第2谐振电路57的谐振频率中的任意一个谐振频率高的区域。通过这样构成，在流过谐振电路56、57的电流全部流过开关元件46、47的状态下进行开关动作(断开动作)，能够减少开关动作造成的开关损失。此外，在实施方式2的感应加热烹调器中，通过抑制施加到开关元件的电压的急剧变动，能够抑制电磁噪声的产生，从而不需要电磁噪声抑制对策所需的部件，能够减少这些部件涉及的成本。另外，在实施方式2的感应加热烹调器的说明中，当占空比=0.5时完全成立，但是随着占空比变小、或随着占空比变大，不成立的概率变高。例如，即使在逆变器电路40的工作频率比谐振电路56、57的谐振频率高的情况下，随着占空比远离O. 5的值，流过导通时间(接通期间)长的开关元件的电流转移到二极管导通状态的概率变高。因此，实施方式2的感应加热烹调器中的逆变器电路40的控制动作不是对于所有占空比都成立。但是，实施方式2的感应加热烹调器中的控制动作至少在占空比=0. 5，即流过较大电流、从而开关损失大的区域中，是能够抑制开关损失的可靠手段，是有效的手段。(实施方式3)以下，对本发明的实施方式3的感应加热烹调器进行说明。另外，实施方式3的感应加热烹调器具有与前述实施方式I的感应加热烹调器实质相同的结构。在实施方式3的感应加热烹调器中，与实施方式I的感应加热烹调器的不同点为逆变器电路中的控制动作。因此，在实施方式3的感应加热烹调器中，对具有与实施方式I的感应加热烹调器实质相同的功能、结构的要素标注相同标号，并省略其说明。实施方式3的感应加热烹调器的结构与前述图I所示的实施方式I的感应加热烹调器相同。在实施方式3的感应加热烹调器中，包含第I加热线圈48的第I谐振电路56的谐振频率、与包含第2加热线圈49的第2谐振电路57的谐振频率是不同的值。这样，第I谐振电路56与第2谐振电路57的谐振频率不同这一点与前述实施方式I和实施方式2不同。图5、图6和图7是示出实施方式3的感应加热烹调器中的逆变器电路40的工作频率与可输入到各加热线圈48、49的最大功率之间的关系的频率特性图。在图5、图6和图7中，横轴为工作频率[kHz]，纵轴为可输入到加热线圈48、49的最大功率[W]。图5、图6和图7所示的频率特性是将作为具有比处于第I加热线圈48外侧的第2加热线圈49的直径更大的直径的被加热物的锅载置到该第2加热线圈49上方的加热区域时的频率特性。在图5、图6和图7中，波形W2与图2所示的频率特性同样，是在第2加热线圈49的上方存在被加热物 的状态下的频率特性。参照图5、图6和图7所示的频率特性，对实施方式3的感应加热烹调器中的感应加热装置的逆变器电路的控制动作进行说明。图5示出了将包含第I加热线圈48的第I谐振电路56的谐振频率f6(波形W6)、与包含第2加热线圈49的第2谐振电路57的谐振频率f2 (波形W2)设为不同值时的逆变器电路40的工作频率与可输入到各加热线圈48、49的最大功率之间的关系。在实施方式3的感应加热烹调器中，将比逆变器电路40的工作频率最高的谐振频率还要高的频率区域用作工作区域。在实施方式3的感应加热烹调器中，通过使逆变器电路40在比两个谐振频率中的较高的谐振频率即谐振频率f2更高的频率区域中进行工作，也起到了本发明的效果。图6所示的频率特性图示出了将多个谐振电路的谐振频率设为不同值的效果。在图6中，波形W2表示逆变器电路40的工作频率与可输入到第2加热线圈49的最大功率之间的关系，波形W7表示逆变器电路40的工作频率与可输入到第I加热线圈48的最大功率之间的关系。在实施方式3的感应加热烹调器中，首先，为了将各个谐振电路56、57的谐振频率设为不同值，变更构成包含各个加热线圈48、49的谐振电路56、57的第I谐振电容器50和第2谐振电容器51的电容。从前述的式(I)可知，通过这样变更谐振电容器50、51的电容来变更谐振频率。与可输入到加热线圈48、49的最大功率、以及逆变器电路40以与谐振频率相差一定频率的方式进行工作时可输入到加热线圈的功率等相关的频率特性，即图6中用波形W2和波形W7等表示的频率特性是由加热线圈48、49的形状、加热线圈48、49与被加热物(锅)之间的磁耦合状态等决定的。因此，将加热线圈48、49预先设计成具有期望的频率特性是极其困难的。但是，在得到了某个频率特性(例如图6所示的与第I加热线圈48相关的波形W7)的情况下，可通过谐振电容器(51)的电容来变更该频率特性中的谐振频率(f7)。因此，例如图6所示，当输入到第I加热线圈48的功率特性为波形W7、输入到第2加热线圈49的功率特性为波形W2时，在比波形W2的谐振频率f2高的频率区域中，在波形W2与波形W7之间具有功率差V4。但是，在想要减小输入到第I加热线圈48的功率的情况下，可通过增大包含第I加热线圈48的第I谐振电路56的第I谐振电容器50的电容，使波形W7移动到波形W8 (谐振频率f8 < f7)。其结果，在使逆变器电路40以相同频率工作的情况下，输入到第I加热线圈48的功率降低，与输入到第2加热线圈的功率相比，功率差V5 (V5 > V4)变大。
如上所述，通过将谐振电路56、57的谐振频率设定为不同值，由此，不论两个加热线圈48、49具有的特性如何，都能够将两个加热线圈48、49的功率差、和功率的比率设定为期望的值。因此，在实施方式3中，能够提供设计自由度高的感应加热烹调器。作为实施方式3的感应加热烹调器的效果，例如，通过调整从各个加热线圈48、49输入到被加热物的功率的比率，不会发生不均匀的情况，能够对被加热物进行均匀加热，能够提供使用便利性良好的感应加热烹调器。此外，通过变更输入到加热线圈48、49的功率，从而流过各加热线圈48、49的电流发生变化。因此，例如在来自设于第2加热线圈49内侧的第I加热线圈48的发热量较多，难以对第I加热线圈48进行冷却的情况下，通过降低从第I加热线圈48提供给被加热物的功率，减少流过第I加热线圈48的电流，能够抑制第I加热线圈48的温度上升。其结果，在实施方式3的感应加热烹调器中，可通过功率比率的调整来进行加热线圈的冷却，能够构建可靠性高的烹调器。另外，在如上所述那样降低了从第I加热线圈48提供到被加热物的功率的情况下，在不想改变输入到两个加热线圈48、49的功率之和的情况下，需要稍微降低逆变器电路40的工作频率来进行设定。图7示出了可输入到第I加热线圈48的最大功率(波形W9)比可输入到第2加热线圈49的最大功率(波形W2)大的情况。在这种情况下，也可以通过将包含加热线圈48、49的各个谐振电路56、57的谐振频率设为不同值(f2，f9)，由此将第I加热线圈48和第2加热线圈49的功率差V6设定为期望的值，将输入到第I加热线圈48和第2加热线圈49的功率的比率设为期望的值。因此，在实施方式3的感应加热烹调器中，不论特性随两个加热线圈48、49的直径和形状等成为怎样的状态，都可以通过变更例如第I谐振电容器50的电容来变更其谐振频率，由此在预定的工作频率处对第I加热线圈48和第2加热线圈49的功率的比率进行调节。另外，在实施方式3的感应加热烹调器中，在变更第I谐振电容器50的电容的情况以外，变更第2谐振电容器51的电容也能够得到同样的效果。此外，在实施方式3的感应加热烹调器中，在固定了第I谐振电容器50和第2谐振电容器51的电容、并将加热线圈48、49预先设计成当加热线圈48、49与代表性的被加热物(锅)磁耦合时具有期望的频率特性的情况下，至少在对代表性的被加热物和具有与其相近特性的被加热物进行加热时能够得到同样的效果。此外，在实施方式3的感应加热烹调器中，对减小输入到第I加热线圈48的功率的情况进行了说明，但是在使输入到第I加热线圈48的功率上升的情况下，也可以同样地变更特性。即，在本发明的实施方式3的感应加热烹调器中，在对第I谐振电容器50或第2谐振电容器51的电容进行变更的情况下，不需要预先调整多个加热线圈的特性来进行制造，能够在组装后的状态下，容易且高精度地变更可输入到多个加热线圈的功率的比率。反之，在本发明的实施方式3的感应加热烹调器中，在不变更第I谐振电容器50或第2谐振电容器51的电容的情况下，通过针对代表性的被加热物预先设计加热线圈48、49，不需要 具有第I谐振电容器50或第2谐振电容器51的电容变化单元，能够低成本地构成感应加热烹调器。
(实施方式4)以下，对本发明的实施方式4的感应加热烹调器进行说明。另外，实施方式4的感应加热烹调器具有与前述实施方式I的感应加热烹调器实质相同的结构。在实施方式4的感应加热烹调器中，与实施方式I的感应加热烹调器的不同点为逆变器电路中的控制动作。因此，在实施方式4的感应加热烹调器中，对具有与实施方式I的感应加热烹调器实质相同的功能、结构的要素标注相同标号，并省略其说明。实施方式4的感应加热烹调器的结构与前述图I所示的实施方式I的感应加热烹调器相同。图8是示出实施方式4的感应加热烹调器中的感应加热装置的逆变器电路的工作频率与可输入到各加热线圈的最大功率之间的关系的频率特性图。在图8中，横轴为工作频率[kHz]，纵轴为可输入到加热线圈48、49的最大功率[W]。在图8中，包含第I加热线圈48的第I谐振电路56的谐振频率(f 10)比包含第2加热线圈49的第2谐振电路57的谐振频率(f2)低。此外，输入到第I加热线圈48的最 大功率(波形W10)的峰值(谐振频率HO处的最大功率)比输入到第2加热线圈49的功率(波形W2)的峰值(谐振频率f2处的最大功率)小。上述方面是实施方式4与前述实施方式I 3不同的点。在图8中，波形Wll是对波形W2和波形WlO所示的频率特性的合计值进行波形化所得的波形。波形Wll的频率特性中的谐振频率fll比波形W2的谐振频率f2低。因此，只要是比波形W2的谐振频率f2高的频率区域，当然就是比波形Wll的谐振频率Π1高的频率区域。参照图8所示的频率特性，对实施方式4的感应加热烹调器中的逆变器电路的控制动作进行说明。加热线圈的导通损失是由于流过加热线圈的电流、和加热线圈的线圈线具有的固有电阻而产生的。该导通损失[功率W]与电流的平方成正比。为了减少加热线圈的导通损失，有效的做法是减少流过加热线圈的电流。为此，需要增大在加热线圈的上方存在被加热物的加热线圈的电阻R。在最大功率P与电源电压E之间存在下式(2)的关系。[数学式2]P=E2/R (2)由此，当增大在加热线圈的上方存在被加热物的状态的加热线圈的电阻R时，成为难以对该加热线圈输入电力的状态。以减少流过加热线圈的电流为目的，为了增强加热线圈与被加热物之间的磁耦合，对增大地设计了电阻R的加热线圈输入电力，必须使逆变器电路在容易输入电力的谐振频率附近工作。因此，在实施方式4的感应加热烹调器中，通过使逆变器电路40在所输入的功率较大的第2加热线圈49的谐振频率f2附近工作，由此成为能够增大地设计加热线圈的电阻R的结构。因此，在实施方式4的感应加热烹调器中，相对于输入较大功率的加热线圈、即需要流过较多电流的加热线圈，尽可能地流过较少的电流，能够确保期望的功率。由此，在实施方式4中，能够进行可使用被设计成加热线圈的电阻R变大的感应加热烹调器来减少加热线圈的导通损失的控制动作。另外，在实施方式4的感应加热烹调器中，通过将比输入功率大的第2加热线圈49的谐振频率f2高的频率区域设为逆变器电路的工作区域，由此具有与前述实施方式I至3中说明的效果相同的效果，能够进行与负载对应的恰当的感应加热。
此外，在实施方式4的感应加热烹调器中，特别是在开关元件46、47的开关动作中的占空比为O. 5付近，逆变器电路40的工作频率接近谐振频率(f2)时，即将执行开关元件46、47的动作之前(即将进行断开动作之前)流过开关元件46、47的电流少，因此能够抑制开关损失。在实施方式4的感应加热烹调器中，构成为通过使用了公共的开关元件46、47的逆变器电路40对两个加热线圈48、49进行驱动。关于在各开关元件46、47中流过的电流，在被输入较大功率的第2加热线圈49中流过的电流的比率较大，因此，通过将包含被输入了较大功率的第2加热线圈49的第2谐振电路57的谐振频率f2附近设为工作频率，能够减少开关元件46、47工作时产生的开关损失。(实施方式5)以下，对本发明的实施方式5的感应加热烹调器进行说明。另外，实施方式5的感 应加热烹调器具有与前述实施方式I的感应加热烹调器实质相同的结构。在实施方式5的感应加热烹调器中，与实施方式I的感应加热烹调器的不同点为逆变器电路的控制动作和加热线圈的结构。因此，在实施方式5的感应加热烹调器中，对具有与实施方式I的感应加热烹调器实质相同的功能、结构的要素标注相同标号，并省略其说明。实施方式5的感应加热烹调器的结构与前述图I所示的实施方式I的感应加热烹调器相同。图9是示出实施方式5的感应加热烹调器中的感应加热装置的加热线圈的概略形状的俯视图。在实施方式5的感应加热烹调器中，输入到图9所示的两个加热线圈48、49的功率值的比率是与两个加热线圈48、49各自和被加热物相对的面积(Sa、Sb)对应的值。接着，对实施方式5的感应加热烹调器中的感应加热装置的逆变器电路的控制动作进行说明。在图9中，在将被加热物载置到第I加热线圈48和第2加热线圈49上方的状态下，设第I加热线圈48的与被加热物相对的面积为“Sa”、第2加热线圈49的与被加热物相对的面积为“Sb”。第I加热线圈48的相对面积Sa与第2加热线圈49的相对面积Sb的比率为大约I :3。此时，在将输入到第I加热线圈48和第2加热线圈49的功率之和、即输入到一个被加热物的功率设为3kW时，输入到第I加热线圈48的功率Pa和输入到第2加热线圈49的功率Pb如下设定。[数学式3]Pa=3kffXSa/ (Sa + Sb) =0. 75kff (3)[数学式4]Pb=3kffXSb/ (Sa + Sb) =2. 25kff (4)在实施方式5的感应加热烹调器中，如上所述控制为输入到第I加热线圈48的功率Pa和输入到第2加热线圈49的功率Pb的功率比率(Pa / Pb)与第I加热线圈48的相对面积Sa和第2加热线圈49的相对面积Sb的比率(Sa / Sb)相对应。在感应加热动作中，通过将加热线圈产生的磁场施加到载置于与加热线圈相对的位置处的被加热物，由此使得被加热物发热。因此，在感应加热动作中，以与加热线圈的平面形状(与被加热物相对的面的形状)大致相同的形状，对被加热物进行加热。此外，输入到被加热物的功率密度在加热线圈上大致恒定。因此，用输入到加热线圈的功率除以加热线圈的与被加热物相对的相对面的面积而得的值就是载置在加热线圈上方的被加热物的相对面中的功率密度。
在实施方式5的感应加热烹调器中，通过如上所述那样设定功率比率(Pa / Pb)，由此使得输入到载置在第I加热 线圈48上方的被加热物的相对面积中的功率密度、与输入到载置在第2加热线圈49上方的被加热物的相对面积中的功率密度相同。在如上所述那样构成的实施方式5的感应加热烹调器中，即使使用多个加热线圈对I个被加热物进行加热，也能够使得存在于各加热线圈上方的被加热物的各个部分的温度成为大致相同。其结果，在实施方式5的感应加热烹调器中，能够对被加热物进行均匀加热，能够提闻念调性能。在前述的背景技术一栏中说明的图21所示的以往的分段卷绕形状的加热线圈25中，流过加热线圈25的电流是相同的。因此，如果不调整加热线圈25的匝数和厚度等，就不能在加热线圈25的内侧线圈和外侧线圈之间变更功率的比率。即使假设在图21所示的以往的分段形状的加热线圈25中，调节匝数和厚度等来设定功率的比率，也不能使加热线圈25的直径、匝数、厚度等的形状和寸法成为期望值，设计自由度受限。在实施方式5的感应加热烹调器中，是能够在加热线圈48、49的形状和尺寸以外的控制动作中对输入到加热线圈48、49的功率比率进行调节的结构。因此，例如能够将被加热物的温度检测用的温度传感器配设到加热线圈附近的任意场所。此外，在实施方式5的感应加热烹调器中，即使是使加热线圈48、49的厚度恒定来进行卷绕的结构，也能够实现磁束密度的均匀化，能够实现均匀加热。另外，在实施方式5的感应加热烹调器中，说明了使加热线圈48、49的相对面积的比率与输入到各加热线圈48、49的功率的比率完全一致的控制动作，但本发明不限于这种控制动作。在感应加热烹调器中，有时根据各加热线圈的冷却程度、加热后的被加热物的散热程度、被加热物的大小等，将各加热线圈的相对面积的比率和输入到各加热线圈的功率的比率设定为略微变更后的值时，更能够对被加热物进行均匀加热。因此，在本发明的感应加热烹调器中，包含根据上述那样的各种状况来调整功率的比率的感应加热烹调器。根据发明人的实验，加热线圈的相对面积的比率和输入到加热线圈的功率的比率的偏差在20%左右以内。因此，如果像例如实施方式5那样两个加热线圈48、49的相对面积的比率为大约I :3，则即使如上所述那样存在20%的偏差，输入到相对面积小的第I加热线圈48的功率也不会比输入到相对面积大的第2加热线圈49的功率大。(实施方式6)以下，对本发明的实施方式6的感应加热烹调器进行说明。另外，实施方式6的感应加热烹调器具有与前述实施方式I的感应加热烹调器实质相同的结构。在实施方式6的感应加热烹调器中，与实施方式I的感应加热烹调器的不同点为加热线圈的结构(截面形状)。因此，在实施方式6的感应加热烹调器中，对具有与实施方式I的感应加热烹调器实质相同的功能、结构的要素标注相同标号，并省略其说明。实施方式6的感应加热烹调器的结构与前述图I所示的实施方式I的感应加热烹调器相同。图10是示出实施方式6的感应加热烹调器中的感应加热装置的加热线圈的形状和加热线圈的截面的图。图11是示出在实施方式6的感应加热烹调器中的感应加热装置的加热线圈中流过的电流波形的图。如图10所示，第I加热线圈48和第2加热线圈49的与各线圈线中的电流流动方向(卷绕方向)垂直的截面形状(截面积)不同，第I加热线圈48的截面积比第2加热线圈49的截面积小。在实施方式6的感应加热烹调器中，将在第I加热线圈48和第2加热线圈49中流过的电流的比率设为与分别形成各加热线圈48、49的线圈线的截面积对应的值。这一点是与前述实施方式I 5的感应加热烹调器不同的点。
在图10中，形成第I加热线圈48的线圈线的截面、和形成第2加热线圈49的线圈线的截面是相对于载置被加热物的顶板的加热区域面垂直地剖切第I加热线圈48和第2加热线圈49而得到的截面。在图10中，设形成第I加热线圈48的线圈线的截面积设为Aa、形成第2加热线圈49的线圈线的截面积为Ab。图11示出了在第I加热线圈48中流过的电流的波形(W12)和在第2加热线圈49中流过的电流的波形(W13)。在实施方式6的感应加热烹调器中，将流过各加热线圈48、49的电流的比率设为与分别形成各加热线圈48、49的线圈线的截面积的比率对应的值。对如上那样构成的实施方式6的感应加热烹调器中的感应加热装置的动作进行说明。从加热线圈48、49的各线圈线产生的损失取决于加热线圈48、49中流过的电流。如图11所示，在两个加热线圈48、49中流过的电流波形(W12、W13)不同，流过第I加热线圈48的电流的波形W12的峰值电流比流过第2加热线圈49的电流的波形W13的峰值电流小。此外，由于峰值电流存在较大差异，因此能够判断出，流过第I加热线圈48的、贡献于从线圈线产生的损失的有效值电流也比流过第2加热线圈49的有效值电流小。由于各个加热线圈48、49与被加热物的磁耦合，上方载置有被加热物的状态的加热线圈48、49的电阻R不同。此外，两个加热线圈48、49的各个谐振电路56、57的谐振频率不同，因此，流过第I加热线圈48的电流的波形W12与流过第2加热线圈49的电流的波形W12是不同的波形。在实施方式6的感应加热烹调器中，在第I加热线圈48和第2加热线圈49中流过不同值的电流，各加热线圈48、49的截面积是与各加热线圈48、49中流过的电流对应的值。由此，在实施方式6的感应加热烹调器中，通过如上所述那样构成各个加热线圈48、49，减小流过的电流较小的第I加热线圈48的截面积，由此，能够减少第I加热线圈48中的铜的使用量，能够低成本地制造第I加热线圈。即使在为了增大上方载置有被加热物的状态下的加热线圈的电阻R，而希望增加加热线圈的线圈线的匝数的情况下，在加热线圈的外径和厚度存在制约的条件下，如果保持相同的截面积，则无法增加匝数。但是，在实施方式6的感应加热烹调器中，是对于输入功率小的加热线圈减小截面积的结构，因此成为这样的结构能够在不变更加热线圈的外径和厚度的情况下增大匝数，增大加热线圈的电阻R。(实施方式7)以下，对本发明的实施方式7的感应加热烹调器进行说明。另外，实施方式7的感应加热烹调器是在I个加热区域中并列设置多个加热线圈的结构，其他方面具有与前述实施方式I的感应加热烹调器实质相同的结构，进行了相同的控制。因此，在实施方式7的感应加热烹调器中，对具有与实施方式I的感应加热烹调器实质相同的功能、结构的要素标注相同标号，并省略其说明。实施方式7的感应加热烹调器中的加热线圈以外的结构与前述图I所示的实施方式I的感应加热烹调器相同。
图12是实施方式7的感应加热烹调器中的感应加热装置的加热线圈的俯视图。如图12所示，实施方式7的感应加热烹调器中的两个加热线圈70、71配设在形成于顶板上的I个加热区域72的正下方，利用并列设置的两个加热线圈70、71对被加热物进行感应加热。因此，在实施方式7的感应加热烹调器中，不是前述实施方式I 6中示出的结构那样的、在I个加热区域的正下方呈同心圆状配设多个加热线圈的结构，而是并列设置多个加热线圈70、71的结构。对如上那样构成的实施方式7的感应加热烹调器的动作进行说明。如图12的俯视图所示，在载置被加热物的加热区域72的正下方，实质上在同一平面上并列配设有第I加热线圈70和第2加热线圈71，感应加热面实质上为同一平面。通过将被加热物载置在该加热区域72中，利用两个加热线圈70、71对被加热物进行大致均匀的加热。在实施方式7的感应加热烹调器中，两个加热线圈70、71分别是单独地进行卷绕而形成的，且并列设置。两个加热线圈70、71被配设成与加热区域72相对且处于同一平面。由于是将被加热物载置到加热区域72上方的结构，因此在两个加热线圈70、71中的至少I个加热线圈的上方可靠地存在被加热物。因此是这样的结构能够利用加热线圈70、71对载置到加热区域72上方的被加热物进行可靠且充分的感应加热。在实施方式7的感应加热烹调器中，例如将作为被加热物的锅73载置成偏离加热区域72的中心的状态(在图12中为用虚线表示锅73的锅底的配置状态)时，将锅73载置到第I加热线圈70的上方。因此，第I加热线圈70与锅73产生磁耦合，包含第I加热线圈70的第I谐振电路56的谐振频率变高。另一方面，锅73未被载置到第2加热线圈71的上方，因此包含第2加热线圈71的第2谐振电路57的谐振频率变低。在实施方式7的感应加热烹调器中，包含载置着锅73的第I加热线圈70的第I谐振电路56的谐振频率(参照前述的图4中的波形Wl的谐振频率fl)比包含未载置锅73的第2加热线圈71的第2谐振电路57的谐振频率(参照图4中的波形W5的谐振频率f5)高。此外，实施方式7的感应加热烹调器在比包含载置着锅73的第I加热线圈70的第I谐振电路56的谐振频率高的频率区域中，设定逆变器电路40的工作频率。即，与前述实施方式2的感应加热烹调器中说明的控制动作(参照图4)相同，在实施方式7的感应加热烹调器中，按通常那样从上方存在锅73的第I加热线圈70向锅73进行供电，在上方不存在锅73的第2加热线圈71中减少对锅73的供电。如上所述，在实施方式7的感应加热烹调器中，能够抑制流过第2加热线圈71的电流，减少由于第2加热线圈71中流过电流而产生的损失。并且,能够减少来自第2加热线圈71的泄漏磁场。另外，在实施方式7的感应加热烹调器中，多个加热线圈不是同心圆状的结构，而是并列设置的结构。因此，当处于在各个加热线圈的上方载置有被加热物的状态时，期望使包含加热线圈的各个谐振电路的谐振频率大致一致。通过使各谐振电路的谐振频率大致一致，由此，例如在第2加热线圈71的上方存在锅73、在第I加热线圈70的上方不存在锅73那样的、锅73朝与图12所示的锅73的配置相反的方向偏移的情况下，包含第2加热线圈71的第2谐振电路57的谐振频率比包含、第I加热线圈70的第I谐振电路56的谐振频率高。因此，通过在比包含载置着锅73的第2加热线圈71的第2谐振电路57的谐振频率高的频率区域中设定逆变器电路40的工作频率，能够从第2加热线圈71向锅73进行供电，并且能够抑制第I加热线圈70中流过的电流，减少由于在第I加热线圈70流过电流而产生的损失。此外，由于能够这样地抑制第I加热线圈70中流过的电流，因此能够减少来自第I加热线圈70的泄漏磁场。即，为了根据是否与作为被加热物的锅73磁耦合来反转谐振频率的关系，需要处于多个谐振电路的谐振频率接近的状态。 此时，为了使多个谐振电路的谐振频率大致一致，最简单的结构是连接大致同一形状的多个加热线圈和大致相同电容的电容器。另外，在多个加热线圈各自的电感等因多个加热线圈的形状不同而不同的情况下，可以通过连接基于其电感的电容的电容器来使谐
振频率大致一致。此外，在实施方式7的感应加热烹调器中，在例如图12所示的加热线圈的结构中，优选将各个加热线圈70、71连接成，当在第I加热线圈70中流过右旋的电流时，在第2加热线圈71流过左旋的电流。通过这样地连接加热线圈70、71，由此，当以跨越两个加热线圈70,71的方式载置作为被加热物的锅73，在各个加热线圈70、71的一部分的上方不存在锅73时，从第I加热线圈70的未载置锅73的部分产生的泄漏磁场、与从第2加热线圈71的未载置锅73的部分产生的泄漏磁场相互抵消，能够减少泄漏磁场。接着说明在实施方式7的感应加热烹调器中，控制方法根据使用状況而不同的情况。接下来说明的不同的使用状況是这样的状态以覆盖所有加热线圈70、71上方的加热区域的方式载置作为被加热物的锅，并在该锅的内部偏向地配置内容物。图13是示出在实施方式7的感应加热烹调器的加热动作中，两个加热线圈70、71、作为被加热物的锅73、以及锅73内部的内容物74之间的配置关系的俯视图。在图13所示的加热动作中，在锅73的内部偏向地配置电容大的内容物74。以下，如图13所示，对在配置了加热线圈70、71、作为被加热物的锅73和内容物74的状态下，实施方式7的感应加热烹调器中的控制动作进行说明。如图13所示，以大致覆盖第I加热线圈70和第2加热线圈71的上方的方式载置作为被加热物的锅73，仅在第I加热线圈70的上方配置作为内容物74的食材(例如烤肉)而进行烧烤。在图13所示的加热状态下，在使用了传热特性较差的锅73的情况下，与配置了内容物74的第I加热线圈70上方的温度相比，未配置内容物74的第2加热线圈71上方的温度由于没有被食材77夺去热量因而温度高。当锅73的温度变高时，作为锅的材料的金属的电阻变高，因此减少了对锅73的供电。因此，在实施方式7的感应加热烹调器中，设定为在预定的锅温度下，使得第I加热线圈70提供给锅73的功率与第2加热线圈71提供给锅73的功率大致一致。由于这样地进行了设定，因此实施方式7的感应加热烹调器在锅73的内部偏向地配置内容物74从而锅73的温度不平衡时，从配设在温度高的锅73的区域下方的加热线圈(在图13中为第2加热线圈71)提供到锅73的功率小于从配设在配置有内容物74从而温度较低的锅73的区域下方的加热线圈(在图13中为第I加热线圈70)提供到锅73的功率。由于如上所述地进行了设定，因此在实施方式7的感应加热烹调器中，即使在作为被加热物的锅73中偏向地配置内容物74的状况下，也能够使锅73的温度接近于大致恒定，能够在不发生烧烤不匀的情况下对内容物(食材)74进行烹调。在图13所示的加热动作中，对如下情况进行了说明设内容物74为食材的烤肉肉块，因此内容物74为具有大致恒定的肉厚的较大容量，明确在锅内是否存在内容物74。但是，对于实施方式7的感应加热烹调器的结构而言，在被加热物是例如鱼那样、肉厚因部位不同而不同的内容物 74等的情况下，也是有效的。对于这样的内容物74，肉厚较厚一方的锅73的温度处于下降趋势，因此，可以对处于肉厚较厚的部分的下方的加热线圈提供较大功率，对处于肉厚较薄的部分的下方的加热线圈提供较小功率。对于这样的肉厚随内容物74的部位而不同的被加热物，通过在I个加热区域中使用2组以上的多个加热线圈，能够使加热区域中的各部位的温度进一步均匀化。因此，在实施方式7的结构中，能够提供显著地提高了烹调性能的感应加热烹调器。在图12和图13中，示出了在I个加热区域中并列设置了两个椭圆形状的加热线圈的结构，但是本发明的感应加热装置不限于这种结构。在本发明的实施方式7的结构中，利用了谐振电路的特性因是否在加热线圈的上方载置有被加热物而不同这一性质。因此，在本发明的感应加热装置中，加热线圈的平面形状不限于实施方式7中的加热线圈的形状，可使用圆形、四边形、三角形等各种形状。此外，在本发明的感应加热装置中，关于加热线圈的个数，可以是利用3组以上的加热线圈对载置在I个加热区域上的被加热物进行感应加热的结构。(实施方式8)以下，对本发明的实施方式8的感应加热烹调器进行说明。图14是示出实施方式8的感应加热烹调器中的感应加热装置的逆变器电路等的结构的电路图。在图14中，对具有与前述图I所示的实施方式I的感应加热烹调器相同的功能、结构的要素标注相同标号。如图14所示，实施方式8的感应加热烹调器与前述实施方式I的感应加热烹调器同样，逆变器电路80构成为具有与商用电源41连接的二极管电桥42、滤波电路60和两个开关元件81、82，控制部52构成为对开关元件81、82进行驱动控制。此外，在实施方式8的逆变器电路80中，作为电感器的线圈83、84与两个开关元件81、82串联连接。由此，在实施方式8的逆变器电路80的结构中，线圈83、84与开关元件81、82串联连接。因此是这样的结构在逆变器电路80中，通过使电流相位超前于电压相位来进行开关动作(接通时)，由此进行由开关元件81、82产生的损失少的软开关动作。图15是示出实施方式8的感应加热烹调器中的感应加热装置的逆变器电路80的工作频率与可输入到加热线圈48、49的最大功率之间的关系的频率特性图。在图15中，横轴为工作频率[kHz]，纵轴为可输入到加热线圈48、49的最大功率[W]。在图15中，波形Wl表示逆变器电路80的工作频率与可输入到第I加热线圈48的最大功率之间的关系，波形W2表示工作频率与可输入到第2加热线圈49的最大功率之间的关系。此外，波形W3表示可输入到第I加热线圈48的最大功率和可输入到第2加热线圈49的最大功率的合计值与工作频率之间的关系。波形Wl和波形W2表示在顶板上的加热区域中载置有被加热物时的频率特性，该频率特性是在第I加热线圈48和第2加热线圈49双方的加热线圈上方存在被加热物的状态下的频率特性。在实施方式8的感应加热烹调器中，波形Wl和波形W2的谐振频率(fI)相同。另外，在实施方式8的感应加热烹调器中，如图14的电路图所示，具有使电流相位超前于电压相位来进行开关动作(接通时)的结构，使用了开关元件81、82进行软开关动作的逆变器电路80。此外，在实施方式8的感应加热烹调器中，不是前述实施方式I至7中说明的、当加热线圈与被加热物未磁耦合时谐振频率降低而减少向该加热线圈的供电的结构。因此，在实施方式8的感应加热烹调器中，加热线圈与被加热物未磁耦合的条件下的、前述实施方式I至7中说明的效果不成立。如图15的频率特性图中作为工作区域示出的那样，在实施方式8的感应加 热烹调器中，将比包含第I加热线圈48的第I谐振电路56的谐振频率(波形Wl的谐振频率Π)和包含第2加热线圈49的第2谐振电路57的谐振频率(波形W2的谐振频率Π)低的频率区域设为工作区域。接着，对如上那样构成并具有图15所示的频率特性的实施方式8的感应加热烹调器的动作进行说明。在实施方式8的感应加热烹调器中，将逆变器电路80的工作频率设定为比包含第I加热线圈48的第I谐振电路56的谐振频率和包含第2加热线圈49的第2谐振电路57的谐振频率中的、较低一方的谐振频率更低的频率区域(工作区域)。另外，如图15所示，在实施方式8的感应加热烹调器中，第I谐振电路56和第2谐振电路57的谐振频率(fl)相同，但是在谐振频率不同的情况下，比低的一方的谐振频率更低的频率区域成为工作区域。由此，通过将逆变器电路80的工作频率设为例如图15所示的频率特性图中用阴影表示的工作区域内，由此，当在该工作区域内提高逆变器电路80的工作频率时，分别输入到两个加热线圈48、49的功率均变大。因此，当在工作区域内提高逆变器电路80的工作频率时，输入到两个加热线圈48,49的功率的合计值也可靠地变大。由此，在实施方式8的感应加热烹调器中，通过变更逆变器电路80的工作频率，能够容易且可靠地调整提供给被加热物的功率。在感应加热烹调器中，在根据输入电流与工作频率之间的关系检测是否在加热线圈的上方载置有锅等被加热物时、在根据输入电流与工作频率之间的关系判断载置了哪种材质的被加热物时、或者在需要选择适于被加热物的负载特性的工作频率时等，在必须用恒定的功率对各种锅等被加热物进行加热的情况下，需要预先高精度地掌握逆变器电路80的工作频率与输入电流之间的关系。在实施方式8的感应加热烹调器中，相对于逆变器电路80的工作频率的变更，功率的变化表现为单纯的增减，因此，能够根据负载变动和设定功率的变更，以高可靠性、稳定地进行工作频率的调整，通过将实施方式8的结构应用于负载变动剧烈的感应加热烹调器，能够构建可靠性高的感应加热烹调器。此外，在实施方式8的感应加热烹调器中，尽管对流过两个加热线圈48、49的电流进行了控制，但是逆变器电路80中的开关元件81、82的数量为两个，与以往的逆变器电路的开关元件的数量相比没有变化，因此能够减少逆变器电路80的制造成本，能够提供低成本的烹调器。(实施方式9)以下，对本发明的实施方式9的感应加热烹调器进行说明。实施方式9的感应加热烹调器具有与前述实施方式8的感应加热烹调器相同的结构，如图14所示，是通过在逆变器电路80中使电流相位超前于电压相位进行开关动作(接通吋)来进行软开关动作的结构。因此，在实施方式9的感应加热烹调器中，对具有与实施方式8的感应加热烹调器实质相同的功能、结构的要素标注相同标号，并省略其说明。关于实施方式9的感应加热烹调器的结构，參照前述图I所示的实施方式I的感应加热烹调器。图16是示出实施方式9的感应加热烹调器中的逆变器电路80的工作频率与可输入到各加热线圈48、49的最大功率之间的关系的频率特性图。在图16中，横轴为工作频率[kHz]，纵轴为可输入到加热线圈48、49的最大功率[W]。图16所示的频率特性是将具有比处于第I加热线圈48外侧的第2加热线圈49的直径更大的直径的被加热物(锅)载置到该第2加热线圈49上方的加热区域时的频率特性。图16中，与前述图5(实施方式3)所示的频率特性同样，波形W2是在第2加热线圈49的上方存在被加热物的状态下的频率特性，波形W6是在第I加热线圈48的上方存在被加热物的状态下的频率特性。在实施方式9的感应加热烹调器中，如图16所示，包含第I加热线圈48的第I谐振电路56的谐振频率f6 (波形W6)、与包含第2加热线圈49的第2谐振电路57的谐振频率f2 (波形W2)是不同的值。另外，在实施方式9的感应加热烹调器中，线圈83、84与开关元件81、82串联连接。因此，逆变器电路80是通过使电流相位超前于电压相位进行开关动作(接通吋)，从而进行由开关元件81、82产生的损失较少的软开关动作的结构。此外，在实施方式9的感应加热烹调器中，与前述实施方式8的感应加热烹调器同样，不具有当加热线圈与被加热物未磁耦合吋，谐振频率降低来抑制对该加热线圈的供电的效果。因此，在实施方式9的感应加热烹调器中，加热线圈与被加热物未磁耦合的条件下的、前述实施方式I至7中说明的效果不成立。如图16的频率特性图所示，在实施方式9的感应加热烹调器中，与前述实施方式8的感应加热烹调器的不同点为当载置了具有比第2加热线圈49大的直径的被加热物吋，包含第I加热线圈48的第I谐振电路56的谐振频率(f6)、与包含第2加热线圈49的第2谐振电路57的谐振频率(f2)是不同的值。接着，对具有图16所示的频率特性的实施方式9的感应加热烹调器的动作进行说明。如前所述，在图16中，示出了包含第I加热线圈48的第I谐振电路56的谐振频率f6 (波形W6)、与包含第2加热线圈49的第2谐振电路57的谐振频率f2 (波形W2)是不同的值时的逆变器电路80的工作频率。在实施方式9的感应加热烹调器中，对于逆变器电路80的工作频率，比两个谐振频率(f2、f6)中最低的谐振频率(在图16中为f6)更低的频率区域是工作区域，因此在工作区域中，相对于逆变器电路80的工作频率的变更，功率的变化表现为单纯的增減。其結果，在实施方式9的感应加热烹调器中，能够根据负载变动和设定功率的变更，以高可靠性、稳定地进行工作频率的变更。此外，在实施方式9的感应加热烹调器中，不需要以多个加热线圈的特性一致的方式进行制造，能够容易且高精度地变更可输入到多个加热线圈的功率的比率。在前述实施方式I至实施方式6、实施方式8和实施方式9中，对组合了小直径的加热线圈和大直径的加热线圈两组加热线圈的结构进行了说明，在实施方式7的感应加热烹调器中，对并列设置了具有同一形状的两组加热线圈的结构进行了说明。但是，本发明的感应加热装置不限于这样的加热线圈的结构。
在本发明的感应加热装置中，如前所述，I个加热区域中的加热线圈的数量不限于两个，包含用多个加热线圈来构成I个加热区域的情况。例如可以使用3个或4个直径较小的圆形加热线圈来构成I个加热区域，或者还可以使用小直径的加热线圈、中等直径的加热线圈和大直径的加热线圈这3种加热线圈来构成I个加热区域。在这种结构中，本发明的感应加热装置根据加热线圈的面积和匝数，对流过各个加热线圈的电流进行控制，由此能够起到本发明的如下效果具有能够高精度地应对于负载变动的高可靠性，并且制造成本減少，安全性提高。并且，前述实施方式I至9的感应加热烹调器的逆变器电路40、80中使用的开关元件46、47、81、82只要是开关损失极小而不对加热效率产生严重影响的高级别规格即可，可以通过不连接缓冲电容器53、线圈83、84的电路结构，来构建部件个数少、成本低的感应加热烹调器。另外，在根据加热条件等，例如将比多个谐振电路分别具有的谐振频率中最高的谐振频率高的频率区域、和比多个谐振电路分别具有的谐振频率中最低的谐振频率低的频率区域这两个区域设为使同一逆变器电路进行工作的区域来对开关元件进行驱动控制的情况下，不连接缓冲电容器53、线圈83、84的逆变器电路结构能够减少开关损失。此外，在前述实施方式I至9中，以感应加热烹调器为例进行了说明，但本发明不限于感应加热烹调器，可扩展至使用感应加热的原理进行加热的所有装置。另外，关于前述实施方式I至9中示出的逆变器电路，以串联连接了两个被称作SEPP电路(Single End Push Pull电路单端推挽电路)的开关元件、并在这两者的连接点与负母线之间连接了谐振电路的结构进行了说明，但本发明不限于该结构。例如，作为逆变器电路，应用图17所示的将谐振电路的一方连接到正母线的结构、或图18所示的全桥电路结构，也能够起到本发明的感应加热装置的效果。图17和图18示出了本发明的感应加热装置等的电路结构，特别示出了逆变器电路的电路结构。如上所述，本发明的感应加热装置构成为使用多个加热线圈对一个被加热物进行加热，尽管与各加热线圈对应的逆变器电路是公共的，但也能够针对各个加热线圈同时流过不同的电流。因此，本发明的感应加热装置是能够调节加热功率的平衡来进行均匀加热、并且能够大幅减少制造成本的结构。 此外，本发明的感应加热装置是即使減少流过加热线圈的电流也能够维持预定的加热功率的结构，因此能够抑制加热线圈的线圈线的自发热，能够实现加热效率的大幅提闻。并且，在本发明的感应加热装置中，虽然是利用一个逆变器电路使多个加热线圈进行工作的结构，但是能够可靠且高精度地进行功率控制，并且，即使负载发生变动也能够抑制开关元件的损失。
产业上的可利用性本发明的感应加热装置能够对被加热物进行高效且均匀的加热，因此可以在采用感应加热的各种加热装置中进行应用。标号说明40 :逆变器电路41:商用电源42: ニ极管电桥43、45:滤波电容器 44:滤波电感器46:第I开关元件47 :第2开关元件48 :第I加热线圈49:第2加热线圈50 :第I谐振电容器51:第2谐振电容器52 :控制部53:缓冲电容器56 :第I谐振电路57:第2谐振电路60:滤波电路
权利要求
1.ー种感应加热装置，其具有 逆变器电路，其具有多个开关元件，通过所述多个开关元件的驱动输出交流信号； 控制部，其对所述多个开关元件进行驱动控制；以及 多个谐振电路，它们与所述逆变器电路并联连接，并且分别包含对被加热物进行感应加热的加热线圈和谐振电容器， 该感应加热装置构成为所述控制部将比所述多个谐振电路分别具有的谐振频率中最高的谐振频率高的频率区域、或者比所述多个谐振电路分别具有的谐振频率中最低的谐振频率低的频率区域作为工作区域，对所述两个开关元件进行驱动控制，将所述多个谐振电路各自的加热线圈组合而形成至少I个感应加热源，利用所述至少I个感应加热源对被加热物进行感应加热。
2.根据权利要求I所述的感应加热装置，其中， 该感应加热装置构成为 所述多个谐振电路中的至少所述加热线圈的电感和所述谐振电容器的电容被设定为，在所述开关元件的工作区域中，构成所述I个感应加热源的所有加热线圈对被加热物进行感应加热。
3.根据权利要求I所述的感应加热装置，其中， 该感应加热装置构成为 所述控制部仅将比所述多个谐振电路分别具有的谐振频率中最高的谐振频率高的频率区域作为工作区域，对所述开关元件进行驱动控制。
4.根据权利要求3所述的感应加热装置，其中， 与所述谐振电路并联连接着缓冲电路。
5.根据权利要求I所述的感应加热装置，其中， 该感应加热装置构成为 所述控制部仅将比所述多个谐振电路分别具有的谐振频率中最低的谐振频率低的频率区域作为工作区域，对所述开关元件进行驱动控制。
6.根据权利要求5所述的感应加热装置，其中， 该感应加热装置构成为 所述多个开关元件与电感器串联连接，以使电流相位超前于电压相位的方式，使所述多个开关元件进行软开关动作。
7.根据权利要求I所述的感应加热装置，其中， 通过所述加热线圈的电感和所述谐振电容器的电容将所述多个谐振电路的各谐振频率设定为不同的值。
8.根据权利要求7所述的感应加热装置，其中， 在所述多个谐振电路中，包含输入功率大的加热线圈的谐振电路的谐振频率被设定得比包含输入功率小的加热线圈的谐振电路的谐振频率高。
9.根据权利要求I 8中任意ー项所述的感应加热装置，其中， 该感应加热装置构成为 分别输入到构成I个感应加热源的多个加热线圈的功率的比率是与所述多个加热线圈各自的和被加热物相対的面积对应的比率。
10.根据权利要求I 8中任意ー项所述的感应加热装置，其中， 该感应加热装置构成为 在构成I个感应加热源的多个加热线圈中流过的电流值的比率是与分别形成所述多个加热线圈的线圈线的和电流流动方向垂直的截面积对应的比率。
11.根据权利要求I 10中任意ー项所述的感应加热装置，其中， 构成I个感应加热源的多个加热线圈被配设成同一平面状。
12.根据权利要求3所述的感应加热装置，其中， 构成I个感应加热源的多个加热线圈形成为具有彼此不同的直径的线圈状，且被配设成同心圆状。
13.—种感应加热烹调器，其具有 顶板，其载置被加热物；以及 权利要求I 12中任意ー项所述的感应加热装置，其在所述顶板的下方配设有作为感应加热源的多个加热线圈。
14.根据权利要求13所述的感应加热烹调器，其中， 所述顶板具有载置被加热物的多个加热区域，并且，作为针对所述多个加热区域中的至少ー个加热区域的感应加热源而具有所述感应加热装置。
全文摘要
本发明的感应加热装置具有逆变器电路(40)，其通过多个开关元件(46、47)的接通断开动作输出交流信号；控制部(52)，其对多个开关元件进行驱动控制；以及多个谐振电路(56、57)，它们分别包含对被加热物进行感应加热的加热线圈(48、49)和谐振电容器(50、51)，将比多个谐振电路分别具有的谐振频率中最高的谐振频率高的频率区域、或者比最低的谐振频率低的频率区域作为工作区域，对开关元件进行驱动控制，将多个谐振电路中的各个加热线圈组合而构成至少1个感应加热源。
文档编号H05B6/12GK102652460SQ20108005615
公开日2012年8月29日 申请日期2010年12月9日 优先权日2009年12月11日
发明者北泉武, 石丸直昭, 黑濑洋一 申请人:松下电器产业株式会社