(57)【要約】【課題】  複数の加熱コイルと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備えた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小型化する。【解決手段】  パワーモジュール１はアームＡ１−１〜Ａ１−３を備え、パワーモジュール２はアームＡ２−１〜Ａ２−３を備える。直列共振回路１０１は、アームＡ１−１とアームＡ２−１との間に接続され、直列共振回路１０２は、アームＡ１−２とアームＡ２−２との間に接続され、直列共振回路１０３は、アームＡ１−３とアームＡ２−３との間に接続される。制御回路７０は、直列共振回路１０１，１０２，１０３のそれぞれに投入する電力の和を、直列共振回路１０１，１０２，１０３のそれぞれに投入可能な最大の電力の和よりも小さくなるようにアームＡ１−１〜Ａ１−３及びＡ２−１〜Ａ２−３に備えられたスイッチング素子を駆動する。【選択図】  図１
2011150831.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、
上記複数Ｎ個の直列共振回路のそれぞれに投入する電力の和が上記複数Ｎ個の直列共振回路のそれぞれに投入可能な最大の電力の和よりも小さくなるように、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たことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
上記制御手段と、上記第１のパワーモジュール又は上記第２のパワーモジュールの少なくとも一方との間に電気的な絶縁のための絶縁回路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又は２記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
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又は２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】
近年、複数の加熱コイルに高周波電流を流すことにより誘導加熱を行う誘導加熱調理器が増加してきている。従来技術に係る誘導加熱調理器は、各加熱コイルに対して、加熱コイルに高周波電流を流す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。）を備え、これらのパワーモジュールを冷却するために、パワーモジュールごとに放熱フィン及び冷却ファン（以下、冷却装置という。）を備えている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７２１４０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、パワーモジュールを冷却するためには、対応する加熱コイルに投入可能な最大の電力に合わせた冷却能力が必要であり、パワーモジュールの冷却に用いる放熱フィン及び冷却ファンが大型化するという課題があった。さらに、加熱コイルの数が増加すると、パワーモジュールの数が増加し、それに伴って放熱フィン及び冷却ファンの数も増加するので、誘導加熱調理器が大型化する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備えた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、効率のよい冷却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、
上記複数Ｎ個の直列共振回路に投入する電力の和が上記複数Ｎ個の直列共振回路のそれぞれに投入可能な最大の電力の和よりも小さくなるように、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、制御手段が、複数Ｎ個の直列共振回路のそれぞれに投入する電力の和を、上記複数Ｎ個の直列共振回路のそれぞれに投入可能な最大の電力（以下、投入可能電力という。）の和よりも小さくなるように制御するので、直列共振回路を駆動する２つのパワーモジュールの発熱量が、各直列共振回路に投入する電力を制御しない場合と比較して小さくなり、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化することができる。
【０００８】
また、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、複数の直列共振回路のそれぞれに投入する電力がどのような条件であっても第１のパワーモジュールの発熱量と第２のパワーモジュールの発熱量とが等しくなり、発熱集中が発生しない。したがって、第１のパワーモジュール及び第２のパワーモジュールを１組の放熱フィン及び冷却ファンで冷却することができるため、冷却装置を小型化することができる。また、第１のパワーモジュール及び第２のパワーモジュールを別々に冷却する場合でも、第１のパワーモジュール及び第２のパワーモジュールに同一の冷却装置を用いることができるので、冷却装置のコストを低減することができる。
【０００９】
さらに、複数の直列共振回路に対して、第１のパワーモジュール及び第２のパワーモジュールの２つのパワーモジュールを備え、各直列共振回路に投入する電力の和を制限するので、第１のパワーモジュール及び第２のパワーモジュールを冷却するために必要な冷却能力は、各直列共振回路に投入する電力の和の最大値に対応することができればよく、直列共振回路ごとにパワーモジュールを備え、かつパワーモジュールごとに冷却装置を備える場合と比較して、冷却装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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５１，５２，５３の上にそれぞれ設けられた調理口５１Ａ，５２Ａ，５３Ａと、図１の操作部９３と、図１の表示部９４とを備えた誘導加熱調理器のトッププレート５７の平面図である。
【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】鍋Ａ及び鍋Ｂを用いた場合の、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６】図１の加熱コイル５１，５２，５３でそれぞれ図５の鍋Ａを加熱する場合の、各加熱コイルに投入する電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表である。
【図７】図１の加熱コイル５１，５２，５３でそれぞれ図５の鍋Ｂを加熱する場合の、各加熱コイルに投入する電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表である。
【図８】図１の加熱コイル５１で図５の鍋Ａを加熱し、図１の加熱コイル５２，５３でそれぞれ図５の鍋Ｂを加熱する場合の、各加熱コイルに投入する電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表である。
【図９】図１の加熱コイル５１で図５の鍋Ｂを加熱し、図１の加熱コイル５２，５３でそれぞれ図５の鍋Ａを加熱する場合の、各加熱コイルに投入する電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表である。
【図１０】図１の整流回路４１を示す回路図である。
【図１１】加熱コイルへの投入電力と図１の整流回路４１の発熱量との関係を示すグラフである。
【図１２】図１のパワーモジュール１及びパワーモジュール２を放熱フィン９５及び冷却ファン９６で冷却するための構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態１の変形例に係る図１のパワーモジュール１を放熱フィン９５Ａ及び冷却ファン９６Ａで冷却し、パワーモジュール２を放熱フィン９５Ｂ及び冷却ファン９６Ｂで冷却するための構成を示す斜視図である。
【図１４】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１５】本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の構成の一部、及び図１４の絶縁回路７１−２の構成を示す回路図である。
【図１６】本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成の一部を示す回路図である。
【図１７】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１８】図１７の加熱コイル５４，５５，５６の配置を示す平面図である。
【図１９】図１７の加熱コイル５４，５５，５６で図５の鍋Ａを加熱する場合の、各加熱コイルに投入する電力と、図１７のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表である。
【図２０】図１７の加熱コイル５４，５５，５６で図５の鍋Ｂを加熱する場合の、各加熱コイルに投入する電力と、図１７のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表である。
【図２１】本発明の実施の形態３の変形例に係る誘導加熱調理器の加熱コイル５４，５５，５６の配置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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、互い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と、パワーモジュール１及びパワーモジュール２と、制御回路７０と、操作部９３と、表示部９４と、冷却ファン９６とを備えて構成される。
【００１３】
本実施の形態に係る誘導加熱調理器は、
（ａ）整流回路４１の正極４５と負極４６との間に直列に接続された１対のスイッチング素子１１−１，１１−２と、スイッチング素子１１−１に並列に接続されたダイオード１２−１と、スイッチング素子１１−２に並列に接続されたダイオード１２−２とを備えたアームＡ１−１と、整流回路４１の正極４５と負極４６との間に直列に接続された１対のスイッチング素子１１−３，１１−４と、スイッチング素子１１−３に並列に接続されたダイオード１２−３と、スイッチング素子１１−４に並列に接続されたダイオード１２−４とを備えたアームＡ１−２と、整流回路４１の正極４５と負極４６との間に直列に接続された１対のスイッチング素子１１−５，１１−６と、スイッチング素子１１−５に並列に接続されたダイオード１２−５と、スイッチング素子１１−６に並列に接続されたダイオード１２−６とを備えたアームＡ１−３とを備えたパワーモジュール１と、
（ｂ）整流回路４１の正極４５と負極４６との間に直列に接続された１対のスイッチング素子２１−１，２１−２と、スイッチング素子２１−１に並列に接続されたダイオード２２−１と、スイッチング素子２１−２に並列に接続されたダイオード２２−２とを備えたアームＡ２−１と、整流回路４１の正極４５と負極４６との間に直列に接続された１対のスイッチング素子２１−３，２１−４と、スイッチング素子２１−３に並列に接続されたダイオード２２−３と、スイッチング素子２１−４に並列に接続されたダイオード２２−４とを備えたアームＡ２−２と、整流回路４１の正極４５と負極４６との間に直列に接続された１対のスイッチング素子２１−５，２１−６と、スイッチング素子２１−５に並列に接続されたダイオード２２−５と、スイッチング素子２１−６に並列に接続されたダイオード２２−６とを備えたアームＡ２−３と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）アームＡ１−３のスイッチング素子１１−５，１１−６の接続点とアームＡ２−３のスイッチング素子２１−５，２１−６の接続点との間に接続された直列共振回路１０３と、
（ｆ）直列共振回路１０１，１０２，１０３のそれぞれに投入する電力の和が、直列共振回路１０１，１０２，１０３のそれぞれに投入可能な最大の電力の和よりも小さくなるように、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に高周波電流を流し、スイッチング素子１１−５，１１−６を交互にオンオフ駆動するとともにスイッチング素子２１−５，２１−６を交互にオンオフ駆動して加熱コイル５３に高周波電流を流す制御回路７０とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
図１において、パワーモジュール１は、３組のアームＡ１−１、Ａ１−２、及びＡ１−３と、スイッチング素子駆動回路１３−１、１３−２、及び１３−３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４５と負極４６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４５と負極４６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。さらに、アームＡ１−３は、整流回路４１の正極４５と負極４６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。
【００１５】
また、図１において、パワーモジュール２は、３組のアームＡ２−１、Ａ２−２、及びＡ２−３と、スイッチング素子駆動回路２３−１、２３−２、及び２３−３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４５と負極４６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４５と負極４６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。さらに、アームＡ２−３は、整流回路４１の正極４５と負極４６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。なお、スイッチング素子１１−１〜１１−６及び２１−１〜２１−６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。
【００１６】
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。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の接続点との間に直列共振回路１０３が接続され、アームＡ１−３とアームＡ２−３とはフルブリッジ型のインバータ回路を構成している。
【００１７】
またさらに、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１３−１，１３−２，１３−３，２３−１，２３−２，２３−３に所定の駆動電圧を供給する。スイッチング素子駆動回路１３−１，１３−２，１３−３，２３−１，２３−２，２３−３は、スイッチング素子駆動回路等電位配線Ｇｄを備え、制御回路７０は制御回路等電位配線Ｇｃを備え、スイッチング素子１１−２，１１−４，１１−６，２１−２，２１−４，２１−６は、スイッチング素子等電位配線Ｇｅを備え、これらの等電位配線は、等電位となるように接続される。
【００１８】
図１において、操作部９３は、例えばボタンなどを備えて構成され、誘導加熱調理器のユーザは、操作部９３を操作し、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力及び調理プログラムなどを指定する。制御回路７０は、ユーザによって指定された電力、調理プログラム、及び後述する電力決定方法にしたがって、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力を決定する。その後、制御回路７０は決定した各加熱コイルに投入する電力に基づいて、スイッチング素子１１−１〜１１−６、及び２１−１〜２１−６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１３−１，１３−２，１３−３，２３−１，２３−２，２３−３に出力する。スイッチング素子駆動回路１３−１，１３−２，１３−３，２３−１，２３−２，２３−３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１１−１〜１１−６、及び２１−１〜２１−６をオンオフ駆動する。
【００１９】
表示部９４は、例えば液晶ディスプレイなどを備えて構成され、制御回路７０からの制御信号に基づいて、各加熱コイルに投入された電力などの誘導加熱調理器に関する情報を表示する。冷却ファン９６は、制御回路７０からの制御信号に基づいて、パワーモジュール１及びパワーモジュール２に取り付けられた放熱フィン（図示せず。）に送風して、パワーモジュール１及びパワーモジュール２を冷却する。
【００２０】
図２は、図１の加熱コイル５１，５２，５３の上にそれぞれ設けられた調理口５１Ａ，５２Ａ，５３Ａと、図１の操作部９３と、図１の表示部９４とを備えた誘導加熱調理器のトッププレート５７の平面図である。大径の調理口５１Ａ及び５２Ａは、トッププレート５７の前側の左右に配置され、小径の調理口５３Ａはトッププレート５７の後側の中央に配置される。高火力を必要とする湯沸かし及び炒め物に使われる頻度が高い加熱コイル５１及び５２の投入可能電力（例えば、定格値）は３ｋＷであり、低火力の煮込み及び保温に使われる頻度が高い加熱コイル５３の投入可能電力は１．５ｋＷである。また、操作部９３は、トッププレート５７の前側に３つ配置され、ユーザによって操作される。また、表示部９４は、トッププレート５７の前側に３つ配置され、誘導加熱調理器についての情報を表示する。
【００２１】
なお、調理口５１Ａ，５２Ａ，５３Ａの径の大きさ、並びに配置、及び加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれの投入可能電力は上述したものに限らず、任意の径、配置、及び投入可能電力でよい。例えば、調理口５１Ａ，５２Ａ，５３Ａの順に径を小さくし、加熱コイル５１，５２，５３の順に投入可能電力を小さくしてもよい。また、前側の中央に調理口５３Ａを配置し、かつ後側の左右に調理口５１Ａ及び５２Ａを配置してもよい。さらに、操作部９３及び表示部９４の数及び配置は、図２に示したものに限らず、任意の数、及び任意の配置であってもよい。
【００２２】
上述したように、ユーザは、操作部９３を用いて加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力及び調理プログラムなどを指定するが、制御回路７０は、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力の和を５．８ｋＷ以下に制限する。制御回路７０は、加熱コイルに投入する電力を制限した場合、表示部９４に加熱コイルに投入する電力が制限されたことを表示して、ユーザに知らせる。
【００２３】
各加熱コイルに投入する電力は、先に使用している加熱コイルを優先して決定する。例えば、加熱コイル５１及び５２に２．５ｋＷの電力を投入し、加熱コイル５３に０．５ｋＷの電力を投入していると仮定する。このとき、加熱コイル５１に投入する電力を加熱コイル５１の投入可能電力である３ｋＷまで増加させるようにユーザが操作しても、加熱コイル５１に投入する電力は２．８ｋＷで制限される。これは、加熱コイル５１に投入する電力が２．８ｋＷとなった時点で、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入された電力の和が制限値５．８ｋＷに達するからである。
【００２４】
なお、実施の形態１では、先に使用している加熱コイルを優先して各加熱コイルに投入する電力を決定したが、本発明はこれに限らず、特定の加熱コイルに投入する電力を制限することにより各加熱コイルに投入する電力を決定してもよく、新しく使用を開始した加熱コイルを優先して各加熱コイルに投入する電力を決定してもよい。
【００２５】
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（ｆ）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。
【００２６】
図３において、スイッチング素子１１−１及び１１−２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及び２１−２は、スイッチング素子１１−１及び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。したがって、本実施の形態において、スイッチング素子１１−３，１１−４，１１−５，１１−６，２１−３，２１−４，２１−５，２１−６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。
【００２７】
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。したがって、加熱コイルに流れる電流Ｉ５１は、整流回路４１の正極４５→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４６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。
【００２８】
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。したがって、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。
【００２９】
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。したがって、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１は、整流回路４１の負極４６→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４５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。
【００３０】
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及び２１−２はオフされる。したがって、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１は、整流回路４１の正極４５→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４６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。
【００３１】
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。したがって、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。
【００３２】
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。したがって、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１は、整流回路４１の負極４６→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４５の経路を通って流れる。このとき、加熱コイルに流れる電流の絶対値は小さくなっていく。
【００３３】
上述した加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１の制御方法において、期間Ｍ１及びＭ４を長くすると、電流Ｉ５１のピーク値が増大し、期間Ｍ１及びＭ４を短くすると、電流Ｉ５１のピーク値が減少する。また、加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１のピーク値が大きいほど、加熱コイル５１に投入される電力が大きくなる。期間Ｍ１は、スイッチング素子１１−１がオンである期間（すなわち領域Ｚ１）と、スイッチング素子２１−２がオンである期間（すなわち領域Ｚ５）とが重なる期間であり、期間Ｍ４は、スイッチング素子１１−２がオンである期間（すなわち領域Ｚ３）と、スイッチング素子２１−１がオンである期間（すなわち領域Ｚ４）とが重なる期間である。期間Ｍ１及び期間Ｍ４の長さの変更は、スイッチング素子１１−１，１１−２がオンである期間と、スイッチング素子２１−１，２１−２がオンである期間とを前後に移動させて、各スイッチング素子がオンである期間が重なる長さを変更することによって実行する。ここで、スイッチング素子１１−１，１１−２，２１−１，２１−２がオンである期間及びオフである期間の長さは変化させない。例えば、スイッチング素子２１−１をオンするタイミングを、図３の場合よりも遅らせると、領域Ｚ４と領域Ｚ３とが重なる期間が短くなり、その結果、期間Ｍ４が短くなる。一方、スイッチング素子２１−１をオンするタイミングを、図３の場合よりも早めると、期間Ｍ４が長くなる。また、スイッチング素子２１−１とスイッチング素子２１−２とは、交互にオンオフ駆動されているため、スイッチング素子２１−１のオンオフタイミングを変化させると、スイッチング素子２１−２のオンオフタイミングも同様に変化して、領域Ｚ５と領域Ｚ１とが重なる期間、すなわち期間Ｍ１の長さが変化する。なお、上述した例では、スイッチング素子２１−１をオンするタイミングを変化させたが、他のスイッチング素子をオンするタイミングを変化させても、同様に制御することができる。上述したように、制御回路７０は、期間Ｍ１及びＭ４の長さを変化させることにより、加熱コイル５１に投入する電力を制御することができる。また、加熱コイル５２，５３に投入する電力も同様に制御することができる。
【００３４】
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。また、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。さらに、制御回路７０は、１対のスイッチング素子１１−５，１１−６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２１−５，２１−６を交互にオンオフ駆動して加熱コイル５３に高周波電流を供給するように制御する。またさらに、制御回路７０は、加熱コイル５１，５２，５３に投入する電力の和が、５．８ｋＷ以下になるように加熱コイル５１，５２，５３に投入する電力を制御する。
【００３５】
加熱コイル５１に流れる電流Ｉ５１の電流値が増加すると、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の全体において、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。したがって、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り、アームＡ１−３からの発熱量とアームＡ２−３からの発熱量とは実質的に等しくなる。したがって、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とパワーモジュール２とに等分配される。
【００３６】
図５は、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５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。
【００３７】
図６〜図９は、図５の鍋Ａ又は鍋Ｂを加熱する場合の図１の加熱コイル５１、５２、及び５３に投入する電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表である。鍋の種類及び組み合わせは多数存在するが、ここでは簡単のために、（１）図１の加熱コイル５１，５２，５３でそれぞれ図５の鍋Ａを加熱する場合、（２）図１の加熱コイル５１，５２，５３でそれぞれ図５の鍋Ｂを加熱する場合、（３）図１の加熱コイル５１で図５の鍋Ａを加熱し、図１の加熱コイル５２，５３でそれぞれ図５の鍋Ｂを加熱する場合、（４）図１の加熱コイル５１で図５の鍋Ｂを加熱し、図１の加熱コイル５２，５３でそれぞれ図５の鍋Ａを加熱する場合の４種類のみを考える。
【００３８】
図６は、図１の加熱コイル５１，５２，５３でそれぞれ図５の鍋Ａを加熱する場合の、各加熱コイルに投入する電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表であり、図７は、図１の加熱コイル５１，５２，５３でそれぞれ図５の鍋Ｂを加熱する場合の、各加熱コイルに投入する電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表であり、図８は、図１の加熱コイル５１で図５の鍋Ａを加熱し、図１の加熱コイル５２，５３でそれぞれ図５の鍋Ｂを加熱する場合の、各加熱コイルに投入する電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表であり、図９は、図１の加熱コイル５１で図５の鍋Ｂを加熱し、図１の加熱コイル５２，５３でそれぞれ図５の鍋Ａを加熱する場合の、各加熱コイルに投入する電力と、図１のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表である。
【００３９】
例えば、図６の表の１行目は、加熱コイル５１で鍋Ａを３ｋＷで加熱し、加熱コイル５２で鍋Ａを２．５ｋＷで加熱し、加熱コイル５３で鍋Ａを０．３ｋＷで加熱する場合を示している。この場合、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入された電力の和は５．８ｋＷである。また、アームＡ１−１の発熱量は３０Ｗであり、アームＡ１−２の発熱量は２５Ｗであり、アームＡ１−３の発熱量は３Ｗであり、したがってパワーモジュール１の発熱量は５８Ｗである。さらに、アームＡ２−１の発熱量は３０Ｗであり、アームＡ２−２の発熱量は２５Ｗであり、アームＡ２−３の発熱量は３Ｗであり、したがってパワーモジュール２の発熱量は５８Ｗである。よって、パワーモジュール１及びパワーモジュール２の発熱量の和は１１６Ｗである。上述したように、図６〜図９に示したいずれの場合にも、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入される電力の和は５．８ｋＷ以下であり、パワーモジュール１の発熱量とパワーモジュール２の発熱量とが等しい。
【００４０】
従来技術に係る誘導加熱調理器は、加熱コイルごとに２つのアームを備えたパワーモジュールを備えており、それぞれのパワーモジュールを冷却するために、パワーモジュールごとに放熱フィン及び冷却ファンを備えている。したがって、各パワーモジュールを冷却するためには、各パワーモジュールの最大発熱量に合わせた冷却能力が必要である。従来技術に係る誘導加熱調理器において、上述した鍋Ａ、鍋Ｂ、及び加熱コイルを用いた場合、各パワーモジュールの最大発熱量は、加熱コイル５１，５２，５３がそれぞれの投入可能電力である３ｋＷ，３ｋＷ，１．５ｋＷで鍋Ａを加熱する場合に発生する。このとき、加熱コイル５１に対するパワーモジュールの各アームの発熱量は３０Ｗであり、当該パワーモジュールの発熱量は３０Ｗ＋３０Ｗ＝６０Ｗであるので、当該パワーモジュールを冷却するために６０Ｗの冷却能力が必要となる。また、加熱コイル５２に対するパワーモジュールの各アームの発熱量は３０Ｗであり、当該パワーモジュールの発熱量は３０Ｗ＋３０Ｗ＝６０Ｗであるので、当該パワーモジュールを冷却するために６０Ｗの冷却能力が必要となる。さらに、加熱コイル５３に対するパワーモジュールの各アームの発熱量は１５Ｗであり、当該パワーモジュールの発熱量は１５Ｗ＋１５Ｗ＝３０Ｗであるので、当該パワーモジュールを冷却するために３０Ｗの冷却能力が必要となる。この結果、従来技術に係る誘導加熱調理器では、３つのパワーモジュールの発熱量の和、すなわち６０Ｗ＋６０Ｗ＋３０Ｗ＝１５０Ｗの冷却能力が必要となる。なお、従来技術に係る誘導加熱調理器では、各加熱コイルに投入する電力の和を制限しても、各パワーモジュールは上述した最大発熱量を発生する場合があるので、各パワーモジュールを冷却するために必要な冷却能力は変化せず、誘導加熱調理器に必要な冷却能力も変化しない。
【００４１】
一方、本実施の形態では、図６〜図９に示すとおり、鍋Ａ及び鍋Ｂを加熱する場合のパワーモジュール１の発熱量とパワーモジュール２の発熱量との和の最大値は、１３０Ｗ（加熱コイル５１が鍋Ａを３ｋＷで加熱し、加熱コイル５２が鍋Ｂを２．５ｋＷで加熱し、加熱コイル５３が鍋Ｂを０．３ｋＷで加熱する場合（図８の表の１行目）。）である。したがって、本実施の形態の誘導加熱調理器に必要な冷却能力は１３０Ｗであり、従来技術に係る誘導加熱調理器に必要な冷却能力１５０Ｗよりも小さいことから、パワーモジュール１及びパワーモジュール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化することができる。
【００４２】
図１０は、図１の整流回路４１を示す回路図である。整流回路４１は、整流ブリッジダイオード４２と、チョークコイル４３と、平滑コンデンサ４４とを備えて構成される。整流ブリッジダイオード４２は、入力端子Ｔ１及びＴ２と、正側出力端子Ｔ３と、負側出力端子Ｔ４とを備えて構成される。整流ブリッジダイオード４２において、ダイオードＤ１のアノード及びダイオードＤ３のカソードが入力端子Ｔ１に接続され、ダイオードＤ２のアノード及びダイオードＤ４のカソードが入力端子Ｔ２に接続され、ダイオードＤ１のカソード及びダイオードＤ２のカソードが正側出力端子Ｔ３に接続され、ダイオードＤ３のアノード及びダイオードＤ４のアノードが負側出力端子Ｔ４に接続される。整流ブリッジダイオード４２の入力端子Ｔ１及びＴ２には、商用電源９０が接続される。整流ブリッジダイオード４２の正側出力端子Ｔ３には、チョークコイル４３が接続され、チョークコイル４３は、整流回路４１の正極４５に接続される。また、整流ブリッジダイオード４２の負側出力端子Ｔ４は、整流回路４１の負極４６に接続される。さらに、平滑コンデンサ４４の正側端子が整流回路４１の正極４５に接続され、平滑コンデンサ４４の負側端子が整流回路４１の負極４６に接続される。整流回路４１では、商用電源９０から入力される交流電圧が整流されて、平滑コンデンサ４４の両端に発生する直流電圧がパワーモジュール１及びパワーモジュール２に供給される。
【００４３】
図１１は、加熱コイルへの投入電力と図１の整流回路４１の発熱量との関係を示すグラフである。図１１に示すように、加熱コイルへの投入電力が大きくなるほど、商用電源９０から整流回路４１に供給される電流が大きくなるため、整流回路４１の発熱量が大きくなる。整流ブリッジダイオード４２は、放熱フィンを取り付けられ、冷却ファンで送風して冷却される。本実施の形態では、制御回路７０が加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力の和を５．８ｋＷに制限するため、整流回路４１を冷却するための放熱フィン及び冷却ファンの冷却能力は、加熱コイルへの投入電力の和が５．８ｋＷである場合に対応できればよく、加熱コイルへの投入電力が加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれの投入可能電力の和である７．５ｋＷである場合に対応する必要はない。したがって、本実施の形態では、各加熱コイルへの投入電力を制御しない場合と比較して、整流回路４１の冷却装置を小型化することができる。
【００４４】
図１２は、図１のパワーモジュール１及びパワーモジュール２を放熱フィン９５及び冷却ファン９６で冷却するための構成を示す斜視図である。パワーモジュール１及びパワーモジュール２は、基板９７上に取り付けられる。また、パワーモジュール１及びパワーモジュール２には、放熱フィン９５が取り付けられ、冷却ファン９６の送風によって冷却される。基板９７及び冷却ファン９６は、誘導加熱調理器の筐体（図示せず。）に取り付けられる。一般に、複数のパワーモジュールを１つの放熱フィンで冷却する場合、複数のパワーモジュールの間で発熱量が異なると、発熱集中が発生し効率のよい冷却が困難となる。しかし、本実施の形態では、上述したように、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力がどのような条件であってもパワーモジュール１の発熱量とパワーモジュール２の発熱量とが等しくなり、発熱集中が発生しないことから、効率のよく冷却することができる。また、従来技術に係る誘導加熱調理器では、パワーモジュールごとに放熱フィン及び冷却ファンを設けていたが、本実施の形態では、発熱集中が発生しないので、複数のパワーモジュールを１組の放熱フィン９５及び冷却ファン９６で冷却することができ、冷却装置を従来技術と比較して小型化することができる。
【００４５】
以上説明したように、実施の形態１によれば、制御回路７０が、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力の和を、各加熱コイル５１，５２，５３の投入可能電力の和よりも小さくなるように制御するので、パワーモジュール１及びパワーモジュール２の発熱量が、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力を制御しない場合と比較して小さくなり、パワーモジュール１及びパワーモジュール２を冷却するための放熱フィン９５及び冷却ファン９６を小型化することができる。また、３つのアームＡ１−１〜Ａ１−３を備えたパワーモジュール１、及び３つのアームＡ２−１〜Ａ２−３を備えたパワーモジュール２を用いて加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれ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５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力がどのような条件であってもパワーモジュール１の発熱量とパワーモジュール２の発熱量とが等しくなり、発熱集中が発生しない。したがって、パワーモジュール１及びパワーモジュール２を１つの放熱フィン９５と冷却ファン９６で冷却することができるため、冷却装置を小型化することができる。さらに、加熱コイル５１，５２，５３に対して、パワーモジュール１及びパワーモジュール２を備え、制御回路７０が、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力の和を制限するので、パワーモジュール１及びパワーモジュール２を冷却するために必要な冷却能力は、加熱コイル５１，５２，５３に投入する電力の和の最大値に対応することができればよく、加熱コイルごとにパワーモジュールを備え、かつパワーモジュールごとに冷却装置を備える場合と比較して、冷却装置を小型化することができる。
【００４６】
実施の形態１の変形例．
図１３は、本発明の実施の形態１の変形例に係る図１のパワーモジュール１を放熱フィン９５Ａ及び冷却ファン９６Ａで冷却し、パワーモジュール２を放熱フィン９５Ｂ及び冷却ファン９６Ｂで冷却するための構成を示す斜視図である。実施の形態１の変形例は、実施の形態１と比較して、パワーモジュール１及びパワーモジュール２のそれぞれに、別々の放熱フィン９５Ａ及び９５Ｂが取り付けられ、別々の冷却ファン９６Ａ及び９６Ｂの送風によって冷却される点が異なる。その他の構成要素については、実施の形態１と同様であってその説明を省略する。
【００４７】
各パワーモジュールに対して別々の放熱フィン及び冷却ファンを設ける場合、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力によって各パワーモジュールの発熱量が異なると、各パワーモジュールの発熱量の最大値に合わせて放熱フィン及び冷却ファンを選択する必要がある。しかしながら、本実施の形態ではパワーモジュール１及びパワーモジュール２の発熱量は、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力がどのような条件であっても等しいため、パワーモジュールごとに放熱フィン及び冷却ファンを選択する必要はなく、同一の放熱フィン及び冷却ファンを利用することができ、冷却装置のコストを低減することができる。
【００４８】
以上説明したように、実施の形態１の変形例によれば、制御回路７０が、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力の和を、各加熱コイル５１，５２，５３の投入可能電力の和よりも小さくなるように制御するので、パワーモジュール１及びパワーモジュール２の発熱量が、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力を制御しない場合と比較して小さくなり、パワーモジュール１を冷却するための放熱フィン９５Ａ並びに冷却ファン９６Ａ、及びパワーモジュール２を冷却するための放熱フィン９５Ｂ並びに冷却ファン９６Ｂを小型化することができる。また、３つのアームＡ１−１〜Ａ１−３を備えたパワーモジュール１、及び３つのアームＡ２−１〜Ａ２−３を備えたパワーモジュール２を用いて加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれ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５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力がどのような条件であってもパワーモジュール１の発熱量とパワーモジュール２の発熱量とが等しくなり、発熱集中が発生しない。したがって、パワーモジュール１及びパワーモジュール２に同一の冷却装置を用いることができるので、冷却装置のコストを低減することができる。さらに、加熱コイル５１，５２，５３に対して、パワーモジュール１及びパワーモジュール２を備え、制御回路７０が、加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力の和を制限するので、パワーモジュール１及びパワーモジュール２を冷却するために必要な冷却能力は、加熱コイル５１，５２，５３に投入する電力の和の最大値に対応することができればよく、加熱コイルごとにパワーモジュールを備え、かつパワーモジュールごとに冷却装置を備える場合と比較して、冷却装置を小型化することができる。
【００４９】
なお、パワーモジュール１及びパワーモジュール２の冷却方法は、実施の形態１及び実施の形態１の変形例に限らず、パワーモジュール１の発熱量とパワーモジュール２の発熱量とが加熱コイル５１，５２，５３のそれぞれに投入する電力がどのような条件であっても等しい効果を利用して、自由に設定することができる。
【００５０】
実施の形態２．
図１４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る。実施の形態２は、実施の形態１と比較して、制御回路７０と、パワーモジュール２との間に電気的な絶縁のための絶縁回路７１−１〜７１−６、及び絶縁回路７１−１〜７１−６に所定の電圧を供給する制御電圧源９２をさらに備えたことを特徴とする。その他の構成要素については、実施の形態１と同様であってその説明を省略する。実施の形態２では、制御回路７０からスイッチング素子駆動回路２３−１〜２３−３に送信される制御信号が絶縁回路７１−１〜７１−６を介して送信される。
【００５１】
図１５は、本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の構成の一部、及び図１４の絶縁回路７１−２の構成を示す回路図であり、図１６は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成の一部を示す回路図である。図１５及び図１６では、制御回路７０、絶縁回路７１−１，７１−２、スイッチング素子駆動回路１３−１，２３−１、アームＡ１−１，Ａ２−１、直列共振回路１０１、及びそれらの間の配線のみを示しているが、絶縁回路７１−３〜７１−６、スイッチング素子駆動回路１３−２，１３−３，２３−２，２３−３、アームＡ１−２，Ａ１−３，Ａ２−２，Ａ２−３、直列共振回路１０２，１０３、及びそれらの間の配線に関しても、同様の構成であり、かつ同様に動作する。図１５及び図１６を参照して、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の動作について説明する。
【００５２】
上述したように、スイッチング素子駆動回路等電位配線Ｇｄ、制御回路等電位配線Ｇｃ、及びスイッチング素子等電位配線Ｇｅは、等電位となるように接続されている。図１６を参照すると、制御回路７０の制御回路等電位配線Ｇｃとスイッチング素子駆動回路１３−１のスイッチング素子駆動回路等電位配線Ｇｄとは経路Ｐ１で接続されており、制御回路７０の制御回路等電位配線Ｇｃとスイッチング素子駆動回路２３−１のスイッチング素子駆動回路等電位配線Ｇｄとは経路Ｐ７で接続されており、スイッチング素子駆動回路１３−１のスイッチング素子駆動回路等電位配線Ｇｄとスイッチング素子１１−２のスイッチング素子等電位配線Ｇｅとは経路Ｐ６で接続されており、スイッチング素子駆動回路２３−１のスイッチング素子駆動回路等電位配線Ｇｄとスイッチング素子２１−２のスイッチング素子等電位配線Ｇｅとは経路Ｐ４で接続されており、スイッチング素子１１−２のスイッチング素子等電位配線Ｇｅとスイッチング素子２１−２のスイッチング素子等電位配線Ｇｅとは経路Ｐ５で接続される。以上の接続により、制御回路７０の基準電位Ｖｃ、スイッチング素子駆動回路１３−１の基準電位Ｖｄ１、スイッチング素子駆動回路２３−１の基準電位Ｖｄ２、スイッチング素子１１−２の基準電位Ｖｅ１、及びスイッチング素子２１−２の基準電位Ｖｅ２は等しい電位を有する。
【００５３】
制御回路７０は、基準電位Ｖｃを基準にして、Ｈレベル又はＬレベルの制御信号Ｓｃ２１及びＳｃ２２をスイッチング素子駆動回路２３−１に出力する。スイッチング素子駆動回路２３−１は、制御回路７０から入力される制御信号Ｓｃ２１が基準電位Ｖｄ２を基準にしてＨレベルとなった場合、スイッチング素子２１−１に対して基準電位Ｖｄ２を基準にしてＨレベルの信号Ｓｄ２１を出力する。一方、スイッチング素子駆動回路２３−１は、制御回路７０から入力される制御信号Ｓｃ２１が基準電位Ｖｄ２を基準にしてＬレベルとなった場合、スイッチング素子２１−１に対して基準電位Ｖｄ２を基準にしてＬレベルの信号Ｓｄ２１を出力する。スイッチング素子２１−１は、スイッチング素子駆動回路２３−１からの信号Ｓｄ２１が基準電位Ｖｅ２を基準にしてＨレベルとなった場合にオンし、Ｌレベルとなった場合にオフする。なお、制御信号Ｓｃ２２、制御信号Ｓｄ２２、並びにスイッチング素子２１−２の組み合わせ、制御信号Ｓｃ１１、制御信号Ｓｄ１１、並びにスイッチング素子１１−１の組み合わせ、及び制御信号Ｓｃ１２、制御信号Ｓｄ１２、並びにスイッチング素子１１−２の組み合わせも同様に動作する。
【００５４】
ここで、経路Ｐ１及び経路Ｐ４〜経路Ｐ７は閉路を構成しているため、加熱コイル５１に流れる高周波大電流が、スイッチング素子１１−２→経路Ｐ６→経路Ｐ１→経路Ｐ７→経路Ｐ４→経路Ｐ５、又はこの逆の経路で流れる場合がある。このとき、経路Ｐ１及び経路Ｐ４〜経路Ｐ７の配線インピーダンスによる電圧降下により、基準電位Ｖｃ，Ｖｄ１，Ｖｄ２，Ｖｅ１，Ｖｅ２がそれぞれ変動して、スイッチング素子駆動回路１３−１及び２３−１が誤動作する可能性がある。例として、制御回路７０がスイッチング素子駆動回路２３−１へＬレベルの信号Ｓｃ２１を出力している場合を考える。この場合、スイッチング素子１１−２→経路Ｐ６→経路Ｐ１→経路Ｐ７→経路Ｐ４→経路Ｐ５の順に高周波大電流が流れると、経路Ｐ７の配線インピーダンスによる電圧降下によって、制御回路７０の基準電位Ｖｃに対して、スイッチング素子駆動回路２３−１の基準電位Ｖｄ２が低くなり、制御回路７０がＬレベルの信号Ｓｃ２１を出力しても、スイッチング素子駆動回路２３−１は、Ｈレベルの信号Ｓｃ２１が入力されたと判定する場合がある。高周波大電流が、経路Ｐ１，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ７に流れないようにするには、経路Ｐ５の配線インピーダンスを経路Ｐ１，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ７の配線インピーダンスよりも低くしなければならず、パワーモジュール１及びパワーモジュール２の配置に制約が生じる。
【００５５】
そこで、本実施の形態では、図１５のように制御回路７０とスイッチング素子駆動回路２３−１の間に絶縁回路７１−１，７１−２を備えている。以下では、絶縁回路７１−２について説明するが、絶縁回路７１−１も同じ構成である。図１５において、図１６の経路Ｐ７に代えて、制御回路７０の制御回路等電位配線Ｇｃと、絶縁回路７１−２の絶縁回路１次側等電位配線Ｇｉ１とが経路Ｐ２で接続されており、絶縁回路７１−２の絶縁回路２次側等電位配線Ｇｉ２と、スイッチング素子駆動回路２３−１のスイッチング素子駆動回路等電位配線Ｇｄが経路Ｐ３で接続されている。
【００５６】
また、絶縁回路７１−２は、１次側ダイオード７５、２次側上段ＦＥＴ７６、及び２次側下段ＦＥＴ７７を備えたフォトカプラ７２と、ｎｐｎトランジスタ７３と、電流制限抵抗７４と、抵抗７８と、抵抗７９を備えて構成される。電流制限抵抗７４は、制御電圧源９２と１次側ダイオード７４のアノードとの間に接続され、１次側ダイオード７４のカソードは、ｎｐｎトランジスタ７３のコレクタと接続される。ｎｐｎトランジスタ７３のベースは、抵抗７８を介して制御回路７０に接続され、かつ抵抗７９を介して絶縁回路１次側等電位配線Ｇｉ１に接続される。また、ｎｐｎトランジスタ７３のエミッタは、絶縁回路１次側等電位配線Ｇｉ１に接続される。２次側上段ＦＥＴ７６のドレインは駆動電圧源９１に接続され、２次側上段ＦＥＴ７６のソースは２次側下段ＦＥＴ７７のドレインに接続される。２次側下段ＦＥＴ７７のソースは、絶縁回路２次側等電位配線Ｇｉ２に接続される。２次側上段ＦＥＴ７６と２次側下段ＦＥＴ７７との接続点は、スイッチング素子駆動回路２３−１に接続される。
【００５７】
次に、絶縁回路７１−２の動作について説明する。なお、絶縁回路７１−１も同様に動作する。制御回路７０がスイッチング素子駆動回路２３−１にＨレベルの制御信号を出力する場合、制御回路７０はまず、絶縁回路７１−２にＨレベルの制御信号Ｓｃ２２１を出力する。その結果、絶縁回路７１−２のｎｐｎトランジスタ７３がオンし、１次側ダイオード７５に電流制限抵抗７４を介して電流が流れる。フォトカプラ７２の１次側ダイオード７５に電流が流れると、２次側上段ＦＥＴ７６がオンし（２次側下段ＦＥＴ７７はオフ）、スイッチング素子駆動回路２３−１にＨレベルの制御信号Ｓｃ２２２が出力される。一方、制御回路７０がスイッチング素子駆動回路２３−１にＬレベルの制御信号を出力する場合、制御回路７０はまず、絶縁回路７１−２にＬレベルの制御信号Ｓｃ２２１を出力する。その結果、絶縁回路７１−２のｎｐｎトランジスタ７３がオフし、１次側ダイオード７５には電流が流れない。１次側ダイオード７５に電流が流れない場合、２次側下段ＦＥＴ７７がオンし（２次側上段ＦＥＴ７６はオフ）、スイッチング素子駆動回路２３−１にＬレベルの制御信号Ｓｃ２２２が出力される。
【００５８】
図１５では、絶縁回路７１−１，７１−２が存在するので、図１６で示したような閉路が存在しない。したがって、高周波大電流による基準電位Ｖｃ，Ｖｄ１，Ｖｄ２，Ｖｅ１，Ｖｅ２の変動に起因する誤動作が発生しない。よって、経路Ｐ５に対する配線インピーダンスの制約がなくなり、パワーモジュール１及びパワーモジュール２を自由に配置することができる。
【００５９】
以上説明したように、実施の形態２によれば、制御回路７０とパワーモジュール２に内蔵されるスイッチング素子駆動回路２３−１，２３−２，２３−３との間に電気的な絶縁のための絶縁回路７１−１，７１−２，７１−３，７１−４，７１−５，７１−６を備えたことを特徴とする。このため、加熱コイル５１，５２，５３に流れる高周波大電流が制御回路７０及びスイッチング素子駆動回路１３−１，１３−２，１３−３，２３−１，２３−２，２３−３に流れることによる誤動作を防止することができ、さらに、パワーモジュール１及びパワーモジュール２を自由に配置することができる。
【００６０】
なお、実施の形態２では、制御回路７０とパワーモジュール２との間に絶縁回路７１−１，７１−２，７１−３，７１−４，７１−５，７１−６を接続したが、本発明はこれに限らず、制御回路７０とパワーモジュール１との間に絶縁回路を接続してもよく、制御回路７０とパワーモジュール１及びパワーモジュール２との両方の間に絶縁回路を接続してもよい。
【００６１】
実施の形態３．
図１７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。また、図１８は、図１７の加熱コイル５４，５５，５６の配置を示す平面図である。実施の形態１及び実施の形態２に係る誘導加熱調理器では、加熱コイル５１，５２，５３がそれぞれ独立した調理口５１Ａ，５２Ａ，５３Ａに配置されるが、本実施形態に係る誘導加熱調理器では、加熱コイル５４，５５，５６が１つの調理口５０に配置される。その他の構成要素については、実施の形態１と同様であってその説明を省略する。
【００６２】
実施の形態３に係る誘導加熱調理器では、加熱コイル５４，５５，５６の投入可能電力はいずれも３ｋＷであり、制御回路７０は、加熱コイル５４，５５，５６のそれぞれに投入する電力の和が３ｋＷ以下になるように、各加熱コイルに投入する電力を決定する。
【００６３】
図１８に示すように、加熱コイル５４，５５，５６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５５の直径は加熱コイル５４の直径よりも大きく、加熱コイル５６の直径よりも小さい。なお、加熱コイル５４，５５，５６の配置は、図１８の配置に限らない。
【００６４】
制御回路７０は、加熱コイル５４，５５，５６のそれぞれに投入する電力を、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ない。
（１）加熱コイル５４の直径より小さい直径を有する鍋を加熱するときには、加熱コイル５４にのみ電力を投入し、加熱コイル５５の直径より小さい直径を有する鍋を加熱するときには、加熱コイル５４，５５に電力を投入し、加熱コイル５５の直径より大きい直径を有する鍋を加熱するときには、すべての加熱コイル５４，５５，５６に電力を投入する。これにより、鍋に大きさに合わせて効率よく鍋を加熱することができる。
（２）加熱コイル５４，５５，５６のそれぞれ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加熱コイル５４のみに電力を投入し、その後、加熱コイル５５のみに電力を投入し、その後、加熱コイル５６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へ、中側から内側及び外側へ、外側から内側へと対流させる制御を行う。
【００６５】
図１９は、図１７の加熱コイル５４，５５，５６で図５の鍋Ａを加熱する場合の、各加熱コイルに投入する電力と、図１７のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表であり、図２０は、図１７の加熱コイル５４，５５，５６で図５の鍋Ｂを加熱する場合の、各加熱コイルに投入する電力と、図１７のパワーモジュール１及び２からの発熱量との関係を示す表である。
【００６６】
例えば、図１９の表の１行目は、加熱コイル５４，５５に０ｋＷを投入しかつ加熱コイル５６に３ｋＷを投入して鍋Ａを加熱する場合を示している。この場合、加熱コイル５４，５５，５６のそれぞれに投入された電力の和は３ｋＷである。また、アームＡ１−１の発熱量及びアームＡ１−２の発熱量は０Ｗであり、アームＡ１−３の発熱量は３０Ｗであり、したがってパワーモジュール１の発熱量は３０Ｗである。さらに、アームＡ２−１の発熱量及びアームＡ２−２の発熱量は０Ｗであり、アームＡ２−３の発熱量は３０Ｗであり、したがってパワーモジュール２の発熱量は３０Ｗである。よって、パワーモジュール１及びパワーモジュール２の発熱量の和は６０Ｗである。
【００６７】
図１９及び図２０に示したいずれの場合にも、加熱コイル５４，５５，５６のそれぞれに投入される電力の和は３ｋＷ以下であり、パワーモジュール１の発熱量とパワーモジュール２の発熱量とが等しい。したがって、本実施の形態の誘導加熱調理器に必要な冷却能力は、加熱コイルへの投入電力の和が３ｋＷである場合に対応できればよく、加熱コイルへの投入電力が加熱コイル５４，５５，５６のそれぞれの投入可能電力の和である９ｋＷである場合に対応する必要はない。したがって、制御回路７０が各加熱コイルへ投入する電力を制御しない場合と比較して、冷却装置を小型化することができる。
【００６８】
以上説明したように、実施の形態３によれば、実施の形態１及び実施の形態１の変形例と同様の効果を有する。さらに、実施の形態３によれば、１つの調理口５０に、内側から順に加熱コイル５４，５５，５６の３つの加熱コイルを備えたので、実施の形態１と比較して、鍋の形状及び大きさに合わせて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。
【００６９】
実施の形態３の変形例．
図２１は、本発明の実施の形態３の変形例に係る誘導加熱調理器の加熱コイル５４，５５，５６の配置を示す平面図である。本実施の形態は、実施の形態３と比較して、加熱コイルの配置が異なる。加熱コイル５４，５５，５６は、各加熱コイル５４，５５，５６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５４，５５，５６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。なお、加熱コイル５４，５５，５６の配置は、図２１の配置に限らない。
【００７０】
実施の形態３の変形例に係る誘導加熱調理器では、加熱コイル５４，５５，５６の投入可能電力はいずれも３ｋＷであり、制御回路７０は、加熱コイル５４，５５，５６のそれぞれに投入する電力の和が３ｋＷ以下になるように、各加熱コイルに投入する電力を決定する。制御回路７０は、加熱コイル５４，５５，５６のそれぞれに投入する電力を、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ない。
（１）各加熱コイル５４，５５，５６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５４，５５，５６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。
（２）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。
（３）加熱コイル５４，５５，５６に対する各投入電力間に差を設けるように制御する。例えば、加熱コイル５４，５５，５６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。
【００７１】
以上説明したように、実施の形態３の変形例によれば、実施の形態１及び実施の形態１の変形例と同様の効果を有する。さらに、実施の形態３の変形例によれば、図２１に示すように加熱コイル５４，５５，５６を配置するので、実施の形態３と比較して、鍋の形状に応じてより効率のよい加熱を行うことができ、様々な調理制御を行うことができる。
【００７２】
なお、実施の形態３及び実施の形態３の変形例では、実施の形態２で述べた絶縁回路を備えていないが、本発明はこれに限らず、実施の形態２と同様に絶縁回路を備えて構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
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、制御手段が、複数Ｎ個の直列共振回路のそれぞれに投入する電力の和を、上記複数Ｎ個の直列共振回路のそれぞれに投入可能な最大の電力の和よりも小さくなるように制御するので、直列共振回路を駆動する２つのパワーモジュールの発熱量が、各直列共振回路に投入する電力を制御しない場合と比較して小さくなり、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化することができる。
【００７４】
また、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、複数の直列共振回路のそれぞれに投入する電力がどのような条件であっても第１のパワーモジュールの発熱量と第２のパワーモジュールの発熱量とが等しくなり、発熱集中が発生しない。したがって、第１のパワーモジュール及び第２のパワーモジュールを１組の放熱フィン及び冷却ファンで冷却することができるため、冷却装置を小型化することができる。また、第１のパワーモジュール及び第２のパワーモジュールを別々に冷却する場合でも、第１のパワーモジュール及び第２のパワーモジュールに同一の冷却装置を用いることができるので、冷却装置のコストを低減することができる。
【００７５】
さらに、複数の直列共振回路に対して、第１のパワーモジュール及び第２のパワーモジュールの２つのパワーモジュールを備え、各直列共振回路に投入する電力の和を制限するので、第１のパワーモジュール及び第２のパワーモジュールを冷却するために必要な冷却能力は、各直列共振回路に投入する電力の和の最大値に対応することができればよく、直列共振回路ごとにパワーモジュールを備え、かつパワーモジュールごとに冷却装置を備える場合と比較して、冷却装置を小型化することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１，２  パワーモジュール、１１−１〜１１−６，２１−１〜２１−６  スイッチング素子、１２−１〜１２−６，２２−１〜２１−６  ダイオード、１３−１〜１３−３，２３−１〜２３−３  スイッチング素子駆動回路、４１  整流回路、４２  整流ブリッジダイオード、４３  チョークコイル、４４  平滑コンデンサ、５１〜５６  加熱コイル、５０，５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ  調理口、５７  トッププレート、６１〜６３  共振コンデンサ、７０  制御回路、７１  絶縁回路、７２  フォトカプラ、７３  ｎｐｎトランジスタ、７４  電流制限抵抗、７５  １次側ダイオード、７６  ２次側上段ＦＥＴ、７７  ２次側下段ＦＥＴ、７８，７９  抵抗、９０  商用電源、９１  駆動電圧源、９２  制御電圧源、９３  操作部、９４  表示部、９５，９５Ａ，９５Ｂ  放熱フィン、９６，９６Ａ，９６Ｂ  冷却ファン、９７  基板、１０１〜１０３  直列共振回路、Ａ１−１〜Ａ１−３，Ａ２−１〜Ａ２−３  アーム、Ｄ１〜Ｄ４  整流ダイオード、Ｇｃ  制御回路等電位配線、Ｇｄ  スイッチング素子駆動回路等電位配線、Ｇｅ  スイッチング素子等電位配線、Ｇｉ１  絶縁回路１次側等電位配線、Ｇｉ２  絶縁回路２次側等電位配線、Ｐ１〜Ｐ７  経路、Ｔ１，Ｔ２  入力端子、Ｔ３  正側出力端子、Ｔ４  負側出力端子、Ｖｃ，Ｖｄ１，Ｖｄ２，Ｖｅ１，Ｖｅ２，Ｖｉ１，Ｖｉ２  基準電位。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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