(57)【要約】【課題】複数の加熱コイルを備えた誘導加熱調理器において、加熱コイルに流れる電流を制御するパワーモジュールを冷却するための放熱フィン及び冷却ファンを小型で低コストなものとしても、様々な形状及び大きさを有する鍋に対する効率のよい加熱及び調理性能の向上を可能とする。【解決手段】  パワーモジュール１はアームＡ１−１及びアームＡ１−２を備え、パワーモジュール２はアームＡ２−１及びＡ２−２を備える。直列共振回路１０１は、アームＡ１−１のスイッチング素子１１−１，１１−２の接続点とアームＡ２−１のスイッチング素子２１−１，２１−２の接続点との間に接続される。直列共振回路１０２は、アームＡ１−２のスイッチング素子１１−３，１１−４の接続点とアームＡ２−２のスイッチング素子２１−３，２１−４の接続点との間に接続される。これにより、パワーモジュール１及び２からの各発熱量は互いに等しくなる。【選択図】      図１
2011129291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源回路の正極と負極との間に直列に接続された１対の第１及び第２のスイッチング素子と、上記第１のスイッチング素子に並列に接続された第１のダイオードと、上記第２のスイッチング素子に並列に接続された第２のダイオードとをそれぞれ備えた複数Ｎ個の第１のアームを備えた第１のパワーモジュールと、
上記直流電源回路の正極と負極との間に直列に接続された１対の第３及び第４のスイッチング素子と、上記第３のスイッチング素子に並列に接続された第３のダイオードと、上記第４のスイッチング素子に並列に接続された第４のダイオードとをそれぞれ備えた複数Ｎ個の第２のアームを備えた第２のパワーモジュールと、
上記各第１のアームの第１及び第２のスイッチング素子の接続点と、上記各第２のアームの第３及び第４のスイッチング素子の接続点との間にそれぞれ接続され、加熱コイルと共振コンデンサとを直列に接続してなる複数Ｎ個の直列共振回路と、
上記各１対の第１及び第２のスイッチング素子を交互にオンオフ駆動するとともに、上記各１対の第３及び第４のスイッチング素子を交互にオンオフ駆動する制御手段とを備えて構成されたことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
上記第１のパワーモジュールの異常を検出したときに第１の異常検出信号を発生する第１の異常検出手段と、
上記第２のパワーモジュールの異常を検出したときに第２の異常検出信号を発生する第２の異常検出手段と、
上記第１及び第２の異常検出信号のうちの少なくとも一方に応答して、上記各第１乃至第４のスイッチング素子のオンオフ駆動を停止する全停止手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
上記第１の異常検出手段は、上記第１のパワーモジュールに供給される駆動電圧の電圧異常及び上記各第１及び第２のスイッチング素子に流れる電流の過電流異常のうちの少なくとも一方を検出し、
上記第２の異常検出手段は、上記第２のパワーモジュールに供給される駆動電圧の電圧異常及び上記各第３及び第４のスイッチング素子に流れる電流の過電流異常のうちの少なくとも一方を検出することを特徴とする請求項２記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
上記第１のパワーモジュールは、当該第１のパワーモジュールの異常を検出したときに上記各第１及び第２のスイッチング素子のオンオフ駆動を停止するとともに第１の異常検出信号を発生する第１の検出停止手段を備え、
上記第２のパワーモジュールは、当該第２のパワーモジュールの異常を検出したときに上記各第３及び第４のスイッチング素子のオンオフ駆動を停止するとともに第２の異常検出信号を発生する第２の検出停止手段を備え、
上記誘導加熱調理器は、上記第１の異常検出信号に応答して上記各第３及び第４のスイッチング素子のオンオフ駆動を停止する一方、上記第２の異常検出信号に応答して上記各第１及び第２のスイッチング素子のオンオフ駆動を停止する半停止手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
上記第１の検出停止手段は、上記第１のパワーモジュールに供給される駆動電圧の電圧異常及び上記各第１及び第２のスイッチング素子に流れる電流の過電流異常のうちの少なくとも一方を検出し、
上記第２の検出停止手段は、上記第２のパワーモジュールに供給される駆動電圧の電圧異常及び上記各第３及び第４のスイッチング素子に流れる電流の過電流異常のうちの少なくとも一方を検出することを特徴とする請求項４記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
上記誘導加熱調理器は少なくとも１つの調理口を備え、
上記各加熱コイルは、１つの上記調理口に設けられたことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
上記誘導加熱調理器は複数の調理口を備え、
上記各加熱コイルは、上記各調理口に設けられたことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱調理器に関し、特に、複数の加熱コイルを備えた誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な形状及び大きさを有する鍋に対する効率のよい加熱及び調理性能の向上のために、１つの調理口に配置された複数の加熱コイルと、複数のスイッチング素子と当該スイッチング素子を駆動するためのスイッチング素子駆動回路とを内蔵した高周波電源モジュール（以下、パワーモジュールという。）と、複数の加熱コイルに流れる各高周波電流を独立に制御する制御手段とを備えて構成された従来技術に係る誘導加熱調理器が提案されている（例えば、特許文献１の実施の形態６及び図１８参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５８２２５号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術に係る誘導加熱調理器では、加熱コイル毎に１つのパワーモジュールを備えているので、複数の加熱コイルに投入する電力に差がある場合、各パワーモジュールからの発熱量は互いに異なってしまう。パワーモジュールは複数のスイッチング素子を内蔵しており、誘導加熱調理器の小型化に有効であるが、発熱密度が高いため、１つのパワーモジュールに発熱が集中すると、パワーモジュールを冷却するための放熱フィン及び冷却ファンが大型化し高コストとなってしまうという課題があった。また、１つのパワーモジュールへの発熱集中を避けるために複数の加熱コイルに投入する各電力を互いに同一の値に設定すると、様々な形状及び大きさを有する鍋に対する効率のよい加熱及び調理性能の向上に制限が発生してしまうという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、複数の加熱コイルと、当該複数の加熱コイルに流れる高周波電流を制御する複数のパワーモジュールとを有する誘導加熱調理器において、パワーモジュールを冷却するための放熱フィン及び冷却ファンを従来技術に比較して小型化してコストを削減しても、様々な形状及び大きさを有する鍋に対する従来技術に比較して効率のよい加熱及び調理性能の向上を可能とする誘導加熱調理器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る誘導加熱調理器は、直流電源回路の正極と負極との間に直列に接続された１対の第１及び第２のスイッチング素子と、上記第１のスイッチング素子に並列に接続された第１のダイオードと、上記第２のスイッチング素子に並列に接続された第２のダイオードとをそれぞれ備えた複数Ｎ個の第１のアームを備えた第１のパワーモジュールと、上記直流電源回路の正極と負極との間に直列に接続された１対の第３及び第４のスイッチング素子と、上記第３のスイッチング素子に並列に接続された第３のダイオードと、上記第４のスイッチング素子に並列に接続された第４のダイオードとをそれぞれ備えた複数Ｎ個の第２のアームを備えた第２のパワーモジュールと、上記各第１のアームの第１及び第２のスイッチング素子の接続点と、上記各第２のアームの第３及び第４のスイッチング素子の接続点との間にそれぞれ接続され、加熱コイルと共振コンデンサとを直列に接続してなる複数Ｎ個の直列共振回路と、上記各１対の第１及び第２のスイッチング素子を交互にオンオフ駆動するとともに、上記各１対の第３及び第４のスイッチング素子を交互にオンオフ駆動する制御手段とを備えて構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る誘導加熱調理器によれば、各直列共振回路を、第１のパワーモジュールの各第１のアームの第１及び第２のスイッチング素子の接続点と、第２のパワーモジュールの各第２のアームの第３及び第４のスイッチング素子の接続点との間にそれぞれ接続したので、複数の加熱コイルに電力を投入したときの第１及び第２のパワーモジュールからの各発熱量は互いに等しくなる。このため、誘導加熱調理器全体からの発熱量は第１及び第２のパワーモジュールに等分配され、１つのパワーモジュールからの最大の発熱量は従来技術に比較して小さくなるという特有の作用効果を奏する。従って、第１及び第２のパワーモジュールを冷却するための放熱フィン及び冷却ファンを従来技術に比較して小型で低コストなものにすることができるという特有の作用効果を奏する。さらに、複数の加熱コイルに投入する各電力の間に、従来技術に比較して大きな差を設けることが容易になるため、様々な形状及び大きさを有する鍋に対して従来技術に比較して効率のよい加熱を行い、調理性能をさらに向上できるという特有の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【図２】図１の加熱コイル５１及び５２の配置を示す平面図である。
【図３】図１の加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１と、図１の各スイッチング素子１１−１，１１−２，２１−１，２１−２のオンオフタイミングとを示すタイミングチャートである。
【図４】（ａ）は図３の期間Ｍ１における電流の経路を示す回路図であり、（ｂ）は図３の期間Ｍ２における電流の経路を示す回路図であり、（ｃ）は図３の期間Ｍ３における電流の経路を示す回路図であり、（ｄ）は図３の期間Ｍ４における電流の経路を示す回路図であり、（ｅ）は図３の期間Ｍ５における電流の経路を示す回路図であり、（ｆ）は図３の期間Ｍ６における電流の経路を示す回路図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【図６】図５の加熱コイル５１，５２，５３の配置を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態２の変形例に係る誘導加熱調理器の加熱コイル５１，５２，５３の配置を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【図１１】図１０の加熱コイル５４，５５，５６の上にそれぞれ設けられた調理口５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを備えた誘導加熱調理器のトッププレート２００の平面図である。
【図１２】比較例に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【図１３】鍋Ａ及び鍋Ｂにおける、加熱コイルへの投入電力と、当該加熱コイルに接続されたスイッチング素子及びダイオードからの発熱量の和との関係を示すグラフである。
【図１４】図１３の鍋Ａを用いたときの加熱コイル５１及び５２に対する各投入電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量と、図１２のパワーモジュール３及び４からの各発熱量との関係の計算結果を示す表である。
【図１５】図１３の鍋Ｂを用いたときの加熱コイル５１及び５２対する各投入電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量と、図１２のパワーモジュール３及び４からの各発熱量との関係の計算結果を示す表である。
【図１６】図１３の鍋Ａを用いたときの加熱コイル５１，５２，５３に対する各投入電力と、図５のパワーモジュール１Ａ及び２Ａからの各発熱量との関係の計算結果を示す表である。
【図１７】図１３の鍋Ｂを用いたときの加熱コイル５１，５２，５３に対する各投入電力と、図５のパワーモジュール１Ａ及び２Ａからの各発熱量との関係の計算結果を示す表である。
【図１８】図１３の鍋Ａを用いたときの加熱コイル５４，５５，５６に対する各投入電力と、図１０のパワーモジュール１Ａ及び２Ａからの各発熱量との関係の計算結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。図１において、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、商用電源９０からの交流電圧を直流電圧に変換する直流電源回路である整流回路４１と、互いに直列に接続された加熱コイル５１及び共振コンデンサ６１を備えた直列共振回路１０１と、互いに直列に接続された加熱コイル５２及び共振コンデンサ６２を備えた直列共振回路１０２と、パワーモジュール１及び２と、制御回路７０とを備えて構成される。
【００１１】
詳細後述するように、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、
（ａ）２個のアームＡ１−１，Ａ１−２を備えたパワーモジュール１と、
（ｂ）２個のアームＡ２−１，Ａ２−２を備えたパワーモジュール２と、
（ｃ）アームＡ１−１のスイッチング素子１１−１，１１−２の接続点とアームＡ２−１のスイッチング素子２１−１，２１−２の接続点との間に接続された直列共振回路１０１と、
（ｄ）アームＡ１−２のスイッチング素子１１−３，１１−４の接続点とアームＡ２−２のスイッチング素子２１−３，２１−４の接続点との間に接続された直列共振回路１０２と、
（ｅ）スイッチング素子１１−１，１１−２を交互にオンオフ駆動するとともにスイッチング素子２１−１，２１−２を交互にオンオフ駆動して加熱コイル５１に高周波電流を流し、スイッチング素子１１−３，１１−４を交互にオンオフ駆動するとともにスイッチング素子２１−３，２１−４を交互にオンオフ駆動して加熱コイル５２に高周波電流を流す制御回路７０とを備えて構成されたことを特徴としている。
【００１２】
図１において、パワーモジュール１は、２組のアームＡ１−１及びＡ１−２と、スイッチング素子駆動回路１３−１及び１３−２とを備えて構成される。ここで、アームＡ１−１は、整流回路４１の正極と負極との間に直列に接続されたスイッチング素子１１−１及び１１−２と、スイッチング素子１１−１及び１１−２にそれぞれ並列に接続された電力回生用のダイオード１２−１及び１２−２とを備えて構成され、スイッチング素子１１−１及び１１−２は、スイッチング素子駆動回路１３−１によってオンオフ駆動される。また、アームＡ１−２は、整流回路４１の正極と負極との間に直列に接続されたスイッチング素子１１−３及び１１−４と、スイッチング素子１１−３及び１１−４にそれぞれ並列に接続された電力回生用のダイオード１２−３及び１２−４とを備えて構成され、スイッチング素子１１−３及び１１−４は、スイッチング素子駆動回路１３−２によってオンオフ駆動される。
【００１３】
また、図１において、パワーモジュール２は、２組のアームＡ２−１及びＡ２−２と、スイッチング素子駆動回路２３−１及び２３−２とを備えて構成される。ここで、アームＡ２−１は、整流回路４１の正極と負極との間に直列に接続されたスイッチング素子２１−１及び２１−２と、スイッチング素子２１−１及び２１−２にそれぞれ並列に接続された電力回生用のダイオード２２−１及び２２−２とを備えて構成され、スイッチング素子２１−１及び２１−２は、スイッチング素子駆動回路２３−１によってオンオフ駆動される。また、アームＡ２−２は、整流回路４１の正極と負極との間に直列に接続されたスイッチング素子２１−３及び２１−４と、スイッチング素子２１−３及び２１−４にそれぞれ並列に接続された電力回生用のダイオード２２−３及び２２−４とを備えて構成され、スイッチング素子２１−３及び２１−４は、スイッチング素子駆動回路２３−２によってオンオフ駆動される。なお、スイッチング素子１１−１〜１１−４及び２１−１〜２１−４はそれぞれ、例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにてなる。
【００１４】
さらに、図１において、スイッチング素子１１−１及び１１−２の接続点とスイッチング素子２１−１及び２１−２の接続点との間に加熱コイル５１及び共振コンデンサ６１の直列共振回路１０１が接続され、アームＡ１−１とアームＡ２−１とはフルブリッジ型のインバータ回路を構成している。また、スイッチング素子１１−３及び１１−４の接続点とスイッチング素子２１−３及び２１−４の接続点との間に加熱コイル５２及び共振コンデンサ６２の直列共振回路１０２が接続され、アームＡ１−２とアームＡ２−２とはフルブリッジ型のインバータ回路を構成している。なお、図１において、駆動電圧源９１はスイッチング素子駆動回路１３−１，１３−２，２３−１，２３−２に所定の駆動電圧を供給し、スイッチング素子駆動回路１３−１，１３−２，２３−１，２３−２、整流回路４１の負極及び制御回路７０は共通の等電位に接続される。
【００１５】
図１において、制御回路７０は、誘導加熱調理器のユーザによって選択された火力設定、鍋の大きさ及び形状、又は予め設定された調理プログラムなどに従って、加熱コイル５１及び５２に投入する各電力を決定する。そして、制御回路７０は決定された各電力に基づいて、スイッチング素子１１−１〜１１−４及び２１−１〜２１−４をオンオフ駆動するための制御信号を発生して、スイッチング素子駆動回路１３−１，１３−２，２３−１，２３−２に出力する。スイッチング素子駆動回路１３−１，１３−２，２３−１，２３−２はそれぞれ、制御回路７０からの制御信号に応答して、スイッチング素子１１−１〜１１−４及び２１−１〜２１−４をオンオフ駆動する。
【００１６】
図２は、図１の加熱コイル５１及び５２の配置を示す平面図である。図２において、加熱コイル５１及び５２は１つの調理口５０に同心円状に配置され、同心円の中心から外側に向かって巻かれている。また、加熱コイル５１の直径は加熱コイル５２の直径よりも小さい。制御回路７０は、加熱コイル５１及び５２に投入する各電力を、例えば以下のように制御するが、本発明はこれらの制御方法に限られない。
（１）加熱コイル５２の直径より小さい直径を有する小径の鍋を加熱する際には内側の加熱コイル５１にだけ電力を投入し、外側の加熱コイル５２には電力を投入しない。これにより、鍋に大きさに合わせた効率のよい加熱を行うことができる。
（２）内側の加熱コイル５１に投入する電力と外側の加熱コイル５２に投入する電力に所定の差を設けることにより、鍋底の加熱分布を変化させる。
（３）所定の期間の間だけ内側の加熱コイル５１のみに電力を投入し、その後、所定の期間の間だけ外側の加熱コイル５２のみに電力を投入することにより、鍋内の液体を内側から外側に対流させる対流制御、又は、外側から内側に対流させる対流制御を行う。
【００１７】
ここで、加熱コイルに投入する電力は加熱コイルに流れる電流のピーク値が大きいほど大きくなる。次に、図３及び図４を参照して、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１の制御方法を説明する。図３は、図１の加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１と、図１の各スイッチング素子１１−１，１１−２，２１−１，２１−２のオンオフタイミングとを示すタイミングチャートである。また、図４（ａ）〜図４（ｅ）はそれぞれ、図３の各期間Ｍ１〜Ｍ６における電流の経路を示す回路図である。
【００１８】
図３において、スイッチング素子１１−１と１１−２とは同一の周波数で交互にオンオフ駆動され、スイッチング素子２１−１と２１−２はスイッチング素子１１−１と１１−２と同一の周波数で交互にオンオフ駆動される。ここで、複数の加熱コイルを互いに異なる周波数でそれぞれ駆動すると、周波数の差分の値が可聴域の周波数である場合には誘導加熱調理器のユーザにとって不快な干渉音が発生する。従って、本実施の形態において、スイッチング素子１１−３、１１−４、２１−３、２１−４は、スイッチング素子１１−１、１１−２、２１−１、２１−２と同一の周波数で交互にオンオフ駆動される。
【００１９】
図３において、期間Ｍ１においてスイッチング素子１１−１及び２１−２はオンされ、スイッチング素子１１−２及び２１−１はオフされる。従って、加熱コイルに流れる電流Ｉ５１は、整流回路４１の正極→スイッチング素子１１−１→加熱コイル５１→共振コンデンサ６１→スイッチング素子２１−２→整流回路４１の負極の経路を通って流れる。このとき、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１の電流値は大きくなっていく。
【００２０】
次に、期間Ｍ２においてスイッチング素子１１−１はオフされる。従って、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１はスイッチング素子２１−２→ダイオード１２−２→加熱コイル５１→共振コンデンサ６１→スイッチング素子２１−２の経路を通って流れる。このとき、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１の電流値は小さくなっていく。
【００２１】
次に、期間Ｍ３においてスイッチング素子２１−２はオフされる。従って、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１は整流回路４１の負極→ダイオード１２−２→加熱コイル５１→共振コンデンサ６１→ダイオード２２−１→整流回路４１の正極の経路を通って流れる。このとき、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１の電流値は小さくなっていく。
【００２２】
次に、期間Ｍ４において、スイッチング素子１１−２及び２１−１はオンされ、スイッチング素子１１−１と２１−２はオフされる。従って、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１は整流回路４１の正極→スイッチング素子２１−１→共振コンデンサ６１→加熱コイル５１→スイッチング素子１１−２→整流回路４１の負極の経路を通って流れる。このとき、期間Ｍ３から期間Ｍ４に切り換えたときに電流Ｉ５１の向きは反転し、電流Ｉ５１の電流値の絶対値は大きくなっていく。
【００２３】
次に、期間Ｍ５において、スイッチング素子１１−２はオフされる。従って、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１はスイッチング素子２１−１→共振コンデンサ６１→加熱コイル５１→ダイオード１２−１→スイッチング素子２１−１の経路を通って流れる。このとき、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１の絶対値は小さくなっていく。
【００２４】
最後に、期間Ｍ６において、スイッチング素子２１−１はオフされる。従って、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１は整流回路４１の負極→ダイオード２２−２→共振コンデンサ６１→加熱コイル５１→ダイオード１２−１→整流回路４１の正極の経路を通って流れる。この時、加熱コイルに流れる電流の絶対値は小さくなっていく。
【００２５】
以上詳述したように、制御回路７０は、１対のスイッチング素子１１−１，１１−２を交互にオンオフ駆動するとともに、１対のスイッチング素子２１−１，２１−２を交互にオンオフ駆動して加熱コイル５１に高周波電流を供給するように制御する。さらに、制御回路７０は、１対のスイッチング素子１１−３，１１−４を交互にオンオフ駆動するとともに、１対のスイッチング素子２１−３，２１−４を交互にオンオフ駆動して加熱コイル５２に高周波電流を供給するように制御する。
【００２６】
なお、期間Ｍ１及びＭ４の各期間長の設定値の増加に伴い、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１のピーク値は増大する。このため、加熱コイル５１に投入する電力の設定値の増加に伴い、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１の電流値も増加し、各スイッチング素子１１−１，１１−２，２２−１，２２−２に流れる電流の電流値が増加する。その結果、加熱コイル５１に投入する電力の増加に伴って、各スイッチング素子１１−１，１１−２，２２−１，２２−２からの発熱量が増加する。しかしながら、本実施の形態によれば、図４に示すように、期間Ｍ１〜Ｍ６全体において、スイッチング素子１１−１及びダイオード１２−１に流れる電流の電流値と、スイッチング素子２１−２及びダイオード２２−２に流れる電流の電流値とは実質的に等しくなり、スイッチング素子１１−２及びダイオード１２−２に流れる電流の電流値とスイッチング素子２１−１及びダイオード２２−１に流れる電流の電流値とは実質的に等しくなる。従って、アームＡ１−１を構成するスイッチング素子１１−１、１１−２及びダイオード１２−１、１１−２からの単位時間あたりの各発熱量（以下、発熱量という。）の和と、アームＡ２−１を構成するスイッチング素子２１−１、２１−２及びダイオード２２−１、２１−２からの発熱量の和とは実質的に等しくなる。同様に、アームＡ１−２からの発熱量と、アームＡ２−２からの発熱量とは実質的に等しくなる。従って、誘導加熱調理器全体からの発熱量は、パワーモジュール１と２とに等分配される。
【００２７】
次に、本実施の形態に係る誘導加熱調理器のパワーモジュール１及び２の各発熱量の計算結果と、図１２の比較例に係る誘導加熱調理器のパワーモジュール３及び４の各発熱量の発熱量の計算結果とを比較する。図１２は、比較例に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。比較例に係る誘導加熱調理器は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器に比較して、パワーモジュール１及び２に代えてパワーモジュール３及び４を備えている。ここで、パワーモジュール３は、２組のアームＡ１−１及びＡ２−２と、スイッチング素子駆動回路１３−１及び２３−１とを備えて構成される。また、パワーモジュール４は、２組のアームＡ１−２及びＡ２−２と、スイッチング素子駆動回路１３−２及び２３−２とを備えて構成される。また、図１２の制御回路７０は、図１の制御回路７０と同様に、図３のように、スイッチング素子１１−１，１１−２，２１−１，２１−２をオンオフ駆動する。
【００２８】
また、図１３は、以下の計算例で用いた鍋Ａ及び鍋Ｂにおける、加熱コイルへの投入電力と、当該加熱コイルに接続されたスイッチング素子及びダイオードからの発熱量の和との関係を示すグラフである。図１３に示すように、加熱コイルへの投入電力と、当該加熱コイルに接続されたスイッチング素子及びダイオードからの発熱量の和との関係は、鍋によって異なる。例えば、鍋Ａの場合、加熱コイルへの投入電力に対して、当該加熱コイルに接続されたスイッチング素子及びダイオードからの発熱量は正比例する。一方、鍋Ｂの場合、加熱コイルへの投入電力がＷｂのとき、加熱コイルに接続されたスイッチング素子及びダイオードからの発熱量は最小値Ｈｂを有する。
【００２９】
さらに、一般に、誘導加熱調理器において、１つの調理口に設けられた少なくとも１つの加熱コイルに投入する電力の総和の最大値はあらかじめ設定されている。以下の計算例では、加熱コイル５１及び５２に投入する各電力の総和の最大値を３ｋＷに設定している。
【００３０】
図１４は、図１３の鍋Ａを用いたときの加熱コイル５１及び５２に対する各投入電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量と、図１２のパワーモジュール３及び４からの各発熱量との関係の計算結果を示す表であり、図１５は、図１３の鍋Ｂを用いたときの加熱コイル５１及び５２対する各投入電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量と、図１２のパワーモジュール３及び４からの各発熱量との関係の計算結果を示す表である。図１４及び図１５に示すように、加熱コイル５１、５２に投入する各電力に差がある場合、本実施の形態におけるパワーモジュール１及び２に対して発熱量は実質的に等分配されるが、比較例に係るパワーモジュール３及び４に対して発熱量は等分配されない。
【００３１】
例えば、図１４に示すように、鍋Ａを加熱するときに加熱コイル５１に２ｋＷの電力を投入し、加熱コイル５２に１ｋＷの電力を投入する場合、本実施の形態ではパワーモジュール１からの発熱量は、アームＡ１−１からの発熱量２０ＷとアームＡ１−２からの発熱量１０Ｗとの総和である３０Ｗになる。さらに、パワーモジュール２からの発熱量は、アームＡ２−１からの発熱量２０ＷとアームＡ２−２からの発熱量１０Ｗとの総和である３０Ｗになる。しかしながら、比較例に係るパワーモジュール３からの発熱量は、アームＡ１−１からの発熱量２０ＷとアームＡ２−１からの発熱量２０Ｗとの総和である４０Ｗになる一方、アームＡ１−２からの発熱量１０ＷとアームＡ２−２からの発熱量１０Ｗとの総和である２０Ｗになる。このため、パワーモジュール３からの発熱量は、パワーモジュール４からの発熱量の２倍に達する。さらに、図１４において、比較例に係る誘導加熱調理器ではパワーモジュール３及び４からの各発熱量の間の差は、加熱コイル５１及び５２に投入する電力の差の増加とともに大きくなっており、さらに、１つのパワーモジュールの最大の発熱量は６０Ｗに達する。
【００３２】
図１４及び図１５に示すように、本実施の形態では、加熱コイル５１と５２に投入する電力の割合に関わらず、パワーモジュール１及び２からの各発熱量は互いに等しくなる。また、２つのパワーモジュール１及び２に対して発熱量が分散されるので、１つのパワーモジュールからの最大の発熱量は、比較例に係る誘導加熱調理器に比較して小さくなる。
【００３３】
従来は、図１２に示すように、加熱コイル５１，５２毎にパワーモジュール３及び４を設け、１つのパワーモジュールを用いて１つの加熱コイルに流れる電流を制御したので、各加熱コイル５１，５２に投入する電力が互いに異なるときに、一方のパワーモジュールへの発熱集中が発生した。しかしながら、本実施の形態によれば、直列共振回路１０１，１０２の各一端に接続されるアームＡ１−１，Ａ１−２をパワーモジュール１に設け、各他端に接続されるアームＡ２−１，Ａ２−２をパワーモジュール２に設け、２つのパワーモジュール１及び２を用いて各加熱コイル５１及び５２に流れる電流を制御するように構成したので、加熱コイル５１及び５２に電力を投入したときのパワーモジュール１及び２からの発熱量は互いに等しくなる。このため、誘導加熱調理器全体からの発熱量はパワーモジュール１とパワーモジュール２とに等分配される。さらに、２つのパワーモジュール１及び２に発熱量が分散され、１つのパワーモジュールからの最大の発熱量は従来技術に比較して小さくなり、パワーモジュール１及び２を冷却するための放熱フィン及び冷却ファンを従来技術に比較して小型で低コストなものにすることができる。さらに、加熱コイル５１及び５２に投入する各電力の間に、従来技術に比較して大きな差を設けることが容易になるため、様々な形状及び大きさを有する鍋に対して従来技術に比較して効率のよい加熱を行い、調理性能をさらに向上できる。
【００３４】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図であり、図６は、図５の加熱コイル５１，５２，５３の配置を示す平面図である。本実施形態に係る誘導加熱調理器は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器に比較して、直列共振回路１０３をさらに備え、パワーモジュール１及び２に代えて、３相モータ制御用のパワーモジュール１Ａ及び２Ａを備えて構成されたことを特徴としている。
【００３５】
図５において、パワーモジュール１Ａは、パワーモジュール１にアームＡ１−３及びスイッチング素子駆動回路１３−３を追加して構成される。アームＡ１−３は、整流回路４１の正極と負極との間に直列に接続されたスイッチング素子１１−５及び１１−６と、スイッチング素子１１−５及び１１−６にそれぞれ並列に接続された電力回生用のダイオード１２−５及び１２−６とを備えて構成され、スイッチング素子１１−５及び１１−６は、スイッチング素子駆動回路１３−３によってオンオフ駆動される。また、パワーモジュール２Ａは、パワーモジュール２にアームＡ２−３及びスイッチング素子駆動回路２３−３を追加して構成される。アームＡ２−３は、整流回路４１の正極と負極との間に直列に接続されたスイッチング素子２１−５及び２１−６と、スイッチング素子２１−５及び２１−６にそれぞれ並列に接続された電力回生用のダイオード２２−５及び２２−６とを備えて構成され、スイッチング素子２１−５及び２１−６は、スイッチング素子駆動回路２３−３によってオンオフ駆動される。さらに、スイッチング素子１１−５及び１１−６の接続点とスイッチング素子２１−５及び２１−６の接続点との間に、体外に直列に接続された加熱コイル５３及び共振コンデンサ６３を備えた直列共振回路１０３が接続され、アームＡ１−３とアーム２−３とはフルブリッジ型のインバータ回路を構成している。なお、パワーモジュール１Ａ及び２Ａは、一般的に用いられる３相モータ制御用の６つのスイッチング素子１１−１〜１１−６及び６つのスイッチング素子２１−１〜２１−６をそれぞれ内蔵している。
【００３６】
図６に示すように、加熱コイル５１〜５３は１つの調理口５０に同心円状に配置され、同心円の中心から外側に向かって巻かれている。また、加熱コイル５３の直径は加熱コイル５１の直径よりも大きく、加熱コイル５２の直径よりも小さい。
【００３７】
図１６は、図１３の鍋Ａを用いたときの加熱コイル５１，５２，５３に対する各投入電力と、図５のパワーモジュール１Ａ及び２Ａからの各発熱量との関係の計算結果を示す表であり、図１７は、図１３の鍋Ｂを用いたときの加熱コイル５１，５２，５３に対する各投入電力と、図５のパワーモジュール１Ａ及び２Ａからの各発熱量との関係の計算結果を示す表である。図１６及び図１７に示すように、鍋の種類及び加熱コイル５１〜５３に投入する各電力の割合に関わらず、パワーモジュール１Ａ及び２Ａからの各発熱量は互いに等しくなる。
【００３８】
従来は、図１２の比較例に係る誘導加熱調理器のように、加熱コイル毎にパワーモジュールを設けていたので、加熱コイルの数の増加に伴ってパワーモジュールの数が増加した。しかしながら、本実施の形態によれば、３相モータ制御用のパワーモジュール１Ａ及び２Ａを用いたので、加熱コイルの数が２個から３個に増加しても、パワーモジュールの数は２個のまま増加しない。従って、従来技術に比較して、パワーモジュールの数を削減できる。また、３相モータ制御用のパワーモジュール１Ａ及び１Ｂは、一般的に市場に流通しており、流通量が比較的多く比較的低コストであり、発熱量の大きさに応じて最適なパワーモジュールを選定できるという利点を有する。
【００３９】
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、直列共振回路１０１，１０２，１０３の各一端に接続されるアームＡ１−１，Ａ１−２，Ａ１−３をパワーモジュール１Ａに設け、各他端に接続されるアームＡ２−１，Ａ２−２，Ａ３−３をパワーモジュール２Ａに設けたので、各加熱コイル５１〜５３に電力を投入したときのパワーモジュール１Ａ及び２Ａからの発熱量は互いに等しくなる。このため、誘導加熱調理器全体からの発熱量はパワーモジュール１Ａとパワーモジュール２Ａとに等分配される。さらに、２つのパワーモジュール１Ａ及び２Ａに発熱量が分散され、１つのパワーモジュールからの最大の発熱量は従来技術に比較して小さくなるので、パワーモジュール１Ａ及び２Ａを冷却するための放熱フィン及び冷却ファンを従来技術に比較して小型で低コストなものにすることができる。このため、加熱コイル５１〜５３に投入する各電力に、従来技術に比較して大きな差を設けることが容易になるため、様々な形状及び大きさを有する鍋に対して従来技術に比較して効率のよい加熱を行い、調理性能をさらに向上できる。
【００４０】
さらに、本実施の形態によれば、内側の加熱コイル５１と中側の加熱コイル５３と外側の加熱コイル５２との３つの加熱コイルを備えたので、実施の形態１に比較して、鍋の形状及び大きさ合わせたより効率のよい加熱を行い、鍋底の加熱分布の種類を増加し、かつ様々な調理制御を行うことができる。
【００４１】
実施の形態２の変形例．
図７は、本発明の実施の形態２の変形例に係る誘導加熱調理器の加熱コイル５１，５２，５３の配置を示す平面図である。加熱コイル５１〜５３は、各加熱コイル５１〜５３の中心が調理口５０内の１辺の長さがＬである正三角形の各頂点に配置されるように設けられる。加熱コイル５１〜５３はそれぞれ、中心から外側に向かって巻かれており、互いに同一の直径Ｒを有する。各加熱コイル５１〜５３の直径Ｒ以下の直径を有する小径の鍋を加熱する場合、鍋は加熱コイル５１〜５３のうちの１つの加熱コイル上に置かれる。このとき、制御回路７０は、鍋の下の加熱コイルのみに電力を投入するように制御する。また、楕円形状を有する鍋を加熱する場合、鍋は２つの加熱コイル上に置かれる。このとき、制御回路７０は、鍋の下の２つの加熱コイルに電力を投入するように制御する。図７に示すように加熱コイル５１〜５３を配置することにより、鍋の形状に応じて実施の形態２に比較して効率のよい加熱を行うことができる。
【００４２】
さらに、加熱コイル５１〜５３に対する各投入電力間に差を設けるように制御することにより、実施の形態２に比較して鍋に対して様々な加熱分布を実現できる。例えば、加熱コイル５１〜５３に対して、順次電力を投入するように制御することにより鍋内の液体を所定の方向に回転させ、逆順に電力を投入するように制御することにより鍋内の液体を反対方向に回転させるという対流制御を行うことができる。
【００４３】
なお、３つの加熱コイル５１〜５３の配置は図６及び図７に示した配置に限られず、３つの加熱コイル５１〜５３に対して投入される各電力の違いに基づいて、従来技術に比較して鍋の形状及び大きさ合わせたより効率のよい加熱を行い、鍋底の加熱分布の種類を増加し、かつ様々な調理制御を行うことができる配置であればよい。
【００４４】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器に比較して、電流検出抵抗７１−１，７１−２と、パワーモジュール１に駆動電圧源９１−１から供給される駆動電圧の電圧異常及びパワーモジュール１に流れる電流の過電流異常うちの少なくとも一方を検出したときに異常検出信号Ｓ７３−１を発生する異常検出回路７３−１と、パワーモジュール２に駆動電圧源９１−２から供給される駆動電圧の電圧異常及びパワーモジュール２に流れる電流の過電流異常うちの少なくとも一方を検出したときに異常検出信号Ｓ７３−２を発生する異常検出回路７３−２と、異常検出信号Ｓ７３−１及びＳ７３−２に応答して、パワーモジュール１及び２のうちの少なくとも一方において異常が検出されたときにすべてのスイッチング素子１１−１〜１１−４，２１−１〜２１−４のオンオフ駆動を停止するように制御する全停止回路８０とをさらに備えたことを特徴としている。なお、実施の形態１において、パワーモジュール１及び２に駆動電圧源９１からの駆動電圧が供給されたが、本実施の形態では、パワーモジュール１に駆動電圧源９１−１からの駆動電圧が供給され、パワーモジュール２に駆動電圧源９１−２からの駆動電圧が供給される。
【００４５】
図８において、電流検出抵抗７１−１はアームＡ１−２と整流回路４１の負極との間に挿入接続される。異常検出回路７３−１は、電圧値ＶＡを有する基準電圧を発生する直流電圧源９２と、電圧値ＶＢを有する基準電圧を発生する直流電圧源９３と、比較器７４−１と、比較器７５−１と、オアゲート７６−１とを備えて構成される。駆動電圧源９１−１からの駆動電圧は比較器７４−１の反転入力端子に出力され、直流電圧源９２からの基準電圧は比較器７４−１の非反転入力端子に出力される。比較器７４−１からの出力信号はオアゲート７６−１の第１の入力端子に出力される。また、電流検出抵抗７１−１とアームＡ１−２との間の接続点は比較器７５−１の非反転入力端子に接続され、直流電圧源９３からの基準電圧は比較器７５−１の反転入力端子に出力される。比較器７５−１からの出力信号は、オアゲート７６−１の第２の入力端子に出力される。ここで、比較器７４−１と、駆動電圧源９１−１と、直流電圧源９２とは、駆動電圧が電圧値ＶＡより低いか否かを検出する駆動電圧検出回路を構成する。また、比較器７５−１と、電流検出抵抗７１−１と、直流電圧源９３とは、スイッチング素子１１−１〜１１−４に所定の電流値より大きい過電流が流れたか否かを検出する過電流検出回路を構成する。
【００４６】
比較器７４−１は、駆動電圧源９１−１からの駆動電圧が基準電圧値ＶＡよりも低いときにハイレベルの信号を出力する一方、駆動電圧源９１−１からの駆動電圧が基準電圧値ＶＡよりも高いときにローレベルの信号を出力する。また、比較器７５−１は、パワーモジュール１に流れる電流の電流値が所定のしきい値より小さく、電流検出抵抗７１−１の両端の電圧が電圧値ＶＢよりも高いときにハイレベルの信号を出力する一方、電流検出抵抗７１−１の両端の電圧が電圧値ＶＢよりも低いときにローレベルの信号を出力する。さらに、オアゲート７６−１は、比較器７４−１及び７５−２からの信号のうちの少なくとも一方がハイレベルの信号であるときにハイレベルの異常検出信号Ｓ７３−１を発生して全停止回路８０に出力する。
【００４７】
さらに、図８において、電流検出抵抗７１−２はアームＡ２−２と整流回路４１の負極との間に挿入接続される。また、異常検出回路７３−２は、直流電圧源９２と、直流電圧源９３と、比較器７４−２と、比較器７５−２と、オアゲート７６−２とを備えて異常検出回路７３−１と同様に構成され、異常検出回路７３−１と同様に異常検出信号Ｓ７３−２を発生して全停止回路８０に出力する。なお、比較器７４−２の反転入力端子は、駆動電圧源９１−２に接続される。
【００４８】
また、図８において、全停止回路８０は、ｎｐｎトランジスタ８１−１，８１−２と、停止ダイオード８２−１〜８２−８とを備えて構成される。ｎｐｎトランジスタ８１−１のベースはオアゲート７６−１の出力端子に接続され、エミッタは接地され、コレクタは停止ダイオード８２−１〜８２−８の各カソードに接続される。また、ｎｐｎトランジスタ８１−１のベースはオアゲート７６−２の出力端子に接続され、エミッタは接地され、コレクタは停止ダイオード８２−１〜８２−８の各カソードに接続される。さらに、停止ダイオード８２−１〜８２−８の各アノードは、制御回路７０からスイッチング素子駆動回路１３−１，１３−２，２３−１，２３−２への８本の制御信号線にそれぞれ接続される。
【００４９】
ハイレベルの異常検出信号Ｓ７３−１に応答してｎｐｎトランジスタ８１−１はオンされ、ハイレベルの異常検出信号Ｓ７３−２に応答してｎｐｎトランジスタ８１−２はオンされる。従って、異常検出信号Ｓ７３−１及びＳ７３−２のうちの少なくとも一方がハイレベルであるときに、停止ダイオード８２−１〜８２−８はオンされ、制御回路７０からスイッチング素子駆動回路１３−１，１３−２，２３−１，２３−２への全ての制御信号のレベルは強制的にローレベルにされ、スイッチング素子１１−１〜１１−４，２１−１〜２１−４のオンオフ駆動は停止される。
【００５０】
なお、スイッチング素子駆動回路１３−１，１３−２，２３−１，２３−２に供給される各駆動電圧の低下とともに、スイッチング素子１１−１〜１１−４，２１−１〜２１−４を駆動する各電圧は低下する。この結果、スイッチング素子１１−１〜１１−４，２１−１〜２１−４からの各発熱量は増加する。このため、電圧値ＶＡは、スイッチング素子１１−１〜１１−４，２１−１〜２１−４からの各発熱量が所定値以上にならないように設定される。また、電圧値ＶＢは、スイッチング素子１１−１〜１１−４，２１−１〜２１−４に、スイッチング素子１１−１〜１１−４，２１−１〜２１−４を破壊する過電流より小さい電流が流れるように設定される。
【００５１】
２つのパワーモジュール１及び２のうちの一方のパワーモジュールに内蔵されたスイッチング素子駆動回路に供給される駆動電圧のみが電圧値ＶＡより低いとき、あるいは、一方のパワーモジュール内のスイッチング素子のみに過電流が流れたときには、そのパワーモジュールの発熱量が他方のパワーモジュールの発熱量より大きくなってしまう。このため、一方のパワーモジュールへの発熱集中が発生してしまう。しかしながら、本実施の形態によれば、パワーモジュール１及び２のうちの少なくとも一方のパワーモジュールにおいて、駆動電圧の低下及び過電流のうちの少なくとも一方が検出されたときに、両方のパワーモジュール１及び２のスイッチング素子駆動回路１３−１，１３−２，２３−１，２３−２に出力される制御信号は停止されるので、一方のパワーモジュールへの発熱集中は起きず、両方のパワーモジュール１及び２を発熱集中から保護できる。
【００５２】
本実施の形態によれば、パワーモジュール１及び２毎に異常検出回路７３−１及び７３−２を設け、異常検出回路７３−１及び７３−２のうちの少なくとも一方によって異常が検出されたときにスイッチング素子１１−１〜１１−４，２１−１〜２１−４のオンオフ駆動を停止するように制御する全停止回路８０を備えたので、一方のパワーモジュールにおいて異常が発生しても両方のパワーモジュール１及び２を発熱集中から保護できる。
【００５３】
なお、異常検出回路７３−１及び７３−２を図８に示したように駆動電圧の異常及び過電流を検出するように構成したが、本発明はこれに限られず、パワーモジュール１及び２の他の異常を検出するように構成してもよい。例えば、パワーモジュール１の温度が所定値以上であることを検出する異常検出回路と、パワーモジュール２の温度が所定値以上であることを検出する異常検出回路とを設け、少なくとも一方のパワーモジュールの温度が所定値以上であるときに両方のパワーモジュール１及び２のスイッチング素子１１−１〜１１−４，２１−１〜２１−４のオンオフ駆動を停止するように制御してもよい。
【００５４】
実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器に比較して、電流検出抵抗７１−１，７１−２及び半停止回路８０Ａをさらに備え、パワーモジュール１Ａに代えてパワーモジュール１Ｂを備え、パワーモジュール２Ａに代えてパワーモジュール２Ｂを備えたことを特徴としている。なお、実施の形態２において、パワーモジュール１Ａ及び２Ａに駆動電圧源９１からの駆動電圧が供給されたが、本実施の形態では、パワーモジュール１Ｂに駆動電圧源９１−１からの駆動電圧が供給され、パワーモジュール２Ｂに駆動電圧源９１−２からの駆動電圧が供給される。
【００５５】
図９において、電流検出抵抗７１−１はアームＡ１−３と整流回路４１の負極との間に挿入接続され、電流検出抵抗７１−２はアームＡ２−３と整流回路４１の負極との間に挿入接続される。パワーモジュール１Ｂは、三菱電機株式会社製のインテリジェントパワーモジュール（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  ＰｏＷｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ，ＩＭＰ）であって、パワーモジュール１Ａに比較して、検出停止回路１４をさらに備えて構成される。検出停止回路１４は、スイッチング素子駆動回路１３−１〜１３−３に供給される駆動電圧源９１−１からの駆動電圧が所定のしきい値電圧ＶＡ以下であることを検出すると、スイッチング素子１１−１〜１１−６のオンオフ駆動を停止するとともに半停止回路８０Ａにローレベルの異常検出信号Ｓ１４を出力する。さらに、検出停止回路１４は、電流検出抵抗７１−１の両端の電圧が所定のしきい値電圧ＶＢ以上であることを検出すると、スイッチング素子１１−１〜１１−６のオンオフ駆動を停止するとともに半停止回路８０Ａにローレベルの異常検出信号Ｓ１４を出力する。また、検出停止回路１４は、駆動電圧源９１−１からの駆動電圧が所定のしきい値電圧ＶＡより大きく、かつ、電流検出抵抗７１−１の両端の電圧が所定のしきい値電圧ＶＢ未満であるときにはハイレベルの異常検出信号Ｓ１４を出力する。
【００５６】
また、パワーモジュール２Ｂは、パワーモジュール１Ａと同様に、三菱電機株式会社製のインテリジェントパワーモジュールであって、パワーモジュール１Ａに比較して、検出停止回路２４をさらに備えて構成される。検出停止回路２４は、スイッチング素子駆動回路２３−１〜２３−３に供給される駆動電圧源９１−２からの駆動電圧が所定のしきい値電圧ＶＡ以下であることを検出すると、スイッチング素子２１−１〜２１−６のオンオフ駆動を停止するとともに半停止回路８０Ａにローレベルの異常検出信号Ｓ２４を出力する。さらに、検出停止回路２４は、電流検出抵抗７１−２の両端の電圧が所定のしきい値電圧ＶＢ以上であることを検出すると、スイッチング素子２１−１〜２１−６のオンオフ駆動を停止するとともに半停止回路８０Ａにローレベルの異常検出信号Ｓ２４を出力する。また、検出停止回路２４は、駆動電圧源９１−２からの駆動電圧が所定のしきい値電圧ＶＡより大きく、かつ、電流検出抵抗７１−２の両端の電圧が所定のしきい値電圧ＶＢ未満であるときにはハイレベルの異常検出信号Ｓ２４を出力する。
【００５７】
さらに、半停止回路８０Ａは、抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、ｐｎｐトランジスタ８４，８６と、ｎｐｎトランジスタ８５，８７と、停止ダイオード８８−１〜８８−１２とを備えて構成される。ｐｎｐトランジスタ８４のエミッタは駆動電圧源９１−２に接続され、ベースは抵抗Ｒ１を介して検出停止回路２４に接続され、コレクタは抵抗Ｒ２を介してｎｐｎトランジスタ８５のベースに接続される。ｎｐｎトランジスタ８５のエミッタは接地され、コレクタは停止ダイオード８８−１〜８８−６の各カソードに接続される。さらに、停止ダイオード８８−１〜８８−６の各アノードは、制御回路７０からスイッチング素子駆動回路１３−１，１３−２，１３−３への６本の制御信号線にそれぞれ接続される。
【００５８】
また、ｐｎｐトランジスタ８６のエミッタは駆動電圧源９１−１に接続され、ベースは抵抗Ｒ３を介して検出停止回路１４に接続され、コレクタは抵抗Ｒ４を介してｎｐｎトランジスタ８７のベースに接続される。ｎｐｎトランジスタ８７のエミッタは接地され、コレクタは停止ダイオード８８−７〜８８−１２の各カソードに接続される。さらに、停止ダイオード８８−７〜８８−１２の各アノードは、制御回路７０からスイッチング素子駆動回路２３−１，２３−２，２３−３への６本の制御信号線にそれぞれ接続される。
【００５９】
検出停止回路１４からのローレベルの異常検出信号Ｓ１４に応答して、ｐｎｐトランジスタ８６及びｎｐｎトランジスタ８７はオンされるので、停止ダイオード８８−７〜８８−１２がオンされ、制御回路７０からスイッチング素子駆動回路２３−１〜２３−３への全ての制御信号は強制的にローレベルにされ、スイッチング素子２１−１〜２１−６のオンオフ駆動は停止される。一方、検出停止回路２４からのローレベルの異常検出信号Ｓ２４に応答して、ｐｎｐトランジスタ８４及びｎｐｎトランジスタ８５はオンされるので、停止ダイオード８８−１〜８８−６がオンされ、制御回路７０からスイッチング素子駆動回路１３−１〜１３−３への全ての制御信号は強制的にローレベルにされ、スイッチング素子１１−１〜１１−６のオンオフ駆動は停止される。
【００６０】
２つのパワーモジュール１Ｂ及び２Ｂのうちの一方のパワーモジュールに内蔵されるスイッチング素子駆動回路に供給される駆動電圧のみが電圧値ＶＡより低いとき、あるいは、一方のパワーモジュール内のスイッチング素子のみに過電流が流れたときには、そのパワーモジュールの発熱量が他方のパワーモジュールの発熱量より大きくなってしまう。このため、一方のパワーモジュールへの発熱集中が発生してしまう。しかしながら、本実施の形態によれば、パワーモジュール１Ｂ及び２Ｂのうちの一方のパワーモジュールにおいて、駆動電圧の低下及び過電流のうちの少なくとも一方が検出されたときに、両方のパワーモジュールのスイッチング素子駆動回路１３−１〜１３−３，２３−１〜２３−３に出力される制御信号は停止されるので、一方のパワーモジュールへの発熱集中は起きず、両方のパワーモジュール１Ｂ及び２Ｂを発熱集中から保護できる。
【００６１】
本実施の形態のように、パワーモジュール１Ｂは、スイッチング素子駆動回路１３−１〜１３−３に駆動電圧源９１−１から供給される駆動電圧の異常検出と、スイッチング素子１１−１〜１１−６に流れる電流の過電流検出とのうちの少なくとも一方を検出したときにスイッチング素子１１−１〜１１−６のオンオフ駆動を停止するとともにローレベルの異常検出信号Ｓ１４を半停止回路８０Ａに出力する検出停止回路１４をさらに備えて構成され、パワーモジュール２Ｂは、スイッチング素子駆動回路２３−１〜２３−３に駆動電圧源９１−２から供給される駆動電圧の異常検出と、スイッチング素子２１−１〜２１−６に流れる電流の過電流検出とのうちの少なくとも一方を検出したときにスイッチング素子２１−１〜２１−６のオンオフ駆動を停止するとともにローレベルの異常検出信号Ｓ２４を半停止回路８０Ａに出力する検出停止回路２４をさらに備えて構成された。さらに、半停止回路８０Ａは、パワーモジュール１Ｂからのローレベルの異常検出信号Ｓ１４に応答して、パワーモジュール２Ｂのスイッチング素子２１−１〜２１−６のオンオフ駆動を停止する一方、パワーモジュール２Ｂからのローレベルの異常検出信号Ｓ２４に応答して、パワーモジュール１Ｂのスイッチング素子１１−１〜１１−６のオンオフ駆動を停止するので、一方のパワーモジュールに異常が発生しても両方のパワーモジュール１Ｂ及び２Ｂを発熱集中から保護することができる。
【００６２】
また、パワーモジュール１Ｂ及び２Ｂはそれぞれ検出停止回路１４及び２４を内蔵しているので、実施の形態３のように異常検出回路７３−１及び７３−２をパワーモジュール１及び２の外部に設ける場合に比較して、回路の大型化を招くことなくパワーモジュール１Ｂ及び２Ｂを発熱集中から保護することができる。
【００６３】
なお、検出停止回路１４及び２を駆動電圧の異常及び過電流を検出するように構成したが、本発明はこれに限られず、温度異常などのパワーモジュール１Ｂ及び２Ｂの他の異常を検出するように構成してもよい。
【００６４】
実施の形態５．
図１０は、本発明の実施の形態５に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。また、図１１は、図１０の加熱コイル５４，５５，５６の上にそれぞれ設けられた調理口５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを備えた誘導加熱調理器のトッププレート２００の平面図である。上述した各実施の形態に係る誘導加熱調理器は、１つの調理口５０に複数の加熱コイル５１及び５２又は加熱コイル５１〜５３を備えたが、本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、３つの加熱口５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを備え、各加熱口５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃに加熱コイル５４，５５，５６をそれぞれ設けたことを特徴としている。
【００６５】
図１０に示すように、本実施の形態に係る誘導加熱調理器の回路構成は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の回路構成（図５参照。）に比較して、直列共振回路１０１〜１０３に代えて直列共振回路１０４〜１０６を備えて構成される。ここで、直列共振回路１０４は加熱コイル５４と共振コンデンサ６４とを備え、直列共振回路１０５は加熱コイル５５と共振コンデンサ６５とを備え、直列共振回路１０６は加熱コイル５６と共振コンデンサ６６とを備える。
【００６６】
図１１に示すように、調理口５０Ａ及び５０Ｂは同一の直径を有し、トッププレート２００の前側に配置される。また、調理口５０Ｃは調理口５０Ａ及び５０Ｂの直径よりも小さい直径を有し、トッププレート２００の後側に配置される。加熱コイル５４及び５５の各直径は、加熱コイル５６の直径よりも大きく設定されている。制御回路７０は、調理口５０Ａ又は５０Ｂに載置された比較的大きい口径を有する鍋を加熱するときには、対応する加熱コイル５４又は５５に電力を投入して加熱を行い、調理口５０Ｃに載置された比較的比較的小さい口径を有する鍋を加熱するときには対応する加熱コイル５６に電力を投入して加熱を行うように制御する。なお、加熱コイル５６を用いて加熱される鍋の口径は加熱コイル５０Ａ又は５０Ｂを用いて加熱される鍋の口径よりも小さいので、加熱コイル５６に対して投入される電力の最大値は加熱コイル５４、５５に対して投入される各電力の最大値よりも小さく設定される。
【００６７】
図１８は、図１３の鍋Ａを用いたときの加熱コイル５４，５５，５６に対する各投入電力と、図１０のパワーモジュール１Ａ及び２Ａからの各発熱量との関係の計算結果を示す表である。図１８において、加熱コイル５４及び５５に投入される電力の最大値はそれぞれ３ｋＷに設定され、加熱コイル５６に投入される電力の最大値は１．５ｋＷに設定されている。さらに、一般に、複数の調理口にそれぞれ設けられた加熱コイルに投入される各電力の総和は、各加熱コイルに投入される電力の最大値の総和よりも小さく設定されるが、図１８において、本実施の形態では加熱コイル５４，５５，５６に投入される各電力の総和は５．８ｋＷに設定されている。図１８に示すように、加熱コイル５４〜５６に投入する各電力の割合に関わらず、パワーモジュール１Ａ及び２Ａからの各発熱量は互いに等しくなる。
【００６８】
本実施の形態によれば、実施の形態２と同様に、直列共振回路１０１，１０２，１０３の各一端に接続されるアームＡ１−１，Ａ１−２，Ａ１−３をパワーモジュール１Ａに設け、各他端に接続されるアームＡ２−１，Ａ２−２，Ａ３−３をパワーモジュール２Ａに設けたので、加熱コイルに電力を投入したときのパワーモジュール１Ａ及び２Ａからの発熱量は互いに等しくなる。このため、誘導加熱調理器全体からの発熱量はパワーモジュール１Ａとパワーモジュール２Ａとに等分配される。さらに、２つのパワーモジュール１Ａ及び２Ａに発熱量が分散され、１つのパワーモジュールからの最大の発熱量は従来技術に比較して小さくなり、パワーモジュール１Ａ及び２Ａを冷却するための放熱フィン及び冷却ファンを従来技術に比較して小型で低コストなものにすることができる。また、本実施の形態によれば、上述した各実施の形態のように１つの調理口に設けられた複数の加熱コイルへの各投入電力を互いに異なるように制御して様々な種類の加熱分布を得ることはできないが、複数の鍋を同時にそれぞれ独立して加熱を行うことができる。
【００６９】
上記各実施の形態に係る誘導加熱調理器は、２つ又は３つの加熱コイルを備えて構成されたが、本発明はこれに限られず、４つ以上の複数の加熱コイルを備えて構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上詳述したように、本発明に係る誘導加熱調理器によれば、各直列共振回路を、第１のパワーモジュールの各第１のアームの第１及び第２のスイッチング素子の接続点と、第２のパワーモジュールの各第２のアームの第３及び第４のスイッチング素子の接続点との間にそれぞれ接続したので、複数の加熱コイルに電力を投入したときの第１及び第２のパワーモジュールからの各発熱量は互いに等しくなる。このため、誘導加熱調理器全体からの発熱量は第１及び第２のパワーモジュールに等分配され、１つのパワーモジュールからの最大の発熱量は従来技術に比較して小さくなるという特有の作用効果を奏する。従って、第１及び第２のパワーモジュールを冷却するための放熱フィン及び冷却ファンを従来技術に比較して小型で低コストなものにすることができるという特有の作用効果を奏する。さらに、複数の加熱コイルに投入する各電力の間に、従来技術に比較して大きな差を設けることが容易になるため、様々な形状及び大きさを有する鍋に対して従来技術に比較して効率のよい加熱を行い、調理性能をさらに向上できるという特有の作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００７１】
１，２，１Ａ，２Ａ  パワーモジュール、１１−１〜１１−６  スイッチング素子、１２−１〜１２−６  ダイオード、１３−１〜１３−３  スイッチング素子駆動回路、１４  検出停止回路、２１−１〜２１−６  スイッチング素子、２２−１〜２２−６  ダイオード、２３−１〜２３−３  スイッチング素子駆動回路、２４  検出停止回路、４１  整流回路、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ  調理口、５１〜５６  加熱コイル、７０  制御回路、７１−１，７１−２  電流検出抵抗、７３−１，７３−２  異常検出回路、８０  全停止回路、８０Ａ  半停止回路、９０  商用電源、９１，９１−１，９１−２  駆動電圧源、１０１〜１０６  直列共振回路、２００  トッププレート、Ａ１−１〜Ａ１−３，Ａ２−１〜Ａ２−３  アーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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