特許 6116275 誘導加熱調理器、電気機器、及び電力管理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6116275

(24)【登録日】2017年3月31日

(45)【発行日】2017年4月19日

(54)【発明の名称】誘導加熱調理器、電気機器、及び電力管理システム

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/12 20060101AFI20170410BHJP

【ＦＩ】

   H05B6/12 324

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-26922(P2013-26922)

(22)【出願日】2013年2月14日

(65)【公開番号】特開2014-157681(P2014-157681A)

(43)【公開日】2014年8月28日

【審査請求日】2015年12月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000176866

【氏名又は名称】三菱電機ホーム機器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085198

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 久夫

(74)【代理人】

【識別番号】100098604

【弁理士】

【氏名又は名称】安島 清

(74)【代理人】

【識別番号】100087620

【弁理士】

【氏名又は名称】高梨 範夫

(74)【代理人】

【識別番号】100125494

【弁理士】

【氏名又は名称】山東 元希

(74)【代理人】

【識別番号】100141324

【弁理士】

【氏名又は名称】小河 卓

(74)【代理人】

【識別番号】100153936

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 健誠

(74)【代理人】

【識別番号】100160831

【弁理士】

【氏名又は名称】大谷 元

(74)【代理人】

【識別番号】100166084

【弁理士】

【氏名又は名称】横井 堅太郎

(72)【発明者】

【氏名】文屋 潤

【審査官】 土屋 正志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０４０１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２０８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１９８５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６５９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８５５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０２７６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７２２６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ６／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリコン半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第１基板、又は、ワイドバンドギャップ半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第２基板が搭載された本体と、
被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
前記電力用半導体素子によって構成され、前記加熱コイルを駆動する駆動回路と、
前記駆動回路の駆動を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
時刻、日付、及び曜日の少なくとも１つに応じて、電力使用量の第１制限値、及び、該第１制限値より電力が大きい第２制限値が設定され、
前記本体に、前記第１基板又は前記第２基板の何れが搭載されているかを識別し、
前記第１基板が搭載されていると識別した場合、前記加熱コイルへ入力される電力が、前記第１制限値を超えないように、前記駆動回路の駆動を制御し、
前記第２基板が搭載されていると識別した場合、前記加熱コイルへ入力される電力が、前記第２制限値を超えないように、前記駆動回路の駆動を制御する
ことを特徴とする誘導加熱調理器。

【請求項2】

前記制御手段は、
前記第２基板が搭載されていると識別した場合、前記駆動回路から出力される電力の上限を、前記第１基板が搭載されていると識別した場合より大きくする
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。

【請求項3】

前記加熱コイルを含む加熱手段を複数備え、
前記制御手段は、
前記第２基板が搭載されていると識別した場合、１つの前記加熱コイルへ入力される電力の上限を、前記第１基板が搭載されていると識別した場合より大きくし、
前記複数の加熱手段へ入力される電力の合計である全電力使用量が、閾値を超えないように、前記駆動回路の駆動を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。

【請求項4】

前記電力用半導体素子に冷却風を供給する送風機を備え、
前記制御手段は、
前記第２基板が搭載されていると識別した場合、
前記送風機の送風量を、前記第１基板が搭載されていると識別した場合より小さくし、又は、前記送風機を動作させない
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。

【請求項5】

前記制御手段は、
前記第１基板及び前記第２基板に実装された回路部品の、取り付け状態又は接続切り換え状態に基づき、前記本体に、前記第１基板又は前記第２基板の何れが搭載されているかを識別する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。

【請求項6】

複数の電気機器の電力使用量を管理する電力管理装置と通信する通信手段を備え、
前記通信手段は、
前記電力管理装置から電力使用量の制限値の情報を取得し、
前記制御手段は、
前記加熱コイルへ入力される電力が、前記制限値を超えないように、前記駆動回路の駆動を制御する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。

【請求項7】

複数の電気機器の電力使用量を管理する電力管理装置と、
請求項１〜６の何れか一項に記載の誘導加熱調理器を少なくとも含む複数の電気機器と、
を備え、
前記誘導加熱調理器は、
前記識別結果の情報及び現在の電力使用量の情報を、前記電力管理装置に送信し、
前記電力管理装置は、
前記識別結果の情報と、前記複数の電気機器から取得した現在の使用電力量の情報とに基づき、前記誘導加熱調理器の電力使用量の制限値を設定する
ことを特徴とする電力管理システム。

【請求項8】

シリコン半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第１基板、又は、ワイドバンドギャップ半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第２基板が搭載された本体と、
負荷回路と、
前記電力用半導体素子によって構成され、前記負荷回路を駆動する駆動回路と、
前記駆動回路の駆動を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
時刻、日付、及び曜日の少なくとも１つに応じて、電力使用量の第１制限値、及び、該第１制限値より電力が大きい第２制限値が設定され、
前記本体に、前記第１基板又は前記第２基板の何れが搭載されているかを識別し、
前記第１基板が搭載されていると識別した場合、前記負荷回路へ入力される電力が、前記第１制限値を超えないように、前記駆動回路の駆動を制御し、
前記第２基板が搭載されていると識別した場合、前記負荷回路へ入力される電力が、前記第２制限値を超えないように、前記駆動回路の駆動を制御する
ことを特徴とする電気機器。

【請求項9】

複数の電気機器の電力使用量を管理する電力管理装置と、
請求項８に記載の電気機器を少なくとも含む複数の電気機器と、
を備え、
前記電気機器は、
前記識別結果の情報及び現在の電力使用量の情報を、前記電力管理装置に送信し、
前記電力管理装置は、
前記識別結果の情報と、前記複数の電気機器から取得した現在の使用電力量の情報とに基づき、前記電気機器の電力使用量の制限値を設定する
ことを特徴とする電力管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘導加熱調理器、電気機器、及び電力管理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電気機器の一つである誘導加熱調理器においては、例えば、被加熱物を加熱するための複数の加熱手段と、調理器の動作を制御する制御手段と、制御手段に調理器の操作及び設定情報等を入力する操作手段と、調理器全体で消費される総電力量の上限値としての定格電力を設定する定格電力設定手段とを備え、定格電力設定手段により定格電力を変更可能とするものが提案されている（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２００５−７６９９７号公報（要約）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、誘導加熱調理器等の電気機器に搭載される電力制御用の半導体素子（電力用半導体素子）には、その価格の安さからシリコン半導体が用いられるのが一般的である。
一方、シリコン半導体と比較して、耐電圧性及び許容電流密度が高く、電力損失が低いワイドバンドギャップ半導体がある。このワイドバンドギャップ半導体によって形成された電力用半導体素子を用いることで、高出力駆動等に対応することが可能となる。
このようなことから、経済性を求める場合にはシリコン半導体を用い、性能を求める場合にはワイドバンドギャップ半導体を用いるなど、使用者の目的及び用途に応じて、電力用半導体素子の種類を選択的に使用可能とすることが望まれている。

【0005】

しかしながら、従来の誘導加熱調理器等の電気機器では、電力用半導体素子を種類の異なる素子と交換可能に構成するという技術思想自体が存在しないため、同一装置で電力用半導体素子の種類を選択的に使用可能とすることが困難である。例えば、特許文献１の技術は、定格電力を変更するものではあるが、電力用半導体素子の種類を交換することは想定しておらず、電力用半導体素子の種類に応じて適切な電力制御を行うことができない。このように、従来の技術では、電力用半導体素子の種類を変更するには装置全体を交換（買い換え）する必要があった。
また、例えば装置全体を交換せずに電力用半導体素子が搭載された電子基板のみを交換することも考えられるが、電力用半導体素子の種類が異なれば、電力用半導体素子を駆動する制御情報（プログラム等）も変更する必要があり、電力用半導体素子の種類を選択的に使用可能とすることは容易ではない。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、使用者の目的及び用途に応じて、装置全体を交換する必要が無く、同一装置で電力用半導体素子を選択的に使用可能な、誘導加熱調理器、電気機器、及びそれを備えた電力管理システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る誘導加熱調理器は、シリコン半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第１基板、又は、ワイドバンドギャップ半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第２基板が搭載された本体と、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記電力用半導体素子によって構成され、前記加熱コイルを駆動する駆動回路と、前記駆動回路の駆動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、時刻、日付、及び曜日の少なくとも１つに応じて、電力使用量の第１制限値、及び、該第１制限値より電力が大きい第２制限値が設定され、前記本体に、前記第１基板又は前記第２基板の何れが搭載されているかを識別し、前記第１基板が搭載されていると識別した場合、前記加熱コイルへ入力される電力が、前記第１制限値を超えないように、前記駆動回路の駆動を制御し、前記第２基板が搭載されていると識別した場合、前記加熱コイルへ入力される電力が、前記第２制限値を超えないように、前記駆動回路の駆動を制御するものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明は、使用者の目的及び用途に応じて、装置全体を交換する必要が無く、同一装置で電力用半導体素子を選択的に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００の外観を示す斜視図である。

【図2】実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００の駆動回路を示す図である。

【図3】実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００に搭載される電子基板１１を説明するブロック図である。

【図4】実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００に第１電子基板１１ａが搭載された状態を示すブロック図である。

【図5】実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００に第２電子基板１１ｂが搭載された状態を示すブロック図である。

【図6】実施の形態２に係る誘導加熱調理器１００のスケジュール制御を説明する図である。

【図7】実施の形態２に係る誘導加熱調理器１００の動作結果を示す図である。

【図8】実施の形態２に係る誘導加熱調理器１００の動作結果を示す図である。

【図9】実施の形態３に係るモータ駆動装置の回路を示す図である。

【図10】実施の形態４に係る電力管理システムの構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施の形態１．
本実施の形態１においては、本発明の電気機器の一例として、誘導加熱により加熱調理を行う誘導加熱調理器を例に説明を行う。なお、本発明の電気機器はこれに限定されるものではなく、空気調和装置、洗濯機、冷蔵庫などの家電機器、並びに、エレベータ、鉄道車両のモータ駆動装置など、任意の電気機器に適用することができる。

【0011】

図１は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００の外観を示す斜視図である。
図１において、誘導加熱調理器１００の本体１の上部には、被加熱物（鍋等）が載置される天板が設けられている。天板の表面には、被加熱物の載置位置を示す例えば３つの円形状の左加熱口ＨＬ、右加熱口ＨＲ及び中央加熱口ＨＣ（以下「各加熱口」という）が印刷等の方法で表示されている。本体１内には、各加熱口に対応して３つの加熱コイルが配置されている。

【0012】

本体１内の中央下部には、魚などの被加熱物を出し入れ可能に前面が開口したグリル庫Ｇが設けられている。グリル庫Ｇ内には被加熱物を加熱するために、ヒーターなどの熱源（加熱手段）が備えられている。

【0013】

天板の前部側、及び本体１の前面には操作部２が設けられている。操作部２は、例えば、各加熱口にそれぞれ対応して設けられた火力設定操作部と、グリルの加熱を操作するグリル操作部からなっている。
また、天板の前部側には、表示部１２が設けられている。表示部１２は、例えば、各加熱口、グリル庫Ｇの火力、及び、動作状態をそれぞれ表示する。表示部１２は、例えば液晶表示パネル、ＬＥＤ等により構成される。

【0014】

本体１の後部側には、吸気口２１及び排気口２２が形成されている。本体１内部に設けられた冷却ファン２０は、吸気口２１から本体１の外部の空気を吸気し、本体１内部に冷却風を供給する。本体１内に供給された冷却風は、本体１内部の部品を冷却した後、排気口２２から本体１の外部に排気される。

【0015】

図２は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００の駆動回路を示す図である。なお、駆動回路は各加熱口にそれぞれ設けられる。図２では１つの駆動回路のみを図示する。
図２に示すように、駆動回路は、直流電源回路３と、インバータ回路４とを備え、負荷回路７に電力を供給する。

【0016】

直流電源回路３は、ダイオードブリッジ３ａ、リアクタ３ｂ、平滑コンデンサ３ｃを備え、交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換して、インバータ回路４へ出力する。

【0017】

インバータ回路４は、電力用半導体素子によって構成されたスイッチング素子４ａ、４ｂが、直流電源回路３の出力に直列に接続された、ハーフブリッジ型のインバータである。インバータ回路４は、直流電源回路３から出力される直流電力を高周波の交流電力に変換して負荷回路７へ供給する。なお、インバータ回路４は、ハーフブリッジ型に限らず、フルブリッジ型又は一石電圧共振型のインバータなどを用いた構成でも良い。なお、各加熱口のインバータ回路４の構成が異なっても良い。例えば左加熱口ＨＬのインバータ回路４をフルブリッジ型とし、右加熱口ＨＲのインバータ回路４をハーフブリッジ型としても良い。
負荷回路７は、加熱コイル５ａと共振コンデンサ５ｂからなる共振回路によって構成される。

【0018】

制御用主マイコン９は、操作部２から入力された、加熱口の選択操作及び火力の設定操作等に応じた火力指令（電力指令）を、制御用従マイコン８に送信する。
制御用従マイコン８は、制御用主マイコン９からの指令に基づき、インバータ回路４のスイッチング素子４ａ、４ｂをオンオフ制御して、当該インバータ回路４の出力電力が設定火力となるように制御を行う。

【0019】

このように構成することで、加熱コイル５ａには高周波電流が流れ、流れる高周波電流により発生する高周波磁束によって加熱コイル５ａの直上の天板上に載置された被加熱物を誘導加熱する。

【0020】

なお、制御用主マイコン９及び制御用従マイコン８は、「制御手段」に相当する。
また、冷却ファン２０は、本発明における「送風機」に相当する。

【0021】

少なくとも、直流電源回路３、インバータ回路４、及び制御用従マイコン８は、電子基板１１に実装されている。電子基板１１は、本体１内に搭載され、制御用主マイコン９が搭載された主基板１４（後述）と着脱可能に接続される。また、電子基板１１には、当該基板に搭載された電力用半導体素子の種類（以下「電子基板１１の種類」ともいう）を識別するための回路部品として、プルアップ抵抗１０ａ又はプルダウン抵抗１０ｂが搭載されている。なお、図２では説明のため、プルアップ抵抗１０ａ及びプルダウン抵抗１０ｂを両方図示している。

【0022】

ここで、電子基板１１に搭載された電力用半導体素子（スイッチング素子４ａ、４ｂ）の種類について説明する。
電力用半導体素子としては、例えばシリコン系からなる半導体（以下、シリコン半導体という）がある。
また、電力用半導体素子としては、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム系材料（ガリウムナイトライド；ＧａＮ）、又はダイヤモンド等のワイドバンドギャップ半導体がある。

【0023】

シリコン半導体によって形成された電力用半導体素子は、ワイドバンドギャップ半導体と比較して安価である。
一方、ワイドバンドギャップ半導体によって形成された電力用半導体素子は、耐電圧性及び許容電流密度が高く、電力損失が低いため、シリコン半導体と比較して高電力駆動が可能となる。また、シリコン半導体と比較して電力損失が低いので発熱量が少なく、また耐熱性も高いため、冷却装置及び放熱フィンの小型化又は省略、冷却能力の低減を図ることが可能となる。

【0024】

本実施の形態１における誘導加熱調理器１００は、シリコン半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した電子基板１１（以下「第１電子基板１１ａ」という）、又は、ワイドバンドギャップ半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した電子基板１１（以下「第２電子基板１１ｂ」という）の何れかを、選択的に搭載することが可能に構成されている。

【0025】

例えば、誘導加熱調理器１００において、高火力調理を求める使用者に対しては第２電子基板１１ｂを搭載し、高火力調理の必要が無く安価を求める使用者に対しては第１電子基板１１ａを搭載とすることで、使用者の目的及び用途に応じて、装置全体を交換する（買い換える）必要が無く、同一装置で電力用半導体素子を選択的に使用可能な、誘導加熱調理器１００を提供することが可能となる。

【0026】

なお、本実施の形態１においては、インバータ回路４を構成するスイッチング素子４ａ、４ｂを、ワイドバンドギャップ半導体又はシリコン半導体の何れかにより構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２電子基板１１ｂに搭載される直流電源回路３のダイオードブリッジ３ａ、及びスイッチング素子４ａ、４ｂに逆並列に接続されたダイオード（図示せず）等を、ワイドバンドギャップ半導体又はシリコン半導体の何れかにより構成するようにしても良い。

【0027】

次に、このような誘導加熱調理器１００の回路構成の詳細について説明する。

【0028】

図３は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００に搭載される電子基板１１を説明するブロック図である。
図４は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００に第１電子基板１１ａが搭載された状態を示すブロック図である。
図５は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器１００に第２電子基板１１ｂが搭載された状態を示すブロック図である。
図３に示すように、制御用主マイコン９が搭載された主基板１４には、ハーネス１６によって、第１電子基板１１ａ又は第２電子基板１１ｂの何れかが選択的に接続される。
図４に示すように、第１電子基板１１ａが本体１に搭載された場合、ハーネス１６と第１電子基板１１ａのコネクタ１５ａとが接続される。
また、図５に示すように、第２電子基板１１ｂが本体１に搭載された場合、ハーネス１６と第２電子基板１１ｂのコネクタ１５ｂとが接続される。

【0029】

第１電子基板１１ａには、プルアップ抵抗１０ａが搭載されており、所定電位（例えば＋５Ｖ）が、コネクタ１５ａ及びハーネス１６を介して、制御用主マイコン９の電子基板種類識別用の入力ポートに入力される。
また、第２電子基板１１ｂには、プルダウン抵抗１０ｂが搭載されており、所定電位（例えばＧＮＤ）が、コネクタ１５ｂ及びハーネス１６を介して、制御用主マイコン９の電子基板種類識別用の入力ポートに入力される。
制御用主マイコン９は、電子基板種類識別用の入力ポートに入力された電位によって定まるＨｉ論理又はＬｏ論理から、本体１に搭載された電子基板１１の種類を識別する。例えば、入力ポートがＨｉであれば第１電子基板１１ａが搭載されていると識別し、入力ポートがＬｏであれば第２電子基板１１ｂが搭載されていると識別する。

【0030】

このように、第１電子基板１１ａ及び第２電子基板１１ｂに実装された回路部品の取り付け状態を相違させることにより、制御用主マイコン９は、第１電子基板１１ａ又は第２電子基板１１ｂの何れが搭載されているかを識別する。

【0031】

なお、ここでは、プルアップ抵抗１０ａ及びプルダウン抵抗１０ｂによって、搭載された電子基板１１の種類を識別する場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１電子基板１１ａ及び第２電子基板１１ｂに、ディップスイッチを実装して、切り換え状態を相違させることで、種類を識別するようにしても良い。また、例えばジャンパ線等によって取り付け状態を相違させることで、種類を識別するようにしても良い。つまり、第１電子基板１１ａ及び第２電子基板１１ｂに実装された回路部品の、取り付け状態又は接続切り換え状態に基づき、種類を識別するようにすれば良い。

【0032】

なお、第１電子基板１１ａは、本発明における「第１基板」に相当する。
また、第２電子基板１１ｂは、本発明における「第２基板」に相当する。

【0033】

（動作）
次に、本実施の形態１における誘導加熱調理器１００の加熱動作について説明する。
制御用主マイコン９は、操作部２からの操作により、加熱口が選択され火力が設定されると、選択された加熱口に対応する制御用従マイコン８へ火力指令を送信する。
制御用従マイコン８は、制御用主マイコン９からの指令に基づき、インバータ回路４のスイッチング素子４ａ、４ｂを駆動し、インバータ回路４の出力電力が所望の設定火力となるように制御を行う。
なお、制御用主マイコン９は、操作部２から火力設定が変更される操作がされると、変更後の火力指令値を制御用従マイコン８に送信し、制御用従マイコン８は、この火力指令値に応じて、所望の設定火力となるようにインバータ回路４の出力を制御する。

【0034】

（上限火力設定）
上述したように各加熱口に設定される火力、即ち、インバータ回路４から加熱コイル５ａへ入力される電力（火力）は、火力指令によって設定されるが、この電力（火力）には上限が設定される。
制御用主マイコン９は、第２電子基板１１ｂが搭載されていると識別した場合、１つの加熱コイル５ａへ入力される電力の上限を、第１電子基板１１ａが搭載されていると識別した場合より大きく設定する。
例えば、第１電子基板１１ａが搭載されている場合においては、１つの加熱コイル５ａへ入力される電力の上限を２０００Ｗに設定する。一方、第２電子基板１１ｂが搭載されている場合においては、１つの加熱コイル５ａへ入力される電力の上限を３０００Ｗに設定する。
これによって、ワイドバンドギャップ半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第２電子基板１１ｂが搭載されている場合には、高火力調理が可能となり、シリコン半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第１電子基板１１ａが搭載されている場合には、調理器の省エネルギー使用が可能となる。また、制御用主マイコン９は、搭載された基板種類の識別結果に応じて、電力の上限を各々設定できるよう、制御用主マイコン９の制御情報（プログラム等）を保有させることで、電子基板１１の種類を変更した場合であっても、制御用主マイコン９の制御情報（プログラム等）を変更することなく、電子基板１１の種類に応じた制御が可能となる。

【0035】

（全電力使用量制御）
本実施の形態１の誘導加熱調理器１００のように、複数の加熱口（加熱コイル５ａ）を有する場合、装置全体の電力使用量の閾値が設定される。この閾値は、例えば製品仕様等によって設定される。
制御用主マイコン９は、複数の加熱口（加熱コイル５ａ）へ入力される電力の合計である全電力使用量が、閾値を超えないように、各インバータ回路４の駆動を制御する。
例えば、全電力使用量が５８００Ｗに設定されている場合において、第２電子基板１１ｂが搭載されていると識別して、１つの加熱コイル５ａへ入力される電力を３０００Ｗに設定したときは、他の加熱口及びグリル庫Ｇへの電力の合計を２８００Ｗ未満に制御する。
これによって、ワイドバンドギャップ半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第２電子基板１１ｂが搭載されている場合に、高火力調理を実施した場合であっても、装置全体の電力使用量を閾値以内にすることが可能となる。

【0036】

（冷却ファン制御）
ワイドバンドギャップ半導体によって形成された電力用半導体素子は、シリコン半導体と比較して電力損失が低いので発熱量が少なく、また耐熱性も高い。このため、冷却ファン２０の冷却能力を低減するようにしても良い。
制御用主マイコン９は、第２電子基板１１ｂが搭載されていると識別した場合、冷却ファン２０の送風量を、第１電子基板１１ａが搭載されていると識別した場合より小さくし、又は、冷却ファン２０を動作させないようにしても良い。
これによって、冷却ファン２０の動作に伴う騒音を低下することができる。また、冷却ファン２０の消費電力を低減することができる。

【0037】

以上のように本実施の形態においては、シリコン半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第１電子基板１１ａ、又は、ワイドバンドギャップ半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第２電子基板１１ｂが、選択的に搭載可能である。このため、使用者の目的及び用途に応じて、装置全体を交換する（買い換える）必要が無く、同一装置で選択的に使用可能な、誘導加熱調理器１００を提供することが可能となる。

【0038】

また、制御用主マイコン９は、本体１に、第１電子基板１１ａ又は第２電子基板１１ｂの何れが搭載されているかを識別し、識別結果に応じて、少なくともインバータ回路４の駆動を制御する。このため、制御用主マイコン９の制御情報（プログラム等）を変更することなく、電子基板１１の種類に応じた制御が可能となる。

【0039】

実施の形態２．
本実施の形態２においては、時刻、日付、及び曜日等に応じて電力使用量を制限するスケジュール制御を、電子基板１１の種類に応じて行う動作について説明する。

【0040】

本実施の形態２における制御用主マイコン９は、時期をカウントするカレンダー機能、及び時間帯をカウントする時計機能を有している。また、制御用主マイコン９には、時刻、日付、及び曜日の少なくとも１つに応じた電力使用量の制限値が設定されたスケジュール情報が記憶されている。
その他の構成は、上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。

【0041】

図６は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器１００のスケジュール制御を説明する図である。
図６に示すように、制御用主マイコン９には、例えば１年を４分割した時期と、一日の時刻に対応して、省エネモード１を実施する期間と、省エネモード２とを実施する期間とが設定されている。
省エネモード１は、第１電子基板１１ａ搭載時において、全電力使用量を制限値ＴＨ１（例えば４８００Ｗ）に制限し、第２電子基板１１ｂ搭載時において、全電力使用量を、制限値ＴＨ１より電力が大きい制限値ＴＨ２（例えば５８００Ｗ：定格電力値）に制限するモードである。
省エネモード２は、第１電子基板１１ａ搭載時において、全電力使用量を制限値ＴＨ１２（例えば４３００Ｗ）に制限し、第２電子基板１１ｂ搭載時において、全電力使用量を、制限値ＴＨ１２より電力が大きい制限値ＴＨ２２（例えば５３００Ｗ）に制限するモードである。
ここで、制限値ＴＨ１２は制限値ＴＨ１より小さく、制限値ＴＨ２２は制限値ＴＨ２より小さい値に設定する。つまり、省エネモード２は、省エネモード１と比較して、電力制限量（電力ピークカット量）が大きいモードである。

【0042】

制御用主マイコン９は、第１電子基板１１ａが搭載されていると識別した場合、省エネモード１が設定された時期及び時刻に、全電力使用量が制限値ＴＨ１を超えないように、インバータ回路４の駆動を制御する。また、第２電子基板１１ｂが搭載されていると識別した場合、省エネモード１が設定された時期及び時刻に、全電力使用量が制限値ＴＨ２を超えないように、インバータ回路４の駆動を制御する。
また、制御用主マイコン９は、第１電子基板１１ａが搭載されていると識別した場合、省エネモード２が設定された時期及び時刻に、全電力使用量が制限値ＴＨ１２を超えないように、インバータ回路４の駆動を制御する。また、第２電子基板１１ｂが搭載されていると識別した場合、省エネモード２が設定された時期及び時刻に、全電力使用量が制限値ＴＨ２２を超えないように、インバータ回路４の駆動を制御する。

【0043】

なお、ここでは、全電力使用量の制限値を設定する場合を説明するが、各加熱コイル５ａに入力される電力についてそれぞれ制限値を設定するようにしても良い。

【0044】

なお、制限値ＴＨ１、制限値ＴＨ１２は、本発明における「第１制限値」に相当する。
また、制限値ＴＨ２、制限値ＴＨ２２は、本発明における「第２制限値」に相当する。

【0045】

図７は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器１００の動作結果を示す図である。
図７では、省エネモード１のみが設定された時期（図６の１２月〜２月）での電力ピークカット動作例を示している。
図７（ａ）に示すように、第１電子基板１１ａが搭載された場合、全電力使用量が制限値ＴＨ１（例えば４８００Ｗ）を超えないように制御される。
これによって、全電力使用量が増大する時期、時間帯において、第１電子基板１１ａ搭載時は、電力使用制限動作（電力ピークカット動作）をさせることが可能となり、省エネルギー運転（節電）が可能となる。

【0046】

図７（ｂ）に示すように、第２電子基板１１ｂが搭載された場合、全電力使用量が、制限値ＴＨ１より大きい制限値ＴＨ２（例えば５８００Ｗ：定格電力値）を超えないように制御される。
これによって、第２電子基板１１ｂ搭載時は、省エネモード１が設定された時刻においても高火力調理を実現することができる。

【0047】

なお、第１電子基板１１ａが搭載された場合にのみ制限値を設定し、第２電子基板１１ｂが搭載された場合には、スケジュール設定に基づく制限値を設けないようにしても良い。この場合であっても、上記実施の形態１で説明したように、製品仕様等によって定まる装置全体の電力使用量の閾値によって電力が制限される。

【0048】

図８は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器１００の動作結果を示す図である。
図８では、省エネモード１及び省エネモード２が設定された時期（図６の６月〜８月）での電力ピークカット動作例を示している。
図８（ａ）に示すように、第１電子基板１１ａが搭載された場合、省エネモード１が設定された時刻において全電力使用量が制限値ＴＨ１（例えば４８００Ｗ）を超えないように制御され、省エネモード２が設定された時刻において全電力使用量が制限値ＴＨ１２（例えば４３００Ｗ）を超えないように制御される。
図８（ｂ）に示すように、第２電子基板１１ｂが搭載された場合、省エネモード１が設定された時刻において全電力使用量が制限値ＴＨ２（例えば５８００Ｗ：定格電力値）を超えないように制御され、省エネモード２が設定された時刻において全電力使用量が制限値ＴＨ２２（例えば５３００Ｗ）を超えないように制御される。
これによって、複数の省エネモードと電子基板の種類に応じて、きめ細やかな省エネルギー運転の設定が可能となる。

【0049】

なお、図６に示したスケジュール設定、及び制限値の数値は一例であり、本発明はこれに限定されない。
また、図６の例では、時期と時刻に応じて各省エネモードを設定した場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。時刻、日付、及び曜日の少なくとも１つに応じて電力使用量の制限値を設定すればよい。

【0050】

以上のように本実施の形態においては、時刻、日付、及び曜日の少なくとも１つに応じて設定された電力使用量の制限値と、搭載された電子基板１１の種類に応じて、加熱コイル５ａに入力される電力を制限することができる。

【0051】

実施の形態３．
本実施の形態３においては、本発明の電気機器の一例として、空気調和装置、洗濯機、冷蔵庫などの家電機器、並びに、エレベータ、鉄道車両などに搭載されたモータを駆動するモータ駆動装置に、本発明を適用した形態について説明する。

【0052】

図９は、実施の形態３に係るモータ駆動装置の回路を示す図である。
図９において、インバータ回路４は、電力用半導体素子によって構成されたスイッチング素子４ａ〜４ｆを各々ブリッジ接続して構成される。インバータ回路４は、直流電源回路３で整流された直流電圧出力が入力され、例えばＰＷＭ制御によって、入力された直流電圧を任意電圧、任意周波数の三相交流に変換する。
負荷回路７は、例えば三相モータ７０によって構成され、インバータ回路４からの三相交流によって回転駆動される。三相モータ７０は、空気調和装置、冷蔵庫の送風機及び圧縮機を駆動するモータ、洗濯機の洗濯槽を駆動するモータなど、家電機器に搭載されるモータとして用いられる。また、三相モータ７０は、エレベータの昇降駆動モータ、鉄道車両の動力用モータとして用いられる。
その他の構成は、上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。

【0053】

本実施の形態３においても、シリコン半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第１電子基板１１ａ、又は、ワイドバンドギャップ半導体によって形成された電力用半導体素子を実装した第２電子基板１１ｂが、選択的に搭載可能である。
このため、電力用半導体素子を変更するために、電気機器全体を交換する必要が無く、同一装置で電力用半導体素子を選択的に使用可能な、電気機器を提供することが可能となる。

【0054】

実施の形態４．
本実施の形態４では、上記実施の形態１における誘導加熱調理器１００、及び、上記実施の形態３におけるモータ駆動装置を搭載した電気機器の少なくとも一方を含む、複数の電気機器の電力使用量を管理する電力管理システムについて説明する。

【0055】

図１０は、実施の形態４に係る電力管理システムの構成を示すブロック図である。
本実施の形態４に係る電力管理システムは、例えば、建物（住戸）内に設置された各電気機器が消費した電力を集計することにより、一括的に電力を管理するいわゆるＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）である。
図１０に示すように、電力管理システムは、複数の電気機器、太陽光発電モジュール１２０、及び、電力管理装置２００によって構成される。
各電気機器は、電力を消費する任意の機器であり、例えば、誘導加熱調理器１００、空気調和機１０１、冷蔵庫１０２などの家電機器から構成される。各電気機器は、商用電源からの電力及び太陽光発電モジュール１２０によって発電された電力が供給され、動作によって電力が消費される。

【0056】

各電気機器は、当該装置が消費している電力の情報を、電力管理装置２００へ送信する。例えば、誘導加熱調理器１００においては、上記実施の形態１の構成に加えて、電力管理装置２００と通信する通信手段を備え、制御用主マイコン９は、現在の電力使用量の情報を、通信手段によって送信する。なお、電力線から各電気機器に供給される電力を計測する電力計等を設けて、この電力計の計測結果を電力管理装置２００へ送信するようにしても良い。

【0057】

電力管理装置２００は、各電気機器が消費している現在の電力の情報を取得し、管理対象の建物内に設置された電気機器全体の全電力使用量を監視、制御する。電力管理装置２００は、例えば、時期をカウントするカレンダー機能、及び時間帯をカウントする時計機能を有しており、時刻、日付、及び曜日の少なくとも１つに応じた全電力使用量の制限値が設定されたスケジュール情報が記憶されている。

【0058】

電力管理装置２００は、スケジュール情報に基づき、電気機器全体の全電力使用量が、制限値を超えないように、各電気機器に対して電力使用量の制限値を割り当て、当該情報を各電気機器に送信する。
各電気機器は、電力管理装置２００から電力使用量の制限値の情報を取得し、当該装置の電力が、制限値を超えないように動作する。

【0059】

なお、各電気機器に対する電力使用量の制限値の割り当て方法は、これに限定されない。例えば、太陽光発電モジュール１２０の発電量に応じて、各電気機器に対する電力使用量の制限値を変更しても良い。また、蓄電装置を設け、蓄電量に応じて各電気機器に対する電力使用量の制限値を変更しても良い。

【0060】

さらに、上記実施の形態１で説明した誘導加熱調理器１００、及び、上記実施の形態３で説明したモータ駆動装置を搭載した電気機器のように、第１電子基板１１ａ又は第２電子基板１１ｂが選択的に搭載される電気機器においては、搭載された電子基板１１の種類の識別結果の情報を、電力管理装置２００へ送信する。
電力管理装置２００は、識別結果の情報と、複数の電気機器から取得した現在の使用電力量の情報とに基づき、各電気機器の電力使用量の制限値を設定する。例えば、第２電子基板１１ｂが搭載された電気機器に対する制限値を増加させ、第１電子基板１１ａが搭載された電気機器に対する制限値を減少させる。これによって、複数の電気機器全体の全電力使用量を一定にしつつ、第２電子基板１１ｂを搭載した電気機器を高出力駆動することができる。

【0061】

以上のように本実施の形態においては、各電気機器での電力使用量の制限値を電力管理装置２００から設定するので、各電気機器にカレンダー機能及び時計機能を備える必要が無く、安価な制御用マイコンを搭載した、安価な電気機器によりピークカット動作を実現することが可能となる。
また、複数の電気機器全体の全電力使用量を制限値未満としつつ、第２電子基板１１ｂを搭載した電気機器を高出力駆動することができる。

【符号の説明】

【0062】

１ 本体、２ 操作部、３ 直流電源回路、３ａ ダイオードブリッジ、３ｂ リアクタ、３ｃ 平滑コンデンサ、４ インバータ回路、４ａ〜４ｆ スイッチング素子、５ａ 加熱コイル、５ｂ 共振コンデンサ、７ 負荷回路、８ 制御用従マイコン、９ 制御用主マイコン、１０ａ プルアップ抵抗、１０ｂ プルダウン抵抗、１１ 電子基板、１１ａ 第１電子基板、１１ｂ 第２電子基板、１２ 表示部、１４ 主基板、１５ａ コネクタ、１５ｂ コネクタ、１６ ハーネス、２０ 冷却ファン、２１ 吸気口、２２ 排気口、７０ 三相モータ、１００ 誘導加熱調理器、１０１ 空気調和機、１０２ 冷蔵庫、１２０ 太陽光発電モジュール、２００ 電力管理装置、Ｇ グリル庫、ＨＣ 中央加熱口、ＨＬ 左加熱口、ＨＲ 右加熱口。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】